«ФИЗИКА ЗЕМЛИ И ГЕОДИНАМИКА Допущено УМО по классическому университетскому образованию в качестве учебного пособия для студентов высших учебных заведений, обучающихся по специальности 020302 Геофизика Петропавловск – ...»

В-четвертых. Анализ вариаций количества комет и крупных импакторов (падений крупных космических тел на поверхность Земли) также обнаруживает корреляцию с величиной солнечной активности [Задонина, Леви, Язев, 2007]. Это позволило авторам предложить свою гипотезу, объясняющую феномен такой взаимосвязи. Согласно этой гипотезе, Солнечная система в своем движении вокруг центра Галактики периодически погружается в газопылевые облака (и, добавим, проходит вблизи других звездных систем) и подвергается воздействию распространяющихся в их пределах ударных волн (и, добавим, полей тяготения звездных систем).

Другими словами, гипотеза [Задонина, Леви, Язев, 2007], дополненная нами, позволяет предположить наличие взаимосвязи между солнечной активностью и/или моментной структурой Солнечной системы, с одной стороной, и процессами, протекающими в Галактике – с другой. Тогда становится понятным, почему, согласно учению В.И. Вернадского «жизнь вообще – а человека в особенности – есть явление космическое и что разум человека – мощная космическая сила» [Вернадский, 1991;

Русский, 1993].

Приведенные данные показывают наличие тесной взаимосвязи между концепциями пространства, времени, энергии и энтропии, с одной стороны, и геологическими процессами, включая жизнь, социум и импакторы, тесно связанными с явлениями в Галактике – с другой.

Таким образом, при построении геологических теорий, геодинамических моделей и их интерпретации необходимо четко осознавать те трудности, которые неявным образом «зашиты» в концепции геологического времени – такой, на первый взгляд, очевидной и такой, на самом деле при более детальном рассмотрении, сложной и многоплановой.

Бембель Р.М., Мегеря В.М., Бембель С.Р. Геосолитоны: функциональная система Земли, концепция разведки и разработки месторождений углеводородов. Тюмень: Изд-во «Вектор Бук», 2003. 344 с.

Беневоленский В., Воскресенский А. Почему «исчезает» влияние солнечных пятен?

// Наука и жизнь. 1981. № 7. С. 8-9.

Быков Д. Ряд волшебных изменений // GEO. 2005. № 2. С. 62-74.

Вариационные принципы механики. Сборник статей. М.: Физматлит, 1959. 932 с.

Вернадский В.И. Размышления натуралиста. М., 1975.

Вернадский В.И. Научная мысль как планетное явление. М.: Наука, 1991. 271 с.

Викулин А.В. Хроника развития естественнонаучных представлений о ротационных и вихревых движениях // Вестник КамчатГТУ. 2007. Вып. 6. С. 64-77.

Викулин А.В., Мелекесцев И.В. Вихри и жизнь // Ротационные процессы в геологии и физике / Ред. Е.Е. Милановский. М.: ДомКнига, 2007. С. 39-101.

Вихри в геологических процессах / Ред. А.В. Викулин. Петропавловск-Камчатский:

ИВГиГ ДВО РАН, 2004. 297 с.

Гвай И.И. О малоизвестной гипотезе Циолковского. Калуга: Книжное изд-во, 1959.

247 с.

Геологический словарь. Т. 1. М.: Недра, 1978. 487 с.

Задонина Н.В., Леви К.Г., Язев С.А. Космические опасности геологического и исторического прошлого Земли. Анализ временных рядов. Иркутск: ИЗК СО РАН, 2007.

77 с.

Земля. Введение в общую геологию. Т. 1 / Дж. Ферхуген, Ф. Тернер, Л. Вейс. К.

Вархавтиг, У. Файф. М.: Мир, 1974. 392 с.

Леви К.Г., Задонина Н.В., Бердникова Н.Е. и др. 500-летняя хронология аномальных явлений в Сибири и Монголии. Иркутск: ИГТУ, 2003. 384 с.

Конструкции времени в естествознании: на пути к пониманию феномена времени.

Часть I. Междисциплинарное исследование. М.: Изд-во МГУ, 1996.

Короновский Н.В. Общая геология. М.:КДУ, 2006. 528 с.

Круть И. Введение в общую теорию Земли. Уровни организации геосистем. М.:

Мысль, 1978. 368 с.

Ньюкирк Г., Фрейзиер К. Цикл солнечной активности // Физика за рубежом.

Сборник научно-популярных статей. М.: Мир, 1983. С. 204-234.

Ньютон И. Математические начала натуральной философии. М-Л.: Изд-во АН СССР, 1936. 591 с.

Пономарева О.В. О механизме возмущения периодического движения полюса Земли планетами солнечной системы // Материалы ежегодной конференции, посвященной дню вулканолога. Петропавловск-Камчатский: ИВиС ДВО РАН, 2007. С. 202-213.

Рейхенбах Г. Направление времени. М.: Едиториал УРСС, 2003. 360 с.

Ротационные процессы в геологии и физике / Ред. Е.Е. Милановский. М.:

ДомКнгига, 2007. 528 с.

Русский гений (Из дневников и писем акад. В.И. Вернадского) // Наука и жизнь.

1993. № 6. С. 2-5.

Симаков К.В. Введение в теорию геологического времени. Становление. Эволюция.

Перспективы. Магадан: СВНЦ ДВО РАН, 1999. 556 с.

Тимашев С.Ф. О базовых принципах «нового диалога с природой» // Проблемы геофизики XXI века: в 2 кн. Кн. 1. / Ред. А.В. Николаев. М.: Наука, 2003. С. 104-141.

Уиллер Дж. Квант и Вселенная // Астрофизика, кванты и теория относительности.

М.: Мир, 1982. С. 535-558.

Флинт Р. История Земли. М.: Прогресс, 1978. 358 с.

Черкасов Р.Ф., Романовский Н.П. Ритмы природные – ритмы социальные // Геологические этюды. Магадан: СВКНИИ ДВО РАН, 2003. С. 85-91.

Чернин А.Д. Физическая концепция времени от Ньютона до наших дней // Природа.

1987. № 8. С. 27-37.

Хаин В.Е. Вторая молодость древней науки // Природа. 1987. № 1. С. 20-35.

15. ХРОНИКА РАЗВИТИЯ ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫХ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ

О РОТАЦИОННЫХ И ВИХРЕВЫХ ДВИЖЕНИЯХ

20 тыс. лет назад. Эпоха неолита. Для поимки зверей человеком изобретены ловушки, использующие потенциальную энергию упругих элементов (ветви, целые деревья). Дальнейшее усовершенствование автоматических охотничьих устройств происходило по пути увеличения накапливаемой энергии и уменьшения их размеров и веса, для чего использовались скрученные сухожилия животных, лианы, лыко и др.

Создавались и «крупнокалиберные» крутильные ловушки, предназначенные для добычи крупных хищников [Исаков, 2004а, с. 22-28; Липс. 1999].

С очень большой долей вероятности можно считать, что, используя ловушки, человек перенес принцип накопления потенциальной энергии и ее преобразования в кинетическую энергию на создание разнообразных метательных орудий. В неолите, не владея, разумеется, математической формой этого фундаментального закона, человек, по сути, интуитивно реализовал его на практике.

8–6 тыс. лет до н. э. Ранний неолит. С появлением коловорота человек научился делать отверстия в кости и камне: механический момент обеспечивался оригинальной формой деревянного стержня с приспособлением для прижима рабочего микролита (резца) из кремня. На смену вращательному движению достаточно быстро пришло поступательно-вращательное движение с маховиком для «накопления» кинетической энергии вращательного движения и элементами автоматизации процесса. В результате опять же интуитивно изобретен способ добывания огня путем трения вращения [Исаков, 2004а, с. 23-24]. Именно с появлением искусственных («крутильных») источников огня многие исследователи и связывают начало истории человечества [Техника, 1979].

5 тыс. лет до н. э. В Месопотамии появился гномон – солнечные часы, которые считаются первым астрономическим инструментом [Флота, Новы, 1987]. Практически одновременно с солнечными часами были изобретены водяные, представляющие собой прозрачные сосуды с нанесенными на них временными метками. Интересно отметить, что при цилиндрической форме сосуда метки были нанесены не равномерно, а с учетом изменения гидростатического давления, определяемого высотой столба жидкости по формуле, полученной несколько тысячелетий спустя Э. Торричелли (1608–1647) [Исаков, 2004а, с. 84].

4 тыс. лет до н. э. Первые зафиксированные наблюдения за движением Солнца на фоне звездного неба [Павленко, 2005, с. 115]. На Древнем Востоке изобретено колесо в виде деревянного диска [Советский, 1985, с. 600].

35 в. до н. э. Изобретение гончарного круга, что фактически означало практическое овладение свойством трения качения [Боголюбов, 1983, с. 555].

3 тыс. лет до н. э. Шумерские астрономы определили начало нового года – день весеннего противостояния – по вступлению Солнца в созвездие Тельца [Павленко, 2005, с.

115]. Шумер – древняя страна в Южном Двуречье (ныне юг современного Ирака) [Советский, 1985, с. 1520].

Из древнекитайских летописей узнаем, что они содержали, в том числе и астрономические сведения: начиная с 2296 г. до н. э. древние ученые наблюдают и описывают кометы [Флота, Новы, 1987]. В 2137 г. до н. э. астрономы Поднебесной научились вычислять периоды затмения Солнца и Луны. Именно из этих наблюдений стало известно появление в 1301, 1145, 1066, 989 гг. до н. э. кометы, которая много позже была названа именем Галлея. Китайским астрономам первым удалось описать вспышку сверхновой звезды в созвездии Тельца в 1054 г. [Исаков, 2004а, с. 196-197].

2 тыс. лет до н. э. В Ассирии появилось колесо со спицами и гнутым ободом.

Такое изобретение значительно уменьшило момент инерции колеса и тем самым существенно повысило быстроходные качества повозок, в частности колесниц, использовавшихся для военных действий в армии. Все это и предопределило «спецификацию» Ассирийского государства на ближайшие столетия, т.е. его «милитаризацию», проведение активных военных действий [Советский, 1985, с. 600].

7 в. до н. э. В Китае активно начали развиваться физические учения (науки), что впоследствии позволило ему стать одним из двух научных центров мировой цивилизации.

Эти два центра – Древний Китай и античная Греция – существовали практически в одно и то же время, развивались независимо друг от друга и без взаимного общения. Полученные ими научные результаты и найденные оригинальные инженерные решения являются одинаково выдающимися [Исаков, 2004а, с. 200-231].

Это поразительно, но это – факт.

7-6 вв. до н.э. Фалес Милетский (625-547 до н.э.) – первый из семи мудрецов при афинском архонте Дамасии, родоначальник ионийской (древнегреческой) философии.

Учителей он не имел, если не считать, что ездил в Египет и жил там, у мудрецов [Диоген, 1979, с. 69-71]. Основатель Милетской философской школы, первый, как говорят, стал вести беседы о природе. Поставил вопрос о необходимости сведения всего многообразия явлений и вещей к единой основе (первостихии или первоначалу), которой он считал воду («влажную природу). По Фалесу идея праматерии тесно связана с концепцией сохранения самой материи » [Ацюковский, 2003, c. 48].

С Фалеса принято отсчитывать начало истории метафизики, создаваемой на основе умозрительного метода [Исаков, 2004б, с. 45-47].

Анаксимандр (610-546 до н.э.), ученик Фалеса Милетского, автор первого философского сочинения на греческом языке «О природе». Создал геоцентрическую модель космоса, первый нарисовал очертания земли и моря – создал первую географическую карту и, кроме того, соорудил небесный глобус. Высказал мысль о происхождении человека «от животных другого вида» (рыб) [Советский, 1985, с. 53]. Ввел понятие первоначала – апейрона или эфира [Ацюковский, 2003, с. 48-50].

