JVb. 43 (1533). W arszawa, dnia 22 października 1911 r. Tom X X X .

TYGODNIK POPULARNY, POŚWIĘCONY NAUKOM PRZYRODNICZYM.PRENUMERATA „WSZECHŚWIATA".

W Warszawie: rocznie rb. 8, kwartalnie rb. 2.Z przesyłką pocztową rocznie rb. 10, półr. rb. 5.

PRENUMEROWAĆ MOŻNA:W Redakcyi „W szechświata" i we wszystkich księgar­

niach w kraju i za granicą.

Redaktor „Wszechświata*4 przyjmuje ze sprawami redakcyjnemi codziennie od godziny 0 do 8 wieczorem w lokalu redakcyi.

A dres R edakcyi: W SPÓ LN A Ni>. 37. Telefonu 83-14.

ZNACZENIE W ODY W W YBU­CHACH WULKANICZNYCH.

(Badania G autiera i Bruna),

Najbardziej imponującem, a zarazem strasznem zjawiskiem geologicznem, któ­rego bilans często obliczany bywa na tysiące istnień ludzkich, obok trzęsień ziemi, jest wybuch wulkanu. Toteż od początków cywilizacyi ludzkiej widzimy próby ujęcia tych tajemniczych zjawisk w jakieś tłumaczenie, a obok mistycz­nych wierzeń bezradnego i bezbronnego wobec nich człowieka, już w starożytnej Grecyi i Rzymie rodzą się pierwsze mniej lub więcej udatne hypotezy wulkanolo- giczne. Pomimo jednak, że natura roz­siała w Europie wulkany w środowisku cywilizacyi—na morzu Rzymian i Greków, pomimo, że od pierwszych nieudolnych pojęć o wulkanizmie do dni dzisiejszych przeszło wiele, wiele lat, podczas któ­rych duch ludzki niejednokrotnie mógł się przekonać o swej genialności, pomi­mo tego, powtarzam, istota wulkanizmu pozostała dotąd, jak ongi, tajemniczą. Zdawało się, że jesteśmy na dobrej dro­

dze do wykrycia przyczyny erupcyj wul­kanicznych, gdy oto badacz genewski, p. Albert Brun, w szeregu rozpraw, a ostatnio w pięknej monografii *) kate­gorycznie zaprzeczył dotychczasowym poglądom, podając hypotezę nową, nie­zwykle nęcącą swą prostotą i logiką.

Wartykule niniejszym czytelnikWszech- świata znajdzie zestawienie dwu poglą­dów: dawnego, powiedzmy klasycznego, uznanego za słuszny przez szereg powag geologicznych i chemicznych, uświęcone­go czasem, i nowego, wykwitającego do­piero na polu wulkanologii. Pierwszy przedstawia nam najnowsze prace Ar­manda Gautiera, członka akademii fran­cuskiej — drugi badania twórcy jego Al­berta Bruna.

Jedną z najdawniejszych a zarazem najpopularniejszych teoryj wulkanicznych była idea aktywnego działania wody morskiej na rozpalone czy roztopione masy skalne w głębi ziemi 2). Hypotezę tę, jak się zdawało, stwierdzały fakty

!) A lbert Brun. ftecherches sur l ‘exhalaison vcilcanique.

2) Idea łączności kom inów w ulkanicznych z w nętrzem ziem i została obalona przez badania Stiibla.

674 WSZECHSWIAT JM® 43

z natury. W ulkany morza Śródziemnego a więc obszaru najlepiej poznanego, gó­ry ogniowe Japonii i wysp południowo azyatyckich leżą na brzegu morza lub w jego pobliżu. Należało tylko przyjąć istnienie lub tworzenie się wielkich szcze­lin, przez k tóre woda m orska m ogłaby się przedostawać do centrów w ulkan icz­nych, i kw estya była rozwiązana. Udział wody morskiej w procesach wulkanicz­nych był jeszcze o ty le dogodny, że d o ­skonale tłumaczył obecność wielkiej ilo­ści chlorków w produktach erupcyjnych, ciał na innej drodze niedających się tak łatwo wyjaśnić.

Jednak z biegiem czasu gromadziły się fakty, k tóre miały zaprzeczyć przy­ję tym poglądom. Stwierdzono istnienie wulkanów bardzo oddalonych od morza, okoliczność zmuszająca w myśl powyż­szych twierdzeń do przyjęcia istnienia Mazelin na setk i kilometrów długich. Z drugiej s trony szczegółowe badania produktów erupcyjnych wykazały brak w n ich jodu i bromu, p ierw iastków tak stale reprezentowanych w wodzie mor­skiej; natom iast analizy chemiczne wy­kryw ały obecność wielkich ilości C 0 2 i Br20 3 a więc związków, nie odegrywa- jących w morzu poważniejszej roli.

Teorya wody infiltracyjnej spotyka jeszcze jeden szkopuł. Niedochodząc do większych głębokości, np. centrów w ul­kanicznych, woda ta, sądząc ze s to sun­ków geotermicznych, spotkałaby tak w y­soką tem peraturę , że m usiałaby przejść W s tan pary, a co za tem idzie, m usia ­łaby się także wyzbyć tych soli, k tóre zaczerpnęła w morzu. Dalsze zaś p rze­nikanie jej w jeszcze głębsze warstwy, staje się bardzo problem atycznem wobec panującego tam ciśnienia 1).: Teorya udziału wody morskiej w w y­

buchach wulkanicznych waliła się w g ru ­zy. Jednak pozostawał fakt, p rzy tacza­ny przez wszystkich prawie badaczów wulkanów, p rzy ję ty do nauki jako pe­wnik, — fakt wyrzucania przez wulkany wielkich ilości pary wodnej czy to w chwi­

lach paroksyzmu, czy też w okresie dzia­łalności uśpionej — w postaci fumarol, źródeł gorących, gejzerów.

Należało szukać innej drogi. Reyer, Tscherm ak i Suess wprowadzili, pojęcie wody juwenalnej, t. j. p ierwotnej. Je s t ona częścią składową magmy, jako woda konsty tucyjna, głosiła idea tych bada ­czów. Istnienie jej związane je s t z hy- potezą płynnej ongi ziemi, kiedy to zo­sta ła ona zaabsorbowana z atmosfery przez roztopioną magmę.

Zwolennikiem tego poglądu je s t także p. Arm and Gautier.

P. Gautier od szeregu la t badał gazy, wydzielające się w wysokich tem pera tu­rach z krystalicznych skał archaikum Francyi, ogłaszając wyniki swych stu- dyów w sprawozdaniach akademii fran ­cuskiej J).

W roku 1903 Moissan 2) ogłosił w yni­ki analiz gazów z fumarol Mont Pe­le na Martynice, zebranych i przyw ie­zionych do Paryża przez znakomitego ba­dacza tego w ulkanu—profesora Lacroix.

Po zestawieniu wyników analiz Mois- sana z własnemi, p. Gautier zauważył istnienie między niemi wielkiej analogii, jak to widać z zamieszczonej niżej ta ­belki.

■ i) E . H ang. T ra ite de geologie I . L es phe- liomenes geologiyues. P a ry ż 1909.

Grazy M. P ele Moi ssan

G ranity P orfir Ofit

G a u t i e r

H 3S b. małe ślady

ślady 0,00 0,45

04OO

44,2 14,80 59,25 35,71

N 10,2 0 J3 3) 2,103) 0,68 3)

Ar 2,0 — — — ' ■'

CO 4,6 4,93. 4,20 4,85

c h 4 IB,7 2,24 2,53 1,99

H 23,3 77,30 31,09 66,29

A cety len bardzo bardzo bardzo bardzoi węgłów. małe małe małe małeety low e ślady ślady ślady ślady

*) Comptes R endus de l‘Acad. d. Sc. tom CXXXI, 1901, tom CXXXV1, 1903.

2) Com ptes R endus de l‘Acad, d. Sc. tom CXXXVI, 1903.

3) W analizach G autiera azot zaw ierał sporą .domieszkę argonu.

JSJÓ 43 WSZECHSWIAT 615

Mamy więc te same gazy i w stosun­kach zbliżonych. Różnice ilościowe, na pierwszy rzut oka dość znaczne, nie po­winny dziwić, o ile się weźmie pod uwa­gę niesłychaną zmienność składu che­micznego fumarol jednego i tego same­go wulkanu. Studya analityczne, prze­prowadzone nad twardemi produktami góry Pele (bomby, lapilli, popiół), wy­kazały, że składają się one przeważnie z andezytu, bogatego w hypersten, t. j. krzemian żelazawy (PeSi03); Gautier zaś topiąc skały zawierające krzemiany że­laza i manganu doszedł do bardzo cie­kawych wniosków, stwierdził mianowicie następujące zjawiska J):

1) Wysuszone w 250°C skały (zaró­wno kwaśne jak granit i porfir, tak i za­sadowe, ofit, lherzolit) i ogrzewane na­stępnie w próżni do 500° — 600°, a więc do temperatury czerwonego żaru, wydzie­lają wodę i to w następujących ilościach:

1 kg granitu wydziela 7—10 g wody1 „ porfiru . 12 „ .1 . ofitu „ 15 B „l „ lherzolitu „ 16 „ „2) Wydzielająca się ze skały woda

w panującej w układzie wysokiej tempe­raturze działa utleniająco na krzemiany żelazawe (perydot, hypersten, biotyt, au- git i inne), przeprowadzając je w wyż­szy stopień utlenienia. Podczas tej prze miany wydzielają się wielkie ilości wo­doru wolnego.

