Текст книги "Вернадский"

Жизнь неживого

В царской России было немало ученых с мировым именем. Однако отсутствовали хорошо оборудованные минералогические и химические лаборатории. Вернадский сначала отправился в Неаполь, к профессору Скакки. Но он был стар и оставил научные исследования. Пришлось переехать в Мюнхен к «королю кристаллографии» Паулю Гроту.

В Мюнхенской научной библиотеке Вернадского заинтересовали труды по капиллярности. Неожиданно попалась ссылка на опыты Леонардо да Винчи, который пытался понять, почему вода встречается в горах, каким образом она поднимается высоко над уровнем моря.

Леонардо смачивал водой вату, губку, войлок и наблюдал за подъемом уровня. Вернадский живо представил себе эти опыты: «На меня приятно подействовало, что в первый раз человеческий ум познал существование капиллярных сил под чудным небом дорогой моей Италии, и человек этот был один из самых лучших людей, величайших гениев – ученый, художник и общественный деятель Леонардо да Винчи».

(Италию Вернадский любил, он даже предполагал, что его предки могли быть выходцами из этой страны; одного из итальянских геологов звали Вернази де ля Вернаска.)

Владимир Иванович, обучившись работать с новейшими приборами, приступил к самостоятельным исследованиям. Грот дал задание: делать замеры оптических свойств эфира тримезиновой кислоты.

Вернадский просиживал за приборами порой до позднего вечера. Но мысль его не желала ограничиваться тесными пределами лаборатории, замыкаться в рамках данной конкретной темы.

«Минуты, когда ты обдумываешь те или иные вопросы, – делился он с женой своими ощущениями, – когда, соединяя известное уже ныне, стараешься связать эти данные, найти способ проникнуть глубже и дальше в строение вещества, в такие минуты переживаешь какое-то особое состояние, это настоящий экстаз».

В своем воображении он проникал до мельчайших частичек твердой материи и старался придумать эксперименты, позволяющие определить расстояние между ними. Эти опыты никто еще не ставил. А тут внезапно, как луч света, является мысль о том, что опыт возможен. «Так хорошо, когда ум углубляется в эти интересные вопросы, когда мысленно анализируешь строение материи, ищешь законы».

Молодой русский ученый удивлял Пауля Грота неожиданными вопросами. Приходилось Вернадскому сдерживаться, а то профессор примет его за фантазера. И все-таки удержаться было невозможно: «Всё это сильнее меня, и я не могу не стараться познать».

Вместе с ним производил опыты молодой немецкий ученый Мутман, которого эта работа не очень интересовала. Он предлагал поскорее опубликовать результаты наблюдений. Вернадский не спешил. Он не был уверен в точности некоторых измерений.

Гроту нравились любознательность и трудолюбие русского практиканта. Но Вернадский не был собой доволен. Он желал научиться не только определять минералы, но и узнавать место их рождения. Скажем, откуда образцы кварца: из Каррары, из Альп или Кавказа? Тут нужен особенно острый, чуткий к тончайшим оттенкам и отблескам глаз.

«У меня недоставало до сих пор этого умения наблюдать явление, и теперь мне приходится учиться ему, – сетует он. И продолжает: – А я в этом случае не представляю исключения – большинство нас таково. Школа и домашнее воспитание должны развивать эти чувства во всем объеме, ум должен образовываться среди самого разнообразного пользования органами чувств, среди самых разнообразных оттенков впечатлений».

По его мнению, он все еще видит природу смутно, как бы в тумане, с трудом проникая в ее жизнь, не умея наблюдать ее тонко и полно.

Грота заинтересовали идеи молодого русского ученого. Узнав, что Вернадский намерен практиковаться у французских коллег, Грот попытался его отговорить, оставив в своей лаборатории. По его мнению, Вернадский может сделать «большую работу».

Предложение заманчивое. Однако Вернадского не устраивала узкая специализация. Его увлекало сразу несколько проблем. Надо было скорее закончить опыты и переключаться на другие работы. Но пока оставались сомнения, он повторял опыты.

Грот просмотрел полученные результаты и решил, что структура исследуемого вещества выяснена. Как реагировал Вернадский на заключение «короля кристаллографии»? Он пишет жене: «Правду сказать, у меня все же есть некоторые сомнения и недоумения».