Апейрон порождает враждующие стихии – «холодное» и «горячее», т.е. огонь и воду. Противоборство воды и огня образовало мировой вихрь, ставший причиной появления всех веществ и тел. В мировом центре вихря оказалось «холодное», т.е Земля, окруженная водой и воздухом, а снаружи – небесный огонь. Под действием огня верхние слои газовой оболочки превратились в твердую корку. Эта корка стала раздуваться парами кипящего земного океана, потом лопнула, оттеснив огонь от нашего мира. Так, по Анаксимандру, возникла сфера неподвижных звезд, а звезды были отверстиями в оболочке, через которые вырвался пар земного океана. … Живые организмы появились из воды и теплого ила и «были рождены во влаге, заключенной вовнутрь илистой скорлупы».

Анаксимандр считал Вселенную живым существом, которое имеет свой срок жизни.

Вселенная время от времени погибает и тут же возрождается снова. … И никаких богов, все само по себе, естественным порядком вещей и событий [Исаков, 2004б, с. 47-49].

6-5 вв. до н.э. «Гераклит (ок. 535-475 до н.э.) заметил, что ночное движение звезд можно объяснить не только обращением небес вокруг Земли, но и вращением Земли вокруг ее оси при неподвижных звездах» [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

5–4 вв. до н. э. Анаксагор (5 в. до н.э.) считал, что покоящаяся смесь семян заполняло все бесконечное пространство до момента образования стремительного вихря вследствие вмешательства организующего начала, которое содержит все знания обо всем и имеет величайшую силу. Дальнейшее развитие Вселенной Анаксагор представлял так:

«Это вращение началось с малого, а сейчас оно охватывает больше пространства, а в будущем охватит еще больше…». По Анаксагору, быстрое вихревое вращение привело к тому, что в центре образовалась круглая плоская твердь – Земля, а более легкие фракции были отброшены наружу, став впоследствии воздухом. Постепенно движение уходило от центра вихря, Земля остановилась, а все остальное образование продолжало свое вращение и в какой-то момент наклонилось. Вселенную Анаксагор представлял в виде непрерывно расширяющегося пузыря с неподвижной, плоской, дискообразной Землей посередине. Вокруг Земли кружится эфирный вихрь, несущий Солнце - раскаленную металлическую или каменную глыбу. За богомерзскую «модель Солнца» в Афинах Анаксагора приговорили к смерти и выгнали из Афин [Исаков, 2004б, с. 49-50].

Левкипп (ок. 500-440 до н.э.) италийский философ, один из создателей античной атомистики [Советский, 1985, с. 693], выдвинул идеи «первоначала» и пустоты, разделяющей все сущее на множество элементов, свойства которых зависят от их величины и формы движения [Ацюковский, 2003, c. 49]. Ввел в оборот науки три новых понятия: 1) абсолютной пустоты, 2) атомов, движущихся в этой пустоте, и 3) понятие механической необходимости. Первый установил как закон причинности, так и закон достаточного основания: «Ни одна вещь не возникает беспричинно, но все возникает на каком-нибудь основании и в силу необходимости» [Философский, 1975, с. 202].

Мнение его было, что Вселенная беспредельна, что все в ней переменяется одно в другое, что она есть пустота и полнота. Миры возникают тогда, когда тела впадают в пустоту и прилегают друг к другу; и от движения их по мере их возрастания возникает природа светил. Солнце движется по большому кругу, чем луна; земля держится в самой середине вихря, а видом она, как бубен. Это он первый принял атомы за начала. Таковы основы его учения [Диоген, 1979, с. 368].

Возникновение миров, по мнению Левкиппа, происходит следующим образом. Из беспредельности определяется и несется в великую пустоту множество разновидных тел;

скапливаясь, они образуют единый вихрь, а в нем, сталкиваясь друг с другом и всячески кружась, разделяются по взаимному сходству [Диоген, 1979, с. 368-369].

Сведения о возникновении атомной концепции носят противоречивый характер.

Некоторые исследователи утверждают, что свое начало атомистика ведет от истоков китайской цивилизации, однако точно не установлено, било ли знакомо китайцам собственно атомное учение. И, тем не менее, весьма вероятно, что обоснование своих представлений о сущности мира они разработали учение об элементах. Согласно [Mabilleau, 1895], попытки обнаружить начало атомистики в Китае, Финикии, Персии и в том же Египте не представляет никакого интереса, поскольку у этих народов не было вполне обособленных философских систем. Только в Индии физика и метафизика могли получить развитие независимо от религиозной догматики. И именно здесь учение об элементах появляется в различных системах, из которых самая известная – это система Санкхьян [Martinetti, 1897; Чаттерджи, Датта, 1955]. В этой системе эфир рассматривался как вещество, составляющее основу вещей [Джуа, 1966, с. 23].

Эмпедокл (ок. 490-430 до н.э.) - италийский философ. Учение Эмпедокла об элементах не связано с атомизмом и восходит к космогонии [Джуа, 1966, с. 22].

Демокрит из Абдери (ок 470 или 468 – ок. 370). По Демокриту существуют только атомы и пустота. Атомы - неделимые элементы материи, вечные, неразрушимые, непроницаемые; различаются формой, положением в пустоте, величиной; движутся в различных направлениях; из их «вихря» образуются как отдельные тела, так и все бесконечные миры; невидимы для человека [Советский, 1985, c. 373]. Обсуждая проблему бесконечного, Демокрит разрабатывал учение о движении [Боголюбов, 1983, c. 556] – как о «вихрях», создающих наблюдаемое разнообразие Природы [Савенко, 2004, c. 7].

Мнения Демокрита следующие. Начала Вселенной суть атомы и пустота, все остальное лишь считается существующим. Миры бесконечны и подвержены возникновению и разрушению. Ничто не возникает из существующего, и ничто не разрушается в несуществующее. Атомы тоже бесконечны по величине и количеству, они вихрем несутся во Вселенной и этим порождают все сложное – огонь, воду, воздух, землю, ибо все они суть соединения каких-то атомов, которые не подвержены воздействиям и неизменны в силу своей твердости. Солнце и луна состоят из таких же телец, гладких и круглых, точно так же, как и душа; а душа и ум – одно и то же. Все возникает по неизбежности: причина всякого возникновения – вихрь, и этот вихрь он называет неизбежностью. Платон, упоминая всех древних философов, Демокрита не упоминает нигде, даже там, где надо было бы возражать ему; ясно, что он понимал:

спорить ему предстояло с лучшим из философов [Диоген, 1979, с. 372-373].

Демокрит перенес на атомы все свойства, которые элеаты приписывали бытию [Zeller, 1882]. Для Демокрита все атомы подобны, неделимы, несжимаемы, не имеют начала и конца [Джуа, 1966, с. 24, 29].

Одна из отличительных сторон атомистической системы Демокрита состоит в допущении существования пустоты. Как следствие отсюда вытекает понятие о непрерывности материи. Другой важной стороной этой системы является отстаивание принципа причинности. Как справедливо утверждается в [Milhaud, 1900], «из всех физиков древности Демокрит, по-видимому, наиболее твердо отстаивает обусловленность результатов причинами». Виндельбланд (Windelband), считавший Демокрита одним из основателей величайших философских систем, так объясняет исчезновение его школы:

«Чисто теоретический подход к науке, которого придерживался Демокрит, не мог приобрести симпатии у его современников; его школа после него вскоре исчезла» [Джуа, 1966, с. 24].

Атомы Демокрита – не разрезаемые, существующие вечно материальные образования. Атомы различаются формой, порядком следования и положением в пустом пространстве, а также величиной, зависящей от тяжести. Они имеют впадины и выпуклости. Из их «вихрей» путем естественного сближения образуется весь мир. Но сами атомы состоят из а’меров, истинно неделимых частиц [Ацюковский, 2003, c. 49, 244].

Концепция современного естествознания полагает, что «у Демокрита мы сталкиваемся с двумя пространствами: непрерывным физическим пространством как вместилищем материи, в целом, и дискретным пространством как масштабной единицей протяженности единицы материи – атома» [Тулинов, 2004, с.59].

Демокрит прожил более 100 лет, причем все годы его зрелой жизни были наполнены научными поисками истины. Самым главным вопросом для себя он считал вопрос о глобальном устройстве мира [Исаков, 2004б, с. 52].

Согласно [Ацюковский, 2003, с. 244], В.И. Ленин высоко ценил материализм Демокрита, обозначив его именем материалистическую традицию в истории философии («линия Демокрита»).

470-388 гг. до н.э. Философ Филолай из Кротона в книге «О природе», где излагалось учение Пифагора о Вселенной, привел взгляды некого Экфанта: «… Земля движется, но не поступательно, а вращаясь вокруг своей оси, подобно колесу, с запада на восток» [Хаин, Полетаев, 2007, с. 21]..

Платон (428/427–347 лет до н. э.) – ученик Сократа – поставил задачу о создании модели Вселенной, которую решил Евдокс Книдский (ок. 408 – ок. 355 лет до н. э.), сконструировав модель Солнечной системы из 27 концентрических сфер, в центре которых была Земля [Боголюбов, 1983, с. 380].

В книге Платона «Тимэй» (середина 4 в. до н.э.) излагается физическое учение о теплороде и о механике фазовых превращений, которое продолжало служить в различных вариантах почти до середины XIX в. [Дорфман, 2007а, с. 49, 83].

Платон – ярчайшая звезда на научном небосклоне, он явился создателем академии, которая просуществовала более 1000 лет, до 529 г. н.э. [Исаков, 2004б, с. 54].

Аристарх Самосский (кон. 4 в. – 1-я пол. 3 в. до н.э.) др. греческий астроном, «Коперник древнего мира» (Ф. Энгельс). Первым высказал идею гелиоцентризма, утверждал, что Земля движется вокруг неподвижного Солнца, находящегося в центре сферы неподвижных звезд [Советский, 1985, с. 74]. За это он был немедленно обвинен в безбожии, и подвергнут остракизму [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

Аристотель (384–322 лет до н. э.) - ученик Платона, «учитель учителей»

[Лункевич, 1960а] и воспитатель Александра Македонского. Оказал значительное влияние на все дальнейшее развитие научной и философской мысли. Сочинения относятся ко всем областям знания того времени. Собрал и систематизировал огромный естественнонаучный материал своих предшественников, критически его оценил, исходя из своих философских взглядов, и сам осуществил ряд глубоких наблюдений. Взгляды на мир изложил в своей космологии, господствовавшей в науке до Н. Коперника [Храмов, 1983, с. 18-19].

По мнению Аристотеля, каждое тело совершающее «естественное» движение, стремится к «естественному» месту. Кроме того, есть «насильственные» движения», обусловленные некоторым внешним действием. Источником обоих видов движения считал силу; наиболее совершенным движением признавал круговое. Вращательное движение небесных сфер, по Аристотелю, является вечным, но оно предполагает действие некого перводвигателя. Аристотель пользовался понятиями скорости и сопротивлением среды [Боголюбов, 1983, c. 21-22].

Считал, что внутренние движущие силы вещей неотделимы от них. Источником движения и изменчивого бытия считал вечный и неподвижный ум - перводвигатель.

Различал следующие ступени природы: неорганический мир, растение, животное, человек. Полагал, что «ум», разум отличает человека от животного; человек – существо общественное [Советский, 1985, с. 75].

Аристотель об атомах Демокрита: «Атомы не имеют ни начала, ни конца, потому что первоначальные элементы вещей не могут произойти от другого элемента и ничто не может закончиться ничем. Они…неделимы, потому что разделение или сложения возможны только там, где бытие и наполненность отделены от небытия и пустоты. По тем же соображениям атомы не подвергаются никаким изменениям, относящимся к их внутреннему состоянию и их конституции. В общем, атомы по сравнению с веществом абсолютно просты и подобны друг другу» [Джуа, 1966, с. 29; Zeller, 1882].

