Текст
                    природа
Ежемесячный
популярный
естественнонаучный
журнал
Академии наук СССР
е
РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯ
Главный редактор
академик
Н. Г. БАСОВ .
Доктор физико-математических наук
Е. В. АРТЮШКОВ
Доктор биологических наук
А. Г. БАННИКОВ
Академик
Д. К. БЕЛЯЕВ
Академик
А. И. БЕРГ
Академик
Ю. В. БРОМЛЕЙ
Доктор биологических наук
A.	Л. БЫЗОВ
Заместитель главного редактора
Член-корреспондент АН СССР
B.	М. ГАЛИЦКИЙ
Член-корреспондент АН СССР
Б. Н. ДЕЛОНЕ
Доктор физико-математических наук
C.	П. КАПИЦА
Академик
Б. М. КЕДРОВ
Доктор физико-математических наук
И. Ю. КОБЗАРЕВ
Член-корреспондент АН СССР
Н. К. КОЧЕТКОВ
Член-корреспондент АН СССР
В. Л. КРЕТОВИЧ
Доктор физико-математических наук
Б. В. КУКАРКИН
Доктор философских наук
Г. А. КУРСАНОВ
Академик
К. К. МАРКОВ
Доктор философских наук
Н. ф. ОВЧИННИКОВ
Заместитель главного редактора
В. М. ПОЛЫНИН
Заместитель главного редактора
Член-корреспондент АН СССР
Ю. М. ПУЩАРОВСКИЙ
Заместитель главного редактора
доктор биологических наук
А.	К. СКВОРЦОВ
Доктор геолого-минералогических наук
М. А. ФАВОРСКАЯ
Основан в 1912 году
Заместитель главного редактора
кандидат технических наук
A.	С. ФЕДОРОВ
Член-корреспондент АН СССР
B.	Е. ХАИН
Член-корреспондент АН СССР
Р. Б. ХЕСИН
Академик
Н. В. ЦИЦИН
Доктор географических наук
Л. А. ЧУБУКОВ
И. Б. ШИШКИН
Академик
В.	А. ЭНГЕЛЬГАРДТ
Доктор биологических наук
А. В. ЯБЛОКОВ
На первой странице обложки. Моло¬
дой пятнистый олень. См. статью
А. Г. Банникова, В. Е. Присяжнюка
«Аборигенный пятнистый олень».
Фото Н. Н. Немнонова.
На четвертой странице обложки. Костяные
скульптурные изображения птиц (ввер¬
ху — орел-беркут, ниже — глухари) и кос¬
тяная дудочка-манок. Эпоха неолита. См.
статью И. К. Цветковой «Люди Чер¬
ной Горы».
Фото В. И. Клещенко.
Редакция рукописей не возвращает.
© Издательство «Наука»,
«Природа», 1977 г.


2 (738| Февраль 197? года 1 В НОМЕРЕ Е. В. Павловский Историко-геологический аспект проблемы гранита И. Н. Галкин Природа лунотрясений В. В. Добровольский Механизмы гипергенеза Г. Я. Авруцкий, А. В. Немцов Поиски и находки психофармакологии И. К. Цветкова Люди Черной Горы B. Н. Иваненков Кислород и фотосинтез в океане C. А. Плетнева 4 «Исчезнувшие народы». Половцы Г. А. Курсанов К формированию понятия истины в древнегрече¬ ской науке и философии Ю. Л. Соколов Солнце Памира В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин Фотоэлектронная спектроскопия А. Е. Гайсинович Новые данные о письмах Дарвина Марксу К 60-ЛЕТИЮ Дмитрий Петрович Филатов ВЕЛИКОГО ОКТЯБРЯ Т. А. Детлаф Д. П. Филатов-эмбриолог Д. В. Попов Жизнь Д. П. Филатова Л. В. Крушинский Воспоминания о Д. П. Филатове 3 13 16 24 32 44 46 62 67 78 92 98 105 117
2 КРАСНАЯ КНИГА НОВОСТИ НАУКИ РЕЦЕНЗИИ НОВЫЕ КНИГИ А. Г. Банников, В. Е. Присяжнюк Аборигенный пятнистый олень Запуски космических аппаратов в СССР (сен¬ тябрь— октябрь 1976 г.) (131) — Уточнен возраст Вселенной (132)- «Викинг-2» на Марсе (132) — Гигантские пыльные бури на Марсе (136) — Новое о Луне (136) — Открытие D-мезонов (137) — Мо¬ лекулу ДНК завязали в узел (138) — Новое о структуре бактериородопсина (139) — Эволюцион¬ ное происхождение 5,8S РНК (139) — Половой ат- трактант хомяков (140)-Э ндокринные функции легких (140) — О «нюхе» лосося (141) — Как бы¬ стро передвигались динозавры? (141) — Новая гео¬ логическая карта Урала (141) — Международные исследования магнитосферы (142) — Идея Нансена возрождается (142) — Полярный лед свидетельст¬ вует о климате прошлого (143) — Предсказано землетрясение (143) — Ураганы в Атлантике (143) — Вулканы влияют на климат (145) — Засуш¬ ливая эпоха оледенения (146) — Орлы и гризли взяты под охрану (146) — Мотоциклы губят пусты¬ ню Мохаве (147). М. А. Абрамов Каким был Сократ? В. Я. Френкель Популярно о физике спекания Б. М. Владимирский, Л. И. Мирошниченко О «пю-мезонах» и «нейтринной перенасыщенности мозговой энергии» М. Ф. Ребров, Л. А. Гильберг. «Союз — Апол¬ лон» (155) — В. С. Губарев. Космические мосты (155) — В. И. Рыдник. Поле (155) — С. Е. Резник. Раскрывшаяся тайна бытия (155) — Психология и математика (155) — Ф. П. Космолинский. Эмоцио¬ нальный стресс при работе в экстремальных условиях (155) — Жорж Уо. 20 лет в батискафе (156)—А. А. Беус. Далекие хребты Кордильер (156) — Колыбель советской антропологии (156| — 3. М. Каневский. Цена прогноза (156) — Физики о физиках (157) — Б. Н. Мазурмович. Иван Ива¬ нович Пузанов (157) — И. А. Крывелев. История религий (157) — Э. Церен. Лунный бог (157). 122 131 148 151 153 155 В КОНЦЕ НОМЕРА Н. Г. Рубайлова Диагноз болезни Дарвина 125 лет спустя 158
Геология «Природа», 1977, № 2 3 Историко-геологический аспект проблемы гранита Е. В. Павловский Евгений Владимирович Павловский, профессор, доктор геолого- минералогических наук, старший научный сотрудник-консультант Геологического института АН СССР. Специалист по геологии Сибири и Западной Европы. Автор работ о происхождении и развитии земной коры материков. В «Природе» опубликовал статью «Мой учитель» (об А. Д. Архангельском), 1972, № 2. Заслуженный деятель науки РСФСР. Когда образовались на Земле граниты? Вопрос этот важен не только с теоретиче¬ ской точки зрения, но имеет и громадное практическое значение. С гранитами и их производными связаны крупнейшие место¬ рождения золота, тяжелых радиоактив¬ ных элементов, редких элементов, воль¬ фрама, молибдена и многих других полез¬ ных ископаемых, остро необходимых для народного хозяйства. Естественно, что знание истории про¬ исхождения гранитов поможет и поиску связанных с ними полезных ископаемых. Историко-геологическому аспекту этой проблемы необходимо уделять особое внимание. Геология — наука о составе и строе¬ нии нашей планеты, ее происхождении и развитии. Следовательно, мы имеем дело с наукой исторической, исследующей при¬ родные, явления не только в пространстве, но и во времени. До недавнего времени внимание гео¬ логов было сосредоточено на изучении континентов и островов. Здесь достигну¬ ты большие успехи. Стала известной гео¬ логия почти всей суши, и богатства ее недр поставлены на службу человечеству. В последние десятилетия с возра¬ стающей интенсивностью изучается геоло¬ гия дна океанов и морей, занимающих более 70% земной поверхности. Установ¬ лен резкий контраст в составе и строении земной коры материков и ложа океанов. Нам необходимо вникнуть в эту разницу, ибо здесь мы вплотную подходим к теме нашей статьи — к проблеме гранита. Кора под материками, имеющая мощность от 30—40 км под равнинами до 50—60 и даже 76 км под горными обла¬ стями, сложена тремя «слоями» различно¬ го состава и разной плотности. Верхний «слой» мощностью до 10 км состоит из оса¬ дочных пород небольшой плотности (око¬ ло 2,2 г/см3). Второй «слой», называемый гранит¬ ным, представлен главным образом грани¬ тами, гнейсами и другими магматически¬ ми и метаморфическими породами. Они обладают большей плотностью, чем оса¬ дочные породы, достигающей 2,4— 2,6 г/смэ. Мощность гранитного слоя ко¬ леблется от 10 до 20 км. Местами он вы¬ ходит на поверхность, образуя щиты древ¬ них платформ. В деталях строение этого слоя очень сложное. Внутри него, по сей¬ смическим данным, выделяют даже не¬ сколько «слоев» второго порядка. Нижняя граница гранитного «слоя» часто обозначена довольно четко поверх¬ ностью Конрада. Эта поверхность также определяет верхнюю границу третьего базальтового «слоя», слагающего нижнюю Г
4 Е. В. Павловский часть разреза континентальной земной коры. По всем признакам гранитов здесь уже нет. Состав третьего «слоя», мощ¬ ность которого оценивается величинами от 15 до 25 км, а местами до 40 км, достаточно разнообразен. Считается, что этот «слой» сформи¬ рован различными темноцветными порода¬ ми основного состава — базальтами, габ¬ бро, анортозитами. Плотность этих пород варьирует от 2,8 до 3,3 г/см3. Базальты и анортозиты, слагающие третий «слой» зем¬ ной коры, относятся к тем семействам гор- (1,0—2,0 км) и с несколько меньшей плот¬ ностью, чем у базальтов. Разница в строе¬ нии земной коры под континентами и океа¬ нами, надо думать, обусловлена сущест¬ венными отличиями геологической истории двух главных компонентов лика Земли. А эти отличия, в свою очередь, имеют не¬ посредственное отношение к истории воз¬ никновения гранитов на Земле. Огромная литература посвящена ро¬ ли гранитов в истории нашей планеты. Впервые термин гранит появился в конце XVIв. в книге итальянского ученого Цеза- океан материк впадина внут- материн Срединно-океанический равнина, горы реннего моря равнина, горь хребет (типа Черного) Строение земном коры материно* и океанов |по М. 8. Муратову, 197S|. М — повер!ность Моюроаичича. ных пород, которые, по-видимому, пол¬ ностью слагают видимую часть спутницы нашей планеты — Луны. Иное строение земной коры под оке¬ анами. Главное отличие — отсутствие гра¬ нитного «слоя». Кроме того, мощность всей коры относительно невелика. Здесь выде¬ ляют только два «слоя»: осадочный (мощ¬ ностью 0,2—3,0 км) и базальтовый (3,0— 12,0 км). Лишь местами появляется проме¬ жуточный «слой» небольшой мощности льпинуса. Тогда гранитами именовали все крупнозернистые горные породы (теперь этот термин употребляется для названия зернистых пород, состоящих из микро¬ клина или ортоклаза, кварца, плагиокла¬ за, одного или нескольких представите¬ лей группы слюд, а также роговой обман¬ ки или пироксена)1. Происхождение гранитов, их роль в развитии земной коры интересовали уче¬ ных разных стран с самого начала станов¬ ления науки о Земле — со второй полови¬ ны XVIII в. К этому времени относится знаменитый в истории геологии спор меж¬ ду нептунистами и плутонистами, который 1 Ш те нбе рг Д. С. Что же такое грани¬ ты? — «Природа», 1974, № 3.
Историко-геологический аспект проблемы гранита 5 непосредственно касался происхождения и способа образования гранита. Нептунисты so главе с А. Вернером считали все гор¬ ные породы, в том числе и граниты, осад¬ ками, выпавшими на дне Мирового океана. Эти представления переплетались с биб¬ лейской легендой о всемирном потопе. Плутонисты во главе с создателем этого научного направления М. В. Ло¬ моносовым (1757—1759) ведущую роль в геологических процессах от¬ давали силам внешним и внутренним. Дей¬ ствие внутренних сил было обусловлено, по словам Ломоносова, «жаром в земной утробе». Уже тогда плутонисты считали, что глубинные раскаленные массы дефор¬ мируют вмещающие породы. Немного позже (1788) выдающийся шотландский плутонист Дж. Геттон впервые доказал, что граниты внедрялись в земную кору в виде расплавленных масс, а на контакте с рас¬ плавленными гранитами происходила пере¬ кристаллизация вмещающих пород. Плутонисты создали основу гипоте¬ зы о первозданной гранитной коре — то¬ го гранитного «слоя», о котором расска¬ зывалось в начале статьи. С идеей о перво¬ зданных гранитах тесно переплеталось представление, оказавшееся очень живу¬ чим, о существовании первичной (юве¬ нильной) гранитной магмы, формирую¬ щейся в глубинах планеты и временами прорывающейся в верхние горизонты коры в виде интрузий различной формы и раз¬ меров. Дискуссия о проблеме гранитов оживилась, когда, после окончания вто¬ рой мировой войны, развилось и окрепло течение «трансформистов», отрицавших существование первичной гранитной маг¬ мы. По убеждению сторонников этого на¬ правления, граниты возникали не вслед¬ ствие кристаллизации из жидкого распла¬ ва первичной гранитной магмы, а благо¬ даря процессу постепенного замещения — ■оде осадочные породы граните-метаморфический «слоим базальтовый «слой» мантия Земли участии мантии с поаышенной плотностью Участки мантии с пониженной плотностью глубинные разломы ■улканнчесиие конусы, магма¬ тические очаги и каналы гранитизации — вещества вмещающих по¬ род минералами, типичными для грани¬ тов. Гранитизация, по их мнению, могла осуществляться на известной глубине при повышенной температуре и благодаря ми¬ грации некоторых химических элементов. Другие исследователи считали наи¬ более важными в образовании гранитов процессы палингенеза и анатексиса, т. е. частичного или даже полного плавления на глубине ранее существовавших пород. Этим путем, по их мнению, возникала маг¬ ма гранитного состава. Реальность пол¬ ного плавления на глубине была доказана опытами Г. Винклера, который подвергал постепенному нагреванию глину при дав¬ лении в 2000 бар. Между 400 и 500°С глина начинала перекристаллизовываться, яз XXX XXX + + + + + V V V 1—Г I г I I I, 1—1 впадина окраин ного моря (типа Японского) о оз ас ° $4 к S пз Q- х ^ оХ о. га глубоководный желоб Тихий океан нора, переходной области между материком и океаном океаничесная кора
б Б. В. Павловский возникали новые минеральные ассоциа¬ ции, устойчивые при новых условиях тем- пературы и давления. Этим путем были по¬ лучены искусственные метаморфические горные породы. При дальнейшем повы¬ шении температуры, в интервале 600— 700°С, начинался процесс плавления и появлялась магма гранитного состава. Значение процесса плавления в ком¬ бинации с привносом летучих компонентов еще в 1910 г. подчеркивалось П. Термье. А в 1952 г. Д. С. Коржинский выдвинул гипотезу о поднимающихся ювенильных платформенный чехол »ффузиано-осадочные серии нуклеарной стадии Гранитные купола Южной Родезии (по А. Маи. грегору, 19511. Масштаб а английских мил» «сквозьмагматических растворах», несу¬ щих тепло и щелочные металлы. Согласно этой гипотезе, растворы отдают тепло и часть химических компонентов твердым породам, вызывая появление гранитного расплава. По представлениям Н. В. Фро¬ ловой, давно отрицавшей2 существование 2 Ф р о л о. в а Н. В. О наиболее древних осадочным породах Земли (н проблеме происхождения гранитов).— «Природа»», 1950, № 9. «первозданной» гранитной магмы, аген¬ тами гранитизации осадочных пород мо¬ гут быть щелочные металлы и кремнеки- слота, освобождающиеся при застывании интрузий основного состава (габбро) и про¬ никающие в кровлю этих интрузий. Воз¬ можность подобного процесса основана на разнице в содержании щелочей и кремне- кислоты в габбро и в базальтах. Эти поро¬ ды являются производными единой основ¬ ной магмы, но в базальтах, излившихся на поверхности, щелочей и кремнекислоты больше, чем в габбро. Отметим, наконец, что граниты мо¬ гут появляться также в результате диффе¬ ренциации основной базальтовой магмы. Однако процессы этого рода происходили в небольших масштабах и, по-видимому, имели местное значение. В противном слу¬ чае граниты были бы широко распростра¬ нены в составе базальтового «слоя» океа¬ нов, чего на самом деле не наблюда¬ ется3. Итак, гранитная магма может возни¬ кать в пределах внешней каменной обо¬ лочки, в среде обычных осадочных пород. Граниты, созданные плавлением,— не пер¬ вичные породы, а вторичные образования, возникающие при подогреве осадочных пород внешней каменной оболочки Земли. Возникает вопрос: когда же появились граниты? ПОЯВЛЕНИЕ ГРАНИТОВ Библейские пророки считали, что Земля была сотворена за 4004 года до начала нашей эры. Эта цифра долгое вре- мы была угнетающей преградой для развития геологии. Дж. Геттон, основыва¬ ясь на конкретных геологических наблюде¬ ниях, разрушил эту преграду (1788). Он был убежден в огромной продолжительно¬ сти геологического времени. Вместе с тем Геттон считал, что геологические наблюде¬ ния не дают никаких указаний на существо¬ вание каких-либо признаков начального процесса. Для конца XVIII в. это представ¬ ление было ересью, вызовом библии, ре¬ лигиозному вероучению. Взгляды Геттона, сыгравшего большую роль в развитии гео¬ логии, тогда несомненно были прогрес¬ сивными. Однако в настоящее время про¬ паганда подобных взглядов, проводимая некоторыми зарубежными учеными, про¬ изводит в лучшем случае впечатление 1 Л у ч и ц к и й И. В. О кислых магматиче¬ ских породах океанов.— «Геотектоника», 1973, № 5.
Историко-геологический аспект проблемы гранита 7 крупного недоразумения. Эти взгляды, в сущности, близки к позиции агностиков, пытающихся обосновать ее всеобщим силь¬ ным метаморфизмом древних пород, вы¬ сокой пластичностью метаморфических серий, в сил у чего все первичные черты пород (структура, текстура, слоистость, остатки организмов и др.) якобы исчезли или очень сильно затушеваны. Подобные представления, однако, входят в противо¬ речие с конкретным материалом геологи¬ ческих наблюдений. Возраст Земли, по астрономическим и радиометрическим данным, в настоя¬ щее время оценивается в 4,5—5,0 млрд лет. Наиболее хорошо изучены породы последних 1,5—1,6 млрд лет — неогея, по терминологии Г. Штилле. Исследование наиболее доступных и широко распростра¬ ненных образований неогея привело гео¬ логов к мысли, что формирование гранит¬ ного «слоя» неразрывно связано с обшир¬ ными длительно опускавшимися вытяну¬ тыми прогибами Земли — геосинклиналя¬ ми. В них накапливались мощные серии осадочных и вулканических пород, сминае¬ мые в складки во время бокового сжа¬ тия. Штилле утверждал: внедрение гранит¬ ных масс (батолитов) происходило в тесной связи со складчатостью в геосинклиналь- ных областях. Отсюда следовал вывод: там, где имеются граниты, обязательно была складчатость, была геосинклиналь. Опре¬ делив радиометрический возраст гранита, взятого на поверхности или иэ керна буровой скважины, уверенно говорили, а иногда говорят и сейчас, о получении яко¬ бы точных доказательств былого сущест¬ вования геосинклинального прогиба в данном месте. Так, «не мудрствуя лукаво», решались и, к сожалению, иногда реша¬ ются и теперь сложные вопросы геологии, оцениваются перспективы нахождения оп¬ ределенных видов ценного минерального сырья. Доверие к построениям Штилле ста¬ ло исчезать под влиянием потока новых наблюдений. Прежде всего выяснилось, что в течение неогея граниты появлялись не только в геосинклинальных областях, но и в пределах гораздо более крупных струк¬ тур земной коры — платформ, отличаю¬ щихся спокойным тектоническим режи¬ мом. А. Д. Архангельский — основополож¬ ник современного учения о платформах (1928—1941) — подчеркивал, что складча¬ тость на платформах вовсе не образует¬ ся или проявляется в относительно сла¬ бой форме. Временами, особенно в мезо¬ зое и кайнозое, крупные части плaтфofм становились ареной проявления другого своеобразного тектонического процесса, названного автором этой статьи — арко- генезом (от слова арка). Действительно, при этом процессе создавались крупные горные сооружения в форме сводовых поднятий, местами осложненных разлома¬ ми, и депрессий, разделяющих своды. Примером может служить Саяно-Байкаль¬ ская горная страна: она представляет собой сводовое поднятие, и в то же вре¬ мя здесь же имеются связанные с ним впадины байкальского типа. С ар- Граимтныо купола Французской Гаманы (по Б. Шуберу, 196J).
8 Е. В. Павловский когенетическими структурами тесно связаны во времени и в пространстве интрузии гранитов, нередко рудоносных. На более поздней стадии аркогенеэа про¬ исходили излияния базальтов. Мезо-кай- нозойский аркогенез с его гранитами про¬ являлся не только в Восточной Сибири, но также в Китае, на западе Северной Амери¬ ки, т. е. не только з геосинклинальных зо¬ нах, но и в телах больших платформ. Во время второй мировой войны и особенно после ее окончания геологи на¬ чали интенсивно изучать комплексы по¬ род протогея возрастом более 3 млрд лет, с которыми, по данным А. В. Сидо¬ ренко* связано от 50 до 100% всех раз¬ веданных запасов многих металлических и неметаллических полезных ископаемых. Из этих запасов извлекается от 47 до 93% мировой добычи руд железа, мар¬ ганца, хрома, никеля, кобальта, урана. Первые итоги исследований этих по¬ род приводят к выводу о непригодности некоторых прежних представлений, каса¬ ющихся происхождения и развития земной коры, ее гранитного «слоя». Раскрывается поразительное своеобразие начальных этапов геологической истории. Выясняется, что, вопреки скептицизму Геттона и его последователей, появилась реальная воз¬ можность изучения начальных процессов формирования земной коры при помощи обычных геологических методов. Появились данные о том, что в са¬ мом начале своей жизни, в катархее (около 4,0—4,5 млрд лет назад), Земля проходила через лунную стадию, реликты которой обнаружены недавно М. 3. Глу- ховским на юге Алданского щита5. Здесь на поверхность выходит мощная толща кристаллических сланцев основного соста¬ ва, известная под названием сутамской серии. В состав серии входят также поро¬ ды с высоким содержанием глинозема, которые можно рассматривать как мета- морфизованную латеритную кору выветри¬ вания— показатель высокой энергии ат¬ мосферного..кислорода. Породы сутамской серии метаморфизованы * условиях высо¬ кой температуры (700—800°) и высокого давления (10—12 кбар). Возраст серии — 4,5—4,58 млрд. лет. По химическому со¬ *Сидоренно А. В. Некоторые вопросы изучения докембрия.— В кн.: Проблемы осадочной геологии докембрий. М., 1967. 5Глуховский М. 3., Павлов¬ ский Е. В. К проблеме ранних стадий развития Земли.— «Геотектоника», 1973, N9 2. ставу сутамские сланцы близки к толеито- вым базальтам океанических областей, а также и к лунным базальтам. Необычна и тектоника сутамской се¬ рии. Здесь господствуют округлые струк¬ туры типа чаш диаметром в 100 км и более, расположенные беспорядочно. Они хоро¬ шо видны на космических снимках, где как бы просвечивают сквозь покров более мо¬ лодых образований. Округлые еулкано-тек- тонические структуры (лунные кратеры), осложненные разломами, как показали М. С. Марков, А. Л. Суханов и В. Г. Три¬ фонов (1972), характерны для Луны. Они обладают исключительной устойчивостью и консерватизмом. Все это наводит на мысль, что на юге Алданского щита мы имели дело с породами, созданными во времена началь¬ ной, лунной стадии развития Земли. Воз¬ можность того, что Земля проходила такую стадию, давно предполагалась советскими геологами — А. П. Павловым (1937), а за¬ тем М. В. Муратовым (1971). И вот оказа¬ лось, что на Земле действительно имеются породы и структуры, подобные лунным. Они, по мнению М. 3. Глуховского, со¬ хранились до наших дней, несмотря на сложные перипетии геологической истории в течение 4 млрд лет4. Среди полей рас¬ пространения сутамских сланцев обнару¬ жены огромные массивы анортозитов, при¬ сутствующих и на Луне. По данным совет¬ ских и американских исследований, на Луне распространены две группы пород — анортозиты с возрастом 4,4 млрд лет и несколько более молодые базальты (3,2— 3,8 млрд лет). Кислых, т. е. богатых крем- некислотой, пород гранитного семейства на Луне не обнаружено. Нет никаких признаков существова¬ ния гранитов и во время лунной стадии развития нашей планеты. Гранитного «слоя», надо думать, тогда еще не было, Когда Земля прошла свой лунный этап, в течение которого сформировал¬ ся анортозито-базальтовый фундамент земных континентов, началось образова¬ ние ядер (нуклей) континентов. Во время этой стадии развития З^мли, называемой нуклеарной, мощная вулканическая дея¬ тельность сочеталась с параллельно шед¬ шим размывом нагромождений лав, ту¬ фов и отложением продуктов размыва в виде конгломераторов, песчаников и s Г л у I о I с ни й М. 3. О кольцевых структура! и линейных разломах Алдан- скогб щита и Становой области.— «Гео¬ тектоника», 1976, № 5.
Историко-геологический аспект проблемы гранита 9 других осадков. Продукты размыва отла¬ гались на дне появившихся на поверхно¬ сти континентов водных бассейнов. В начале нуклеарной стадии форми¬ ровались сравнительно небольшие ядра континентов. На поверхность при этом из¬ ливались лавы главным образом основ¬ ного (базальтового) состава. Иногда потоки и покровы базальтов переслаивались с ультраосновными лавами, причем и ба¬ зальты, и ультраосновные лавы часто об¬ ладают характерной шаровой текстурой, которая свидетельствует о подводном ха¬ Схема тектоники Украинского щита (по М. В. Му* ратову, 1973, с некоторыми изменениями в тер¬ минологии). 1 — южная граница Русской платформы; 2 — гра¬ ница платформенного чехла, оконтуриаающая древний Украинский щит; 3—архейские массивы; рактере излияний. Водные бассейны того времени имели случайную, незакономер¬ ную ориентировку в пространстве и были созданы, как отметил канадский геолог А. Гудвин (1971), в условиях сравнительно тонкой, нестабильной коры. Тектонический режим был очень своеобразным — без- геосинклинальным и бесплатформенным; поля горизонтальных напряжений, созда¬ ющих складчатость, столь характерные для более позднего времени, особенно для неогея, еще не существовали. Тогда же появились первые пред¬ 4 — гранито-гнейсоаые купола; 5—7 разнообраз¬ ные архейские комплексы; 8 — граниты проте¬ розоя (протоплатформенные); 9 — впадины в фундаменте лротоплатформы; 10—13 — магмати¬ ческие и осадочные комплексы платформенного чехла иеогея.
