Страница:
Последовательное изложение материала требовало от Ферсмана постоянных и довольно-таки утомительных перечислений, простоты и сухости стиля. Тем, кто знаком только с его блестящими популярными работами, стиль "Геохимии" покажется трудным и скучным, совершенно не "ферсмановским". Однако надо учесть, что Ферсман в первую очередь был профессиональным ученым. Популяризаторская его деятельность оставалась только увлечением, на которое он мог уделять время урывками, главным образом в периоды болезни, когда врачи запрещали более трудоемкие занятия.
Но вот что интересно отметить. В "Геохимии" постоянно ощущается своеобразный стиль Ферсмана. Не в смысле узко литературном - как особенности письма, структуры фраз, выбора слов и образов, а в широком понимании стиля - как выражения особого склада ума и характера. Это заметно уже в том, что постоянно, даже рассказывая о далеких звездах, строении атома или химических законах, автор остается минералогом, чувствуется, что его интересуют в конечном счете именно земные процессы, жизнь минералов. И еще. Он прекрасно ориентируется в самых разных науках, проявляя энциклопедические знания. В то же время хорошо улавливает различия научных методов. Тан, анализируя ход химических реакций в земных условиях, Ферсман обращает особое внимание на проблему геологического времени.
Обычно химические реакции записываются в виде уравнений без учета времени реакции. Тут важен результат. Для геохимии все обстоит иначе. Геохимические взаимодействия (реакции) могут растягиваться на годы, тысячелетия, миллионолетия. Здесь чаще всего важны не исходные и конечные состояния, а промежуточные,
Казалось бы, вывод этот вполне естественный. А ведь наиболее полно и последовательно первым сделал его Ферсман. Возможно именно потому, что он острее, чем другие крупнейшие геохимики мира, ощущал связь законов химии с законами бытия минералов, с природными условиями Земли. Не просто понимал эту связь как теоретик, но и наблюдал ее на практике, на полевых работах, среди хибинских туудр и среднеазиатских пустынь, жадно вглядываясь в камни, кристаллы, мысленно восстанавливая их геологические судьбы.
И еще одна особенность подхода Ферсмана к проблемам геохимии: нацеленность - в ближней или дальней перспективе - на практическую пользу в связи с поисками полезпых ископаемых. Вот, например, Вернадского более интересовали общенаучные и философские аспекты геохимии.
Было бы неразумно оценивать, какой из двух подходов лучше, тем более что оба ученых интересовались в теоретическими, и практическими проблемами, но только в равных пропорциях. Общетеоретические вопросы, как известно, могут иметь очень ценные практические следствияА практика предоставляет прекрасный материал для теоретических обобщений. Просто мы должны отметить одну из важных черт научного стиля Ферсмана, взаимосвязь теории с практикой.
Памятуя о практике, Ферсман всегда оставался теоретиком. В этом и заключается суть его "Геохимии". Многие теоретические выводы, сделанные в ней, исключительно плодотворны.
Анализируя геохимическую миграцию, он вводит, в частности, понятия "гипергенез", "сингенеа", "катагеневу и "диагенез". Новых понятий он вообще вводит очень много, на что указывали его критики. Но это он делает не из пристрастия к сложным терминам или своим собственным словообразованиям. Он обращает внимание геохимиков на явления, прежде изучавшиеся слабо, недостаточно полно и глубоко.
Гипергепез - воздеиствие па горные породы физикогеографических агентов, поверхностных сил. "Область геохимических процессов гипергенного типа характеризуется сложными химическими и физическими взаимоотношениями атмосферы, гидросферы и верхних частей литосферы, исключительным непостоянством определяющих ход реакций факторов, ролью жизненных процессов и процессов технической деятельности человека" '. Особенности гипергенеза в разных районах Земли связаны с географической зональностью, климатом, типами почв, характером растительного покрова, хозяйственным освоением территории.
В зоне гипергенеза происходят химические и физические изменения горных пород, накапливающихся на дне водоемов (увеличение плотности, уменьшение содержания воды и т. д.). Эти изменения Ферсман назвал диагенезом. После того как сверху таких "свежих" осадков накапливаются новые слои, начинается этап последующих изменений - катагенез...
Надо заметить, что действительно при чтении "Геохимии" складывается впечатление, будто автор вводит слишком много новых понятий, использует свою собственную терминологию, очень осложняющую понимание материала. Но как бы то ни было, объясняется такое "излишество" очень просто: ученый открывал новые области науки, привлекал внимание исследователей к малоизученным проблемам геохимии. В частности, к проблемам гипергенеза. Во времена Ферсмана они изучались геохимиками вскользь, непоследовательно. А после его работ на основе геохимии гипергенеза возникли новые, ныне обособившиеся области знания: геохимия ландшафта, геохимическая экология, геохимия биосферы.
Впрочем, о биосфере Ферсман упоминал сравнительно немного. Учение о биосфере разработал Вернадский. Возможно, именно поэтому геохимическая деятельность организмов Ферсманом охарактеризована бегло: преобладают ссылки па труды Вернадского. Не исключено, что было бы наиболее просто и точно считать гипергенными все геохимические процессы, протекающие в биосфере.
Однако Ферсман так не писал, предпочитая другие формулировки.
Представления Ферсмана о гипергенезе привели его к одной замечательной идее, к обоснованию и первой разработке теории техногенеза - геохимической деятельности человечества. К этой теории мы еще вернемся. А сейчас обратим внимание на одну небольшую оговорку автора, сделанную в начале второго тома "Геохимии". Там приведено высказывание Гете: "Старый фундамент будем уважать, но нельзя лишить нас права каждый вопрос иногда и нацело пересматривать". А затем авторская ремарка:
"Сейчас я совершенно убежден, что слова Гете очень скоро должны быть применены и к настоящему тому...".
ГЕОХИМИЯ (НОВАТОРСКАЯ)
По-настоящему новое можно добыть только в том случае, если вы готовы в решающем месте покинуть основы, на которых покоилась прежняя наука, и прыгнуть, в известной мере, в пустоту.