Аристотель больше уделял анализу существования времени, затем трансформировал его в вопрос о существовании делимого времени. Наконец, уделяя основное внимание взаимосвязи времени и движения, он показал, что время немыслимо, не существует без движения. Аристотель не отрывал время от процессов, происходящих в реальных телах [Тулинов, 2004, с. 60].

В связи с греческой атомистикой и представлениями Эмпедокла (V в. до н.э.) и Аристотеля об элементах встает вопрос: почему возникновение таких понятий не привело к углублению химических знаний о веществе? Ответ на это вопрос заключается в том, что эти понятия не легли в основу химических представлений, так как носили слишком абстрактный характер вследствие метафизического подхода, противоречащего научному истолкованию действительности [Джуа, 1966, с. 22].

Александр Македонский способствовал открытию в Афинах знаменитого Лицея (Ликея), в котором Аристотель реализовал свои замыслы по воспитанию философовестествоиспыталей. Аристотелем была поддержана геоцентрическая система мира, центром которой являлась Земля, а планеты вращались вокруг нее. Аристотеля часто называют человеком, остановившим Землю. Впервые эта модель была предложена Аполлонием Пергским в III-II вв. до н.э. [Исаков, 2004б, с. 56-57].

Огромное влияние воззрений Аристотеля на развитие механики продолжается вплоть до середины XVII в. [Дорфман, 2007а, с. 83].

Эпикур (341-270 до н.э.) из Самоса основал в Афинах общину, которая на основе гедонистического принципа развила атомистическую систему, в известной мере представляющую собой, однако, лишь ухудшенную материалистическую систему Демокрита. Как Демокрит, так и Эпикур считали, что основой каждой вещи является атом, который «сам по себе по особым и вечным законам не подвержен никакому действию времени, неуничтожаем, недоступен чувствам, а потому не обладает ни одним известным свойством материи, проявляемым в телах; он постоянно в движении, постоянно побуждаем скрытой возможностью, которая высвобождается из недр и удерживает его в механических группах [Ахманов, 1947].

Эпикур положил в основу своих выводов бесконечность Вселенной и непрерывность материи, он принял существование пустоты и движения атомов, обладающих некоторыми общими свойствами материи, такими, как величина, форма и весомость. Очень спорным пунктом теории Эпикура является так называемая теория отклонения (clinamen), введенная для объяснения первоначала движения атомов. Согласно Эпикуру, их движение тесно связано с двумя внутренними причинами: весомостью и отклонением, по последнее – понятие совершенно абстрактное [Ахманов, 1947; Джуа, 1966, с. 24-25, 29].

В соответствии с концепцией современного естествознания Эпикуром была развита атомистическая концепция пространства Демокрита. Он исходил из дискретного характера пространства и времени. Рассматривая равномерное движение, Эпикур считал, что в процессе перемещения атомы проходят один «атом» пространства за один «атом»

времени [Тулинов, 2004, с. 59].

Учение Эпикура не сохранилось. В I в. до н.э. римский поэт Лукреций Кар (99 – гг. до н.э.) написал знаменитую дидактическую поэму «О природе вещей», полностью сохранившуюся, в которой в поэтической форме изложено стройное учение Эпикура.

Приписав атомам необходимость падения, т.е. движения, и введя к тому же принцип спонтанных отклонений, Эпикур создал предпосылки для возникновения беспорядочного движения атомов. Лукреций не только подробно описал эту гипотезу, но, следуя соображениям Демокрита и Эпикура, связал это движение невидимых атомов с беспорядочным видимым движением взвешенных в воздухе пылинок. Как мы теперь знаем, видимое движение пылинок в солнечном луче обусловлено конвекционными вихревыми потоками, вызываемыми в воздухе солнечным теплом.

Как мы видим, атомное учение Левкиппа – Демокрита – Эпикура обосновано стройной цепью умозаключений, которое вплоть до ХХ в. сохраняло свое значение в физике. Однако остается открытым вопрос: каков был эвристический путь авторов атомизма? [Дорфман, 2007а, с. 41, 48-49, 83].

С одной стороны, именно античная физика поставила многие фундаментальные физические проблемы, которые затем изучались и дискутировались наукой на протяжении многих веков. С другой стороны, разработанные Античностью конкретные физические учения, оказались необыкновенно живучими и непосредственно влияли на все дальнейшее развитие физики [Дорфман, 2007а, с. 83].

Как видим, идеи атомарного мира, вихревых движений и эфира возникли в античности одновременно как единая, по сути, концепция, являющаяся основой диалектического метода познания окружающего нас мира.

450-250 гг. до н.э. Китайскими философами впервые введено понятие силы, известна им была и сила тяжести, а также идея прямолинейности движения. Китайский поэт-ученый Цзя (200-168 до н.э.) в аллегорической стихотворной манере, фактически, изложил третий закон Ньютона (1642-1727). Поразительных успехов китайские ученые и инженеры добились и в области изучения магнетизма (сконструирован компас), медицины и техники. Они постигли многие тонкости аэродинамики полета, их змеи могли бы поднять в небо и быка, но этого не произошло, как не произошло и практического применения открытого китайцами пороха.

Это поразительно, но это - факт.

Один из основоположников европейской философии Фрэнсис Бэкон (1561-1626), подчеркивая исключительную значимость Китая для мировой цивилизации, сказал: «Три изобретения – бумага и книгопечатание, порох и магнитный компас – сделали больше, чем все религии, астрологические предсказания и успехи завоевателей, ибо благодаря им общество трансформировалось и полностью отошло от античности и средневековья»

[Исаков, 2004а, c. 201-211; Исаков, 2005, с. 88].

4 в. до н.э. Некоторые исследователи полагают, что истоки алхимии следует икать в Китае этого периода, так как древнекитайская культура была единственной средой, где могла зародиться вера в элексир бессмертия – высшее достижение алхимии. Две концепции – эликсира и алхимического изготовления золота – впервые объединились в Китае в 4 в. до н.э. Алхимия на Запад была завезена китайскими путешественниками.

Некоторые исследователи считают, что в Индии соотношение золота и бессмертия было известно еще в 6 в до н.э. [Эллиаде, 2002, с. 363-364].

318 г. до н.э. Император Сюань основал первую в Китае академию, где на постоянной платной основе работали крупнейшие мыслители того времени со своими учениками их разных школ [Исаков, 2004а, c. 201].

Именно в эту эпоху в Китае развивались первые физические учения [Дорфман, 2007а, с. 21].

Зарождение важнейших философских учений почти одновременно в столь удаленных географически друг от друга и столь различных по своему этническому составу странах, как Китай и Эллада, обращало на себя внимание уже сравнительно давно, но многие подробности этого поразительного факта стали известны лишь во второй половине XX века. Вряд ли можно сколько-нибудь сомневаться в том, что зарождение китайской физики было самобытным историческим явлением. Главным противником развития в Древнем Китае естествознания вообще и физики в особенности явилось философское направление Кун-цзы (Конфуций, 551 - 479 гг. до н.э.), которое впоследствии стало фундаментом официальной идеологии императорского Китая [Энциклопедия, 2007, с. 89]. И нежное растение китайской физической науки достаточно быстро засохло окончательно. В Китае эта стадия просуществовала до ХХ века [Дорфман, 2007а, с. 28-29].

3 в. до н.э. Евклидом (365-300 до н.э.) создана математическая теория пространства – Евклидова геометрия, которая в дальнейшем была широко использована многими поколениями ученых при построении физических картин мира [Тулинов, 2004, с. 60;

Храмов, 1983, с. 109-110]. Евклидом написано тринадцать томов только по геометрии, ставших более чем на двадцать веков, вплоть до появления трудов Лобачевского и Римана, незыблемыми геометрическими канонами [Исаков, 2004б, с. 59].

3-2 вв. до н. э. Архимед (ок. 287–212 до н. э.) изобрел винт для подачи воды, получивший впоследствии его имя [Боголюбов, 1983, с. 25-26, 557].

I в. до н. э. В Древнем Китае широкое распространение получил цепной насос, представлявший собой замкнутую цепь с прямоугольными деревянными лопатками, которые захватывали воду и сыпучие материалы [Исаков, 2004а, с. 218].

Эратосфен Киренский (ок. 276-194 до н.э.) - древнегреческий ученый заложил основы математической географии, впервые измерил дугу меридиана [Советский, 1985, с.

1549] и определил радиус Земли [Трухин, Показеев, Куницын, 2005, с. 13].

2 в. до н. э. Гиппарх из Никеи ((190)180–125 лет до н. э.) в сочинении «Альмагест»

создал теорию движения Луны, составил таблицы движения Солнца и Луны; применил эксцентрические круги и эпициклы для объяснения движения Солнца, Луны и планет [Боголюбов, 1983, с. 134; Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

Начало н.э. Древнегреческий географ и историк, автор 17-томной «Географии», являвшейся итогом географических знаний античности, Страбон (63/64 до н.э.-23/24 н.э.) полагал, что вращение Земли должно привести к экваториальному вздутию ее фигуры [Кондратьев, 2003, с. 15; Советский, 1985, с. 1272].

2 в. н.э. В окончательном виде геоцентрическая система мира с Землей в центре была развита Клавдием Птолемеем (100–178 гг.), который, исходя из шарообразности Земли и следуя Гиппарху из Никеи, применил эксцентрические круги и эпициклы для объяснения движения Солнца, Луны и планет [Боголюбов, 1983, с. 393-394; Храмов, 1983, с. 162].

3 – 9 вв. Об атомистике средних веков можно найти сведения в работах отцов церкви и других средневековых авторов из стран, принявших христианство [Lasswitz, 1890]. Содержащиеся в этих источниках намеки, хотя и не имеют значения для атомистического учения, тем не менее показывают, что греко-восточные представления прослеживаются в произведениях писателей, не находившихся под влиянием арабской культуры [Джуа, 1966, с. 40].

7 – 14 вв. Алхимический период: греко-египетская, арабская и западная алхимии [Джуа, 1966, с. 31-57].

Центр тяжести системы Демокрита сосредотачивается главным образом на метафизической стороне проблемы атомизма; это снижает интерес к ней для истории химии, однако этот факт, что идеи Демокрита пользовались большим успехом в алхимический период [Kopp, 1869; Lippmann, 1919; Stillman, 1960], заставляет обратить внимание на его труды. В учении Демокрита нет никаких указаний на природу соединений между различными веществами. Понятие о соединении в то время было сужено до понятия о превращении, т.е. ограничивалось исключительно качественной стороной проблемы. Поэтому не следует удивляться тому, что Демокрит перенес на атомы все свойства, которые элеаты приписывали бытию [Джуа, 1966, с. 24].

Не подлежит сомнению, что арабы познакомились с греческой атомистикой через египтян. Бертло [Berthelot, 1885] доказал, что в Египте долгое время существовала Абдерская школа, которая сохранила, может быть, видоизменив, традиции школы Демокрита.

Арабская атомистика, так же как и греческая, основывалась на предположении, что каждое материальное тело состоит из частиц или неделимых атомов, не имеющих величины, подобно маленьким точкам; только путем их соединения образуются материальные тела [Джуа, 1966, с. 40].

8-9 вв. Быстро, в течение всего 200 лет, таинственным образом исчезает могущественная, существовавшая не менее чем два тысячелетия, цивилизация Майя.

Многие десятки тысяч (до 10 млн?) людей просто исчезли, оставив после себя развитые города.

Данных очень мало, но известно, что цивилизация была достаточно развитой, имела великолепное искусство и архитектуру, хорошее знание астрономии. Например, за 1000 лет до Коперника – Кеплера – Галилея, астрономами Майи были определены радиусы планет солнечной системы. Версий крушения цивилизации много. По одной из них (гипотеза самоуничтожения), причиной исчезновения цивилизации явился политический кризис. В результате рухнула система божественных царей и могущественных держав, была развязана война, которая за сто лет проникла во все уголки цивилизации и уничтожила ее.