3FeSi03 + H20 = Fe30* + 3Si02 - f H*.Podobnie rozkładają się węglany, któ­

re Gautier znalazł w granicie i porfirze w postaci małych inkluzyj krystalicz­nych.

3 Pe C03 - f H20 = Pe304 + 3 C02 + H, a wodór in statu nascendi redukuje dwutlenek węgla dając CO i H20.

C02 + H2 = CO + H20.To samo dzieje się z siarczanami, któ­

re wodór in statu nascendi redukuje w żarze:

Ar. G autier. Theorie des Volcans (Buli. d. 1. Soo. belge de Geol. tom X V III, 1903. P r. Verb. Str. 555—562).

Idem . A propós de la com position des gaz des fum arolles du M ont Pele. Comptes rendus d, l‘Acad. d. Sciences, t. CXXXVI, 1903 str. 16.

1) Na2S04 + ,4 H 2 = Na2S + 4H,02) '-Ńa3S-fS iO i+ H 2Ó = N a 2SiOa+ H 8S

i wreszcie w powietrzuH,S + O = H20 + S.

Reakcye te Gautier stwierdził zarówno dla sztucznych jak i na tu ra lnych krze­mianów, węglanów i siarczanów żelaza­wych.

3) Obecność w krzemianach siarcz­ków powoduje wytwarzanie się s iarko­wodoru:

3PeS + 4H20 = Fe30 4 + 3H3S - f H2.4) Wśród gazów, wydzielonych w ża­

rze czerwonym ze skał krystalicznych, znajdują się azot, amoniak, argon i naj­prawdopodobniej hel, k tórych obecność należy przypisywać ich związkom w ska­le. Gautier uzasadnił to twierdzenie dla azotu, dla innych dwu pierwiastków czy­ni to przez analogię, wobec zanieczysz­czenia argonem otrzymywanego azotu: 3Fe2N2 - f 8H20 = 2Fe80 4 + NH3+ N + 2H2.

5) W iemy wreszcie, że m etan i ślady innych węglowodorów, które również wy­dobywają się z badanych skał w tempe­raturze czerwonego żaru, pochodzą z roz­kładu pewnych węglików, a zwłaszcza węgliku żelazowego, lub manganowego (co stwierdziły doświadczenia Cloeza, Moissana i Mendelejewa) oraz, być mo­że, z węgliku glinowego, k tóry w nie­wielkich ilościach znajduje się w ska­łach pierwotnych.

3Fe2C + 8 H 30 = 2 F e 30 4+ 3 C H 4- f H 4.Streszczając się, Gautier pisze: tem ­

pera tura 500° — 600° w ystarcza do uwol­nienia się wody konstytucyjnej granitów, porfirów i skał analogicznych, która, działając w tej tem peraturze na skład­niki skał, powoduje wydzielanie się pe­wnego towarzystwa gazów—identyczne­go z tem, jakie oddawna było sygnali­zowane z większości erupcyj wulkanicz­nych.

Uczyńmy, idąc śladami badacza fran­cuskiego, małe obliczenie.

Jeżeli 1 kg granitu wydziela 10 g wo­dy to 1 m3 granitu, ważący 2 664 kg, do­starczy:

10 g X 2 664 = 26 640 g wody a 1 k m 3 26 640 000 000 kg

lub 26 640 000 tonn wody.

676 WSZECHSWIAT

Równocześnie wytw orzy się pewma ilość gazów. W edług obliczeń Gautiera ilość ta równa się 6 do 7-krotnej obję­tości bloku skalnego, z którego się one wytworzyły. Czyli k ilom etr sześcienny wyda 6 do 7 miliardów m etrów sześc ien­nych gazów palnych, obliczonych w tem ­peraturze 15°; dla o trzym ania zaś obję­tości ich w tem pera turze czerwonego żaru, otrzym aną liczbę należy potroić.

Gazy te zawierają średnio (w przypad­ku granitu) w 100 częściach 79 części wodoru. Zatem metr sześcienny zawie­rać będzie 790 litrów, a kilometr sze­ścienny granitu dostarczy w tych samych warunkach przeszło- 5 000 milionów me­trów sześciennych wodoru, który, spala­jąc się w powietrzu, da takąż samę obję­tość pary wodnej.

Możemy więc sobie wyobrazić, jak straszne ciśnienie wywołuje taka masa gazów i par, jaka potężna energia ukry­wa się w kilometrze sześciennym granitu.

Gzy wyniki, otrzymane w pracowni che­micznej możemy przenieść do natury? Czy możemy tam spotkać podobne pro­cesy? Pytania te zadaje sobie Gautier i odpowiada na nie twierdząco. Przecież W głębi ziemi, a zwłaszcza w terenach najmłodszych dyzlokacyj, zachodzą bez- wątpienia najrozmaitsze procesy mecha­niczne, polegające na przesuwaniu się lub zapadaniu i wydźwiganiu partyj skal­nych. A takie zaburzenia mechaniczne najzupełniej wystarczają do wytworzenia temperatury czerwonego żaru, czyli do stworzenia w skorupie ziemskiej warun­ków, w których działy się te wszystkie ciekawe zjawiska w pracowni. Co wię­cej, do obliczenia ilości gazów i par, wy­dzielanych ze skały w wysokiej tempe­raturze, posługiwaliśmy się granitem, a więc skałą, dającą najmniej wody z szeregu analizowanych przez Gautiera, oraz małą znikomo ilością jego w poró­wnaniu ze stosunkami w przyrodzie, któ­ra kryje w swych masach skalnych nie­podobne do obliczenia ilości energii. Wy­starczy zachwiać równowagę skał głębi­nowych—ażeby energia potencyalna prze­szła w cynetyczną, siejąc dokoła śmierć i zniszczenie.

Zatem sam skład chemiczny skał kry­stalicznych oraz warunki, panujące w głęb­szych partyach skorupy ziemskiej, dają dostateczne dane do genezy erupcyj wul­kanicznych, tłumacząc powstanie pary wodnej i gazów wulkanicznych.

Do tych wniosków doszedł badacz fran­cuski, oparłszy się na analizie chemicz­nej i na porównaniu składu chemicznego lotnych i stałych produktów erupcyjnych wulkanu Pelć na Martynice ze składem chemicznym ciał gazowych, otrzymanych ze starych i martwych na pozór skał krystalicznych Francyi środkowej.

Teorya Gautiera jest ostatnim z sze­regu pomysłów, opierających się na sze­rokim udziale pary wodnej w zjawiskach wulkanicznych.

Jednak studya Gautiera spotkały po­ważny zarzut. Mianowicie Bergeron x), mówiąc o badaniach Gautiera, zaznacza z naciskiem nieobecność chlorków, fluor­ków oraz wolnego chloru wśród gazów, otrzymanych przez żarzenie granitów, porfirów i t. d. Znaną jest przecie rze­czą, że ciała te właśnie występują nader obficie w ekshalacyach wulkanicznych.

W tym samym mniej więcej czasie co Gautier, p. Albert Brun w genewskich „Archives des sciences physiąues et na- turelles" (1905—1909) ogłosił szereg roz­praw, poświęconych wulkanologii. Che­mik jak Gautier, Brun oparł się także na analizie chemicznej, doszedł jednakże do wręcz odmiennych wniosków, zaprze­czających uświęconym tradycyą poglą­dom o wulkanizmie. Różnica w studyach obu badaczów polegała na tem, że Gau­tier analizował stare skały krystaliczne i w nich znalazł podstawę i materyał dla swej teoryi, Brun natomiast w dążeniu do rozwiązania swej wielkiej tezy, oparł się na współczesnych produktach erup­cyjnych, twardych i gazowych. Olbrzy­mi wprost materyał, jakiego dostarczyły mu analizy chemiczne, badacz genewski uzupełnił spostrzeżeniami w polu—w kra­terze i stokach wulkanu. Ogólny wynik

1) B ulletin d. la Societe belge de Geol. Pa- leont. e t H ydrol. P r. Verb. tom X V II, 1903, str. 554.

Nk 43 WSZECHSWIAT 677

swych studyów Brun podał w autorefe- racie w styczniowym zeszycie 1910 roku „Revue generale des sciences pures et appliquees“ ') oraz obszernie w cytowanej już monografii.

Odrzuca on stanowczo pogląd, jakoby woda była owym spiritus movens w zja­wiskach wulkanicznych. W ątpliwości pe­wne co do czynnego udziału pary wod­nej wypowiadali przedtem już Archibald Douglas, W ilhelm T. Brigham i inni, j e ­dnak głosy ich przebrzmiały bez echa wśród zgodnego chóru zwolenników te ­oryi wodnej.

Przy jrzy jm y się więc zjawiskom, ob­serwowanym przez chemika genewskiego, ciekawym już z tego chociażby względu, że wniosły nowy, rewolucyjny wprost powiew do cichych, poważnych pracowni uniwersyteckich świata.