В. Гейзенберг
Так уж случилось, что самым резким, непримиримым критиком первых двух томов "Геохимии" Ферсмана стал...
сам автор. Случай редчайший в истории науки. Пятидесятилетний ученый, написав значительную часть задуманной им фундаментальной работы, вдруг не то чтобы остановился на полдороге, а решительно изменил направление, стал по-новому переосмысливать основы науки, которой он занимался четверть века.
"И том первый и еще в меньшей степени том второй моей "Геохимии" не могли удовлетворить меня своим анализом: они вылились как бы в систематизированный обзор самих фактов и явлений, определяющих ход геохимических процессов, но не давали настоящего геохимического освещения природных явлений, не входили в их анализ с точки зрения строения атома и его оболочек".
До сих пор его изложение геохимических проблем оставалось внутренне не организованным, не нанизанным на единую идейную нить, как бы на одну сюжетную линию.
Изложение рассыпалось на отдельные части, было рыхлым, лишенным прочного внутреннего костяка.
Открыв для себя эту основу, стержень, Ферсман не мог продолжать начатый ранее труд, а стал писать его заново.
Теперь он переосмысливал материал с позиций энергетики природных объектов и явлений: атомов, кристаллических решеток, застывающих расплавов, геосфер, распространенности и миграции химических элементов.
"Я чувствую огромную ответственность за этот решительный шаг, - отметил Ферсман, - но пытаюсь дерзать своей мыслью и своими исканиями. Я прекрасно понимаю, что тот уровень научной истины, на который я пытаюсь сейчас стать, будет очень скоро заменен новым, более глубоким и более устойчивым решением, - такова судьба и задача всякой научной работы. Но в своем решении я хотел бы руководствоваться прекрасными словами Фритьофа Нансена (1926) и "Только движимое фантазией исследование является действительно продуктивным, идет смело вперед и достигает цели".
Я хочу тем не менее в этой книге остаться натуралистом, точные эмпирические наблюдения и факты поставить в основу моих построений и сами построения так приспособить к объяснению природных условий, чтобы можно было их легче отбросить, когда новые факты, точно наблюденные и точно сопоставленные, вырастут за пределы старых идей" [Ферсман А. Е. Избранные труды. М" 1958, т. IV, с. 7].
Эти слова Ферсмана вводят нас, как принято говорить, в творческую лабораторию ученого (почему-то о творческой лаборатории говорят обычно, имея в виду деятелей литературы, искусства, как будто научные поиски - это не творчество!).
Не станем пытаться на нескольких страницах пересказать содержание двух объемистых и насыщенных научной информацией томов "Геохимии". Даже в случае успеха нам не удается лучше попять особенности Ферсмана-ученого, чем это можно сделать на основе приведенной выше выдержки из его предисловия к этим томам, тем более что для более или менее верного и полного пересказа не хватило бы и целой книжки.
Одна из главных идей, которая легла в основу новых теоретических разработок Ферсмана, связана с нетрадиционным взглядом па таблицу Менделеева. Дело в том, что она составлена для атомов, которые характеризуются "внутренним равновесием" положительных и отрицательных зарядов, т. е. положительно заряженным протонам, входящим в ядро, соответствуют отрицательно заряженные электроны, занимающие обволакивающее ядро оболочки (орбиты модели атома Бора, на которую опирался в своих построениях Ферсман).
Но ведь в природных условиях вступают в соединения и мигрируют главным образом не атомы, а ионы, не имеющие полностью "уравновешенных" электрических зарядов.
Они либо лишены наружных одного или нескольких электронов, и тогда положительно заряжены (катионы), либо имеют отрицательный заряд из-за "лишних" электронов (анионы).
"Именно ионы, - пишет Ферсман, - определяют собой пути миграции химических элементов: так, например, S2- и S6+ и геохимически и теоретически глубоко различны, тогда как в менделеевской таблице сера - S - вообще занимает одно место. Поэтому, чтобы охарактеризовать активность природных процессов, надо дать таблицу ионов, самых основных и типичных".
Ферсман составил таблицу 145 ионов, участвующих в геохимических процессах. Выделил две главные характеристики иона: радиус и валентность (заряд). В кристаллические решетки ион входит тем прочнее, чем выше его заряд и чем меньше радиус. Исходя из этого, Ферсман предложил вычислять энергетическую константу (ЭК)
иона по его "энергетическому взносу" в кристаллическую решетку. Для анионов и маловалентных катионов формула очень проста: ЭК=W^2/2R (где W валентность, а R - радиус иона). Для остальных катионов формула несколько сложнее!
ЭК=W^2/2R*0.75(R+0.2).
Чтобы от условных единиц ЭКов перейти к энергетическим, следует умножить ЭК на 256,1 кал. А общая энергия кристаллической решетки И в калориях такая:
И=256,1(a.ЭK1+b.ЭК2+с.ЭКз+...), где а, b, с и т.д. - число ионов данного типа, входящих в формулу соединения, а ЭК1, ЭК2 и т. д. энергетические константы этих ионов.
С помощью подобных геоэнергетических показателей ученый попытался проанализировать реальные природные процессы (например, кристаллизацию расплавов, концентрацию тех или иных элементов или соединений). В некоторых случаях это ему блестяще удавалось сделать. Но бывали и неудачи. Вообще, точность формул, которыми он пользовался, была невелика. Но самое главное, не было учтено многообразие факторов геохимической миграции.
В ней участвуют исключительно сложные соединения, причудливые молекулярные структуры, среди которых коллоидные и еще более сложно организованное живое вещество. До сих пор ученые так и не смогли точпо описать геохимические процессы на основе энергетических показателей.
Возможно, задача эта принципиально неразрешима. Во времена Ферсмана это вовсе не казалось очевидным. Но теперь выяснилось, что энергетических показателей недостаточно для описания сравнительно сложных систем, обладающих структурой, организованностью. Здесь требуется учить1вать степень упорядоченности, информативности (показатель, широко используемый, например, в кибернетике). А ведь в биосфере законы миграции химических влементов в значительной мере определяются функционированием сложно организованных структур...