10 Е. В. Павловский ставители органического мира нашей пла- неты —■ бактериоподобные организмы, микроспоры растений, синеэеленые водо¬ росли. Они найдены, в частности, в отло¬ жениях серий Фиг-Три и Булавайо на юге Африки и имеют возраст около 3 млрд лет. Эти находки говорят о том, что уже тогда биомасса начала принимать актив¬ ное участие в процессах осадкообразо¬ вания. Вопреки распространенному пред¬ ставлению об обязательном высокотемпе¬ ратурном интенсивном метаморфизме древних серий, оказалось, что нуклеарные толщи метаморфизоеаны с различной сте¬ пенью интенсивности. Наряду с сильно из¬ мененными породами сохранились и слабо- измененные, примером чему служат лавы киватинской серии Канады, базальты се¬ рии Булавайо, коматииты серии Онвер- вахт в Южной Африке. В конце нуклеарной стадии, после накопления древнейших осадочно-вулка- ногенных серий, около 3,5 млрд лет назад и возникли интересующие нас пер¬ вые граниты, поскольку именно этим вре- / а е е 2 3 <11 Идеализированный разрез через Кодаро-Удоиан- ский протоплатформенный прогиб (по 9. С. Фе¬ доровскому, 1972|. 1 — архейские кристаллические породы; 2—15 — пр ото платформенный чеюл, сложенный различ- ными отложениями удоканской серии нижнего протерозоя; К — нуандинские гранито-гнейсы раннего протерозоя; 17—18 — несколько более молодые граниты «одарского комплекса ранне¬ го протерозоя; 19 — разломы; 20 — зона мета¬ морфизма пород удоканской серии на контакте с гранито-гиейсами. На разрезе хорошо виден крупный купол иуандинских гранито-гнейсов в еередине рисунка. Рост купола шел параллельно с отложением осадков в протоплатформенном прогибе и вызвал распад этого прогиба на дне подзоны — удоианскую и кодарсную. Более мел¬ кие купола тех же гранитов в процессе роста деформировали нижнюю часть протоплатформен- ного чехла, что особенно хорошо видно на левой стороне (северо-западной) разреза. После отложения мощного протоплатформенного чеша а зоне главного купола (Чарское подня¬ тие) произошло внедрение огромного полопита гранитов кодарского комплекса. Движение гра¬ нитной магмы вызвало деформации осадочного чехла протоплатформы. менем датируются древнейшие гранитоид- ные тела на Земле. Форма и расположе¬ ние гранитоидных тел очень специфичны. Это — купола, диаметр которых в плане колеблется от нескольких километров до 100 км и более. На карте купола имеют округлую, эллипсовидную, овальную фор¬ му. В расположении куполов не видно никакой закономерности, по удачному вы¬ ражению А. Макгрегора (1951), они слага¬ ют беспорядочные «стада». Купола ме¬ стами настолько сближены, что края их соприкасаются, образуя ячеи треугольной или полигональной формы. Эти ячеи сло¬ жены смятыми вулканическими и осадоч¬ ными породами нуклеарной стадии. В про¬ цессе роста купола раздвигали вмещающие породы, сминали их и на контактах с ни¬ ми метаморфизовали. По мере удаления от куполов снижается степень метамор¬ физма нуклеарных толщ, а также интен¬ сивность их деформаций. Представители первых гранитои- дов — олигоклазовые граниты Кольского п-ва, добулавайские граниты Южной Ро-
Историко-геологический аспект проблемы гранита 11 деэии, гранито-гнейсы Миннесоты в США, тоналиты Кап-Велли Южной Африки, гра- нитоиды Гвианы. Появление первых грани- тоидов и положило начало образования г ран и то-метаморф и ческого «слоя» мате¬ риков на Земле. Гранитные купола развивались дли¬ тельное время — до миллиарда лет, про¬ цесс это был многофазным. Когда нукле- арный режим сменился иными услови¬ ями — условиями протоплатформ,— гранитные купола сохраняли свою форму и поостранственное положение. С ходом Во многих иэ них концентрировались цен¬ нейшие полезные ископаемые. Так образо¬ валось, например, месторождение медных руд в хребте Удокан на востоке Сибири и месторождение золота и урана в районе Витватерсранд на юге Африки. Следует подчеркнуть существен¬ ную разницу между протоплатформами и более молодыми платформами неогея. В условиях протоплатформенного режима продолжался процесс формирования гра¬ нитных куполов, начавшийся, как мы ви¬ дели ранее, в конце нуклеарной стадии. Удонансная подзона времени менялся лишь химический со¬ став пород гранитного семейства — от древнейших гранодиоритов и плагиограни- тов до калиевых разновидностей. Вслед за нуклеарной стадией обыч¬ но наступал режим протоплатформ, отно¬ сительно спокойный, когда ведущую роль стали играть устойчивые и длительные вер¬ тикальные движения земной коры, преиму¬ щественно восходящие и охватывающие постепенно все большие площади. На раз¬ мытом нуклеарном фундаменте начал от¬ лагаться мощный, спокойно лежащий че¬ хол, сложенный толщами, обычно форми¬ ровавшимися в условиях мелководных бас¬ сейнов, речных дельт или на суше. В ос¬ новании чехла нередко сохранилась каоли- нитовая кора выветривания. Протоплат- форменный чехол накоплялся очень дли¬ тельно в прогибах, дно которых оседало одновременно с накоплением мощных оса¬ дочных серий, иногда переслаивающихся с лавами и туфами. Происходило так на¬ зываемое конседиментационное форми¬ рование протоплатформенных прогибов. Более того, с установлением протоплат¬ форменного режима была связана наи¬ более интенсивная гранитизация нуклеар- ного фундамента, дальнейший рост купо¬ лов, деформация и контактный метамор¬ физм пород чехла по периферии куполов. Подобных явлений в жизни платформ нео¬ гея не наблюдается. Рост гранитных ку¬ полов вверх и по периферии на фоне вер¬ тикальных движений «всплывающих» купо¬ лов был в протогее ведущим фактором тектогенеза. Купола росли не только на больших глубинах, но и в приповерхност¬ ной зоне, в среде слабо измененных эф¬ фузивных и осадочных пород. Следует добавить, что гранитообра- зование шло также в немногочисленных ар¬ хейских протогеосинклинальных прогибах, а также и в появившихся позже (в проте¬ розое) первых геосинклинальных областях, сходных с одноименными крупными струк¬ турами неогея. Здесь мы не имеем воз¬ можности подробнее освещать этот инте¬ ресный вопрос. Отметим лишь, что гранит¬ ные плутоны в геосинклинальных областях
12 Е. В. Павловский были лишь функцией тектогенеза, их появление было связано или с зонами под¬ нятий (антиклинориями) или с разломами. Естественно, что гранитные плутоны в гео¬ синклиналях как протогея, так и особенно неогея группировались в линейные упоря¬ доченные ряды в отличие от беспорядоч¬ ных скоплений («стада») куполов нук¬ леарной и протоплатформенной стадий. В геосинклиналях гранитные плутоны рас¬ полагались по простиранию складок, со¬ зданных в полях горизонтальных напряже¬ ний, или разломов. Как показали Н. А. Штрейс и Г. И. Макарычев7, разви¬ тие плутонов шло медленно в течение мно¬ гих миллионов лет. Резюмируя, можно сказать, что осно¬ ва гранито-метаморфического «слоя» была создана к концу протогея. Тут уместно вспомнить замечательные слова Ф. Ю. Ле¬ винсона-Лессинга: «Решающий голос в петрогенетической проблеме остается за геологией»8. В неогее происходило дальнейшее усложнение структуры и состава этого гранито-метаморфического «слоя». Аре¬ ной процессов гранитизации и метамор¬ физма прежде всего стали геосинклиналь- ные зоны, расцвет которых падает на ри- фейскую эру. В течение неогея, как это давно (1946) показал Н. С. Шатский, они постепенно угасали, площадь их заметно сокращалась. Кроме того, латеральное разрастание гранито-метаморфического «слоя» происходило и происходит на сты¬ ке континентов и океанов за счет захвата и переработки геосинклинальным процес¬ сом прилегающих участков океанического ложа. Таким образом, граниты — порожде¬ ние глубоко специфических, может быть, неповторимых свойств нашей планеты: со¬ става и строения ее недр, присутствия гидросферы и атмосферы со всеми их осо¬ бенностями, наличия биосферы, столь чув¬ ствительной ко всяким изменениям внеш¬ ней среды. Дальнейшее изучение гранит¬ ной проблемы Земли и, может быть, дру¬ гих планет сулит захватывающие перспек¬ тивы новых открытий в познании космоса. Рекомендуемая литература Муратов М. В. ПРОИСХОЖДЕНИЕ МАТЕРИ¬ КОВ И ОКЕАНИЧЕСКИХ ВПАДИН. М., 1975. Павловский Е. В. ПРОИСХОЖДЕНИЕ И РАЗ¬ ВИТИЕ ЗЕМНОЙ КОРЫ МАТЕРИКОВ,— «Гео¬ тектоника», 1975, №6. Пущаровский Ю. М. ОКЕАНИЧЕСКАЯ КОРА НА КОНТИНЕНТАХ.— «Природа», 1972, № 2. 7 Ш т р е й с Н. А., Макарычев Г. И. Проблемы связи тектоники и магматизма. М., 1969. 8Левинсон-Лессинг Ф. Ю. Из¬ бранные труды. М., 1949, с. 449. УДК 55
Сейсмология «Природа», 1977, № 2 13 Природа лунотрясений И. Н. Галкин Кандидат фиэико-математиче- ских наук Институт физики Земли им. О. Ю. Шмидта АН СССР Москва Уже несколько лет «вслушиваются» в тектониче¬ скую жизнь Луны сверхчуткие сейсмометры, установленные американскими космонавтами в четырех точках видимой сто¬ роны Луны. Обработаны тыся¬ чи сейсмограмм и опубликова¬ ны материалы, позволяющие по-новому оценить лунную сейсмичность. Выясняется, что сотрясе¬ ния поверхности Луны вызы¬ вают приливные, тектонические и тепловые лунотрясения, а также падение метеоритов. «Приливные» лунотрясе¬ ния, связанные с внешними гравитационными полями Земли, составляют окрло 90% всех сейсмических явле¬ ний на Луне. Это относитель¬ но редкие, закономерно периодичные, весьма слабые и очень глубокофокусные толчки. С ноября 1966 г., за 32 ме¬ сяца наблюдений, записаны сейсмограммы около 5400 при¬ ливных лунотрясений. В сред¬ нем ежегодно в Океане Бурь регистрируется 600, а Апенни¬ нах — 650, в районе Фра-Мау- ро — 1500 и близ кратера Де¬ карт — 3000 приливных луно¬ трясений. Смещение грунта, вызванное сейсмическими вол¬ нами этих сотрясений, соизме¬ римо с размерами атома (0,5—5)ХЮ-8 см. Энергия, высвобождаю¬ щаяся в очаге приливного лунотрясения, не велика и не превосходит 109 эрг. Столь слабые сотрясения на Земле невозможно регистрировать из-за фона помех. Американским сейсмо¬ логам удалось определить координаты эпицентров для 320 приливных лунотрясений. Они располагаются в 27 зонах, образующих два узких протя¬ женных пояса. Один иэ них шириной около 100 км в се¬ верной и 200—300 км в юж¬ ной части имеет субмеридиа- нальное простирание по 20— 30° з. д. Другой, шириной более 300 км, тянется от центра видимой стороны на восток-северо-восток на 1800 км; близ его продолже¬ ния расположен единственный обнаруженный эпицентр при¬ ливного лунотрясения на об¬ ратной стороне Луны. При анализе координат приливных лунотрясений вы¬ яснилось, что они связаны с поверхностными морфострук- турами. Так, эпицентры суб- меридианального пояса при¬ урочены к западному обрам¬ лению морей: Дождей, Поз¬ нанного, Облаков. Более 50% эпицентров второго поя¬ са расположены на окраинах или в зонах стыка морей. Все очаги приливных лу¬ нотрясений глубокофокусны и находятся на глубинах 400— 900 км, а более 85% зани¬ мают еще более узкий ин¬ тервал глубин — 500—700 км (при точности определения глубины 50 км). При этом в пределах первого пояса очаги лунотрясений расположены на наименьших глубинах в его периферийных и центральной части, в пределах второго пояса очаги погружены в за¬ падной части и приподняты в восточной. Таким образом, рельеф зоны глубокофокусных очагов довольно контрастный. Самые глубокие очаги луно¬ трясений — в зоне экватора, самые мелкие — на юго-запа¬ де видимой стороны Луны. Очаги приливных луно¬ трясений сосредоточены в переходной зоне между лун¬ ной литосферой и астеносфе¬ рой1. Сложный рельеф очаго- ‘Галкин И. Н. Луна становится сложнее — «Природа», 1976, № 4. вой зоны, по-видимому, под¬ черкивает неоднородную структуру сочленения литосфе¬ ры и астеносферы. В последовательности приливных лунотрясений выяв¬ лен строгий порядок: сперва была подмечена апогей-пери- гейная зависимость, теперь вы¬ яснилось, что таких зависимо¬ стей несколько. Если брать каждый эпицентр лунотрясе¬ ний *в отдельности, то сотря¬ сения в нем происходят один раз в месяц. Если же рассмат¬ ривать все очаги вкупе за весь почти 1000-дневный период регистрации, то выделяются максимумы активности луно¬ трясений с периодом 13,5 сут, 27 (период обращения Луны вокруг Земли) и 206 сут. Намечается также, по-видимо- му, 6-годичная периодичность. Во всяком случае, в первый год исследований, в 1970 г., был зарегистрирован макси¬ мум числа лунотрясений, в 1972 г. — минимум. В 1976 г. намечается новый максимум. К сожалению, пока не ясно, как будут дальше развивать¬ ся события — запаса изотоп¬ ных батарей хватит только на несколько лет. Наблюдаемую периодич¬ ность лунотрясений можно объяснить, исходя иэ законо¬ мерностей вращения и движе¬ ния Луны в гравитационных полях Земли и Солнца. Орби¬ та Луны — едва ли не самая сложная иэ планетарных ор¬ бит. Луна вращается вокруг Земли по эллипсу со средним расстоянием 384 тыс. км. и эксцентриситетом орбиты 0,05. Лунный экватор имеет небольшой наклон к эклипти¬ ке и к орбите. Период обра¬ щения Луны вокруг Земли со¬ впадает с периодом враще¬ ния Луны вокруг оси. Форма Луны — несферичная, Земля сильнее притягивает ее эква¬ ториальный выступ. В резуль¬ тате в системе Земля — Луна возникают приливообраэующие силы.
14 • эпицентры, ■ которых произошло до 5% приливных лунотрясений эпицентры, ■ которых произошло до 10% приливных лунотрясений эпицентры, в которых произошло до 25% приливных лунотрясений Карта эпицентров лунотрясений. Эпицентры приливных лунотря¬ сений сосредоточены в двух линейно-вытянутых поясах суб- меридионального и восток-севе¬ ро-во сточного простирания. По¬ ловина лунотрясений первого пояса приходится на зону стыка Океана Бурь и Моря Познанно- ром поясе — на горную область, разделяющую Моря Ясности и Спокойствия. Самые глубокофо¬ кусные лунотрясения происхо¬ дят в приэкваториальной зоне, относительно мелкофокусные — в центральной части юго-запад- ного квадранта видимой стороны Луны. Очаги мелкофокусных тектониче¬ ских лунотрясений располагают* ся по периферии видимой сто¬ роны без явной приуроченности эпицентр приливного луно¬ трясения на обратной сто* роне Луны эпицентры тектонических лунотрясений эпицентр тектонического ' * лунотрясения на обрат¬ ной стороне Луны к поверхностным морфострукту- рам. Юго-восточный квадрант видимой стороны Луны асейсми* чен — здесь не отмечено ни при* ливных, ни тектонических толч* ков. Кроме Земли, ощутимое влияние на орбиту Луны ока¬ зывает Солнце, поэтому ме¬ няются и эксцентриситет лун¬ ной орбиты, и расстояние Земля — Луна в перигее. В ре¬ зультате возникает характер¬ ная особенность — физическая либрация — покачивание Луны, осложняющее ее движение и вращение. Либрация имеет ши¬ ротную компоненту с перио¬ И. Н. Галкин дом 6 лет и долготную — 206 сут. Таким образом, не при¬ ходится сомневаться в грави¬ тационной природе глубокофо¬ кусных лунотрясений, их по¬ следовательность может быть «запрогнозирована» по зако¬ нам небесной механики. Как же именно соверша¬ ются толчки в очагах прилив¬ ных лунотрясений? Известно, что приливная энергия наи¬ более интенсивно концентри¬ руется на стыке твердой и жидкой фаз. Именно такая ситуация возникает на границе литосферы и астеносферы — концентрацию напряжений стимулирует контрастный рель¬ еф этой зоны. Центральная область Лу¬ ны частично расплавлена, по¬ этому в ней должны сущест¬ вовать потоки вещества. Их си¬ лы не хватает, чтобы раско¬ лоть и передвинуть монолит мощнейшей лунной литосферы. Но, проникая в низы литосфе¬ ры, эти потоки могут созда¬ вать зоны уменьшенных напря¬ жений, что необходимо для сейсмического толчка. Каждая перегрузка приливных напря¬ жений и очередное внедрение расплавленного вещества в переходную зону срабатыва¬ ют, как спусковой механизм,— происходит слабое лунотрясе- ние. В последнее время выяс¬ нилось, что «земными» луно- трясениями дело не ограни¬ чивается — существует и соб¬ ственная эндогенная сейсмич¬ ность Луны. 1 1 зарегистриро¬ ванных толчков могут претен¬ довать на титул тектонических лунотрясений. Хотя их пока обнаружено немного, они иг¬ рают заметную роль в энер¬ гетическом балансе лунотрясе¬ ний — их энергия в тысячи раз больше, чем у приливных. Свойства тектонических луно¬ трясений резко отличаются от приливных: у них нет строгой периодичности, их записи не стабильны. Тектонические со¬ трясения — мелкофокусные, их очаги расположены на глуби¬ нах не более 300 км. Эпицентры тектониче¬ ских лунотрясений оказались вне сети станций «Апол¬ лон» — на периферии, в зоне, пограничной между видимой и
Природа лунотрясений 15 Снема глубинного строения Луны по сейсмическим донным. Выде¬ ляются оболочки: кора (мощ¬ ность 60 км), литосфера (мощ* ность 800 км), астеносфера, ядро (радиус 300 км). Очаги прилив* ныж лунотрясений (звездочки) приурочены к зоне перехода от литосферы к астеносфере, ее контрастный рельеф благоприят* ствует концентрации здесь при¬ ливных напряжений. Крестиками обозначены очаги тектонических сотрясений, их ориентировочная глубина—до 300 км. обратной сторонами Луны. Приливные и тектонические лунотрясения отсутствуют в юго-восточной части видимой стороны — этот регион Луны асейсмичен. Слабые («солнечные») тепловые лунотрясения дей¬ ствуют только днем из-за термоупругих напряжений, воз¬ никающих в приповерхност¬ ном слое благодаря темпе¬ ратурным контрастам между лунным днем ( + 130°С) и ночью (—170°С). Их число и энергия невелики. Четыре ко¬ роткопериодных сейсмометра, поставленных в районе Тавр- Литтров, позволили составить крупномасштабную карту оча¬ гов «солнечных» лунотрясений в этом районе. Оказалось, что они здесь обычно приурочены к контрастам рельефа. Види¬ мо, эти лунотрясения способ¬ ствуют медленному выравни¬ ванию поверхности. Разумеется, все обсуж¬ даемые результаты носят предварительный характер. Важно подчеркнуть, что хотя по сравнению с Землей Луна тектонически пассивна, все же она не совсем мертва. Правда, нет на ней современ¬ ных извержений вулканов и горообразовательных процес¬ сов, но сейсмические данные показывают, что тектониче¬ ские сотрясения этой планеты еще не прекратились. УДК 534.647; 523.3
16 Гео х имия «Природа», 1977, № 2 Механизмы гипергенеза Всеволод Вс еволодович Добровольский, профессор, доктор географическим наук, заведует кафедрой геологии и геохимии ландшафтов в Московском государственном педагогическом ин¬ ституте им, В. И. Ленина, руководит проблемной лабораторией геохимии ландшафта в том же институте. Специалист в области геохимии гипергенных процессов и миграции рассеянных хими¬ ческих элементов в окружающей среде. Автор книг: Гиперге- нез четвертичного периода. М., 1966; География и палеогео¬ графия коры выветривания СССР. М., 1969; География почв. М., 1968, 1976 и др. В «Природе» опубликовал статьи: Гео¬ химические парадоксы Экваториальной Африки (1971, .№ 4); Равнина под микроскопом (1972, № 6) и др. Необычайное привлекает внимание в первую очередь. Может быть, поэтому яр¬ кие геологические явления изучены пол¬ нее, чем процессы, не менее могущест¬ венные, но действующие незаметно и по¬ вседневно. Нам значительно лучше изве-' стно, как образуется вулканическая гор¬ ная порода, а не как она потом разруша¬ ется. Вообще мы знаем о преобразовании минерального вещества на поверхности на¬ шей планеты, о кинетике процессов вы¬ ветривания неоправданно мало. Даже смысловое значение этого слова — «вы¬ ветривание»— совершенно не отвечает его содержанию как научного термина. Неспециалисту может показаться анек¬ дотичным, что ветер не имеет отношения к тому, что называется выветриванием гор¬ ных пород. «Выветривание» —- неудачно трансформированное на русский язык не¬ мецкое слово die Verwitterung. Die Wit¬ te rung происходит от слова das Wetter (погода), а не от der Wind (ветер) и означает воздействие на горные породы не ветра, а всей суммы климатических фак¬ торов. Это разница принципиальная! Бо¬ лее того, во французском научном лек¬ сиконе нет вообще слова, близкого к рус¬ скому — «выветривание», а применяется термин, более правильно характеризую¬ щий рассматриваемый процесс — altera- I i on, т. е. изменение [горных пород]. Поэтому Международная рабочая группа по выветриванию в 1975 г. рекомендовала использовать именно его. Однако, по моему мнению, для обо¬ значения процесса более подходит тер¬ мин, введенный в 1922 г. А. Е. Ферсма¬ ном,— гипергенез. Он основан на древне¬ греческих корнях гипер (сверх) и генез (рождение). Поэтому в статье мы будем пользоваться именно этим термином. Необходимость изучения процессов преобразования вещества под воздействи¬ ем окружающей среды не ограничивается традиционным кругом вопросов, связан¬ ных с генезисом и поисками залежей ми¬ нерального сырья. Зона гипергенеза — сложный многосистемный регулятор ми¬ грации химических элементов и соедине¬ ний на поверхности Земли. Поэтому по¬ знание механизмов гипергенеза в услови¬ ях нарастающего загрязнения окружаю¬ щей среды приобретает особенно акту¬ альное значение. Появившиеся в последние годы но¬ вые физико-химические данные, наблюде¬ ния за минералами в природе и, наконец, проведенные нами эксперименты позво¬ ляют по-новому понять механизмы гипер¬ генеза.
Механизмы гипергенеза 17 ЗОНА ХИМИЧЕСКИХ НЕОЖИДАННОСТЕЙ Граничная область разных фаз всегда обладает высокой реакционной способно¬ стью, независимо от того, будет ли это контакт с окружающей средой кусочка по¬ лупроводника или поверхности планеты. Нетрудно себе представить, насколько ре¬ акционноспособна зона планеты, где про¬ исходит взаимопроникновение каменной, водной и газовой оболочек. Эта самая по¬ верхностная часть земной коры, в которой осуществляется глубокое преобразование минерального вещества, называется зоной гипергенеза. В недрах земной коры, где формиру¬ ются кристаллические горные породы, и на ее поверхности условия резко отличаются. Минералы, возникшие на глубине, на зем¬ ной поверхности оказываются в неравно¬ весном состоянии. Конечно, разные мине¬ ралы обладают неодинаковой устойчиво¬ стью. Одни с трудом поддаются воздейст¬ вию процессов гипергенеза, другие — сравнительно легко. Из освободившихся химических элементов образуются новые соединения. Давно известны многочис¬ ленные примеры разрушения минералов, слагающих глубинные горные породы, и возникновение за их счет гипергенных об¬ разований. При выветривании полевых шпа¬ тов образуются белые г{1ины; соединения двухвалентного железа на поверхности раз¬ рушаются и на их месте остается ржавая окись. Так как все эти явления представля¬ ют собой химические превращения мине¬ ральных веществ, процессы их образования с начала прошлого века пытались объяс¬ нить законами неорганической химии. Гипергенное преобразование, например, полевых шпатов объясняли следующим об¬ разом. Под воздействием воды и углеки¬ слоты происходит растворение исходного минерала на составные окислы, одна часть которых осаждается в виде нерастворимых соединений, а другая в растворенном со¬ стоянии уносится водой. Согласно такому объяснению, преобразование вещества на поверхности Земли сводится к простой ре¬ акции обмена. Соответственно процесс превращения полевого шпата в каолинит можно исчерпывающе полно описать про¬ стым уравнением: 4KAISi,0„ + 4Н20 -f 2СО., = полевой шпат = Al4 (OH)eSi4O10 -i- 2К,С02 -+-4Si02 каолинит В действительности же, приведенное уравнение не дает представления о про¬ текающей реакции, так как лишь показыва¬ ет начальное и конечное вещество, а рас¬ ставленные коэффициенты создают иллю¬ зию реакции обмена. Разрушение минералов в зоне ги- пергенеза не похоже на обычное растворе¬ ние. Дело не в том, что минералы, слага¬ ющие основную массу земной коры, очень слабо растворимые в воде химиче¬ ские соединения. С течением времени они растворяются, об этом свидетельствует их изъеденная поверхность, уменьшение раз¬ меров, иногда полное исчезновение. Не¬ обычное заключается в структурном соот¬ ношении исходного и новообразованного вещества. Оно часто целиком замещает ис¬ ходный минерал, полностью повторяя его форму. Ничего подобного при химических реакциях обмена не происходит. Чтобы убедиться в этом, мысленно проведем несложный опыт: опустим про¬ зрачный кристалл мирабилита (водного сульфата натрия) в колбу с раствором хло¬ ристого кальция. Мирабилит легко раство¬ ряется в воде, поэтому сразу же начи¬ нается реакция с выпадением белого осад¬ ка— сульфата кальция (гипса). При этом выпадающий гипс постепенно оседает равномерно на дно колбы, а не повторяет очертаний исходного кристалла, как это происходит в случае гипергенного преоб¬ разования минералов. Химическая реакция предполагает обмен анионами и катионами реагирующих соединений. В приведенной выше реак¬ ции это правило, на первый взгляд, выдер¬ живается: новообразованное вещество (каолинит) состоит частично из тех же окислов, что и разрушаемый минерал (по¬ левой шпат). Но какой обмен происхо¬ дит при реакции, в которой исходные и вновь образующиеся соединения не со¬ держат ни одного общего химического элемента? А такие случаи при гипергене- зе нередки: полевой шпат замещается карбонатом кальция, кварц — гидроокис¬ лами железа и т. п. Самое неожиданное обнаруживается при изучении продуктов «выветривания» под микроскопом. С одной стороны, сразу обращает на себя внимание отсутствие пу¬ стот растворения. Новообразованное веще¬ ство и разрушающийся первичный минерал находятся в самом тесном контакте. С другой стороны, на поверхности исход¬ ных минералов обнаруживаются следы ре¬ акционного взаимодействия с новообразо¬ ванным веществом. Можно даже увидеть.
