Эффект «Пионера»

Поделись знанием:
(перенаправлено с «Эффект Пионеров»)
Перейти к: навигация, поиск

Эффект «Пионера» (эффект «Пионеров», аномалия «Пионеров») — наблюдаемое отклонение в траектории движения различных космических аппаратов от ожидаемой (рассчитанной по текущей модели движения космических тел). Эффект был обнаружен при наблюдении за первыми космическими аппаратами, достигшими внешних пределов Солнечной системы (преодолевших орбиту Плутона), — «Пионер-10» и «Пионер-11». Оба «Пионера» замедляются под совместным действием силы гравитации Солнца и других сил, однако при очень точном определении ускорения (замедления) аппаратов и сравнении его с теоретически рассчитанным обнаруживается дополнительная очень слабая сила неизвестной природы, отличная от всех других известных сил, влияющих на аппараты.

Хотя однозначного и общепринятого в научном мире объяснения данному феномену до начала 2010-х годов не имелось, после 2011 года в качестве наиболее вероятной рассматривается версия, что этот эффект имеет тепловую природу и объясняется анизотропией интенсивности теплового излучения энергетических элементов аппаратов[1][2][3][4][5].

Ранее рассматривались самые различные гипотезы для объяснения происходящего: от простых технических (например, реактивная сила от утечки газа в аппарате) до введения новых физических законов.





Эффект

Эффект обнаруживается в данных телеметрии, собираемых для вычисления скорости и пройденного расстояния «Пионеров». При учёте всех известных сил, воздействующих на космическое тело, обнаружилось дополнительное, линейно растущее со временем, фиолетовое смещение полученного сигнала, что интерпретируется как очень слабая сила, не объяснимая текущей моделью. Данная сила вызывает постоянное ускорение аппарата в сторону Солнца, равное (8,74 ± 1,33) × 10−10 м/с²[6].

У аппаратов Вояджер-1 и Вояджер-2, чей профиль полета схож с «Пионерами», выраженного эффекта отклонения не наблюдалось. Однако исследователи отмечают, что сравнение не вполне корректно. «Пионеры» находятся в свободном полете, а их ориентация стабилизировалась за счёт собственного вращения аппаратов. У «Вояджеров» же нужная ориентация обеспечивается малыми импульсами маневровых двигателей, что может оказывать влияние на траекторию.[7]

Данные от других космических аппаратов (Галилео, Улисс) указывают на схожий с «Пионерами» эффект, но опять ввиду ряда причин (таких как слабое непредсказуемое влияние тяги малых реактивных двигателей, используемых для контроля пространственного положения аппарата) невозможно произвести точную численную оценку эффекта. Проект Кассини — Гюйгенс также имел влияние системы контроля положения в пространстве, что не позволяло произвести точные измерения эффекта. Полученный результат в (26,7 ± 1,1) × 10−10 м/с² не может подтвердить или опровергнуть существование аномалии[8].

Возможные объяснения эффекта

Существуют различные теории, объясняющие эффект «Пионеров»:

  • Ошибки измерения и сбора статистики[9]
  • Действительное торможение, вызванное одним из следующих факторов:
    • Гравитационное притяжение объектов пояса Койпера
    • Торможение о межпланетную среду (пыль, облака газа и т. п.)
    • Утечка газов из самих космических аппаратов
    • Электромагнитные силы, вызванные накопленным космическими аппаратами электрическим зарядом
    • Влияние тёмной материи или тёмной энергии
    • Реактивная сила от неизотропного теплового излучения аппаратов (см. также Фотонная ракета)[1][10]
  • Экзотические гипотезы (альтернативные физические теории), обращение к которым было вызвано, в частности, тем, что аномальное ускорение численно близко к произведению скорости света на постоянную Хаббла: <math>a_p \approx c H_0</math>[11][12]

На основе наиболее точных предсказаний орбитального движения спутников Нептуна (Нереида, Протей, Тритон)[13] было показано, что введение дополнительного ускорения, связанного с ускорением «Пионеров», должно приводить к заметным ошибкам в определении траекторий этих спутников, и аномальное ускорение «Пионеров» связано скорее всего с силами негравитационной природы[14].