Так или иначе, геоэнергетическая теория Ферсмана обогатила геохимию новыми идеями, открыла новые направления исследований. Эта теория, обоснованная в третьем томе "Геохимии", не получила дальнейшего развития.
В следующем томе, посвященном геохимии отдельных элементов, Ферсман вновь возвращается к традиционному стилю изложения. А пятый том региональную геохимию - он гак и не успел завершить.
Судьба этого произведения, как может показаться на первый взгляд, свидетельствует о непоследовательности и неорганизованности автора. Однако такое мнение было бы слишком поверхностным. Задумав создать грандиозный и наиболее полный курс бурно растущей науки, Ферсман вынужден был постоянно выбирать один из двух возможных путей. Или составлять добросовестную сводку накопленных к данному сроку и вошедших уже в науку идей, обобщений, фактов. Или теоретически осмысливать известные сведения, вести научное исследование, выдвигать новые идеи.
Сначала Ферсман избрал первый путь. Об этом свидетельствует, в частности, форма подачи материала в виде лекций. И не случайно в первых двух томах есть пометки:
"Допущены в качестве учебного пособия... для втузов".
Творческой натуре ученого была чужда спокойная рассудительность, когда речь шла о науке, суть которой - поиски истины. Мыслью своей он постоянно вторгался в малоизученные области знания и с третьего тома резко изменил стиль изложения. Теперь ему осталось развивать выдвинутую теорию, построить на ее основе и геохимию отдельных элементов, и региональную геохимию, приблизить теорию к решению практических задач поисков полезных ископаемых.
Судя по всему, Ферсман так и собирался продолжать свой труд. Но вскоре убедился, что задача эта невыполнима. Теория никак не могла объять необычайное разнообразие фактов.
Автор решил ограничиться изложением традиционного материала, не стараясь придавать своей теории "основополагающее" значение. При этом он высказал очень верную мысль, относящуюся не только к его произведению, но и вообще к взаимоотношению теории и практики: "Приведенные в книге теоретические соображения по возможности проверены и обоснованы большим фактическим материалом и поэтому в известной мере являются синтезом теории и практических наблюдений. Однако природные условия... не ограничиваются типичными, характерными и наиболее вероятными системами. Статистическая правильность построений недостаточна для полного применения общих положений к каждому данному случаю, несогласие с теорией превращается в необходимое и законное исключение, а исключение нередко представляет наибольший интерес... Поэтому пользование общими идеями и выводами... требует одновременно и очень вдумчивого к ним отношения, и критического анализа самих природных явлений".
Ферсман был настоящим природоведом, натуралистом.
Увлекаясь теоретическими построениями, всегда видел за ними природу бесконечно сложную и прекрасную.
А еще и природу-кормилицу, предоставляющую человеку свои богатства. Умело, разумно воспользоваться ими - вот о чем помнил он постоянно. Теория была для него руководством к практическим мероприятиям, а практика опорой для теории.
УВЛЕКАТЕЛЬНАЯ,
ПРЕКРАСНАЯ
И РАДОСТНАЯ НАУКА
Наука вечна... в своем источнике, неизмерима по своему объекту, бесконечна по своей задаче, недостижима по своей цели.
К. М. Бэр
Любое творчество - в том числе и научное - придает человеческой жизни целеустремленность, дарит творцу радость преодоления трудностей и счастье открытий...
Нашей главной задачей было знакомство с Ферсманомученым, его теоретическими достижениями, поисками и находками. Пришлось оговориться, что Ферсман занимался популяризацией науки как бы между делом. Ведь многим он, возможно, представляется прежде всего или даже по преимуществу популяризатором геологической науки.
Однако, уделив должное внимание специальным работам Ферсмана, понимая их огромное научное значение, пора вспомнить и о его научно-популярной деятельности. Потому что она выходит за рамки обыкновенного занятного и упрощенного пересказа научных фактов и идей. Впрочем, такой вообще должна быть научная популяризации.
Что заставляло маститого академика, ведущего интересные научные исследования, занятого сверх всякой меры организационными, производственными, общественными работами, возглавляющего крупные экспедиции, участвующего в полевых работах, несмотря на тяжелую хроническую болезнь, - что заставляло его выкраивать время и писать "Занимательную минералогию" или "Занимательную геохимию"?
Не было у него секретарей или соавторов, выполняющих "черновую" работу. Не было литературных обработчиков, придающих сухому научному изложению цветастость и общедоступность. Он все делал сам (а как еще может работать талантливая творческая личность?).
У пего было, как у всех нас, 24 часа в сутки, и ради литературной деятельности он не мог, да и не имел права тратить ни минуты времени, отводимого для его главной и официальной работы. Оставалось урезать часы сна. Но ради чего? Неужели только для того, чтобы развлечь читателя занятными рассказами о камнях, о геологии, о своей работе?!
Нет, конечно. Ради этого ни один здравомыслящий человек не пошел бы на такие... жертвы - это слово вполне уместно.
Так чем же руководствовался Ферсман, занимаясь популяризацией, что так властно влекло его к этому?
Пожалуй, вернее всего ответить так: он любил камни, любил пауку, любил людей. И тотчас припоминается отрывок из "Воспоминаний о камне": "Я проходил мимо людей, меня называли часто сухим, бесчувственным. Годы шли, лучшие молодые годы, а люди оставались как-то вне моего жизненного пути...
Камень владел мною, моими мыслями, желаниями, даже снами... Какая-то детская любовь к камню, красивому, чистенькому кристаллу...".
Странно читать это признание, когда знаешь, как много восторженных слов писали люди, знавшие Ферсмана, о его душевной щедрости, чуткости. Кто же прав? Не мог же Ферсман очернить самого себя, что говорится, ради красного словца?
