Рудольф Баландин - Вернадский: жизнь, мысль, бессмертие

Вернадский на летней студенческой практике всерьез занимался изучением почв.

«Почвы, — писал Докучаев, — являясь результатом чрезвычайно сложного взаимодействия местного климата, растительных и животных организмов, состава и строения материнских горных пород, рельефа местности, наконец, возраста страны, понятно, требуют от исследователя беспрестанных экскурсий в область самых разнообразных специальностей».

Студенту-геологу Вернадскому надлежало бы, казалось, изучать преимущественно минералогию почв. Однако Докучаев не был сторонником узкой специализации. Вернадскому поручались исследования химии почв, почвообразовательной деятельности растений и животных, почвенных (грунтовых) вод, а также горных пород, происхождения рельефа. Школа почвоведения Докучаева формировала, как сейчас принято говорить, специалистов широкого профиля.

Когда Вернадский окончил университет, ему предложили занять вакантное место хранителя минералогического кабинета. Судьба словно специально отдаляла его от почвоведения и толкала на путь узкой специализации. Но мысль молодого ученого не мирилась с ограничениями. Вернадский всегда стремился как можно глубже проникнуть в тайны строения материи, минералов. Его влекло к широким обобщениям, и не раз в беседах со специалистами он старался ограничивать полет своей фантазии, чтобы не выглядеть фантазером.

Подобная жажда обобщений — прекрасное качество ученого. Недаром любимый Вернадским поэт-философ Гёте иронизировал над ограниченными учеными:

… Живой предмет желая изучить, Чтоб ясное о нем познанье получить, — Ученый прежде душу изгоняет, Затем предмет на части расчленяет И видит их, да жаль: духовная их связь Тем временем исчезла, унеслась!

Но — что делать! — прежде чем обобщать, ученый вынужден проводить анализ, исследовать отдельные части, основные элементы. Этому и обучался Вернадский в Германии и Франции.

По определению Владимира Ивановича «кристаллография занимается изучением законов твердого состояния материи» (так он писал в 1903 году). Формулировка очень обобщенная. Законы твердого состояния материи исследуют многие науки. Вернадский уточняет: речь идет об одном из разделов физики, которая, помимо твердого, изучает газовое и жидкое состояние вещества.

Такой подход к кристаллографии был нов. Как писал Вернадский, «…исторически кристаллография развивалась совершенно независимо от физики: связи ее с другими физическими науками до сих пор не вошла в научное сознание».

Кристаллы издавна привлекали людей своим внешним видом: правильными гранями, совершенством форм. Хороший кристалл — прекрасная геометрическая фигура. Именно этим его всегда отличали от других — «бесформенных» — природных образований. Древние греки сначала выделили лед (кристаллос). Затем так назвали прозрачную твердую разновидность кварца (по-русски — горный хрусталь, то есть кристалл). Позже кристаллами стали называть любые природные «камни», имеющие геометрически правильную форму. О рождении таких камней слагали легенды.

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.