Brun, podobnie ja k Gautier, poddawał badane law y wysokim temperaturom. W tych w arunkach skały krystaliczne zachowują się rozmaicie. Zasadowe lawy z chwilą stopienia poczynają wrzeć; w y­dzielają z siebie gazy i białe dymy, k tó­re kondensują się na zimnych miejscach pieca w postaci białego nalotu. Pod wpły­wem rodzących się w ich środowisku ga­zów ulegają one silnej eksplozyi, wyle­wają się z tygielka, jakby mały na tu ra l­ny potok lawy, ze wszystkiemi jej cha- rak terystycznem i cechami. Po ostudze­niu o trzym uje się lekką wzdętą masę, pełną wakuol. Zupełnie tak samo zacho­w ają się bomby i popioły wulkaniczne, o ile zbyt długo nie były poddane dzia­łaniu deszczów. Daleko silniejsze i je sz ­cze bardziej zbliżone do wybuchu w ul­kanicznego zjawiska wykazują w w yso­kich tem pera turach skały kwaśne, np. obsydyany. Stopione powiększają swą objętość do 20 razy. Jeżeli w piecu umie­ścimy zby t wielki kawał tej skały — to eksplozya może być tak silna, że piec zupełnie zniszczy. Podczas jednego z do­

*) A lbert B run. L es recherehes m odernes sur le yolcanisme. R. gen. d. Se. p. et. ap. Ma 2, 30 stycznia 1910. A rtyku ł ten ukazał się także w handlu księgarskim w odbitce.

świadczeń Brun włożył do pieca m eta­lurgicznego obsydyan z Lipari objętości około 1,5 litra. Badacz nie zwrócił do­statecznej uwagi na przebieg wzrostu tem pera tury i nieoczekiwanie znalazł się w przykrej sytuacyi, bo piec pękł. Cie­kawą jes t rzeczą, że po wybuchu proces przekształcania się obsydyanu nie przer­wał się pomimo tego, że badacz wraz z pomocnikiem rozbijali przekształcające się kawałki skały. Świadczy to, że z roz­poczęciem zjawiska ekspansyi nic nie je s t w stanie jej powstrzymać.

Przekształcanie się obsydyanu w pu­meks odbywa się wskutek wydobywania się gazów z jego masy. Je s t to reak- cya międzycząsteczkowa. W eźm y cien­ką przezroczystą tabliczkę obsydyanu i ogrzewajmy ją pod mikroskopem, śle­dząc zachodzące w niej zmiany. Do­strzeżemy, że po niejakim czasie w miej­scu, nie dającem się przedtem oznaczyć, powstanie bańka gazu. Podczas dalsze­go ogrzewania rozszerza się ona, obok niej powstają inne i wreszcie szklista budowa obsydyanu przekształca się w po­row a tą—z obsydyanu powstaje pumeks. Zjawisko to Brun porównywa do prze­kształcania się boraksu w płomieniu pal­nika gazowego. Jednak tutaj przyczynę zjawiska stanowi woda krystalizacyjna, gdy w obsydyanie czynność tę spełniają gazy chlorowe, o k tórych będzie mowa dalej. W terenie wulkanicznym mamy również szereg dowodów, że wydzielanie, się gazów z law jes t reakcyą między- cząsteczkową. Dowodzą tego bomby o po­pękanej powierzchni z powodu rozszerza­nia się jąde r wewnętrznych, potoki pły­nącej lawy wyrzucające z siebie białe dymy i krople roztopionej m agm y,—wre­szcie najżywszym dowodem jes t pękanie bloków, wyrzucanych przez k rater, i wy­dzielanie się przytem białego dymu.

B r. Rydzewski.i I '

(Dok. nast.).

678 WSZECHŚWIAT No 43

O ZASADZIE W ZGLĘDNOŚCI W POJĘCIU FIZYCZNEM CZASU

1 PRZESTRZEN I.(HYPOTEZY LO REN ZA i E IN ST EIN A ).

Szkic z fizyki teoretycznej.

Rzecz w ygłoszona na połączonem posiedzeniu Sekcyi nauk ścisłych i filozoficznych X I Z jazdu przyrodników i Jekarzy polskich w K rakow ie.

(Ciąg dalszy).

W yobraźmy sobie, że niezależnie od promienia wysyłanego w k ierunku ruchu Ziemi i z powrotem, będziemy badałi promień z tego samego ogniska, w yrzu ­cony w k ierunku prostopadłym do ru ­chu Ziemi. Promień taki niechaj ró­wnież spotka zwierciadło, znajdujące się w odległości a od ogniska, i zostanie od­bity i zwrócony do miejsca wysłania, t. j. do tegoż ogniska. Łatwo zauważyć, że jeżeli ziemia je s t w ruchu, to z nią razem i zwierciadło. W sku tek tego pro-

Z, O pierw otno położenie zw ierciadła i ogniska.i O, położenie zw ierciad ła i ogniska: p ie rw ­

sze po up ływ ie czasu, gdy prom ień przejdzie drogę OZ, i d rug ie po przejściu drogi

OZi + Z 10[.

mień prostopadły po przejściu przestrze­ni o (=O Z), już tam zwierciadła nie za ­stanie (przejdzie ono do Zx) i nie zosta­nie odbity. Lecz ognisko promieniuje we wszystkie strony, i dlatego jeden z promieni, OZu trafi na zwierciadło i bę­dzie odbity. Będzie to oczywiście taki promień, k tó ry przejdzie przestrzeń OZx w tym sam ym czasie, gdy zwierciadło z Ziemią przejdzie przestrzeń ZZX = OA. Lecz przestrzenie te, przebiegane w j e ­dnym czasie przez dwa różnej chyżości działania (ruch Ziemi i bieg światła), bę­

dą w stosunku prostym do odpowiednich chyżości, t. j.

OA vOZl c

Z drugiej strony odbity promień światła przejdzie do Ox drogę OlZl— OZi , całko­wita zaś droga promienia będzie oczywi­ście 2 OZu a czas na jej przebieżenie po-

2 OZ,t rzebny V Ponieważ z tró jką ta pro­

s tokątnego OAZu OZi—a^Ą-OA, a z przy-V

toczonej wyżej zależności OA— OZx . —C

więc OZy— a^Ą-OZ, . ^ iOZ1

czas zaś potrzebny na przebieżenie przez światło przestrzeni 2 OZt z chyżością c będzie:

t> = 2, ! L , . . . . ii)

W zory 1) i II) są podstawowe dla w y­jaśnienia hypotezy względności przestrze­ni i czasu, do której objaśnienia obecnie przystępujemy. W skazują one, że na znajdującym się w ruchu ciele materyal- nem czas potrzebny dla przebieżenia tam i napowrót tej samej przestrzeni a przez promień w dwu różnych przypadkach — równolegle lub 'prostopadle do kierunku biegu je s t różny i w drugim przypadku jes t mniejszy niż w pierwszym

2 « 2 a(t — - t' =1 —

ponieważ j/ 1 —

/—więc zawsze j ' i

< 1 (bo v < c),

> ■c‘ / c‘i t' < <)•

Zanim przejdziemy do wyników z do­piero co wyprowadzonego wniosku, m u­simy zauważyć, czy wogóle różnica tych czasów nie je s t znikomo mała. By tak ile możności nie było, należy wybrać sto-

Vsunek i ódległość a możliwie wiel­

kie. Najszybszy ruch m ateryalny, jak i mamy w doświadczeniu do rozporządzę-

j\Iś 43 WSZECHSWIAT 679

nła, j e s t to ruch Ziemi około Słońca, oko­ło 30 kilometrów na sekundę. Wobec szybkości światła 300 000 kilometrów na

sekundę daje to V - = —ńnnVT > Jak

już wyżej wspomniano, uważyć, że

10 000 Nietrudno za-

t’— t J / l - Kt, gdzie K =

< l

Dla nieznacznych wartości

w przybliżeniu K = j / j

1 — Va —^ t . j. dla c~

vc

mamy

i~104

K — l — 1/2 _ _ g czyli czas przebiegu

światła na ziemi równolegle do jej bie­gu je s t o 7200 000 000 dłuższy niż prosto­padle do tegoż biegu. Je s t to bardzo niewiele, jednakże może być już zmie­rzone w razie zastosowania dzisiejszych środków obserwacyjnych i wielkości a znacznej, porządku kilkunastu kilome­trów. Podobny pomiar został dwa razy uskuteczniony przez uczonego am ery­kańskiego Michelsona, pierwszy raz w ro­ku 1881, drugi raz 1887 r. razem z Mor- leyem, i obecnie poraź trzeci przez j e ­dnego z badaczów angielskich. Samo doświadczenie polega na t. zw. interfe- rencyi promienia równoległego z prosto­padłym. Z wyliczonego powyżej spóźnie­nia można bez trudności znaną w opty­ce drogą obliczyć przesunięcie pasm in- terferencyi, k tóre łatwo mogą być bez­pośrednio spostrzegane. Otóż wszystkie trzy razy otrzymano rezu lta t najzupeł­niej negatyw ny. Najszczegółowsze bada­nia nie dały żadnej różnicy dla promie­nia równoległego i prostopadłego, t. j. fakty zaprzeczyły wszystkim poprzed­nim wywodom J).