Вообще-то, "Воспоминания о камне" - произведение художественное, серия новелл. По законам жанра в них не обходится без вымысла. Но возможно и то, что Ферсман в молодости действительно самозабвенно любил камни, а людьми интересовался мало. Ведь и пишет он о молодых своих годах. А в те годы, между прочим, он занимался только специальными научными работами, вовсе не рассчитанными на занимательное чтение. Писать популярные произведения он начал позже, примерно тогда же, когда приступил к чтению курса лекций в университете Шанявского. Ему тогда было тридцать лет - вполне солидный по тем временам возраст.
Страстный, увлеченный стиль его научно-популярных произведений указывает на глубокую заинтересованность автора. Он стремится раскрыть читателю красоту и тайны мира камня, поделиться своими знаниями и своей любовью к природе. Ему недостаточно одному радоваться кристаллами, а хотелось бы, чтоб эту радость почувствовали тысячи, миллионы людей.
"Я очень хочу увлечь вас в этот мир, - писал он, - хочу, чтоб вы начали интересоваться горами и каменоломнями, рудниками и копями, чтобы вы начали собирать коллекции минералов, чтобы вы захотели отправиться имеете с нами из города, подальше, к течению реки, к ее высоким каменистым берегам, к вершинам гор или скалистым берегам моря, туда, где ломают камень, добывают песок или взрывают руду... И в мертвых скалах, песках и камнях мы научимся читать великие законы природы, по которым построена вселенная.
Я буду рисовать отдельными отрывочными картинками - так, как художник вырывает отдельные моменты из природы и, раньше чем написать большую картину, готовит десятки и сотни эскизов и рисунков. Общую картину природы должен построить сам читатель, своим воображением связать все вместе.
Я уверен, однако, что далеко не все смогут это сделать.
Мои слова будут для них слишком слабы, и им будет нужен более сильный художник, который заставит их ум и мысль работать в определенном направлении. Этот художник - сама природа. Тогда отправляйтесь, прочтя эту книгу, с экскурсией в Крым, на Урал, в Карелию, в Хибины, на берега Волги или Днепра и подумайте сами над камнем, его загадками и его жизнью.
...Человек далеко еще не победил и не обуздал силы природы, и еще нужно громадное напряжение ума, воли В знания, чтобы научиться превращать силы и вещества природы в полезные и культурные завоевания хозяйства и промышленности.
К этой творческой работе я хотел бы призвать читателя.
Если он, прочтя эту книжку, хоть немного загорится желанием узнать мир камней, его использование, захочет поработать над теми задачами, которых так много вокруг нас, в нашем строительстве новой жизни и новой культуры, то книжка сделала свое дело. А разбудив интерес, она разбудит и волю, и энергию, и стремление к работе и к знанию" [Ферсман А.Е. Занимательная минералогия. М. - Л., 1953, с. 4-5].
Слова Ферсмана пронизаны стремлением помочь людям глубже понять окружающий мир, чтобы это знание сделало жизнь ярче, полней, насыщенней, прекрасней.
Безусловно, он испытывал глубокое удовлетворение, делясь с людьми своими переживаниями, связанными с научным творчеством, путешествиями, знаниями. В этом он видел не только приятную возможность самовыражения, но, главное, долг ученого, одну из своих общественных обязанностей.
Почти всеми своими знаниями ученый обязан обществу, сохранившему и передавшему их ему. Ученый имеет возможность, как иронически отмечают, удовлетворять свою любознательность за счет общества. В шутке этой есть доля истины.
Конечно, ученый своими теоретическими разработками приносит порой больше пользы людям, чем представители других отраслей народного хозяйства. С такой экономической точки зрения талантливый учепый не имеет перед обществом никаких задолженностей.
Иное дело - моральная сторона. Ведь ученый занимается особым трудом умственным, получая за него не только материальные блага, но и моральные. Это, что называется, престижная область деятельности. Более существенно то, что научное творчество приносит ученому радость поисков и познания, доступную далеко не всем людям.
Популярно, увлекательно рассказывая о своей науке, ученый отдает свой моральный общественный долг, как бы приобщая к научному творчеству огромные массы людей.
По и это еще не все. Популярная литература осуществляет обмен фактами и идеями между разными областями знания. Она совершенно необходима специалистам смежных наук, для которых такое чтение приносит не только удовольствие, по и конкретную пользу, расширяя научный кругозор или направляя па неожиданные идеи. А там уже вполне возможно прийти рано или поздно к научным открытиям в своих областях.
Стремясь по-особому, интересно выразить основы своих научных знаний и поисков, ученый переосмысливает то, что ему известно, фантазирует, сопоставляет - творит!
Он придумывает новые образы, приходит к новым мыслям, к более смелым обобщениям.
В специальных исследованиях ученый ограничивает свое воображение областью известных фактов, конкретных детальных разработок, логически завершенных теорий.
Нестрогое популярное изложение позволяет сказать больше, охватить более обширные области знания и практической деятельности. Значит, научно-популярное произведение обогащает знаниями и эмоциями не только читателя, но и автора.
И еще одно важное, едва ли не важнейшее обстоятельство. Делая научные достижения достоянием всего народа, ученый повышает общий умственный потенциал общества.
"Мысль - ато величайший и еще нами не понятый источник силы. Мысль, побеждающая пространства, одним великим открытием умеряющая страдания человечества и овладевающая тайниками природных сил - атомами.
В мысли человеческого гения заложен новый мир науки будущего, который овладеет неиссякаемыми источниками мировых превращений энергии.
Счастье человечества - такова цель бурных исканий.
Новая жизнь родится как результат победы над природой и над косностью самого человека" [Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. М., 1959, с. 326].
Этот гимн мысли и знанию вряд ли был бы уместен в специальном научном исследовании, рассчитанном на узкий круг специалистов. Бурный, темпераментный Ферсман имел необоримую потребность не только высказать свои мысли, но и поделиться с людьми своими переживаниями, своими взглядами на жизнь человека и природы.
Он был ученым-писателем не по обязанности, а по склонности, по складу характера и ума, а главное, благодаря редкостной своей одаренности и одержимости творчеством и в науке, и в практической деятельности, и в литературе.
Дар писателя помогал Ферсману в научной работе.