Существует проект по наблюдению за астероидами в зоне действия эффекта, который позволит определить, имеет ли эффект гравитационную природу[15][16]. В настоящий момент предложено множество гипотез, в рамках которых даётся объяснение «аномалии „Пионера“», например, теория масштабно расширяющегося космоса (Карл Йохан Марелье) и МОНД (Мордехай Милгром)[17].

Аномальное изменение скорости, условно называемое пролётной аномалией, в чем-то сходное с аномалией «Пионера», было обнаружено у четырёх космических аппаратов при гравитационном манёвре около Земли. Однако точно не установлено, вызваны ли они теми же причинами, что и рассматриваемая аномалия[18][19].

Объяснение: сила отдачи теплового излучения

В 1998 году появилась гипотеза, согласно которой эффект в полной мере может быть объяснён недооценённой силой отдачи теплового излучения[20][21][22]. Однако на тот момент точная оценка сил теплового излучения была трудна, так как требовались записи телеметрии температур аппарата и его детальная теплофизическая модель, а ни того, ни другого в то время доступно не было. Более того, все температурные модели предсказывали постепенное уменьшение эффекта со временем, чего в изначальном анализе не обнаружилось.

Один за другим эти препятствия были решены. Были найдены и оцифрованы многие старые записи телеметрии.[23] Они дали графики энергопотребления и температуры блоков аппарата. Несколько команд построили подробные температурные модели,[24][25][2] которые могли быть проверены на известных данных температур и энергопотребления, и позволили количественно вычислять силу давления теплового излучения. Длительный интервал навигационных записей показывал, что аномальное ускорение реально уменьшалось со временем.[26]

В июле 2012 года Слава Турышев с сотрудниками опубликовали статью в Physical Review Letters, которая объясняла аномалию:

Мы исследовали возможность аномального ускорения аппаратов «Пионер-10» и «Пионер-11» из-за силы отдачи, связанной с анизотропным испусканием теплового излучения аппаратами. Для этого, опираясь на проектную документацию, мы построили исчерпывающую теплофизическую модель конечных элементов обоих аппаратов. Потом мы численно решили уравнения теплопередачи и излучения, используя данные реальной телеметрии в качестве граничных условий. Мы использовали результаты этой модели для расчета эффекта силы тепловой отдачи «Пионера-10» на различных гелиоцентрических дистанциях. Мы нашли, что величина, временно́е поведение и направление результирующего теплового ускорения подобны свойствам наблюдаемой аномалии. Новизна нашего исследования в том, что мы разработали параметризованную модель силы тепловой отдачи и оценили коэффициенты этой модели независимо [от теплофизической модели], по навигационным данным доплеровского слежения. Мы не нашли статистически значимой разницы между двумя оценками и считаем, что когда сила тепловой отдачи учтена точно, аномального ускорения не остаётся.

— Physical Review Letters[5]

Эта статья является наиболее детальным выполненным анализом. Объяснение, базирующееся на силе тепловой отдачи, было поддержано и другими исследовательскими группами, использовавшими различные техники вычислений. Статьи включают утверждения: «Давление тепловой отдачи не является причиной аномалии пролёта „Розетты“, но, вероятно, решает аномалию ускорения, наблюдаемую для „Пионера-10“.»[2] и «Это показывает, что всё аномальное ускорение может быть объяснено температурными эффектами».[27]

См. также

Напишите отзыв о статье "Эффект «Пионера»"