!) W rzeczyw istości Michelson w dośw iad­czeniu 1887 r. o trzym ał pew ne odchylenie, lecz 20 razy m niejsze od w ym aganego przez teo ryęi znajdujące się w granicach błędów dośw iad­czenia.

II .

W takim stanie rzeczy znakomity fi­zyk holenderski H. A. Lorenz wygłosił w 1892 roku hypotezę, że niezgodność doświadczenia Michelsona z wnioskami teoryi polega na tem, iż wszystkie roz­ciągłości ciał m ateryalnych na ciele bę- dącem w ruchu i dla obserwatora, na niem się znajdującego, podczas przejścia od położenia prostopadłego względem kierunku ruchu do położenia równole-, głego zmieniają się w stosunku

. 7/ V3 __ 1’ I 1 jT ~ ~ K

i : ponieważ do­

świadczenie uczy, że t = t! (wzory I i Uś­więć być to może tylko wtedy, gdy a w t' będzie inne, niż w t, i, mianowicie, ozna­czając odległość a w t' przez a', wobec

2 a . . . 2 a't -u3 \

« d - — -j

będziemy mieli

i t'

n

Ka1 . . . III),

t. j. gdy wszystkie rozciągłości, przecho­dząc z kierunku prostopadłego względem ruchu do równoległego, będą zmniejszo­

ne w stosunku f / 1 ________ = K.

Teoretycznie oczywiście nie ulega na j­mniejszej wątpliwości, że jeżeli hypoteza Lorenza je s t fizycznie słuszna, to nie­zgodność doświadczenia z teoryą jes t najzupełniej wyjaśniona. Czy je s t ona je ­dnak możliwa fizycznie i czy nie prowa­dzi za sobą jeszcze jakich innych wnios­ków, mogących nas posunąć jeszcze da­lej w sferze domniemań?

Przypuszczenie Lorenza, że rozcią­głość ciał będących w ruchu zależy od chyżości ruchu, je s t czemś zupełnie no- wem dla umysłów, które wyrosły w in­nych pojęciach. Ponieważ każda cząstka m ateryalnego wszechświata jest w ru ­chu, więc pojęcie rozciągłości s taje się zupełnie względnem. Bezwzględna w ar­tość rozciągłości może istnieć tylko w s ta ­nie bezwzględnego spokoju, a zatem jes t dla nas zupełnie niedościgła. Obserwato­rowie na różnych ciałach niebieskich ró­żnie oceniać będą te same rozciągłości.

680 WSZECHSWIAT JY® 43

Obserwator na Słońcu naprzyk ład ozna­czy w mierze swej tę sarnę przestrzeń inaczej, niż obserw ator na Ziemi i t. d.

Drugą trudność stanow i (co wskazuje szczególniej Poincaró), iż rzeczony s to su ­nek, w którym każde rozciągłe ciało na Ziemi zmienia swe rozm iary w razie zmian położenia, j e s t jednak i i równy

K = y i v . . dla wszystkich ciał' C"

materyalnych, bez względu na ich n a tu ­rę fizyczną...

Jeżeli nareszcie zwrócimy się do w ie l­kości liczebnej owego skrócenia, to w y­nosi ono dla Ziemi, jak wyżej obliczono, Ysoooooooo- Stanowi to, dla całej średnicy Ziemi (ok. 13 500 kil.) w przybliżeniu 18 5

- gQQ" metra, tj. wielkość około dwu cali1),

na ja k ą określony promień Ziemi się s k ra ­ca w czasie od południa do zachodu S łoń­ca i rozszerza od zachodu do północy. I każde narzędzie miernicze, każdy łokieć lub m etr na Ziemi, każda rozciągłość przechodzi przez te same zmiany. Są to jednak dla s tosunku biegu Ziemi do bie­

gu światła ( ^ = Vio 000) zmiany nader

nieznaczne. Jakież one je d n a k będą dla większych chyżości? Zupełnie e lem en­tarnym ary tm etycznym rachunkiem otrzy­mać można następu jącą tabliczkę:

v skrócenie w yn,D la — “ Vio ooo t.i■ v=3Q /cwi|sek. Y200 000 000

„ » = % , t> = 40 000 J/100» » = 7« „ v = 75 000 Ijn„ „ = i/S » W—150 000 i/8, „ = » / , „ <>=225 000 1/3„ „ = 1 „ d=300000 1W tym osta tn im przypadku, niemożli­

wym fizycznie, rozmiar ciała równolegle do k ierunku biegu powinien znikać zu­pełnie. Ponieważ je s t to niemożliwe więc v < c, t. j. żadne ciało fizyczne nie mo­że się poruszać z szybkością równą chy­żości światła. Wniosek ten znajdziemy potwierdzony następnie i na podstawie innych względów.

Zobrazować jed n a k fizycznie hypotezę Lorenza będziemy mogli aż wtedy, gdy

3) R achunek ten ogłosiliśm y jeszcze w roku 1893 w naszej rozpraw ie p. t. „E ter* (Ateneum).

zapoznamy się z jej dalszem rozwinię­ciem na pojęcie czasu, co zawdzięczamy dopiero Einstenowi.

III.Każde oznaczenie trw ania czasu pole­

ga na możności oznaczenia jednoczesno- ści dwu zjawisk. Jeżeli np. chcę spraw ­dzić bieg dwu zegarów znajdujących się w dwu różnych miejscach, to powinie­nem, gdy na pierwszym z nich przy­puśćmy je s t 12-sta, dać sygnał np. ak u ­styczny wystrzałem z działa. Jeżeli od­ległość drugiego zegara je s t niezbyt zna­czna (tak, że sygnał może być usłysza­ny) i znana, to w chwili, gdy właściciel drugiego zegara usłyszy wystrzał, będzie rozumował, że zegar nastaw ić należy na 12 tyle sekund, ile dźwięk potrzebo­wał na przebieżenie przestrzeni między zegarami. Jeśli ta przestrzeń była np. 3 kilometry, i jeśli w chwili usłyszenia sygnału na 12 , drugi zegar będzie w sk a ­zywał I 2h 10 sek., obserwatorowie będą mieli pewnoić, że zegarki ich będą w da­nej chwili mieć wskazanie jednakie , syn- chronistyczne. Jeżeli jednak dla u regu­lowania zegarów na znaczniejszych od­ległościach wypadnie użyć innego środ ­ka, np. prądu elektrycznego lub sygnału świetlnego, to rzecz staje się bardziej skomplikowaną, gdyż czas przebiegu wy- siłów eterowych jest, jakeśm y już w y­żej widzieli, w zależności od szybkości i k ierunku biegu ciał m ateryalnych.

W yobraźmy sobie, że gdy na zegarze A mamy 12-stą, dajem y sygnał świetlny obserwatorowi zegaru w B, przyczem kierunek sygnału je s t zgodny z ruchem Ziemi, t. j. B j e s t od A położone w s tro ­nę biegu ziemskiego *) w danej chwili. Dla oznaczenia jcdnoczesności wypadnie przesłać sygnał od A do B i (odbiwszy go tam np. od zwierciadła) powrócić do A. Przypuśćmy, że na tę podwójną drogę (od A do B i od B do 4̂) światło zużyje 10 sekund, które obserwator w A zmie-

W szystkie miejscowości położone na wschód od danej lę d ą w nocy w yprzedzały daną m iej­scowość w ruchu koło Słońca, a w e dnie biedź będą poza nią.

JM® 43 WSZECHSWIAT 681

rzy na swym zegarze. W tedy rozumować będzie (ponieważ wpływ ruchu Ziemi nie może być dostrzeżony, zgodnie ze zja­wiskiem Michelsona), że obserwator w B otrzymał sygnał po upływie połowy 10 sekund, a zatem dla otrzymania jedno- czesności należy, by zegar w B wskazy­wał l2 h 5 sek., gdy sygnał nadejdzie do B, a w A I 2h 10 sek., gdy sygnał po­wróci do A. W takim razie obserwato­rowie ziemscy będą przekonani, że zega­ry ich mają wskazania równoczesne. W rzeczywistości jednak dla obserw ato­ra nieruchomego wskazania owych zega­rów nie będą takiemi. Już wyżej wi­dzieliśmy, że dla takiego obserwatora trw anie biegu promienia w kierunku r u ­

chu je s t dłuższe, niż w k ie ru n ­

ku przeciwnym < e ° v ) • Stąd

wynika, że od A do B nie je s t ono po­łową 10 sek., lecz więcej niż połową, np. 6 sek., a od B do A mniej niż połową, np. 4 sek. W skutek tego, gdy zegary w A i B są nastawione, jak wyżej w ska­zano, t. j. gdy B, w chwili otrzym ania sygnału, nastawiono na 12h 5 sek., w rze­czywistości dla nieruchomego obserwa­tora było już w B l 2h 6 sek., t. j. dany zegar w B spóźnia się o 1 sek. i wogóle zegary nastawione na podstawie sygna­łów eterowych (świetlnych lub elektrycz­nych) spóźniają się względem czasu ob­serw atora nieruchomego, w porównaniu z zegarami w miejscach znajdujących się poza niemi w kierunku ruchu, i od­wrotnie. Nietrudno łatwym rachunkiem ocenić wielkość tej różnicy w zależności

