Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1997 89

badania te podejmie natychmiast kolejna
grupa uczonych (przypomnijmy sobie
afer´ z zimnà fuzjà) i oszustwo szybko
wyjdzie na jaw. Nieomal automatycznie
zadzia∏a mechanizm samokontroli na-
uki. Wystarczy dodaç do tego (moim
zdaniem na razie szwankujàcy) system
Êrodowiskowego ostracyzmu w stosun-
ku do oszusta, a problem fa∏szywych
proroków w nauce na pewno uzyska
mniejszy wymiar.

Na koniec mo˝e warto pami´taç, ˝e

skandale w nauce cz´Êciej docierajà
ostatnio do szerokiej publicznoÊci: w bra-
ku nowej wojny lub afery szpiegowskiej
mogà one od biedy zajàç pierwsze
strony gazet. Zyska∏y równie˝ na kolo-
rycie: prowadzàc jedno z takich Êledztw,
sprawdzano w policyjnym zak∏adzie
kryminalistyki, czy notatki w dzienni-
ku laboratoryjnym robione by∏y d∏ugo-
pisem znajdujàcym si´ ju˝ na rynku
w okresie, na który wskazywa∏a data za-
pisków [patrz: „Z czystym kontem”;
Âwiat Nauki, styczeƒ 1997].

Nasze czasy przynios∏y równie˝ wie-

le dylematów, których dawniej w nauce
nie by∏o; ciekawy wydaje mi si´ przy-
k∏ad Kohna dotyczàcy linii komórkowej
KG-1. Komórki pobrano od chorego na
bia∏aczk´, przekszta∏cono w stabilnà li-
ni´ komórkowà, podzielono si´ nimi
z innà pracownià, w której wykryto, i˝
wytwarzajà one pot´˝ny Êrodek prze-
ciwwirusowy, interferon. Wtedy znala-
z∏y si´ w r´kach kolejnych dwu naukow-
ców, którzy zbadali struktur´ tego typu
interferonu, a nast´pnie przekazali za-
danie firmie biotechnologicznej, aby ko-
rzystajàc z linii KG-1, przygotowa∏a tech-
nologi´ produkcji przebadanego ju˝
interferonu. Konia z rz´dem temu, kto
rozstrzygnie bezspornie, czyjà w∏aÊci-
wie w∏asnoÊcià by∏y w tym momencie
komórki KG-1, a czyjà preparat interfe-
ronu przygotowany do zastosowaƒ kli-
nicznych! Jaki˝ pi´kny proces sàdowy
do opisania na pierwszych stronach go-
niàcych za sensacjami pism!

Nie sposób wyliczyç wszystkich typów

oszustw, k∏amstw i przeinaczeƒ cytowa-
nych i usystematyzowanych przez Kohna.
W koƒcu rzecz dotyczy Êmietanki intelek-
tualnej spo∏eczeƒstwa, a wi´c i wyobraê-
nia, i pomys∏owoÊç tu reprezentowane sà
najwy˝szej próby. Po lekturze tej ksià˝ki
nabieramy przekonania, ˝e „temu koƒca
byç nie mo˝e”, ale te˝, ˝e w tej dziedzi-
nie, raczej pr´dzej ni˝ póêniej, prawda
zwyci´˝y. A to ju˝ coÊ znaczy!

Szkoda tylko, ˝e doÊç cz´sto w tekÊcie

przek∏adu zdarzajà si´ potkni´cia t∏uma-
cza, któremu chyba j´zyk porozumie-
wania si´ biologów molekularnych nie
jest znany z bezpoÊredniego kontaktu.

Magdalena Fikus

S

zcz´Êliwego Nowego Roku! Pier-
wszego stycznia 1997 oko∏o godz.
24.00 Ziemia znalaz∏a si´ najbli˝ej

S∏oƒca w tym roku. Eliptyczna orbita,
po której wszyscy podró˝ujemy, nie jest
wcale sp∏aszczona; przypomina raczej
okràg. G∏ównym miernikiem jej elip-
tycznoÊci jest oddalenie S∏oƒca od Êrod-
ka. W najprostszym newtonowskim
uk∏adzie dwóch cia∏ – zbudowanym na
przyk∏ad ze S∏oƒca i planety – porusza-
jàcych si´ pod wp∏ywem wzajemnego
przyciàgania grawitacyjnego, za-
wsze zaobserwujemy to samo:
gdy ju˝ zacznà krà˝yç wokó∏ sie-
bie, ich orbity przez ca∏y czas b´-
dà zamkni´tymi elipsami.