Странная ситуация: специалист с мировым именем признает работу законченной, а у начинающего ученого остаются сомнения! Хотя затягивать пребывание у Грота Вернадский не хотел. Ведь он одновременно проводил опыты по капиллярности в лаборатории физика Зонке.

Великого Леонардо интересовал сам факт разного подъема воды в пористых веществах. В широкой трубке, например, уровень ниже, чем в узкой.

А если трубки из разных материалов? Будет ли тогда меняться высота капиллярного поднятия?

Эти опыты Вернадский проводил с пластинками – так было проще и убедительнее. Он взял три одинаковые стеклянные пластинки и одну слюдяную. Клал их на воду, а затем, поднимая, измерял силу, с которой они «прилипали» к воде. Измерения повторял многократно.

Оказалось, что пластинки из разного материала «прилипают» к воде по-разному. Это была неожиданность! Доселе физики считали, что подобные явления зависят только от свойств жидкости.

И вновь Вернадский не торопился с выводами, делая дополнительные опыты. Ему представилась возможность сделать научное открытие. О такой удаче можно только мечтать! О своих переживаниях он писал жене:

«Ужасно неприятное у меня чувство – знаешь, я все сомневаюсь теперь, не делал ли я эти 30–40 раз одной и той же ошибки в отсчитывании, и хотя я прекрасно помню, как я несколько раз думал о возможности этого и раз по 6 пересчитывал показания прибора, но все-таки сомнение очень сильно… И вместо удовольствия я испытываю неприятное чувство».

Мысль его летит вперед. Он думает о сути полученного результата – если предположить, что он верен. Ведь тогда получит подтверждение теория атомного строения веществ. «Хотя для меня, – признаётся Вернадский, – атомистическая теория строения материи совсем не кажется доказанной».

Последнее замечание напоминает нам о том, что научные взгляды в ту пору сильно отличались от нынешних. А тот, кто сомневался в атоме XIX века, был подготовлен к признанию сложного атома ХХ века.

Об этом хорошо сказал Вернадский в 1927 году:

«Может быть, было бы правильно дать “атому” XX века новое название. Это можно было бы сделать без всякого ущерба для научной правды. Наш атом совершенно не похож на материю, которую он образует. Законы, к нему относящиеся, не тождественны с законами образованной им материи. В материи, в ее химических свойствах мы наблюдаем лишь общие, статистические свойства больших совокупностей атомов, которые выявляют в смутной и сложной форме лишь часть – кажущуюся ничтожной – свойств и строения самих атомов.

Новое понятие об атоме, новые научные факты, которые не могут быть введены в схемы физико-химических наук последних столетий, требуют создания новых научных дисциплин, отличных от прежних, изучавших материю – совокупность атомов – под статистическим углом зрения. И мы в XX веке являемся свидетелями расцвета этих новых наук об индивидуальных атомах: физики атомов, радиогеологии, радиохимии и последней появившейся – геохимии».

Одним из основателей геохимии стал Вернадский. А первые в мире лекции по геохимии прочёл в Москве его ученик А.Е. Ферсман в 1912 году.

Научные открытия совершает исследователь, способный находить слабые места в признанных теориях; замечающий недоработки специалистов или ошибки в их рассуждениях; умеющий по-новому, с оригинальной точки зрения взглянуть на, казалось бы, решенные проблемы.

Чтобы увидеть необычное в обычном, понять нечто неведомое, надо самому быть оригинальной личностью, уметь мыслить самостоятельно, не полагаясь на авторитеты и общепризнанные мнения.

Сомневаться в привычных истинах Вернадский научился в юности, во время бесед с Е.М. Короленко. Знание пришло позже. Оно возрастало от года к году. И наконец, достигло такой величины, что в соединении с умением сомневаться позволило молодому ученому подойти к постановке новых научных проблем…

Работая у Грота и Зонке, Вернадский вёл рутинные эксперименты. Зато наедине с собой или делясь своими мыслями с женой он дает волю воображению и ставит вопросы, не решенные наукой:

«Минералы – остатки тех химических реакций, которые происходили в разных точках земного шара; эти реакции идут согласно законам, нам неизвестным… Задача – связать эти разные фазисы изменения Земли с общими законами небесной механики. Мне кажется, что здесь скрыто еще больше, если принять сложность химических элементов и неслучайность их группировки… Тогда происхождение элементов находится в связи с развитием Солнечной или звездных систем, и законы химии получают совсем другую окраску…

Для этого нужны огромные знания и такой смелый ум, какой, верно, еще не скоро явится».