Vod stosunku ̂ , s tosunku chyżości ruchu

do prędkości światła. Je s t rzeczą oczy­wistą, że różnica owa je s t połową różni­cy czasów zużytych na przebieżenie dro­gi w jednę i d rugą stronę (w naszym przykładzie 1 sek. = £ (6 — 4)), t. j. szu ­

kana różnica ± t = {c— v c-\-v f

avc—{—w

wyłuszczoną hypotezą Lorenza, wszyst­kie rozciągłości równoległe do kierunku

ruchu skracają się o y \ ____ ^ tu' ca

zaś mamy właśnie zjawisko równoległe do ruchu, zatem zamiast a należy pod­

stawić a ] / 1 ____ i wtedy osta­

tecznie

A t = av

°2 / i

avJ & . . . IV)

Nietrudno stąd np. obliczyć, jakiego po­rządku wielkości je s t granica możności regulowania dwu zegarów na Ziemi. Bio­rąc największą odległość np. transmisyi fal e lektrycznych (telegraf bezdrutowy)

a — 5 000 km , wobec 10 000>

mamy - ć - ( ‘ + ' / > - ? - ) =

V io o o o ( 1 —j~ 7 1 . J/ i o s ) = V e o . V , o 4 —

Ponieważ jednak , zgodnie z poprzednio

1',eoo ooo sek.W idzimy więc, że granica oznaczenia

jednoczesności dwu wypadków na Ziemi, leży znacznie niżej, niż dają nam mo­żność zauważyć to najczulsze chronome­try. Jeżeliby Ziemia jednak biegła około Słońca 1 000 razy chyżej, to granica ozna­czenia jednoczesności byłaby znacznie wyższa, 7 600 sekundy dla tego samego wypadku.

Tylko co wyjaśniona względność poję­cia jednoczesności pozwala nam w yraź­niej uwidocznić pierwszy postulat Lo­renza, skracania rozciągłości ciała rucho­mego wzdłuż ruchu. W yobraźmy sobie J), że dwaj obserwatorowie oddaleni jeden od drugiego o o jedności rozciągłości chcą zmierzyć tę rozciągłość na skali bezwzględnej nieruchomej, np. p rzytw ier­dzonej do „niebios“. Na czem polega proces mierzenia ciała ruchomego wzglę­dem skali nieruchomej? Na tem, by ob­serwatorowie stojący u końców owego ruchomego a jednocześnie zauważyli, j a ­

]) Obraz ten je s t z pewnem i m odylikaeyarni zaczerpnięty z Cohna „Physikalisches ttber Raum und Z eit.“.

682 WSZECHSWIAT J\la 43

kim wskazaniom skali nieruchomej od­powiada początek i koniec mierzonego a. Ponieważ jednak jednoczesność, w myśl powyższego na ciele ruchom em je s t ty l ­ko względna, więc obserwator na końcu a postawiony (licząc „koniec" w k ie run ­ku ruchu), którego zegar spóźnia się względem zegara na początku a, zapisze swe wskazanie później niż należy, t. j. rozciągłość zmierzona na skali n ierucho­mej bezwzględnej okaże się dłuższą, niż ta sama odległość odmierzona na tejże skali przez nieruchomego obserwatora, dla którego jednoczesność zachowuje po­jęcie bezwzględne i k tó ry zatem na tej samej skali nieruchomej odetnie odpo­wiednią długość w czasie właściwym, t. j. krótszym, a zatem otrzym a j ą m nie j­szą. T ym : w ię c ' sposobem nieruchom y obserwator w ciele względem niego ru ­chomem zauważy skrócenie wszystkich rozciągłości równoległych do k ie runku ruchu. Rozciągłości zaś do k ie runku ru ­chu prostopadłe, ponieważ dla nich w ska­zania czasu są jednakie , zmianie dla n ie­ruchomego obserw atora nie ulegną. Tym sposobem np. krzyż zna jdu jący się na Ziemi i zdający się być rów noram ien­nym dla obserwatora na Ziemi, będzie dla obserwatora na Słońcu wydaw ał się nierównoramiennym, a mianowicie ramię do kierunku ruchu prostopadłe będzie obserwatorowi słonecznemu wydawało się dłuższem niż równoległe. Je s t rze­czą także oczywistą, że obserw ator bę­dący w ruchu zauważyć swego „w łasne­go" skrócenia nie może, gdyż wszystkie skale ruchome, na k tó rych on tylko po­miar uskutecznić może, u legają tej samej zmianie, ja k i odległość mierzona.

Lecz nietylko bieg zegarów nie je s t jednoczesny na ciele, k tóre się porusza. Einste in zwrócił uwagę na jeszcze jeden wniosek ze zjawiska Michelsona, a mia­nowicie, że i bieg tych zegarów je s t na ciele ruchomem różny od biegu zegarów pozostających w spokoju, t . j . samo okre­ślenie przeciągłości czasu j e s t inne na ciele ruchomem aniżeli na ciele w spo­koju, a samo pojęcie czasu staje się względnem, j a k już u Lorenza pojęcie rozciągłości przestrzennej. - •

By ilustrować ten ostatni, może na j­ważniejszy, wniosek teoryi względności, zauważymy, że podstawą tej teoryi je s t fizyczna niemożliwość wykazania doświad­czeniem na ciele ruchomem (zjawisko Mi­chelsona) wpływu na zjawiska np. opty­czne (i wszelkie inne) ruchu ciała. Po­nieważ, jakeśm y wyżej widzieli, promień przebiegający w kierunku ruchu i z po­wrotem przestrzeń 2 a zużywa na to czas

— —5— i, ponieważ zgodnie z hy-

c (* - - H ■potezą Lorenza, w kierunku ruchu roz­ciągłość przestrzenna skraca się z a do

/ 2a y l — — — , więc czas potrzebny pro-

mieniowi do przebieżenia wspomnianej . przestrzeni na ciele ruchomem będzie

2 a . 1 2 a

= " a - -

Jeżeli zaś ciało się nie porusza, czas bę­dzie oczywiście (y 0)

2 a

Zatem, by niemożna było zauważyć z ob­serwacyi biegu promieni kierunku ruchu, trzeba, aby czas tx na zegarach rucho­mych był odczytaniem jednak i jak czas <n, k tóryby te same zegary wskazały, gdyby ciało się zatrzymało (lub gdyby np. mierzono czas promienia prostopadłe­go do kierunku ruchu). By zaś tak było, jak widać z odpowiednich wzorów, trze ­ba, by (ponieważ tr > t„, bo K < 1) go­dzina np. zmierzona na zegarze rucho­m ym była w rzeczywistości dłuższa niż na zegarze nieruchomym. Przedłużenie to je s t na tura ln ie nadzwyczajnie małe, i tylko przez długie okresy astronomicz­ne mogłoby być w ykryte ł). Znaczniej­sze zmiany w naszych określeniach cza­su wym agają szybkości niezmiernie wiel-

; !) Poincare wspomina, że zastosow anie teory i E inste ina do obliczenia pew nych niezgodności z obserw acyą rucłiów p lanety M erkurego w praw ­dzie dało popraw kę tego samego znaku, jak iego w ym agały obserw acye, lecz otrzym ana w artość liczbowa (5*) by ła znacznie m niejsza od w ym a­g a n e j.(38").

JSIe 42 WSZECHSWIAT 683

kich. Ażeby trw anie godziny określonej na Ziemi równało się 40 minutom ozna­czonym dla tegoż trwania czasu przez obserwatora nieruchomego, trzeba, by K — 2/3, co odpowiada chyżości 225 000 kilometrów na sekundę, k tórąby w takim razie Ziemia mieć musiała.

11. Merczyng,(Dok. nasfc.).

P . D O F L E I N .

STANOW ISKO NAUKI W S P Ó Ł ­CZESNEJ W O BEC DA RW IN O W ­

SKIEJ TEORYI DOBORU J).

Szanowni słuchacze!Zadanie, k tóre wziąłem na siebie, mia­

nowicie rozpatrzenie darwinowskiej te- oryi doboru, uważam za specyalnie t ru ­dne. Niemożliwą je s t rzeczą przejrzenie w ciągu godziny olbrzymiej powodzi po­glądów, zrodzonych na tem polu w os ta t­nich lat dziesiątkach. Pytania, czy te- orya doboru D arwina je s t słuszną, czy tylko ona je s t trafną, czy też obok niej i inne zasady muszą być wzięte pód uwagę dla wyjaśnienia powstawania g a ­tunków, py tan ia te były w ostatniem pięćdziesięcioleciu głównym problema­tem nauki o pochodzeniu i wszyscy wiel­cy badacze zajmujący się tą nauką wy­dali swą opinię o darwinizmie w ściślej- szem tego słowa znaczeniu.

Nie mogę uważać za swe zadanie za­znajomienia was bodajby tylko z naj- ważniejszemi z tych poglądów. Do tego byłyby potrzebne wykłady z wielu go­dzin złożone. Słuszniejszem mi się w y­daje, gdy już przedsiębiorę tę próbę, wy­kazanie wam, ja k ą rolę obecnie teorya Darwina odgrywa w badaniach nad kwe- styami pochodzenia.

