А. Ш.
Скончавшийся в ноябре минувшего года известный шведский ученый Сванте Аррениус представлял собою далеко незаурядную личность. Его идеи отличались большою оригинальностью и были теми пунктами, вокруг которых разгорались крупные споры ученых.
Приведем главнейшие из его положений и теорий.
Аррениус вычислил, что температура на поверхности земли упала бы на 21°Ц, если бы из воздуха исчезла вся углекислота; при этом углекислота составляет только 0,03% воздуха. Таким образом, самые слабые колебания содержания углекислоты в воздухе влекут за собою весьма значительные изменения в температуре, а вместе с тем и в органической жизни. Установленная геологами смена климатов между сравнительно теплыми эпохами и ледниковыми периодами имеет своею причиною именно колебания в количестве углекислоты, которая увеличивается вследствие вулканических извержений и процесса сжигания угля с промышленными целями (рис. 1). Но в то же время содержание углекислоты в воздухе уменьшается вследствие растворения в морской воде, образования карбонатов и, главным образом, жизненными процессами, происходящими в растениях. Как известно, растения вдыхают углекислоту и выдыхают кислород. Аррениус держится того мнения, что весь кислород, содержащийся в воздухе, является результатом этого выдыхания; растения, забирая из воздуха запасы углекислоты, тем самым обогащают воздух кислородом. Но это означает не что иное, как приближение нового ледникового периода. В течение десяти тысяч лет имеющаяся ныне масса углекислоты была бы израсходована полностью, если бы ее запасы не восстановлялись. Производителями углекислоты являются, с одной стороны, вулканы, с другой — человек. Извержения вулканов, по мнению Аррениуса, являются теми силами, которые противодействуют наступлению нового ледникового периода. В предшествующие ледниковые эпохи деятельность вулканов на земле была значительно слабее, чем ныне.
Рис. 1. Что защищает нас от грозящего ледникового периода: замена использованной углекислоты дымом вулканов, фабричных труб, локомотивов, пароходных топок и т.п.
Таким образом, мы живем, думает Аррениус, между Сциллой и Харибдой. С одной стороны, нам грозит новый ледниковый период, от которого людям придется искать спасения в Африке. Спасти нас от этой катастрофы может только другая катастрофа — усиленная вулканическая деятельность с ее спутниками — извержениями, землетрясениями, наводнениями и т. п.
Великий математик Эйлер еще в средине 18 века указал, что свет должен оказывать давление на те тела, на которые попадает. Тот же взгляд не чужд был и Кеплеру. В науке того времени эта идея светового давления не оставила сколько-нибудь заметного следа. Но в электромагнитной теории света гениального англичанина Максвеля она нашла себе новое подтверждение: было установлено, что явлениям света, как и всякой пространственной энергии, присуще давление. Если известно, что энергия = сила × см, а давление = сила : см2 то легко понять, почему это так. Отсюда — давление = энергия : см3; объемная плотность энергии обусловливает размеры движения1). Аррениус в 1900 году оценил космологическое значение этого факта. Он вычислил, что мировые тела, имеющие диаметр в одну тысячную долю миллиметра, под действием светового давления отталкиваются от солнца. Тела меньших и больших размеров притягиваются; здесь сила тяжести перевешивает световое давление. Эта мысль Аррениуса внесла существенные изменения в наши представления о вселенной. До сих пор знали только одну силу, которою Ньютон объяснял движение планет, — силу тяготения. Но уже Кант говорил о т. н. "репульсивной", т. е. об отталкивающей космической силе, которая должна была играть важную роль при возникновении солнечной системы.
В начале физики смотрели на эту кантовскую силу, как на досужее измышление философа. Теперь оказалось, что она действительно существует, и что ее существование возможно доказать лабораторным путем.
Звезды постоянно отдают в мировое пространство громадные массы энергии названного порядка величины, при чем эти массы колеблются в определенных границах, в зависимости от массы и температуры звезды. Сила давления при этом может превзойти действие тяготения раз в сорок. Отсюда понятно, что частицы могут при полете от звезды развить колоссальную быстроту. Жизнь каждой звезды, таким образом, состоит из постоянного движения материи, направленного либо от звезды, либо к звезде (рис. 2).
Рис. 2. Балланс солнечной энергии (по Аррениусу). Центральный кружок обозначает Солнце, радиальные пунктирные линии — направление движения отдельных частиц солнечной материи; крупные и мелкие частицы удерживаются и притягиваются Солнцем, а частицы средней величины (имеющие в поперечнике около 0,001 миллиметра), подчиняясь силе светового давления, отлетают от Солнца в мировые пространства.
Особенно много материи отсылает от себя, но мнению Аррениуса, Солнце в периоды наибольшего образования на нем солнечных пятен, при чем частицы этой солнечной пыли, долетая до земли, могут вызывать здесь электрические явления в виде северных сияний. Эта же причина, может быть, вызывает и различные изменения погоды. В особенности сильно влияние этого фактора на погоду должно сказываться тогда, когда максимум пятен совпадает с новолунием, так как в этом случае луна, хотя и остается для нас невидимою, содействует падению на земную поверхность больших количеств солнечной пыли: в пользу этого говорит и более старая теория о том, что луна, как и земля, представляет собою гигантский магнит.
Изложенный взгляд Аррениуса сильно расширил кругозор метеорологии и значительно поколебал старый взгляд, что погода представляет собою явление, исключительно зависящее от земли. Изменения, происходящие в земной атмосфере, обусловливаются частью процессами, совершающимися внутри земли, частью же являются следствием чисто космических воздействий. В свою очередь, процессы внутри земли зависят частью от внутренней химической жизни магмы, частью же опять-таки стоят в связи с космическими процессами. Таковы, напр., колебания земной оси, опускание континентальных массивов, излучение земной теплоты.
Далеко не все метеорологи еще берут поставленный вопрос в таком широком масштабе, как это делает Аррениус, и, быть может, оттого современная метеорология так мало еще подвинулась вперед в смысле точности своих предсказаний погоды.
В заключение необходимо отметить одну теорию, правда, субъективную и не находящую себе общего признания в науке, любимую теорию Аррениуса о жизни во вселенной. Мельчайшие носители жизни, семена, споры и всевозможные простейшие одноклеточные существа, под действием сменяющихся условий тяготения и светового давления, носятся в безграничных просторах вселенной, попадая всюду на небесные тела. Всюду, где только позволяют условия температуры, освещения и где имеется атмосфера, эти зародыши развиваются и кладут начало органической жизни. Вопрос о начале органической жизни Аррениус оставляет открытым, склоняясь к мысли о вечности и изначальном существовании ее, как и материи. Из всех отраслей естествознания, от ботаники до геологии, от астрономии до медицины, извлекает Аррениус доказательства этой любимой своей мысли о том, что жизнь существует не на одной только земле, но и далеко за ее пределами, в других планетных мирах вселенной.
Таковы главные пункты, которыми интересовался и блестяще трактовал Аррениус, эта выдающаяся личность начала нашего века, — одновременно и химик, и геолог, и физик, и астроном, человек широкого, живого и творческого ума, один из выдающихся философов естествознания в широком смысле этого слова.
А. Ш.
1) Обозначив энергию буквою е, силу — k, давление — d получим:
