рать траву?» — «Эх, шеф, шеф, кто же не знает, что эта трава для измерений не годится. Ведь здесь воздух насыщен углекислотой, образовавшейся от сгорания бензина. А бензин-то добыт из нефти, возраст которой не день и не два, а сотня-другая миллионов лет. Какой же там может быть радиоуглерод? Так вот, наша институтская трава поглощает именно этот углекислый газ и, естественно, не содержит радиоуглерода. Поэтому вам и показалось, что эта трава из мезозоя. Нет, шеф, траву для точки отсчета надо брать подальше от города!» — «Спасибо, — говорит тут шеф, — спасибо, Дмитрий Борисович. Не зря, видать, говорят: век живи, век учись!» — «Учитесь, — говорю, — мне не жалко!».
Сейчас будет рассказано о радиоактивных часах с заводом, гораздо более продолжительным, чем это позволяет радиоуглерод. И проблема, о которой пойдет речь, куда важнее, чем датировка даже самой интересной археологической находки. Потому что узнать, когда возникла наша планета и ее соседи по Солнечной системе — значит узнать очень многое об окружающем нас мире. А ведь это так важно для формирования научного мировоззрения.
Первые сведения о времени возникновения Земли содержатся в Ветхом завете. Там сказано, правда, кратко, но зато категорично, что Земля, как и весь остальной мир, была сотворена за 4004 года до рождества Христова.
Впоследствии архиепископ Иероним лишь самую малость подправил священную книгу. Он каким-то образом вычислил, что торжественный акт сотворения мира произошел не за 4004, а за 3941 год до того, когда в заброшенных яслях появился на свет младенец Иисус.
Епископ антиохийский Феофил не согласился с коллегой Иеронимом. Его преосвященство утверждал, что Земля гораздо старше и сотворена за 5515 лет до того события, в честь которого отмечается праздник рождества.
К дискуссии примкнул Августин Блаженный, который уточнил преподобного Феофила, придя к выводу, что наша планета на 36 лет старше, чем это представляется его оппоненту.
Всех переспорил архиепископ Асшер, который мудро вернулся к дате, указанной Ветхим заветом, внеся, правда, уточнение: Земля была сотворена в 9 часов утра 26 октября 4004 года до рождества Христова. Именно 26 октября и именно в 9 часов утра (вероятно, по Гринвичу?!).
Это сегодня можно позволить себе иронизировать над беспросветным невежеством иных церковных сановников. Попробовал бы кто-нибудь смеяться над ними прежде!
Спор о возникновении Земли — один из самых старых диспутов науки с церковью. Святая церковь могла подчас проявить христианскую терпимость и смирение даже в вопросах о догматах веры. Но в споре о происхождении Земли она была решительно, да что там решительно — воинственно непримирима!
История может припомнить об этом споре многое. И большей частью это будут очень неприятные воспоминания, потому, что и 1500 лет назад, и 400 лет, и даже в прошлом веке верх в споре брала церковь и только церковь. Там, где оказывались слабы схоластические аргументы, там, где не «срабатывали» цитаты из библии, там отлично делали свое дело костер или яд, клевета или нож, пуля или темница.
Святая инквизиция сожгла Джордано Бруно на громадном костре из сырых дров, и пепел этого костра всегда будет жечь сердце каждого честного человека.
Церковь не пожалела сил и вдохновения, чтобы организовать утонченную, поистине иезуитскую травлю Николая Коперника.
А уж над тем, чтобы превратить жизнь Галилео Галилея в сплошной ад, трудилась не одна сотня святых отцов, преуспев в своем деле немало.
Одерживать победы церкви было не так уж трудно. Что могла противопоставить наука твердолобию священнослужителей? Пусть гениальные, но догадки, только догадки о том, что Земля не может быть центром мироздания? Наблюдения неба с помощью несовершенных тогда приборов?
Лишь в прошлом веке, когда начался бурный расцвет точных наук, когда четко оформилось стремление обосновывать любой вывод математическими расчетами, — только тогда церковь дрогнула. Но о сдаче ею позиций речи быть не могло. Куда там! Разве только еще больше обострились отношения церкви с естествознанием.
Лорд Кельвин, один из самых выдающихся ученых прошлого столетия, был наиболее типичным представителем течения в науке, которое всякую «гармонию поверяет алгеброй». Кельвин считал, и, в общем, не без основания, что нет такого явления в природе, которое не может быть переведено на сухой и предельно точный язык математики.
Во второй половине прошлого века наука располагала уже достаточным количеством сведений об окружающем мире, чтобы Кельвин мог составить уравнения, где величиной «x» был обозначен возраст Земли. Нельзя не отметить, что рассуждения Кельвина были последовательны и логичны:
«Когда-то Земля была расплавленным жидким шаром. Постепенно она, отдавая тепло в мировое пространство, застывала. Масса Земли известна. Известны и ее размеры. Физика же позволяет определить, сколько времени потребуется для остывания шара такого размера и такой массы».