*) Odczyt w ygłoszony w zim owym sem es­trze litlO jll roku w Alonachinm, w ydany nastę­pnie w zbiorowem dziele „Die Abstam m ungsleh- re “. Jen a 1911. (Przyp. tłum.).

Pożytecznem będzie krótkie wskazanie, cośmy przywykli nazywać teoryą Darwi­na w ściślejszem znaczeniu tego wyrazu. W śród szerszych warstw publiczności z zasady darwinizm identyfikuje się z te ­oryą ewolucyi. To popularne stanowisko ma do pewnego stopnia uzasadnienie, gdyż dopiero po ugruntow aniu przez D ar­wina teorya ewolucyi zyskała większe znaczenie dla nauki. Wszyscy jednak wiecie, że teorye pochodzenia, teorye „utworzenia przyrody14 istniały już przed Darwinem i że niektóre z nich, przede- wszystkiem Lamarcka, posiadały już głę­bokie podstawy naukowe.

Darwin jed n ak w sformułowaniu, j a ­kie dał teoryi ewolucyi, wygłosił nietyl- ko nowe oryginalne idee, dotyczące fak­tów descendencyi, lecz przedewszystkiem zbudował teoryę, k tóra miała wyjaśnić powstawanie nowych gatunków z form już istniejących. Chciał on przez swą teoryę wykryć siły czynne w przemianie.

Zasadniczą treść darwinowskiej teoryi selekcyi najłatwiej uprzytomnię waszej pamięci, jeśli obiorę za punkt wyjścia jakiś przykład konkretny, np. pospolity gatunek motyla Rusałka pokrzywnik (Va- nessa urticae). Gatunek ten występuje u nas corocznie mniej więcej w tej sa­mej ilości. W ynika z tego, że z każdej parki, istniejącej w roku bieżącym, w y­rośnie w roku przyszłym również tylko jedna parka potomstwa. Motyl jednak każdy składa ja j dużo, z których się też wykluwa wiele gąsienic. Co się z niemi dzieje? Tylko dwa egzemplarze średnio, czyli jedna parka, może wyrosnąć i prze- bytować aż do okresu rozmnażania się wszystkie inne w drodze do tego celu muszą zginąć.

Jeżeli jednak świeżo złożone przez mo­tyla ja ja weźmiemy pod swoję opiekę i wyhodujemy w klatce dla gąsienic, otrzymamy zupełnie inny wynik, aniżeli na wolności. W razie ostrożności i od­robiny szczęścia może się nam udać, że zamiast jednej pary otrzymamy ich 100 lub 200 z jednej porcyi ja j , innemi sło­wy, że wszystkie ja ja doprowadzimy do okresu dojrzałości płciowej.

Gdy hodujemy gąsienice w warunkach

684 WSZECHSWIAT JSTo 43

sztucznych, ochraniam y je od w szyst­kich wypadków, grożących im na wolno­ści. Od pierwszych stadyów rozwoju ja ja i młode zwierzęta są wystawione na mnóstwo niebezpieczeństw: zimno i go­rąco, zbyt wielka wilgoć lub susza, b rak lub nieodpowiedniość pokarmu, p leśnie­nie, gnicie, choroby bak teryalne i inne, pasorzyty, wrogowie wszelakiego rodza­ju: osy, ptaki, jaszczurk i i t. p. dziesiąt­kują na wolności w yląg owadzi; w m ia­rę tego, j a k rodzeństwo wzrasta, s ta je się coraz mniej licznem.

Niekażdy wyląg na wolności znajduje się w tak nieprzyjaznych w arunkach , że dziesiątkowanie idzie tak daleko; z j e ­dnego przeżyje 10 , 20 , z drugiego 5 , 6 egzemplarzy, wiele innych wylęgów wcze­śniej czy później zostanie zniszczone do­szczętnie. Tym sposobem średnio o trzy ­muje się rezultat, k tó ry widzimy w nor­malnych w arunkach w przyrodzie: liczba osobników danego ga tunku z roku na rok nie j e s t ani większa, ani mniejsza.

To w ytępianie większości potomstwa ma zasadnicze znaczenie w teoryi D a r­wina.

Przeciw wszystkim wrogim p ierw iast­kom, grożącym poszczególnym osobni­kom zagładą, s taczają one „ w a lk ę o b y t“. Każdy osobnik, aby się u trzym ać przy życiu, rozwija wszystkie siły, którem i rozporządza. Siły jednak poszczególnych osobników nie są jednakowe.

Proszę sobie przypomnieć ważne fak ­ty, k tóre wyłożył wam w sw ym odczy­cie mój kolega Goldschmidt !). W ynika z nich, że potomstwo z jednego wylęgu pochodzące często znacznie między sobą się różni: organizmy podlegają zmienno­ści. Jes t oczywistem, że potomstwo j e ­dnej pary rodziców, różniące się między sobą na zasadzie zmienności, wystąpi do w alki o byt z rozmaitem uzbrojeniem.

Jajko bogatsze w żółtko m a np. w pe­wnych nieprzyjaznych w arunkach więcej

*) N iniejszy odczyt Dofłeina b y ł szóstym z całej sery i odczytów o te o ry i ew ołucyi. W śród odczytów poprzedzających by ły dw a R. Groldsch- m id ta p. t. „P ow staw an ie gatunków w św ietle w spółczesnej nauki o dziedziczności15. (Prz. tł.).

danych do wydania na św iat silniejszej gąsienicy, aniżeli ja jko gorzej w żółtko zaopatrzone. Motyl la ta jący lepiej, ła ­twiej ujdzie pogoni ptaków owadożer- nych, aniżeli la ta jący źle. Podobne cechy korzystne mogą mieć za skutek, że osob­nik w nie zaopatrzony będzie należał do tych niewielu wybrańców, którzy osią­gnęli swój cel: rozmnażanie się.

Jeżeli teraz te specyaine własności, k tóre się okazały korzystnemi dla zwie­rzęcia, są dziedziczne, a takiemi są one w wielu razach, to przeniosą się na po­tomstwo. Gdy się podobne wypadki, w których zwierzęta pewnego gatunku w skutek posiadania określonego dziedzi­cznego zboczenia prze trw ają w walce o byt, będą gromadziły, to cha rak te r te ­go ga tu n k u sam przez się ulegnie zm ia­nie. Lepiej uposażone osobniki muszą się s tać coraz częstszemi, gdyż one w walce o byt przeżywają, gdy tym cza­sem ich mniej szczęśliwi towarzysze zo­s taną przez dobór wytępieni.

Oto je s t w krótkim zarysie zasadnicza treść darwinowskiej teoryi selekcyi czyli doboru. W alka o byt, t. j. ogół sił p rzy ­rody działających na dany ga tunek zwie­rzęcy, usuwa osobniki gorzej przystoso­wane, aby zostawić przy życiu przysto ­sowane najlepiej do danych warunków życiowych. Spełnia więc ona czynność podobną do czynności hodowcy w sto­sunku do zwierząt domowych, roślin uży­tecznych, kwiatów i t. p., wybierającego z m ateryału hodowlanego do dalszej ku l tu ry tylko osobniki obdarzone wła­snościami, które mu hodowlę opłacą. J e ­żeli te własności okażą się dziedziczne- mi, to hodowca może nowy ga tunek stwo­rzyć sztucznie, przez dobór sztuczny.

Zjawisko odpowiednie w naturze na wolności nazyw am y doborem na tu ra l­nym. To, co w pierwszym przypadku w y­konywa mniej lub więcej świadomie czło­wiek, to w drugim czynią, podług nie­ubłaganych praw działające, nieświado­me, nieuosobione siły przyrody.

Ta tak prosta, jasna i zrozumiała za­sada wyw arła wpływ wielki na w szyst­kich przyrodników, którzy j ą dobrze po­jęli i ujęli. Zrozumieć to zresztą łatwo;

Ais 43 WSZECHSWIAT 685

należy tylko uświadomić sobie, w jakim stanie znajdowała się nauka o organi­zmach, wtedy, gdy zasada Darwina zo­stała ogłoszona.

Z jednej strony przez przepaść między państw am i organicznemi i nieorganicz- nemi został, dzięki odkryciom chemii, w sposób nieoczekiwany przerzucony most; z drugiej jed n ak strony najznako­mitsi znawcy zjawisk życiowych w ska­zywali celowość form organicznych, jako problemat, stanowiący olbrzymi kontrast z ciałami nieorganicznemu Celowe przy­stosowania organizmów nasuwały w yja­śnieniu naukowem u tyle trudności, że zda­wało się niema drogi, na której możnaby je wyjaśnić zapomocą już znanych praw natury .

Darwin przemógł te trudności i t rw ałą zasługą jego geniuszu będzie wykazanie, że powstanie przystosowań celowych mo­żna sobie wyobrazić na podstawie zasad natura lnych , gdyż teorya jego wraz z po­wstawaniem nowych gatunków w yja­śniała ich przystosowanie do danych w a­runków życiowych. Dzisiaj jeszcze trze­ba przyznać, że logika sposobu myślenia Darwina je s t przekonywająca. Musimy się zgodzić, że nowe ga tunk i mogą po­wstaw ać przez walkę o byt i dobór na zasadzie p raw zmienności i dziedziczno­ści, o ile fakty i obserwacye, na k tórych się logiczne dedukcye opierają, zostaną uznane za prawdziwe i słuszne.

