Konstantin Batygin and Urbain Le Verrier: History of Science at Work
Table of contents
Share
Metrics
Konstantin Batygin and Urbain Le Verrier: History of Science at Work
Annotation
PII
S020596060013013-6-1
DOI
10.31857/S020596060013013-6
Publication type
Review
Status
Published
Authors
Elena Zheltova 
Affiliation: S. I. Vavilov Institute for the History of Science and Technology, Russian Academy of Sciences
Address: Russian Federation,
Edition
Pages
799-804
Abstract

   

Received
22.12.2020
Date of publication
23.12.2020
Number of purchasers
8
Views
655
Readers community rating
0.0 (0 votes)
Cite Download pdf 100 RUB / 1.0 SU

To download PDF you should sign in

Full text is available to subscribers only
Subscribe right now
Only article and additional services
Whole issue and additional services
All issues and additional services for 2020
1 Чем является история науки для самих ученых – вопрос, представляющий особый интерес для историков науки. В феврале 2016 г. молодой американский астрофизик русского происхождения Константин Батыгин предъявил научному сообществу полученные с помощью математических расчетов сенсационные данные в пользу того, что обнаруженная его коллегой Мишелем Брауном однонаправленная вытянутость некоторых орбит в популяции удаленных космических объектов пояса Койпера может быть объяснена существованием огромной планеты (с массой в десять раз большей массы Земли1) на периферии Солнечной системы2. Авторы назвали свою гипотезу «Девятая планета»3.
1. В дальнейшем Батыгин и Браун уточнили массу гипотетической девятой планеты. В соответствии с опубликованными в 2019 г. результатами, она может составить 5–10 масс Земли.

2. Batygin, K., Brown, M. E. Evidence for a Distant Giant Planet in the Solar System // The Astronomical Journal. 2016. Vol. 151. No 2. P. 1–12.

3. В 2006 г. Международный астрономический союз (МАС) лишил Плутон статуса планеты, присвоив ему статус карликовой планеты. После этого решения в Солнечной системе стало числиться восемь планет. В том же 2006 г. Браун поддержал это решение МАС.
2

Константин Батыгин родился в 1986 г. в Москве. В 1994 г. вместе с родителями переехал в Японию, а в 1999 г. – в Калифорнию, США. После окончания школы он поступил в Калифорнийский университет в Санта-Круз. В начале второго курса на университетской вечеринке Батыгин познакомился с Грегори Лафлином, ведущим экспертом в области долгосрочного прогноза развития Вселенной4. Лафлин рассказал ему, что астрофизики все еще не доказали факт устойчивости Солнечной системы в долгосрочной перспективе. «Что вы имеете в виду? – воскликнул второкурсник Батыгин, – конечно же, она устойчива. Вот она. Мы живем в ней». Но Лафлин ответил, что это математически нерешенная проблема. Батыгин не мог поверить, «что все еще оставались очевидные вещи, которые не были научно доказаны»5, и решил в дипломной работе под руководством Лафлина предложить свой расчет устойчивости Солнечной системы. Эта первая успешная работа открыла молодому ученому путь в большую науку; вскоре он пришел к сенсационным результатам.

4. В настоящее время Лафлин является профессором астрофизики в Йельском университете.

