Кіріспе

Шотланд геологы (1726–1797)

Джеймс Хаттон (/pron/'/hʌ//t//ən/; 3 маусым 1726 – 26 наурыз 1797) – шотланд геологы, агроном, химия өндірушісі, табиғатты зерттеуші және дәрігер. Ол геологияны қазіргі заманғы ғылым ретінде қалыптастыруға зор үлес қосты. Хаттон физикалық әлемнің көне тарихын қазіргі тау жыныстарының куәліктерінен болжауға болады деген идеяны ұсынды. Туған шотланд жазығының ландшафты мен жағалауларындағы Солсбери жартасы немесе Сиккар нүктесі сияқты ерекшеліктерді зерттеу арқылы ол геологиялық құрылымдардың өзгермейтін емес, ұзақ мерзім ішінде үздіксіз түрленуге ұшырайтындығы туралы теорияны жасады. Осыдан келіп, ол көптеген ерте геологтармен келісе отырып, Жердің жас емес екенін дәлелдеді. 1830 жылдары біркелкілік деп аталған ғылымның алғашқы жақтаушыларының бірі болды. Бұл ғылым Жер қыртысының ерекшеліктерін ұзақ геологиялық уақыт шкаласында жалғасып жатқан табиғи процестердің нәтижесі ретінде түсіндіреді. Хаттон сонымен қатар адамзат үшін әлемді мәңгілікке сәйкес етуге арналған деистік механизм ретінде ұсынылған «тұрғын Жер жүйесі» туралы тезис ұсынды, бірақ осы саланың негізін Хаттонның пионерлік жұмысы қалады.

Ерте өмір және мансап

Хаттон 1726 жылғы 3 маусымда Эдинбургте Сара Балфур мен Эдинбург қаласының қазынашысы болған саудагер Уильям Хаттонның бес баласының бірі ретінде дүниеге келді. Оның әкесі 1729 жылы, ол үш жаста болғанда қайтыс болды. Ол Эдинбургтегі жоғары мектепте білім алды, онда математика мен химияға ерекше қызығушылық танытты, содан кейін 14 жасында Эдинбург университетінде "адамгершілік студенті" ретінде классикалық әдебиеттерді оқыды. 17 жасында ол Джордж Чалмерс WS заңгерінің шәкірті болды, бірақ заңгерлік жұмыстан гөрі химиялық тәжірибелерге көбірек қызығушылық танытты. 18 жасында дәрігердің көмекшісі болып, Эдинбург университетінде медицина бойынша лекциялар тыңдады. Екі жыл Парижде болғаннан кейін, Джеймс Хаттон 1749 жылы Лейденге келді, онда 14 тамызда 1749 жылы Лейден университетінде, сол кездегі ректор Жоахим Шварцтың үйінде медицина докторы дәрежесін алу үшін тіркелді. Ол Лангебрюгте жесір Ван дер Таспен (туған есімі Джудит Буват) бірге тұрды, бұл Лейдендегі қазіргі Лангебрюг 101 мекенжайына сәйкес келеді. Оның жетекшісі профессор Фредерик Винтер болды, ол Лейден университетінің профессоры ғана емес, сонымен қатар стадхольдердің жеке дәрігері болды. Хаттонның диссертациясының латын тіліндегі қолжазбасында 92 тезис бар, олардың екеуін Джеймс Хаттон 1749 жылғы 3 қыркүйекте жаңартпалы түрде сәтті қорғады. 1749 жылғы 12 қыркүйекте Джеймс Хаттон Лейден университетінен "Sanguine et Circulatione Microcosmi" атты физико-медициналық диссертациясымен медицина докторы дәрежесін алды. Диссертацияны Лейдендегі кітап баспашысы Вильгельм Бут басып шығарды. Джеймс Хаттон диплом алғаннан кейін көп ұзамай Ұлыбританияға оралды деп есептеледі. Диплом алғаннан кейін Хаттон Лондонға барып, 1750 жылдың ортасында Эдинбургке оралып, жақын досы Джон Дэвимен химиялық тәжірибелерді қайтадан бастады. Олардың көмірден аммиак тұзын өндіру жұмысы табысты химиялық өндіріс орнында серіктестікке әкелді.