Чувство слова, тонкое ощущение гармонии языка помогали ученому находить, придумывать новые научные термины, точно отражающие те явления,о которых идет речь, и вполне отвечающие мелодии разговорных слов. Ему принадлежит немало терминов, прочно вошедших в науку: гипергепез, кларк, геоцикл, техногенеа, диагенез и т. д.
Но вот что интересно отметить. В "Геохимии" постоянно ощущается своеобразный стиль Ферсмана. Не в смысле узко литературном - как особенности письма, структуры фраз, выбора слов и образов, а в широком понимании стиля - как выражения особого склада ума и характера. Это заметно уже в том, что постоянно, даже рассказывая о далеких звездах, строении атома или химических законах, автор остается минералогом, чувствуется, что его интересуют в конечном счете именно земные процессы, жизнь минералов. И еще. Он прекрасно ориентируется в самых разных науках, проявляя энциклопедические знания. В то же время хорошо улавливает различия научных методов. Тан, анализируя ход химических реакций в земных условиях, Ферсман обращает особое внимание на проблему геологического времени.
Обычно химические реакции записываются в виде уравнений без учета времени реакции. Тут важен результат. Для геохимии все обстоит иначе. Геохимические взаимодействия (реакции) могут растягиваться на годы, тысячелетия, миллионолетия. Здесь чаще всего важны не исходные и конечные состояния, а промежуточные,
Казалось бы, вывод этот вполне естественный. А ведь наиболее полно и последовательно первым сделал его Ферсман. Возможно именно потому, что он острее, чем другие крупнейшие геохимики мира, ощущал связь законов химии с законами бытия минералов, с природными условиями Земли. Не просто понимал эту связь как теоретик, но и наблюдал ее на практике, на полевых работах, среди хибинских туудр и среднеазиатских пустынь, жадно вглядываясь в камни, кристаллы, мысленно восстанавливая их геологические судьбы.
И еще одна особенность подхода Ферсмана к проблемам геохимии: нацеленность - в ближней или дальней перспективе - на практическую пользу в связи с поисками полезпых ископаемых. Вот, например, Вернадского более интересовали общенаучные и философские аспекты геохимии.
Было бы неразумно оценивать, какой из двух подходов лучше, тем более что оба ученых интересовались в теоретическими, и практическими проблемами, но только в равных пропорциях. Общетеоретические вопросы, как известно, могут иметь очень ценные практические следствияА практика предоставляет прекрасный материал для теоретических обобщений. Просто мы должны отметить одну из важных черт научного стиля Ферсмана, взаимосвязь теории с практикой.
Памятуя о практике, Ферсман всегда оставался теоретиком. В этом и заключается суть его "Геохимии". Многие теоретические выводы, сделанные в ней, исключительно плодотворны.
Анализируя геохимическую миграцию, он вводит, в частности, понятия "гипергенез", "сингенеа", "катагеневу и "диагенез". Новых понятий он вообще вводит очень много, на что указывали его критики. Но это он делает не из пристрастия к сложным терминам или своим собственным словообразованиям. Он обращает внимание геохимиков на явления, прежде изучавшиеся слабо, недостаточно полно и глубоко.
Гипергепез - воздеиствие па горные породы физикогеографических агентов, поверхностных сил. "Область геохимических процессов гипергенного типа характеризуется сложными химическими и физическими взаимоотношениями атмосферы, гидросферы и верхних частей литосферы, исключительным непостоянством определяющих ход реакций факторов, ролью жизненных процессов и процессов технической деятельности человека" '. Особенности гипергенеза в разных районах Земли связаны с географической зональностью, климатом, типами почв, характером растительного покрова, хозяйственным освоением территории.
В зоне гипергенеза происходят химические и физические изменения горных пород, накапливающихся на дне водоемов (увеличение плотности, уменьшение содержания воды и т. д.). Эти изменения Ферсман назвал диагенезом. После того как сверху таких "свежих" осадков накапливаются новые слои, начинается этап последующих изменений - катагенез...
Надо заметить, что действительно при чтении "Геохимии" складывается впечатление, будто автор вводит слишком много новых понятий, использует свою собственную терминологию, очень осложняющую понимание материала. Но как бы то ни было, объясняется такое "излишество" очень просто: ученый открывал новые области науки, привлекал внимание исследователей к малоизученным проблемам геохимии. В частности, к проблемам гипергенеза. Во времена Ферсмана они изучались геохимиками вскользь, непоследовательно. А после его работ на основе геохимии гипергенеза возникли новые, ныне обособившиеся области знания: геохимия ландшафта, геохимическая экология, геохимия биосферы.
Впрочем, о биосфере Ферсман упоминал сравнительно немного. Учение о биосфере разработал Вернадский. Возможно, именно поэтому геохимическая деятельность организмов Ферсманом охарактеризована бегло: преобладают ссылки па труды Вернадского. Не исключено, что было бы наиболее просто и точно считать гипергенными все геохимические процессы, протекающие в биосфере.
Однако Ферсман так не писал, предпочитая другие формулировки.
Представления Ферсмана о гипергенезе привели его к одной замечательной идее, к обоснованию и первой разработке теории техногенеза - геохимической деятельности человечества. К этой теории мы еще вернемся. А сейчас обратим внимание на одну небольшую оговорку автора, сделанную в начале второго тома "Геохимии". Там приведено высказывание Гете: "Старый фундамент будем уважать, но нельзя лишить нас права каждый вопрос иногда и нацело пересматривать". А затем авторская ремарка:
"Сейчас я совершенно убежден, что слова Гете очень скоро должны быть применены и к настоящему тому...".
ГЕОХИМИЯ (НОВАТОРСКАЯ)
По-настоящему новое можно добыть только в том случае, если вы готовы в решающем месте покинуть основы, на которых покоилась прежняя наука, и прыгнуть, в известной мере, в пустоту.
В. Гейзенберг
Так уж случилось, что самым резким, непримиримым критиком первых двух томов "Геохимии" Ферсмана стал...
сам автор. Случай редчайший в истории науки. Пятидесятилетний ученый, написав значительную часть задуманной им фундаментальной работы, вдруг не то чтобы остановился на полдороге, а решительно изменил направление, стал по-новому переосмысливать основы науки, которой он занимался четверть века.