В настоящее время в Центральной Америке проживает около 3 млн прямых потомков Майя.

Около 1000 г., за семь столетий до применения маятника для определения силы тяжести и фигуры Земли, арабский астроном Ибн Юнус (Али ибн Абд Рахман, 950-1009) измерил время с помощью маятника. Результаты его астрономических наблюдений были использованы спустя восемь веков как доказательство изменений эксцентриситета земной орбиты.

1150 г. Из-под пера настоятельницы Дзибоденбергского монастыря вышел в свет первый европейский трактат «Физика». В четырех книгах содержались сведения по механике, ботанике и зоологии [Исаков, 2004б, с. 77].

Конец 10 – начало 11 вв. Ибн Сина (Авиценна, 16.05.980-18.06.1037), продолжая учение Аристотеля, разрабатывал понятие движения, считал, что сила, приданная движущемуся телу, не исчезает, и если бы не было сопротивления движению, то оно длилось бы бесконечно. Вслед за Аристотелем, Ибн Сина считался в средневековой науке одним из главных авторитетов [Боголюбов, 1983, c. 192-193, 559].

В то же время в Европе церковные догмы почти окончательно загубили «научные ростки».

12–13 вв. В Европе появляются и распространяются ветряные мельницы – второй после водяных мельниц важный источник механической энергии [Боголюбов, 1983, с.

559].

Появление первых университетов в Европе: в Болонье (1158), в Монпелье (1180), в Париже (1200 или 1215), в Виченце (1205), в Оксфорде (1209), в Саламанке (1218), в Падуе (1222), в Неаполе (1224), в Тулузе (1229) и Кембридже (1209 или 1229) [Арутюнов, Стрекова, 2003; Дорфман, 2007а, с. 85; Грицак, 2006; Платэ, 1999].

Идея генезиса веществ, высказанная Р. Бэконом (1214-1292), является фактически попыткой синтеза сложного из простого [Ацюковский, 2003, с. 97]. Таким образом, и на этом этапе развития представлений о структуре материи сложные вещества подразумеваются состоящими из простых, обладающих минимумом качеств [Эйнштейн, 1965, с. 138-164].

13–14 вв. В Европе появляются первые отдельные сторонники атомизма. Так, например, известно [Джуа, 1966, с. 79], что живший в 1348 г. в Париже Никола де Отрекур (из Отрекура) учил, что «в явлениях природы нет ничего иного, кроме движения атомов, которые соединяются и разъединяются».

14 в. «Непобедимый доктор» Оксфордского университета Уильям Оккам (1270– 1347) [Дорфман, 2007а, с. 101] поставил проблему движителя, отказавшись от динамической теории Аристотеля. Считал возможным вращательное движение Земли.

Изложил методологический принцип научного исследования («бритва Оккама»), отрицающий очевидность всего, что неизвестно само по себе, не доказано опытом или основано на авторитете [Боголюбов, 1983, с. 356, 559].

В Средние века невозможно было заниматься физикой, не затрагивая богословских проблем, и ректор Парижского университета Жан Буридан (1300-1358) тем более не мог пройти мимо них. Открыв, что impentus вращательного движения имеет «перманентный характер», Буридан обратил свое внимание на проблему вращения небесных сфер, относительно которых христианскими толкователями Аристотеля утверждалось, что их непрерывно вращают особые «души», или «ангелы», именовавшиеся «разумами». Без них вращение небес должно было остановится [Дорфман, 2007а, с. 105].

15 в. Один из крупнейших представителей неоплатонизма был немецкий кардинал Николай Кребс, прозванный Кузанским (1401-1464), составил пространный трактат об атомизме. Он первым указал на относительность понятия атома.

Но тем мыслителем, который детально развивал атомистику, был Джордано Бруно (1548-1600); нельзя не признать, что его вклад был действительно важен. Согласно Бруно, все тела состоят из неизменяемых и непроницаемых атомов, которые он называет также малостями или монадами. Весь телесный мир есть результат соединения этих первичных элементов. Между атомами может иметь место смешение, но не в схоластическом смысле, что Бруно отрицал, а в смысле физическом, т.е. явление, сводящееся к соединению и разъединению этих конечных частичек [Джуа, 1966, с. 79].

1501 г. В Риме были изданы труды Николая Кузанского, которые оказали влияние на формирование революционных взглядов Коперника и его последователей. Кузанский первым в Европе высказал идею о бесконечности, в которой количественное расширение качеств, приводит к исчезновению различий между ними. Впервые появилась идея о движении Земли вокруг некого мирового центра. Есть основания полагать, что Кузанский еще до Галилея ставил опыты с падением тел [Исаков, 2004б, с. 77].

Конец 15 – начало 16 вв. Работами Н. Коперника (1473–1543), И. Кеплера (1571– 1630) и Г. Галилея (1564–1642) – «последнего из могикан эпохи Возрождения» – была построена новая гелиоцентрическая модель Солнечной системы с Солнцем в центре, которая оказалась более удобной по сравнению с геоцентрической моделью. В определенном смысле еще дальше пошел Леонардо да Винчи (1452–1519), который «не считал Землю центром не только мира, но и Солнечной системы» [Лункевич, 1960а, с.

243-244].

В. Гарвей (1578–1657) создал учение о кровообращении – работе сердца и циркуляции крови «от сердца к сердцу» [Лункевич, 1960а, с. 330-331].

1543 г. Вышел в свет труд Н. Коперника «Об обращении небесных сфер», в котором изложена гелиоцентрическая система.

16 в. Наиболее заметные технические изобретения: гидравлическое колесо (1526), пресс для чеканки монет – прообраз печатного пресса (1530), гидравлические насосы в рудниках (1531), первые плотины (1570), станок для изготовления лент (1579), вязальная машина для изготовления чулок (1589) [Дорфман, 2007а, с. 114].

1592–1610 гг. Г. Галилей заложил основы динамики: исследовал свободное падение тел, падение тел по наклонной плоскости, движение тел, брошенных под углом к горизонту.

Он сконструировал телескоп (1609) и приступил к систематическому наблюдению над планетами и звездами [Храмов, 1983, с. 71-72].

1600 г. Сожжен на костре Джордано Бруно (1548–1600) – «великий мученик науки» [Лункевич, 1960а, с. 314].

1609–1619 гг. И. Кеплер (1571–1630) выводит три закона движения планет.

1632–1638 гг. Г. Галилеем сначала опубликована книга «Диалог о двух главнейших системах мира», в которой в условиях инквизиции очень тонко обсуждается вопрос о взаимоотношении геоцентрической и гелиоцентрической систем: молчать уже нельзя, но и говорить на эту тему страшно. Затем им предложен и обоснован принцип относительности движения и заложены основы учения о сопротивлении материалов.

А. Эйнштейн писал о Г. Галилее: «Перед нами предстает человек незаурядной воли, ума и мужества, способный в мышлении выстоять против тех, кто, опираясь на невежество народа и праздность учителей в церковных облачениях и университетских мантиях, пытается упрочить и защитить свое положение» [Исаков, 2004б, с. 130].

Первая половина 17 в. Гассенди Пьер (22.06.1592-24.10.1655) считал, что все явления природы происходят в пространстве и времени, но они могут быть измерены лишь в связи с телами: пространство измеряется их объемом, время – их движением.

Вслед за Демокритом полагал, что тела состоят из множества мельчайших атомов – неделимых (не разрезаемых [Ацюковский, 2003, c. 244]), но измеримых; атомы разделены пустым пространством [Храмов, 1983, с. 75]. Он написал специальную книгу об атомизме.

Учитывая специфику времени, это был довольно смелый поступок. В 1626 г. в «просвещенном» Париже учение об атомах запретили под страхом смертной казни [Исаков, 2004в, с. 35-36]. Оказал влияние на И. Ньютона [Боголюбов, 1983, c. 121].

Работы Гассенди, в силу своего подражательного характера, не имели большого значения для прогресса корпускулярной физики, но они способствовали популяризации античных представлений [Дорфман, 2007а, с. 183].

1637 г. С выходом в свет «Диоптрики» Декартом «сформулированы законы преломления и отражения света» [Бройль, 1965, с. 34] и высказана идея эфира как переносчика света [Храмов, 1983, с. 100].

«Классическая физика, верная идеалу Декарта, изображала Вселенную в виде некого огромного механизма» [Бройль, 1965, с. 8]. Эти представления распространяются Декартом и на живую природу, на мир организмов. Исходя из предпосылок своей теории, Декарт пришел к убеждению, что биология – не больше, как усложненная физика, а организмы – в такой же мере сложные механизмы: растения – великолепно сконструированные машины, а животные – блестяще сооруженные и эффективно действующие автоматы.

Таково учение Декарта об организмах в его обнаженном виде. Но он не был бы Декартом, если бы этим ограничивались его биологические взгляды. На самом деле, его учение о строении и деятельности организмов животных и человека много содержательнее и сложнее – оно заряжено вихревой энергией. С автоматизмом же животных не может сравниться ни одна из машин [Лункевич, 1960а, c. 409-416]!

«Рассмотрим … свойства и происхождения главнейших ветров. Прежде всего, наблюдения показывают, что весь воздух движется вокруг Земли с востока на запад; это нам сейчас придется принять на веру, ибо причину этого можно выяснить должным образом, лишь объяснив всю механику Вселенной, что я и намерен здесь делать» [Декарт, 1953, с. 70; Погребысский, Франфуркт, 1964].

С позиции начала XXI века становится ясным, что роль и положение философии Декарта в истории науки определяется именно той «вихревой энергией», которая является, по сути, «душой» всех ее составляющих, включая и живые организмы.

1644 г. Выход в свет книги Р. Декарта (1596-1650) «Начала философии»

[Кудрявцев, 1956а, б], в которой автор, по сути, предложил первую модель образования Солнечной системы [Исаков, Исакова, 2003]. Согласно модели Декарта, в соответствии с представлениями античных мыслителей, причиной возникновения системы стало вихревое движение – единственно устойчивая форма движения. Из первоначального хаоса (эфира [Ацюковский, 2003, c. 51]), благодаря взаимодействиям частиц, образуются вихри. Из первичных вихрей возникло Солнце. Более массивные частицы вытесняются к периферии, сцепляются и из вторичных вихрей образуются тела планет. Каждая планета вовлекается своим вихрем в круговое движение около центрального светила. Кометы, представители самых далеких миров, имеют такую же структуру, как и планеты, принадлежат к переходящим, пограничным вихрям, переходя из одного мира в другой [Кудрявцев, 1956а, с. 147-150]. В этой же книге Р. Декартом сформулирован принцип сохранения количества движения.

Декарт полагал, что «небеса разделены на несколько вихрей» [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

В отличие от древних атомистов, Р. Декарт предполагает с самого начал, что материя потенциально делима до бесконечности и актуально разделена на разнообразные мельчайшие частицы, по сути - элементарные частицы [Дорфман, 2007а, с. 184].

1644 г. Э. Торричелли (1608-1647) произносит блестящую популярную лекцию «О ветре», из которой следует, что ему (вместе с Декартом (см. выше)? – А.В.) принадлежит заслуга открытия условий возникновения ветра и создания основ представления об общей циркуляции земной атмосферы. «Академические лекции» Торричелли оказались неизвестными в XVII в. и были опубликованы впервые лишь в 1715 г. Поэтому не исключено, что именно они способствовали возникновению теории атмосферной циркуляции в XVIII в. [Дорфман, 2007а, с. 180].

Вторая половина 17 в. Имела место в буквальном смысле слова «жестокая»

борьба между последователями двух великих ученых, претендовавших на роль единственного лидера в мировой науке: ньютонианцами и картезианцами (последователями Р. Декарта). Эта борьба для первых – последователей Ньютона – окончилась полной победой. Картезианцы же были разгромлены и «истреблены»

морально и физически. В результате вихревая идея Декарта была практически полностью забыта более чем на два века.