Nie można wątpić, chociaż w ostatnich czasach bardzo przeciw temu występo­wano, że zasada Darwina przyczynia się wiele do wyjaśnienia rozwoju, o ile bio­logicznie podstawowe założenia Darwina okażą się prawdziwemi. Zanim się j e ­dnak zwrócimy do sprawdzenia tego na podstawie rezultatów nowych badań, chcielibyśmy w krótkości wyświetlić j e ­szcze jedno ważne zagadnienie, dzielące biologów ostatniego dziesiątka lat na dwa obozy.

Jeżeli będziemy musieli uznać za słu­szną zasadę doboru Darwina, czy tem samem inne teorye powstawania g a tu n ­ków należy odrzucić jako nieprawdziwe? Innemi słowy, czy zasada Darwina w y­starcza do wyjaśnienia pochodzenia g a ­

tunków i czy wyłącza wszelką możliwość wyjaśnienia innego? Tak często dzieje nauki wykazują, że pewien szereg fak ­tów wydaje się być wyjaśnionym przez jednę jednolitą teoryę w ciągu dziesiąt­ków lat, aż się okaże, że trzeba w pro­wadzić nowe czynniki wyjaśniające, lub też, że fakty, które należy wyjaśnić, roz­padają się na grupy, z których jedne mogą być wyjaśnione przez jednę teoryę, inne przez drugą. Jak się rzecz ma z darwinizmem?

Darwin sam wprowadził swoję zasadę jako zasadę pomocniczą i nie myślał przypisywać jej znaczenia uniwersalne­go. Zanadto był on badaczem przyrody w ścisłem znaczeniu wyrazu. Teorya była dla niego środkiem pomocniczym w pracy, metodą do głębszego przeni­knięcia w zawikłane stosunki. Sama ta metoda była poddana walce o by t w pań­stwie myśli i musiała być gotowa w ka­żdej chwili do ustąpienia metodzie lep­szej.

Inne jes t jednak stanowisko zajęte przez większość jego zwolenników i na­stępców. Dla nich już z góry darwinizm był związany ściśle z ich na świat po­glądem. Nie był dla nich metodologicz- nem równaniem, które tak, j a k np. łań ­cuch pierścieniowy benzolu w chemii lub wir eteru w fizyce, daje badaczowi punkt oparcia podczas wdzierania się w krainy nieznanego. Stanowcza logika darwinow­skiej teoryi doboru umożliwiła im zacho­wanie swego poglądu na świat, do któ­rego doszli na zupełnie innej drodze, i w świecie organicznym.

Bezpośredni zwolennicy i następcy D ar­wina nie rozwinęli wcale jego teoryi da­lej: tak np. Haeckel, Huxley i wielu przy­rodników we wszystkich krajach, którzy poszli w ich ślady. Zasługi ich leżą po większej części w innych dziedzinach, nad darwinizmem pracowali o tyle tylko,0 ile był on teoryą ewolucyi; bronili te ­oryi doboru i zastosowali j ą do trudnych1 spornych dziedzin, przyczem mogli wy­kazać jej logiczną zastosowalność we wszystkich możliwych dziedzinach bio­logii.

Ci jednak, którzy się z energią oddali

686 WSZECHSWIAT JYo 43

budowaniu teoryi doboru, nadali je j za­razem charak te r uniwersalny. Tak prze- dewszystkiem olbrzymia praca in te le k tu ­alna niemieckiego zoologa A ugusta Weis- manna została poświęcona dowiedzeniu „wszechpotęgi doboru*'. W eism ann w c ią­gu lat wielu stworzył opracowany aż do najdrobniejszych szczegółów system at, na którego podstawie mógł wykazać, że wszystkie fak ty nauki o rozwoju mogą być logicznie wyjaśnione przez zasadę doboru. W yzyskał on wszystkie możliwe zasady pomocnicze, j a k np. przeniesienie doboru na części składowe ciała o rgan i­zmu, a więc na organy, tkanki, komórki i t. d., i w ten sposób został wzniesiony gmach myśli, w yjaśn ia jący rzeczywiście wszystko, co obejmuje teo rya pochodze­nia. Należy tylko zapytać, czy w szys t­kie fakty wyjaśnione i użyte do wzmoc­nienia dowodzenia są sprawdzone; i dalej spytać się trzeba, czy czasem przyroda w tworzeniu gatunków nie szła zupełnie innemi drogami, na przekór całej logice.

W eism ann zawsze był przekonany, że cechy nabyte nie są dziedzicznemi. Bez dziedziczności zaś cech naby tych w szyst­kie wpływy otoczenia, sposobu życia itd. na zwierzę nie pociągają za sobą żadnych skutków dla gatunku . Zwierzę lub ro­ślina może się jaknajlepiej do warunków swego otoczenia przystosować, jeżeli j e ­dnak to przystosowanie nie przenosi się dziedzicznie na potomstwo, to wszystko, co osobnik dany zdobył, ginie dla g a tu n ­ku. Ponieważ je d n a k dziedziczność cech naby tych wydaje się niemożliwą do do­wiedzenia, pozostaje tylko uznanie d a r ­winowskiej teoryi doboru za podstawę wyjaśnienia ewolucyi, odrzucenie zaś zu­pełne wszystkich innych zasad, przede- wszystkiem lamarkizmu. W ten sposób powstał, jako konsekwentne dalsze ogni­wo darwinizmu — neodarwinizm czyli weismanizm.

Dopóki jed n ak niema dowodów rzeczo­wych, logika myśli nie na wiele się p rzy ­da. To też zawsze byli badacze odrzu­cający weism anowską naukę o wszech- potędze doboru a skłaniający się mniej lub więcej ku zasadom Lam arcka. Mo­żna naw et powiedzieć, że większość ba-

daczów, zajm ujących się teoryą descen- dencyi, pozostała o tyle w ierną swemu mistrzowi Darwinowi, że tak, ja k on to zrobił, wciągała do wyjaśnienia teoryi pochodzenia czynniki lam arkistow skie obok doboru. Między nimi a Weisman- nem i jego szkołą zawiązała się gorąca walka, w której jako zwolennicy pojęć lam arkistow skich występowali głównie Herbert Spencer, Eimer i inni.

Główna broń w tej walce była logicz­nego, czy też dyalektycznego rodzaju. W skazano fak ty przedstawiające pewne trudności objaśnieniu darwinowskiemu, które tylko w sposób sztuczny można było pod nie podciągnąć. Zastęp uczo­nych, k tórzy w walce o lamarkizm do­szli w końcu do zupełnego odrzucenia zasady Darwina, wciąż wzrastał. Byli oni zmuszeni, aby dać jak ąś zasadę wy­jaśn ia jącą wszystkie fakty ewolucyi, roz­winąć lamarkizm, podobnie ja k W eis­mann musiał to zrobić dla darwinizmu po odrzuceniu lamarkizmu. Nie potrze­bowali jednak wprowadzać do nauki L a­m arcka tak wiele p ierw iastku nowego, jak to musiało być dla darwinizmu. To, co Darwin i jego następcy przyjęli od Lamarcka, był to tylko ułamek jego na­uki: pożyteczne przystosowanie się do zmienionych w arunków zewnętrznych i dziedziczenie tego przystosowania przez potomstwo. Lam arck był jednak filozo­fem spekulatywnym i zbudował w ykoń­czony system at swych poglądów. Ten to system at neolamarkiści przyjęli za punkt wyjścia swych reform.

Chętnie korzystam w tem miejscu ze sposobności, aby wspomnieć o moim za­służonym koledze monachijskim, prof. Paulym, który przede wszy stkiem przy­czynił się do powołania lamarkizmu na- nowo do życia. Pomysły rozwinięte przez niego dla posunięeia naprzód idei L a ­m arcka opierają się na spekulacyi. P u n k t wyjścia dla wyjaśnienia przystosowań celowych tworzą pojęcia psychologiczne. Z ich pomocą wybudowano całkowity sy­s tem at logiczny, wyjaśniający ewolucyę aczkolwiek w sposób przeciwstawny weis- manizmowi, jed n ak niemniej uniwersalny.

Neodarwinizm i neolamarkizm w swym,

WSZECHSWIAT 687

rozwoju krańcow ym charakteryzują cały okres badań po Darwinie aż do najnow ­szych czasów. Okres ten je s t z tego względu zadziwiający, że przyniósł b a r ­dzo mało nowych przyczynków do fak­tycznego zbadania powstawania form or­ganicznych. Wielkie postępy biologii w tym okresie czasu zostały osiągnięte na polu morfologii, embryologii, cytolo­gii i t. p. Teorya jednak rozwoju była budowana tylko logicznie na podstawię teoryj już istniejących.

W prawdzie zbieranie nowych faktów nie ustało zupełnie. Sam W eismann, Gąl- ton, botanicy, podróżujący przyrodnicy dostarczyli dużo ważnego m ateryału do zagadnień ewołucyi; większość jednak a r ­mii badaczów pracowała w dziedzinach innych;

Dopiero w czasach najnowszych zaczę­to podstawy zjawisk rozwoju badać em­pirycznie w sposób ścisły, przyczem w poglądach badaczów dokonał się prze­wrót bardzo interesujący.

