Жизнь Альфреда Лотара Вегенера
ФЕДЕРАЛЬНОЕ
ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО
ОБРАЗОВАНИЯ
«Калининградский
Государственный Технический университет»
(ФГБОУ
ВПО «КГТУ»)
Кафедра
ихтиологии и экологии
Курсовая
работа
Жизнь
Альфреда Лотара Вегенера
Курсовая
работа по дисциплине
«История
и методология науки»
Работу выполнила
магистр 1-ого курса
А.В. Ефименко
Калининград
Введение
Целью курсовой работы по дисциплине «История и
методология науки» является описание жизни и деятельности великих ученых,
оставивших заметный след в различных областях науки. Одним из таких
замечательных ученых был Альфред Лотар Вегенер. Этот человек оказал решающее
влияние на мировую геологию.
Альфред Вегенер был первооткрывателем и
метеорологом, создателем теории дрейфа континентов. В этой теории говорится,
что все континенты произошли от одного суперконтинента, так называемой Пангеи,
которые со временем пришли в движение и заняли современное положение на Земле.
Доказательства этой теории включают ископаемые
остатки живых организмов в различных океанах, сходство между климатическими
моделями, сходство между береговыми линиями, а также сходства в типах пород и
возраста между двумя континентами, разделенными океаном, а также, оказалось,
что все континенты сочетаются друг с другом как кусочки мозаики, каждая часть
которой идеально вписывается в общую картину [1].
Помимо этого, Вегенер написал огромное множество
научных трудов, среди которых книга «Происхождение континентов и океанов». За
свою жизнь этот замечательный и увлеченный своим делом ученый сделал довольно
много важного и ценного для науки в частности и людей в общем. Для того, чтобы
иметь представление о жизни Альфреда Вегенера, необходимо решить несколько
задач, среди которых:
Кратко охарактеризовать семью и условия, в
которых вырос и учился Альфред Лотар Вегенер;
Проанализировать экспедиции, в которых он
участвовал;
Привести описание знаменитой теории Вегенера или
концепции дрейфа материков;
1. Семья и учеба Альфреда Вегенера
Альфред Лотар Вегенер (нем. Alfred Lothar
Wegener) - немецкий геолог и метеоролог, создатель теории дрейфа материков
(рисунок 1, Приложение). В известной пьесе Эдмона Ростана «Сирано де Бержерак»
автор приводит слова, как нельзя лучше характеризующие Альфреда Вегенера:
Прохожий, стой: здесь похоронен тот,
Кто прожил жизнь вне всех житейских правил.
Он музыкантом был, но не оставил нот,
Он был философом, но книг он не оставил.
Он астрономом был, но в небе звездном
Затерян навсегда его ученый след.
Он был поэтом, но поэм не создал...
Но жизнь свою он прожил, как поэт.
Альфред Вегенер родился 1 ноября 1880 года в
центре Берлина в семье берлинского священника [2]. Проявляя уже в детстве
большую тягу к науке, Вегенер измеряет со своим братом глубину озёр и чертит
карты местности.
Чуть позже Альфред Вегенер посещает
"Кёльнскую гимназию" в Берлине. Его любимыми предметами являются
физика и химия. Кроме того, будущий геолог и путешественник активно занимается
спортом. Еще в детстве он мечтал стать астрономом. В 1899 году он оканчивает
школу с лучшим аттестатом в классе и поступает в университет имени Фридриха
Вильгельма в Берлине, где учится математике, астрономии и метеорологии. На
втором семестре Вегенер переходит в Гейдельбергский университет, но не посещает
ни одной лекции, отдавая предпочтение фехтованию и пиву. После этого он
возвращается в Берлин и посвящает себя учёбе [3]. Также хочется отметить
сильную физико-математическую подготовку ученого [4].
Но в 1904 году Вегенер успешно защищает
диссертацию, получив степень доктора философии и степень в области астрономии
[5].
Всё свободное время Вегенер посвящал дальним
лыжным походам, занятиям конькобежным спортом, а также изготовлению и запуску
воздушных шаров и змеев, считая, что именно эти «игрушки» станут первыми
средствами доставки измерительных приборов в относительно высокие слои
атмосферы, где «делается» погода [2]. После учёбы Альфред Вегенер работает
вместе с братом Куртом в Линденбергской аэрологической обсерватории в Берлине,
где проводит метеорологические исследования, летая на воздушном шаре [3].