Ауыл шаруашылығы және геология

Хаттон әкесінен Бервикширдегі Слайхаус шаруашылықтарын, 1713 жылдан бері отбасының меншігінде болған жазық далалық шаруашылықты және Нетер Монинут төбелік шаруашылығын мұраға алды. Ол атақты Джеймс Клерк Максвеллдің әулетінен шыққан.

Эдинбург және канал құрылысы

1768 жылы Хаттон Эдинбургке оралды, шаруашылықтарын жалға берді, бірақ шаруашылықты жақсарту және зерттеулермен айналысып, Слайххаус шаруашылығында жүргізілген тәжірибелерге де қызығушылық танытты. Ол маддер түбірінен қызыл бояу жасады. 1770 жылы Эдинбургтегі Сент-Джонс төбесінде, Салисбери жартасына қарайтын үй салдырды. Бұл үй кейін Балфур отбасының мекеніне айналды, ал 1840 жылы психиатр Джеймс Крайтон Браун осы жерде дүниеге келді. Хаттон Шотландиялық ағартушылықтың ең ықпалды тұлғаларының бірі болды және математик Джон Плейфэр, философ Дэвид Юм және экономист Адам Смит сияқты ғылымдағы көрнекті ойшылдармен байланыс жасады. Хаттон Эдинбург университетінде қызмет атқармады және ғылыми жаңалықтарын Эдинбург Корольдік қоғамы арқылы жеткізді. Ол дәрігер және химик Джозеф Блэкпен жақын дос болды, олар Адам Смитпен бірге апта сайынғы жиналыстар үшін Oyster Club-ты құрды. 1767 мен 1774 жылдар аралығында Хаттон Форт және Клайд каналын салуға белсенді қатысты, геологиялық білімін акционер ретінде де, басқару комитетінің мүшесі ретінде де толыққанды пайдаланды, сондай-ақ барлық құрылыс нысандарының тексерулеріне қатысты. Ол сол кезде Лит қаласындағы Бернард көшесінде тұрған. 1777 жылы «Көмір мен тастың сипаты, сапасы және айырмашылықтары туралы ойлар» атты памфлет жариялады, ол кішкентай көмірді тасымалдау үшін акциздік салықтан босатуға көмектесті. 1783 жылы ол Эдинбург Корольдік қоғамын құрушылардың бірі болды.

Кейінгі өмір және өлім

1791 жылдан бастап Хаттон несеп көпіршігіндегі тастардан қатты ауырып, өріс жұмыстарын тоқтатты және кітаптарын аяқтауға көшті. Қауіпті әрі ауыр операция оның ауруын басаңдатпады. Ол Эдинбургте қайтыс болды және Эндрю Балфурдың мазартасына, оның досы Джозеф Блэктің мазартасына қарама-қарсы, Эдинбургтегі Грефрайрс Киркярдтың қазір жабық оңтүстік-батыс бөлігінде, көптегендер «Ковентер түрмесі» деп білетін жерге жерленді. Хаттон үйленбеді және заңды балалары болған жоқ.