18 В. В. Добровольский как это вещество постепенно замещает первичный минерал. Создается впечатле¬ ние, что эта реакция происходит без раст¬ ворения замещаемого минерала, при на¬ хождении всех реагирующих веществ в твердом состоянии. Разные минералы участвуют в таких реакциях в качестве замещающих и заме¬ щаемых. Но во всех случаях и вариантах вы¬ держивается одно условие: на протяжении всей реакции гипергенного преобразова¬ ния— от начальных стадий до полного за¬ мещения исходного минерала новообра- раэования кристаллохимическая структура многих силикатов не полностью разруша¬ ется на составляющие химические эле¬ менты, а претерпевает глубокую перест¬ ройку. Структурная перестройка часто совершается в несколько этапов, стадий, каждая из которых представлена опреде¬ ленным минералом. Например, светлая слюда (мусковит) при выветривании пере¬ ходит в гидрослюду, которая, в свою очередь, преобразуется в каолинит. В зави¬ симости от конкретных условий процесс перестройки может дойти до конечной ста- гипергенное замещение полевого шпата окисью железа растворение нристалла мирабилита в растворе CaCi2 При гипергенном замещении полевого шпата окисью железа сохраняется форма м объем исходного минерала. При растаоренин кристал¬ ла мирабилита в растворе CaClj выпадает белый осадок гилса, ничего общего не имеющий с формой исходного минерала. зсванным веществом — исходный объем замещаемого объекта строго сохраняет¬ ся. Эта необычная реакция — замеще¬ ние одного минерала другим в твер¬ дом состоянии при сохранении объе¬ ма — называется метасоматозом. Широко известны проявления метасоматоза при высокотемпературных магматических и метаморфических процессах. Эффект ме¬ тасоматоза не менее характерен и для зоны гипергенеза с ее обычными для нас температурами и давлением. Совершенно очевидно, что реакции гипергенного метасоматоза, обязатель¬ ным условием которых служит сохранение реакционного объема, имеют мало обще¬ го с химическими реакциями обмена, для которых это условие не имеет никакого значения, а необходимо наличие эквива¬ лентных весовых количеств реагирующих веществ. Сложности и неожиданности обнару¬ живаются также при анализе гипергенного преобразования вещества с позиций кристаллохимии. В процессе этого преоб- дии или задержаться на какой-нибудь про¬ межуточной. Химические превращения в зоне ги¬ пергенеза не только сопровождаются раз¬ рушением одних и возникновением других минералов. Одновременно происходит принципиальное изменение состояния хи¬ мических элементов: возникновение но¬ вых типов химической связи, энергетиче¬ ское переустройство соединений. Здесь еще много неясного. Если исходить из рас¬ четов энергии кристаллических решеток, то приходится заключить, что глубинные ми¬ нералы несут значительный запас энер¬ гии, которая рассеивается при выветрива¬ нии. С этой точки зрения, гипергенные ми¬ нералы обладают более низким энерге¬ тическим уровнем, и, следовательно, ре¬ акции их образования должны протекать самопроизвольно, с выделением энергии. Однако факты свидетельствуют, что тече¬ ние этих реакций зависит от энергии Солн¬ ца— прямой или трансформированной в энергию живого вещества. Поэтому логич¬ ным представляется предположение совет¬ ских ученых Н. В. Белова и В. И. Лебеде¬ ва о том, что гипергенные новообразова¬ ния являются геохимическими аккумулято¬ рами солнечной энергии. Это подтвержда¬ ется энергетическими расчетами, выпол¬ ненными с учетом изменения расстояния между атомами алюминия и кислорода в
Механизмы гипергенеэа 19 глубинных и гипергенных силикатах. Как видно, сложные химические пре¬ вращения в зоне гипергенеза совсем не по¬ хожи на химические реакции обмена, легко и быстро осуществляемые на лаборатор¬ ном столе. И, конечно, реакциями такого типа нельзя объяснить процессы метасома- тического замещения, имеющие карди¬ нально важное значение для понимания гипергенного преобразования вещества. Для этого требуется принципиально иная модель. ПЛОСКИЙ ФРОНТ ХИМИЧЕСКИХ ПРЕВРАЩЕНИЙ Многие зачитывались сказками Гоф¬ мана. Среди порождений его мрачного воображения есть такое: миражи горных сокровищ увлекают молодого рудокопа в недра земли, где темные силы, охраняю¬ щие сокровища, превращают его в ста¬ тую иэ драгоценного металла. Сказка? Фантазия? А между тем миф о «рудном человеке» возник на основании вполне реальных событий, относящихся к XIII в. Человек, работавший в Фалунских рудни¬ ках, расположенных в Швеции, погиб, упав в глубокую подземную расщелину. Когда через несколько десятков лет он был обнаружен, оказалось, что его одеж¬ да, тело, волосы — все было замещено мелкими золотистыми кристаллами пири¬ та (сернистого железа). Образовалась настоящая статуя из металловидного ми¬ нерала, сверкающего как золото. Как произошло это чудо? Чтобы ра¬ зобраться в этом, вернемся к наблюдени¬ ям под микроскопом. Процесс метасоматического заме¬ щения при гипергенезе может идти раз¬ ными путями, как это показано на микро¬ фотографиях. В одних случаях гиперген- ный минерал растет относительно круп¬ ным кристаллом (величиной 0,1—1,0 мм), который постепенно замещает исходный минерал такой же величины. В других — в теле первичного минерала появляются изолированные центры роста дисперсных новообразований. Число центров посте¬ пенно увеличивается до тех пор, пока эти мельчайшие частицы размером не более 0,01—0,02 мм не заполнят всего объема, первоначально занятого исходным минера¬ лом. Распространение новообразованного вещества может осуществляться по сетке случайных трещин, пересекающих замеща¬ емый минерал, или по строго ориентиро¬ ванным плоскостям спайности, продви¬ гаться от периферии к центру или наобо¬ рот— от центра к периферии. Как ни разнообразна морфология метасоматического замещения, всегда имеется контакт новообразованного веще¬ ства и исходного минерала. В оптический микроскоп невозможно разглядеть струк¬ туру этого соприкосновения, так как толщи¬ на границы между минералами находится на грани разрешающей способности ми¬ кроскопа или даже за ее пределами. На помощь приходит растровый электронный микроскоп. При увеличении в несколько тысяч раз можно рассмотреть строение контакта минералов, связанных метасома- тическими реакциями. Оказалось, что ново¬ образованное вещество не вплотную при¬ мыкает к замещаемому минералу, а'отде¬ ляется от него плоской щелью толщиной около МО-4—МО-5 см. Аналогичные плоские полости-щели в большом количе¬ стве содержатся в толщах горных пород, затронутых процессом выветривания. Они отделяют обломочные минералы от окру¬ жающей глинистой массы и разделяют между собой пачки субпараллельных скоплений глинистых минералов. По таким полостям возможно замедленное, но достаточно свободное циркулирование воды. Изучение процесса химических пре¬ вращений при гипергенеэе представляет большие трудности. Использование микро¬ скопов, как оптического, так и сканирую¬ щего электронного, позволяет лишь только видеть структурные взаимоотношения между первичными минералами и ново¬ образованиями. Определить же химиче¬ ский состав столь мелких объектов мето¬ дами прямого химического анализа не¬ возможно без разрушения образца. Но чтобы понять процесс химических превра¬ щений при метасоматозе, необходимо изу¬ чить распределение химических элемен¬ тов на контакте минералов именно в их естественной- структурной связи. Созда¬ ется заколдованный круг. Выход иэ этого затруднительного по¬ ложения открывает замечательное элект- ронно-зондировочное устройство, в конст¬ рукции которого совмещен принцип элект¬ ронного зондирования, определения со¬ держания заданного химического элемента в ничтожно малом объекте (в точке), с принципом действия сканирующего микро¬ скопа, соединяющего показания отдельных точек в общую картину на плоскости. В ре¬ зультате этого мы можем проследить рас¬ пределение химических элементов на по¬ верхности образца с ненарушенной струк¬ турой при весьма большом увеличении. На
20 В. В. Добровольский Разнообразная морфология гипергенного заме¬ щения. а — постепенное замещение биотита (серое) хлоритом (светло-серое). Видна зубчатая гра¬ ница — плоская реакционная зона между заме¬ щаемым и новообразованным минералами. При- внос-вынос химических элементов идет по тон¬ ким плоскостям спайности. Увел, в 120 раз. б — замещение оливина (крупное зерно в цент¬ ре микрофотографии]. Здесь образование но¬ вого вещества происходит по системе трещин растрескивания, которые служат каналами при- вноса-выноса химических элементов. Увел, в 72 раза. в — химическое превращение в кристалле пла¬ гиоклаза происходит в его центре, в то время как периферия кристалла остается свежей и прозрачной. Таким образом, замещение идет от центра к периферии. Увел, в 58 раз. г — замещение ортоклаза гидроонислами мар¬ ганца. На микрофотографии видно, как черная гидроокись марганца замещает крупное серое зерно ортоклаза от периферии к центру. приборе фирмы JEOL (Япония), которая любезно предоставила нам такую возмож¬ ность, была проведена серия исследова¬ ний. Установлено, что узкие трещины-ще¬ ли, намечающие контакты новообразован¬ ного и замещаемого минералов, представ¬ ляют собой реакционные зоны. Эти зоны обусловливают специфичность процессов гипергенного превращения вещества. Если обычная химическая реакция протекает в трехмерном пространстве, то реакция ме¬ тасоматического замещения при гиперге- незе совершается в полостях и трещинах, толщина которых весьма мала по сравне¬ нию с двумя другими измерениями. На¬ помним* что реакционные зоны имеют тол¬ щину от 2—3-10-4 до МО-5 см, а длина и ширина превышают эти размеры в де-
Ме*«эниэмы гипергенеза Замещение пирита гидрогетнтом. а — белые кристаллы пирита по периферии и по трещинам замещаются светло-серым мета- коллоидным гидрогетнтом. Черный фон—кварц. Увел, в 56 раз. б — на фотографии, сделанной в отраженных электронах на приборе JEOI, виден контакт пирита и гидрогетита — узкая щель, в которой происходит реакция гипергенного превращения. Толщина этой реакционной зоны 3—4•10~5 см. Увел, в 1800 раз. в — распределение серы на этом же участке. Светлые точки (импульсы) свидетельствуют о присутствии серы. В пределах пирита сливаются в общий светлый фон, в приконтактной части реакционной зоны их число резко уменьшается. Увел, в 1800 раз. г — распределение железа на этом же участке. Импульсы этого химического элемента равно¬ мерно распределены по всему полю микрофото* графии и уменьшаются лишь в зоне контакта исходного и новообразованного минералов, где 21 сятки и сотни тысяч раз. Следовательно, пространство, где происходят химические превращения при гипергенном метасома¬ тозе, приближается к двумерному, а мета- соматические процессы занимают проме¬ жуточное положение между химическими реакциями, протекающими в трехмерном пространстве, и физико-химическими по¬ верхностными явлениями. На микрофотографиях мы видели, что новообразованное вещество замещает исходный минерал с сохранением его объема и конфигурации. Этот замечатель¬ ный феномен связан с тем, что растворе¬ ние первичного минерала и отложение но¬ вообразованного вещества происходит в очень узких полостях-щелях. В этом «поч¬ ти двумерном» пространстве сильно про¬
22 В. В. Добровольский является влияние структуры поля поверх- ностной энергии. Строение этого поля за¬ мещаемого минерала-или другого твердо¬ го тела играет роль своеобразной матрицы. Поэтому соединения, выпадающие на од¬ ной стороне плоскости реакционной щели, воспроизводят, как гипсовый слепок, осо¬ бенности строения поверхности замещае¬ мого тела, образующей противоположную плоскость щели. А так как фронт реакци¬ онной щели последовательно продвигает¬ ся вперед а результате продолжающегося растворения поверхности замещаемого ми- ноаообразованное вещество реакционная зона замещаемое вещество СУЩЕСТВУЕТ ЛИ ФИЗИЧЕСКОЕ И ХИМИЧЕСКОЕ «ВЫВЕТРИВАНИЕ»? На поверхности суши отсутствуют мощные факторы глубинных геохимиче¬ ских процессов — высокие температуры и давление. Здесь особое значение приоб¬ ретают силы, играющие весьма скромную роль по отношению к объему сравнительно крупного твердого тела, но значение ко¬ торых очень велико на его поверхности. Как известно, величина поверхностной энергии находится в прямой зависимости Общая иартина гипергенного метасоматичесного замещения (слеаа), схема действия реакционной юны (спрааа). нерала, объем его постепенно заполняется новообразованным веществом. Процесс метасоматоза несколько на¬ поминает гальванопластику, но при элект- тролитическом осаждении металл лишь по¬ крывает пленкой поверхность твердого те¬ ла-матрицы, а при гипергенном замеще¬ нии новообразованное вещество все вре¬ мя наращивает эту пленку, нарастающую внутрь, пока не заполнит всего объема. Примеры действия этого процесса на поверхности Земли встречаются на каждом шагу. Чтобы их заметить, не надо быть минералогом. Вспомним «окрем- нелые» (т. е. замещенные опалом) ство¬ лы древних деревьев, в которых пре¬ красно сохранилось строение каждой клетки растительной ткани, разнообраз¬ ные окаменелости древних животных. Именно так и образовалась сульфидная псевдоморфоза несчастного рудокопа, послужившая основанием для возникнове¬ ния мифа о «рудном человеке». от удельной поверхности, т. е. суммарной величины поверхности, имеющихся в дан¬ ном объеме частиц. Так, например, нич¬ тожная поверхностная энергия одного ку¬ бика гранита заметно увеличится, если этот кубик раздробить на частицы мень¬ ше 0,001 мм. Одна из замечательных особенно¬ стей зоны гипергенеза — самопроизвольно протекающее диспергирование твердого вещества. Кристаллические массивы на поверхности суши превращаются в песок и щебень, монолитные скалы — в рухляк. В этом процессе прогрессивного диспер¬ гирования вещества земной коры важней¬ шую роль играет вода. Известный физи- ко-химик П. А. Ребиндер показал, что во¬ да, взаимодействуя с поверхностью мине¬ ральных частиц, понижает их свободную поверхностную энергию и уменьшает рабо¬ ту, необходимую для образования новых трещин и дальнейшего измельчения мине¬ ралов. Эффект Ребиндера давно успешно используется на практике -при искусствен¬ ном измельчении плотных горных пород (например, при бурении скважин). Высокая дисперсность твердого ве¬ щества создает благоприятные условия для его химического взаимодействия с водными растворами. Размах химических превращений при прочих равных условиях будет тем больше, чем меньше частицы, из
/vSe*eMM3MW гипергенеза 23 которых состоит измельчаемая порода, учитывая представления об эффекте Ре- биндера, можно заключить, что неправиль¬ но говорить о химическом и физическом «выветривании», так же как нельзя гово¬ рить о химическом и физическом почво¬ образовании. Гипергенез — это единый природный процесс, в котором сложно переплетаются и взаимно обусловливают друг друга многообразные физические, химические и другие явления. Для взаимодействия водных раство¬ ров с минеральным веществом в зоне ги¬ пергенеза важное значение имеют поверх¬ ностные физико-химические и химические процессы. Поэтому надо учитывать неко¬ торые молекулярные свойства воды, кото¬ рые не играют существенной роли при объ¬ емных химических реакциях. В геохимических построениях вода рассматривается как некий абстрактный растворитель ионов и их переносчик. В данном случае этого недостаточно. Эф¬ фект растворения происходит тогда, ко¬ гда взаимодействие между ионами твердо¬ го тела и молекулами воды превышает взаимодействие между ионами. Величина взаимодействия молекул воды с ионами на поверхности минеральных частиц увеличи¬ вается с ростом удельной поверхности. Ко¬ гда последняя достигает порядка 104— 10 5, сила воздействия молекул воды пре¬ вышает силу связи ионов kj кристаллическая структура минералов разрушается. Этим объясняется хорошо известный специали¬ стам факт отсутствия обломков глубинных силикатов среди частиц меньших 0,0001 см. В то же время глинистые мине¬ ралы значительно более устойчивы к воз¬ действию молекул воды. Возможно, что гипергенное преобразование силикатов — образование глин — является закономер¬ ным процессом создания кристаллохими¬ ческих комбинаций, устойчивых к воздей¬ ствию молекул воды. Согласно теории Дж. Бернала, структура воды основана на водородной связи между отдельными молекулами. Под воздействием ионов на поверхности твердого тела эта связь нарушается, моле¬ кулы сближаются и вода теряет свою раст¬ воряющую способность. Влияние поверх¬ ностной энергии твердого тела может ска¬ зываться на расстоянии не более 10~6 см. За счет явления капиллярной конденсации паров могут заполняться поры величиной до 10"5 см. Можно предполагать, что в по¬ лостях величиной 10"5—10'4 см, в силу связанности воды, миграция химических элементов происходит только в форме диффузии. Как мы отмечали выше, реакци¬ онные зоны, в которых происходит раство¬ рение исходного минерала и осаждение новообразованного вещества, имеют вели¬ чину от 1-10"5 до 2—3-10'4 см. Следова¬ тельно, в таких полостях свободно осу¬ ществляется водообмен и миграция хи¬ мических элементов. Оригинальную модель гипергенного преобразования силикатов разработал Е. К. Куковский (1973). Он полагает, что при этом никакого растворения не про¬ исходит, а преобразование осуществля¬ ется в результате диффузии катионов и перемещения протонов между ионами кислорода на поверхности кристалличе¬ ской решетки силикатов. В этом случае во¬ да выступает перед нами в новом качест¬ ве — не столько как растворитель, сколь¬ ко как поставщик протонов. Приведенные данные показывают специфичность химических превращений в зоне гипергенеза. Конечно, в этой зоне происходит и обычное «объемное» раство¬ рение, кристаллизация и выпадение аморфных осадков. Но основная часть хи¬ мических превращений осуществляется в результате реакций, в равной мере имеющих отношение и к неорганической, и к физической химии. Изучение этих про¬ цессов не только обогатит теорию геохи¬ мии ландшафта, но и позволит решить не¬ которые практические задачи. УДК 550.4
24 Психофармакология «Природа», 1977, № 2 Поиски и находки психофармакологии Г. Я. Авруцкий, ▲. В. Немцев Григорий Яковлевич Авруцкий, профессор, доктор медицинских наук, руководитель отдела психофармакологии Московского научно-исследовательского института психиатрии Министерства здравоо хра нения РСФСР. Клинический психофармаколог. Науч¬ ные интересы сосредоточены на изучении основных закономер¬ ностей клинического действия психотропных препаратов при шизофрении и других психических заболеваниях. Автор книг: Современные психотропные средства и их применение при лечении шизофрении. М., 1964; Фармакотера пия психических заболеваний. М., 1974; Биологическая терапия психических за¬ болеваний. Л., 1975. Александр Викентьевич Немцов, кандидат медицинских наук, руководитель группы по изучению механизма действия психо¬ тропных веществ того же института. Нейрофармаколог. Автор работ в области изучения действия нейротропных препаратов на уровне отдельных нервных клеток центральной нервной системы. Показателем прогресса медицины служит ее медикоментозный арсенал. Долгое время среди множества лекарст¬ венных средств почти совершенно от¬ сутствовали препараты, влияющие на пси¬ хику, так называемые психотропные средства. Резкий перелом в этой области произошел немногим более 20 лет назад. Сегодня психотропными препаратами ле¬ чатся не только психически больные, но и страдающие неврозами; эти лекарства все шире применяются в практике тера¬ певтов, анестезиологов и врачей других специальностей. Удивительная особенность психо¬ тропных средств состоит в их способности избирательно влиять на отдельные психо¬ патологические расстройства. Так, напри¬ мер, есть препараты, способствующие за¬ туханию бреда преследования и слуховых галлюцинаций (трифтаэин, галоперидол), ликвидирующие возбуждение (аминазин, тизерцин, хлорпротиксен), уменьшающие депрессию (мелипрамин, амитриптилин), смягчающие раздражительность (седук¬ сен, элениум), повышающие умственную и физическую активность (сиднокарб) и т. д. Изучением этой группы лекарств занимается психофармакология, о кото¬ рой и пойдет речь в нашей статье. Если оставить в стороне немедицин¬ ское использование в ритуальных целях экзотических растений для воздействия
Поиски и наюдки псишофармакологии 25 на психику, то в предыстории психофар¬ макологии можно упомянуть некоторые синтетические химические соединения. Так, еще в 20-е годы нашего века ис¬ следовались психотропные свойства мес¬ калина, вызывавшего галлюцинации; 30-е годы ознаменовались открытием свойства фенамина стимулировать психи¬ ческие процессы; в 40-х годах описана способность диаэтиламида лизергиновой кислоты (ЛСД) нарушать нормальное вос¬ приятие. Начало истории психофармакологии Химические формулы rpei производных фенотиа- эииа. Последовательный синтез »тих и други! промежуточных соединений привел и созданию нейролептика жлорпромазина (аминазина|, ши¬ роко используемого при лечении психически! заболеваний. связано с именем французского хирурга А. Лабори, который для предотвращения операционного шока в 1949 г. впервые использовал одно иэ производных фено- тиазина — прометазин1. Этот препарат снимает токсическое действие гистамина, уровень которого повышается в организ¬ ме при некоторых патологических состоя¬ ниях, например при шоке, ожоге. Лабори обратил внимание, что про¬ метазин значительно успокаивает больных и позволяет проводить операции с мень¬ шим количеством обезболивающих ве¬ ществ. При исследовании ряда произ¬ водных фенотиазина с замещенными бо¬ ковыми цепями молекулы родилась идея ввести в фенотиазиновое ядро атом хло¬ ра. После фармакологического испытания новый препарат, получивший впоследст¬ вии название ларгактил (хлорпромазин, аминазин), был передан в клинику. Вско¬ ре Лабори отметил, что ларгактил сни¬ мает предоперационную тревогу и повы¬ шенную возбудимость пациентов и поэто¬ му может быть использован для лечения психозов. В январе 1952 г. трое коллег Лабори с успехом применили ларгактил для лечения маниакального возбуждения больного. Так впервые в истории медицины появился препарат, снимающий возбуж¬ дение у душевнобольных без выключе¬ ния сознания и тяжелой интоксикации. В отличие от наркотиков он обладал длительным успокаивающим эффектом. Вскоре было установлено, что лече¬ ние аминазином оказывает и более глу¬ бокое лечебное действие на психоз, устраняя бред, галлюцинации и другие психопатологические расстройства. Такие препараты получили название нейролепти¬ ческих средств. Уже в 1953 г. в Европе психозы стали лечить преимущественно аминази¬ ном, а в 1954 г. через Англию препа¬ рат проникает в США; в этом же году аминазин был синтезирован в СССР. В по¬ следующие 20 лет к помощи нейтролеп- тиков прибегали в 250 млн случаев. Вместе с географическим распростране¬ нием аминазина начинается поиск новых психотропных препаратов, более эффек¬ тивных и менее токсичных. 60-е годы ознаменовались интен¬ сивным синтезом психотропных средств в ряду фенотиаэиновых производных, а 1 La bo г i t Н., Hugenard P.— «Р resse Med.»», 1951, v. 59, № 64, p. 1329.
26 Г. Я. Авруцкий, А. В. Немцо также открытием новых классов соедине- ний (алкалоиды индийского растения раувольфии, тиоксантены, бутирофеноны). Вслед за нейролептиками были получе¬ ны первые антидепрессанты — лекарства для борьбы с состояниями болезненной депрессии. Одновременно начался синтез транквилизаторов, снимающих повышен¬ ную возбудимость, тревогу и другие симптомы эмоционального возбуждения, а также психостимуляторов. Таким образом, клиническая психи¬ атрия и ряд смежных отраслей медици¬ ны получили целый ряд лекарств, позво¬ ляющих лечить те или иные проявления психического расстройства. Психиатры, не зная причин и механизмов развития основных психических заболеваний (шизо¬ френия, маниакально-депрессивный пси¬ хоз и др.), на протяжении последующих 20 лет разработали показания к терапии и методики симптоматического лечения психозов. За это время усилиями вра¬ чей, химиков и фармакологов были воз¬ вращены к жизни и труду огромные кон¬ тингенты душевнобольных. И все же современная психофар¬ макотерапия психозов еще носит в основ¬ ном эмпирический характер. Как было видно на примере аминазина, его внед¬ рение в психиатрическую практику носи¬ ло характер случайной находки. Так и первые антидепрессанты были синтезиро¬ ваны по аналогии с некоторыми противо¬ туберкулезными препаратами, у которых была обнаружена способность улучшать настроение. Несмотря на то что арсенал совре¬ менной психофармакологии насчитывает уже несколько сот препаратов, поиски но¬ вых психотропных лекарств продолжают¬ ся. Обусловлено это тем, что не все пре¬ параты вполне удовлетворяют психиатров. Часть препаратов обладает слишком ши¬ роким спектром действия и, подавляя, например, бред, тормозят некоторые другие психические процессы, присущие здоровому человеку; другие препараты характеризуются нежелательным побоч¬ ным действием. Сложность поиска новых психотропных средств объясняется отчасти тем, что психофармакология не умеет моделировать на животных расстройства психики, близкие к психозам или невро¬ зам человека. Поэтому сегодня психо¬ фармакология идет еще по пути анало¬ гий, предполагая, что новые вещества должны обладать сходными фармаколо¬ гическими свойствами с уже существую¬ щими лекарствами. Большой недостаток такого неприцельного поиска — его низ¬ кая продуктивность: в среднем иэ 3 тыс. специально синтезированных хи¬ мических соединений с предполагаемой психотропной активностью, только 1 пре¬ парат выдерживает лабораторные и кли¬ нические испытания. Столь низкий полез¬ ный выход — это расплата за неудовлет¬ ворительное состояние фундаментальных исследований в психиатрии. По сути дела, психофармакология служит лечению забо¬ леваний, ни подлинные причины, ни ме¬ ханизмы которых еще неясны. Основу для поиска новых психо¬ тропных лекарств составляет наблюдение за поведением животных, которым вво¬ дятся эти лекарства (общей двигательной активности, условных рефлексов и т. д.). Однако реакции животных на лекарства весьма далеки от реакции психически больных и здоровых людей. В этих усло¬ виях самое главное для психофармаколо¬ гии — найти биофизические, нейрохимиче¬ ские или физиологические эквиваленты у экспериментальных животных, антипсихо¬ тической, успокаивающей, стимулирую¬ щей или антидепрессивной активности психотропных агентов у людей. Слож¬ ность поиска таких эквивалентов обуслов¬ лена тем, что все психофармакологиче¬ ские препараты оказались веществами с высокой реакционной способностью. При введении в организм эти соединения дей¬ ствуют на большинство систем мозга и других органов. Какие из этих биологи¬ ческих эффектов лежат в основе терапев¬ тического действия нейролептиков? Как решить эту задачу, зная, что у животных нет такого ориентира, как улучшение пси¬ хического состояния? Среди производных фенотиазина, наряду с очень активными нейролептика¬ ми, встречаются химические соединения, которые мало или вообще не влияют на симптомы психоза, хотя химическая струк¬ тура этих соединений очень близка струк¬ туре нейролептиков. Это дает возмож¬ ность сопоставлять различные экспери¬ ментальные эффекты вещества с их ак¬ тивностью у больных. Такой путь фарма¬ кологического исследования позволяет отобрать только те эффекты, которые мо¬ гут иметь отношение к механизму лечеб¬ ного действия нейролептиков. Большинство биологических эффек¬ тов препаратов у животных не коррели¬ рует с их психотропной активностью у больных. Однако было отмечено, что пси¬ хотропные вещества влияют на обмен мозговых моноаминов — производных
Поиски и находки психофармакологии 27 аминокислот. Моноамины, такие как се¬ ротонин, норадреналин и дофамин — нор¬ мальные составляющие мозга, играют в центральной нервной системе роль ме¬ диаторов3. Именно они и стали тем фун¬ даментом, на котором строится теория действия психотропных веществ. Первые гипотезы, объясняющие ме¬ ханизм действия нейролептиков, были свя¬ заны с изучением этиологии шизофре¬ нии. Сначала полагали, что это заболе¬ вание вызывается нарушением серотони- нового обмена в мозгу. На основе этого предположения возникла гипотеза, что механизм действия лекарств тоже связан с серотонином3. Затем причинным факто¬ ром в происхождении шизофрении и в лечебном действии нейролептиков был признан другой моноамин — норадрена¬ лин4. Многочисленные работы в этом на¬ правлении привели к представлениям, что шизофрения есть результат нарушения обмена норадреналина, а антипсихотиче¬ ское действие нейролептиков объясняется блокадой синапсов, где норадреналин вы¬ ступает в роли медиатора. В дальнейшем обе эти гипотезы не подтвердились. Как в теоретической психиатрии, так и в психофармакологии последним в ряду моноаминов на сцену выступил дофа¬ мин — промежуточный продукт биосинте¬ за адреналина. * В мозгу больше всего дофамина содержится в так называемой черной субстанции. Отростки нервных клеток, со¬ ставляющих черную субстанцию, направ¬ ляются, главным образом, к нейронам хвостатого ядра и полосатого тела и образуют с ними синаптические: контак¬ ты, где дофамин и выступает как тормоз¬ ной медиатор. Предполагается, что выде¬ ление дофамина вызывает торможение клеток хвостатого ядра. По современным представлениям, функция хвостатого ядра не ограничивается только регуляцией двигательной активности, но распростра¬ няется и на высшую нервную деятель¬ ность: возбуждение нейронов хвостатого 1 Медиаторы — вещества, которые накап- ливаются в окончаниях нервных волокон (синапсах) и выделяются с приходом к синапсу импульсов, распространяющихся от тела нервной клетки. Медиатор, взаи¬ модействуя с телом или отростками дру¬ гой нервной клетки, вызывает их возбуж¬ дение или торможение. 3 W о о I ley D., Shaw Е.— «Sc ience», 1954, v. 119, № 3096, р. 587—588. ‘Osmond Н., Smythies J.— «J. of Mentel Science», 1952, v. 98, № 411, p. 309. ядра сопровождается замедлением двига¬ тельной и психической активности, а их торможение — возбуждением. Значит, уси¬ ленное выделение дофамина в синап¬ сах нейронов хвостатого ядра и полоса¬ того тела (так называемая нигростриар- ная система) вызывает двигательное воз¬ буждение животных. Изучение мозгового дофамина рас¬ ширило наши знания и о действии дру¬ гой группы психотропных средств — сти¬ муляторов центральной нервной системы. Первым синтетическим препаратом этого класса веществ стал фенамин (амфета¬ мин). У животных фенамин в малых' до¬ зах повышает двигательную активность и чувствительность к внешним раздражите¬ лям, а также бессонницу. При увеличе¬ нии дозы фенамина у животных возни¬ кают стереотипные и долго не прекра¬ щающиеся движения, а реакции на внеш¬ ние раздражители пропадают. Какие же мозговые системы или химические реак¬ ции включаются при введении фенамина? Близость химической структуры фенамина и моноаминов позволяет объяснить дей¬ ствие стимуляторов посредничеством до¬ фамина. У животных можно частично разру¬ шать анатомические структуры, состав¬ ляющие дофаминовые пути. Так, разру¬ шение черной субстанции, сопровождаю¬ щиеся полной дегенерацией нигростриар- ного дофаминового пути, предотвращает стереотипное поведение, обычно вызы¬ ваемое фенамином. Такой же эффект вы¬ зывает блокада другого звена нигро- стриарного пути — полосатого тела. И на¬ против, введение небольших количеств дофамина в эти же структуры мозга вы¬ зывает у животных стереотипное пове¬ дение. Все это подтверждает связь сте¬ реотипного поведения животных с обме¬ ном дофамина. Фенамин в низких дозах вызывает у животных только двигательное воз¬ буждение. Аналогично действует и норад¬ реналин, образующийся в результате оки¬ сления дофамина; сам же дофамин в этом отношении менее активен. Вещест¬ ва, которые блокируют превращение до¬ фамина в норадреналин, предупреждают возникновение двигательной активности животных при введении им фенамина в малых дозах. Значит, можно полагать, что усиление двигательной активности животных при введении им фенамина опосредуется содержащими норадрена¬ лин синапсами, тогда как стереотипное
28 Г. Я. Авруцкий, А. В. Немцов поведение — дофаминовыми синапсами, для возбуждения которых в сравнении с норадреналиновыми требуются более вы¬ сокие дозы препарата. Участие моноаминов, и в первую очередь дофамина, привлекается и к объяснению многих мозговых эффектов нейролептиков. Так, шведские ученые А. Карлсон и М. Линдквист в 1963 г.5, по-видимому, впервые наблюдали, как нейролептик аминазин, введенный мы¬ шам, повышает в мозгу содержание про¬ дуктов естественного превращения до- Сходство структурны! формул аминазина |слева) и дофамина дает возможность предполагать, что аминазин может блокировать рецептор до¬ фамина. фамина. Еще более активным в этом от¬ ношении оказался галоперидол, который сильнее аминазина действует на бред и галлюцинации. А такой фенотиазиновый препарат, как прометазин, мало эффек¬ тивный при лечении шизофрении, не из¬ меняет скорости превращения дофамина. s Carllson A., Lindqvist М.,— «Acta Pharmacol. Toicicol.», 1963, v. 20, № 1, p. 140—144. Поэтому А. Карлсон и М. Линдквист вы¬ сказали предположение, что нейролепти¬ ки действуют на дофаминовые синапсы таким образом, что дофамин перестает быть эффективным медиатором и насту¬ пает блокада синапсов. Таким образом, можно считать, что вещества с антипсихотоксической актив¬ ностью влияют на обмен дофамина моз¬ га. Исходя иэ этого предположения, в последние годы блокаду дофаминовых синапсов стали использовать в качестве теста в поисках и отборе новых нейро¬ лептиков. И действительно, параллелизм между антипсихотическим и дофамино¬ вым эффектом нейролептиков достаточно велик, чтобы быть случайностью. Значит, гипотеза, связывающая нейролептики и дофамин, достигла определенной зрело¬ сти, когда на ее основе возможны неко¬ торые прогнозы. Одно иэ центральных мест дофами¬ новой гипотезы занимает вопрос о кор¬ реляции между силой антипсихотического действия нейролептиков и способностью устранять стереотипные движения. В этом отношении особенно интересными оказа¬ лись два препарата фенотиазинового ря¬ да— тиоридаэин и тиэтилперазин. Тиори- дазин (или меллерил), широко распро¬ страненный антипсихотический препарат, н н //\ /sv/4 н9 {j fi ?н СОН нс^ ^сон 1 II ИС lie _С1 VCVC\^ Н N н НС [L V 1 1 СН2 сн2 1 1 сн2 сн9 1 1 сн2 nh2 1 N дофамин / \ н3с с3н аминазин
Поиски и наюдки психофармакологии 29 по силе действия приблизительно равный аминазину, почти не влияет на стерео¬ типное поведение крыс. Тиэтилперазин (или торекан) — препарат, совершенно лишенный антипсихотического действия,— используется для лечения двигательных расстройств. Он, напротив, сильнее бло¬ кирует стереотипное поведение этих жи¬ вотных. Далее удалось показать, что тиори- дазин, в отличие от тиэтилперазина, срав¬ нительно слабо влияет на обмен дофами¬ на. Сопоставляя все эти клинические, ем нейролептиков при шизофрении и способностью этих препаратов влиять на обмен дофамина. Дофаминовая гипотеза действия нейролептиков плохо согласуется и со сроками появления дофаминовых эффек¬ тов у животных при введении им нейро¬ лептиков и временем появления антипси¬ хотических эффектов у больных. Если блокада дофаминовых синапсов — единст¬ венная основа антипсихотического дейст¬ вия нейролептиков, то ликвидация психо¬ за должна наступать в самом начале ле- Раслоложенне в мозгу основных ядер дофами¬ новой системы. Цветом обозначены ядра нигро- стриарной системы: 1 — хвостатое ядро, 2 — скорлупа, 3—черная субстанция. Точками за¬ штрихованы основные ядра мезолимбической системы. По современным представлениям, вы¬ деленные мозговые структуры являются местом приложения действия нейролептиков. фармакологические и биохимические фак¬ ты, уже нельзя определенно сказать, что антипсихотическое действие всех нейро¬ лептиков опосредовано блокадой дофа¬ миновых синапсов. Тем более, что появив¬ шийся позднее новый препарат клозепин действовал так же, как тиоридазин. Та¬ ким образом, клозепин еще раз поставил под сомнение гипотезу о прямой зависи¬ мости между антипсихотическим действи- чения, так как резкое увеличение скоро¬ сти обмена дофамина происходит уже в первые часы после одноразового введе¬ ния животным нейролептиков. Однако обычно ликвидация симптомов психоза у больных наступает по прошествии двух -— четырех недель непрерывного приема нейролептиков. Успех дофаминовой гипотезы дей¬ ствия нейролептиков был отчасти обус¬ ловлен тем, что поначалу эта гипотеза развивалась параллельно с дофаминовой теорией шизофрении. Однако позднее прямые исследования мозга больных ши¬ зофренией не подтвердили участие дофа¬ мина в происхождении этого заболевания. Возможно, что в ближайшие годы дофаминовая гипотеза действия нейро¬
30 Г. Я. Авруцкий, А. В. Немцов лептиков и происхождения шизофрении получит новое направление. Так, в 1973 г. С. Вейс и Л. Штейн обнаружили в мозгу больных шизофренией понижен¬ ную активность фермента дофамин-,Ч-ги- дроксилазы, участвующего в превращении дофамина в норадреналин*. Вследствие этого количество дофамина в мозгу боль¬ ных возрастает, что согласуется с пред¬ ставлениями о роли нейролептиков в ле¬ чении шизофрении. Гипотеза исследовате¬ лей идет значительно дальше, связывая воедино еще целый ряд фактов и гипо¬ тез. На основе гипотезы Вейса и Штей¬ на было высказано предположение, что в мозгу больных вместе с ростом дофа¬ мина должен существовать дефицит но- радреналина, который недостаточно обра¬ зуется из дофамина в силу низкой актив¬ ности дофамин-уЗ-гидроксилазы. Однако независимо от Вейса и Штейна было по¬ казано, что норадреналин в мозгу боль¬ ных шизофренией содержится в тех же количествах, что и в мозгу больных другими заболеваниями. Как уже отмеча¬ лось, не было найдено в мозгу больных шизофренией повышения и других про¬ дуктов обмена дофамина. Дофаминовая гипотеза рождалась почти исключительно на основе биохими¬ ческих методов исследования, которые лишены пока возможности регистрировать собственно синаптические процессы. Поэ¬ тому физиологические исследования си¬ напсов и медиаторов были особенно важ¬ ны для проверки этой гипотезы. Исполь¬ зуя микроэлектродную или микроионо- форетическую технику, физиологи устано¬ вили, что синаптические процессы очень непродолжительны и у млекопитающих исчисляются тысячными долями секунды. Такова же продолжительность жизни лю¬ бого медиатора. На этой основе был вы¬ двинут тезис, что вещество может быть признано медиатором только в том слу¬ чае, если оно содержится в синаптиче¬ ском окончании, вызывает возбуждение или торможение нейронов и действует при этом в течение времени, равном вре¬ мени синаптической передачи. Как мы ви¬ дели, дофамин хорошо удовлетворяет двум первым условиям. А вот с выпол¬ нением третьего условия дофамину не везет: при микроионофоретическом под¬ ведении дофамина к нейронам стриарной * W i s е С., Stein L.— «(Science», 1973, v. 183, p. 344. системы действие этого катехоламина продолжается в течение нескольких се¬ кунд. Значит, с физиологической точки зрения, действие дофамина не может быть признано синаптическим. А ведь именно на медиаторной природе дофа¬ мина построена гипотеза действия нейро¬ лептиков. Недавно с помощью электронной микроскопии нам удалось показать, что влияние нейролептиков распространяется не только на нигростриарную систему, но и на большое число образований цент¬ ральной нервной системы. И во всех этих структурах нейролептики значительно сильнее действуют на тела нервной клет¬ ки, чем на синапсы. С помощью неслож¬ ной техники у животных можно изолиро¬ вать участок коры мозга с сохранением в ней кровообращения. Если затем ввес¬ ти животному нейролептики, то с по¬ мощью специальной аппаратуры можно наблюдать резкое изменение характера импульсации нейронов изолированного участка. Под влиянием нейролептиков из¬ меняются функциональные свойства кор¬ ковых клеток в случае сохранности их связей с остальным мозгом. При этом функциональные цепи нейронов становят¬ ся короче и всякое возбуждение, возник¬ шее в центральной нервной системе, за¬ тухает быстрее. За счет чего это происходит? Дело в том, что из многих миллиардов нерв¬ ных клеток, составляющих мозг, в рабо¬ чем состоянии находится сравнительно не¬ большая их часть. Мы сосчитали эти ней¬ роны в коре мозга кроликов. Оказалось, что у тех животных, которые получали нейролептики, количество активных ней¬ ронов в коре существенно уменьшается. Все это, по-видимому, означает, что эф¬ фекты нейролептиков опосредуются ней¬ ронами многих отделов мозга. Да и труд¬ но себе представить, чтобы это было иначе. Дофаминовая гипотеза действия нейролептиков сфокусировала внимание психофармакологии на очень ограничен¬ ной подкорковой и стволовой области мозга в соответствии с преимуществен¬ ным распространением моноаминов. И тем самым психофармакология вступа¬ ет в противоречие с современными пред¬ ставлениями о субстрате высших психи¬ ческих функций, которые «не могут быть локализованы в узких зонах мозга..., а должны охватывать сложные системы со¬ вместно работающих зон, каждая из ко¬
Поиски и находки псих офармако логии 31 торых вносит свой вклад в осуществление сложных психических процессов...7 По аналогии с нормальными психическими функциями, патологические, по-видимому, тоже должны рассматриваться как много- эвеньевые и сложные по своей анатомо¬ физиологической организации. Чтобы бло¬ кировать такую патологическую систему, необходимы препараты с диффузным действием на центральную нервную си¬ стему. Несмотря на то что в дофамино¬ вой гипотезе содержится целый ряд про¬ тиворечий, не позволяющих получить чет¬ кого представления о механизме действия нейролептиков, она все еще остается до¬ минирующей. Несколько лучше обстоит дело в те¬ ории действия психостимуляторов. Однако это относится лишь к большим дозам этих препаратов, а точнее — к механизму раз¬ вития стереотипного поведения у живот¬ ных. Большие дозы фенамина, по-видимо- му, действуют сходным образом и на человека. Но мы точно не знаем, какие химические или структурные системы мозга включаются, когда человек прини¬ мает малые, терапевтические дозы этого препарата. Все эти сложности приводят к вы¬ воду, чтб еще очень далеко до того вре¬ мени, когда биологи и медики прибли¬ зятся к возможности фармакологического контроля за поведением человека. Более того, сейчас еще нет вполне серьезных оснований для строго научной постановки вопроса о принципиальной возможности фармакологического управления поведе¬ нием. Ведь управлять в данном случае значило бы изменять с помощью медика¬ ментов одни виды поведения, не затраги¬ вая другие. Такая возможность будет за¬ висеть от различия в химической органи¬ зации мозговых систем, определяющих различные виды поведения. Чем больше эти мозговые системы будут отличаться химически, тем больше надежд на воз¬ можность фармакологического управле¬ ния поведением. Примеры психопатоло¬ гии позволяют надеяться на это: для ле¬ чения расстройств восприятия (галлюцина¬ ции) и депрессивных состояний требуются различные химические соединения. Вместе с тем нейропсихология по¬ лучает все новые и новые факты исклю¬ чительной диффузности и взаимного пе¬ рекрытия в мозгу анатомических систем, которые опосредуют различные акты по¬ ведения. Более того, одна и та же ана¬ томическая структура мозга с присущей ей химизмом может принимать участие в различных формах психической жизни. Все это делает вопрос о химическом управлении поведением чрезвычайно сложным. Естественно, что в этих услови¬ ях эмпирический подход неизбежен. Од¬ нако этот путь таит в себе Опасность, так как человечество впервые в таких мас¬ штабах сталкивается с медикаментозным воздействием на психику и не может предвидеть всех последствий такого воз¬ действия. Это заставляет быть особенно осторожными как экспериментальную, так и клиническую психофармакологию. Но осторожность тормозит прогресс в этой области. Разрыв порочного круга возможен только на путях дальнейшего развития теоретической психофармакологии, психи¬ атрии и психологии, на путях дальнейше¬ го проникновения в тайны мозга. УДК 615; 616.89 Рекомендуемая литература Анохина И. П. НЕЙРОХИМИЧЕСКИЕ МЕХА¬ НИЗМЫ ПСИХИЧЕСКИХ ЗАБОЛЕВАНИЙ. М., 1975. Закусоа В. В. ФАРМАКОЛОГИЯ ЦЕНТРАЛЬНЫХ СИНАПСОВ. М., 1973. Раевский К. С. ФАРМАКОЛОГИЯ НЕЙРО¬ ЛЕПТИКОВ. М., 1976. 7 Л у р и я А. Р. Основы нейропсихологии. М., 1973.