5. NASA Science. Solar System Exploration // >>>>
3 В 2016 г. американский журнал «Попьюлар сайенс» (Popular Science) назвал Батыгина одним из 10 выдающихся людей года, а журнал «Форбс» (Forbes) включил его в список «30 моложе 30, которые меняют представления о мире».
4 В своих многочисленных лекциях о девятой планете, которые начиная с 2016 г. Батыгин регулярно читает в разных странах, он дает подробное историческое вступление и говорит о том, что был вдохновлен на математическое доказательство существования новой планеты французским математиком Урбеном Жаном Жозефом Леверье (1811–1877). Напомним, что в 1845–1846 гг. Леверье математически объяснил аномалии в траектории движения Урана существованием неизвестной планеты и рассчитал ее местонахождение. Эта планета, получившая название Нептун, была обнаружена вблизи указанной в расчетах Леверье точки на небе в первую же ночь наблюдений в телескоп, 23 сентября 1846 г.
5 О том, что именно вдохновило Батыгина в сюжете открытия Нептуна, какой урок извлек молодой астрофизик из знания давней и драматической истории предсказания существования новых планет Солнечной системы, и пойдет речь в данном интервью.
6 Елена Желтова: Когда вы впервые узнали об Урбене Леверье?
7 Я впервые узнал о Леверье в 2006 г., когда был студентом университета. Мой научный руководитель Грег Лафлин познакомил меня с книгой Ричарда Баума и Уильма Шихана «В поисках планеты Вулкан»6, в которой Леверье, конечно же, играет ключевую роль.
6. Baum, R., Sheehan, W. The Search of Planet Vulcan. The Ghost in Newton’s Clockwork Universe. N. Y.: Plenum Press, 1997.
8 Е. Ж.: В одной из лекций вы упомянули, что когда писали в университете дипломную работу, то уже принимали во внимание работы Леверье.
9 Тема моей дипломной работы в университете не была связана с предсказанием планет, она была посвящена проблеме длительной эволюции Солнечной системы (это то, над чем работал Леверье в 1856 г.). Об этом в 2008 г. мною была опубликована статья7. Я продолжил это направление исследования дальше, когда был постдоком в Гарварде, и написал статью о хаотической дезинтеграции внутри Солнечной системы8. Эта статья в целом гораздо лучше, и в ней есть более подробное историческое вступление, чем в статье 2008 г.
7. Batygin, K., Laughlin, G. On the Dynamical Stability of the Solar System // The Astrophysical Journal. 2008. Vol. 683. No. 2. P. 1207–1216.

8. Batygin, K., Morbidelli, A., Holman, M. J. Chaotic Disintegration of the Inner Solar System // The Astrophysical Journal. 2015. Vol. 799. No. 2. P. 1–16.
10 Итак, на втором курсе Константин Батыгин увлекся исследованием вопроса, который своими корнями уходил в историю классической небесной механики и которым со времени открытия Ньютоном закона всемирного тяготения в 1687 г. занимались многие математики и астрономы. Таким образом, математическая задача, которой занялся молодой астрофизик, предполагала знание истории вопроса. Через два с половиной года (в 2008 г.) Батыгин предложил новое математическое доказательство долговременной устойчивости Вселенной и тем самым вписал свое имя в череду тех, о ком он пишет в достаточно подробных вступлениях в статьях 2008 и 2015 гг.: «Первые убедительные доказательства устойчивости Солнечной системы проистекают из работ Лагранжа (1778) и Лапласа (1772, 1775), в то время как дальнейшие добавления к окончательной секулярной теории были получены в виде следствий из расчетов Пуассона (1809), Гаусса (1809), Адамса (1846) и Леверье (1855)»9.
9. Ibid. P. 1.
11 В этих публикациях, отражающих результаты первого исследовательского проекта Батыгина, история решения проблемы устойчивости Солнечной системы подается исключительно с точки зрения научных интересов астрофизика. Это традиционная для ученых, «обслуживающая» непосредственно науку сторона внимания Батыгина к истории астрономии. Однако есть и другая – непосредственное воздействие истории науки на молодого ученого. На вопрос портала «Наука НАСА» о том, что его вдохновляет, Батыгин отвечает: «Я также люблю читать об истории астрономии. Я нахожу вдохновение в понимании того, что ученые, которые подобно богам присутствуют в учебниках, на самом деле были, как и все люди, несовершенны. Это вдохновляет, поскольку, как только понимаешь, что каждый является всего-навсего человеком, это уменьшает барьер, когда пытаешься пробовать новые вещи»10.
10. NASA Science. Solar System Exploration…
12 С 2013 г. начинается интригующая история математического обоснования существования и поиска новой планеты Солнечной системы Батыгиным и Брауном. Историю этого проекта можно проследить по лекциям Батыгина, его интервью, постам в Интернете. Из всех этих материалов видно, что чем дальше он продвигался с девятой планетой, тем глубже осмысливал свое исследование в русле продолжения давней истории предсказания планет. Даже риторика повествования Батыгина иной раз вторит высказываниям ученых прошлого. В одной из первых лекций о доказательстве существования девятой планеты Батыгин увлекает слушателя фразой: «Если бы в 2013 г. кто-нибудь пришел бы ко мне в офис и сказал, что есть точное доказательство существования планеты за пределами Нептуна, я бы вежливо ответил: “Занимайся, конечно, чем хочешь, но… мой офис покинь”»11. Так – вольно или невольно – Батыгин перефразировал применительно к своей ситуации высказывание германского астронома и математика Михаэля Мёстлина (1550–1631), с которого начинается вступление к вышеупомянутой книге Р. Баума и Уи. Шихана: «Если бы я узнал о ком-то, кто занялся Меркурием, думаю, я был бы обязан написать ему с тем, чтобы доброжелательно посоветовать лучше потратить свое время»12.
11. Batugin, K. Planet Nine from Outer Space // >>>>