"И том первый и еще в меньшей степени том второй моей "Геохимии" не могли удовлетворить меня своим анализом: они вылились как бы в систематизированный обзор самих фактов и явлений, определяющих ход геохимических процессов, но не давали настоящего геохимического освещения природных явлений, не входили в их анализ с точки зрения строения атома и его оболочек".
До сих пор его изложение геохимических проблем оставалось внутренне не организованным, не нанизанным на единую идейную нить, как бы на одну сюжетную линию.
Изложение рассыпалось на отдельные части, было рыхлым, лишенным прочного внутреннего костяка.
Открыв для себя эту основу, стержень, Ферсман не мог продолжать начатый ранее труд, а стал писать его заново.
Теперь он переосмысливал материал с позиций энергетики природных объектов и явлений: атомов, кристаллических решеток, застывающих расплавов, геосфер, распространенности и миграции химических элементов.
"Я чувствую огромную ответственность за этот решительный шаг, - отметил Ферсман, - но пытаюсь дерзать своей мыслью и своими исканиями. Я прекрасно понимаю, что тот уровень научной истины, на который я пытаюсь сейчас стать, будет очень скоро заменен новым, более глубоким и более устойчивым решением, - такова судьба и задача всякой научной работы. Но в своем решении я хотел бы руководствоваться прекрасными словами Фритьофа Нансена (1926) и "Только движимое фантазией исследование является действительно продуктивным, идет смело вперед и достигает цели".
Я хочу тем не менее в этой книге остаться натуралистом, точные эмпирические наблюдения и факты поставить в основу моих построений и сами построения так приспособить к объяснению природных условий, чтобы можно было их легче отбросить, когда новые факты, точно наблюденные и точно сопоставленные, вырастут за пределы старых идей" [Ферсман А. Е. Избранные труды. М" 1958, т. IV, с. 7].
Эти слова Ферсмана вводят нас, как принято говорить, в творческую лабораторию ученого (почему-то о творческой лаборатории говорят обычно, имея в виду деятелей литературы, искусства, как будто научные поиски - это не творчество!).
Не станем пытаться на нескольких страницах пересказать содержание двух объемистых и насыщенных научной информацией томов "Геохимии". Даже в случае успеха нам не удается лучше попять особенности Ферсмана-ученого, чем это можно сделать на основе приведенной выше выдержки из его предисловия к этим томам, тем более что для более или менее верного и полного пересказа не хватило бы и целой книжки.
Одна из главных идей, которая легла в основу новых теоретических разработок Ферсмана, связана с нетрадиционным взглядом па таблицу Менделеева. Дело в том, что она составлена для атомов, которые характеризуются "внутренним равновесием" положительных и отрицательных зарядов, т. е. положительно заряженным протонам, входящим в ядро, соответствуют отрицательно заряженные электроны, занимающие обволакивающее ядро оболочки (орбиты модели атома Бора, на которую опирался в своих построениях Ферсман).
Но ведь в природных условиях вступают в соединения и мигрируют главным образом не атомы, а ионы, не имеющие полностью "уравновешенных" электрических зарядов.
Они либо лишены наружных одного или нескольких электронов, и тогда положительно заряжены (катионы), либо имеют отрицательный заряд из-за "лишних" электронов (анионы).
"Именно ионы, - пишет Ферсман, - определяют собой пути миграции химических элементов: так, например, S2- и S6+ и геохимически и теоретически глубоко различны, тогда как в менделеевской таблице сера - S - вообще занимает одно место. Поэтому, чтобы охарактеризовать активность природных процессов, надо дать таблицу ионов, самых основных и типичных".
Ферсман составил таблицу 145 ионов, участвующих в геохимических процессах. Выделил две главные характеристики иона: радиус и валентность (заряд). В кристаллические решетки ион входит тем прочнее, чем выше его заряд и чем меньше радиус. Исходя из этого, Ферсман предложил вычислять энергетическую константу (ЭК)
иона по его "энергетическому взносу" в кристаллическую решетку. Для анионов и маловалентных катионов формула очень проста: ЭК=W^2/2R (где W валентность, а R - радиус иона). Для остальных катионов формула несколько сложнее!
ЭК=W^2/2R*0.75(R+0.2).
Чтобы от условных единиц ЭКов перейти к энергетическим, следует умножить ЭК на 256,1 кал. А общая энергия кристаллической решетки И в калориях такая:
И=256,1(a.ЭK1+b.ЭК2+с.ЭКз+...), где а, b, с и т.д. - число ионов данного типа, входящих в формулу соединения, а ЭК1, ЭК2 и т. д. энергетические константы этих ионов.
С помощью подобных геоэнергетических показателей ученый попытался проанализировать реальные природные процессы (например, кристаллизацию расплавов, концентрацию тех или иных элементов или соединений). В некоторых случаях это ему блестяще удавалось сделать. Но бывали и неудачи. Вообще, точность формул, которыми он пользовался, была невелика. Но самое главное, не было учтено многообразие факторов геохимической миграции.
В ней участвуют исключительно сложные соединения, причудливые молекулярные структуры, среди которых коллоидные и еще более сложно организованное живое вещество. До сих пор ученые так и не смогли точпо описать геохимические процессы на основе энергетических показателей.
Возможно, задача эта принципиально неразрешима. Во времена Ферсмана это вовсе не казалось очевидным. Но теперь выяснилось, что энергетических показателей недостаточно для описания сравнительно сложных систем, обладающих структурой, организованностью. Здесь требуется учить1вать степень упорядоченности, информативности (показатель, широко используемый, например, в кибернетике). А ведь в биосфере законы миграции химических влементов в значительной мере определяются функционированием сложно организованных структур...
Так или иначе, геоэнергетическая теория Ферсмана обогатила геохимию новыми идеями, открыла новые направления исследований. Эта теория, обоснованная в третьем томе "Геохимии", не получила дальнейшего развития.