Orbity planetarne nie sà jed-

nak tak porzàdne – a mo˝e nud-
ne – jak w tym przyk∏adzie.
WiecznoÊç elips obowiàzuje tylko
w przypadku uk∏adu dwóch cia∏.
Gdy mamy do czynienia z trze-
ma (lub wi´kszà liczbà) oddzia∏u-
jàcych ze sobà obiektów, nie po-
trafimy przewidzieç, jak b´dà wyglàda∏y
ich orbity po d∏ugim czasie. Dlaczego
uk∏ad trzech cia∏ tak bardzo ró˝ni si´ od
uk∏adu dwóch cia∏? Mo˝emy to zrozu-
mieç bez uciekania si´ do matematyki.

Wiemy, ˝e planety sà drobinkami

w porównaniu ze swymi rozleg∏ymi or-
bitami. Wyobraêmy sobie masywne
S∏oƒce w centrum, planet´ poruszajà-
cà si´ wokó∏ niego po wielkim okr´gu
i trzecie cia∏o – niewielkà planetoid´ lub
komet´ – o masie tak ma∏ej, ˝e jej wp∏yw
na dwa pozosta∏e obiekty niemal zawsze
mo˝na pomijaç. UmieÊçmy komet´ na
orbicie po∏o˝onej w tej samej p∏aszczyê-
nie, co orbita planety, ale niech to nie
b´dzie okràg. Wybierzmy raczej wyd∏u-
˝onà elips´, w której ognisku znajduje
si´ S∏oƒce.

Kometa okrà˝a S∏oƒce w niewielkiej

odleg∏oÊci, nast´pnie si´ od niego odda-
la – daleko poza okràg∏à orbit´ planety
– by po jakimÊ czasie powróciç i zaczàç
wszystko od nowa. Planeta w´druje
spokojnie, powodujàc niewielkie zabu-
rzenia w eliptycznej orbicie komety. Ko-
meta regularnie przecina orbit´ plane-

ty, ale przez wi´kszoÊç czasu oba cia∏a
znajdujà si´ daleko od siebie. Choç
wÊród niezliczonej liczby okrà˝eƒ zda-
rzy si´ i takie, w którym dojdzie do zbli-
˝enia komety i planety.

Mimo ˝e podczas zbli˝enia cia∏a si´

ze sobà nie zetknà, oddzia∏ywanie gra-
witacyjne mo˝e wzrosnàç milionkrot-
nie. Wp∏ynie to na ruch. Kometa zo-
stanie przerzucona na nowà orbit´ za-
krzywiajàcà si´ wokó∏ planety. Poru-
szajàca si´ planeta mo˝e przekazaç ko-

mecie energi´ lub jà od niej przechwyciç.
Kometa zaÊ – uciec z uk∏adu na zawsze,
jeÊli uzyska pr´dkoÊç wystarczajàcà, by
wyzwoliç si´ spod wp∏ywu przyciàga-
nia odleg∏ego S∏oƒca. ˚aden prosty wzór
nie zdo∏a przewidzieç ostatecznego wy-
niku spotkania.

Dowolnej d∏ugoÊci ciàg orbitalnych

spotkaƒ nazywam „tasowaniem Poin-
carégo” na czeÊç francuskiego matema-
tyka Jules’a-Henriego Poincarégo ˝yjà-
cego na prze∏omie XIX i XX wieku.
Jeszcze przed 1900 rokiem udowodni∏
on, ˝e nawet najd∏u˝ej rejestrowana
punktualnoÊç w ruchu cia∏ nie gwaran-
tuje, i˝ zestawione na jej podstawie tabli-
ce nie rozminà si´ po pewnym czasie
z rzeczywistoÊcià.

