Н. Белов - Алексей Васильевич Шубников (1887—1970)

Метод кристаллографии. Для своего развития кристаллография пользуется диалектическим методом, общим для всех наук и специфическим для каждой из них. Главнейшим свойством всякого кристалла, как представителя всего многообразия кристаллов, является симметрия. Симметрия проявляется во внешней форме кристалла, в его структуре, в физических явлениях, протекающих в кристаллах, во взаимодействии кристалла и окружающей среды, в изменениях, претерпеваемых кристаллом под влиянием внешних воздействий. Особенность кристаллографического метода состоит в последовательном применении принципа симметрии во всех случаях, когда это оказывается возможным... Благодаря широкому применению принципа симметрии кристаллография занимает положение самостоятельной науки, связанной с другими частичным совпадением задач и предмета исследований в конкретных вопросах.

Положение кристаллографии среди других наук. Отношение кристаллографии к другим наукам может быть в грубых чертах изображено следующей схемой:

Связь кристаллографии с математикой имеет односторонний характер: кристаллография многое заимствует из математики, в свою очередь не оказывая заметного влияния на развитие последней. Более тесно связана кристаллография с физикой и химией. Эта связь имеет двусторонний характер: от физики кристаллография получает больше, чем ей дает; от химии, наоборот, получает меньше, чем ей дает. Связь кристаллографии с минералогией, петрографией и металлографией опять имеет односторонний характер: этим наукам кристаллография дает несравненно больше, чем от них получает. Разумеется, что перечисленными шестью науками не исчерпывается список дисциплин, имеющих то или иное отношение к* кристаллографии. В последнее время все больше и больше крепнет связь кристаллографии с техникой» [134, с. 5, 6].

К волновавшим его мыслям А. В. Шубников возвращался не раз, обогащая формулировки новым содержанием, акцентами или нюансами, придавая им все большую отточенность и глубину [188, 272].

Три десятилетия назад А. В. Шубниковым прозорливо были намечены связи кристаллографии с биологией и раздвинуты ее рамки в сторону исследования дефектных и кристаллоподобных структур. Сегодня можно констатировать, что это предвидение А. В. Шубникова полностью сбылось.

Особый интерес представляют взгляды А. В. Шубникова на взаимоотношения кристаллографии с физикой и на предмет физической части кристаллографии — кристаллофизики.

«Кристаллофизика — отрасль молекулярной физики, исследующая закономерности физических явлений в кристаллах, связанных с внутренней симметрией кристаллов и их дискретной атомной структурой...

Раздел физики, который исследует природу кристаллических сил, явление пластической деформации, прочности, и двойникования в кристаллах, поверхностную энергию и адсорбцию кристаллов, магнитные свойства кристаллов, спектроскопию, люминесценцию и фотохимические явления в кристаллах, сверхпроводимость, ферромагнетизм, пиро- и пьезоэлектричество, сегнетоэлектричество и т. п., обычно называют физикой кристаллов (см.). Изучение оптических свойств кристаллов — их двойного лучепреломления, вращения плоскости поляризации, коэффициента поглощения — выделяется| в специальный раздел кристаллофизики — кристаллооптику» [188, с. 418].

«Физика кристаллов — раздел молекулярной физики, в котором изучаются свойства кристаллов и происходящие в них процессы и явления, связанные со строением кристаллов в виде решетки из ионов, атомов или молекул. Физика кристаллов тесно связана с такими науками как кристаллография, кристаллохимия и др. Некоторые разделы физики кристаллов настолько развились, что выделились в самостоятельные разделы'физики, например ферромагнетизм, сегнетоэлектричество, пьезоэлектричество, металлофизика и др...».[* Физика кристаллов. — БСЭ, 2-е изд., т. 45, с. 16, 17.]

Взгляды А. В. Шубникова на кристаллографию и кристаллофизику разделялись многими выдающимися учеными — его современниками. Из его высказываний следует, например, что кристаллофизика, являясь общей частью кристаллографии и молекулярной физики (уже физики твердого тела), входит в состав обеих наук. Однако кристаллография в целом не сливается с физикой или ее частью — физикой твердого тела.

Настаивая на самостоятельности кристаллографии как науки, А. В. Шубников занимал в этом вопросе более широкую и правильную позицию, чем его учитель Г. В. Вульф, который считал, что «кристаллография представляет из себя главу физики и содержит в себе учение о твердом теле как о некоторой среде».[** Вульф Г. В. Избранные работы по кристаллофизике и кристаллографии. М.: Наука, 1952. 342 с.] Такую же широкую шубниковскую позицию о несводимости кристаллографии к одной из своих «вершин» занимают академики Н. В. Белов и 'Б. К. Вайнштейн.[*** Вайнштейн Б. К. Современная кристаллография. М.: Наука, 1979, т. 1, с. 6—8.]

«Часто науку кристаллографию, — пишет Н. В. Белов, — изображают кружком внутри треугольника, вершинами которого служат фигуративные точки, символизирующие физику, химию и минералогию. Долгое время кристаллография в основном была тесно связана с минералогической вершиной, но сейчас нередко можно встретиться с утверждением о резком смещении кристаллографии в направлении физической вершины. Так ли это? Несомненно, что представление о кристалличности вещества лежит в основании физики твердого тела; это, в частности, относится к фундаментальным кристаллографическим представлениям о решеточной природе кристаллов, об их симметрии с результирующим разделением всех кристаллов по их точечной (макро) симметрии на 32 класса, по микросимметрии на 230 федоровских групп. Именно у физиков развилось и вылилось в реальные конкретные формы учение о плюс—минус или черно-белой (анти) симметрии. Еще раньше- физики подчинили кристаллографическим законам всю металлофизику. И все же это не та кристаллография, которая гордится двухсотлетней историей...

Вот уже полвека существует (рентгенографический) анализ атомной структуры кристаллов с результатами, исключительно ценными для кристаллографа и минералога, но мало используемыми в физике твердого тела, хотя несомненно, что рентгенографический анализ создан физиками и им уже принадлежит все то, что относится к методике эксперимента, к приемам его наиболее полного использования. И тем не менее самими результатами своих анализов, обычно уходящими во вне, физик, как правило, мало интересуется... Це отдельные кристаллы, а всю совокупность их... видит перед собой классически воспитанный на минералогии кристаллограф. Он обязан хорошо разбираться в созданных отчасти для него физиками методах съемки кристаллов, расшифровки и т. д., но, конечно, хозяином в составлении курса кристаллографии должен быть он, кристаллограф-минералог».[* Белов Н. В. Предисловие к книге И. Костова «Кристаллография». М.: Мир, 1965, с. 5.]