32 Археология «Природа», 1977, № 2 Люди Черной Горы И. К. Цветкова Ирина Конста нтиновна Цветкова, кандидат исторически» наук, археолог, старший научный сотрудник Государственного Исто¬ рического музея. В течение многих лет руководит работой Рязанской археологической экспедиции, ведущей раскопки нео¬ литических памятников Волго-Окского междуречья. Мещера— один иэ привлекатель- ных уголков нашей страны. По берегам Пры на десятки километров тянутся леса, первозданная красота которых почти не потревожена цивилизацией; многочислен¬ ные речные протоки, густо заросшие ка¬ мышом и кувшинками,—• настоящие ло¬ вушки для неумелых гребцов. Летом сю¬ да приезжают туристы-байдарочники. Нельзя не заметить высокого черного холма, возвышающегося на правом бере¬ гу Пры, напротив деревни Владычино. Еще издали видна вбетонированная на самой вершине холма металлическая кон¬ струкция с надписью: «Черная Гора. Па¬ мятник археологии. Охраняется госу¬ дарством». Развевающийся на высокой мачте флаг с изображением кулика озна¬ чает, что на холме ведутся раскопки. ЗАСЕЛЕНИЕ ОКСКОГО БАССЕЙНА Почему местное население назвало Черной Горой этот песчаный холм, оставив безымянными много подобных же возвы¬ шений на обоих берегах Пры? Черная Гора действительно черная благодаря цвету культурного слоя, об¬ разовавшегося в результате длительного существования на этом месте древнего поселения. Сотнями лет обыкновенный песок впитывал различные органические остатки, смешивался с углем и золой, об¬ ретая свою черную окраску. Территория Окского бассейна была заселена уже в эпоху верхнего палеоли¬ та. К памятникам этой эпохи относятся стоянки Сунгирь (ее возраст исчисляется более чем в 20 тыс. лет) и Карачаровская (около 15 тыс. лет). В последующее время, в эпоху мезолита (10—В тыс. лет назад), в бассейне Оки существовало уже доволь¬ но много стоянок древних людей, причем число открытых стоянок асе увеличивает¬ ся. Наиболее многочисленны, однако, па¬ мятники неолитической эпохи. В V—IV тыс. до н. э. на обширной территории Волго-Окского междуречья шел процесс сложения охотничье-рыбо- ловческих неолитических племен. К кон¬ цу IV—в III тыс. до н. э. районы Оки и Клязьмы были заселены пятью группа¬ ми родственных по своему происхожде¬ нию племен: по верхнему течению Оки обитали племена белевской культуры; ни¬ же, в среднем течении, расселились пле¬ мена рязанской культуры; еще ниже по Оке, в районе Мурома,— племена воло- совской культуры; наконец, самые низовья Оки заселили племена балахнинской культуры, а районы нижнего и среднего течения Клязьмы осваивали племена льяловской культуры. 111 тыс. до н. э. в климатическом от-
Люди Черной Гори эз ИВАНОВО^ Ъ НАЛИНИИ Новровб йлалпмир-Э-^-' шпвй. Ш т! ^ Л > ПроняЧ is ч\ Стоянки Культуры: палеолитические льяловская мез рязанская неолитические неолитические погребения белевская Схематическая карта заселения Окского бас¬ сейна в элоки палеолита, мезолита и неолита. ношении характеризовалось переходом от теплого атлантического периода к срав¬ нительно холодному, суббореальному. В это время широколиственные леса сменялись здесь смешанными лесами. Люди неолита селились на таких местах, где они могли наиболее эффективно ис¬ пользовать природные ресурсы. Топогра¬ фия поселений довольно закономерна: все они расположены на песчаных дюнах первой надпойменной террасы реки или по берегам небольших речек и озер — в местах, благоприятных для охоты, рыб¬ ной ловли, собирательства. Мирное развитие неолитических племен Окского бассейна было нарушено
34 И. К, Цветною Черная Горя. Общий вид. в начале 11 тыс. до н. э. приходом с юго- запада племен фатьяновской культуры, а в середине 11 тыс. до н. э. сюда вторглась новая мощная волна расселения южных и юго-восточных племен. Пришедшие племена поздняковской культуры быстро распространились по Оке и ее притокам, частично ассимилировав местное населе¬ ние, и оставались здесь жить вплоть до I тыс. до н. э. Именно фатьяновцы и позд- няковць принесли в Окский бассейн раз¬ витое скотоводство и земледелие, а так¬ же металлургию. Дальнейшая судьба племен поздняковской культуры, по всей вероятности, связана с племенами дьяков¬ ской культуры, обитавшими в бассейне Оки уже в эпоху железа. ЧЕРНАЯ ГОРА —ПАМЯТНИК РЯЗАН¬ СКОЙ КУЛЬТУРЫ Рязанская культура — одна из наи¬ более ярких и своеобразных культур эпо¬ хи неолита. Первые сведения об археологиче¬ ских памятниках этого времени относятся к началу XX столетия, когда В. А. Город- цое провел обследование берегов Оки от Мурома до Рязани. В 20-х годах Б. А. Куфтин и О. Н. Бадер произвели раскопки некоторых неолитических посе¬ лений; кстати, именно тогда, в 1929 г., О. Н. Бадером и было открыто поселение Черная Гора. Спустя несколько десяти¬ летий, в 1952 г., А. Я. Брюсов, изучив на¬ копленный к тому времени археологиче¬ ский материал, выделил самостоятельную рязанскую культуру, а с 1960 г. начала свою систематическую работу под руковод¬ ством автора этой статьи Рязанская архео¬ логическая экспедиция Государственно¬ го Исторического музея. Среди изучен¬ ных экспедицией памятников наиболее интересным и богатым находками оказа¬ лось поселение Черная Гора, располо¬ женное близ дер. Фомино в Клепиков- ском районе, на правом берегу Пры. За несколько лет раскопок на поселении была вскрыта площадь более 2000 м2. Как показали наши исследования, на Чер¬ ной Горе в разное время существовало три поселения. Самое древнее—и ос¬ новное из них — поселение рязанской нео¬ литической культуры, датируемое 11! тыс. до н. э., с одновременным ему могиль¬ ником. В конце III тыс. до н. э. в восточ¬ ной части Черной Горы существовало по¬ селение волосовской культуры, а в сере¬ дине II тыс. до н. э., в эпоху бронзы, в высокой юго-восточной части появилось поселение и могильник поздняковской культуры. Благоприятные почвенные условия на Черной Горе способствовали исключи¬
Люди Черной Горы 35 тельной сохранности кости — это одно из немногих поселений, где найдено столь огромное количество разнообразнейших костяных изделий, а также собран боль¬ шой остеологический материал. Многочисленные предметы мате¬ риальной и духовной культуры, найден¬ ные при раскопках поселений и могиль¬ ников1, позволяют, хотя бы в общих чер¬ тах, восстановить характер хозяйства ря¬ занских племен, их погребальный обряд, религиозные представления, уровень их интеллектуального развития. ПЕРВОБЫТНЫЕ ОХОТНИКИ И РЫБО¬ ЛОВЫ Высокий сухой берег реки, в кото¬ рой водилась разнообразная рыба, мно¬ жество птиц в камышах, леса, изобилую¬ щие зверьми,— все это привлекало лю¬ дей, населявших эти места уже с конца IV тыс. до н. э. Жили они в больших по¬ луземлянках с деревянными перекрытия¬ ми. Пищу приготовляли на кострах в гли¬ няной посуде. Основным занятием была охота и рыбная ловля. Немаловажную роль играло также собирательство. Единствен¬ ным прирученным животным была собака. Охота давала человеку и пищу, и шкуры для одежды, и кости для изго¬ товления орудий и украшений. Основным объектом охоты был лось. Кроме того, найдены кости медведя, кабана, север¬ ного оленя, лисицы, зайца, белки, речно¬ го бобра, куницы, выдры, барсука. Пе¬ речень животных, на которых охотились люди, говорит сам за себя. Лось, кости которого составляют основное количест¬ во остеологического материала, а также медведь и кабан (костей кабана немного) шли в пищу; пушные звери добывались ради шкур, причем мясо бобра шло также и в пищу. На поселении найдено исключи¬ тельно большое количество костей куни¬ цы, которая, вероятно, была одним из ос¬ новных промысловых животных: выделан¬ ные шкурки куниц, возможно, использова¬ лись для обмена. В незначительном коли¬ честве найдены кости волка и рыси, кото¬ рых человек убивал, видимо, только ради самозащиты. Главным орудием охоты был лук со стрелами. Наконечники стрел изготовля¬ лись из кремня или иэ кости. Они имели разнообразную форму и размеры и диф¬ ференцировались в зависимости от рода дичи, для которой предназначались. При охоте на крупных животных использовались кремневые наконечники стрел, а также дротики и копья с массивными кремневы¬ ми наконечниками, кремневые кинжалы. При охоте на мелких животных и птиц применялись разнообразные по форме костяные наконечники: небольшие листо¬ видные; с конической головкой; весло¬ видные с уплощенным черешком; длин¬ ные тонкие игловидные или, наконец, с тупым концом. Наконечники с конической голов¬ кой использовались для охоты в лесу; та¬ кие стрелы при неудачном выстреле не те¬ рялись, так как расширенный конец не позволял входить глубоко в дерево. На¬ конечники с тупым концом употребля¬ лись при охоте на пушных зверей — со¬ хранялась неповрежденной шкурка. Иг¬ ловидные наконечники использовались главным образом при охоте на водопла¬ вающих птиц и даже на крупную рыбу. Привлекая этнографические данные, мож¬ но предполагать существование массовой облавной охоты на крупных животных, а также применение ловушек на мелких животных и птиц. Немаловажное значение в хозяйстве имела, по-видимому, сезон¬ ная охота на водоплавающих птиц. Наи¬ большее количество птичьих костей, най¬ денных на поселении, принадлежит утке- крякве, которая, вероятно, водилась в прибрежных зарослях в огромном коли¬ честве. Найдены кости и других водо¬ плавающих птиц: хохлатой чернети, чир- ка-свистунка, баклана, гусей, куликов. Встречаются кости лесных птиц — тетере¬ ва, рябчика, глухаря, а также хищных птиц — степного орла, ястреба-тетеревят¬ ника, неясыти2. С охотой на птиц связана находка дудочки-манка. На охоте использовали собак. Их ценили и даже почитали. На Чер¬ ной Горе найдено четыре захоронения со¬ бак, причем все они находились на тер¬ ритории могильника, среди человеческих захоронений. На поселении в большом количестве найдены рыбьи кости и прекрасно сохранившаяся рыбья чешуя. Наибольшее число рыбьих костей принадлежит щу¬ ке — самой крупной рыбе, водившейся в реке. Кроме того, встречаются кости оку- 1 Этот богатый археологический материал хранится в фондах и экспозициях Госу¬ дарственного Исторического музея и Ря- Остеологический материал изучен и оп- занского краеведческого музея. ределен Е. Г. Андреевой. 2*
36 И. К. Цветкова ня, леща, карпа и стерляди. Перечень рыб неполный, так как нейденные рыбьи кости изучены только частично. В виде больших скоплений встре¬ чаются на поселении раковины съедобных моллюсков. Среди орудий рыболовства прежде всего следует отметить костяные рыбо¬ ловные крючки двух типов -— простые и составные. Широко распространены были костяные гарпуны, разнообразие форм и размеров которых свидетельствует об их специализации. О л<3вле рыбы с по¬ мощью сетей можно судить по каменным грузилам с круглым просверленным от¬ верстием или с желобком для подвеши¬ вания к сети, а также по отпечаткам рыбо¬ Костяиые штампы для нанесения орнамента на глиняные сесуды. 4 Кр< ловной сети с мелкими ячейками на внут¬ ренней стороне глиняных сосудов. Ве¬ роятно, существовали и другие виды рыб¬ ной ловли — устройство заколов йа не¬ больших реках, применение вершей и т. д. Кроме охоты и рыболовства, состав¬ ляющих основу хозяйственной деятельно¬ сти, существовало собирательство. От со¬ бирательства люди, естественно, должны были постепенно переходить к примитив¬ ному земледелию, основанному на ис¬ пользовании, а затем и культивизации ди¬ ких злаков. На поселении Черная Гора най¬ дены некоторые типы орудий, которые могли применяться для разрыхления зем¬ ли, К ним относятся сравнительно круп¬ ные мотыгообраэные роговые орудия.
Люди Черной Горы 37 ПЕРВОБЫТНЫЕ УМЕЛЬЦЫ Как и все волго-окские племена, на-, селение Черной Горы было знакомо с це¬ лым рядом простых производств. Среди них одним иэ самых распространенных и необходимых было изготовление глиня¬ ной посуды. Посуда лепилась ручным способом, без применения гончарного круга, и обжигалась на кострах. Встре¬ чаются крупные сосуды, употреблявшие¬ ся для хранения пищевых запасов, и не¬ большие сосуды, в которых варилась еда. Все они имели вытянутое тулово с пря¬ мым венчиком. Днища округлые или слег¬ ка уплощенные. Вся внешняя поверхность сосудов покрывалась своеобразным и не¬ редко сложным геометрическим орна¬ ментом, для нанесения которого исполь¬ зовались каменные и костяные штампы. ражную отрасль производства со¬ ставляло изготовление кремневых и ко¬ стяных орудий. Орудия делали из высо¬ кокачественных местных пород кремня. Кремневая «индустрия» рязанских племен характеризуется высокой техникой об¬ работки орудий и большим разнообрази¬ ем их форм. Местным умельцам были хо¬ рошо известны все технические приемы обработки: отжимная техника, техника пи¬ ления, сверления и полирования камня. Кроме кремневых, на поселении встреча¬ ются орудия, изготовленные из других по¬ род камня.
И. К. Цветкова Кремниевые орудия: скребки, ножи, шилья. Кремневые долота. Орудия строго специализированы. Например, скребки различных типов предназначались для обработки дерева, кости, кожи. К сожалению, на Черной Го¬ ре деревянные предметы не сохранились. О существовании их в неолитическую эпо¬ ху известно по находкам многочисленных деревянных изделий, сохранившихся в торфяниках. Из дерева изготовлялось множество предметов: луки и древки стрел, ковши, берестяные туеса, сумки, поплавки, одно- полозные сани (в виде широкой лыжи, хорошо лавирующие в густом лесу), вес¬ ла и т. д. На поселении Черная Гора сохрани¬ лось много орудий для обработки дере¬ ва. Прежде всего, это кремневые поли¬ рованные желобчатые долота с округлым, тщательно заполированным рабочим лез¬ вием. Они имели разные размеры в зави¬ симости от рода производимой ими рабо¬ ты. Встречаются также кремневые поли¬ рованные тесла со скошенным рабочим лезвием и клиновидные топоры. Для об¬ работки дерева использовались и мелкие кремневые орудия: скребки и скребла, скобели с вогнутым рабочим лезвием, употреблявшиеся для обработки выпук¬ лых поверхностей; скребковидные ору¬ дия со слегка изогнутым профилем —- для обработки вогнутых поверхностей (их условно называют «ложкарями»); для про¬ сверливания небольших отверстий использовались сверла. Из твердых пород камня делали клиновидные и вали¬ кообразные шлифованые топоры. Иэ дерева делали перекрытия полу- подземных жилищ. На свайных поселениях были найдены деревянные сваи и вымост- ки. Существовали лодки-долбленки, ко¬ торые изготовлялись с помощью кремне¬ вых желобчатых долот и тесел3. Вероят¬ но, на них плавали из Пры в Оку, на высо¬ ких берегах которой добывали кремень. С лодками была связана и сезонная охота на водоплавающих птиц, а также ловля ры¬ бы гарпунами. Большим мастерством отличались ря¬ занские племена и в обработке кости. Перед обработкой кости вываривали, тем самым размягчая их. Для изготовления изделий часто использовали распиленные вдоль длинные трубчатые кости крупных животных: из них делали наконечники стрел и гарпуны, С помощью кремневого ножа и скребка орудию придавалась нуж¬ ная форма, после чего оно шлифова¬ лось. Особенно тщательно шлифовался рабочий конец орудия и его тыльная часть. Эпифиз (конец трубчатой кости), сохра¬ нявшийся в верхней части-орудия, служил рукоятью. Выделяется группа орудий для об¬ 3 Подобная лодка длиной около 6 м, вы¬ долбленная иэ цельного ствола дуба, экс¬ понирована в Государственном Историче¬ ском музее. Лодка относится к эпохе нео¬ лита и датируется временем конца III тыс. до н. э. Найдена она была в береговом обнажении Волги в Воронежской области.
Люди Черной Горы 39 Украшения-приаески из илыкоя и реэцоа диких ЖИЮТИЫ1. Костяная приаеска, изображающая птицу. Стилиэояаиная костяная фигурна оленя. работки шкур. К ним относятся костяные шилья, лощила для заглаживания шеов. Специальные орудия употреблялись для изготовления изделий иэ лыка. Для плете¬ ния корзин и колчанов для стрел служили костяные кочедыки, для сдирания коры с деревьев — многочисленные костяные долотовидные орудия. Встречаются ко¬ стяные иглы для плетения сетей. Рязанским племенам было известно и примитивное ткачество — об этом гово¬ рят костяные гребни с крупными зубцами, служившие для расчесывания пряжи, а так¬ же костяные вязальные крючки. Мы сознательно столь подробно ос¬ тановились на описании всего разнообра¬ зия производственных орудий людей Черной Горы. Четкая выработанность форм, высокая техника их обработки мо¬ жет свидетельствовать, как мне представ¬ ляется, о существовании на поселении спе¬ циальных мастеров-косторезов. Кажется сомнительным, чтобы каждый член родо¬ вой общины — без достаточного умения и опыта — мог заниматься изготовлением и костяных и кремневых орудий такого высокого качества,
40 И. К. Цветкова Скульптурно* изображение медведя. Изготовлено из метоподня медведя. Костяные гарпуны, рыболовные крючки и сти¬ лизованные костяные фигурки рыб. ► Костяной кинжал и мотыгообразное орудия. Уникальный музыкальный инструмент — продоль¬ ная открытая флейта, сделанная из плечевой кости гуся (длина 10,5 см).
Люди Черной Горы 41 ПОГРЕБАЛЬНЫЙ ОБРЯД В неолитическом культурном слое Черной Горы было исследовано 27 че¬ ловеческих захоронений. Погребения со¬ вершались в неглубоких могильных ямах. Положение скелетов неодинаково: неко¬ торые из погребенных лежат на спине, голова повернута вправо или влево; дру¬ гие лежат на боку (чаще на правом); три оказались лежащими на животе, вниз ли¬ цом или с повернутой влево головой. Несмотря на разницу е положении, все по¬ гребения скорченные: во всех случаях ноги погребенных в той или иной степени согнуты в коленях и в тазобедренном су¬ ставе, а руки согнуты в локтях. В боль¬ шинстве случаев кисти рук находятся на животе, иногда подняты вверх. Ориенти¬ ровка головы погребенных неустойчива. В большинстве погребений не об¬ наружено никакого специального погре¬ бального инвентаря. Только в трех могиль¬ ных ямах найдены украшения — сланцевые и костяные привески. Наиболее интересно погребение женщины 20—25 лет. Умер¬ шая была положена на живот, голова по¬ вернута влево, руки и ноги согнуты. Око¬ ло тазовых костей лежали украшения, со¬ ставлявшие, по-видимому, поясной набор иэ множества различных привесок. Око¬ ло головы погребенной прослежены ос¬ татки небольшого кострища округлой фор¬ мы. Кроме угля и золы, в нем находились семь небольших камней. К сожалению, ан¬ тропологический материал неолитическо-' го могильника на Черной Горе пока еще окончательно не изучен.