Действительно, явился этот ум лишь спустя три десятилетия. И обладателем его стал… Владимир Иванович Вернадский.

Культура мышления

Главные слагаемые научного творчества – знания, жажда познания и культура мышления.

Многие сетуют на свою память, но почти никто не сомневается в своём умении мыслить. О культуре мышления и вовсе не заботятся; о ней даже не принято говорить. А это умение непростое.

Что такое культура труда? Умение рационально, с максимальным полезным эффектом организовать и планировать трудовую деятельность.

Культура быта – умение рационально организовать и планировать своё домашнее хозяйство.

Культура поведения – способность ограничивать свои действия и выражения по правилам, принятым в данном обществе, не причиняя зла, неприятностей окружающим; умение их замечать и видеть себя со стороны.

Культура чтения – способность воспринимать мысль автора произведения, обдумывать предлагаемые им образы и ситуации, критически их оценивать; умение отобрать из огромного потока разнообразной литературы (включая специальную).

Культура мышления в значительной мере определяет культуру труда, быта, поведения, чтения. Это – работа над своим разумом. Она включает умение сомневаться в своих возможностях; осознавать своё незнание, не удовлетворяясь достигнутым уровнем интеллекта; преодолевать давление авторитетов и общественное мнение; быть самобытным естественно, без оригинальничания (быть, а не казаться).

Свойства интеллекта, так же как физическую силу, координацию движений и гибкость тела, необходимо тренировать. И если выдающиеся атлеты устанавливают мировые рекорды, выдающиеся учёные совершают открытия в своих областях знаний. Это творцы теорий, оригинальных и плодотворных гипотез.

А есть ещё великие мыслители, создающие систему знаний (учения) о природе, обществе, человеке. Они осуществляют синтез разнообразных научных и философских идей. Одно из таких творений Вернадского – учение о биосфере. Чтобы его создать, потребовалась культура мышления, обширные знания и три десятилетия работы.

В науках физико-математических объём необходимых для специалиста знаний сравнительно невелик. В этих областях выдающиеся открытия нередко делают молодые исследователи.

Иная ситуация в науках о земной природе. Они требуют не только разнообразных познаний во многих дисциплинах, включая физико-математические и химические, но и опыт «общения» с природой, экспедиций в конкретные регионы, штудирования огромной специальной литературы, осмысление географических и геологических карт… Чтобы стать полноценным натуралистом и сделать крупное научное открытие, требуется многолетний труд.

Вот и Владимир Иванович после интенсивной работы в лабораториях и научных библиотеках отправился в геологическую экскурсию по Европе. Сначала вместе с немецким геологом К. Циттелем провёл несколько маршрутов в Баварских Альпах. В Швейцарии встретился с другом детства и участником братства Андреем Красновым.

О том, как он проводил время в перерывах между маршрутами, можно судить по его письму из Цюриха:

«За эти два дня я успел осмотреть здесь: ботанический сад, зоологический музей, антикварный музей с очень интересными остатками свайных построек и доисторической археологией, еще педагогический музей, аквариум. Был два раза в минералогическом музее, сегодня три часа проработал в нем, но не знаю, когда с ним покончу, такая масса в нем чрезвычайно важного для меня материала».

На другой день: «Все никак не могу покончить с минералогической коллекцией… Сегодня просидел за минералами 7 часов и не кончил».

Из Женевы друзья отправились (преимущественно пешком) вдоль реки Роны; спустившись в долины Франции и продолжая путь на запад, попали в область древних вулканов – Овернь. Оттуда Вернадский отплыл в Лондон, где участвовал в работе IV сессии Международного геологического конгресса.

Для современного геолога это может показаться странным, но на лондонской сессии 1888 года высказали, в числе прочих, мнение о происхождении кристаллических сланцев в результате химического осаждения из водных растворов. Это было отголоском древней идеи Всемирного потопа.

В Лондоне Вернадский познакомился с четой геологов Павловых. Алексей Петрович Павлов, профессор Московского университета, пригласил его после защиты магистерской диссертации переехать на работу в Москву.