Примечания

  1. 1 2 Slava G. Turyshev, Viktor T. Toth, Jordan Ellis, and Craig B. Markwardt [arxiv.org/abs/1107.2886v1 Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets] (англ.) // Phys. Rev. Letters. — 2011.
  2. 1 2 3 Rievers, B. (2011). «High precision thermal modeling of complex systems with application to the flyby and Pioneer anomaly». Annalen der Physik 523 (6). arXiv:1104.3985. DOI:10.1002/andp.201100081. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/2011AnP...523..439R 2011AnP...523..439R].
  3. [www.nasa.gov/topics/solarsystem/features/pioneer_anomaly.html Study Finds Heat is Source of 'Pioneer Anomaly'] (англ.), NASA (July 17-23, 2012). Проверено 23 июля 2015.
  4. [spectrum.ieee.org/aerospace/astrophysics/finding-the-source-of-the-pioneer-anomaly Finding the Source of the Pioneer Anomaly. Thirty years ago, the first spacecraft sent to explore the outer solar system started slowing unexpectedly. Now we finally know what happened] (англ.), IEEE Spectrum (30 Nov 2012). Проверено 23 июля 2015.
  5. 1 2 [prl.aps.org/accepted/L/18074Y63D061333c20be85947af34735e069bf54c Support for the thermal origin of the Pioneer anomaly], Slava G. Turyshev et al, Physical Review Letters, accepted 11 April 2012, accessed 19 July 2012 doi:10.1103/PhysRevLett.108.241101 ([arxiv.org/pdf/1204.2507v1 arXiv 1204.2507])
  6. John D. Anderson, Philip A. Laing, Eunice L. Lau, Anthony S. Liu, Michael Martin Nieto, Slava G. Turyshev [arxiv.org/abs/arXiv:gr-qc/0104064 Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11] (англ.) // Physical Review D. — 2002. — Vol. 65, no. 8. — P. 082004.
  7. [www.livingreviews.org/lrr-2010-4 The Pioneer Anomaly]. Проверено 20 февраля 2013. [www.webcitation.org/6EiJggj3O Архивировано из первоисточника 26 февраля 2013].
  8. John D. Anderson, Eunice L. Lau, Giacomo Giampieri. [trs-new.jpl.nasa.gov/dspace/bitstream/2014/37309/1/03-2152.pdf Improved Test of General Relativity with Radio Doppler Data from the Cassini Spacecraft]. [www.webcitation.org/61GAjofFM Архивировано из первоисточника 28 августа 2011].
  9. [space.newscientist.com/article.ns?id=dn11304&feedId=online-news_rss20 Computer sleuths try to crack Pioneer anomaly]
  10. [lenta.ru/news/2011/03/31/geometry/ Ответственность за эффект "Пионера" возложили на геометрию аппаратов] // Lenta.ru. — 31.03.2011.
  11. Masreliez C. J., [www.springerlink.com/content/u7572500u82688p6/ The Pioneer Anomaly — A cosmological explanation]. [www.estfound.org/downloads/pioneer_paper.pdf preprint] (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108.
  12. [lnfm1.sai.msu.ru/grav/russian/life/chteniya/sagi2007/turyshev_Anomaly.pdf S. G. Turyshev. The Pioneer Anomaly: Effect, New Data and New Investigation] // Seminar at the Sternberg Astronomical Institute. Moscow State University, Moscow, 6 February 2007.
  13. Jacobson R. A. [dx.doi.org/10.1088/0004-6256/137/5/4322 The orbits of the Neptunian satellites and the orientation of the pole of Neptune] (англ.) // ApJ. — 2009. — Vol. 704. — P. 4322—4329.
  14. Iorio L. [arxiv.org/abs/0912.2947v1 Does the Neptunian system of satellites challenge a gravitational origin for the Pioneer anomaly?] (англ.) // arxiv.org. — 2009.
  15. [www.newscientist.com/article.ns?id=mg18624984.700 Lost asteroid clue to Pioneer puzzle] // New Scientist, 10 May 2005
  16. [science.compulenta.ru/182831/] // Science Compulenta
  17. [www.cnews.ru/news/top/index.shtml?2005/06/27/181145] // CNews
  18. [www.lenta.ru/news/2008/03/03/anomalies/ Аномальное ускорение обнаружено в четырех космических миссиях] // Lenta.ru. — 03.03.2008.
  19. [www.physics.usyd.edu.au/~laszlo/kepek/anderson2008.pdf Anderson, John D., et al. «Anomalous orbital-energy changes observed during spacecraft flybys of Earth.» Physical Review Letters 100.9 (2008): 091102.]  (англ.)
  20. Murphy, E.M. [arxiv.org/pdf/gr-qc/9810015.pdf A Prosaic explanation for the anomalous accelerations seen in distant spacecraft] (1998).
  21. Katz, J.I. (1999). «Comment on “Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses data, of an apparent anomalous, weak, long-range acceleration”». Physical Review Letters ({APS) 83 (9): 1892--1892.}
  22. (2003) «Conventional forces can explain the anomalous acceleration of Pioneer 10». Physical Review D 67 (8). arXiv:gr-qc/0107092. DOI:10.1103/PhysRevD.67.084021. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/2003PhRvD..67h4021S 2003PhRvD..67h4021S].
  23. Turyshev, S.G and Toth, V. and Kellogg, L. and Lau E. and Lee, K. (2006). «[arxiv.org/pdf/gr-qc/0512121.pdf A study of the pioneer anomaly: new data and objectives for new investigation]». International Journal of Modern Physics D (World Scientific) 15 (01): 1--55., pages 10-15.
  24. Bertolami, O. (2008). «Thermal analysis of the Pioneer anomaly: A method to estimate radiative momentum transfer». Physical Review D 78 (10). arXiv:0807.0041. DOI:10.1103/PhysRevD.78.103001. Bibcode: [adsabs.harvard.edu/abs/2008PhRvD..78j3001B 2008PhRvD..78j3001B].
  25. Toth, V.T. and Turyshev, S.G. (2009). «Thermal recoil force, telemetry, and the Pioneer anomaly». Physical Review D (APS) 79 (4): 043011. arXiv:0901.4597.
  26. Turyshev, S.G. and Toth, V.T. and Ellis, J. and Markwardt, C.B. (2011). «[arxiv.org/pdf/1107.2886.pdf Support for temporally varying behavior of the Pioneer anomaly from the extended Pioneer 10 and 11 Doppler data sets]». Physical Review Letters ({APS}) 107 (8): 81103.
  27. Orfeu Bertolami, Frederico Francisco, Paulo J. S. Gil and Jorge P´aramos. [arxiv.org/pdf/1107.2886.pdf The Contribution of Thermal Effects to the Acceleration of the Deep-Space Pioneer Spacecraft] (29 Nov 2012).