Тау жыныстары теориясы

Хаттон айналасындағы тау жыныстарының қалыптасуын түсіндіру үшін бірнеше гипотезалар жасады, бірақ Плейфейрдің айтуынша, ол «өз теориясын жариялауға асықпады; себебі ол шындықты тамашалаудан, оны ашқаны үшін мақтау алудан гөрі көбірек ләззат алатын адамдардың бірі болды». 25 жылдық жұмыстан кейін оның «Жер теориясы; немесе Жер шарындағы жердің құрамында, ыдырауында және қалпына келтірілуінде байқалатын заңдарды зерттеу» атты еңбегі Эдинбург Корольдік қоғамының отырыстарында екі бөлімде оқылды, біріншісін оның досы Джозеф Блэк 1785 жылғы 7 наурызда, ал екіншісін өзі 1785 жылғы 4 сәуірде оқыды. Кейін Хатон өзінің «Жер жүйесі, оның ұзақтығы және тұрақтылығы туралы» диссертациясының тұжырымдамасын 1785 жылғы 4 шілдеде өткен қоғам отырысында оқыды. Хатон өзінің жер теориясын 1785 жылғы 4 наурызда және 7 сәуірде Эдинбургтегі Корольдік қоғамда ұсынды. Ол Эдинбургтегі Солсбери жартасынан жанартаулық жыныстың шөгінді жыныстар арқылы енгенін тапты. Ол 1786 жылы Галлоуэйде және 1787 жылы Арран аралында басқа мысалдарды тапты. Бұрыштық сәйкессіздіктерді Николас Стено және француз геологтары, соның ішінде Хорас Бенедикт де Соссюр атап өткен, олар оларды Нептунизм тұрғысынан «алғашқы формациялар» деп түсіндірген. Хатон мұндай құрылымдарды өзі зерттеп, тау жыныстарының қабаттары арасындағы байланыстың «ерекше белгілерін» көруді қалаған. 1787 жылы Арран аралына сапар барысында ол Ньютон нүктесінің солтүстігінде, Лохранза маңындағы Хаттонның сәйкессіздігінен алғашқы үлгіні тапты, бірақ шектеулі көрініс негізгі қабаттардың жағдайы жеткілікті анық болмады, сондықтан ол қабаттар ашық шығыңқыдан төмен тереңдікте сәйкес екенін дұрыс емес ойлады. Кейін 1787 жылы Хатон қазіргі уақытта Инчбоннидегі Хаттон немесе «Ұлы» сәйкессіздігі деп аталатын нәрсені атап өтті. Оң жақтағы суреттерде көрсетілгендей, жартастың төменгі қабаттарындағы сұр қабаттар тік бойлап, ал конгломераттың аралас қабаты үстінде Ескі Қызыл құмтастың көлденең қабаттары жатыр. Кейін ол былай деп жазды: «Мен жердің табиғи тарихындағы өте қызықты және ұзақ уақыт бойы іздегенімді тапқаныма қуандым». Сол жылы ол Тевиотдейлде де осындай тізбекті тапты. Плейфейр кейінірек бұл оқиға туралы: «Уақыттың тереңдігіне мұндай қараудан ақыл-ойымның басы ауырып кеткендей болды» деді. Жағалау бойымен жалғасқанда, олар тік төсектердің күшті толқын белгілерін көрсететін бөлімдерін қоса алғанда, көптеген жаңалықтар тапты, бұл Хаттонға осы төсектердің суға көлденең орналасқанын растау ретінде «үлкен қанағат» берді. Ол сондай-ақ қабаттардың эрозиясының деңгейін көрсеткен биіктікте конгломератты тапты және «біз қазір көріп отырған нәрсемен кездесуді ешқашан армандамауымыз керек еді» деді. 1785 жылғы 7 наурыздағы және 4 сәуірдегі отырыстарда оқылған теориясының толық есебі 1788 жылға дейін баспа түрінде жарияланбады. Ол «Жер теориясы; немесе Жер шарындағы жердің құрамында, ыдырауында және қалпына келтірілуінде байқалатын заңдарды зерттеу» деп аталды және ол Эдинбург Корольдік қоғамының мәмілелерінде, 1-том, 2-бөлім, 209–304 беттерде, 1- және 2-суреттермен 1788 жылы жарияланды. Ол «әдетте болған оқиғалардан кейін не болатыны туралы қорытынды жасауға болатын деректер бар» деген пікірді алға тартты. Бұл шотландтық ағартушылық тұжырымдамасын қайталады, оны Дэвид Юм 1777 жылы «тәжірибеден алынған барлық тұжырымдар болашақ өткенге ұқсайды деп болжайды» деп айтқан, ал Чарльз Лайелл 1830 жылдары «қазіргі уақыт өткенге кілті» деп қайталап жазды. Хаттонның 1788 жылғы еңбегінде: «Осылайша, біздің қазіргі зерттеуіміздің нәтижесі – біз бастаудың ешқандай ізін таппадық, соңына деген үміт жоқ». (Бұл 1989 жылы әнші және профессор Грег Граффиннің «No Control» әнінде келтірілген.) Сын-ескертпелер, әсіресе Ричард Кирванның пікірлері, оның идеялары атеистік және логикалық емес екенін айтты, оның теориясының 1788 жылғы нұсқасы (шағын қосымшалармен) және Хатонның әртүрлі тақырыптар бойынша, мысалы, граниттің шығу тегі сияқты, қысқа қағаздардан алынған көптеген материалдарды қамтыды. Ол Томас Бернет және Жорж Луи Леклерк, граф де Буффон сияқты баламалы теорияларды қарастырды. 1794 жылы үшінші томды шығарған кезде оның толық атауы «Білім принциптерін зерттеу және ақыл-ойдың дамуы, сезімнен ғылым мен философияға дейін» болды. Оның 2138 беті Плейфейрді «Кітаптың үлкен көлемі және оның көптеген бөліктеріне қарсылық білдіруге болатын түсініксіздік оны лайықты бағаланбауына себеп болды» деуге мәжбүр етті.