Вернувшись в Мюнхен, Вернадский хотел продолжить опыты: «У меня масса вопросов, которые совсем мной не разрешены и остаются мне непонятными». Мутман торопил его: пора публиковать статью.

Наконец статья написана и передана Гроту. Он, увидев две подписи, Вернадского и Мутмана, потребовал от последнего отчета о проделанной работе. У него почти никаких собственных записей не оказалось. Грот настоял, чтобы автором остался один Вернадский.

Наталья Егоровна написала мужу, что рада за него, ведущего интересное научное исследование. Он ответил: «Громадная масса работы чисто механической, которую делаешь по чувству долга, по предвидению цели, – работы скучной, утомительно тяжелой. Эта работа является превосходной школой терпения, требует нервной выдержки».

Он уехал в Париж, где занялся искусственным получением минералов в лабораториях Ле Шателье и Фуке. Заинтересовался он строением силикатов – минералов, состоящих из соединений кремния. В земной коре они преобладают. Изучены они были слабо из-за сложности их структуры.

Вернадский провёл опыты с нагреванием силикатов и убедился, что многие химические соединения образуют разные минералы, в зависимости от условий их формирования. Он предположил, что многообразие форм (полиморфизм) характерен для всех веществ. Эту мысль он хотел положить в основу своей диссертации: «Каждое вещество способно при определенных точках температуры принимать в твердом виде различные состояния».

Постоянная изменчивость минералов, их рождение, рост и разрушение, их малозаметные, но обязательные индивидуальные черты – все это сближало их с живыми организмами. Просто у минералов особая жизнь, включенная в круговорот превращений материи. Возможно, прав был Евграф Максимович: есть лишь вечная жизнь!

…Вернадский так оценил результаты своих работ: «У меня появляются руки». Он научился пользоваться приборами, проводить эксперименты. Много лет спустя он будет успешно использовать навыки, приобретенные во время этих исследований.

А.Е. Ферсман писал: «Владимир Иванович с увлечением занимался экспериментальной работой, вспоминая свои первые анализы и опыты в Париже. Он очень любил эти часы спокойного химического анализа.

Однако все-таки это не была его научная стихия. Ему обычно не хватало терпения спокойно довести анализ до конца. Он не был по существу химиком-экспериментатором, хотя и был прекрасным знатоком химии и до тонкости понимал химическую мысль и ее новые пути».

Не только химия увлекала Вернадского. Он никогда не жил одной наукой. Его интересовали все проявления творчества. Находясь за границей, посещал музеи, театры, картинные галереи (в праздничные и воскресные дни старается совершать геологические маршруты).

В Мюнхене он посетил Пинакотеку, где его поразила картина великого немецкого художника Дюрера «Четыре апостола», или «Четыре евангелиста». Хотя оба названия не точны. Изображены три апостола – Иоанн, Пётр, Павел – и евангелист Марк.

Знатоки по-разному толкуют содержание картины. Искусствовед М. Хаммель видел в ней «сверхчеловеческие типы, высшее проявление простоты и величия». По мнению историка искусства С. Рейнака, картина преследует цель «вернуть христианство на прежний путь» (она написана во время религиозных распрей и Реформации в Германии).

Иначе оценивал смысл работы Дюрера его друг Нейдерфер, рукой которого были каллиграфически выписаны на картине слова из Писания. Они предостерегают: не принимайте заблуждения человеческие за божественную истину; не верьте лжепророкам; умейте сомневаться; отдаляйтесь от тех, кто жаждет собственных удовольствий и никогда не сможет дойти до познания истины; остерегайтесь книжников, кичащихся своим высоким положением и поучающих.

Согласно толкованию Нейдерфера, Дюрер изобразил четыре обобщённых человеческих темперамента: сангвиника, флегматика, холерика и меланхолика.

Вернадский подолгу стоял перед картиной, вглядываясь в могучие фигуры. Он понял её по-своему.

Апостола Иоанна (он стоит слева, держа в руке раскрытую книгу, и внимательно, спокойно её читает) Вернадский счёл образом религиозного мыслителя, искреннего искателя правды.

Рядом с Иоанном апостол Пётр, который держит в руке ключ от Царства Небесного и заглядывает в раскрытую книгу. «Он в конкретных словах разъяснит то, что говорил другой, то, к чему мчалась мысль и чувство другого, более глубоко понимающего человека. Он не поймёт его, исказит его, но именно потому его поймут массы».