Вместе со своим братом Куртом в 1906 г. он поставил мировой рекорд длительности
беспрерывного пребывания в воздухе на воздушном шаре - 52 часа, на 17 часов
дольше, чем прежние рекордсмены [2]. Стоит отметить, что при полётах
проявляются два главных качества Вегенера, что всегда отмечают биографы:
страсть и железная воля [3].
Таким образом, Альфред Вегенер - один из
замечательных ученых своего времени - по образованию он не был ни геологом, ни
геофизиком. Сначала Вегенер избрал профессию астронома и получил образование в
Гейдельбергском, Инсбрукском (Австрия) и Берлинском университетах. Его работа о
движениях планет, написанная в годы учёбы, была отмечена специалистами. Но все
это было не его, т.к. Альфред Вегенер мечтал заниматься исследованием острова
Гренландия и наукой о погоде - метеорологией, в то время делавшей практически
первые шаги. И не только мечтал, но и готовился к этому. «Воздушные» и
спортивные достижения Альфреда Вегенера не остались незамеченными, и вскоре он
был включён в качестве метеоролога в состав датской полярной экспедиции,
направлявшейся в манившую его Гренландию [2].
2. Экспедиции в Гренландию
.1 Первая Гренландская экспедиция 1906 - 1907
гг.
Как было отмечено ранее, еще со студенческих лет
Альфред Вегенер мечтал заняться исследованием острова Гренландия и наукой о
погоде - метеорологией, в то время делавшей практически первые шаги [2].
Так, в 1906 - 1907 годах Вегенер был включен в
состав датской полярной экспедиции, где он участвует как метеоролог в своей
первой экспедиции в Гренландию. Цель экспедиции, состоявшей из 12 учёных,
одного художника и 13 матросов, проходившей под руководством полярника и
писателя Людвига Мюлиус-Эриксена, - изучить северный берег Гренландии. Вегенер
влюбляется в красоту ледяной природы Гренландии и связывает свою жизнь с этой
страной. Экспедиция длится почти два года, учёные борются с жестокой природой и
одиночеством, но молодой учёный упорно проводит свои исследования по физике и
погоде верхних слоёв атмосферы. В марте 1907 года Вегенер участвует вместе с
Мюлиус-Эриксеном, Гагеном и Бронлундом в исследовательской поездке дальше на
север страны. В то время, как Вегенер по плану возвращается в мае на базу,
остальные продолжают свою поездку [3].
Результатом многочисленных исследований,
проведенных во время экспедиции, становится монография «Термодинамика
атмосферы», написанная в 1911 г. По сведениям из литературы, данный научный
труд был одним из первых исследований подобного рода. Более того, метеорологи
считают эту книгу главным научным достижением Вегенера и ссылаются на нее по
сей день, но и о теории дрейфа континентов тоже не следует забывать [4].
Вернувшись в Германию, Вегенер преподает
метеорологию, становится доцентом в Марбургском университете [3]. Там он
написал интересную работу о том, как ведёт себя тепловая энергия в атмосфере
[2]. В 1911 году он обручается с Эльзе Кёппен, 19-летней дочерью своего
старшего друга, своего коллеги, известного учёного и немца российского
происхождения Владимира Петера (Петровича) Кёппена, директора Отдела
метеорологических исследований Морской обсерватории в Гамбурге [2]. После
возвращения из второй гренландской экспедиции в 1913 году Вегенер женится на
ней [3].
А в 1912 г. - новая экспедиция в Гренландию.
Собранные данные по метеорологии и гляциологии (науке о льде и снеге) заполнили
множество томов [2].
Когда Петер Кох, попутчик Вегенера в первой
экспедиции, предлагает ему участвовать во второй поездке, учёный соглашается и
откладывает свадьбу с Эльзе Кёппен на 1913 год. В июле 1912 года Вегенер, Кох и
два их помощника высаживаются с 16 исландскими пони в Гренландии, где в
сентябре достигают места для лагеря и готовятся к зимовке. Во время
разведывательной поездки Вегенер неудачно падает на лёд, из-за чего надолго
прикован к постели и очень страдает от своей беспомощности. После выздоровления
Вегенера четверо исследователей первыми в мире проводят зимовку в вечных льдах
Гренландии при температурах ниже минус 45 градусов. После этого группа впервые
пересекает Гренландию в её самом широком месте, межу 76 и 73 градусом северной
широты. Экспедиция оказывается крайне тяжёлой: из-за голода путешественникам
пришлось убить последних лошадей и собак, а конечности их почернели от мороза
[3].