W uk∏adzie dwóch cia∏ ˝adne nie-

szcz´Êcie si´ nie zdarzy, gdy˝ nie ma
pod r´kà trzeciego cia∏a, które mog∏oby
dostarczyç troch´ energii. W tym naj-
prostszym przypadku przewidywania
b´dà doskonale zgodne z rzeczywisto-
Êcià; zadbajà o to ró˝ne prawa zacho-
wania, w tym prawo zachowania ener-
gii. Praw tych jest jednak w mechanice

ZADZIWIENIA

Philip Morrison

Tasowanie Poincarégo

KOMENTARZ

Ruch orbitalny Merkurego

wykazuje oznaki niestabilnoÊci

– niewykluczone,

˝e b´dzie to nast´pna planeta,

która zostanie wyrzucona

z Uk∏adu S∏onecznego.

90 Â

WIAT

N

AUKI

Marzec 1997

za ma∏o, gdy mamy do czynienia z za-
gadnieniem wielu cia∏.

Obliczenia przeprowadzone w la-

tach szeÊçdziesiàtych przez trzech ro-
syjskich matematyków wykaza∏y, ˝e
uk∏ad planetarny mo˝e pozostaç sta-
bilny, jeÊli na poczàtku przypomina∏
najprostszy model: planety o ma∏ej
masie krà˝à w jednej p∏aszczyênie po
kolistych, znacznie od siebie oddalo-
nych orbitach. Nasz Uk∏ad
S∏oneczny nie le˝y w wy-
znaczonym przez teori´
wàskim paÊmie grawita-
cyjnego spokoju, choç nie
znajduje si´ od niego zbyt
daleko.

Najbardziej popularne

wyjaÊnienie stabilnoÊci na-
szego systemu odwo∏uje
si´ do jego ewolucji. Ten,
który prze˝y∏ – czyli Uk∏ad
S∏oneczny – zmienia∏ si´
przez miliardy lat, a˝
wreszcie osiàgnà∏ dzisiej-
szy niemal stabilny stan.
Nie umiemy powiedzieç,
czy proces upraszczania na
tym si´ zakoƒczy∏.

Przypomnijmy inne zna-

jome poj´cie: rezonans.
Wyniki regularnych, choç
odleg∏ych spotkaƒ mi´dzy
orbitujàcymi cia∏ami mogà
si´ stopniowo kumulowaç,
a˝ niedu˝e efekty urosnà
do wielkich rozmiarów.
Przemarsz kolumny woj-
ska przez wiszàcy most
mo˝e na przyk∏ad spowo-
dowaç jego zerwanie.
W systemie wielu krà˝à-
cych po orbitach cia∏ do ta-
kiego delikatnego dopaso-
wania si´ ruchu mo˝e dochodziç nawet
przypadkiem. Tego rodzaju zjawisko
umo˝liwia znacznie bardziej stopniowe
zmiany ni˝ tasowanie.

Mora∏ z tego jest prosty. Wi´kszoÊç

systemów, w których wiele cia∏ po-
rusza si´ po nie uporzàdkowanych or-
bitach, ma skoƒczony czas ˝ycia, na-
wet jeÊli jest on d∏ugi. Niewielkie obiek-
ty przecinajà na w∏asne ryzyko Êcie˝ki
cia∏ wi´kszych. Zdolni wykreÊlacze
orbit z Jet Propulsion Laboratory wie-
dzieli o tym od dawna, grajàc w swój
planetarny bilard. Dzi´ki zaplano-
wanym przez nich bliskim spotka-
niom sonda Galileo w swej drodze do
Jowisza musn´∏a Ziemi´ (dwukrotnie)
i Wenus.

Wiele skalnych od∏amków wyrzu-

conych dawno temu z kraterów, które
zosta∏y wybite podczas spadku me-
teorytów na powierzchni´ planet,

przeskakuje dziÊ z jednej orbity na
drugà poÊród milionów przecinajà-
cych si´ trajektorii. Dzi´ki tasowaniu
Poincarégo kilka s∏ynnych kawa∏ków
Marsa dotar∏o na Ziemi´, a nast´pne byç
mo˝e do∏àczà do nich za jakiÊ czas. W
zamierzch∏ych czasach grawitacja pla-
net olbrzymów bardzo przerzedzi∏a
Êwiat lodowych komet, doprowadzajàc
do ich ∏àczenia si´ ze sobà lub skazujàc

je na tu∏aczk´. Na skutek przypad-
kowego oddzia∏ywania z materià ga-
laktycznà, znajdujàcà si´ daleko poza
granicami Uk∏adu S∏onecznego, co ro-
ku kilka z trylionów wygnanych komet
powraca, ponownie w niebezpieczny
sposób przecinajàc orbity planet. Ko-
mety te czeka ten sam los: albo zosta-
nà pochwycone, albo wyrzucone poza
uk∏ad.