Справа – два других лица. «Один гневно смотрит кругом – он готов биться за правду. Он не пощадит врага, если только враг не перейдёт на его сторону. Для распространения и силы своих идей он хочет и власти, он способен вести толпу».

(В этом случае Вернадский не учёл одну деталь: Дюрер написал евангелиста Марка, то есть толкователя и отчасти вульгаризатора учения, горящего желанием внедрить его в массы.)

«А рядом фанатическое зверское лицо четвёртого апостола. Это мелкий деятель. Это не организатор, а исполнитель. Он не рассуждает, он горячо, резко, беспощадно-узко идёт за эту идею».

(Апостол Павел изображён с мечом в одной руке и – очень важно! – с огромным закрытым фолиантом в другой; современники Дюрера думали, что этот образ олицетворяет меланхолического гения.)

«И вот в этих четырёх деятелях – в этих четырёх фигурах распространителей христианства – мощный ум Дюрера выразил великую истину. Мечтатель и чистый, глубокий философ ищет и бьётся за правду. От него является посредником более осязательный, но более низменный ученик. Он соединил новое со старым. И вот старыми средствами вводит это новое третий апостол – политик, а четвёртый является уже совсем низменным выразителем толпы и её средств. Но он самый понятный и (фактически) самый сильный. Едва лишь может быть узнана мысль первого в оболочке четвёртого».

Владимир Вернадский, глядя на картину, мысленно охватывал не только сложное и трудное время её создания, не только религиозную идею, но глубокую трагедию истории цивилизации, величие мощных движений человеческих масс и светлых устремлений отдельных искателей истины.

Альбрехт Дюрер был художником-мыслителем, подобно Леонардо да Винчи, и, вероятно, общая идея его картины угадана Вернадским верно.

Удивительная особенность творений гениальных мастеров: выражать больше идей, чем осознанно имел в виду сам автор. Словно какие-то высшие силы подсказывали ему то, что будет понято черед десятки, сотни лет.

От себя добавлю: эти фигуры олицетворяют четыре стадии развития сложной системы (материальной или интеллектуальной): зарождение, развитие, расцвет и, наконец, относительное совершенство и кризис.

По такому циклу развиваются и приходят в упадок виды живых организмов, экосистемы, религиозные и философские учения, научные концепции, технические конструкции, цивилизации.

Владимир Вернадский, обдумывая картину Дюрера, укреплялся в своих сомнениях и поисках. Она предостерегала его от веры в авторитеты. Но она не только выражала философскую идею, а воздействовала на чувства, подобно мощным музыкальным аккордам; вдохновляла красотой линий, форм, цвета и мысли.

Предчувствие ноосферы

Чувство гармонии пробуждает мелодия. Невидимая, не имеющая зримых форм, она воплощает единство и соразмерность частей.

Нечто подобное свойственно кристаллам. Их можно считать застывшей музыкой. А разум позволяет постичь красоту сочетания красок, звуков и форм. Так думал Вернадский. Он проводил конкретные и отчасти скучные исследования. Был осторожен в научных выводах, но полностью свободен в осмыслении самого себя и многих проблем, выходящих за пределы науки.

Практические навыки лабораторных опытов отшлифовывали его характер, укрепляли волю (вести кропотливую работу подчас труднее, чем совершить смелый поступок). Несмотря на успехи, он недоволен собой и старается приблизиться к намеченному идеалу: «Впечатления невеселы; надо строже к себе, сознательнее к жизни».

Порой у него появляется горькое ощущение бессилия и бездарности: «У меня теперь энергия злобы; должны сделать, что могут, такие бесталанные, как мы с Адей» (он имеет в виду А.А. Корнилова).

Научился он не только сомневаться, но и дерзать: «Меня опять неудержимо влечет в фантастический мир теоретических представлений о строении вещества и эфира». Он стал мыслить смело и осмотрительно, как ученый-теоретик.

…Весной 1890 года Вернадский вернулся в Россию, чтобы участвовать в экспедиции Докучаева по изучению почв Полтавской губернии.

Вновь его охватывает радость от встреч с природой – великой лабораторией, где даже лучший специалист остаётся новичком. Это можно было видеть на примере Докучаева.