42 И. К, Цветкова ИСКУССТВО И РЕЛИГИЯ Особую группу находок на посе¬ лении Черная Гора составляют предметы искусства—замечательные по своему ис¬ полнению изображения птиц, зверей и рыб, вырезанные из кости, а также много¬ численные украшения одежды — костя¬ ные и сланцевые привески. Как известно, первобытное искусство отнюдь не служило только для удовлет¬ ворения эстетических потребностей чело¬ века; главным образом оно было тесно связано с его религиозными представле¬ ниями. Древнейшей формой религиозных верований является культ животных. Имен¬ но поэтому на огромной территории Ев¬ ропы и Азии в изобразительном искусстве неолитических охотничье-рыболовческих племен мы находим скульптурные изо¬ бражения, а также наскальные рисунки зверей, птиц, рыб. В соответствии с пер¬ вобытными представлениями, искусство было призвано магически способствовать благополучию рода или племени. Люди изображали тех животных, на которых они охотились, от которых зависело их суще¬ ствование. Наиболее распространенный тип украшений — привески из клыков или рез¬ цов животных. Большинство из них изго¬ товлены иэ резцов лося. Несколько реже встречаются привески из цельных клыков медведя, цельных или распиленных вдоль кабаньих клыков. На всех привесках про¬ сверлены круглые отверстия для нашивки на одежду или подвешивания к ней. При¬ вески из медвежьих клыков носили на гру¬ ди на шнурке; из резцов лося чаще наши¬ вались на одежду или составляли украше¬ ние пояса. Костяные привески округлой или овальной формы всегда до блеска отполированы. На привесках иэ тонких костяных пластин иногда наносился на¬ резной орнамент. Наконец, следует от¬ метить привески, изготовленные из плоских сланцевых галек. Все эти многочисленные украшения отражают определенный художественный вкус людей той эпохи. Однако они не бы¬ ли украшениями в современном понима¬ нии — они служили амулетами и были связаны с охотничьей магией. С охотничьей магией были связаны и замечательные скульптурные изобра¬ жения, сделанные иэ кости и найденные в неолитическом культурном слое на посе¬ лении Черная Гора. Известно два типа неолитических скульптурных изображений: объемные скульптурки и фигурки, вырезанные из тонких костяных пластин. На Черной Горе было найдено шесть объемных скульптур. Пять из них — изображения головы пти¬ цы. Голова переходит в округлый в сече¬ нии стержень, на конце которого имеется прорезь, служившая для подвешивания фигурки к поясу или ожерелью. Общим для всех фигурок является трактовка глаз, которые образованы тщательно высвепленными сферическими круглыми отверстиями. Наиболее четко отражает типичные черты той или иной птицы ее клюв. Вытянутая, слегка уплощенная голо¬ ва с длинным, крючкообразным клювом скупо, но очень четко передает характер¬ ные черты хищной птицы — беркута. Круглая головка с коротким, слегка заг¬ нутым клювом и раздутым зобом принад¬ лежит токующему глухарю. Изящная ма¬ ленькая головка с коротким загнутым клювом напоминает голову глухаря в спо¬ койном состоянии. Массивная, уплощенная голова с длинным широким клювом яв¬ ляется изображением головы кулика. Пятая объемная скульптура птицы несколько отличается от других схематич¬ ностью изображения. У нее маленькая круглая головка на длинной шее с длин¬ ным тонким клювом. Глаза трактованы в виде чуть заметных бугорков. Туловище представляет собой пластину прямоуголь¬ ной формы с тремя круглыми просверлен¬ ными отверстиями, служившими, вероятно, для нашивки фигурки на одежду. Изображение птиц вообще было из¬ любленной темой художников-косторе- эов поселения Черная Гора. И это не слу¬ чайно. Учитывая большое экономическое значение птичьего промысла и связанной с ним сезонной охоты, можно предпола¬ гать, что найденные скульптурные изоб¬ ражения птиц свидетельствуют о бытовов- шем здесь культе перелетных птиц. Еще одна объемная скульптура, най¬ денная на Черной Горе, представляет со¬ бой изображение головы медвежонка. Фигурка изготовлена из цельного мето- подия медведя. Голова медвежонка с ту¬ пой мордочкой и круглыми ушами очень реалистична. Мастер остроумно использо¬ вал естественные изгибы и выпуклости сустава метоподия, подработав только необходимые детали. Вторая скульптура животного изго¬ товлена в совершенно ином стиле. Это очень условное изображение оленя. У жи¬ вотного длинная шея, срезанная под уг¬
Люди Черной Горы 43 лом морда и наискось поставленные, как бы откинутые рога. На туловище три рас¬ положенных в ряд круглых отверстия. Но¬ ги представляют собой два прямоуголь¬ ника с просверленными восьмеркообраз¬ ными отверстиями. Имеются также скульптурные изобра¬ жения рыб, изготовленные из тонких ко¬ стяных пластин. Одна из фигурок — услов¬ ное изображение, трактованное в виде привески с двумя просверленными от¬ верстиями. Другая фигурка более реа¬ листична: у рыбы раздвоенный хвост, слег¬ ка намеченные плавники, на месте глаза просверленное отверстие. Во всех скульптурах лаконично и ску¬ по, но всегда четко и правильно переданы основные и наиболее характерные черты зверя или птицы. Все скульптуры сделаны очень тщательно. Большинство иэ них от¬ личается подлинным художественным мастерством и говорит о большой наблю¬ дательности их создателей. Искусство древних обитателей Черной Горы по своему содержанию ничем не от¬ личается от искусства других неолити¬ ческих племен Европейской части СССР. Это объясняется существованием у них одного и того же типа хозяйства, близо¬ стью мировоззрения. Обитателям Черной Горы была из¬ вестна и музыка. На поселении найдены уникальные музыкальные * инструменты — открытые продольные флейты. Все три флейты изготовлены из плечевых костей птиц. Они имеют по четыре круглых про¬ сверленных игровых отверстия. Длина самой большой флейты 19,5 см. Две дру¬ гие меньшего размера—10,5 см, одна из них, изготовленная из плечевой кости гу¬ ся, имеет до блеска заполированную по¬ верхность, покрытую тонким нарезным орнаментом, имитирующим ствол березы. Флейты с Черной Горы были опре¬ делены и изучены этнографом-музыко- ведом К. В. Вертковым. По его мнению, эти флейты свидетельствуют о наличии у людей той далекой эпохи определенной музыкальной системы. Музыка, равно как и изобразитель¬ ное искусство, связаны с религиозными представлениями и магическими обря¬ дами; в них отражено достаточно высо¬ кое интеллектуальное развитие людей, их художественные способности, навыки и тонкое понимание природы. Итак, время существования рязан¬ ской культуры охватывает период от конца IV до начала II тыс. до н. э. Ее ранний этап (до начала 111 тыс. до н. э.) — это время сложения племен рязанской культуры, становление которых было тес¬ но связано с общим ходом развития груп¬ пы ранненеолитических племен. В после¬ дующие этапы племена рязанской куль¬ туры достигают в технике кремневой и костяной «индустрии» настоящего совер¬ шенства, демонстрируя высокий уровень развития материальной и духовной жизни людей неолита. Богатство и чрезвычайное разнообра¬ зие археологического и остеологического материала, собранного за время много¬ летних раскопок и позволившего сделать дополнительные выводы об экономике не только местных племен, но и в целом пле¬ мен неолитической эпохи, ставит поселе¬ ние Черная Гора в ряд уникальных памят¬ ников. УДК 930.26
44 Геохимия «Природа», 1977, № 2 Кислород и фотосинтез в океане В. Н. Иваненков Кандидат географических наук Институт океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР Москва Фотосинтез в океане — самый мощный биохимический процесс, вовлекающий в круго¬ ворот сотни миллионов тонн химических элементов ежегод¬ но. Казалось бы, продуктив¬ ность фотосинтеза в океане должна быть хорошо известна. Однако до настоящего време¬ ни нет единства мнений в оценке ее величины. По дан¬ ным различных авторов, в оке¬ ане продуцируется от 70 млрд т (С. Нильсен) до 245 млрд т (Г. Г. Вин- берг) кислорода в год. Рас¬ хождение цифр очень вели¬ ко. Такое положение приводит к разным оценкам биологиче¬ ских ресурсов океана и до¬ пустимых уловов рыбы и других продуктов моря. В настоящее время ста¬ ло возможно уточнить интен¬ сивность фотосинтеза и про¬ дуцирование кислорода, оцен¬ ка которых во многом зависит от методов их определения. В океанологии уже чет¬ верть века господствует ме¬ тод определения первич¬ ной продукции, предложен¬ ный датским биологом С. Ниль¬ сеном и модифицированный советским микробиологом Ю. И. Сорокиным и другими исследователями. Этим мето¬ дом проведены измерения бо¬ лее чем в 10 тыс. точках, причем преимущественно не во всем слое фотосинтеза, а только на поверхности. Для оценки общей величины пер¬ вичной продукции во всем слое фотосинтеза служат пересчетные коэффициенты, учитывающие распределение фитопланктона по вертикали. Эти коэффициенты, выведен¬ ные для отдельных точек или для целых океанов, весьма да¬ леки от отражения действи¬ тельной картины вертикально¬ го распределения фитопланк¬ тона. Ранее пробы воды для измерения первичной продук¬ ции отбирались с 4—5 «стан¬ дартных» горизонтов (0, 10, 25, 50, 75, 100 м). Скопления фи¬ топланктона улавливались не полностью. Советские исследовате¬ ли, использовавшие зондирую¬ щую аппаратуру с автоматиче¬ ским прицельным отбором проб воды, показали, что фи¬ топланктон резко концентри¬ руется в тех слоях, в которых для него в данный момент ус¬ ловия наиболее благоприятны. К систематическому заниже¬ нию результатов измерений интенсивности фотосинтеза в единице объема почти в 2 ра¬ за приводят и методические особенности радиоуглеродного способа. Мною с сотрудниками1 были проведены гидрохимиче¬ ские исследования на гидро¬ физических и биологических полигонах в Атлантическом и Тихом океанах. Применение в течение полугода на полиго¬ не в тропической области Ат¬ лантического океана датчика растворенного кислорода со¬ вместно с датчиками темпера¬ туры и электропроводности позволило обнаружить в слое резкого изменения плотности (100—120 м) очень большие колебания кислорода, темпера¬ туры и солености с периодом 10±5 мин2. Одновременно по¬ добные короткопериодные ко¬ лебания в этом же слое бы¬ ли отмечены и по другим хи- ' Иваненков В. Н., Сапожников В. В., Чернякова А. М., Г у- с а р о в а А. Н. Скорость химических процессов в слое фотосинтеза тропи¬ ческой Атлантики.— «Оке¬ анология», 1972, т. XII, вып. 2. мическим характеристикам — pH, фосфатам, нитратам, крем- некислоте. Величина этих колебаний составляла по кисло¬ роду 0,1—0,5 мл/л, по фосфа¬ там 10—15 мкг/л, по нитра¬ там 5—30 мкг/л, по кремнекис- лоте 30—100 мкг/л. Причиной этих колебаний были не хими¬ ческие процессы, а волнооб¬ разные движения воды, возни¬ кающие из-за короткопериод¬ ных пульсаций барического по¬ ля в приводном слое атмо¬ сферы. Вода вместе с раство¬ ренными и взвешенными веще¬ ствами, в том числе и с жи¬ вым фитопланктоном, соверша¬ ет волнообразные колебатель¬ ные движения с амплитудой 5—15 м. В однородной по плотности воде (верхний 50-метровый слой, где биоген¬ ные элементы практически от¬ сутствуют) такие колебания не были отмечены. Они были только в слое резкого измене¬ ния плотности — на глубинах от 60—70 до 160—170 м, где содержание биогенных элемен¬ тов резко возрастало. Таким образом, фитопланктон, скап¬ ливающийся в верхней части слоя скачка плотности, благо¬ даря короткопериодным коле¬ баниям поднимается в осве¬ щенные слои и активно раз¬ вивается. Из-за короткопериод¬ ных колебаний фитопланктон может находиться почти поло¬ вину светлого времени суток в хороших условиях освещения. Есть еще один вид коле¬ баний воды, влияние которого на химическую изменчивость и на фотосинтез особенно вели¬ ко в тропической области океанов. Это инерционные ко- 3 Иваненков В. Н. Основные научные резуль¬ таты гидрохимических ра¬ бот на океанологическом полигоне в Атлантиче¬ ском океане в марте — сентябре 1970 г.— В сб.: Химия морей и океанов. М., 1973.
Кислород и фотосинтез в океане 45 Таблица I Средние концентрации и запас растворенного кислорода, кремния и фосфора в океанах Океан Объем вод, млн КМ'1 Средняя концентрация. мг,л Запасы, млрд т кислород кремний фосфор кислород кремний фосфор Северный Ледовитый 17 9,45 0,42 0,03 160 7 0,5 Атлантический 337 7,52 1,15 0,06 2540 388 20,0 Индийский 292 5,66 1,90 0.07 1650 555 20.4 Тихий 724 4.32 2,72 0,08 3130 1968 57,9 Мировой 1370 5,46 2,13 0,07 7480 2918 98,8 Таблица 2 Средние величины годовой продукции кислорода и извлечения из воды углерода, кремния и фосфора при фотосинтезе Океаны Продукция кислорода, млрд т И звле углерод ■ ение иэ воды, кремний млрд т фосфор Северный Ледовитый 1,05 0,3 0.1 0,01 Атлантический 49,70 14,2 6.7 0,35 Индийский 45,15 12,9 5,9 0,31 Тихий 58,10 16,6 7,6 0,40 Мировой 154,00 44,0 20,3 1.07 лебания, которые обязаны своим происхождением дейст¬ вию силы Кориолиса из-з*э вращения Земли. Их энергия сопоставима с энергией при- ливно-отливных колебаний. Пе¬ риод инерционных колебаний обратно пропорционален си* нусу широты и на полюсе равен 12 ч, а к экватору воз¬ растает до бесконечности. Инерционные колебания в те¬ чение своего полупериода, длящегося в тропиках от по- лусуток (на 30е с. и ю. ш.) до 5 сут (на 3° с. и ю. ш.), приподнимают воду слоя скач¬ ка плотности (вместе с биоген¬ ными элементами и фитоплан¬ ктоном) в хорошо освещенные слои, создавая оптимальные условия для фотосинтеза. Так же действуют и приливно-от¬ ливные колебания, только в те¬ чение 6—1 2 ч. Совместное действие инерционных и приливно-от¬ ливных колебаний усиливается короткопериодными колеба¬ ниями. Они не обогащают слой фотосинтеза биогенными эле¬ ментами, а периодически под¬ нимают воду слоя скачка плотности с повышенным со¬ держанием биогенных элемен¬ тов и скоплением фитопланк¬ тона в хорошо освещенные слои, создавая условия для интенсивного развития фото* синтеза. Более или менее ре¬ гулярно поступление биоген¬ ных элементов (и любых дру¬ гих химических веществ) в слой фотосинтеза из подстила¬ ющего слоя происходит путем турбулентного перемешивания во время штормов, ураганов и тайфунов, при прохождении циклонов и антициклонов. Наши расчеты показали, что тропическая область Ми¬ рового океана обладает в 3— 4 раза большей первичной биологической продукцией, чем считалось ранее. Вывод о существенном влиянии инер¬ ционных и короткопериодных колебаний на интенсивность фотосинтеза в тропиках ис¬ пользован для исправления ма¬ тематической модели поведе¬ ния экономической системы пелагиали тропических райо¬ нов океана. Мы также рассчитали го¬ довые величины продукции кислорода при фотосинтезе в океанах и извлекаемые при этом фитопланктоном количе¬ ства углерода, кремния и фосфора (табл. 1 и 2)3. По нашим данным, продуцируе¬ мый в океане кислород рас¬ ходуется главным образом на окисление органического веще¬ ства и частично на выделение в атмосферу. Извлекаемые при фотосинтезе углерод, кремний и фосфор в процессе трансформации органического вещества возвращаются в воду в виде неорганических соеди¬ нений и частично оседают на дно в составе взвесей. ’Иваненков В. Н. Ис¬ следование некоторых со¬ ставляющих химического баланса вод океанов.— «Океанология», 1974, т. XIV, вып. 3. УДК 550.4
46 История «Природа», 1977, № 2 «Исчезнувшие народы». Половцы С. А. Плетнева ...История — это обширный и разно¬ образный опыт человечества, встреча людей в веках. М. Блок. Апология истории Многие народы давно перестали существовать как само¬ стоятельные этнические образования, а их названия дошли до нас как «преданья старины глубокой» — в летописях упоми¬ нается о деяниях этих народов, а земля сохранила бесценные памятники их культуры. Желание воссоздать исторический контекст и природные условия, в которых происходила жизнь этих этнических образований, побудило редакцию опублико¬ вать ряд материалов, посвященных «исчезнувшим народам». Светлана Александровна Плетнева, доктор исторически* наук, археолог, заведует сектором славяно-русской археологии Ин¬ ститута археологии АН СССР. Основные интересы сосредото¬ чены в области средневековой истории южных соседей Руси — степных кочевников. Монографии: От кочевий к городам. М., 1967; Древности Черных Клобуков. М., 1972; Половецкие ка¬ менные изваяния. М., 1974; Хазары. М., 1976. Одна иэ самых интересных проблем, которые встают ныне перед учеными-исто- риками — это проблема «исчезнувших на¬ родов». Об этих народах — хазарах, пече¬ негах, скифах, половцах — мы узнаем еще со школьной скамьи, читая «Слово о полку Игореве», Пушкина, Блока. Ожесточен¬ ная борьба киевских князей с кочевниками отражена в русских летописях. Все это, однако, лишь памятники художественной культуры, по которым не составишь пол¬ ноценного образа этих народов. Их быт, хозяйство, места кочевий, антропологи¬ ческий тип, история до сих пор еще мало изучены. Правда, археологи по остаткам поселений, могильников, святилищ и мно¬ жеству «мелочей»: стрел, колчанов, навер- ший и т. п.— пытаются восстановить их ис¬ торию, изобилующую купюрами. Дело в том, что многие могущественные племен¬ ные союзы, известные под названием «ко¬ чевых империй» и наводившие страх на ев¬ ропейские государства, вовсе не оставили по себе археологических памятников, и лишь географические сочинения и исто¬ рические хроники свидетельствовали об их кровавых набегах. Поэтому археологи особенно вни¬ мательны к мельчайшим материальным свидетельствам о них, сопоставляя реаль¬ ное с художественным вымыслом, мифо¬ логией, легендами, сохранившимися об этих народах. Одним иэ таких народов были по¬ ловцы. В степях Украины от них осталось
«Исчезнувшие народы». Половцы 47 множество каменных статуй. В летопи¬ сях — множество упоминаний. В настоящей статье, используя ма¬ териалы, полученные нами в экспедициях, летописные сведения и исследования дру¬ гих специалистов, мы пытаемся закрыть одно из «белых пятен» в истории этого народа. СТЕПНЫЕ «КЕНТАВРЫ» Степь с глубокой древности стала обиталищем кочевников. Складываясь в монгольских, среднеазиатских и алтайских степях, различные этнические и племенные кочевые объединения волнами набегали на северный берег Черного моря. Под¬ вижные кочевники-всадники стали постоян¬ ной угрозой для всех окружавших их пле¬ мен, народов и государств. Нехватка паст¬ бищ при разрастании стад, а также жела¬ ние поживиться за счет богатых земле¬ дельцев побуждали кочевников не только вести с соседями грабительские опустоши¬ тельные войны, но и отправляться в дале¬ кие, тысячекилометровые походы для за¬ воевания новых стран и земель. Обычно в таком походе участвовала вся дееспособная часть племени. Воины шли с семьями, гнали многочисленные стада коней, овец, коров, коз и верблю¬ дов. Впечатление от такого «войска» было потрясающим. Современникам казалось, что на них наступают неисчислимые и нео¬ боримые полчища. И в азиатских, и в европейских го¬ сударствах еще в глубокой- древности возникли странные и наивные легенды о безжалостных варварах — человекоко- нях — «кентаврах». Появлялись и оживали эти легенды обычно в периоды наиболь¬ шей агрессивности кочевников, когда они наступали на новые территории. Так, пер¬ вые изображения «кентавров» в Вавилонии датируются XIII в. до н. э.— временем первого знакомства вавилонян со средне¬ азиатскими кочевниками. Греки создали мифы о диких, пристрастных к вину полу- людях-полуживотных в эпоху военного столкновения с киммерийцами и скифами в Причерноморье. Легенды о зверях-кен- таврах, двуязычных и двусердечных жесто¬ ких всадниках, родились в Европе с появ¬ лением в ней в середине IV в. гуннских полчищ. Гуннское вторжение лишь начинает эпоху средневековья. Развитое средне¬ вековье открывается нашествием на Вос¬ точную Европу новой волны тюркоязыч¬ ных кочевых народов; печенегов, торков и половцев — так названы они в русской летописи. В западных, в частности визан¬ тийских источниках, они именуются соответственно пацинаками, узами и кума- нами, а в восточных (арабских и персид¬ ских) — это баджнак, гузы и кипчаки. Все три народа, несомненно, близко- родственны, все три пришли из азиатских степей, все три во время нашествия в Восточную Европу стояли на одной стадии экономического и общественного разви¬ тия. Наконец, эти народы имеют один ант¬ ропологический тип, хорошо прослежен¬ ный благодаря материалам, полученным иэ степных курганов. Скелеты людей, погребенных в этих курганах, принадлежали круглоголовым (брахикранным) европеоидам с при¬ месью более или менее выраженной мон- голоидности. Сравнивая средневековых кочевников с современными народами, можно сказать, что внешне они выгляде¬ ли, как узбеки или туркмены. К тому же есть данные, свидетельствующие, что по¬ ловцы были в основном светловолосые и голубоглазые. Отсюда будто бы и прои¬ зошло русское название—«половые», т. е. светлые, как полова — солома. Возглавили новое вторжение пече¬ неги, издавна обосновавшиеся в Заволжье. В конце IX в. печенеги ворвались в южно- русские степи. Под их ударами рухнул ос¬ лабевший к тому времени от внутренних смут Хазарский каганат. Они разорили многие города хазар, смели с лица земли десятки крепостей, сотни земледельческих богатых поселений. После разгрома кага¬ ната печенеги направились на Русь, Бол¬ гарию, Венгрию и на богатейшую Визан¬ тийскую империю. Вновь возродились в Европе леген¬ ды о кентаврах — диких воинах, уничто¬ жающих все живое. Молва о непобеди¬ мости пацинаков (печенегов) докатилась до Франции — описание громадного вои¬ на кочевника сохранила нам «Песнь о Ро¬ ланде». Сто с небольшим лет господство¬ вали печенеги в Причерноморье, ведя постоянную войну с наиболее сильным соседом — Русью. Только в 1036 г. Яро¬ славу Мудрому удалось их окончательно разгромить. Уцелевшие небольшие разрозненные орды печенегов влились в занявший в это время южнорусские степи союз торков, которые продержались в Причерноморье менее 20 лет. Этот союз представлял со¬ бой северную ветвь мощного Сельджук¬ ского союза тюркоязычных племен, ко¬ торые двинулись в первой половине XI в.
48 С. А. Плетнева на запад и юго-запад. Северные торки все¬ ми силами пытались пробиться к грани¬ цам Византии. Они прошли по нашим сте¬ пям, не оставив после себя почти никаких следов ни в земле, ни в письменных ис¬ точниках. Несмотря на явное желание тор¬ ков уклониться от столкновения с Русью, киевские князья, сыновья Ярослава Мудро¬ го, возглавили большой поход против но¬ вых врагов. Торки, услышав о приближе¬ нии русских войск, испугались и отступи¬ ли — ушли иэ Приднепровья на запад, в Византию. Русский летописец, рассказы¬ вая об этом событии, удовлетворенно за¬ ключает: «Бог избави крестьяны от пога¬ ных». Немногочисленные, разрозненные отряды печенегов и торков не смогли, ес¬ тественно, противостоять половцам, не¬ удержимой волной хлынувшим и зато¬ пившим почти пустые пространства возле Дона и Причерноморья. «РАТЬ ВЕЛИКА ОТ ПОЛОВЕЦ ОТОВСЮДУ...» В IX—X ев. половцы занимали степи Прииртышья и Восточного Казахстана.
«Исчезнувшие народы». Половцы 49 Однако общёе мощное центробежное движение, начавшееся среди тюркских племен в Средней Азии, захватило и их. В начале XI в. половцы появились уже в Поволжье, а в 1055 г., как сообщает рус¬ ский летописец, к южной границе Руси впервые подошла половецкая орда, воз¬ главленная ханом Блушем. Русские князья заключили мир с Блушем, и «возврати- шася половцы восвояси». Впрочем, куда именно они возвратились, где находились тогда их кочевья — сказать трудно. Мож¬ но только предполагать, что, поскольку первыми в тот период были захвачены придонские степи, хан Блуш с ордой коче¬ вал именно там — в междуречье Донца и Дона. Следует помнить, что кочевнический способ производства далеко не так стаби¬ лен, как обычно принято думать. Он по¬ стоянно меняется в зависимости от раз¬ личных объективных причин. Наиболее архаичен так называемый «таборный» способ. При нем племя кочует круглый год. Чаще всего именно так вели свое хо¬ зяйство кочевники во время завоеваний и Про продвижение дине XI ■. полоеце* ■ сере- путь торков в начал вой половине XI вв. X — пер- продвижение печенегов в кон¬ це IX—X вв. • • • • • XI в. граница лесостепи и степи.
$0 С, А. Плетнева освоения новых земель. Именно в та¬ кие периоды они казались современникам необузданными кентаврами, людьми, ко¬ торые не расстаются с лошадьми. От этого периода жизни кочевого народа почти не сохраняется археологических памятников — только разбросанные по степи отдельные курганы, могилы, клады. 8 степях Восточной Европы «таборную» стадию попеременно прошли в IV—VII вв. гуннские племена, в' VIII—X — авары, венгры, печенеги, торки и, наконец, в XI в.— половцы. В первые десятилетия после появле¬ ния в восточноевропейских степях полов¬ цы совершали победоносные набеги на русское пограничье. Русская летопись тех лет пестрит сообщениями о них. «Створи бо ся плач велик у земле нашей, и опу¬ стели города наши, и быхом бегающе пе¬ ред враги, наши»,— подводит итог летопи¬ сец в одной из годовых записей. "Грабили половцы и Византию. Приглашенные импе¬ ратором Алексеем Комнином для помощи в борьбе с печенегами, половцы вывозили из империи огромные богатства, добы¬ тые грабежами и откупами. В этот же пе¬ риод они стали участвовать и в войнах, которые вели русские князья между собой и с соседями, в частности с «ляхами» (1092 г.). Агрессивность, стремление к обога¬ щению за счет соседей, захват чужих тер¬ риторий (хотя бы под временные ко¬ чевья) — все это свидетельствует о том, что половцы в тот период находились на «таборной» стадии. Постоянные передви¬ жения больших половецких орд делали их практически неуловимыми. В течение всего XI в. русским ни разу не удалось организовать ни одного похода в глубь степи. Ни в одной из летописных записей XI в. нет упоминаний о половецких ко¬ чевьях. Однако к концу XI в. жизнь в степях стабилизировалась. Интереснейшие дан¬ ные о начальных этапах локализации по¬ ловецких кочевий мы получаем в резуль¬ тате картографирования каменных фигур ранних типов. Эти изваяния воздвигались в память умерших и являлись важнейшим атрибутом господствовавшего у половцев культа предков. Поэтому ставить их могли только в местах, где появились более или менее постоянные половецкие зимовища и прокладывались соединяющие отдель¬ ные вежи (кочевья) степные дороги. Обычай сооружать святилища со ста¬ туями, которые изображали умерших знатных воинов и их жен, пришел в наши степи вместе с половцами. Их сибирские предшественники — кимаки и кипчаки — ставили каменные изображения предков на курганы и ограждали их невысокими каменными оградками, сложенными на¬ сухо (т. е. без раствора). Точно так же по¬ ступали и половцы. Характерно, что их ранние каменные статуи необычайно по¬ хожи на кимакские — это стелообразные скульптуры. Многие приемы изображения тех или иных деталей лиц и одежды, при¬ менявшиеся кимаками, без изменения перешли к половецким мастерам. Судя по распространению ранних из¬ ваяний, половецкими землями в XI в. были берега среднего и нижнего Донца. Пер¬ вые признаки такой устойчивости в кочев¬ ническом обществе знаменуются обыкно¬ венно переходом к новым формам коче¬ вания. О первой — таборной форме мы уже упоминали. При второй кочуют с весны до поздней осени, но на зиму всег¬ да возвращаются в определенные, уже обжитые места—зимовища. Третья форма характерна тем, что кочуют только Каменные полоеецине
«Исчезнувшие народы». Половцы 51 обеспеченные степные жители; бедняки живут на зимовищах, занимаются земле¬ делием, осваивают ремесла. Впрочем, все это постоянно менялось: стоило бедняку завести необходимое для кочевки коли¬ чество скота, как он бросал все и уходил в степные просторы. Чтобы могла кочевать семья в 5 человек, требовался табун при¬ мерно из 25 лошадей. Однако кочевник не мог ограничивать свое стадо только лошадьми. Стоит напомнить, что одна взрослая лошадь приравнивалась к шести овцам или козам, двум двухлетним моло¬ дым лошадям и четырем однолеткам. Та¬ ким образом, настоящее кочевание требо¬ вало большого количества самого разно¬ образного скота. В периоды, когда кочевники ведут войны и обогащаются за счет соседей, среди них, по существу, нет бедняков, не имеющих средств к кочеванию. Даже ря¬ довые воины получают достаточное ко¬ личество добычи, чтобы поддерживать достойное вольного степняка существо¬ вание. Поэтому переход к третьей форме кочевания начинался обычно в любом кочевническом общества в результате каких-то внешних обстоятельств: военных неудач, серьезных поражений, потери зе¬ мель и особенно стад и веж. Рядовые кочевники были вообще крайне нетребовательны к быту и пище. Большое подспорье для них представля¬ ли не только военные походы, но и об¬ лавные охоты, организуемые родовыми старейшинами и ханами. Однако в мир¬ ные времена половцы, поражая вообра¬ жение летописца, могли питаться всякой, по его словам, «мертвечиной» и «нечи¬ стотой», есть «хомяки и сусолы», т. е. таких зверьков, которыми брезговал не только русский монах-летописец, но и простой крестьянин. Весь XI в. половцы грабили, захва¬ тывали земли и пленных и, переходя в огромной степи с места на место, осваи¬ вали ее. Нужно было узнать лучшие, наи¬ более удобные места стойбищ, зимних и летних пастбищ, рыбных промыслов, охот и, наконец, найти водные и сухопутные пути через степи, по которым двигались не столько сами половцы, сколько рус¬ ские и болгарские торговые караваны — с юга на север и обратно. На этих степ¬ ных дорогах, приносивших в виде пошлин немалую выгоду хозяевам степи, грабеж не разрешался. Видимо, эти пути оберега¬ лись самими кочевниками. В случае же на¬ рушения этого правила отдельными неор¬ ганизованными ордами русские князья немедленно принимали самое деятельное участие в охране купеческих караванов — шли им навстречу, занимали все узловые «станции» этих путей и т. п. «В СТЕПНОМ ДЫМУ БЛЕСНЕТ СВЯТОЕ ЗНАМЯ И ХАНСКОЙ САБЛИ СТАЛЬ...» В конце XI в. на наиболее удобных для зимовищ землях в бассейне Север¬ ского Донца половцы начали ставить по¬ стоянные зимовища. Зимние пастбища, та¬ ким образом, закреплялись за опреде¬ ленными ордами. Появилось понятие сво¬ ей земли, «родины». На ней можно было сооружать святилища со статуями пред¬ ков, там же насыпались курганы над мо¬ гилами отцов: началось образование ро-
52 С. А. Плетнева
«Исчезнувшие народы». Половцы 53 «Половецкая земля» в XII в. к* продвижен! дине XI в. граница степи с лесостепью Л Л горы русские города русская граница XI—на XIII вв. || накодки каменных половецких изваяний XI в. изваяния XII — начала XIII вв. от 1 до 10 от 10 до 40 от 40 до 100 и более границы двуж крупнейших по- • • • ловецких объединений
54 С. А. Плетнева довых кладбищ. Определились места ве¬ сенних кочевий, сочетавшихся, как это часто бывало, с весенними путинами на море. Наши разведки в приморской поло¬ се (в Приазовье) обнаружили не только большое количество половецких статуй конца X!—XII вв., но и «напали на след» временных кочевых стойбищ. На средне¬ вековых памятниках и даже в погребениях XII—XIII ев. археологи находят, как пра¬ вило, огромное количество костей разно¬ образных морских рыб, вылавливаемых во время весенних путин. Характерно, что во время первого русского похода в степь войско направилось на берег Азовского моря — туда, где отдыхали после тяже¬ лой для каждого кочевника зимы половец¬ кие орды, возглавляемые несколькими сильными, известными не только в степи, но и на Руси ханами: Урусовой, Алтунопой, Белдузом и др. Удар был рассчитан правильно — по¬ ловцы почти не могли сопротивляться. Еще до битвы, на сходке, старый хан Урусоба, верно оценив обстановку, посоветовал: «Просим мира у Руси, яко крепко имуть битися с нами». Однако молодые ханы ответили ему, что они не боятся Руси, что они победят, возьмут ее и «приимем гра¬ ды их и кто избавить их от нас». Возглавил эту группу храбрецов славящийся муже¬ ством хан Алтунопа. Этот удалой хан пер¬ вым погиб в начавшейся битве. Наголову разбив половецкие полки, русские «взяша бо тогда скоты и овце, и коне и вельблу- ды, и вежи с добытком и челядью». Кроме Алтунопы, в сражении погибло еще 20 ха¬ нов, в том числе и хан Урусоба. Разгром был полным. За ним последовала целая серия походов против половцев ;— на Се¬ верский Донец, или, как его называли тог¬ да русские, Дон. В рассказах о походах 1111 и 1116 гг. упоминаются половецкие «города», взятые русскими войсками. Мы знаем, что до по¬ ловцев и печенегов на Донце жили выход¬ цы с Северного Кавказа — аланы и бол¬ гарские племена, входившие в состав Ха¬ зарского каганата. По правому высокому берегу Донца на естественно укрепленных мысах аланы и болгары ставили белока¬ менные крепости, вокруг которых концент¬ рировались неукрепленные большие посе¬ ления. Развалины их были обнаружены и частично обследованы нашими многолет¬ ними экспедициями по берегам Донца, Дона и их основных притоков. Печенеги в конце XI в. разрушили и сожгли боль¬ шинство древних поселений. Жизнь, воз¬ можно, теплилась только в некоторых из них — на среднем течении Северского Донца. Именно вокруг этих поселений на старых обжитых местах и начали ставить свои зимовища половцы — именно сюда направил все основные удары Владимир Мономах, возглавивший антиполовецкий союз князей. Походы увенчались успехом. Старое аланское население городков встречало русских угощением — рыбой и вином; сын Владимира Ярополк женился на дочери аланского князя, о красоте которой упо¬ минает русский летописец: «Приведе собе жену красну аельми, яського (т. е. алан¬ ского) князя дщерь». Разоренные и уг¬ нанные с насиженных мест половцы от¬ ступили за Волгу и даже за Урал, Один иэ наиболее могущественных ханов — Ша- рукан умер, а его сын Отрок ушел с со¬ рокатысячной ордой в «Обезы» (на Кав¬ каз) и поступил на службу к грузинскому царю Давиду Строителю. Огромная ор¬ да Отрока, безусловно, не кочевала в Гру¬ зии — там она просто не смогла бы раз¬ меститься вместе со своими стадами. Ко¬ чевали половцы в северокавказской степи (характерно, что именно XII в. датируется подавляющее большинство каменных по¬ ловецких статуй, найденных в краснодар¬ ских и ставропольских степях). Иэ этого ре¬ зерва, постоянно готового к походам и битвам, черпал Давид дополнительные си¬ лы в свое войско. Часть донских половцев откочевала в Приднепровье, занятое к тому времени ордами, объединенными самым деятель¬ ным половецким ханом Боняком, Имен¬ но этот хан в содружестве с ханом Ту горка- ном организовал походы на Византию и на Русь, разоряя ее окраины. Недаром Боняк и Тугоркан вошли в фольклор как заклятые враги русских: Боняк фигурирует в запад¬ ноукраинских сказаниях и песнях под име¬ нем Буняки Шелудивого, а Тугоркан в рус¬ ских былинах — в качестве Тугарина или Тугарина Змеевича. Однако, несмотря на силу и политическую активность, в конце XI—начале XII вв. и эти ханы потеряли прежнее значение и славу непобедимых. Тугоркан погиб в одном из очередных по¬ ходов на Русь, а Боняк попробовал заклю¬ чить союз с Шаруканом, но после разгро¬ ма последнего откочевал а степь. Вот к нему-то, видимо, и отошли некоторые дон¬ ские орды. Кибитки половцев. Копии с миниатюр иэ Рад- эивилловсмого списка (XV а.| русской летописи.