В следующем томе, посвященном геохимии отдельных элементов, Ферсман вновь возвращается к традиционному стилю изложения. А пятый том региональную геохимию - он гак и не успел завершить.
Судьба этого произведения, как может показаться на первый взгляд, свидетельствует о непоследовательности и неорганизованности автора. Однако такое мнение было бы слишком поверхностным. Задумав создать грандиозный и наиболее полный курс бурно растущей науки, Ферсман вынужден был постоянно выбирать один из двух возможных путей. Или составлять добросовестную сводку накопленных к данному сроку и вошедших уже в науку идей, обобщений, фактов. Или теоретически осмысливать известные сведения, вести научное исследование, выдвигать новые идеи.
Сначала Ферсман избрал первый путь. Об этом свидетельствует, в частности, форма подачи материала в виде лекций. И не случайно в первых двух томах есть пометки:
"Допущены в качестве учебного пособия... для втузов".
Творческой натуре ученого была чужда спокойная рассудительность, когда речь шла о науке, суть которой - поиски истины. Мыслью своей он постоянно вторгался в малоизученные области знания и с третьего тома резко изменил стиль изложения. Теперь ему осталось развивать выдвинутую теорию, построить на ее основе и геохимию отдельных элементов, и региональную геохимию, приблизить теорию к решению практических задач поисков полезных ископаемых.
Судя по всему, Ферсман так и собирался продолжать свой труд. Но вскоре убедился, что задача эта невыполнима. Теория никак не могла объять необычайное разнообразие фактов.
Автор решил ограничиться изложением традиционного материала, не стараясь придавать своей теории "основополагающее" значение. При этом он высказал очень верную мысль, относящуюся не только к его произведению, но и вообще к взаимоотношению теории и практики: "Приведенные в книге теоретические соображения по возможности проверены и обоснованы большим фактическим материалом и поэтому в известной мере являются синтезом теории и практических наблюдений. Однако природные условия... не ограничиваются типичными, характерными и наиболее вероятными системами. Статистическая правильность построений недостаточна для полного применения общих положений к каждому данному случаю, несогласие с теорией превращается в необходимое и законное исключение, а исключение нередко представляет наибольший интерес... Поэтому пользование общими идеями и выводами... требует одновременно и очень вдумчивого к ним отношения, и критического анализа самих природных явлений".
Ферсман был настоящим природоведом, натуралистом.
Увлекаясь теоретическими построениями, всегда видел за ними природу бесконечно сложную и прекрасную.
А еще и природу-кормилицу, предоставляющую человеку свои богатства. Умело, разумно воспользоваться ими - вот о чем помнил он постоянно. Теория была для него руководством к практическим мероприятиям, а практика опорой для теории.
УВЛЕКАТЕЛЬНАЯ,
ПРЕКРАСНАЯ
И РАДОСТНАЯ НАУКА
Наука вечна... в своем источнике, неизмерима по своему объекту, бесконечна по своей задаче, недостижима по своей цели.
К. М. Бэр
Любое творчество - в том числе и научное - придает человеческой жизни целеустремленность, дарит творцу радость преодоления трудностей и счастье открытий...
Нашей главной задачей было знакомство с Ферсманомученым, его теоретическими достижениями, поисками и находками. Пришлось оговориться, что Ферсман занимался популяризацией науки как бы между делом. Ведь многим он, возможно, представляется прежде всего или даже по преимуществу популяризатором геологической науки.
Однако, уделив должное внимание специальным работам Ферсмана, понимая их огромное научное значение, пора вспомнить и о его научно-популярной деятельности. Потому что она выходит за рамки обыкновенного занятного и упрощенного пересказа научных фактов и идей. Впрочем, такой вообще должна быть научная популяризации.
Что заставляло маститого академика, ведущего интересные научные исследования, занятого сверх всякой меры организационными, производственными, общественными работами, возглавляющего крупные экспедиции, участвующего в полевых работах, несмотря на тяжелую хроническую болезнь, - что заставляло его выкраивать время и писать "Занимательную минералогию" или "Занимательную геохимию"?
Не было у него секретарей или соавторов, выполняющих "черновую" работу. Не было литературных обработчиков, придающих сухому научному изложению цветастость и общедоступность. Он все делал сам (а как еще может работать талантливая творческая личность?).
У пего было, как у всех нас, 24 часа в сутки, и ради литературной деятельности он не мог, да и не имел права тратить ни минуты времени, отводимого для его главной и официальной работы. Оставалось урезать часы сна. Но ради чего? Неужели только для того, чтобы развлечь читателя занятными рассказами о камнях, о геологии, о своей работе?!
Нет, конечно. Ради этого ни один здравомыслящий человек не пошел бы на такие... жертвы - это слово вполне уместно.
Так чем же руководствовался Ферсман, занимаясь популяризацией, что так властно влекло его к этому?
Пожалуй, вернее всего ответить так: он любил камни, любил пауку, любил людей. И тотчас припоминается отрывок из "Воспоминаний о камне": "Я проходил мимо людей, меня называли часто сухим, бесчувственным. Годы шли, лучшие молодые годы, а люди оставались как-то вне моего жизненного пути...
Камень владел мною, моими мыслями, желаниями, даже снами... Какая-то детская любовь к камню, красивому, чистенькому кристаллу...".
Странно читать это признание, когда знаешь, как много восторженных слов писали люди, знавшие Ферсмана, о его душевной щедрости, чуткости. Кто же прав? Не мог же Ферсман очернить самого себя, что говорится, ради красного словца?
Вообще-то, "Воспоминания о камне" - произведение художественное, серия новелл. По законам жанра в них не обходится без вымысла. Но возможно и то, что Ферсман в молодости действительно самозабвенно любил камни, а людьми интересовался мало. Ведь и пишет он о молодых своих годах. А в те годы, между прочим, он занимался только специальными научными работами, вовсе не рассчитанными на занимательное чтение. Писать популярные произведения он начал позже, примерно тогда же, когда приступил к чтению курса лекций в университете Шанявского. Ему тогда было тридцать лет - вполне солидный по тем временам возраст.