Қарсы теориялар

Оның жаңа теориялары оны сол кезде танымал болған неміс геологы Абрахам Готтлоб Вернердің нептун теориясына қарсы қойып, барлық тау жыныстары бір ғана үлкен су тасқынынан пайда болды деген пікірмен келіспеді. Хаттон Жердің ішкі бөлігі қызып тұратынын және осы қызу жаңа тау жыныстарының пайда болуын қозғаушы күш екенін айтты: құрлық ауа мен судың әсерінен эрозияланып, теңізде қабаттар түрінде шөгінділерге айналады; содан кейін қызу бұл шөгінділерді тасқа бірістіріп, жаңа құрлықтарға көтеріп шығарды. Бұл теория Вернердің теориясына қарама-қарсы ретінде "плутонизм" деп аталды. Нептуншылдармен күресумен қатар, ол ғылыми мақсаттар үшін терең уақыт концепциясының қалыптасуын да қабылдады. Жердің жасы мыңдаған жылдар ғана екенін мойындамай, Жердің әлдеқайда көне болғанын, оның тарихының шексіз алыс өткенге дейін созылатынын тұжырымдады. Оның геологиялық идеяларын (бірақ эволюция туралы ойларын емес) Джон Плейфэр 1802 жылы, ал кейін Чарльз Лайелл 1830 жылдары қайта жариялап, қайталап орын алатын цикл туралы түсінікті кеңінен таратты. Дегенмен Лайелл Хаттонның көзқарастары апаттық өзгерістерге тым көп сенім артады деп есептеді.

Метеорология

Бұл тек Жер ғана емес, Хаттон назарын аударған нәрсе. Ол атмосфераның өзгеруін ұзақ жылдар бойы зерттеді. Оның "Жер туралы теориясы" жарық көрген томда "Жаңбыр туралы теориясы" да бар еді. Ол ауаның ерітінді күйінде сақтай алатын ылғал мөлшері температурамен бірге артатынын айтты, демек, әртүрлі температурадағы екі ауа массасы араласқанда ылғалдың бір бөлігі конденсацияланып, көзге көрінетін күйде пайда болады. Ол әртүрлі аймақтардағы жауын-шашын және климатқа қатысты бар деректерді зерттеді де, жауын-шашынның бір жағынан ауаның ылғалдылығымен, екінші жағынан жоғары атмосферадағы әртүрлі ауа ағындарының араласуымен реттелетініне келді.

Жер - тірі жан

Хаттон биологиялық және геологиялық процестердің өзара байланысты екенін үйретті. 1970 жылдары «Гайя» гипотезасын жасаған Джеймс Лавлок Хаттонның Жерді суперорганизм деп атағандығын және оны тиімді зерттеу физиология болуы керек екенін айтады. Лавлок Хаттонның Жер туралы көзқарасы 19-ғасыр ғалымдары арасындағы қатаң редукционизм салдарынан қабылданбағанын жазады. Деизмнің ықпалымен Хаттон бұл механизм түрлерге нақты жағдайларға жақсы бейімделген түрлерді қалыптастыруға мүмкіндік береді деп ойлады және табиғаттағы игі ниетті дизайннің дәлелін ұсынды. Чарльз Дарвиннің жазбаларын зерттеу Дарвиннің табиғи іріктеу идеясына дербес келгенін көрсетті, ол 1859 жылы жарық көрген «Түрлердің шығу тегі» кітабында баяндалған. Алайда, Дарвиннің Эдинбургте студент кезінде Хаттон, Уильям Чарльз Уэллс және Патрик Мэтьюдің табиғаттағы іріктеу туралы идеяларының жартылай ұмытылған естелігі болған болуы мүмкін деген болжам бар. Бұл үш ғалымның барлығы 19-ғасырдың басында өз идеяларын жариялаудан бұрын бұл қаламен байланысты болды. Сиерра-Невада тауларындағы Хаттон тауы Хаттонның құрметіне аталған.