Величина «x», по вычислениям Кельвина, оказалась равной 24 миллионам лет. Ответ расстроил маститого исследователя. В то время ученые довольно ясно представляли, что возраст нашей планеты должен быть значительно большим. На это указывали данные многих наук и, прежде всего, геологии и палеонтологии.
И вот лорд Кельвин, знаменитый Кельвин, славящийся своим пристрастием к математике, должен был признать, что в этом случае «неточные» геология и палеонтология (которые в то время были еще совсем не точными науками) в чем-то превосходят физику, даже усиленную математикой.
Тогда родилась мысль: не сыграть ли на солености Мирового океана? Ведь геологи хорошо знают, что вода в морях и океанах соленая не от того, что в ней селедки плавают, а потому, что реки, стекая в Мировой океан, увлекают с собой минеральные соли. Что и говорить — подход к расчету неточен, так сказать, уже по идее (соли-то в океан могут приноситься не только реками, а и другими путями, например, из действующих вулканов); неточным получился и ответ: океан образовался где-то между тремястами миллионами и миллиардом лет назад.
Но это возраст океана. А сколько наша планета существовала до того, как получила голубую мантию? Еще миллиард лет? Или впятеро, вдесятеро больше?
Можно было бы перечислить еще с дюжину попыток определить абсолютный возраст Земли. Но рассказ о каждой из них неизбежно заканчивался бы вопросительным знаком. Ни один из методов не давал хотя бы в малейшей степени достоверных результатов.
А возраст Земли науке надо знать с возможной точностью. Дело не только в том, что эта величина необходима астрономии, геологии, биологии и десятку других наук. Без решения вопроса о возрасте Земли не может быть выработано правильное научное мировоззрение. А тогда ничего нельзя сказать и о времени существования Солнечной системы, а следовательно, и Вселенной. Невозможно ничего предположить и о том, как образовалась Солнечная система. Становится абсолютно непонятной проблема развития звезд и галактик.
Многое, очень многое связано с величиной, которая в уравнении, составленном Кельвином, была обозначена через «x» да так иксом и осталась.
Разные они бывают, «иксы», в науке. Иные можно обойти, взяв в окружение. Рано или поздно такой «икс» прекратит сопротивление и сдастся. Если рано — хорошо, попозже — и тут особой беды нет.
Но есть проблемы, подобные крепостям, стоящим на стратегических дорогах: пока не возьмешь, дальше не двинешься. Проблема возраста Земли — «икс» именно такого сорта. Эту крепость надо было брать. И тут оказалось, что из всего арсенала возможного для этого штурма наиболее действенное вооружение — радиоактивные часы.
Как только было открыто явление радиоактивности и ученые справились с первым удивлением (а дивиться, как вы понимаете, было чему), возник вопрос: какие факторы влияют на скорость радиоактивного распада? Чтобы найти ответ на этот вопрос, радиоактивные элементы и их соединения
— нагревали до максимально возможных высоких и охлаждали до минимально возможных низких температур;
— подвергали действию высоких давлений;
— помещали в магнитные и электрические поля высокой и сверхвысокой напряженности;
— выдерживали в темноте и под сильнейшими источниками света.
Кроме того, проверяли, будет ли изменяться скорость радиоактивного распада элемента в зависимости от того, в состав какого химического соединения он входит. Например, радия в азотнокислой и сернокислой солях.
Без-ре-зуль-тат-но. Хотя — почему безрезультатно? Напротив, результат был получен, и очень важный: скорость радиоактивного распада постоянна и не зависит ни от одного из перечисленных и еще от многих не названных здесь внешних факторов[6].
Итак, скорость радиоактивного распада такая же характерная для каждого элемента константа, как его, скажем, температура плавления или атомная масса. Почему бы не использовать это обстоятельство для определения возраста Земли?
Первому пришла эта мысль в голову знаменитому советскому ученому, геологу и химику (точнее, геохимику) академику Вернадскому. И чем больше задумывался Вернадский над этой идеей, тем больше она ему нравилась.
В самом деле. Вот хотя бы элемент уран. Скорость распада его такова, что количество урана в земной коре уменьшается наполовину за 4,5 миллиарда лет. Срок, как видите, почтенный. Такой «завод» часов устраивает геологов — они давно предполагали, что в числе, выражающем возраст нашей планеты, фигурируют миллиарды. Неясно только, сколько должно быть этих миллиардов.
Атом урана, выбрасывая альфа-частицу, превращается в торий, торий — в радий и так далее, до тех пор пока не образуется свинец, который радиоактивностью не обладает.