Страстный, увлеченный стиль его научно-популярных произведений указывает на глубокую заинтересованность автора. Он стремится раскрыть читателю красоту и тайны мира камня, поделиться своими знаниями и своей любовью к природе. Ему недостаточно одному радоваться кристаллами, а хотелось бы, чтоб эту радость почувствовали тысячи, миллионы людей.
"Я очень хочу увлечь вас в этот мир, - писал он, - хочу, чтоб вы начали интересоваться горами и каменоломнями, рудниками и копями, чтобы вы начали собирать коллекции минералов, чтобы вы захотели отправиться имеете с нами из города, подальше, к течению реки, к ее высоким каменистым берегам, к вершинам гор или скалистым берегам моря, туда, где ломают камень, добывают песок или взрывают руду... И в мертвых скалах, песках и камнях мы научимся читать великие законы природы, по которым построена вселенная.
Я буду рисовать отдельными отрывочными картинками - так, как художник вырывает отдельные моменты из природы и, раньше чем написать большую картину, готовит десятки и сотни эскизов и рисунков. Общую картину природы должен построить сам читатель, своим воображением связать все вместе.
Я уверен, однако, что далеко не все смогут это сделать.
Мои слова будут для них слишком слабы, и им будет нужен более сильный художник, который заставит их ум и мысль работать в определенном направлении. Этот художник - сама природа. Тогда отправляйтесь, прочтя эту книгу, с экскурсией в Крым, на Урал, в Карелию, в Хибины, на берега Волги или Днепра и подумайте сами над камнем, его загадками и его жизнью.
...Человек далеко еще не победил и не обуздал силы природы, и еще нужно громадное напряжение ума, воли В знания, чтобы научиться превращать силы и вещества природы в полезные и культурные завоевания хозяйства и промышленности.
К этой творческой работе я хотел бы призвать читателя.
Если он, прочтя эту книжку, хоть немного загорится желанием узнать мир камней, его использование, захочет поработать над теми задачами, которых так много вокруг нас, в нашем строительстве новой жизни и новой культуры, то книжка сделала свое дело. А разбудив интерес, она разбудит и волю, и энергию, и стремление к работе и к знанию" [Ферсман А.Е. Занимательная минералогия. М. - Л., 1953, с. 4-5].
Слова Ферсмана пронизаны стремлением помочь людям глубже понять окружающий мир, чтобы это знание сделало жизнь ярче, полней, насыщенней, прекрасней.
Безусловно, он испытывал глубокое удовлетворение, делясь с людьми своими переживаниями, связанными с научным творчеством, путешествиями, знаниями. В этом он видел не только приятную возможность самовыражения, но, главное, долг ученого, одну из своих общественных обязанностей.
Почти всеми своими знаниями ученый обязан обществу, сохранившему и передавшему их ему. Ученый имеет возможность, как иронически отмечают, удовлетворять свою любознательность за счет общества. В шутке этой есть доля истины.
Конечно, ученый своими теоретическими разработками приносит порой больше пользы людям, чем представители других отраслей народного хозяйства. С такой экономической точки зрения талантливый учепый не имеет перед обществом никаких задолженностей.
Иное дело - моральная сторона. Ведь ученый занимается особым трудом умственным, получая за него не только материальные блага, но и моральные. Это, что называется, престижная область деятельности. Более существенно то, что научное творчество приносит ученому радость поисков и познания, доступную далеко не всем людям.
Популярно, увлекательно рассказывая о своей науке, ученый отдает свой моральный общественный долг, как бы приобщая к научному творчеству огромные массы людей.
По и это еще не все. Популярная литература осуществляет обмен фактами и идеями между разными областями знания. Она совершенно необходима специалистам смежных наук, для которых такое чтение приносит не только удовольствие, по и конкретную пользу, расширяя научный кругозор или направляя па неожиданные идеи. А там уже вполне возможно прийти рано или поздно к научным открытиям в своих областях.
Стремясь по-особому, интересно выразить основы своих научных знаний и поисков, ученый переосмысливает то, что ему известно, фантазирует, сопоставляет - творит!
Он придумывает новые образы, приходит к новым мыслям, к более смелым обобщениям.
В специальных исследованиях ученый ограничивает свое воображение областью известных фактов, конкретных детальных разработок, логически завершенных теорий.
Нестрогое популярное изложение позволяет сказать больше, охватить более обширные области знания и практической деятельности. Значит, научно-популярное произведение обогащает знаниями и эмоциями не только читателя, но и автора.
И еще одно важное, едва ли не важнейшее обстоятельство. Делая научные достижения достоянием всего народа, ученый повышает общий умственный потенциал общества.
"Мысль - ато величайший и еще нами не понятый источник силы. Мысль, побеждающая пространства, одним великим открытием умеряющая страдания человечества и овладевающая тайниками природных сил - атомами.
В мысли человеческого гения заложен новый мир науки будущего, который овладеет неиссякаемыми источниками мировых превращений энергии.
Счастье человечества - такова цель бурных исканий.
Новая жизнь родится как результат победы над природой и над косностью самого человека" [Ферсман А. Е. Занимательная геохимия. М., 1959, с. 326].
Этот гимн мысли и знанию вряд ли был бы уместен в специальном научном исследовании, рассчитанном на узкий круг специалистов. Бурный, темпераментный Ферсман имел необоримую потребность не только высказать свои мысли, но и поделиться с людьми своими переживаниями, своими взглядами на жизнь человека и природы.
Он был ученым-писателем не по обязанности, а по склонности, по складу характера и ума, а главное, благодаря редкостной своей одаренности и одержимости творчеством и в науке, и в практической деятельности, и в литературе.
Дар писателя помогал Ферсману в научной работе.
Чувство слова, тонкое ощущение гармонии языка помогали ученому находить, придумывать новые научные термины, точно отражающие те явления,о которых идет речь, и вполне отвечающие мелодии разговорных слов. Ему принадлежит немало терминов, прочно вошедших в науку: гипергепез, кларк, геоцикл, техногенеа, диагенез и т. д.