полоа* щснеmijitintfi f пйллгхлмпА . п^шь^уть.п\пь >c - ( «Н ЛЛПйГб iMllQAOnH (AiHtl rtb*Ы fJA ( ть a fAt\ к А в H < [ ^fi-y-м. n o. 1W>0 »«M«. jfMiUA Hiljfbt rUtru1*’Л< ЯШ* 1Г4ДЙ ffUH «671 ШДМ^Й»• ■» * t • hMrtdrk'ffrnfld ГЛМОЛД ff^/SIUA tic^iri^h^tnUtVniatQtaoUA 6 ^ v 0 4 fulfilCp4nrkfAnAШЩё^нлп. (0(тб(ЛАЛй В(Л1\ **S rtArr»^« MAffAfc AwNMU Mfi
56 С. А. Плетнева «ВСЯ ПОЛОВЕЦКАЯ ЗЕМЛЯ, ЧТО ЖЕ МЕЖИ ВОЛГОЮ И ДНЕПРОМ...» Наступил новый период в жизни по¬ ловцев на восточноевропейской равнине. Он характеризуется активнейшим их уча¬ стием в междоусобных войнах русских князей. Русские, только что разгромив¬ шие кочевников на всех направлениях, вновь сами же помогали им набраться физических, а главное — моральных сил. В первые десятилетия XII в. закон¬ чился процесс освоения половцами южно- русских степей. Если находки наиболее ранних типов каменных статуй сосредото¬ чены в донецких степях, то статуи сле¬ дующих — переходного и развитого — ти¬ пов встречаются в огромном количестве в Приднепровье и Приазовье. Половецкие скульпторы достигли к этому времени необычайного мастерст¬ ва. Они изготовляли великолепные статуи, многие иэ Которых изваяны с явным жела¬ нием максимально приблизить изображе¬ ние к оригиналу, т. е. создать портретную скульптуру. Несмотря на это, все изваяния подчинены строгому общепринятому ка¬ нону: стоящие или сидящие фигуры изоб¬ ражены с сосудом, прижатым к животу обеими руками. Об этой ритуальной позе половецких статуй писал еще в XIII в. монах-путешественник Вильгельм Рубрук: «Команы насыпают большой холм над усопшим и воздвигают ему статую, об¬ ращенную лицом к востоку и держащую у себя в руках перед пупком чашу». Мастерские располагались, очевид¬ но, прямо под открытым небом, в местах естественных выходов на поверхность необходимого для производства камня — обычно серого плотного песчаника. Не¬ редко, впрочем, изготовлялись статуи и иэ красного гранита или мягкого белого известняка. Остатки таких мастерских бы¬ ли в разное время найдены археологами. Десятки тысяч статуй стояли на кур¬ ганах и майданах, на перекрестках степных дорог и рек. В половецкое время и вплоть до XVII в. они были необходимой частью и украшением степного пейзажа. (С тех пор положение изменилось, и ныне почти все «бабы» поднялись со своих пьедеста¬ лов — курганов и стали достоянием му¬ зеев.) Поэт XII в. Низами, руководствуясь, вероятно, рассказами своей жены — по¬ ловчанки Афак, создал прекрасную поэ¬ тическую картину поклонения половцев идолам: И приходят кипчаков сюда племена, И пред идолом гнется кипчаков спина. Пеший путник придет или явится конный - Покоряет любого кумир их исконный. Всадник медлит пред ним и, коня придержав, Он стрелу, наклоняясь, вонзает меж трав. Знает каждый пастух, прогоняющий стадо, Что оставить овцу перед идолом надо. Раскопки святилищ дают ясное пред¬ ставление о том, какие животные, кроме овец, упомянутых Низами, приносились в жертву каменным идолам. У пьедеста¬ лов статуй находят кости коней и быков, овец, коз и собак. Дважды в жертвенную яму брошены были убитые дети, один раз — глиняная статуэтка медведя. Итак, к середине XII в. опреде¬ лились границы собственно половецкой земли. Под 1152 г. о них уже вполне оп¬ ределенно говорилось в летописи: «Вся половецкая земля, что же межи Волгою и Днепром». Верность этой летописной фра¬ зы подтверждают находки половецких статуй. Ареал их ограничен с севера меж¬ дуречьем Сулы и Орели, на Востоке — междуречьем Дона и Волги, на юге — се- верокавкаэскими, крымскими и приазов¬ скими степями, а на западе рекой Ин- гуЛЬцом, вернее, междуречьем Ингульца и Днепра. В «Слове о полку Игоревен есть отрывок, в котором перечислены поч¬ ти все пограничные половецкие земли, установленные нами при картографиро¬ вании статуй: Волга, Поморье, Посулье, Крым (Сурож и Корсунь), Тмутаракань (Северное Предкавказье). До 60—70-х годов XII в. в степях, по-видимому, не было ни одного крупного политического союза. Половцы были раз¬ дроблены на отдельные более или менее крупные орды. Несколько таких орд — наиболее влиятельных и сильных — упо¬ минает русский летописец: Токсобичи, Ельтукови, Отперлюеве, Бурчевичи. Все они активно участвовали в почти ежегод¬ ных набегах на русские княжества в со¬ ставе дружин того или иного русского князя. Некоторые орды были настолько устойчивыми объединениями, что сведения о них доходили в восточные страны спустя сто лет после первых упоминаний в рус¬ ской летописи. Так, араб аль-Мансури на¬ зывает Бурчевичей «Бурджоглы», а Ан- Нувайри в рассказе о кровной вражде между половецкими ордами, находив¬ шимися уже под властью золотоордын¬ ских ханов, упоминает орду Токсоба (Ток- собичей).
«Исчезнувшие народы». Половцы 57 Следует сказать, что картографи¬ рование каменных статуй позволило нам выделить места наибольшего скопления их в степях. Думается, что каждое из скоп¬ лений соответствует какой-то определен¬ ной большой орде или союзу орд. К со¬ жалению, мы не располагаем данными для конкретной локализации даже больших орд, упомянутых в летописи. Исключением, может быть, являются только Бурчевичи. Дело в том, что слово bori по-тюрски означает «волк», поэтому орда «волков» могла обитать на реке Волчьей (левобе¬ режье Днепра). В ее бассейне, кстати, была сосредоточена значительная группа каменных изваяний. С сильной ордой Бурчевичей свя¬ зан, очевидно, и упомянутый выше хан Боняк, проживший в степях долгую жизнь (умер только в конце 60-х годов XII в.). Этот хан еще в молодости (в 1097 г.), ш силу своего высокого положения воена¬ чальника, исполнял в своей орде функции жреца (волхва). Подобное соединение в одном лице обязанностей духовного и светского владыки характерно для наро¬ дов, находящихся на стадии перехода к раннеклассовому обществу.- В нашей лето¬ писи сохранилось чрезвычайно поэтичное описание его волхования перед битвой: рассказ о «разговоре» хана со степными еолками-покровителями, предсказавшими ему победу. Вот этот рассказ в русском переводе: «Когда настала полночь, встал Боняк, отъехал от войска и начал выть по-волчьи, и волк откликнулся на Нончана по ход кияэя Игоря на половце* я 1185 г. Бурчевичи место битвы кияэя Игоря с по¬ ловцами «ложная» вежа половцев, а торую они заманили княэя ря.
58 С. А. Плетнева вой его, и завыло множество волков. Бо¬ няк же, вернувшись, поведал Давиду (своему союзнику.— С. П.), что победа у нас будет над венграми завтра». СОЮЗЫ ОРД Во второй половине XII в. разроз¬ ненные орды половцев стали сплачивать¬ ся в новые объединения, возникающие, правда, на базе прежних, разоренных по¬ ходами Мономаха союзов. Наиболее из¬ вестными из них, по русским источникам, а также, вероятно, и наиболее сильными, организованными, было два объедине¬ ния — Приднепровское и Донское. Русская летопись, как уже упоми¬ налось, пестрит ежегодными описаниями походов, взаимных набегов, битв, миров, браков русских с половцами. Некоторые иэ них как будто дают нам основание ду¬ мать, что Приднепровское объединение орд консолидировалось обыкновенно с Лукоморскими половцами, обитавшими на берегу Азовского моря (в излучинах берега — отсюда и происходит само название «лукоморские»), а Донские — с Поморскими, кочевья которых также находились на берегу Азовского моря и Таганрогского залива и по берегам впа¬ давших в море рек Миуса, Калмиуса, Ка- гальника и др. Таким образом, в степях образова¬ лось как бы два больших союза, зани¬ мавших огромные территории, равные наи¬ более крупным русским княжествам и западным королевствам (около 350 км в поперечнике). Анализируя карту Восточ¬ ной Европы, составленную в XII в. арабом Идриси, Б. А. Рыбаков помещает в наших степях две «Кумании» — Белую и Черную. По-видимому, мы вполне можем отож¬ дествить эти Кумании с днепровскими и донскими половцами. Трудно сей¬ час сказать, какой род или орда главен¬ ствовали в Приднепровье. Возможно, это были Бурчевичи. У лукоморцев было не¬ сколько хорошо известных современни¬ кам ханов — Тоглый, Изай, Осолук и, наконец, Кобак, о пленении и казни ко¬ торого упомянул автор «Слова о полку Игореве»: А поганого Кобяка иэ луку моря От железных великих полков половецких Яко вихрь выторже: И падеся Кобяк в граде Киеве, В гриднице Святославли. Во главе Донских половцев стоял хорошо известный русским род Шарука- на. Сначала правил его сын Сырчан, затем хан Отрок, вернувшийся из Грузии с же¬ ной и сыном — молодым ханом Конча- ком. Ряд каменных статуй, обнаруженных в районе среднего течения Донца, отли¬ чается необычайной правильностью евро¬ пеоидных черт: лица у них овальные, без выдающихся скул, носы с явно выражен¬ ной горбинкой, прямые или вьющиеся усы. Вероятно, тесное общение с грузин¬ ским населением в течение почти полу- столетия (два поколения) сыграли роль в изменении этнического облика половцев. Мы не знаем, красив ли был сам хан Кон- чак, однако русский летописец говорит о нем с восхищением как о могучем богаты¬ ре, «иже снесе Сулу (левый приток Днеп¬ ра.— С. П.) пешь ходя, котел нося на пле- чеву». В начале 70-х годов XII в. вся власть в Донском объединении сосредото¬ чилась в руках этого хана и его рода. Вежи самого Кончака находились на речке Торе, в среднем течении Донца. Оттуда в 1185 г.'сбежал плененный в зна¬ менитой битве князь Игорь. Со слов лето¬ писца известно, что Игорь просил своего сообщника — половца Лавора переехать в ночь бегства с конями «на ону сторону Тора». Следует особо отметить тот факт, что русские князья предпочитали не вое¬ вать с сильным и, видимо, хорошо орга¬ низованным Донским объединением. В ле¬ тописи говорится всего о двух походах на донских половцев. Оба они, возглавлен¬ ные Игорем Святославичем, князем Нов- город-Северским (1165 и 1191 гг.), кон¬ чились неудачно для русских. Поход 1185 г. завершился небывалым разгромом русского войска у речки Каялы. О маршруте Игоря в степь написа¬ но немало работ. В 1971 г. Б. А. Рыба¬ ков предложил новую версию этого пути. Он доказывает, что после Сальницы (район устья Оскола), Игорь двинулся в верховья Самары и ее притока — речки Бык. Доказательства Б. А. Рыбакова чрез¬ вычайно убедительны. Моя разведка по¬ казала, что очерченный район — один иэ самых сухих и безводных участков сте¬ пи, а водные источники в нем — соленые. В XII в. участок этот был необитаем: мы не обнаружили там ни одной каменной статуи. Вот сюда-то и заманили половцы Сабля и наконечник копья половецкого времени. Кольчуга и шлемы половецкого времени.
«Исчезнувшие народы». Половцы 59
60 С. А. Плетнева Половецкие костяные накладки на колчаны. Игоря, сообщив его разведке неверные сведения о богатых вежах, стоящих там, и обеспечив ему легкую победу на под¬ ступах к этому району. Игорь с войском оказался здесь как в мешке, со всех сто¬ рон окруженный среди болот мощными половецкими ордами: с юго-запада — самарскими половцами и Бурчевичами, с востока — Кончаком и Гзаком. Оказалось, что в бою Игорь столкнулся даже не с одной-двумя ордами, а с объединенными под главенством Кончака полками при¬ днепровских, донских и поморских полов¬ цев и именно поэтому потерпел страшное поражение. Таким образом, Приднепровье и До¬ нец были наиболее заселенные половцами участками степи. Здесь — основные наход¬ ки каменных половецких статуй. На остальных землях они встречались значи¬ тельно реже. Особенно редки они в по¬ волжских степях, причем, как правило, поз¬ днего происхождения: примерно середины XIII в. Тем не менее половцы все же, оче¬ видно, кочевали и в Поволжье. В самом на¬ чале XIII в. на них ходили а поход рязан¬ ские князья и, как писал летописец, «взя- ша вежи их». На нижней Волге стоял тор¬ говый город, известный в источниках под именем Саксина. Город был населен мно¬ гими народами: хазарами и гузами, еврея¬ ми, хорезмийцами и половцами. И ВНОВЬ «КЕНТАВРЫ.» В начале 20-х годов XIII в. началось новое нашествие восточных кочевников на Европу: татаро-монгольское. Естественно, что идущие по степям татаро-монголы прежде всего столкнулись с половцами Первыми были донские половцы, возглав¬ ляющиеся Юрием Кончаковичем, которого летописец назвал «больший всих половец» Они были сметены со своих кочевий, от¬ ступили к Днепру и на Русь, под защиту русских полков. Тогда же были разгром¬ лены предкавказские половцы и их союз¬ ники,— аланы. И наконец, в 1223 г. тата¬ ро-монгольские полчища столкнулись на Калке, в приазовских степях, с русскими и половецкими дружинами и разбили их. Донские и приднепровские половцы были фактически уничтожены, а в 1229 г. татар¬ ские войска добрались и до Нижнего По¬ волжья. Русский летописец сообщает в записи этого года, что «половцы и саксины» бежали от них в Волжскую Болгарию. Самые отважные из них оказывали тата¬ рам отчаянное сопротивление. Руково¬ дили ими болгарские витязи Боян и Джику и половецкий воин Бачман. Загнанные татарами на_ один из остро¬ вов на Волге, они все там были уничто¬ жены. Итак, в середине 30-х годов XIII в. кончилась власть половцев в южнорусских степях. Многие уцелевшие роды откоче¬ вали на Дунай под защиту и покровитель¬ ство Венгерского королевства, другие эмигрировали в Египет и составили там гвардию султана — мамлюков. Однако в
«Исчезнувшие народы». Половцы 61 большинстве своем половцы по-прежне- нему оставались в наших степях. Об этом мы знаем из некоторых восточных и западных источников. Половцы вошли в состав Золотой Орды. Вся половецкая верхушка была уничтожена, ее место заняли завоеватели, народ же остался прежним. Правда, зна¬ чительная часть половцев была переселена с освоенных ими родных кочевий в По¬ волжье. Это прослеживается на археоло¬ гическом материале: более 70% откры¬ тых в Поволжье кочевнических погребе¬ ний и курганов относится к XIII и XIV вв. Такое явное свидетельство об увеличении кочевого населения в поволж¬ ских степях можно объяснить только на¬ сильственным переводом покоренных по¬ ловцев на земли, ставшие центром Золотой Орды. Они сделались основным податным населением нового государства. Уничтожение половецкой знати при¬ вело к тому, что зачахло их искусство ваяния — некого стало изображать. Бед¬ няки не могли и не имели права ставить дорогие статуи, которые должны были изображать богатых и знатных членов ро¬ да, по поверьям превращавшихся после смерти в богов-покровителей целых орд. Тем не менее в золотоордынских горо¬ дах в этот же период возникло и рас¬ цвело новое художественное ремесло — сложнейшая резьба по кости. Виртуоз¬ ные растительные и геометрические ор¬ наменты, изображения зверей (оленей, зайцев, собак, барсов и пр.), выполнен¬ ные необычайно технично, дают право ду¬ мать, что это ремесло появилось не на пустом месте. Художники-ваятели искали новых путей проявления своего таланта. В самых дальних участках степи можно обнаружить искусно сделанные колчаны, украшенные резными костяными обклад¬ ками. В руках резников оживали многие излюбленные персонажи их истории: ге¬ рои, военачальники, хозяйки очагов — сов¬ сем еще недавно воплощаемые ими в камне. Гибель аристократии, полное исчез¬ новение со страниц исторических и гео¬ графических сочинений современников, -даже потеря имени — еще не гибель всего народа. Это прекрасно понимали писатели XIV в. Так, через 100 лет после завоева¬ ния степи татаро-монголами араб аль- Омари писал о Золотой Орде: «В древно¬ сти это государство было страной кипча¬ ков, но когда им завладели татары, то кипчаки сделались их поддаными. Потом они (татары) смешались и породнились с ними (кипчаками), и земля одержала верх над природными и расовыми качествами их (татар), и все они стали точно кипчаки, как будто они одного с ними рода, отто¬ го, что монголы (и татары) поселились на земле кипчаков, вступили в брак с ними й оставались жить в земле их (кипчаков)» Жизнь народа продолжалась. УДК 911; 930.8; 94 Рекомендуемая литература Плетнева С. А. ПЕЧЕНЕГИ, ТОРКИ И ПОЛОВЦЫ В ЮЖНОРУССКИХ СТЕПЯХ. В сб.: Материалы и исследования по археологии СССР, N9 62, М.—Л., 1968. Плетнева С. А. ПОЛОВЕЦКИЕ КАМЕННЫЕ ИЗВАЯНИЯ. М., 1974. Пономарев Д. И. Куман-половцы.— «Вестник древней истории», 1940, № 3—4. Рыбаков Б. А. «СЛОВО О ПОЛКУ ИГОРЕВЕ» И ЕГО СОВРЕМЕННИКИ. М., 1971. Федоров-Давыдов Г. А. КОЧЕВНИКИ ВО¬ СТОЧНОЙ ЕВРОПЫ ПОД ВЛАСТЬЮ ЗОЛОТО¬ ОРДЫНСКИХ ХАНОВ. М., 1966.
62 Философия естествознания «Природа», 1977, № 2 К формированию понятия истины в древнегреческой науке и философии Истина — великое слово... Г. А. Курсанов Гегель В предыдущем номере нашего журнала была напечата¬ на статья П. П. Гайденко «Как возникала наука», которой мы начали обсуждение проблем происхождения науки. В ней шла речь о развитии математических представлений древних гре¬ ков, сыгравших большую роль в формировании науки в ее современном понимании. В предлагаемой статье обсуждается вопрос о станов¬ лении взглядов на истину в древнегреческой науке и фило¬ софии. Георгий Алексеевич Курсанов, доктор философских наук, стар¬ ший научный сотрудник Института истории естествознания и техники АН СССР. Работает в области теории познания и логики, философских проблем естествознания, критики современной буржуазной философии и гносеологии. Монографии: Диалекти¬ ческий материализм о понятии. М., 1963; Ленинизм и кризис буржуазной философской мысли. М., 1971; Эволюция и кризис философии позитивизма. М., 1976. В «Природе» опубликованы статьи: Критика теологических концепций истины (1971, № 11); Актуальность Эпикура (1972, N9 10) и др. Член редколлегии журнала «Природа». Наука, объявляющая своей целью познание закономерностей объективного мира неотделима от анализа путей, средств и методов достижения этой це¬ ли. Выяснение познавательных функций и возможностей науки неизбежно приводит нас к рассмотрению проблем истинного познания. Поэтому самые первые шаги науки не могли не сопровождаться появ¬ лением представлений о том, что есть истина и как возможно ее достижение. Возникновение и последующее развитие таких представлений означает вместе с тем формирование понятия истины — в его исторически и логически первых фор¬ мах. Это определяет и важность терми¬ нологического аспекта, в концентрирован¬ ном виде выражающего общий уровень мышления, достигнутый в соответствую¬ щих взглядах на истину и истинное по¬ знание. Формирование взглядов на истину органически связано со всем комплексом идейно-культурных явлений соответствую¬ щей эпохи. В самой тесной связи оно на¬ ходится с развитием научного познания окружающего мира, что для античного времени имело реальный смысл в разви¬ тии естествознания. В сложном и проти¬ воречивом процессе познания природных явлений формировалось понимание их сущности и закономерностей развития, что и получало соответствующее выра¬ жение в виде гносеологических пред-
К формированию понятия истины в древнегреческой науке и философии 63 ставлений, приводивших ко все более и более строгим понятийным формам и терминам. Для греческой науки и философии этот процесс начинается с момента воз¬ никновения первых представлений о пу¬ тях истинного познания и через сложные переплетения различных идей и взглядов приводит к формированию понятия исти¬ ны как гносеологической категории в уче¬ нии Сократа и Платона и увенчивается созданием исторически первой формы концепции корреспонденции истины в учении Аристотеля. В данном очерке мы ограничимся первыми представлениями об истине и истинном знании в греческой науке и философии — их возникновением и разви¬ тием во взглядах ионийцев и Гераклита. В отличие от чрезвычайно медлен¬ ной, порою вообще мало ощутимой эво¬ люции философских и научных идей на Востоке (например, минимальная разница существует между ранним и поздним буддизмом, отделенными тысячелетием), в греческой философии их развитие про¬ исходило весьма интенсивно и в течение двух — двух с половиной столетий было развито такое богатство идей, в том чис¬ ле и в понимании истины и истинного по¬ знания, которое до сих пор поражает своей значительностью. Действительно, име’нно в Греции раскрывается значение философии как науки об истине, что могло быть достиг¬ нуто в неразрывной связи философских идей с результатами непрерывно разви¬ вавшегося научного познания природы. Эта мысль была прекрасно выражена Ге¬ гелем. Во введении к лекциям по исто¬ рии философии он говорит: «Философия есть объективная наука об истине, наука о ее необходимости, познающая посред¬ ством понятий, а не мнение и не тканье Паутины мнений»1. Значение развития науки для формирования понятия истины, прежде всего естествознания, остается в концепции Гегеля в тени, в лучшем слу¬ чае выступает в «святом виде». Несрав¬ ненно более глубокой и верной являет¬ ся мысль Ф. Энгельса, в которой выра¬ жена органическая связь многообразных форм греческой философии с развитием теоретического естествознания, истоки которого неизбежно возвращаются к гре¬ кам. Исторически первым моментом в развитии представлений об истине в гре¬ ческой науке и философии следует счи¬ тать идеи и взгляды представителей ионийской (милетской) школы (VI в. до н. э.). Специальные идеи ионийцев об истинном знании весьма слабо выражены, находятся в эмбриональном виде, не го¬ воря уже об отсутствии и понятия об истине, и соответствующего термина. Но именно их философские и естествен¬ нонаучные взгляды и достижения соста¬ вили первый и необходимый историче¬ ский фундамент в конечном счете всех воззрений на истину и истинное позна¬ ние в Древней Греции. Это обусловлено как общим харак¬ тером их взглядов, так и особенностями последних. Милетские натурфилософы (в историческом, а не в современном значении этого термина) фактически яви¬ лись первыми мыслителями в истории, поднявшимися до уровня рационально-ло- гического понимания окружающего мира в тесной связи с его чувственно-непо¬ средственным созерцанием. В их воззре¬ ниях сочетаются общие представления о природе мира в целом, началах и при¬ чинах всего существующего и целый ряд конкретных знаний о природных явлени¬ ях, в открытии и установлении которых они, как правило, были пионерами. Красивой легенды о Фалесе как «первом астрономе», «первом физике» или «первом натурфилософе», «первом математике» больше не существует. Тем не менее ряд существенных научных от¬ крытий ему принадлежит несомненно. Это прежде всего предсказание им сол¬ нечного затмения в 585 г. до н. э., сде¬ ланное на основе астрономических позна¬ ний, в значительной мере заимствован¬ ных из астрономии Египта и Вавилона; ему также принадлежат определенные ре¬ зультаты в области геометрии, например, применение циркуля и угломера для из¬ мерения расстояний, изучение и система¬ тизация, приемов измерения земельных участков. Существенным для становления научных представлений является стремле¬ ние Фалеса рассматривать физическое материальное начало (океан, воду) и с точки зрения космогонической и в каче¬ стве первоосновы всех вещей. Тем самым он выступает, как справедливо отмечает И. Д. Рожанский, «провозвестником науч¬ ного подхода к рассмотрению явлений природы»2. 1 Гегель. Соч., т. IX. М., 1932, с. 19. 2Рожанский И. Д. Анаксагор. У исто¬ ков античной науки. М., 1972, с. 51.
64 Г. А. Курсанов В принципе то же следует сказать о научных изысканиях Анаксимандра и Анаксимена. Особенно примечательны их идеи и некоторые конкретные результа¬ ты в области астрономии, географии, ме¬ теорологии. Ф. X. Кессиди пишет в свя¬ зи с этим, что «в области объяснения аст¬ рономических, метеорологических и тому подобных явлений милетские натурфило¬ софы совершили настоящую револю¬ цию»3. От мифологических представлений об окружающем человека мире к научно¬ му познанию природных явлений и пред¬ ставлению о мире как едином целом — таков исторический шаг в становлении истинного понимания сущности мира, со¬ вершенный милетской философией. Естественнонаучные воззрения ио¬ нийцев, их непосредственно-эмпириче¬ ский характер и вместе с тем стремле¬ ние к широкому, обобщающему охвату окружающего мира в целом — все это определило их исходные философские позиции, их общий подход к проблемам и бытия, и познания. Природа бытия определяется единым материальным на¬ чалом, выступающим в качестве перво¬ основы мира и порождающим многообра¬ зие непосредственно воспринимаемых, конкретных явлений. При всем отличии представлений Фалеса и Анаксимена, в особенности Анаксимандра с его пред¬ ставлением об апейроне4, это общее по¬ нимание природы бытия означает поста¬ новку первой, важнейшей проблемы фи¬ лософского мышления. Главным пунктом мы можем здесь считать введение Ана¬ ксимандром понятия ар^т| — как фило¬ софского принципа, определяющего ре¬ шение вопроса об основе бытия и конеч¬ ной причине возникновения вещей, т. е. высшем начале всего существующего. Это высшее начало выступает в ионий¬ ской философии как тождественное фи- зически-материальному субстрату вещей, конкретная форма которого определяется соответствующими естественнонаучными представлениями ионийских философов. Однако, как мы уже говорили, ха¬ рактерной особенностью их мировоззре¬ ния является отсутствие специального вы¬ деления и анализа проблем познания, а тем более — познания истины. В этом 3 Ке с с и д и ф. X. От мифа к логосу. Становление греческой философии. М., 1972, с. 138. 4 Апейрон —беспредельная, неопреде¬ ленная, неощутимая субстанция, выступа¬ ющая у Анаксимандра в качестве перво¬ основы мира. смысле мы можем согласиться с оценкой, данной ионийцам Гегелем: они мыслили, но не размышляли о мышлении. Но мы не можем согласиться с Ге¬ гелем, когда принятие ионийцами «одной всеобщей субстанции» он пренебрежи¬ тельно определяет как «скудную аб¬ страктную мысль», фактически заканчивая на этом рассмотрение их философии5. Ес¬ ли ионийцы и не «размышляли о мышле¬ нии» как специальном предмете их фило¬ софствования, то тем не менее у них на¬ лицо ряд гносеологических идей при всей онтологичности их воззрений. Налицо, прежде всего, само стремление познать первооснову вещей, последнюю причину явлений природы, что и приводит их к довольно ясной постановке собственно философской проблемы о сущности окру¬ жающего мира. Интересным в связи с этим представляется замечание А. О. Ма¬ ковельского о воздухе Анаксимена как «наименее чувственной стихии», тождест¬ венной с «материей души» — именно в ней, в душе, т. е. в познавательной деятельности, Анаксимен «ищет ключ для решения мировой загадки»*. В связи с постановкой проблемы о сущности мира — при всей исторической ограниченности такой постановки — мы можем говорить об общем пути ее по¬ знания как всеобщей (в той или иной форме) субстанции. Хотя сам процесс по¬ знания как движение мысли не анализи¬ руется ионийцами, главная цель на этом пути указывается самой постановкой проблемы. В наследии ионийцев впер¬ вые, по крайней мере для Европы, мы видим движение мысли от мифа к лого¬ су. Это обусловлено — и здесь снова не¬ обходимо упрекнуть Гегеля, игнорирую¬ щего этот важный момент,— широким на¬ учным подходом ионийцев к изучению природы, их многообразными изыскания¬ ми в разных сферах научного познания, совокупностью конкретных достижений в области геометрии, астрономии, физики. При всей ограниченности этих достиже¬ ний такой подход определял новую, именно научно-логическую тенденцию в их мышлении, все более и более осво¬ бождавшегося от мифологических пред¬ ставлений. Это еще не есть осознанная постановка проблемы исследования исти¬ ны, но это начало действительного пути к ее постижению. s Г е г е л ь. Соч., т. IX, с. 171. *Маковельский А. Досократики. Ч. I. Казань, 1914, с. 49.