Dzi´ki komputerom mo˝emy badaç

d∏ugie ciàgi czasowe z zadowalajàcy-
mi rezultatami. Gdy odtworzymy do-
k∏adnie si∏y grawitacyjne wywierane
przez wiele cia∏, mo˝emy Êledziç, krok
po kroku, jak ze sobà oddzia∏ujà w Êwie-
cie wielu orbit. Jeden Uk∏ad S∏oneczny
nie wystarczy, by stwierdziç, w jaki spo-
sób powinny si´ zachowywaç inne,
gdy˝ ró˝norodnoÊç jest jednà z naj-
bardziej rozpowszechnionych cech.
Uprzejmi dynamiczni koledzy poka-

zali mi ostatnio wyniki niektórych ba-
daƒ szczególnego przypadku zagadnie-
nia trzech cia∏: dwie planety o porów-
nywalnych masach obiegajà swe s∏oƒce
po ciasnych koncentrycznych orbitach.
Planety utrzymujà si´ na mniej lub bar-
dziej niezmiennych orbitach przez wie-
le, bardzo wiele obiegów – przez dzie-
siàtki „tysiàcleci”. Po czym wystarczy
jeden z∏y sezon i planety porzucajà swe

Êcie˝ki, znacznie si´ do siebie
zbli˝ajà, by ostatecznie cofnàç si´
na stare Êmieci.

Nieco póêniej przyciàganie sta-

je si´ nieodparte: planety si´ ze
sobà ∏àczà. Podczas innej próby
jedna z planet zostaje wyrzuco-
na na bardzo odleg∏à orbit´. Czy
przypadkiem w taki w∏aÊnie spo-
sób nie potoczy∏a si´ historia jo-
wiszopodobnej planety odkrytej
niedawno przy pobliskiej gwieê-
dzie? Planeta ta krà˝y samotnie
bardzo blisko swego s∏oƒca.

Uzbrojeni w komputery „dy-

namicyÊci” snujà ostatnio ponu-
re przewidywania dotyczàce na-
szego podwórka. Powoli po-
wstajà wielkie empiryczne ta-
blice, lecz nie mo˝na im ufaç
w perspektywie miliardów lat.
Wyglàda na to, ˝e w Uk∏adzie
S∏onecznym wakuje kilka orbit,
po których mog∏yby poruszaç
si´ planety. Najprawdopodob-
niej wiele planet – tuzin lub dwa
wi´cej ni˝ obecnie – krà˝y∏o
dawno temu wokó∏ S∏oƒca, zde-
rzajàc si´ ze sobà lub uciekajàc
w przestrzeƒ mi´dzygwiazdo-
wà. Ruch orbitalny Merkure-
go wykazuje oznaki niestabilno-
Êci, których nie sposób lekce-
wa˝yç. Niewykluczone, ˝e b´-

dzie to nast´pna planeta wyrzucona
z Uk∏adu S∏onecznego.

NiestabilnoÊç nie musi kojarzyç si´

wy∏àcznie z nieszcz´Êciem, mo˝emy
zawdzi´czaç jej tak˝e pi´kne chwile.
Wiosnà 1997 roku b´dziemy podziwiaç
jedno z wygnanych niegdyÊ cia∏ – ko-
met´ Hale-Bopp, noszàcà nazwiska
dwóch doÊwiadczonych obserwatorów
nieba, którzy jà odkryli, niezale˝nie od
siebie, w 1995 roku. JeÊli dopisze nam
szcz´Êcie, kometa przewy˝szy swym
blaskiem wszystkie gwiazdy, stajàc
si´ doskonale widoczna go∏ym okiem
[patrz: „Naukowiec amator”, strona 83].
Na prze∏omie marca i kwietnia b´dzie
jà mo˝na odnaleêç nad pó∏nocno-za-
chodnim horyzontem, zarówno po
zachodzie, jak i przed wschodem S∏oƒ-
ca. Nie bujam!

T∏umaczy∏

Jaros∏aw W∏odarczyk

DUSAN PETRICIC