Ссылки

  • [arxiv.org/abs/gr-qc/9808081 (препринт)] «Indication, from Pioneer 10/11, Galileo, and Ulysses Data, of an Apparent Anomalous, Weak, Long-Range Acceleration», Anderson et al, [prola.aps.org/abstract/PRL/v81/i14/p2858_1 Phys. Rev. Lett. 81, 2858—2861 (1998)] (оригинальная статья).
  • [arxiv.org/abs/gr-qc/0104064 (препринт)] «Study of the anomalous acceleration of Pioneer 10 and 11», Anderson et al., [link.aps.org/abstract/PRD/v65/p082004 Phys. Rev. D 65, 082004 (2002).]
  • [www.ntsomz.ru/news/news_cosmos/pioneer_29_june_2005 «НАСА может погубить ключ к секрету „Пионера“»]. Статья от 2005-06-29
  • Masreliez C. J., [www.estfound.org/downloads/pioneer_paper.pdf The Pioneer Anomaly — A cosmological explanation]. (2005) Ap&SS, v. 299, no. 1, pp. 83-108.
  • [lnfm1.sai.msu.ru/grav/russian/life/chteniya/sagi2007/turyshev_Anomaly.pdf S. G. Turyshev. The Pioneer Anomaly: Effect, New Data and New Investigation] // Seminar at the Sternberg Astronomical Institute. Moscow State University, Moscow, 6 February 2007.
  • [blogs.computerra.ru/10114 Эффект «Пионера»: загадка, похоже, решена, ответ прозаичен.] Исходная работа: [arxiv.org/abs/1103.5222 F. Francisco, O. Bertolami, P. J. S. Gil, J. Páramos Modelling the reflective thermal contribution to the acceleration of the Pioneer spacecraft]
  • Natalie Wolchover. [www.popsci.com/pioneeranomaly The Pioneer Anomaly, a 30-Year-Old Cosmic Mystery, May Be Resolved At Last] // Popular Science, December 15, 2010.
  • А. Левин. [elementy.ru/lib/431381 По следам одной аномалии] // «Популярная механика» № 6, 2011

Отрывок, характеризующий Эффект «Пионера»