12. Baum, Sheehan. The Search of Planet Vulcan… P. 1.
13

К. Батыгин рядом с памятником У. Леверье и около его могилы

14

К. Батыгин рядом с памятником У. Леверье и около его могилы

15

16 Цитата из Мёстлина задавала интригу книги. Она наглядно показывала, что если в XVI в. заниматься Меркурием было бессмысленно из-за отсутствия средств, позволявших наблюдать траекторию его движения, то в XIX в., наоборот, расхождение между теоретической и наблюдаемой в телескоп траекториями движения Меркурия привело к напряженному и драматическому поиску гипотетической планеты. Применив риторику Мёстлина, Батыгин создает интригу уже в своем рассказе об истории предсказания девятой планеты. В 2013 г. Батыгин точно знал, что нет данных, которые бы указывали на ее возможное существование. Но в 2014 г. Майкл Браун принес Батыгину свежую информацию о том, что несколько удаленных объектов пояса Койпера демонстрируют неожиданную однонаправленную вытянутость орбит. И ситуация изменилась. Расчеты Батыгина и Брауна показали, что наблюдаемое выравнивание орбит объектов пояса Койпера с наибольшей вероятностью объясняется существованием далекой гигантской планеты Солнечной системы.
17 Заметим, что в сенсационной научной статье о девятой планете, опубликованной в «Астрономикал джорнал» в феврале 2016 г.13, история открытий планет Солнечной системы не представлена. Хотя в популярной статье Батыгина того же года историческое вступление присутствует14.
13. Batygin, Brown. Evidence for a Distant Giant Planet…

14. Batygin, K. Pathway to Plenet Nine. Web // >>>>
18 Однако спустя три года, в мае 2019 г. (в Интернете статья появилась в феврале 2019 г.), в журнале «Физикс репортс» Батыгин (первый автор) с коллегами публикуют очень обстоятельную статью, где во вступлении дается подробный обзор истории предсказания планет. Там говорится и об успешном математическом предсказании Нептуна, и о большом числе ошибочных попыток математически предсказать существование новых планет Солнечной системы. История предсказания планет доводится в обзоре до настоящего времени15.
15. Batygin, K., Adams, F. C., Brown, M. E., Becker, C. The Planet Nine Hypothesis // Physics Reports. 2019. Vol. 805. P. 1–54.
19 А 27 февраля 2019 г. Батыгин публикует несколько постов на своей странице в «Твиттере». Он подробно пишет о том, что вслед за открытием Нептуна последовал буквально взрыв новых математических предсказаний существования планет Солнечной системы, а затем, уже после открытия пояса Койпера, возникла еще одна волна предсказаний, и подводит итог: «Несмотря на бесчисленные попытки, на сегодняшний день Нептун представляет собой единственное успешное планетарное открытие, мотивированное динамическими данными».
20 Далее Батыгин соотносит свое исследование девятой планеты с триумфальным предсказанием Нептуна Урбеном Леверье. Он приводит прогнозы орбиты Нептуна, рассчитанные Леверье и Адамсом16, и говорит, что ему (и Брауну) хотелось бы получить орбиту девятой планеты с аналогичной точностью и что согласно его (Батыгина) расчетам гипотеза девятой планеты имеет большую вероятность оказаться верной: «…вероятность, что гипотеза неверна, составляет 0,2 %»17.
16. Джон Адамс (1819–1892) – английский астроном и математик, в 1843–1845 гг. независимо от Леверье рассчитавший траекторию движения еще не обнаруженной планеты Нептун.