Эта борьба, недостойная двух величайших личностей, навеянная, по-видимому, негативными и совсем недавними «примерами» инквизиции, а возможно, и спровоцированная ею, тем не менее, является одним из самых печальных событий в науке за всю ее историю. Эта борьба, как увидим в дальнейшем, по сути, продолжается и в настоящее время [Викулин, 2004].

Торричелли произносит блестящую публичную лекцию «О ветре», из которой следует, что ему принадлежит заслуга открытия условий возникновения ветра и создания основ представления об общей циркуляции земной атмосферы [Дорфман, 2007а, с. 180].

Исследования Роберта Бойля (1627-1691) вели к объяснению химических реакций на основе понятия элемента. Бойль заимствовал у древних идею об универсальной материи, общей для всех и непроницаемой. Тела возникают из этой универсальной материи, обладающей тремя основными свойствами: формой, величиной и движением.

Первичные корпускулы суть элементы, т.е. непосредственные начала различных видов тел; при их объединении возникают химические соединения и смеси. Объединение происходит благодаря особого рода сродству или притяжению [Джуа, 1966, с. 92].

1673 г. Х. Гюйгенс (1629–1695) развил учение о колебаниях, решил задачу о центре качаний.

1674 г. Р. Гук (1635–1703) высказал идею закона всемирного тяготения.

Впоследствии Р. Гук усовершенствовал микроскоп, первым установил клеточное строение тканей, ввел термин «клетка» и определил ее размеры.

1686 г. Х. Гюйгенс был твердо убежден в справедливости идеи эфирных вихрей как единственного пути для объяснения системы Коперника с помощью механической модели [Дорфман, 2007а, с. 169].

1687 г. Выходит в свет работа И. Ньютона (1643–1727) «Математические начала натуральной философии», в которой было дано строгое научное описание мира.

Согласно классической механике Ньютона, время и пространство существуют независимо друг от друга. Физические тела движутся во времени и пространстве. Время и пространство являются абсолютными категориями, которые своим существованием не обязаны чему бы то ни было в мире. Ходу времени подчиняются все тела природы, все физические явления. Время однородно. Это свойство времени, а не того, что в нем происходит. Пространство по своим свойствам – однородное, изотропное, евклидово, не зависит от всего, что в себя вмещает, и остается всегда и везде одинаковым и неизменным [Чернин, 1987].

Ньютон первый понял, что с помощью закона всемирного тяготения можно исследовать не только движение небесных тел, но и саму их форму. Он поставил знаменитую задачу о равновесной форме гравитирующей жидкой массы, имеющей вращение вокруг оси, и первым определил сжатие однородной Земли ( = 1 / 229), что явилось несомненным успехом в познании Земли и других планет. Эта задача и положила начало теории фигур равновесия, являющейся и в наше время одной из центральных задач геодинамики [Кондратьев, 2003, с. 15-37].

Ж.Л. Лагранж (1736-1813) сказал о Ньютоне: «Он самый счастливый – систему мира можно установить только один раз» [Исаков, 2005, с. 9].

Разделение натурфилософии на естественные науки 18 в. Длительный период накопления знаний об электричестве и магнетизме, начатый в XVII в., завершается великолепными исследованиями, выполненными Б.

Франклином (1706–1790), М.В. Ломоносовым (1711–1765), Г.В. Рихманом (1711–1753), Ш.

Кулоном (1736–1806) и многими другими учеными. Решающее значение имело как для этих, так и для последующих исследований создание А. Вольта (1745–1827) первого «непрерывного» источника тока [Ацюковский, 2003, с. 297-298].

1728 г. Г.Б. Бюльфингер (23.1.1693-18.2.1750), сторонник картезианства, предлагает свою вихревую теорию тяготения, носившую явно антиньютоновский характер [Храмов, 1983, с. 51].

1742 г. К. Маклорен (1698–1746) не только открывает равновесные жидкие сфероиды, носящие теперь его имя, но и доказывает, что внутри них полная сила тяжести всегда направлена по нормали к поверхности постоянного значения давления и полного потенциала [Кондратьев, 2003, с. 15-37].

1743 г. А. Клеро (1713–1765) на началах гидростатики создает теорию фигуры Земли [Клеро, 1947]. Он первым понял, что в задаче Ньютона о фигуре равновесия вращающейся Земли все дело заключается в существовании тесной взаимосвязи между сжатием планеты и распределением вещества внутри нее. Он фактически впервые доказал, что эллиптический сфероид является фигурой равновесия вращающейся жидкости [Кондратьев, 2003, с. 15-37].

1755 г. Выход в свет космогонической гипотезы «холодного» происхождения солнечной системы из первоначального газопылевого облака, разработанной профессором Кенигсбергского университета И. Кантом (1724-1804). Согласно концепции И. Канта, использовавшего законы Кеплера, планеты и Солнце образовались за счет соударений, слипания мелких космических частичек разной плотности и их последовательного разрастания. Вначале образовались более крупные тела (до 1 км), называемые планетиземалями, а затем – конкретные планеты. Процесс укрупнения частиц сопровождался заменой хаотического движения частиц упорядоченным и закономерным вращением в одном направлении всей системы крупных тел и планет.

Начало современных представлениям о формировании планет было положено с выходом из печати книги И. Канта «Всеобщая естественная история и теория неба». Он, 31-летний выпускник Кенигсбергского университета, в то время был домашним учителем у детей помещиков и преподавал в университете. Весьма вероятно, что идею вихревого происхождения планет из пылевого облака И. Кант почерпнул из книги, выпущенной в 1749 г. шведским писателем-мистиком Эмануэлем Сведенборгом (1688-1772), который высказал гипотезу (по его словам, рассказанную ему ангелами) об образовании звезд в результате вихревого движения вещества космической туманности. Во всяком случае, известно, что довольно дорогую книгу Сведенборга, в которой излагалась эта гипотеза, купили лишь три частных лица, одним из которых был И. Кант. Впоследствии И. Кант прославился как родоначальник немецкой классической философии. А вот книга Сведенборга о небе осталась малоизвестной, поскольку ее издатель вскоре обанкротился и почти весь тираж остался не распроданным. Тем не менее, гипотеза Канта о возникновении планет их пылевого облака – первоначального хаоса – оказалась очень живучей и в последующие времена послужила основой для многих теоретических рассуждений [Бурба, 2006].

1784 г. Дж. Уатт (1736–1819) изобрел шарнирный параллелограмм для преобразования возвратно-поступательного движения во вращательное.

1796 гг. Математик и астроном П. Лаплас (1749-1827) на основе данных В.

Гершеля построил свою небулярную гипотезу. Начальной субстанцией Лаплас считал вращающуюся шарообразную туманность раскаленного газа. При постепенном охлаждении туманности и ее гравитационном сжатии образовалось первичное Солнце.

Вращающееся Протосолнце продолжало сжиматься, а скорость его вращения возрастать, вследствие чего от экватора начали отделяться кольца раскаленного газа, послужившие основой образования планет и их спутников.

Считается, что П. Лаплас не был знаком с космогонической гипотезой И. Канта, опубликованной в 1755 г. [Бурба, 2006].

Гипотеза Лапласа, по существу, до настоящего времени находится в центре космогонических дискуссий, развиваясь и обогащаясь новыми теоретическими идеями и наблюдательными фактами. Например, построенная в 1982 г. космогоническая модель Н.А. Шило [Шило, 1982] и работы других исследователей [Викулин, Мелекесцев, 2007;

Лункевич, 1960 а]. И во всех этих моделях и работах вихревое движение (вращение) вещества, также как и у Р. Декарта, являлось принципиальным и важнейшим компонентом.

Как видим: история в который раз повторяется. Имеет место следующая цепочка «вихревых» идей: древнеегипетские маги - Демокрит – Средние века – Гюйгенс – Сведенборг – Кант (!!!) – Лаплас (?) – Шило.

1798 г. Г. Кавендишем (1731-1810) определено значение гравитационной постоянной и средней плотности Земли.

Конец 18 - 19 вв. Д.Ф. Араго (1786-1853) в 1811 впервые наблюдает вращение плоскости поляризации света в кварце, в 1824 г. открывает магнетизм вращения действие вращающейся металлической пластинки на магнитную стрелку [Храмов, 1983, с.

18].

Ж.Б. Био (21.4.1774-3.2.1862) обнаружил оптическую активность некоторых жидкостей (1815), установив, что они обладают способностью вращать плоскость поляризации, установил (1836) существование право- и лево-вращательных веществ [Храмов, 1983, с. 32].

М. Фарадей (1791-1867) доказал тождественность известных тогда видов электричества: «животного», «магнитного», термоэлектричества, электричества, возникающего от трения, гальванического электричества. Выдвинул предположение о существовании силовых трубок электричества («Фарадеевы силовые линии») [Ацюковский, 2003, с. 298]. В 30-х гг. ввел понятие поля, в 1845 употребил термин «магнитное поле», в 1852 отчетливо сформулировал свою концепцию поля. По мнению А.

Эйнштейна, идея поля была самой оригинальной идеей Фарадея, самым важным открытием со времен Ньютона [Храмов, 1983, с. 271].

В соответствии с [Ацюковский, 2003, с. 316], электрическое поле – это совокупность винтовых вихревых трубок эфира («трубок Фарадея») с переменным по сечению винтовым фактором.

П.Н. Лебедев (8.3.1866-14.3.1912) осуществил оригинальные эксперименты по магнетизму вращающихся тел [Храмов, 1983, с. 158].

1821–1895 гг. Выходят в свет работы, в которых в совокупности с работами Л.

Эйлера завершается формулировка основных принципов механики и сплошной среды. Л.

Навье сформулировал основные уравнения математической теории упругости. У.

Гамильтон (1805–1865) сформулировал принцип наименьшего действия в механике, что независимо от него в 1836 г. сделал и М.В. Остроградский (1801–1862). Г. Кориолис (1792–1843) ввел понятие полного ускорения, состоящего из суммы трех ускорений – относительного, переносного и добавочного (кориолисова). Г. Гельмгольц дал математическую трактовку закона сохранения энергии. Дж.У. Рэлей (1842–1919) изложил основы математической теории колебаний; А.П. Котельников (1865–1944) разработал основы винтового исчисления в евклидовом и других пространствах.

1834 г. Новый толчок к развитию теории фигур равновесия дал математик К.Г.

Якоби (1804-1851), указавший на возможность существования однородной фигуры равновесия в форме трехосного эллипсоида – эллипсоиды Якоби [Кондратьев, 2003, с. 15гг. Р.У.Д.М. Ранкин (5.7.1820-24.12.1872) одним из первых понял значение атомистики для обоснования тепловых законов и в 1850 г. предложил вихревую модель атома, в 1865 г. пытался дать обоснование второму началу термодинамики [Храмов, 1983, с. 229].

1860 г. Выходит в свет работа П. Дирихле [Dirichlet, 1860]. Математик Дирихле внес настолько революционный вклад в основы теории фигур равновесия, что раздвинул границы этой дисциплины. Поставленная Дирихле проблема такова. Дана однородная несжимаемая масса гравитирующей жидкости. Допускают ли законы гидродинамики такое движение этой массы, чтобы ее форма в любой момент оставалась эллипсоидальной, а поле скоростей жидкости – линейным по координатам? Дирихле поставил задачу и получил уравнения движения такого эллипсоида.

Если до Дирихле говорили исключительно о фигурах равновесия, то теперь вопрос поставлен значительно шире: существуют ли однородные эллипсоиды с внутренними течениями? Фигуры же относительного равновесия – всего лишь частный случай стационарных фигур в проблеме Дирихле. Ключевым в этой проблеме является условие линейности внутреннего поля скоростей в эллипсоидах – только она делает решаемой трудную динамическую задачу учета сил Кориолиса. В итоге поля сил гравитации и Кориолиса, а также центробежной силы в эллипсоиде оказываются линейными.