В 1912 году, на съезде Германского
Геологического общества во Франкфурте-на-Майне, Альфред Вегенер выступает с
докладом, озаглавленным «Образование крупных форм рельефа земной коры
континентов и океанов». В нем на основании комплекса научных данных ученый
впервые публично излагает свою концепцию дрейфа континентов, ставшую
фундаментом современной геологии [5]. Однако его доклад был провальным, реакция
ученых на высказанную им точку зрения, была резко отрицательной [6]. Об этой
теории будет сказано несколько позже [2].
После возвращения из второй экспедиции молодая
семья Вегенеров переезжает в Марбург. Но уже в 1914 году началась Первая
мировая война, в связи с этим Альфред Вегенер был призван в армию и отправлен
на фронт. Раненный в руку, он прибыл домой, но через две недели вернулся на
фронт, где в 1915 году был снова ранен, на этот раз в шею [3]. Начавшаяся в
1914 г. Первая мировая война прервала научную работу, и Вегенер становится
младшим офицером германской армии [2].
После войны Альфреда Вегенера ждет профессура в
Гамбурге, помимо этого, он пишет книги совместно с коллегой по гренландским
экспедициям И. Кохом «Через белую пустыню» и «Климаты геологического прошлого»
в соавторстве с В. Кёппеном, в свет выходит второе издание «Термодинамики
атмосферы» [4].
Несмотря на неудавшуюся попытку в 1912 году
донести до научного сообщества гипотезу дрейфа континентов, в 1915 году Альфред
Вегнер опубликовал свою книгу «Возникновение материков и океанов», обложка
которой представлена на рисунке 2 в Приложении. Сразу после войны выходит
второе (1920 г.), а затем третье (1922 г.) издания книги, она переводится на
английский, французский, испанский и шведский языки, дважды издается в
Советской России - в 1922 и 1925 гг. (переводы со 2-го и 3-го немецких изданий,
соответственно). По тем временам - не иначе, как научный блокбастер. Да и по
сей день вряд ли какая-нибудь научная монография переиздавалсь и переводилась
столь интенсивно [4]. В ней на основе анализа огромного фактического материала
из географии, геофизики, геологии, зоологии, ботаники, палеонтологии и
палеоклиматологии Вегенер изложил гипотезу формирования современного вида нашей
планеты, произведя реконструкцию облика планеты, за период, приблизительно в
250 миллионов лет [6].
Далее в 1922 году ученого ждет экспедиция в
Центральную Америку на предмет испытаний метеорологического оборудования. Чуть
позже с 1924 г. Вегенер становится профессором геофизики и метеорологии в
университете г. Граца, расположенном в Австрии. Кроме всего прочего, там же
Альфред Вегенер получает известность как спортсмен-горнолыжник [4].
.3 Теория дрейфа материков
Если взглянуть повнимательней на глобус или на
любую карту мира, можно заметить одну особенность очертаний многих береговых
линий. Например, Южная Америка и Африка, если их «сдвинуть» вплотную, довольно
аккуратно «вложатся» друг в друга, как детали мозаичной картинки. Гренландия
выглядит так, будто она только что вырвалась из «объятий» с одной стороны -
Северной Америки, а с другой - Северной Европы. Длинный рукав Антарктического
полуострова в Западном полушарии смыкается с крайним югом Южной Америки, и так
далее: множеству выступов по одну сторону моря соответствуют впадины в
очертаниях суши по другую сторону.
Эти «географические странности» люди отметили
ещё в те времена, когда они только учились составлять карты. Об этом размышляли
знаменитый английский философ Фрэнсис Бэкон (1561-1626), французский мыслитель
Франсуа Пласэ и многие другие.
Ещё в 1596 г. в Амстердаме вышел в свет учёный
трактат фламандского картографа Абрахама Ортелия (1527-1598) «Географическая
сокровищница». Ортелий совершил два замечательных «прорыва» в познании мира, на
столетия предваривших господствующую ныне теорию дрейфа континентов. Он не
только отметил «совместимость» береговых линий Старого и Нового Света (включая
и Европу), но и попытался реально представить, как шло раздвижение континентов.