К формированию понятия истины в древнегреческой науки и философии 65 Дальнейший шаг в развитии филосо¬ фии и науки необходимо вел к анализу самой человеческой мысли, ее познава¬ тельных функций и возможностей, что пе¬ реносит нас в сферу рассмотрения проб¬ лем истинного познания. Этот путь в истории греческой на¬ учной и философской мысли был проти¬ воречив. С одной стороны, в школе элеатов налицо усиление «движения чи¬ стой мысли», или «чистого движения в понятиях», что приближает философию к анализу самого мышления и, следователь¬ но, его значимости, истинности; с дру¬ гой — подход к анализу мышления и его истинности все более осуществляется в материалистических философских учениях, тесно связанных с естественнонаучными представлениями, их развитием и углуб¬ лением. Последнее, в особенности имеет место во взглядах Гераклита и далее — атомистов. Во введении к лекциям по истории философии Гегель дает одно из своих блестящих определений, имеющее непо¬ средственное отношение к проблеме ис¬ тинного познания: «История философии показывает нам ряд благородных умов, галерею героев мыслящего разума, кото¬ рые силой этого разума проникли в сущ¬ ность вещей, в сущность природы и ду¬ ха, в сущность бога и добыли для нас величайшее сокровище, сокровище разум¬ ного познания (выделено мною.— Г. К.)»7. Именно по отношению к воззрениям Ге¬ раклита — быть может впервые в истори¬ ко-философском плане — эта мысль Геге¬ ля раскрывается в ее адекватном зна¬ чении. Сущность мира определяется, по Гераклиту, его логосом, содержание ко¬ торого охватывает многообразные сторо¬ ны. М. А. Дынник в известной работе «Диалектика Гераклита Эфесского» сум¬ мирует различные истолкования смысла логоса, подчеркивая в них прежде всего диалектику «физики» (идущей от натур¬ философии ионийцев) и «логики» (свя¬ занной, как уже сказано, не только с аналитической деятельностью элеатов в рассмотрении мышления, но и с развити¬ ем теоретической мысли у ионийцев, и самого Гераклита). Дынник справедливо говорит также о смысле познания у Ге¬ раклита как познании логоса8. Путь познания сущности мира, «сущности природы и духа» (а также «сущности бога», по Гегелю), это и есть — 7 Г е г е л ь. Соч., т. IX, с. 9. в соответствии со всем смыслом воззре¬ ний Гераклита — путь подлинно истинного познания. Истинное знание есть знание единой сущности мира, а не просто мно¬ жества явлений бытия. Поэтому Гераклит и говорит, что «многознание не научает быть умным». Общая идея познания сущности мира получает весьма определенное вы¬ ражение как познание его истинности. Познание самой истины есть познание объективной природы вещей, объективно¬ го логоса Вселенной. Эта идея наиболее четко выражена во фрагменте 112: «Мышление — великое достоинство, и муд¬ рость состоит в том, чтобы говорить истин¬ ное и чтобы, прислушиваясь к природе, поступать с ней сообразно (выделено мною.— Г. К.) ». Из выделенного ядра фрагмента, которое ввиду важности мы приводим в подлиннике «ootpir] aXr]VEa XeYeiY». обращаем внимание на термин aA.T)vea*. Формально грамматически это еще ,не термин т| dxiyveia —истина как су¬ ществительное. Но фактически это означа¬ ет введение подобного термина, ибо ijuivea как истинное имеет, по сущест¬ ву, эквивалентный смысл термину т) dtXiyve'-a. Необходимо в связи с этим отме¬ тить, что термин djiT|veia и его раз¬ личные производные употребляется Пар¬ менидом в его сочинении «О природе». Причем, это делается им несколько раз, в частности во фрагментах В 1, 30; В 8, 17; В 8, 399 По времени это примерно тогда же, что и у Гераклита. Идея истины, развиваемая Геракли¬ том, имеет широкий гносеологический смысл, что связано у него с соответст¬ вующим пониманием логоса. Последний имеет у Гераклита значение всеобщего определяющего начала. Поэтому, как со¬ вершенно правильно подчеркивает Гегель, 'Дынник М. А. Диалектика Гераклита Эфесского. М., 1929, с. 128—129. В содер¬ жании понятия логоса автор выделяет пять компонентов: божественное слово; мировой разум; закономерность (закон, отношение); закон тождества бытия и небытия; учение (речь, слово, логический закон). 9 Фрагменты Гераклита в русском перево¬ де цитируем по приложению к названной работе М. А. Дынника. Г реческий текст фрагментов дается, как это общепринято, по работе Г. Дильса: Diels Н. Die Fragmente der Vorsokratiker. Dublin — Zurich, 1968. 10 Парменид. О природе.— В кн.: М а- ковельский А. Досократики. 4. II. Казань, 1915.
66 Г. А. Курсанов «лишь сознание, как сознание всеобще¬ го, есть сознание истины; сознание же единичности и действование как единич¬ ное... есть неистинное и дурное»11. Действительно, такое понимание истинно¬ го ясно выражено во фрагменте 2: «Поэтому необходимо следовать всеобще¬ му. Но, хотя логос всеобщ, большинство людей живет так, как если бы имело собственное понимание»12. Во второй части этого фрагмента налицо весьма характерная для Геракли¬ та идея отрицания субъективности, еди¬ ничных мнений, ложных (и невежествен¬ ных, как он не раз говорит) взглядов и представлений. То же во фрагменте 1: «Хотя этот логос существует вечно, люди не понимают его — ни прежде, чем услы¬ шат о нем, ни услышав впервые». Во фрагменте 50 Гераклит подчеркивает еще сильнее; «Не мне, но логосу внимая, мудро признать, что все — едино». В не¬ явной форме, но вместе с тем достаточ¬ но определенно и в этих высказываниях, и во всем своем мировоззрении в целом Гераклит проводит идею объективности истинного познания как познания всеобщ¬ ности мирового логоса. В историческом плане значение идеи Гераклита нисколько не умаляется его пониманием логоса как божественно¬ го закона (или божественного разума) — пониманием, отнюдь не односторонним, ибо «божественный огонь» есть вместе с тем объективное материальное начало мира1 3. Наконец, во фрагментах Гераклита налицо еще одна важная идея — о слож¬ ности пути познания сущности логоса, т. е. фактически познания (достижения) истины. «Природа любит скрываться», гласит фрагмент 123, поэтому для позна¬ ния «скрытой гармонии» нужны большие усилия. Точно так же как «много земли перерывают золотоискатели и находят не¬ много [золота]» (фрагмент 22), так и 11 Г е г е л ь. Соч., т. IX, с. 260—261. 12 В более широком аспекте та же мысль во фрагменте 114: «Тем, кто желает гово¬ рить умно, должно укрепить себя этим для всех общим, как город законом, и много крепче». 13 С этим связан особого рода реляти¬ визм Гераклита —он говорит, что «мла¬ денцем слывет муж для божества, как мальчик—для мужа» (фрагмент 79, а так¬ же 16, 82, 83). Но этот релятивизм нахо¬ дится в соответствии с идеей необходи¬ мости познания объективной, всеобщей природы логоса мира, и органично свя¬ зан с его динамизмом (и мира, и по¬ знания). «очень много должны знать мужи-фило- софы» (фрагмент 35). Гераклиту присущ скепсис в отношении знаний отдельного человека, но не агностицизм. Этот скеп¬ сис есть лишь выражение исключительной трудности пути постижения скрытой гар¬ монии как «гармонии противоположно¬ стей», что недоступно обыденному рас¬ судку с его поверхностными впечатления¬ ми. Но тем не менее, отличая достовер¬ ное от ложного, можно достичь цели в познании космоса, или логоса. Мудрое от всего отлично, и это мудрое постигает¬ ся мышлением, а ложное будет отброше¬ но: «Правда настигнет лжецов и лжесви¬ детелей» (фрагмент 28). Есть еще один существенный мо¬ мент, поскольку речь идет об истории возникновения фундаментальных гносео¬ логических понятий и терминов. В трех фрагментах (23, 28 и 94) Гераклит упо¬ требляет термин справедливость, право¬ судие, правда (jV^t)). Термин по своему семантическому смыслу не экви¬ валентный 2Xr|vet>2, . но весьма близкий к нему. Более того, во всех случаях употребления его Гераклитом, при всех оттенках и различиях контекста, как правда-справедливость как бы указы¬ вает путь к истине. Существенно отметить, что пример¬ но в том же значении термин iX.Tyvel<x и Л'ХЛ’ употребляются Парменидом. В сочинении «О природе» богиня Д'!^т] «строгая карательница» Правда, ведет че¬ ловека (самого Парменида) и возвещает ему, что он увидит (постигнет) и «недро¬ жащее сердце истины», и мнения смерт¬ ных, в которых «не заключается подлин¬ ной достоверности»14. Очевидно, что здесь налицо и некоторое различие, и естественная близость значений обоих терминов. В этом можно видеть извест¬ ную связь гносеологических моментов с этическими. Истина, правда, справедли¬ вость выступают в определенном един¬ стве. Таким образом, в лице Гераклита греческая философская и научная мысль, опиравшаяся в своем фундаменте на ес¬ тественнонаучные знания и натурфило¬ софские воззрения милетцев, сделала значительный шаг в анализе своей собст¬ венной природы, анализе смысла самого мышления. Тем самым были открыты пу¬ ти к пониманию самой истины и ее аде¬ кватному определению. 14 Парменид. Указ. соч., с. 34. УДК 100.2; 113.50
физика «Природа», 197 7, № 2 67 Солнце Памира Ю. /1. Соколов Юрий Лукич Соколов, доктор физико-математических наук, старший научный сотрудник Института атомной эне'ргии им. И. В. Курчатова. Занимается изучением интерференции атомных состояний и вопросами экспериментальной проверки квантовой электродинамики (в области низких энергий). Автор воспоминаний о Я. И. Френкеле и И. В. Курчатове. В 1950 г. я ехал на старом трясу¬ чем грузовике, направляясь в урочище Чечекты, где должен был работать на фи¬ зической станции на высоте 4 тыс. м. До этого я никогда не бывал на Восточ¬ ном Памире, и то, что открылось перед моими глазами, было похоже на фанта¬ стический, суровый и даже мрачный, но полный непередаваемого очарования ландшафт какой-то незнакомой планеты. Я не видел раньше .ничего подобного. И первое, что поразило меня,— это свет, совершенно необыкновенный солнечный свет... Когда мы смотрим на какой-нибудь пейзаж, то всегда видим светлое небо и темную землю. А здесь все было наобо¬ рот: неправдоподобное темно-синее, ско¬ рее даже лиловое небо, и земля, зали¬ тая ярчайшим ослепительным сиянием. В памяти навсегда остался холодный раз¬ реженный воздух и пронзительные жгу¬ чие лучи, отбрасывающие глубокие тени. Тогда же, в 1950 г., я попал в Ба- дахшан, на Юго-Западный Памир, и посе¬ тил там Памирский ботанический сад, рас¬ положенный у слияния Гунта и Шах-Дары на чудесном маленьком плато, нависаю¬ щем над их глубокими и живописными долинами. Там я познакомился с его осно¬ вателем и директором профессором А. В. Гурским и научными сотрудниками сада — Л. Ф. Остапович и М. Л. Запря- гаевым. Я сразу же проникся глубокой симпатией к маленькой группе людей, ко¬ торые в невероятно трудных условиях, от¬ воевывая буквально каждый метр засы¬ панной камнями земли, создали этот единственный в Советском Союзе ботани¬ ческий сад1, находящийся на высоте 2300 м, и собрали в нем уникальную коллекцию растений. С тех пор я стал постоянным гостем непрерывно разра¬ ставшегося сада, знакомство с его сотруд¬ никами превратилось в прочную дружбу, а наши бесконечные беседы о Памире и его удивительных растениях дали начало одной интересной работе, о которой я хо¬ чу рассказать2. РАСТЕНИЯ В ГОРАХ Систематическое изучение растений, обитающих в горах, было, по существу, начато лишь в конце прошлого столетия французским ботаником Г. Бонье. Наблю¬ дения велись в Альпах и Пиренеях; объ¬ 1 Ныне Ботанический сад им. А. В. Тур¬ ского. 2 В связи с болезнью и смертью А. В. Гурского исследования были пре¬ кращены в 1965 г.; в 1976 г. работа возобновлена в Институте атомной энер¬ гии им. И. В. Курчатова.
68 Ю. Л. Соколов ектами исследования служили в основном интродуцированные растения, В результа¬ те была сформулирована некая общая концепция, согласно которой основной фактор, определяющий форму и характер жизнедеятельности растений в горах,— это температура. По мере увеличения вы¬ соты температурные условия становятся все более и более суровыми, растения, приспосабливаясь к ним, уменьшаются в размерах и на пределе своего распрост¬ ранения превращаются в прижатые к зем¬ ле роэеточные формы, лишенные высоких стеблей. Эти представления прочно уко¬ ренились в сознании ботаников и вошли в учебники по экологии и физиологии рас¬ тений. Существенно новые данные в этой области были получены Н. И. Вавиловым, который показал, что центрами видооб¬ разования в растительном мире были именно горные страны и что именно они явились родиной подавляющего большин¬ ства культурных растений. Это обстоятельство придает особую важность изучению флоры высокогорий, поскольку установление факторов, стиму¬ лирующих процессы формообразования, открывает в принципе новые пути созда¬ ния высокопродуктивных сельскохозяйст¬ венных культур. По инициативе соратника Н. И. Вавилова — П. А. Баранова в 30-х годах была организована Памирская биологическая станция (на высоте 3860 м) и Памирский ботанический сад (на высо¬ те 2320 м), расположенный вблизи г. Хо¬ рога на древней речной террасе. Созда¬ телем сада и его бессменным научным руководителем в течение 27 лет был Ана¬ толий Валерьянович Гурский. Гурский провел наблюдения над огромным числом растений, местных и интродуцированных. В результате им бы¬ ло установлено, что растения, находя¬ щиеся в горных условиях памирского ти¬ па, обладают целым рядом специфиче¬ ских особенностей, отсутствующих у рас¬ тений равнин. Наиболее замечательный признак «памирцев» — чрезвычайно высо¬ кая энергия роста (стремление образовы¬ вать множество побегов, почек, цветков), которая оказывает решающее влияние на процессы их формообразования и жизне¬ деятельности. Например, Гурский обнару¬ жил явление, которое он назвал полива¬ лентным ростом деревьев и кустарников. («Квант», или «валент» роста — один стан¬ дартный годичный побег с определенным числом почек.) На Памире за один сезон образуется несколько таких побегов: пос¬ ле формирования первого побега, по прошествии некоторой паузы иэ его кон¬ ца вырастает второй побег, затем тре¬ тий и т. д. Например, кустарниковая шуг- нанская ива на пределе своего обитания (3500 м) образовывала за лето до трех побегов, каждый иэ которых включал по 10 междоузлий. На равнинах, как-правило, боковые почки единственного, «стандартного», по¬ бега в первый год не развиваются из-за того, что верхушечная почка вырабатыва¬ ет специальные тормозящие гормоны. Од¬ нако на Памире это тормозящее действие терминальной почки по каким-то причи¬ нам снимается, вследствие чего одновре¬ менно с ростом побега начинается вет¬ вление иэ боковых почек.
Солнце Памира 69 В одной иэ последних работ Гур¬ ский писал: «Поливалентный рост в со¬ четании с интенсивным ветвлением побе¬ гов заметным образом изменяет внешний вид деревьев, которые приобретают мно¬ гоствольную кустовидную форму и дают чрезвычайно большие годичные приросты. На равнинах дуб в возрасте 7—8 лет лишь в редких случаях образует приро¬ сты в 100—150 см, в то время как в Па¬ мирском ботаническом саду годичные приросты дубов этого возраста доходили до 280—300 см. Вследствие ускоренного развития деревья на Памире на высоте 2—3 тыс. м достигают гигантских разме¬ ров: например, в долине Ванча известны плодоносящие черешни с толщиной ство¬ ла в полтора метра; около кишлака Лян- гар сохранился тополь со стволом диамет¬ ром 3,7 метра... Наблюдения в Памирском ботаниче¬ ском саду показали, что почти все расте¬ ния в короткий срок достигают здесь по¬ ловозрелого возраста и рано начинают цвести и плодоносить. Дуб впервые при¬ нес желуди на четвертом году жизни, то¬ гда как на равнинах это происходит не раньше 10—20 лет. Акация белая, чере¬ муха и сирень начинают цвести при кар¬ ликовых размерах растений. Наши наблюдения над растениями в горах (до верхнего предела их обитания ~4 тыс. м) отчетливо показали, что здесь происходит активация, повышение их жизненного тонуса. Усиленное цвете¬ ние, плодо- и семяобразование, образо¬ вание крупных подземных хранилищ за¬ пасных питательных веществ как раз и со¬ здает в горах самые подходящие усло¬ вия для собирательства, селекции и раз¬ ведения съедобных растений. Все пере¬ численные явления определенно говорят в пользу того, что земледелие зароди¬ лось и сделало свои первые шаги в гор¬ ных областях «бадахшанского» типа. Такие выводы полностью совпадают со взглядами Н. И. Вавилова3. ВЛИЯНИЕ УФ-РАДИАЦИИ НА'ВЫСШИЕ РАСТЕНИЯ Из многолетних наблюдений Турско¬ го однозначно следовало, что специфиче¬ ские особенности памирских растений определяются не только влиянием такого мощного фактора, как температура, но и 3 Из неопубликованной работы А. В. Тур¬ ского, рукопись которой находится у Ю. Л. Соколова. Гигантское дереао черешни ■ долине ванча на высоте 2 тыс. м. влиянием какого-то другого фактора, сти¬ мулирующего процессы роста, действие которого убывает по мере уменьшения высоты. Указанные обстоятельства заста¬ вили предположить, что причина наблю¬ даемых аномалий — ультрафиолетовое из¬ лучение Солнца, поскольку именно этот вид радиации, обладающий ярко выра¬ женным физиологическим действием, сильнее всего поглощается атмосферой. Поэтому вызываемые им эффекты долж¬ ны ослабевать с уменьшением высоты над уровнем моря, а также при уменьшении прозрачности воздуха. Следует сказать, что мысль о воз¬ можном влиянии УФ-излучения на расте¬ ния была далеко не нова. Еще в конце прошлого столетия Г. Бонье писал, что
70 Ю. Л. Соколоа Плодоносящая треклетняя шугнанская черемужа. горный свет, богатый коротковолновыми лучами, должен влиять на облик растений и характер их жизнедеятельности. Позд¬ нее приверженцами такой точки зрения выступили Ф. Шанц и У. Бродфюрер, изу¬ чавшие растения в Альпах, Необходимо заметить, что в своем обширном и тща¬ тельно выполненном исследовании (1955 г.) Бродфюрер упоминает ряд осо¬ бенностей горных растений, которые на¬ блюдал и Гурский: сильное ветвление, ускоренное развитие и т. п. Однако во всех работах такого ро¬ да высказывались, в сущности, лишь бо¬ лее или менее обоснованные предполо¬ жения о возможной роли ультрафиолето¬ вого излучения Солнца; вместе с тем ни¬ кто из исследователей не сумел убеди¬ тельно показать, как же в конечном сче¬ те оно влияет на растения. Полученные данные часто оказывались не только несо¬ поставимыми, но и противоречивыми, что можно объяснить большими трудностями, с которыми сталкивались исследователи при оценке доз УФ-радиацим в различ¬ ных спектральных интервалах, а также не¬ совершенством применявшихся методик. Во всех экспериментах такого рода ис¬ следуемые растения помещались под фильтры, отсекавшие определенную часть ультрафиолетового спектра Солнца. Одна¬ ко поскольку изучались сравнительно сла¬ бые эффекты (различие между испытуе¬ мыми и контрольными растениями было невелико), то для получения результатов с достаточной статистической достоверно¬ стью было необходимо накрывать фильт¬ рами очень большие площади, в резуль¬ тате неизбежно возникал «парниковый эф¬ фект», маскировавший явления, вызывае¬ мые УФ-радиацией. Мы хорошо понимали, что для суждения о роли естественного ультра¬ фиолета необходимо располагать данны¬ ми о спектральной интенсивности солнеч¬ ного излучения на Памире. Кроме того, нужно было точно знать характер физио¬ логического действия УФ-иэлучения в за¬ висимости от величины дозы и длины волны. В 1957 г. мы начали систематиче¬ ские измерения интенсивности ультрафио¬ летового излучения на различных высотах (от 2320 до 4400 м) с помощью специаль¬ но построенного для этой цели кварцево¬ го спектрофотометра с электрической ре¬ гистрацией. Характерной особенностью всех полученных спектральных распреде¬ лений для Восточного и Западного Пами¬ ра было заметное увеличение интенсивно¬ сти ультрафиолетовой области по сравне¬ нию с измерениями на равнинах (напри¬ мер, Гиссарская долина, где расположен Душанбе). Отсюда следовало, что расте¬ ния Памира находятся' в специфическом радиационном режиме, что, конечно, мог¬ ло быть причиной наблюдаемых особен¬ ностей в их развитии. По физиологическому воздействию на живые организмы ультрафиолетовая часть спектра обычно подразделяется на три области: область А (от 400 до 320 нм), область В (от 320 до 280 нм) и область С (от 280 до 200 нм). В составе солнечно¬ го спектра, наблюдаемого в горах Пами¬ ра, присутствует ультрафиолетовое излу¬ чение лишь с длиной волн, превышающей ~293 нм, т. е. относящееся к областям
Солнце Памира 71 А и В. Коротковолновая часть области В и вся область С полностью поглощаются слоем атмосферного озона (находящимся на высоте ~50 км). Влияние различных участков УФ-спектра на живые организмы, в том числе и на растения, изучалось очень многими авторами в лабораторных усло¬ виях, где е качестве источников УФ-излу- чения применялись в основном различные ртутно-кварцевые лампы е сочетании со светофильтрами. Однако в подавляющем большинстве подобных работ исследова- лучи с длиной волны менее 290 нм вы¬ зывают гибель всякого растительного ор¬ ганизма, будь то гриб или высшее расте¬ ние. Речь может идти лишь о большей или меньшей устойчивости тех или иных видов растений. Несомненно, что данное явление находится в связи с поглощени¬ ем «коротких» ультрафиолетовых лучей белками протоплазмы и денатурацией белков под влиянием квантов, превышаю¬ щих 4 эВ. Мы предлагаем назвать эти лу¬ чи витацидной радиацией, несущей смерть всякому живому организму»4. CieMa кварцевого спектрофотометра (слей): I — анодная щель, 2, 3, J — зеркала, 4 — призма, 6 — вюдная щель. Спектральное распределение интенсивности солнечного излучения а ультра¬ фиолетовой области а полуденное время (спра- ■а|: I — район Хорога (высота 2300 м|, июль; II — Москва (район Сокола), август. лись, так сказать, частные эффекты, на¬ пример, влияние ультрафиолета на бел¬ ки, на нуклеиновые кислоты, на углевод¬ ный и липидный обмен и т. п. Вместе с тем в то время, когда мы начинали свои опыты, существовало лишь ограниченное число экспериментов (выполненных в основном в период с 1925 по 1955 г.), авторы которых пытались установить об¬ щий характер действия УФ-радиации на высшие растения, т. е. выяснить, являет¬ ся ли оно стимулирующим или угнетаю¬ щим. Результаты этих исследований в наи¬ более отчетливой форме были сформули¬ рованы А. Ф. Клешниным в книге «Рас¬ тение и свет»; «Вне всяких сомнений стоит тот факт, что «короткие» ультрафиолетовые И далее: «Большинство авторов счи¬ тает, что «длинные» ультрафиолетовые лу¬ чи, лежащие в пределах 320—400 нм, иг¬ рают незначительную роль в жизни рас¬ тений и не влияют на их развитие и уро¬ жай. Имеются, однако, указания, что ульт¬ рафиолетовая радиация, сосредоточенная а узкой области между 290 и 315 нм, имеет исключительно важное значение для формирования нормальных расте¬ ний»5. Область 290—315 нм приходится на границу солнечного спектра (~293 нм). Литературные данные говорили о том, что характер действия этого излучения сильно зависит от дозы: при малых до¬ зах наблюдается стимуляция, при боль¬ ших— угнетение. Но что значит — «боль¬ шая» и «малая» дозы? Среди работ, посвященных изуче¬ нию влияния ультрафиолета на растения, 4 К л е ш н и н А. Ф. Растение и свет. М., 1954, с. 29. 5 Там же.
72 Ю. Л. Соколов не удалось найти ни одной, где коррект- но измерялась бы интенсивность излуче¬ ния в различных спектральных интерва¬ лах. Однако из наиболее безупречных в методическом отношении исследований, благодаря подробному описанию условий опытов, все же можно было сделать опре¬ деленные суждения о величине доз, ко¬ торыми оперировали авторы. Сопоставле¬ ние полученных таким образом величин с результатами наших спектрометрических измерений не только не прояснило зада¬ чу, но запутало ее еще больше. Оказа¬ лось, что интенсивность ультрафиолета на Памире в области В настолько высока, что растения должны были испытывать не сти¬ муляцию, а заметное угнетение. Мы долго и безуспешно обсужда¬ ли непонятный результат и в конце кон¬ цов решили поставить в Ботаническом са¬ ду контрольный опыт, освещая растения ртутно-кварцевыми лампами. Этот опыт, на который мы возлагали столько надежд, окончательно перевернул все наши пред¬ ставления о действии коротковолновой ра¬ диации на живые организмы. Поставленный нами эксперимент от¬ личался следующими особенностями. Во- первых, подопытные растения находились в естественных условиях (под открытым небом в том температурном, почвенном и световом режиме, который характерен для данной местности). Во-вторых, един¬ ственное отличие в экологических услови¬ ях для испытуемых и контрольных расте¬ ний состояло в разной интенсивности па¬ дающего ультрафиолетового излучения, что достигалось путем дополнительного освещения. Поэтому важным отличием на¬ шего эксперимента от ранее сделанных было то, что мы не ослабляли свето¬ фильтром УФ-радиацию, а, наоборот, уси¬ ливали ее с помощью соответствующего светильника. При такой постановке опыта совершенно исключался «парниковый эф¬ фект». Кроме того, эксперимент становил¬ ся значительно более «острым», посколь¬ ку добавлять мы могли практически лю¬ бые дозы. И, наконец, в опыте использовались ртутно-кварцевые лампы без каких-либо светофильтров. Таким образом (что очень существенно!), растения освещались также и ультрафиолетом С, полностью отсутст¬ вующим в составе солнечной радиации, достигающей поверхности Земли. Такой радиационный режим был выбран из тех соображений, что и ультрафиолет В, и ультрафиолет С вызывают, в основном ка¬ чественно, одни и те же явления, напри¬ мер денатурацию белков. Существенная разница состоит в интенсивности протека¬ ния этих процессов. Максимум кривой по¬ глощения белков приходится на область С, поэтому они и разрушаются сильнее все¬ го именно таким видом радиации. В об-' ласти В поглощение значительно меньше, и, видимо, поэтому лишь большие дозы данного излучения оказываются губитель¬ ными для живых организмов. Контрольные растения выращива¬ лись под естественным светом, а испытуе¬ мые — под естественным светом, допол¬ ненным светом ртутно-кварцевых ламп. Растения располагались так, чтобы облу¬ ченность, создаваемая лампой, постепенно убывала по мере удаления от источника. В описываемом эксперименте лампы включались ежедневно на все время сол¬ нечного сияния, длительность которого изменялась от 14,5 часов (в июне и июле) до 11,5 (в августе и сентябре)6. ФОТОРЕАКТИВАЦИЯ Результаты оказались поразительны¬ ми. Несмотря на то что в течение веге¬ тационного периода растения получили в среднем более 2 тыс. смертельных доз витацидной радиации С, ни одно иэ них не только не погибло, но, напротив, во многих случаях обнаружилось явное сти¬ мулирующее действие столь необычного светового режима. Такой факт не мог быть объяснен на основе существовавших тогда представлений. Было ясно, что мы столкнулись с каким-то новым, неизвест¬ ным ранее явлением. Объяснение, очевидно, следовало искать в различных условиях проведения экспериментов, выполненных нами и авто¬ рами предшествующих работ. Сравнение показало, что все сделанные ранее опыты велись либо в оранжереях, либо в лабо¬ раториях искусственного климата, либо на открытых площадках равнин, находящихся в средних широтах. Таким образом, все эти эксперименты отличались от наших только тем, что на Памире растения под¬ вергались одновременному воздействию ртутно-кварцевых ламп и мощного длин¬ новолнового излучения Солнца. Интенсив¬ ность этого излучения (особенно относя¬ щегося к области А) в условиях Памира существенно выше, чем на равнинах. От¬ 6 Уход за растениями и асе фенологиче¬ ские наблюдения вела сотрудница сада Л. Ф. Остапович.
Солнце Памира 73 Семена моркови, снятые при одинаковом уве¬ личении: слева — растение-гигант |Ф-режим|; справа — растение из контроля. На снимке по¬ казаны наиболее типичные (средние для обеи1 групп) семена. > сюда возникло предположение, что губи¬ тельное действие ультрафиолете С каким- то образом парализуется влиянием сине¬ фиолетовой части спектра, в том числе и ультрафиолета А, который, согласно су¬ ществовавшим тогда представлениям, практически не оказывал никакого воз¬ действия на растения. Для проверки такой гипотезы был поставлен следующий опыт. Растения сто¬ ловой свеклы облучались ночью ртутно¬ кварцевой лампой, а днем затенялись от прямого солнечного света непрозрачным экраном. По прошествии трех суток на освещавшихся лампой участках листьев были обнаружены характерные оранже¬ вые пятна ожогов, а через 5—6 дней на¬ ступил полный некроз пораженных участ¬ ков. Впоследствии, уже в лабораторных условиях, путем спектрометрических из¬ мерений было установлено, что губитель¬ ное действие ультрафиолета С парализу¬ ется главным образом излучением в ин¬ тервале от 380 до ~420 нм. Оказалось, вопреки установившимся взглядам, что этот вид радиации играет существенную роль в жизни горных растений. Мы назвали обнаруженное явление «фотореактивацией у высших растений», по аналогии с подобным же явлением, от¬ крытым в 1949 г. А. Кельнером на спо¬ рах Streptomices griseus. Следует упо¬ мянуть, что одновременно с нами7 (т. е. в 1959 г.) А. П. Дубров обнаружил фо¬ тореактивацию у клеток чешуек лука9. Возникает вопрос: что же происхо¬ дит с растениями, развившимися в усло¬ виях столь необычного радиационного ре¬ жима (будем называть его Ф-режимом), т. е. при облучении большими дозами ультрафиолета С и А, когда возбуждает¬ ся процесс фотореактивации? Основной вывод, вытекающий иэ многочисленных экспериментов, выпол¬ ненных в Памирском ботаническом саду, состоит в том, что Ф-режим — сильней¬ ший биологический стимулятор, резко увеличивающий интенсивность процессов роста, формообразования и жиэнедея- 7 Сообщение о фотореактивации у высших растений было сделано нами на II Сове¬ щании по вопросу изучения флоры и ра¬ стительности высокогорий (см. Тезисы докладов. Л., 1961, с. 05). 0 Д у б р о в А. П. О фотореактивации ра¬ стительны* клеток.— «Биофизика», 1960, т. 5, вып. 4, с. 438.