Суперпозиция этих силовых полей, без которой проблема Дирихле вообще не имела бы смысла, и порождает обширное семейство возможных конфигураций движений.

Ю.В. Дедекинд отметил особую, присущую уравнениям движения эллипсоида Дирихле симметрию, которая указывает на возможность существования во вращающихся средах вихревых течений.

Самый значительный вклад в разработку идеи Дирихле внес великий математик Б.

Риман. Он впервые рассмотрел стационарные фигуры равновесия и открыл класс двухпараметрических равновесных эллипсоидов, у которых вектор угловой скорости и вектор вихря внутренних течений совпадают с одной из главных осей симметрии фигуры – S-эллипсоиды Римана. Еще более удивительными являются эллипсоиды Римана с наклонным вращением. У таких фигур (например, Земли) ось вращения и вихря не совпадают с главными осями эллипсоида, что значительно расширяет спектр возможных решений и их применения к задачам геодинамики: оси вращения Земли и магнитная не совпадают [Кондратьев, 2003, с. 15-37].

Как видим, задача Дирихле явилась, по сути, дальнейшим, на более высоком уровне, развитием идеи Декарта о вихревых движениях материи как системы мира.

1860 г. Международным конгрессом в Карлсруэ был узаконен термин «молекула», которая обладает всеми химическими свойствами данного вещества [Ацюковский, 2003, с.

97].

1880–1881 гг. Ф. Энгельсом (1820-1895) опубликована работа «Формы движения материи», ставшая впоследствии частью его знаменитой «Диалектики природы». В этой работе Ф. Энгельс приходит к выводу: «Жизнь есть способ существования белковых тел, существенным моментом которого является постоянный обмен веществ с окружающей их внешней природой, причем с прекращением этого обмена веществ, прекращается и жизнь, что приводит к разложению белка» [Энгельс, 1975, с. 264-265].

1888 г. Академик А. Карпинский (1846/1847-1936) указал на возможную связь распределения материков и их очертаний не только с внутренним строением, но и с вращением Земли [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

1889, 1905-1906, 1912–1913 гг. Н.Е. Жуковский приступил к исследованиям в области теории полета тяжелых тел, вывел формулу определения подъемной силы крыла и предложил вихревую теорию гребного винта.

Вторая половина 19 в. Ботаником Шимпером (1803–1867) создана теория листорасположения, в которой нашла свое объяснение присущая врожденная тенденция расположения листьев на стебле и ветвях, близкая к спирали. Такими закономерностями интересовались еще Плиний Старший (23/24–79) и Альберт Великий (1193–1280).

Ботаник А. Браун (1805–1877) пытался развить и углубить учение Шимпера.

Спиральное расположение листьев на стебле, чешуек и листочков в почке, лепестков в бутоне, а также спиральные сосуды, открытые ботаником М. Мальпиги (1628–1694), спиралью свернутые усики и гибкие стебли некоторых растений – вот факты, на которые он опирался. Остановив свое внимание на спиральном расположении листьев, А. Браун придал ему математическую формулировку, что произвело большой фурор среди ботаников. Получилась такая картина, будто природа действует не только по эстетическим нормам, но и согласно математическим закономерностям [Лункевич, 1960б, с. 442-446].

Вторая половина 19 – начало 20 вв. Вихревая динамика. Задача прогноза погоды и, как следствие, проблема построения теории атмосферных циклонов привели в середине XIX в. к возрождению интереса к вихревой динамике. Труды Г. Гельмгольца, В. Томсона (лорда Кельвина), Г. Кирхгофа (1824–1887), П. Дирихле (1805–1859), Ю. Дедекинда (1831– 1916), Б. Римана, А.М. Ляпунова (1857–1918), Ж. Пуанкаре (1854–1912) и других исследователей привели к появлению существенно новых гидродинамических результатов. Теория вихревого движения развивалась следующим образом [Ацюковский, 2003, с. 127-131; Борисов, Мамаев, Соколовский, 2003, с. 18-25, 134].

1839 г. Шведским ученым Свенбергом была доказана следующая теорема: угловая скорость вращения частицы в ее различных положениях на траектории всегда обратно пропорционально квадрату ее расстояния от траектории движения. Отсюда заключение:

частица жидкости, получив в какой-либо момент угловую скорость, никогда не перестанет вращаться и, наоборот, частица жидкости не будет вращаться, если в начале движения, ее угловая скорость была равна нулю [Ацюковский, 2003, с. 127].

1858 г. Выходит в свет замечательная работа Г. Гельмгольца «Об интегралах уравнений гидродинамики, соответствующих вихревым движениям», в которой доказаны основные теоремы, положившие начало современной вихревой теории. В этой работе Гельмгольцем был обоснован во всей полноте принцип сохранения вихрей и указано правило определения скоростей движения вихревых шнуров, находящихся в идеальной несжимаемой жидкости, и тех частей жидкой массы, где отсутствуют вихри.

Все последующие работы являются, по существу, расширением и обобщением основных результатов, добытых Гельмгольцем.

1867 г. Следуя общей идее XIX в., согласно которой объяснения различных физических феноменов следует искать в подходящих механических интерпретациях, В.

Томсон (лорд Кельвин) предложил теорию вихревых атомов. В этой теории мир понимается как некий эфир (аналог идеальной жидкости), в котором взаимодействуют вихри Гельмгольца, подобные атомам, образующим молекулы. Вихри в этой теории объясняли гравитацию. Идеи Кельвина так и не были реализованы и вскоре были вытеснены атомной и квантовой механикой.

Вихревая теория атомов, созданная В. Томсоном, не получила признания и развития. Только в 20-е гг. XX в. немецкий гидродинамик А. Корн попытался вновь воскресить идеи В. Томсона, но применительно не к атомам вещества, а к толкованию природы (спина) электрона.

Несколько позже Н. Кастерин сделал попытку построения вихревой теории элементарных частиц. Однако идеи А. Корна и Н. Кастерина были встречены с большим недоверием широкой научной общественностью, вследствие чего они оказались изолированными и невостребованными, хотя в работах этих ученых содержится немало интересных соображений.

1876 г. В своих «Лекциях по математической физике» Г. Кирхгоф вывел общие точные уравнения движения N-точечных вихрей, указал их гамильтонову форму, а также получил для них четыре интеграла (закона сохранения).

1877 г. Основываясь на уравнениях Кирхгофа, В. Гребли (1852–1903) в своей диссертации подробно проанализировал интегрируемую задачу о движении трех вихрей на плоскости. Он анализирует взаимодействия вихревой пары с единичным вихрем, рассматривает частные случаи четырех и 2n вихрей.

1876–1883 гг. О. Рейнольдс (1842–1912) экспериментально установил критерий перехода ламинарного течения в цилиндрических трубах в турбулентное течение и далее в вихревое.

1879 г. В работе Коотса (Cootes) на основании рассмотрения вихревого кольца делается вывод, что кольцеобразная форма вихря – форма устойчивая.

1877–1878 гг. Гринхилл рассмотрел задачи о движении вихрей в жидкости, ограниченной цилиндрическими поверхностями. Пользуясь методом изображений, он решил задачи о плоском движении одного и двух вихрей внутри и вне поверхности круглого цилиндра, а также в пространстве, ограниченном поверхностью прямоугольной четырехугольной призмы. В это же время учеными были решены многочисленные частные задачи вихревого движения.

1894 г. Н.Е. Жуковский (1847–1921) решил задачу о движении вихря вблизи острия клина, погруженного в жидкость. Рассматривая траектории вихря, он показал, что вихревой шнур всегда уклоняется от подносимого к нему ножа. Впоследствии Жуковский разработал теорию так называемых «присоединенных» вихрей, имеющую фундаментальное значение для многих приложений.

Начало 20 в. С развитием авиации ученые натолкнулись на необходимость изучения вихревых образований при обтекании твердых тел. В этом отношении особого внимания заслуживают работы Т. Кармана (1881–1963) и Н.Е. Жуковского. Первый весьма подробно изучал поведение так называемой дорожки Кармана [Храмов, 1983, с.

225].

1902-1920 гг. Итальянский ученый Бельтрами, пользуясь теоремами, выведенными Гельмгольцем, дал правило определения скоростей частиц сжимаемой жидкости, находящейся в вихревом движении и замкнутой конечным объемом. Это правило, устанавливающее электродинамические аналогии, известно как теорема Бельтрами.

20-е гг. Немецкий гидродинамик А. Корн предпринял попытку воскрешения «вихревых» идей В. Томсона применительно не к атомам, а к толкованию природы электрона. А.П. Кастерин сделал попытку построения вихревой теории элементарных частиц. Однако идеи А. Корна и Н.П. Кастерина были встречены с большим недоверием широкой научной общественностью, вследствие чего они оказались изолированными и невостребованными.

1927 г. Выходит работа С. Озеена, в которой впервые ставится задача о движении вихрей в вязкой жидкости.

1934 г. Публикуются работы А.А. Фридмана (1888–1925), в которых дана постановка задачи движения вихрей в сжимаемой жидкости. Идеи Озеена и Фридмана еще ждут своего продолжения.

По-видимому, интенсивное развитие квантовой механики, использующей в своей основе концепцию спина – волчка с собственным моментом, «переключило» на себя основное внимание и силы и тем самым «затормозило» так бурно начавшееся в середине XIX в. развитие вихревой гидродинамики и эфиродинамики.

1871 г. В.Э. Вебер (24.10.1804-23.6.1891) построил первую электронную модель атома, дав его планетарную структуру [Храмов, 1983, с. 58].

1885 г. Английским физиком Дж.У. Рэлеем (D.W. Rayleigh, 1842-1919), основоположником теории колебаний, открываются поверхностные воны. Движение частиц среды в таких волнах происходит по эллипсам, ориентированным вдоль распространения волны и перпендикулярно поверхности среды, в направлении, обратном распространению волны.

1892-1897 гг. Сначала А.М. Ляпунов (1857-1918) опубликовал работу «Общая задача об устойчивости движения», которая является основополагающей работой в теории устойчивости механических систем. В теории фигур равновесия равномерно вращающейся жидкости им впервые доказано существование фигур равновесия однородной и слабо неоднородной жидкости, близких эллипсоидальным.

Через несколько лет А. Пуанкаре (1854-1912) опубликовал трактат «Новые методы небесной механики», в котором, в частности, доказал существование фигур равновесия, отличных от эллипсоида, кольцеобразных и грушевидных фигур.

Таким образом, Ляпунов и Пуанкаре независимо друг от друга открывают целый класс новых неэллипсоидальных фигур равновесия, отдаленно напоминающих по форме то груши, то рубчатые дыни, волнистые патиссоны и другие фрукты и овощи, которые, как оказалось, в виде фигур относительного равновесия существуют в окрестности определенных сфероидов Маклорена и эллипсоидов Якоби. Строгое доказательство существования неэллипсоидальных форм дано в начале ХХ в. Ляпуновым [Кондратьев, 2003, с. 15-37].

Все последующие астрономические наблюдения, включая и полеты космических аппаратов, доказали правильность теоретических выводом А.М. Ляпунова и А. Пуанкаре о существовании несимметричных фигур равновесия вращающихся космических тел.

1898 г. А.И. Садовский (6.12.1859-26.12.1921) впервые теоретически обосновал вращающее действие световых волн, падающих на кристалл (эффект Садовского), вычислил вращающие моменты, доказав возможность непосредственного преобразования световой энергии в механическую. Эти идеи впервые были оценены в 1911 г. П.

Эренфестом (18.1.1880-25.9.1933) и получили мировое признание [Храмов, 1983, с. 241].