Все эти прозрения были забыты на долгие
столетия. И только в начале XX в. немецкий учёный Альфред Вегенер, не знакомый
с работой Ортелия, не только пришёл к тому же выводу, но и теоретически
подкрепил и развил его. Имея лишь небольшую часть тех фактов и знаний, которыми
располагает научное сообщество сегодня, он заложил прочный фундамент
современных представлений о строении и развитии Земли, включая основы теории
дрейфа континентов, перемещения полюсов и подчиняющихся этим движениям перемен
климата [2].
Альфред Вегенер, блестящий и разносторонне
одаренный ученый, к созданию своей гипотезы пришел в какой-то степени случайно.
В 1910 году ученому впервые пришла в голову мысль о перемещении материков -
когда, изучая карту мира, он поразился сходством очертания берегов по обе
стороны Атлантического океана.
Но тогда Альфред Вегенер не придал этому
значения, так как не считал такое перемещение возможным. Осенью 1911 года
благодаря ряду справочных сведений, случайно оказавшихся в его распоряжении
Вегенер познакомился с палеонтологическими данными о прошлой сухопутной связи
между Бразилией и Африкой, о которой он раньше ничего не знал. Данный факт
побудил Альфреда Вегенера проанализировать результаты геологических и
палеонтологических исследований, имевшие отношение к этому вопросу. Изучив эти
данные, он убедился в принципиальной верности своей идеи.
Но, к сожалению, участие в гренландской
экспедиции под руководством Коха в 1912-1913 годах и позднее служба в армии
помешали ему дальше заниматься изучением этого вопроса. Однако в 1915 году А.
Вегенеру удалось использовать длительный отпуск по болезни для подробной
разработки теории [6].
Согласно гипотезы А. Вегенера, более 230
миллионов лет назад, в конце каменноугольного периода, ранее существовавший
единый материк Пангея, вследствие неустановленной причины, стал разделяться,
постепенно образовав известные сейчас континенты. (Рисунок 3, см. Приложение)
По мнению Вегенера, современные материковые
глыбы, за некоторыми исключениями, никогда в течение истории Земли не были дном
океанических впадин, а, наоборот, всегда, как и теперь, представляли
материковый выступ и были материковыми глыбами.
Таким же постоянным, по мнению Вегенера,
является и ложе океана, которое никогда не было материком.
«Постоянны не отдельные океаны и материки как
таковые, а постоянны площади океанических впадин и площади материков в целом» -
пишет Вегенер.
«Правда, необходимо быть осторожным и сейчас же
предостеречь от преувеличения значения этих новых воззрений в деле познания
природы дна океанических впадин.
Продолжая такое сравнение с айсбергами столовой
формы, следует допустить, что поверхность моря между ними тоже может
покрываться льдом и что в то же время от айсбергов могут как сверху, так и
снизу отламываться куски, которые, всплывая, могут в большей или меньшей
степени покрыть поверхность моря.
Свои геологические доказательства дрейфа
континентов Вегенер воспроизводит в основном на примере берегов Атлантического
океана, вследствие того, что имеет здесь наибольшее количество известных фактов
для сравнения.
«Наше предположение о том, что Атлантический
океан представляет собою необыкновенно расширившуюся трещину, края которой
раньше примыкали друг к другу, можно точно проверить сравнением геологических
структур обоих краев. Мы вправе ожидать, что складка или другой структурный элемент,
которые возникли до разделения, переходит с одной стороны на другую и должны
располагаться своими концами так, чтобы при реконструкции они являлись бы
непосредственным продолжением друг друга. Ввиду того, что подобная
реконструкция основывается на ясно очерченных контурах материковых глыб, она не
дает возможности произвольно подгонять данные друг к другу; поэтому она
является чрезвычайно важным критерием при оценке теории перемещения материков».
Рассматривая изменения климата на Земле,
происходившие в геологическом прошлом, Вегенер справедливо считает, что
перемены климата нельзя объяснить только перемещением полюсов: «Все эти попытки
дают для новейших времен один и тот же результат, а именно - положение полюса в
начале третичного периода в непосредственной близости от Алеутских островов и
последующее его перемещение в сторону Гренландии, куда он попадает в
четвертичном периоде (не позднее 1 млн. лет.)
Для этих времен не получается никаких внутренних
больших несогласий.
Иначе обстоит дело по отношению к периодам
предшествующим меловому. Тут все реконструкции, вследствие неприменения теории
перемещения материков приводят к безнадежным противоречиям, к противоречиям
такого рода, которые для каждого мыслимого положения полюса представляют
абсолютное препятствие».
И здесь появляется положение, мимо которого, к
сожалению, прошел и сам Вегенер.
