Рудольф Баландин - Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие Страница 14

Лишь в XVII веке кристаллография стала оформляться как наука. Снова решающую роль сыграла форма, внешний облик кристалла. И вновь, как в древности, первым объектом зарождающейся науки стал лед, точнее снег. Иоганн Кеплер, стремясь постичь гармонию мира, первым доказал, что кристаллы подчиняются законам геометрии. Несколько позже философ Гассенди для объяснения формы и правильного роста кристаллов привлек старую идею атомов; крохотные частички, выстраиваясь в определенном порядке, образуют кристаллическую структуру.

После первых успехов кристаллографии наступила полоса теоретического застоя: в XVIII столетии преобладали описания классификации кристаллов, как и многих других объектов: растений, животных, окаменелостей.

Ко времени выхода в свет первой крупной работы Вернадского — «Основы кристаллографии» — эта наука достигла значительных успехов. Удалось свести все многообразие кристаллических форм к ограниченному числу «первичных» геометрических фигур. Были выделены и математически описаны тридцать два класса и двести тридцать групп кристаллов (во многом — благодаря замечательным трудам русского кристаллографа Е. С. Федорова).

«В результате этих работ, — подытожил Вернадский, — мы имеем полную и точную геометрическую теорию распределения кристаллических молекул в твердом теле и, пользуясь ее данными, можем смело, спокойно, свободно прилагать вычисление и расчет к миру молекул. В этом отношении теория кристаллических строений является наиболее обработанной частью молекулярной физики… С жидкостью и газом надо сравнивать теперь не твердое тело вообще, а одно из 32 для него возможных состояний».

Что же нового внес Вернадский в хорошо разработанную к началу нашего века кристаллографию?

Прежде всего он отказался от повторения всем известного.

«Благодаря проявлению в кристаллическом веществе геометрических законов, в кристаллографии приобрели особое значение чисто геометрические направления. В результате такой обработки некоторые изложения кристаллографии приобрели характер чисто геометрических дисциплин. Рассмотрение этих отделов науки стоит в стороне от задач данной работы».

Сорокалетний ученый вместо того, чтобы добросовестно пересказать общепринятое, доказанное, бесспорное, постарался осмыслить материал с новых позиций. До сих пор некоторые ученые повторяют старинный принцип: важно описать, каков объект или процесс, предпочтительно — в математической форме. А на вопрос «почему» наука отвечать не обязана. Цепь таких «почему» может увести очень далеко от конкретного исследования.

Но вот кристаллография начала нашего века. Математическое описание форм кристаллов безупречное. Изобретены специальные приборы, проведены бесчисленные измерения. Опыт и математика, взаимно обогащаясь, как и положено для классической науки, легли в основу теории кристаллографии. Что же дальше? Вернадский пишет в своей книге: «Интересы автора обращены в сторону физики, а не геометрии». Он стремится шагнуть в неизведанное…

Формально кристаллография должна описывать кристаллы («графо» — пишу). Для этой цели совершенно достаточно ограничиться геометрией. Математика — универсальный язык науки.

Но, если вспомнить историю, некоторые исследователи старались ответить на вопрос: почему кристаллы имеют особые геометрические формы? Так начиналась, как бы сказать, кристаллология («логос» — познание). У этого направления были свои успехи. Например, попытки по форме кристаллов судить об их микроскопическом строении и о химическом составе. Однако в целом кристаллография теоретически основывалась на геометрии, а в своих опытах — практически — на минералогии. Ведь все природные кристаллы — это одновременно и минералы. Поэтому получил распространение взгляд на кристаллографию как на часть минералогии.

Действительно, «нельзя быть минералогом, — подчеркивал Вернадский, — не овладев основными приемами кристаллографии… ибо минералог имеет дело с твердыми кристаллическими продуктами земных химических реакций». В то же время «можно быть кристаллографом, стоя совершенно в стороне от научного движения в минералогии…».

По мнению Вернадского, со временем перед кристаллографами все яснее выступают вопросы, не имеющие ничего общего с минералогией, открываются безбрежные горизонты для понимания строения материи.

(Отметим, однако, что Вернадский все-таки немало места уделил в своей работе именно геометрической кристаллографии, ее обоснованию. Он описывает кристаллические решетки, идеальные геометрические фигуры, отражающие особенности строения реальных кристаллов; приводит основные законы геометрической кристаллографии; характеризует отдельные кристаллические системы, сингонии… Он отдает должное традиционной кристаллографии, однако стремится выйти за ее пределы.)

Какие же дальние горизонты — неизбежно неясные, туманные — открывались в 1903 году Вернадскому?

Быть может, мое мнение покажется странным или даже ошибочным, но, по-видимому, за несколько лет до триумфа эйнштейновской теории относительности Вернадский пришел к одному из основных ее положений, опираясь на данные кристаллографии. Как известно, в конце прошлого века проводились опыты (главным образом Майкельсоном) по измерению скорости света и одновременно по обнаружению «мирового эфира», неподвижного пространства, в котором пребывают все тела. Вернадский в одном месте своей книги прямо говорит, что кристалл — это особая активная среда, особая форма пространства. Другими словами: нет однородного пространства мира (всеобщего эфира), а есть множество его форм, состояний. Кристалл — одно из состояний, для которого характерна неоднородность физических свойств в разных направлениях. Эту «направленность» свойств кристаллов он назвал векториальностью (от слова «вектор» — направление).

Физики изучали движение материи в инертной бесструктурной среде (пространстве, эфире). Вернадский заговорил о структурной, активной среде, о множественности форм пространства.

Не слишком ли серьезно относимся мы сейчас к этой достаточно абстрактной и, пожалуй, туманно выраженной мысли? Надо ли непременно выискивать гениальные предвидения ученого?

Нет, дело не в гениальном предвидении. Очень важно заметить особенность взгляда Вернадского — свежесть, новизну, даже некоторую «детскость» восприятия. Он отказался от понятия «пустого» пространства без материи, энергии, организованности.

Если прибегнуть к сравнению, то отличие его точки зрения таково. Говорят: человек состоит из таких-то и таких органов. Представляется некоторое пространство (человек), внутри которого находятся сердце, легкие, селезенка и прочие составные части — набор отдельных деталей внутри определенного объема. Как будто, если вынуть все детали, то что-то все-таки останется: некое пространство, где эти детали находились.