В конце 19 – начале 20 вв. имело место бурное развитие производительных сил в передовых странах Европы и США, которое сопровождалось быстрым развитием науки и срастанием ее с частной промышленностью. В физике были сделаны величайшие открытия, которые связаны с именами В.К. Рентгена (1845-1923) – открытие в 1895 г.

нового вида лучей, названных его именем, А. Беккереля (1852-1908) – открытие в 1896 г.

явления радиоактивности, Дж.Дж. Томсона (1856-1940) – открытие первой элементарной частицы, электрона, М. Планка (1858-1947), который в 1900 г. пришел к идее квантов, А.

Эйнштейна (1879-1955), в 1905 и 1916 гг. сформулировавшего теорию относительности.

Основной особенностью этих открытий было то, что они требовали полного пересмотра общепризнанных в то время представлений классической физики.

1910-1912 гг. Американский геолог Ф. Тейлор и автор гипотезы «дрейфа континентов» немецкий геофизик А. Вегенер (1880-1930), объясняя смещения материков, связывали их с вращением Земли [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15].

1911 г. Э. Резерфордом (1871-1937) была предложена планетарная модель атома, которая существует в физике до настоящего времени. В центре атома, размером 1 А 10- см, находится ядро размером около 10-13 см, вокруг которого, как планеты вокруг Солнца, вращаются электроны.

1915 г. А.Л. Чижевским (1897–1964) установлено влияние солнечной активности на биосферу. Уже во второй половине XX в. было показано, что и сама солнечная активность, а следовательно, и биологическая активность всего живого, в свою очередь, определяется моментной динамикой всей Солнечной системы, в основном динамикой Юпитера [Тимашев, 2003; Викулин, Мелекесцев, 2007; Викулин, 2008].

1919 г. Э. Резерфорд экспериментально наблюдал выбитые из ядер атомов частицы, которым в 20-х гг. дал название протон.

1932 г. Учеником Э. Резерфорда Дж. Чедвигом (1891-1974) открывается нейтрон [Ацюковский, 2003, с. 181].

1955 -1956 гг. Получены антипротон и антинейтрон [Ацюковский, 2003, с. 182]. В настоящее время открыто от 200 до 2000 элементарных частиц, в зависимости оттого, что считать элементарной частицей.

1920-е гг. М. Боголепов (Москва) выдвинул «идею вековых зональных движений в мантии – вихреобразного процесса, создающего тягу снизу, направленного по часовой стрелке в Южном полушарии и против часовой стрелки в Северном и возбуждаемого радиоактивным нагревом». Б. Личков (1988-1966) впервые в отечественной литературе начал рассматривать фактор изменения скорости вращения Земли как основной в тектоногенезе [Хаин, Полетаев, 2007, с. 15-16].

1921 г. А.Х. Комтон (1892-1962) пришел к идее спина [Храмов, 1983, с. 19].

1922 г. О. Штерн (1888-1969) совместно с В. Герлахом (1889-1979) доказали наличие магнитного момента атома, иначе говоря, экспериментально подтвердили пространственное квантование – опыт Штерна-Герлаха [Храмов, 1983, с. 303-304].

1922-1932 гг. В.И. Вернадским в ряде работ высказаны соображения о том, что пространство и время, в которых происходят биологические (и геологические) процессы, отличаются от концепций пространства и времени, принятых в физике: «... по-видимому, мы имеем дело внутри организмов с пространством, не отвечающим пространству Евклида, а отвечающим одной из форм пространства Римана. … Удивительно, что явление «правизны» и «левизны» остались вне философской и математической мысли, хотя отдельные великие философы и математики … к нему подходили. Пространство жизни иное, чем пространство косной материи. Я не вижу никаких оснований считать такое допущение противоречащим основам нашего точного знания» [Вернадский, 1991, с.

24-25].

Согласно [Бебель, Мегеря, Бебель, 2003, с. 60], в этом месте: «В.И. Вернадский упрекал Евклида за то, что он не ввел в основы геометрии элементов кручения, свойственных вихревым явлениям, и тем самым, обезоружил современную науку, особенно, в биологической и геологической средах».

Трудно не согласиться с таким высказыванием. Если бы Евклид ввел в геометрию «элементы кручения», если бы Декарт со своими «вихревыми» идеями победил бы Ньютона…? В свете настоящего обзора несомненно, что концепции современного естествознания вполне могли бы опираться на другие представления, в том числе и на «вихревые» [Викулин, 2008].

1923–1931 гг. Н.Е. Кочин (1901–1944) показал в синоптике возможность движения сжимаемой жидкости под действием консервативных сил с образованием вихрей при отсутствии притока энергии извне. Он дал решения уравнений движения сжимаемой жидкости на вращающейся Земле, определил условия образования на поверхностях раздела воздушных масс волны, переходящей в циклон – воздушный вихрь, перемещающийся в атмосфере.

Полная теория смерчей, тайфунов, ураганов и циклонов в атмосфере пока так и не создана. Имеется несколько интересных подходов к проблеме вихревых движений в атмосфере, в целом достаточно полно объясняющих многие стороны явления [Наливкин, 1969]. Интересной является работа А.Г. Иванчина [2004], в которой, по-видимому, впервые в полном объеме решена проблема работы вихревого механизма, создающего атмосферные смерчи и ураганы с такими гигантскими энергиями. Основная идея решения сводится к тому, что при формировании газового вихря происходит самопроизвольное преобразование потенциальной энергии давления окружающего вихрь газа в кинетическую энергию вращения вихря. При этом соблюдается закон постоянства момента количества движения, и чем сильнее сжато тело вихря, тем больше в него закачивается энергии из окружающей среды. Тороидальный вихрь окружен пограничным слоем газа, в котором температура и вязкость понижены по сравнению с температурой и вязкостью окружающей среды. Это обеспечивает устойчивость вихревого тороида и длительность его существования. Винтовой тороидальный вихрь газа в процессе образования концентрирует в себе энергию окружающей среды и является, таким образом, природным механизмом по преобразованию потенциальной энергии газовой среды в кинетическую энергию вращения вихря [Ацюковский, 2003, с. 178-179].

1924-1925 гг. Луи де Бройль создает волновую теорию материи [Дорфман, 2007а, с.

244-246], в которой «… квант действия служит соединительным звеном между корпускулярным и волновым представлениями» [Бройль, 1965, с. 136].

Поля и частицы – это не разные объекты, а разные способы описания одного и того же объекта. Квантовая механика первой поставила под сомнение, казалось бы, очевидную предметность нашего мира и осознала, что немаловажную роль в процессе «опредмечивания» окружающей действительности принадлежит прибору и наблюдателю.

До недавнего времени казалось, что такое необычное поведение материи характерно только для микрочастиц. Но классики уже в момент становления квантовой механики прекрасно понимали, какое огромное значение имеют эти выводы для общей картины окружающего мира, и что они выходят далеко за рамки микромира. Например, В.

Гейзенберг, говорил: Идея реальности материи, вероятно, являлась самой сильной стороной жесткой системы понятий XIX века; эта идея в связи с новым опытом должна быть, по меньшей мере, модифицирована» [Доронин, 2007, с. 41-42]. По мнению А.

Эйнштейна [1966б, с. 497], такое «… волновое поле – пока еще неизвестной физической природы – в принципе должно оказывать свое влияние на движение».

Однако недостаток научных данных в начале ХХ венка позволял ученым лишь философствовать на эту тему [Доронин, 2007, с. 42].

1925–1928 гг. Заложены основы квантовой механики: В. Гейзенбергом (1901–1976) разработана теория матриц, Э. Шредингером (1887–1961) развита волновая механика – сформулировано носящее его имя основное волновое уравнение квантовой механики.

1925 г. Американские ученые Дж. Уленбек (1900–1974) и С. Гаудсмит (1902–1979) для теоретического объяснения экспериментальных данных предположили, что электрон можно рассматривать как «вращающийся волчок» с собственными механическим и магнитным моментами. Таким гипотетическим образом в физику и был введен спин – собственный момент количества движения микрочастицы, величина чисто квантовой природы, не связанная с движением частицы как целого.

Как видим, во-первых, спин является одним из специфических понятий квантовой механики, отражающих саму ее суть [Ландау, Лифшиц, 1974, с. 234], и в то же время спин является таким же «первым» свойством частицы, как и ее «вполне классические»

параметры (масса, заряд) [Ферми, 1968, с. 229]. Во-вторых, при таком определении спина становится несущественным вопрос о его происхождении, поэтому собственный момент может быть приписан частице вне зависимости от того, является ли она «элементарной»

или «сложной» [Ландау, Лифшиц, 1974, с. 235]. В-третьих, большое количество экспериментального материала показывает, что спиновые свойства элементарных частиц играют огромную роль как в области микропроявлений, так и в поведении макроскопических тел, поскольку спин непосредственно определяет статистические свойства систем [Левич, Вдовин, Мямлин, 1971, с. 236].

Такие свойства спина, с одной стороны, предопределили введение формализма квазичастиц (слабых возбуждений всего тела – «почти» элементарных частиц) [Лифшиц, 1949], с другой – позволили предположить существование собственного момента у макроскопических по размерам частей тела [Пейве, 1961; Седов, 1973, с. 146-148].

После того как в начале XX в. были сформулированы основные принципы и уравнения квантовой механики, физики-теоретики разделились на две группы: группу А.

Эйнштейна – «детерминистскую» («Бог не играет в кости!»), в которую входили М. Планк (1858–1947), А. Эйнштейн, Л. де Бройль (1875–1960), Э. Шредингер, и группу Н. Бора – «вероятностную»: Н. Бор (1885–1962), В. Гейзенберг, М. Борн (1882–1970), П. Дирак (1902-1984). Сам факт возникновения этих групп характеризует собой глубокий кризис в понимании физической реальности, который длится вот уже более полувека.

Согласно одной из гипотез [Дмитриевский, Володин, Шипов, 1993; Шипов, 2002], вероятностный характер описания квантовой теории связан с тем, что материя представляет собой имеющие конечные размеры сгустки поля инерции, которые, по сути, представляют собой поля кручения. Итак, в очередной раз круг замыкается, и мы опять возвращаемся к идее об абсолютности вращательного движения: свободные вихри античных мыслителей, вихри Декарта, взаимодействующие вихри Гельмгольца, вихревые атомы Кельвина, квантовая механика – спин, инерционные поля кручения!

Возможно, природу спина и его связь с полем кручения удастся объяснить в рамках непотенциального вихревого решения задачи об электроне [Иванчин, 2007].

1928 г. Начало «вихревого» этапа в геологии и тектонике: выход в свет пионерской работы китайского геолога Ли Сы-гуана [Lee, 1928], в которой впервые были выделены и описаны вихревые структуры в геологических разрезах Китая. Это были преимущественно вихревые структуры с горизонтальной осью вращения. Запрет на учение о влиянии ротационного фактора на геологические и тектонические процессы был нарушен благодаря созданию к этому времени достаточно точных геологических карт, проведению детальных геологических исследований и выполнению высокоточных геодезических измерений на больших базах [Мелекесцев, 2004].

1930 г. В. Паули (1900-1958) с целью объяснить непрерывный энергетический спектр электронов при - распаде вводит представление о нейтральной частице малой массы.

1932-1934 гг. Э. Ферми (1901-1954) строит последовательную теорию – распада и предлагает назвать новую частицу нейтроном.

1953-1956 гг. Американскими физиками Ф. Райкесом и К. Коуэном экспериментально доказано существование нейтрино. Нейтрино от антинейтрино во всех экспериментах отличается знаком спиральности [Физический, 1983, с. 449].

Согласно [Шипов, 2002, с. 48] нейтрино обладает только спином и потому может играть ключевую роль при объяснении взаимодействий посредством торсионных полей (полей кручения).