В начале исследований полтавских почв Василий Васильевич заинтересовался солонцами – засоленными землями. Они располагались в низинах, а не на возвышенностях, где сухо и земля сильнее нагревается солнцем. Существовала гипотеза: сравнительно недавно здесь находилось море, и солонцы остались как память о нем. Это мнение разделял и Докучаев.

Однажды его группа переезжала на новый участок работ. По сторонам дороги стояли хлеба. На пологих холмах, увалах пшеница была высока и густа, а в понижениях ее вовсе не сеяли. «Солонцы там», – пояснил ямщик.

Однако по внешнему виду почвы на возвышениях и в низинах были одинаковыми. Сделали мелкие закопушки – так и есть: и там и тут чернозем. В низине выкопали шурф полутораметровой глубины. Никаких следов солонцов! Да и следует ли относиться всерьез к словам ямщика? А тот стоял на своем: погодите, мол, сами увидите.

Докучаев решил подождать минут десять – пятнадцать. На дне шурфа выступила влага – признак близкого залегания грунтовых вод.

И вдруг на южной стенке шурфа, освещенной ярким летним солнцем, появились белёсые выцветы солей.

– С земли тянет, – удовлетворенно отметил ямщик.

Простой опыт и простое объяснение в считаные минуты опровергли научную гипотезу. Не древнее море породило солонцы, а подземные воды, содержащие повышенное количество растворимых солей. Подтягиваясь к поверхности капиллярными силами, а здесь испаряясь, эти воды оставляют соль в почвах и на земной поверхности.

Ситуация почти анекдотичная: как ямщик профессора опроверг!

Докучаев любил вспоминать этот случай, чтобы показать ценность народного опыта в научных исследованиях. Для Вернадского было еще и нечто иное.

До сих пор он считал творчество уделом отдельных личностей. Ведь не толпа писала картину «Четыре апостола», а Дюрер; не толпа открыла периодичность свойств химических элементов, а Менделеев; не толпа создала почвоведение, а Докучаев… Лишь избранным суждено достигать вершин познания.

Оказывается, не совсем так. Разум – не только достояние личности, это – общечеловеческое достояние!

Он записывает: «Мысль в общей жизни человечества – всё, самое главное. Для жизни отдельных лиц имеют цель – доброта, нежность, чувство, без этого, конечно, нельзя и не стоит жить; но для целого общества, для целой массы мысль заменяет всё. И я сильно, ясно чувствую, как это необходимо, как меня мутят, мучают, раздражают всякие стеснения мысли».

(В действительности общественная жизнь во многом определяется не рассудком, а эмоциями и нередко, увы, завистью, корыстью, злобой.)

…Полвека спустя Вернадский выдвинет идею о научной мысли как планетном явлении. Но ещё во время полевых работ в Полтавской губернии он задумался о единстве человечества на основе разума, на основе единого потока мысли, от века к веку набирающего силу.

Там же, сидя вечером в тенистом саду, он чувствовал свое единство со всем, что одухотворено жизнью: с насекомыми, червями, птицами, с каждым листом на дереве… А нет ли и во всем этом проблесков сознания, разума? Или в жизни земной природы сознание – редкое качество, случайное создание? И где граница между одушевленной и косной природой?..

Он по-прежнему больше задавал вопросы, чем отвечал на них. Как бы накапливал их про запас, впрок, на будущее, когда ему удастся всерьез заняться поисками ответов.

Да и много ли остаётся времени на раздумья? Утомительные маршруты, долгие послойные описания разрезов на склонах оврагов и по берегам рек, поездки в кузницу для починки бурава… Вмешивается и самая заурядная лень, когда нет охоты рано вставать, заботиться о снаряжении; лёг бы в траву, на теплую землю и смотрел в небо, где плывут облака.

Да, лежать на теплой земле… И тотчас мысль возвращается к почвам, пронизанным корнями растений и роющими животными. Здесь, как у поверхности моря, кипит жизнь, и так же ритмично она меняется днем и ночью, в разную погоду и по временам года. Почва насыщена жизнью. Быть может, её правильно называть живой?

Опять – вопрос, и опять открывается terra incognita, неведомая земля. И уже не лежать хочется на почве, предаваясь блаженной лени, а наблюдать, ходить, работать – вторгаться мыслью в неведомое!