Потом мои досуги и последние дни были бы посвящены, с помощью императрицы и во время царственного воспитывания моего сына, на то, чтобы мало помалу посещать, как настоящая деревенская чета, на собственных лошадях, все уголки государства, принимая жалобы, устраняя несправедливости, рассевая во все стороны и везде здания и благодеяния.]
Он, предназначенный провидением на печальную, несвободную роль палача народов, уверял себя, что цель его поступков была благо народов и что он мог руководить судьбами миллионов и путем власти делать благодеяния!
«Des 400000 hommes qui passerent la Vistule, – писал он дальше о русской войне, – la moitie etait Autrichiens, Prussiens, Saxons, Polonais, Bavarois, Wurtembergeois, Mecklembourgeois, Espagnols, Italiens, Napolitains. L'armee imperiale, proprement dite, etait pour un tiers composee de Hollandais, Belges, habitants des bords du Rhin, Piemontais, Suisses, Genevois, Toscans, Romains, habitants de la 32 e division militaire, Breme, Hambourg, etc.; elle comptait a peine 140000 hommes parlant francais. L'expedition do Russie couta moins de 50000 hommes a la France actuelle; l'armee russe dans la retraite de Wilna a Moscou, dans les differentes batailles, a perdu quatre fois plus que l'armee francaise; l'incendie de Moscou a coute la vie a 100000 Russes, morts de froid et de misere dans les bois; enfin dans sa marche de Moscou a l'Oder, l'armee russe fut aussi atteinte par, l'intemperie de la saison; elle ne comptait a son arrivee a Wilna que 50000 hommes, et a Kalisch moins de 18000».
[Из 400000 человек, которые перешли Вислу, половина была австрийцы, пруссаки, саксонцы, поляки, баварцы, виртембергцы, мекленбургцы, испанцы, итальянцы и неаполитанцы. Императорская армия, собственно сказать, была на треть составлена из голландцев, бельгийцев, жителей берегов Рейна, пьемонтцев, швейцарцев, женевцев, тосканцев, римлян, жителей 32 й военной дивизии, Бремена, Гамбурга и т.д.; в ней едва ли было 140000 человек, говорящих по французски. Русская экспедиция стоила собственно Франции менее 50000 человек; русская армия в отступлении из Вильны в Москву в различных сражениях потеряла в четыре раза более, чем французская армия; пожар Москвы стоил жизни 100000 русских, умерших от холода и нищеты в лесах; наконец во время своего перехода от Москвы к Одеру русская армия тоже пострадала от суровости времени года; по приходе в Вильну она состояла только из 50000 людей, а в Калише менее 18000.]
Он воображал себе, что по его воле произошла война с Россией, и ужас совершившегося не поражал его душу. Он смело принимал на себя всю ответственность события, и его помраченный ум видел оправдание в том, что в числе сотен тысяч погибших людей было меньше французов, чем гессенцев и баварцев.