Przewrót ten je s t przedewszystkiem przez to charakterystyczny, że zaczęto energicznie i z powodzeniem tworzyć no­we podstawy dla budowli teoretycznej, t. j . postarano się o pomnożenie m ate­ryału faktycznego przez doświadczenie i obserwacyę. Na miejsce konstruowa­nych przykładów, zapełniających dawniej­sze prace nad teoryą ewołucyi, starano się dać drzewa genealogiczne ściśle za­obserwowanych hodowli. Badano w pły­wy, w arunkujące zmienność i stałość, notowano wszystkie zjawiska w ystępu­jące w tych doświadczeniach. W szystkie założenia teoryi ewołucyi zostały podda­ne próbie na organizmach żywych.

Oczywiście na tej drodze osiąga się rezulta ty bardzo powoli.' Niewielka ilość pokoleń organizmów, które' badacz w prze­biegu swego doświadczenia może badać, pozwala mu na przeczucie tylko czegoś z praw, podług których odbywa się prze­miana gatunków. Zwolna więc, lecz za- to pewnie osiąga się w ten sposób trwały g run t pod nogami.

Przełożył W. R.(Dok. nast.).

Kompondencya Wszechświata.Zakrycie gwiazdy przez Jowisza i jego Ili

satelitę w d. 13 sierpnia 1911 r.W JV° 38 W szechśw iata zestaw iliśm y już

inform acye, k tó re nadeszły o tem zjaw isku z Przógalin (Polska), Rio Jan e iro (Brazylia) i Zo-se (Chiny); od tego czasu otrzym ali­śm y jeszcze dostrzeżenia z bardziej odle- glycb^jniejscow ości. Oto k ró tk i z n ich w j- ciąg:

W A ustra lii, n ies te ty , w arunki atm osfe­ryczne okazały się fatalne. P . Jo h n T eb b u tt, sędziwy astronom i właściciel obserw atoryum z W indsoru- (N ow a W alia Południow a), pi­sze,, że skutk iem w iatru zachodniego tarcza Jow isza m iała w ygląd rozlanej plam y św ietl­nej, tak , iż naw et sm ugi by ły na niej wi­doczne ty lko chwilam i. Obrazy były wo- góle ta k n iew yraźne, że dostrzeżeniom swym, dokonanym zapom ocą 8-o Calowego ekwa- to ry a łu z powiększeniem 138, p. T e b b u tt nio przypisuje w artości naukow ej. Poraź o s ta t­ni gwiazda, w postaci m glistej p ro tuberan - cyi na tarczy , dostrzeżona została przed wej­ściem o godz. 23 min. 27 sek. 8 czasu po­wszechnego (przepowiedziany m om ent godz. 23 min. 29). W yjścia nie udało się obser­wować.

W pobliskiem obserw atoryum w Sydney (N ow a W alia Połudn.), obrazy były ta k złe, że p. Raym ond, d y rek to r obserw atoryum , uw aża obserw acyę poczynioną za bezpoży- teczną. W ejście zaobserwowano o 22 sekun­dy później, niż w W indsor, na l 1̂ m inuty przed spodziew anym m om entem .

W Adelaidzie (A ustra lia Południow a), jak w dłuższym liście donosi p. G. P . Dodwell, d y rek to r obserw atoryum , było pochm urno. C hm ury w praw dzie niekiedy rozstępow ały się i pozwalały obserw ow ać kónfiguracye w układzie Jow isza, ale w chw ilach k ry ty ­cznych zakryw ały go.• Signore M arcin Gil obserwował w Cordo* bie (Rzeczpospolita A rgen tyńska , A m eryka P ołudn.) zakrycie gwiazdy przez III sa te litę zapom ocą lu n e ty Zeissa o 130 mm otworze. Donosząc o sw ych in teresu jących spostrze­żeniach s. Gil zastrzega się, że je s t ty lko m iłośnikiem astronom ii „sin pretensión de n ingun gónero“. Pierw sze zetknięcie sa te ­lity z gw iazdą nastąpiło o godz. 8 m. 39 czasu narodow ego (Cordoba); o godz. 8 m. 42 ciała niebieskie zlały się zupełnie, o g. 9-ej rozpoczęło się oddzielanie się, wreszcie o godz. 9 m. 4 gw iazda oddzieliła się cał­kiem w yraźnie. R achunkow y m om ent środ­ka zakrycia p rzypadał na g. 8 ni. 51 ('+2'm .).

** *

688 WSZECHSWIAT .Na 43

Powyższe obsorw acye w skazują, że błędy w ziętych za podstaw ę rachunków położeń g w kzdy i p lanety spow odow ały, że zjaw iska nastąp iły jak ieś 1V2 m inu ty w cześniej, niż ■wypadło z ra c h u n k u 1). W obec powolności ru ch u p lanety , w ynoszącego 0",28 na m inu­tę, je s t to niezgoda bardzo m ała, św iadczą-

') W JMa 38 „ W s z e c h ś w ia ta " w y d r u k o w a n o p r z e z o m y łk ę o b l ic z o n y m o m e n t w e j ś c ia w S z a n ­g h a ju g . 23 m . 19 z a m ia s t g . 23 m . 21.

ca o wysokiej dokładności w spółczesnychobserw acyj i teo ry j astronom icznych.

** #Dzięki uprzejm ości p. Gila w iem y, że

w C ordobie by ła pogoda (chociaż obrazy i tam by ły nieszczególne). P . P errine , d y ­re k to r tam tejszego obserw atoryum , u rzeczy ­w istn ił więc praw dopodobnie swój zam iar dokonania obserw aoyj bezpośrednich i fo to­graficznych, ta k , iż możemy stam tąd ocze­kiw ać cennych dostrzeżeń.

T. Banachiewicz,

SPOSTRZEŻEMY METEOROLOGICZNEod 1 do 10 października 1911 r.

(W iadomość S tacyi Centralnej M eteorologicznej przy M uzeum Przem ysłu i Rolnictwa w W arszawie).

Dz

ień Barometr red.

do 0° i na cięż­kość. 700m m -|-

Temperatura st. CelsKierunek i prędk.

wiatru w m/sek.Zachmurzenie

( 0 - 1 0 )2 3E ■a

W §■

mm

UW AGI

7 r. 1 p. | 9 w. 7 r . 1 p. 9 w. Najw. Najn. 7 r. 1 p. 9 w. 7 r. 1 p. 9 w.

1 47,1 46,3 44,5 7,5 13,8 10,4 14,3 4,9 S E ,.

s e 5 E9 © 3 0 * 10 • 6,8 • 2-9 p p . • n .

2 44,6 42,5 43,1 11,3 16,4 12,4 16,5 10,4 00 E 5 n 5 1 0 = 9 1 0 * 8,4 • 6 p p . « 7 308 p p .

3 47,9 50,2 52,7 6 ,5 12.0 9,7 12,5 6 ,0 s w 4 s w 3 w , 9 8 0 —

4 53,9 54,1 54,5 5,6 12,2 9,6 12,6 3;8 s w , NE, E . 9 s © 6 4 —

5 54,5 54,4 54,7 5,0 12,1 11,3 13,4 4 ,0 n e 3 n e 5 NE, 9 = 10 8 0,0 • 2 pp.

6 54,8 55,5 57,5 9,1 14,3 13,8 15,6 8,1 n 3 NE, NE, 8 = 0 7 10 —

7 57,0 54,3 49,9 11.6 13,2 14,0 14,5 11,1 NE, NE0 s e 5 10 10 9 —

8 50,9 49,5 48,3 12,2 17,7 14,3 19,1 11,0 SW , s 6 w 9 © 6 4 10 —

9 47,7 47,7 48,7 10,2 13,3 5,8 14,4 5,4 s w 7 SW , n w 4 6 © 9 1 0 * 1,4 • 11 a. • 4 p . n.

10 50,2 53,4 57,3 3 ,0 7 ,7 5,0 8,3 2,0 n w 5 N W jo NW , © 3 9 8

Śre­dnie 50,9 50,8 51,1 8,°2113,°3

i10,1>6!l4 ,« l 1 6,°7 3,1 5,6 4,4 7,3 7,6 7,9 —

Stan średni barometru za dekadę J/3 0 '••~f"l P H ~9 w.) = 750,9 mm

Temperatura średnia za dekadę: */< ('̂ P,- j- 2 X 9 w .) = 10>°7 Cels.Suma opadu za dekadę: = 16,6 mm

TREŚĆ N U M ERU . Znaczenie w ody w w ybuchach w ulkanicznych, przez Br. R ydzew skie­go.—O zasadzie w zględności w pojęciu fizycznem czasu i przestrzeni, przez H. M erczynga.—F. P ó- flein. S tanow isko nauki w spółczesnej w obec darw in istow skiej teory i doboru, przełożył W- R- — K orespondencya W szechśw iata, przez T. Banachiew icza.—Spostrzeżenia m eteorologiczne.

W ydaw ca W. Wróblewski. Redaktor Br. Znatowicz.Drukarnia L. Bogusław skiego, S-tokrzyska N r. 11. Telefonu 195-52.