Он пишет, что следы древних пермско-карбонных
ледниковых отложений, свидетельствующие о мощном древнем оледенении, имевшем
место триста миллионов лет назад, геологи обнаружили в Бразилии, Аргентине,
Южной Африке, Конго, полуострове Индостан, Фолклендских островах, Западной,
Средней и Южной Австралии. При этом, абсолютно справедливо полагает, что если в
то время материки имели точно такое же положение, как и сейчас, то зона
распространения данного оледенения, совершенно необъяснима.
Альфред Вегенер писал: «Предположим, что мы
поместим Южный полюс в наиболее благоприятное место (около 50 градусов южной
широты и 45 градусов восточной долготы) в самой середине этих следов оледенения,
и то все места, несущие следы оледенения, как то: Бразилия, Индостан, Восточная
Австралия, окажутся примерно на 10 градусов южной широты. Следовательно, чуть
не половина земного шара должна быть погребена под материковым льдом и
обладать необходимым для этого полярным климатом.
В то же время в другом полушарии где
каменноугольные и пермские отложения сравнительно хорошо известны, мы не
находим никаких указаний на оледенение, но наоборот, во многих местах встречаем
остатки тропической растительности.
Загадка пермско-карбонового оледенения в теории
перемещения материков находит чрезвычайно простое разрешение: как раз те части
земной поверхности, которые несут следы оледенения, сходятся все к Южной
Африке. Так что вся область, покрытая льдом, равнялась приблизительно области
Северного полушария, покрытой следами четвертичного оледенения».
Из этой цитаты явственно следует, что зоны
оледенения во все времена примерно одинаковы, и зависят только от
местоположения полюсов холода, которые изменяются в соответствии с изменением
угла наклона земной оси во время глобальных катастроф, происходящих время от
времени на фоне дрейфа континентов.
Вегенер справедливо считал, что если его
гипотеза дрейфа континентов верна, то этот процесс происходит и в настоящее время.
«Если перемещение материков действительно происходило в течение
продолжительного времени, то необходимо без дальнейших доказательств, признать,
что они продолжаются и в настоящее время; является только вопрос, достаточно ли
быстро совершается движение, чтобы при помощи наших астрономических измерений в
сравнительно небольшой промежуток времени оно могло обнаружиться».
Вегенер полагал, что в этом случае наиболее
удобным местом для таких измерений может быть Гренландия. По его мнению,
наибольших изменений во взаимном положении можно ожидать между Гренландией и
Европой. Перемещение происходит в восточно-западном направлении, и потому
астрономические определения мест могут дать разницу в долготах, но не в
широтах.
Вегенер считал, что передний край дрейфующего
материка обязательно должен сминаться в складки, образуя горные цепи,
вследствие того, что дно океана оказывает сопротивление движущемуся материку.
Таким образом, по мнению Вегенера образовались горные цепи Кордильеры-Анды на
западном побережье Северной и Южной Америк.
При этом им была подмечена определенная
закономерность, что несмотря на то, что перемещение материков представляет на
первый взгляд пеструю картину различного рода явлений, материковые глыбы
перемещаются в экваториальном и западном направлении».
А сзади движущегося материка, остаются цепочки
островов, оторвавшиеся от основного массива материковой глыбы. Именно так
образовались Большие и Малые Антильские острова, оторвавшиеся от Центральной
Америки.
Вегенер понимал, что самым слабым звеном его
гипотезы является вопрос о силах движущих материки, ответ на который не может
быть дан в современное время. Между тем, ответ на этот вопрос является ключевым
и составляет основу всей гипотезы дрейфа континентов, поэтому представляется
необходимым разобраться в этом принципиальном вопросе.
Вегенер был слишком гениален и талантлив, чтобы
не понимать, что обычная скорость дрейфа континентов в один или два сантиметра
в год, необычайно мала, чтобы ею можно было внятно объяснить образование
гигантских горных хребтов Земли и океанических разломов.
Ему хронически не хватает нужной информации, но
интуитивно он знает, что ему нужно, и с середины двадцатых годов начинает
активно интересоваться проблемами гигантских метеоритных кратеров на Земле и
даже на Луне.
Он специально посещает эстонский остров
Сааремаа <#"795034.files/image001.gif">
Рисунок 1 - Альфред Лотар Вегенер
Рисунок 2 - Обложка первого издания книги
Вегенера, 1915 г.
Рисунок 3 - Единый материк Пангея