Несколько десятков тысяч человек лежало мертвыми в разных положениях и мундирах на полях и лугах, принадлежавших господам Давыдовым и казенным крестьянам, на тех полях и лугах, на которых сотни лет одновременно сбирали урожаи и пасли скот крестьяне деревень Бородина, Горок, Шевардина и Семеновского. На перевязочных пунктах на десятину места трава и земля были пропитаны кровью. Толпы раненых и нераненых разных команд людей, с испуганными лицами, с одной стороны брели назад к Можайску, с другой стороны – назад к Валуеву. Другие толпы, измученные и голодные, ведомые начальниками, шли вперед. Третьи стояли на местах и продолжали стрелять.
Над всем полем, прежде столь весело красивым, с его блестками штыков и дымами в утреннем солнце, стояла теперь мгла сырости и дыма и пахло странной кислотой селитры и крови. Собрались тучки, и стал накрапывать дождик на убитых, на раненых, на испуганных, и на изнуренных, и на сомневающихся людей. Как будто он говорил: «Довольно, довольно, люди. Перестаньте… Опомнитесь. Что вы делаете?»
Измученным, без пищи и без отдыха, людям той и другой стороны начинало одинаково приходить сомнение о том, следует ли им еще истреблять друг друга, и на всех лицах было заметно колебанье, и в каждой душе одинаково поднимался вопрос: «Зачем, для кого мне убивать и быть убитому? Убивайте, кого хотите, делайте, что хотите, а я не хочу больше!» Мысль эта к вечеру одинаково созрела в душе каждого. Всякую минуту могли все эти люди ужаснуться того, что они делали, бросить всо и побежать куда попало.
Но хотя уже к концу сражения люди чувствовали весь ужас своего поступка, хотя они и рады бы были перестать, какая то непонятная, таинственная сила еще продолжала руководить ими, и, запотелые, в порохе и крови, оставшиеся по одному на три, артиллеристы, хотя и спотыкаясь и задыхаясь от усталости, приносили заряды, заряжали, наводили, прикладывали фитили; и ядра так же быстро и жестоко перелетали с обеих сторон и расплюскивали человеческое тело, и продолжало совершаться то страшное дело, которое совершается не по воле людей, а по воле того, кто руководит людьми и мирами.
Тот, кто посмотрел бы на расстроенные зады русской армии, сказал бы, что французам стоит сделать еще одно маленькое усилие, и русская армия исчезнет; и тот, кто посмотрел бы на зады французов, сказал бы, что русским стоит сделать еще одно маленькое усилие, и французы погибнут. Но ни французы, ни русские не делали этого усилия, и пламя сражения медленно догорало.
Русские не делали этого усилия, потому что не они атаковали французов. В начале сражения они только стояли по дороге в Москву, загораживая ее, и точно так же они продолжали стоять при конце сражения, как они стояли при начале его. Но ежели бы даже цель русских состояла бы в том, чтобы сбить французов, они не могли сделать это последнее усилие, потому что все войска русских были разбиты, не было ни одной части войск, не пострадавшей в сражении, и русские, оставаясь на своих местах, потеряли половину своего войска.
Французам, с воспоминанием всех прежних пятнадцатилетних побед, с уверенностью в непобедимости Наполеона, с сознанием того, что они завладели частью поля сраженья, что они потеряли только одну четверть людей и что у них еще есть двадцатитысячная нетронутая гвардия, легко было сделать это усилие. Французам, атаковавшим русскую армию с целью сбить ее с позиции, должно было сделать это усилие, потому что до тех пор, пока русские, точно так же как и до сражения, загораживали дорогу в Москву, цель французов не была достигнута и все их усилия и потери пропали даром. Но французы не сделали этого усилия. Некоторые историки говорят, что Наполеону стоило дать свою нетронутую старую гвардию для того, чтобы сражение было выиграно. Говорить о том, что бы было, если бы Наполеон дал свою гвардию, все равно что говорить о том, что бы было, если б осенью сделалась весна. Этого не могло быть. Не Наполеон не дал своей гвардии, потому что он не захотел этого, но этого нельзя было сделать. Все генералы, офицеры, солдаты французской армии знали, что этого нельзя было сделать, потому что упадший дух войска не позволял этого.
Не один Наполеон испытывал то похожее на сновиденье чувство, что страшный размах руки падает бессильно, но все генералы, все участвовавшие и не участвовавшие солдаты французской армии, после всех опытов прежних сражений (где после вдесятеро меньших усилий неприятель бежал), испытывали одинаковое чувство ужаса перед тем врагом, который, потеряв половину войска, стоял так же грозно в конце, как и в начале сражения. Нравственная сила французской, атакующей армии была истощена. Не та победа, которая определяется подхваченными кусками материи на палках, называемых знаменами, и тем пространством, на котором стояли и стоят войска, – а победа нравственная, та, которая убеждает противника в нравственном превосходстве своего врага и в своем бессилии, была одержана русскими под Бородиным. Французское нашествие, как разъяренный зверь, получивший в своем разбеге смертельную рану, чувствовало свою погибель; но оно не могло остановиться, так же как и не могло не отклониться вдвое слабейшее русское войско. После данного толчка французское войско еще могло докатиться до Москвы; но там, без новых усилий со стороны русского войска, оно должно было погибнуть, истекая кровью от смертельной, нанесенной при Бородине, раны. Прямым следствием Бородинского сражения было беспричинное бегство Наполеона из Москвы, возвращение по старой Смоленской дороге, погибель пятисоттысячного нашествия и погибель наполеоновской Франции, на которую в первый раз под Бородиным была наложена рука сильнейшего духом противника.