17. См.: >>>>
21 Е. Ж.: После открытия Нептуна последовал целый ряд математических предсказаний существования новых планет в Солнечной системе, однако все они оказались неверными. Вас это не остановило?
22 Когда я начал работать над девятой планетой в 2014 г., я действительно быстро понял, что да, после открытия Леверье (имеется в виду открытие Нептуна. – Е. Ж.) многие другие пробовали применить тот же подход, но потерпели неудачу. Это стало дополнительной мотивацией, чтобы быть максимально осторожным с анализом девятой планеты и систематически исключать другие возможные объяснения.
23 Е. Ж.: Чем отличается математический аппарат, который вы использовали в предсказании девятой планеты, от того, который был применен Урбеном Леверье при расчетах существования Нептуна?
24 Вычисления Леверье предвосхитили многие современные математические методы, которые использовались в нашем анализе. Мы располагали всеми преимуществами Гамильтонова формализма (который был впервые разработан в 1833 г., но получил широкое распространение позднее) и которого просто не было в распоряжении Леверье. У нас, конечно же, есть доступ к числовому моделированию (которое, в свою очередь, основано на Гамильтоновом формализме), что было бы немыслимо во времена Леверье.
25 Можно с уверенностью говорить о том, что Батыгин мыслит свое продвижение в поиске девятой планеты в неразрывной связи с историей открытия Нептуна Урбеном Леверье. Так, в конце 2019 г. на вопрос ведущего научно-популярного интернет-проекта «Верт Дайдер» (Vert Dider), является ли на сегодняшний день исследовательский проект «Девятая планета» теорией или все еще остается гипотезой, Батыгин отвечает: «Сейчас статус наших выкладок можно сравнить с тем, что было известно про планету Нептун в 1845 г., ее тоже вначале открыли матема тически. Увидели впервые в 1846 г., но за год до этого математические расчеты были уже готовы»18.
18. Константин Батыгин – Как и когда найдут девятую планету // >>>>
26 Итак, мы видим, что знание истории астрономии не только придало смелости молодому астрофизику объяснить аномалии в движении удаленных объектов Солнечной системы существованием неизвестной планеты, но также стало маяком, указывающим путь в продвижении исследования, и даже обус ловило риторику нарратива проекта «Девятая планета».
27 29 июня 2019 г. Константин Батыгин написал в Твиттере: «С университетских времен Урбен Леверье был для меня огромным источником вдохновения. На прошлой неделе мне удалось посетить его могилу и Парижскую обсерваторию, где он работал. Это было потрясающе!»19
19. См.: >>>>
28 К своему посту Батыгин приложил две фотографии – он стоит около памятника Леверье на территории Парижской обсерватории и около его могилы на кладбище Монпарнас. С разрешения Константина Батыгина мы публикуем эти фотографии.
29 В заключение мы задали Константину Батыгину сам собой напрашивающийся вопрос:
30 Е. Ж.: Чем для вас является история науки?
31 История науки – это оборотная сторона научного открытия. Имен но историческое повествование увязывает прогресс науки с естественной для него последовательностью событий человеческой истории.

Comments

No posts found

Write a review
Translate