1933 г. Экспериментально подтвержден вращательный характер движения блоков земной коры в работе японских исследователей [Fujiwhara, Tsujimura, Kusamitsu, 1933], которая подготовлена на основе данных результатов повторных геодезических работ в 1884–1889 и 1924–1925 гг., проведенных в японской провинции Канто в районе очага катастрофического землетрясения 01.09.1923 г. В этой работе впервые формулируется вывод о вращательном движении блока земной коры, в котором располагался очаг землетрясения Канто.

В последующем вывод о вращательном движении блоков земной коры, в том числе являвшихся очагами сильнейших землетрясений вблизи Алеутских островов, Колумбии, Эквадора и других регионов планеты, подтверждается многочисленными работами других исследователей, выполненных в 1986-2003 гг. [Викулин, 2003].

1948 г. Г.А. Гамовым (1904–1968) предложена модель Большого взрыва – современная модель образования Вселенной. Согласно этой модели, в результате взрыва около 15 млрд. лет назад началось космологическое расширение Вселенной, которое продолжается до настоящего времени. Одним из определяющих все дальнейшее состояние Вселенной были именно спиновые, по сути, «вихревые» эффекты, что и подтверждается наблюдаемым строение галактик, большая (более 70%) часть которых имеют спиральное строение [Чернин, 1987].

Как видим, и у античных мыслителей, и у их «прямого» идейного наследника Р.

Декарта были все основания в качестве основы основ предложить гипотезу вихревых атомов, «рождающих все видимое разнообразие Природы» [Викулин, 2004], включая и саму жизнь [Викулин, Мелекесцев, 2007].

1948-1952 гг. Л. Онсагер (27.11.1903-5.10.1976) предсказал возникновение квантовых вихрей в свертекучей компоненте жидкого гелия, движущейся с закретической скоростью, при температуре ниже точки фазового перехода [Храмов, 1983, с. 202, 207].

К. Херринг построил теорию спиновых волн [Храмов, 1983, с. 290].

А.С. Давыдов ввел понятие деформирующих экситонов [Храмов, 1983, с. 96].

50-70-е гг. 1954 г. Экспериментальное изучение механизма образования тектонических разломов и нарушений геофизической среды при землетрясениях показало, что образующиеся в материале трещины при определенных условиях его нагружения испытывают вращение [Белоусов, Гзовский, 1954; Гзовский, 1975, c. 158-161].

1961 г. А.В. Пейве (1906-1985) приходит к выводу о блоковом строении геологической среды, движущей силой которой является собственный момент количества движения блока [Пейве, 1961].

1963-65 гг. Объединение теоретических и экспериментальных условий исследования образования трещин привело к выводу о том, что при скорости развития трещины больше 0,6 VS происходит ее закручивание и при 0,9 VS направление совпадает практически с направлением максимального скалывающего напряжения [Белоусов, Гзовский, 1954; Магницкий, 1965, 2006; Brace, Bombolakis, 1963; Yoffe, 1951].

1973 г. Выход в свет второго издания фундаментального учебника Л.И. Седова «Механика сплошной среды», в котором, в том числе, обращается внимание на задачи с собственным моментом количества движения конечного объема сплошной среды, примером которых, например, могут быть ферромагнитные материалы. Собственный макромомент такой среды складывается из собственных микромоментов (спинов) составляющих ее атомов или молекул, взаимодействие которых при наличии магнитного поля имеет дальний порядок. [Седов, 1973, c. 146-148, 504-530].

1975 г. «Устанавливается пространственная волнистость крупных разрывов.

Делается вывод о том, что «представление о прямолинейности крупных разрывов, содержащиеся во многих учебниках по структурной геологии, часто не соответствуют описанным фактам. Вероятно, нужно говорить об общем, среднем направлении простирания каждого разрыва, отклонения от которого будут наблюдаться повсеместно»

[Гзовский, 1975, c. 158-161, 169-178].

1950-1960-е гг. М. Стовасом в 1951 г. защищается кандидатская диссертация «К вопросу о критических параллелях земного эллипсоида», а в 1961 г. докторская – «Опыт математического анализа тектонических процессов, вызываемых изменениями фигуры Земли».

1955 г. Академик Н. Шатский (1895-1960) связал образование планетарной сетки разломов с напряжениями в земной коре и оболочке, возникающими в результате изменения скорости вращения Земли. На геологическую роль ротационных сил и вихревых структур указывал Р. Зондер (Швейцария). Профессор Вюрцбургского университета (Германия) и группа специалистов Института геологических наук Украины под руководством И. Чебаненко независимо друг от друга провели эксперименты, подтвердившие влияние вращательной динамики Земли на формирование сетки ее планетарных разломов [Хаин, Полетаев, 2007, с. 16-17].

В последующем о важности ротационных движений писали многие ученые: П.С.

Воронов, В.Г. Бондарчук, О.И. Слензак, Б.Л. Личков, К.Ф. Тяпкин и многие другие.

Сейчас можно считать общепринятой важность ротационного фактора [Ротационные, 2007].

1953 г. Дж. Уотсон и Ф. Крик, впоследствии нобелевские лауреаты, предложили модель строения основной молекулы жизни – молекулы дезоксирибонуклеиновой кислоты (ДНК) в форме двойной спирали. Спиральную форму имеют и некоторые бактерии (спириллы, менее скрученные и похожие на запятую, и спирохеты, сильнозакрученные и напоминающие штопор), и большое количество куколок, раковин и др. [Вили, 1968, с. 166, 271] Следует отметить, что раковины, скелеты, ветвистые растения и способность организмов строить несимметричные молекулы оказали заметное влияние на ход эволюции.

Вторая половина 20 в. Главная особенность белков, которая имеет решающее значение для их функционирования – это способность самопроизвольно формировать пространственную структуру, свойственную только данному белку, или так называемая самоорганизация структуры [Викулин, Мелекесцев, 2007; Викулин, 2008]. Сам механизм, реализующий программу синтеза молекулы белка за 1–2 мин., удивительно изящен. При построении белков живая природа использует только 20 вполне определенных аминокислот, которые получили название канонических. Этот набор универсален. Замена одной аминокислоты в белке может полностью нарушить его функции и привести к гибели организма [Павленко, 2005, с. 709].

В «белковой» проблеме еще много неясного [Викулин, Мелекесцев, 2007; Викулин, 2008]. К примеру, все белковые соединения, входящие в состав живого вещества, имеют «левую асимметрию». Что это значит? Когда происходит лабораторный синтез такого соединения, «правые» и «левые» формы всегда присутствуют в одинаковом количестве, так как наращивание молекул путем присоединения атомов и атомных группировок происходит случайным образом. Почему же в «живых» органических соединениях всегда присутствуют только «левые» формы аминокислот и «правые» молекулы сахаров, тогда как их зеркальные изомеры в биосфере полностью отсутствуют? В каком виде белковая молекула получает команду на сворачивание «единственным и неповторимым» образом?

С помощью какого поля белковой молекуле передается в буквальном смысле слова «живородящий» момент «левой» ориентации? Какую природу имеют вращательные движения, продолжением которых является такой момент?

Еще микробиолог Л. Пастер (1822–1895) – «герой мысли», «человек со всеохватывающим полетом мысли», как говорили о нем современники, – указал, что «асимметричный синтез» может происходить при наличии какого-нибудь природного асимметричного фактора [Шкловский, 1980, с. 182].

Одним из таких асимметричных факторов или движений, которые могли бы способствовать зарождению «молекулы жизни» – белка [Вайнштейн, 1986], может быть вращение [Викулин, Мелекесцев, 2007; Викулин, 2008]. Имеющиеся геохронологические ряды данных, по-видимому, указывают на однократное возникновение жизни на Земле. В таком случае, если предположить, что жизнь на Земле возникла закономерно, а не случайно (к примеру), то либо такое «асимметричное вращение» в момент зарождения жизни должно было быть неким особым, либо механическое вращение оставалось «обычным», но сопровождалось «асимметричным» изменением другого геофизического поля (например, аномальной переполюсовкой магнитного поля планеты) [Николаев, 1991].

1955 г. Р.Ф. Фейман (11.5.1918-15.02.1988) развил теорию квантовых вихрей в сверхтекучем гелии, показав, что при достаточно больших скоростях жидкий гелий должен быть пронизан квантовыми вихрями [Храмов, 1983, с. 274].

1958 г. Выход в свет классической книги Ч. Рихтера «Элементарная сейсмология»

[Рихтер, 1963], в которой автор, среди много прочего, по-видимому, впервые обратил внимание исследователей на возможность направленной миграции очагов землетрясений вдоль Северо-Анатолийского разлома в Турции со скоростью около 200 км в год ( см/сек) [Быков, 2005].

В последующем, Р.З. Таракановым [1961], С. Дудой [Duda, 1963], К. Моги [Mogi, 1968] и многими другими исследователями эффект миграции очагов землетрясений был подтвержден и доказан на сейсмологическом материале других регионов планеты. Было установлено, что скорости миграции землетрясений расположены в диапазоне примерно восьми порядков по величине: от 1 км/год (10-2 см/с) до 107 км/год (1 км/с) (Викулин, 2001, 2003, 2008).

Теория явления миграции землетрясений была дана в конце 90-х гг. прошлого века А.В. Викулиным и А.Г. Иванчиным в рамках волновой ротационной модели [Викулин, 2003; Викулин, Иванчин, 1998]. Ими было показано, что миграция очагов землетрясений осуществляется упруго-ротационными волнами крутильной поляризации, являющимися солитонами и экситонами в определении А.С. Давыдова [Давыдов, 1982].

1961 г. Выходит в свет работа геолога А.В. Пейве [1961], в которой автор, вопервых, обосновывает блоковое строение земной коры; во-вторых, анализируя ее структуру и движение, приходит к новому, фантастическому по тем временам механизму движения коры – собственному источнику движения блока. При этом главной особенностью тектонических движений является то, что каждый блок обладает как бы самостоятельной «движущей силой», заключенной в нем самом.

Развивая эту концепцию, ученики А.В. Пейве [Лукьянов, 1999] пришли к выводу о том, что геологическая среда является нелинейной и самоорганизующейся. Вследствие этого ее движение может быть представлено в виде тектонического течения с неоднородными деформациями, ненулевыми дивергенциями и вихрями. С учетом этих данных самостоятельной движущей силой блока может быть только его собственный момент.

1968 г. Выходит в свет фундаментальная работа В.В. Шулейкина [1968], в которой автор среди прочего описал пропеллерное движение хвоста и всего тела дельфина при его движении и показал, что для компенсации вредного вращающегося момента служит асимметрия его черепа. Как видим, более совершенный движитель, позволивший дельфину (и зубатым китам) выжить в ходе эволюции и подняться на более высокую ступень эволюционной лестницы, способствовал «приобретению» асимметрии черепа, но «научил» управлять трением при движении.

Разработана теория динамики стаи рыб (и птиц), в которой пространственное расположение птиц и рыб отвечает минимуму затрат энергии, расходуемой на трение при их передвижении.

1980–1990-е гг. Установлено, что в процессе эволюции «научились управлять»

трением и другие живые существа. Например, змеи, черви и моллюски движутся за счет образования дислокаций. Движение дождевого червя начинается с образования «растягивающей» дислокации вблизи шейки, тогда как движение большинства змей осуществляется путем образования «сжимающих» дислокаций у хвоста и их перемещения по направлению к голове [Ивасышин, 2003].

Такого рода комплексные приведенные выше данные показывают, что к объяснению физики трения как процесса чисто механического можно подойти, на первый взгляд, с несколько необычной – «социальной» – точки зрения, позволяющей на макроуровне использовать «самоорганизационные» свойства вращательных (вихревых) микроскопических движений [Викулин, Мелекесцев, 2007; Викулин, 2008].

1970-е гг. Немецкий физик Г. Хаген предложил заложить принципы самоорганизации живой природы в основу новой науки – науки о теории самоорганизации всех явлений независимо от их природы [Павленко, 2005, с. 712].