Для человеческого ума непонятна абсолютная непрерывность движения. Человеку становятся понятны законы какого бы то ни было движения только тогда, когда он рассматривает произвольно взятые единицы этого движения. Но вместе с тем из этого то произвольного деления непрерывного движения на прерывные единицы проистекает большая часть человеческих заблуждений.
Известен так называемый софизм древних, состоящий в том, что Ахиллес никогда не догонит впереди идущую черепаху, несмотря на то, что Ахиллес идет в десять раз скорее черепахи: как только Ахиллес пройдет пространство, отделяющее его от черепахи, черепаха пройдет впереди его одну десятую этого пространства; Ахиллес пройдет эту десятую, черепаха пройдет одну сотую и т. д. до бесконечности. Задача эта представлялась древним неразрешимою. Бессмысленность решения (что Ахиллес никогда не догонит черепаху) вытекала из того только, что произвольно были допущены прерывные единицы движения, тогда как движение и Ахиллеса и черепахи совершалось непрерывно.
Принимая все более и более мелкие единицы движения, мы только приближаемся к решению вопроса, но никогда не достигаем его. Только допустив бесконечно малую величину и восходящую от нее прогрессию до одной десятой и взяв сумму этой геометрической прогрессии, мы достигаем решения вопроса. Новая отрасль математики, достигнув искусства обращаться с бесконечно малыми величинами, и в других более сложных вопросах движения дает теперь ответы на вопросы, казавшиеся неразрешимыми.
Эта новая, неизвестная древним, отрасль математики, при рассмотрении вопросов движения, допуская бесконечно малые величины, то есть такие, при которых восстановляется главное условие движения (абсолютная непрерывность), тем самым исправляет ту неизбежную ошибку, которую ум человеческий не может не делать, рассматривая вместо непрерывного движения отдельные единицы движения.
В отыскании законов исторического движения происходит совершенно то же.
Движение человечества, вытекая из бесчисленного количества людских произволов, совершается непрерывно.
Постижение законов этого движения есть цель истории. Но для того, чтобы постигнуть законы непрерывного движения суммы всех произволов людей, ум человеческий допускает произвольные, прерывные единицы. Первый прием истории состоит в том, чтобы, взяв произвольный ряд непрерывных событий, рассматривать его отдельно от других, тогда как нет и не может быть начала никакого события, а всегда одно событие непрерывно вытекает из другого. Второй прием состоит в том, чтобы рассматривать действие одного человека, царя, полководца, как сумму произволов людей, тогда как сумма произволов людских никогда не выражается в деятельности одного исторического лица.
Историческая наука в движении своем постоянно принимает все меньшие и меньшие единицы для рассмотрения и этим путем стремится приблизиться к истине. Но как ни мелки единицы, которые принимает история, мы чувствуем, что допущение единицы, отделенной от другой, допущение начала какого нибудь явления и допущение того, что произволы всех людей выражаются в действиях одного исторического лица, ложны сами в себе.
Всякий вывод истории, без малейшего усилия со стороны критики, распадается, как прах, ничего не оставляя за собой, только вследствие того, что критика избирает за предмет наблюдения большую или меньшую прерывную единицу; на что она всегда имеет право, так как взятая историческая единица всегда произвольна.
Только допустив бесконечно малую единицу для наблюдения – дифференциал истории, то есть однородные влечения людей, и достигнув искусства интегрировать (брать суммы этих бесконечно малых), мы можем надеяться на постигновение законов истории.
Первые пятнадцать лет XIX столетия в Европе представляют необыкновенное движение миллионов людей. Люди оставляют свои обычные занятия, стремятся с одной стороны Европы в другую, грабят, убивают один другого, торжествуют и отчаиваются, и весь ход жизни на несколько лет изменяется и представляет усиленное движение, которое сначала идет возрастая, потом ослабевая. Какая причина этого движения или по каким законам происходило оно? – спрашивает ум человеческий.