74 Ю. Л. Соколов тельности растений. Последнее приводит к значительным изменениям их формы, урожайности, сроков цветения и плодо¬ ношения и т. д., причем эти изменения проявляются и в последующих репродук¬ циях, т. е. у дочерних растений, развив¬ шихся без всякого облучения ртутно-квар¬ цевыми лампами. Интересное явление было обнару¬ жено в опыте с однолетними китайскими астрами: значительная доля этих астр, вы¬ росших из семян облученных родителей, в первый год вообще не цвела и пре¬ вратилась в розеточные растения с круп¬ ными и грубыми приземными листьями. Эти розеточные растения успешно зимо¬ вали и цвели весной следующего года, в апреле или начале мая. Гурский наблю¬ дал точно такое же явление и раньше, без дополнительного облучения ультра¬ фиолетом С. Однако под влиянием Ф-ре- жима подобное превращение однолетне¬ го растения в многолетнее происходит значительно чаще: в опыте среди конт¬ рольных растений не было обнаружено ни одного роэеточного экземпляра, в то время как среди потомков ранее облу¬ ченных астр их число достигло 26%. Явлением фотореактивации, по-ви¬ димому, могут быть объяснены МНОГИ£ специфические особенности памирских растений, о которых говорилось выше. Действительно, процесс фотореактивации, но с заметно меньшей интенсивностью, должен возникать и под влиянием естест¬ венной радиации солнца и неба, содер¬ жащей значительный поток излучения, от¬ носящегося к ультрафиолету В. С этим, по всей вероятности, связано наблюдаю¬ щееся в горах повышение жизненного то¬ нуса растений, особенно из других кли¬ матических зон, что, в частности, имеет большое значение для интродукции9. 9 Можно предположить, что фотореакти¬ вация играла существенную роль в доис¬ торические времена, при переселении живых организмов иэ океана на сушу. Очевидно, в начальной стадии такого процесса, когда содержание кислорода в атмосфере было очень низким, поверх¬ ность Земли облучалась мощным пото¬ ком коротковолновой солнечной радиа¬ ции, е том числе и радиации С. Однако интенсивность длинноволнового излучения также была предельно высока, что в со¬ вокупности должно было привести к уста¬ новлению Ф-режима. Именно влиянием такого естественно возникшего стимули¬ рующего радиационного режима и можно объяснить появление на определенном этапе развития жизни на Земле гигантских растений — папоротников и хвощей. В дальнейшем, благодаря их жиэнедея- Из сказанного следует, что на осно¬ ве описанных явлений могут быть созда¬ ны новые формы растений с полезными хозяйственными признаками. С этой целью были поставлены специальные экс¬ перименты, которые показали, что при дальнейших репродукциях (по крайней мере в первой репродукции) имело ме¬ сто значительное увеличение урожая. Не¬ обходимо заметить, что характер воздей¬ ствия Ф-режима очень сильно зависит от вида и даже сорта растения. При равных дозах радиации С у одних культур на¬ блюдается стимуляция, у других — явное угнетение. Так, например, картофель (сорт Центифолия) при максимальной об¬ лученности испытывал заметное угнете¬ ние. Вместе с тем на облученных кустах образовывалось больше клубней, и, что самое существенное, на клубнях облучен¬ ных растений значительно увеличивалось число глазков. При посадке картофеля в следующем году оказалось, что эти мел¬ кие, но несущие большое количество глазков клубни дали урожай, заметно пре¬ высивший урожай контроля. Для растений моркови (сорта Шан- тене и Нантская), развившихся в Ф-режи- ме, было характерно образование круп¬ ных разветвленных корнеплодов, а также появление незначительного числа «гиган¬ тов» — возможно, полиплоидных форм, сильно отличавшихся и по размерам, и по внешнему виду от растений контроля. Вообще следует отметить, что под влиянием Ф-режима у всех без исключе¬ ния растений появляется большое количе¬ ство экземпляров, так или иначе отли¬ чающихся от нормы. Наиболее часто встречаются фасциации (сращение воеди¬ но нескольких цветков, стеблей или кор¬ неплодов), сильное ветвление, связанное с образованием множества точек роста, изменение формы, толщины и цвета ли¬ стьев, которые часто оказываются гофри¬ рованными и покрываются белым налетом (например, у столовой свеклы). У лука на стрелках вместо семян образовыва¬ лись маленькие луковички (явление виви- парии). Вивипария очевидным образом связана с воздействием. Ф-режима: в тельности, произошло резкое увеличение содержания кислорода в атмосфере и сопутствующее этому образование мощ¬ ного слоя озона, полностью поглощаю¬ щего излучение С. Это, в свою очередь, привело к исчезновению стимулирующего Ф-режима, что сопровождалось постепен¬ ным уменьшением размеров растений и стабилизацией состава атмосферы.
Солнце Памира 75 Растение моркови (потомок гиганта, первая ре* продукция). Вес корнеплода 1370 г. (Средний Вивипария у лука (Ф-режим). вес корнеплодов растений контроля около 120 г.) контроле она наблюдалась не более чем у 1 % растений, в то время как при об¬ лучении эта величина возросла до 60%. ДАЛЬНЕЙШЕЕ РАЗВИТИЕ РАБОТЫ Существующие методы повышения урожайности, связанные с применением ультрафиолетовой радиации, заключаются в предпосевном облучении семян, а не материнских растений. Явление фотореак¬ тивации у высших растений, позволяющее значительно увеличить дозу облучения ультрафиолетом С, не применялось в практике растениеводства и селекции. В дальнейшем, как мне кажется, ра¬ бота должна развиваться по трем направ¬ лениям. Во-первых, многие культуры, вы¬ ращенные в Ф-режиме, дают существен¬ но больший урожай, причем плоды их со¬ держат повышенную концентрацию про¬ дуктов фотосинтеза —* жиров, органиче¬ ских кислот, сахаров. Такой метод увели¬ чения продуктивности растений может быть использован в условиях теплиц, где с помощью специальных светильников можно воспроизвести условия Ф-режима. Второй путь состоит в организации семеноводческих хозяйств в горных райо¬ нах с высокой интенсивностью естествен¬ ного ультрафиолета. Полученные нам'и данные говорят о том, что здесь могут выращиваться семена высокопродуктивных форм моркови, лука, гороха, ячменя. Наконец, третий — самый интерес¬
76 Ю. Л. Соколов ный и многообещающий путь — состоит в отборе высокопродуктивных растений с наследственно измененными признаками, т. е. в создании новых сортов сельскохо¬ зяйственных культур. Наследственное из¬ менение, возникшее под влиянием Ф-ре- жима, было отчетливо показано Л. Ф. Ос¬ тапович на примере рудебеккии. В 1964 г. Остапович обнаружила среди облученных растений этого вида экземпляры с плос¬ кими (фасциированными) стеблями и ви¬ доизмененными красивыми крупными цветами необычной формы. Эти признаки проявлялись и у потомков облученных растений; на приведенной фотографии по¬ казан измененный экземпляр рудебеккии, принадлежащий десятому поколению. Существенный интерес представляет также наблюдавшееся нами превращение однолетних растений в многолетние. РОЛЬ РАСТЕНИЙ В ЭНЕРГЕТИКЕ ЖИЗНЕННЫХ ПРОЦЕССОВ Значение описанного направления исследований далеко не ограничивается разработкой методов повышения урожай¬ ности сельскохозяйственных культур. Со¬ здание высокопродуктивных, засухоустой¬ чивых и скороспелых форм самых раз¬ личных растений и, в первую очередь, де¬ ревьев, открывает прямой путь к более эффективному использованию энергии Солнца за счет получения больших коли¬ честв кислорода и органических веществ растительного происхождения. Сейчас, в эпоху интенсивных поис¬ ков новых источников энергии, все чаще приходится слышать о попытках создать эффективные методы улавливания солнеч¬ ной энергии. Идея эта, конечно, не но¬ ва. Например. Ф. Жолио-Кюри писал в 1950 г., что если бы с помощью соот¬ ветствующего оборудования мы смогли использовать лишь 10% солнечной радиа¬ ции, падающей на поверхность, равную Египту, то мы получили бы столько энер¬ гии, сколько ее производится во всех странах. Действительно, как утилизиро¬ вать солнечный свет — высокоценную лу¬ чистую форму энергии? В принципе, существует немало спо¬ собов ее улавливания. Но вряд ли хотя бы один из них сможет играть сколько- нибудь заметную роль в энергоснабже¬ нии нашей планеты. Дело в том, что энер¬ гия Солнца распределена по земной по¬ верхности с малой плотностью — всего около 700 Вт/м3. Таким образом, для по¬ стройки солнечных электростанций той же Измененный экземпляр рудебеккни, принадле¬ жащий десятому поколению материнского расте¬ ния, развившегося в Ф-режиме |иэ гербария J1. Ф. Остапович|. Стебель нормального расте¬ ния рудебеккии имеет цилиндрическую форму с диаметром около 7 мм. мощности, какой обладают современные тепловые, гидро- и атомные станции, не¬ обходимы приемники излучения с непо¬ мерно большой площадью, сооружение которых лежит за пределами реальных возможностей1 °. Единственное практически пригод¬ ное и безотказно действующее «оборудо¬ вание», которое с незапамятных времен улавливает для нас энергию Солнца,— это растения, покрывающие огромные прост¬ ранства Земли. В их зеленых листьях происходит удивительный процесс, назы¬ ваемый фотосинтезом, в результате кото¬ рого солнечная энергия превращается в химическую энергию первичных органи¬ ческих веществ — сложных молекул, об¬ разующихся в клетках, содержащих хло¬ рофилл. Однако растения утилизируют лишь ничтожную часть падающей на листья лу¬ чистой энергии: всего 1—2%, не более. 10 Подробнее об этом см.: Брин- к в о р т Б. Дж, Солнечная энергия для человека. М., 1976.
Солнце Памира 77 Но если бы удалось повысить их продук¬ тивность, как пригодилась бы нам даже самая малая добавка, какие-нибудь 0,5%. Еще К. А. Тимирязев писал: «...если по¬ следствия хищнического хозяйства, непро¬ изводительно удаляющего из почвы пита¬ тельные вещества, и поправимы тем или иным способом, путем удобрения земли, то окончательно непоправимо только рас¬ точительное, неумелое пользование глав¬ ным источником народного богатства — солнечным светом. Не утилизированный в данный момент, он утрачивается уже без¬ возвратно. Тогда станет понятно, что каж¬ дый луч солнца, не уловленный нами, а бесплодно отразившийся назад в мировое пространство,— кусок хлеба, вырванный изо рта отдаленного потомка, а вместе с тем станет понятно, что владение зем¬ лей не право только или привилегия, а тяжелая обязанность, грозящая ответст¬ венностью перед судом потомства» 11. Мир, в котором мы живем, подчи¬ няется второму закону термодинамики: в нем непрерывно протекают процессы, на¬ правленные на установление теплового равновесия, сопровождающиеся повыше¬ нием энтропии. Эта тенденция, представ¬ ляющая не что иное, как стремление к предельному хаосу, т. е. к состоянию с максимальной энтропией, неразрывно свя¬ зана с разрушением дифференцирован¬ ных структур, обладающих упорядочен¬ ным строением. Жизнедеятельность любого организ¬ ма направлена в конечном счете на пре¬ одоление процессов, приводящих к тер¬ модинамическому равновесию, т. е. к смерти. И чтобы воспрепятствовать не¬ прерывному возрастанию энтропии и от¬ далить наступление мертвого покоя, мы должны постоянно вводить в наш орга¬ низм высокоупорядоченные структуры — сложные органические молекулы, органи¬ ческую пищу, обладающую низкой энтро¬ пией. Единственный источник подобной пищи — вещества, образующиеся в зеле¬ ных листьях растений за счет энергии Солнца, излучение которого, имеющее ничтожную энтропию, служит подлинной основой жизни во всем необъятном мире. И растения, обитающие на Земле, непре¬ рывно накапливают живительную силу Солнца, связанные с ним мостом длиной в 180 млн км, сотканным из лучей света. В 1886 г. Л. Больцман в речи, про- ' Тимирязев К. А. Иэбр. соч. Т. I. М., 1948, с. 139. иэнесенной в Венской академии, сказал, что всеобщая борьба за существование, охватывающая весь органический мир, не есть борьба за вещество; это борьба за энтропию, становящуюся доступной при переходе энергии от 'пылающего Солнца к холодной Земле. Для возможного ис¬ пользования этого перехода развертыва¬ ет растение неизмеримую поверхность своих листьев и вынуждает солнечную энергию, прежде чем она упадет до тем* пературы Земли, вызывать какими-то, подробно не исследованными путями, хи¬ мические синтезы, еще неведомые нашим лабораториям. Продукты этой химической кухни и составляют предмет борьбы в жи¬ вотном царстве. Для нас, нахлебников растений, по¬ лучающих от них пищу и кислород, ре¬ шение основной проблемы фотосинтеза — раскрытие механизма процесса превраще¬ ния солнечной энергии в химическую энергию органических # соединений — представляет задачу колоссальной важ¬ ности. УДК 577.48
78 Физика «Природа», 1V77, № 2 Фотоэлектронная спектроскопия В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин Владимир Михайлович Кулаков, кандидат физико-математических наук, старший научный сотрудник Института атомной энергии им. И. В. Курчатова. Основные научные работы посвящены ядерной и атомной спектроскопии. Юрий Александрович Тетерин, кандидат физико-математических наук, младший научный сотрудник того же институте. Область научных интересов связана с атомной и молекулярной спект¬ роскопией. Рубеж XX столетия ознаменовался фундаментальными научными открытия¬ ми. В частности, стало ясно, что много¬ образие явлений окружающего нас мира в решающей степени связано с особенно¬ стями электронного строения атомов, мо¬ лекул и сплошных сред. Быстро развивающаяся в начале на¬ шего века квантовомеханическая теория эффективно способствовала возникнове¬ нию различных спектральных методов, пригодных для исследования электронной структуры вещества. Прямой проверкой основных предпосылок этой теории яви¬ лись данные, например, такого метода, как рентгеновская эмиссионная спектро¬ скопия, позволяющая по частоте испус¬ каемых фотонов облучаемого атома опре¬ делять относительную энергию связи вхо¬ дящих в его состав электронов. Другой метод, широко развивающийся в послед¬ нее время, представляет собой фото¬ электронная спектроскопия (ФЭС), осно¬ ванная на анализе распределения по энергии электронов, испускаемых атома¬ ми вещества при облучении его монохро¬ матическим ультрафиолетовым или рент¬ геновским излучением. ОСНОВЫ МЕТОДА. При определенных условиях под действием облучения любое вещество мо¬ жет испускать электроны. Если из такого вещества изготовить одну иэ обкладок конденсатора, к которой приложен отри¬
фотоэлектронная спектроскопия 79 цательный потенциал, то при этих услови¬ ях через конденсатор будет протекать ток, обусловленный электронами. Это яв¬ ление, впервые наблюдавшееся Г. Герцем (1887), получило название фотоэффекта. Для различных веществ появление фото¬ тока зависит от энергии возбуждающего излучения. Было также замечено, что с возрастанием энергии излучения наблю¬ даемый фототок увеличивается скачками. Такое дискретное (прерывистое) возраста¬ ние тока можно объяснить включением в фотоэффект все новых и новых групп Энергетические уровни электронов в атоме и свободном состоянии. Справа показана величина возбуждающего излучения E=hv, которая затра¬ чивается на удаление электрона иэ атома (ef,) с уровня „i'2 {'21 + I) и на сообщение ему ки¬ нетической энергии электронов при определенных энергиях падающих на образец лучей. Согласно современным взглядам физической теории, в соответствии с по¬ стулатами и принципами квантовой меха¬ ники, электроны в атоме могут иметь только определенные дискретные значе¬ ния энергии. Возможные значения энер¬ гии и распределения электронов по энергетическим уровням в атомах и изу¬ чаются методом ФЭС. Состояния электронов в атоме определяются квантовыми числами, в со¬ ответствии с чем для энергетических уровней электронов в атоме при отсутст¬ вии внешнего влияния (магнитного или электрического полей) вводится обозна- где п — это главное квантовое число, I — орбитальное (или азимутальное) квантовое число, определяющее величину момента количества движения электрона в этом состоянии. При обозначении энер¬ гетических уровней вместо главного квантового числа ставится его значение, а величину орбитального квантового числа обозначают одной из латинских букв s, р, d, f, ..., что соответствует 1=0, 1, 2, 3... В силу принципа Паули на каждом уровне число электронов не может пре¬ вышать величины 2(21 + 1). Например, за¬ пись 2р6 означает, что для данного уров¬ ня п = 2, 1 = 1 и на нем находится шесть электронов. При таком рассмотрении рас¬ пределение электронов в атоме по кван¬ товым состояниям может быть представ¬ лено электронной конфигурацией. Напри¬ мер, углерод имеет электронную конфи¬ гурацию: 1s22s22p6; азот 1s22s22p3; ни¬ кель: 1 s22s22p63s23p43ds4s2, и т. п. Поскольку при заполнении энерге¬ тических уровней в атоме электронами выделяется энергия, ее значение счита¬ ется отрицательным. fv — 0 —так назы¬ ваемый уровень «вакуума». Это наимень¬ шее значение энергии электрона в ато¬ ме, когда влияние на него со стороны атома сколь угодно мало. Этот уровень обычно принимают за начало отсчета энергии. Все энергетические состояния электронов выше уровня t'v считают¬ ся положительными и характеризуют ки¬ нетическую энергию фотоэлектрона. Так как энергия электрона пропорциональна частоте излучения, сопровождающего за¬ полнение им конфигурационного уровня, состояние электрона в атоме может быть также охарактеризовано этой частотой V.
80 В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин Тогда энергетические уровни называются термами. При взаимодействии возбуждающе¬ го излучения с атомом (или при столк¬ новении атома с налетающей частицей) может произойти выбивание из него электрона, который будет двигаться с определенной скоростью v в пространст¬ ве (в «вакууме»). Поскольку при этом должен выполняться закон сохранения энергии, можно написать уравнение: где hv — энергия падающего фотона (энергия облучения), h — постоянная Планка, равная 6,6210-2 7эрг ■ с, v — частота излучения, е ь '— энергия связи, т. е. энергия терма, с которого выбит электрон, относительно уровня «вакуума» е v, обычно измеряемая в электрон- вольтах (1 эВ = 96,3 кДж ■ моль-1 = =1,6 • 10 11 эрг = 23,06 ккал • моль-1), а mv-l2 = tk— кинетическая энергия элект¬ рона. Явление фотоэффекта удалось объяснить Эйнштейну в 1905 г., а урав¬ нение (1) называется уравнением Эйн¬ штейна. Чтобы определить энергии элект¬ ронных термов, т. е. изучить электрон¬ ную конфигурацию атома, необходимо знать энергии связи е ь этих электро¬ нов в нем. Как видно иэ уравнения (1), для определения энергии связи необходи¬ мо экспериментально измерить скорость v вылетевшего при фотоэмиссии электро¬ на. В настоящее время такая задача тех¬ нически решена, и современные «измери¬ тели» скорости движущихся частиц позво¬ ляют с большой точностью найти значе¬ ние V. РАЗВИТИЕ МЕТОДА Со времени открытия явления фо¬ тоэффекта прошло уже почти сто лет. Эйнштейн объяснил это явление, и фор¬ мула для его описания остается по сей день той же самой, так как отражает за¬ кон сохранения энергии. Спустя некото¬ рое время были сделаны попытки приме¬ нить метод фотоэлектронной спектроско¬ пии при изучении электронной структу¬ ры вещества. Первые такие исследования были проведены в Англии Г. Робинсоном (1914) и М. де Бройлем во Франции (1921). Однако данные, получаемые в то время этим методом, из-за своего боль¬ шого разброса значительно уступали ре¬ зультатам, которые давали, например, та¬ кие родственные методы, как рентгенов¬ ская эмиссионная спектроскопия и спект¬ роскопия поглощения рентгеновских лу¬ чей. В связи с этим разработка рассмат¬ риваемого метода на долгие годы прак¬ тически прекратилась. - Новый этап в развитии фотоэлект¬ ронной спектроскопии начался в 1954 г., когда под руководством К. Зигбана в Уп- псальском физическом институте (Шве¬ ция) был изготовлен спектрометр, исполь¬ зующий в качестве возбуждающего источ¬ ника рентгеновское излучение. Этот при¬ бор был назван электронным спектро¬ метром для химического анализа (ЭСХА), а фотоэлектронная спектроскопия — мето¬ дом ЭСХА. В нашей стране метод фото¬ электронной спектроскопии, когда в ка¬ честве возбуждающего источника исполь¬ зуется рентгеновское излучение, называ¬ ется методом рентгеноэлектронной спект¬ роскопии (РЭС). В Ленинградском университете в 1960 г. под руководством Ф. И. Вилисо- ва были начаты работы по фотоэлектрон¬ ной спектроскопии с применением воз¬ буждающего ультрафиолетового излуче¬ ния. Дальнейшее развитие эти работы получили за рубежом. В нашей стране этот метод получил название фотоэлект¬ ронной спектроскопии (ФЭС). После разработки первого спектро¬ метра РЭС прошло почти пятнадцать лет, прежде чем промышленность приступила к производству небольших серий устано¬ вок для метода ФЭС. В различных круп¬ ных физических институтах за рубежом было изготовлено не более десятка при¬ боров, не считая лаборатории К. Зигбана. К настоящему времени в нашей стране изготовлено несколько таких при¬ боров, а также имеются зарубежные спектрометры. Таким образом, метод ФЭС становится доступным методом для решения широкого круга научных и тех¬ нических задач. Несмотря на то что рас¬ сматриваемый метод относительно молод и бурно развивается, он уже сейчас на¬ шел широкое применение. В настоящее время- ФЭС — один из самых мощных современных физических методов исследования электронной струк¬ туры вещества. Это — первый экспери¬ ментальный метод, позволяющий полу¬ чить полный спектр распределения элект¬ ронов по энергии в атоме или молекуле от валентных до самых глубоколежащих оболочек. Рассматриваемый метод дал особен¬
фотоэлектронная спектроскопия 81 но эффективные результаты в исследова¬ нии энергетического распределения ва¬ лентных электронов, атомов, включенных в химическую связь в молекулах. В от¬ личие от всех других существующих оп¬ тических методов, ФЭС позволяет экспе¬ риментально проверить наиболее полно и широко квантовохимические расчеты электронного строения молекул. Резуль¬ таты экспериментов послужили не только проверкой проведенных теоретических расчетов электронной структуры вещест- эадачи, поскольку получаемые данные часто не могут быть объяснены на осно¬ вании некоторых установившихся взгля¬ дов. Например, становится ясным, что та¬ кие понятия, как валентность атомов и их степени окисления в различных соедине¬ ниях нуждаются в уточнении. Так как методом РЭС изучаются атомы и молекулы, находящиеся в слое толщиной ^ 50А он все чаще стал при¬ меняться при изучении процессов, проис¬ ходящих на поверхности твердых тел. Сжема фотоэлектронного спектрометра с исполь¬ зованием различных способов возбуждения электронного спектра. ва, но и' способствуют интенсивному раз¬ витию теории. Возникновение метода ФЭС было предопределено развитием квантовой ме¬ ханики, в свою очередь, ФЭС помог проверить и уточнить основные положе¬ ния квантовой химии. В настоящее вре¬ мя проведены широкие исследования электронной структуры различных ве¬ ществ рассматриваемым методом. Однако пока решены только наиболее простые К этому можно отнести изучение приро- дьТ адсорбции и хемосорбции атомов и молекул на поверхности металлов, ката¬ литических гетерогенных реакций, радиа¬ ционных повреждений вещества и др. СПЕКТРОМЕТР Фотоэлектронный спектрометр со¬ стоит из нескольких узлов: источника ионизирующего излуче¬ ния или потока частиц; камеры образца, в которой иссле¬ дуемое вещество подвергается облуче¬ нию; системы ввода образца, которая обеспечивает внесение изучаемого веще¬ ства в спектрометр;
82 В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин анализатора энергии фотоэлектро- нов, испускаемых облученным веществом; регистрирующей и запоминающей системы для счета импульсов и записи спектров, а также ЭВМ; вакуумной системы, которая обеспе¬ чивает в объеме всего спектрометра до¬ статочно высокий вакуум. Для облучения могут быть исполь¬ зованы как фотоны ультрафиолетового света, так и монохроматизированное рентгеновское излучение. Выбить элект¬ роны из атома можно также быстро на¬ летающими на образец электронами или ионами. Образец может находиться в лю¬ бом агрегатном состоянии: твердом, жид¬ ком или газообразном. Вылетевшие при фотоэмиссии электроны направляются в анализатор (магнитный или электростати¬ ческий) и попадают на детектор, который измеряет их скорость. Так как первона¬ чальная энергия возбуждающего излуче¬ ния известна, из уравнения (1) можно найти энергию связи электронов е ь ■ Откладывая по оси абсцисс энергию свя¬ зи (в. эВ), а по ' оси ординат скорость счета попадающих в детектор электронов, получают спектр. Положение линии в спектре отвечает энергии связи электро¬ на в атоме, а площадь пропорциональна числу электронов изучаемого терма. Вполне понятно, что вылетевший электрон должен двигаться в вакууме, чтобы не претерпевать дополнительного рассеяния на атомах остаточного газа в приборе и не потерять части своей кине¬ тической энергии. Более того, поскольку приходится изучать атомы твердых тел, необходимо быть уверенным, что поверх¬ ность образца не содержит адсорбиро¬ ванных иэ окружающей среды молекул, из которых при изучении регистрируют¬ ся вылетающие электроны. Адсорбировф- ные молекулы, такие как кислород, мо¬ гут также окислять поверхность. Хорошо известно, что при вакууме 10~6 Торр (1 Торр = 1 мм рт. ст.) «зарастание» по¬ верхности (теоретическое) в один слой происходит за ~2'С. Чтобы поверхность оставалась в течение опыта чистой, необ¬ ходимо создать вакуум 0-12 Торр, что вполне выполнимо при современном уровне развития техники. Методы РЭС и ФЭС если и отли¬ чаются чем-то друг от друга, то только с точки зрения проведения эксперимен¬ та и разрешающей способности исполь¬ зуемых при этом спектрометров. В даль¬ нейшем при обсуждении не будет делать¬ ся различия между этими методами. Единственно, что необходимо помнить — энергия обычно используемого ультра¬ фиолетового излучения не превышает 40,8 эВ, что позволяет исследовать толь¬ ко уровни валентных электронов, метод же РЭС позволяет изучать энергетическое распределение электронов, находящихся на более глубоких (внутренних) уровнях исследуемого атома. При этом разреше¬ ние спектрометров ФЭС и РЭС равно /—'05 и-^0,5 эВ соответственно. Поскольку получение информации и обработка показаний детектора требуют оперативности, обычно управление, конт¬ роль и обработка спектров ведется с по¬ мощью ЭВМ средней мощности. Телеви¬ зионная камера позволяет также визуаль¬ но следить за работой спектрометра на промежуточных этапах. Благодаря развитию техники метод ФЭС в настоящее время стал не только конкурентноспособным по отношению к другим родственным методам рентгенов¬ ской спектроскопии, но и превосходит их по точности получаемых данныу. Безус¬ ловно, применение фотоэлектронной спектроскопии наиболее эффективно в комплексе с другими методами исследо¬ вания электронной структуры вещества. Если в начале своего развития дан¬ ные фотоэлектронной спектроскопии уступали результатам рентгеновской эмиссионной спектроскопии, то в настоя¬ щее время ситуация изменилась. Разре¬ шение в электронном спектре выше, чем в эмиссионном. Это различие обуслов¬ лено не приборными характеристиками, а связано с неодинаковостью физической природы этих спектров. Более того, ме¬ тод рентгеновской эмиссионной спектро¬ скопии не может быть эффективно при¬ менен при исследовании элементов с не¬ большим атомным номером 2 < 15, так как выход флуоресцентного излучения для таких элементов очень мал. Фото¬ электронная спектроскопия в этом смыс¬ ле не имеет ограничений. Если учесть, что объекты изучения, например органи¬ ческой химии и биологии, состоят в основном из легких элементов, таких как Н, С, N, О и др., то -значение ФЭС трудно переоценить. Другой метод, развивающийся в по¬ следнее время параллельно с ФЭС, пред¬ ставляет собой оже-спектроскопия. На основании измерения кинетической энергии так называемых оже-электронов, испускаемых облученным атомом, этот метод также изучает распределение электронов по энергии в веществе. Оже-
фотоэлектронная спектроскопия вз спектроскопия по сравнению с ФЭС име¬ ет, во-первых, тот недостаток, что эффек¬ тивно не может быть применена при ис¬ следовании тяжелых элементов, для кото¬ рых выход оже-электронов сильно умень¬ шается с увеличением атомного номера Z. Во-вторых, как и РЭС, этот метод значительно менее чувствителен к изме¬ нению энергии электронов атомов при включении их в химическую связь, что обусловлено физической природой спект¬ ров, получаемых этими методами. Эта же характеристика является одной из основ¬ ных при изучении сложных соединений. В-третьих, если возбуждающее излучение имеет небольшой разброс по энергии, то линии в спектрах ФЭС могут быть более узкими, чем в спектрах сравниваемых ме¬ тодов, что позволяет применять этот ме¬ тод для более широкого круга задач. Бо¬ лее того, имеются также преимущества рассматриваемого метода и в смысле наи¬ более достоверной интерпретации полу¬ чаемых данных. С точки же зрения за¬ трат на проведение эксперимента оже- спектроскопия не имеет преимуществ пе¬ ред ФЭС. Однако как красивы бы ни были спектры ФЭС и какое бы современное и сложное оборудование ни применялось бы при этом, популярность метода, т. е. его ценность, определяется тем, насколь¬ ко он может быть использован в различ¬ ных областях научного познания. Други¬ ми словами, на какие вопросы может быть получен ответ, если использовать рассматриваемый метод. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА ФЭС Основная информация, получаемая из спектров. В окружающей нас приро¬ де редко приходится иметь дело с от¬ дельными атомами. К таким в основном относятся благородные газы. В остальных случаях атомы объединены а молекулы за счет химических связей или образуют соединения (жидкие, твердые) за счет «металлических» связей или физических взаимодействий. Каковы бы ни были свя¬ зи, обусловливающие взаимодействия между атомами, природа их всегда в той или иной мере определяется взаимодей¬ ствием между электронными оболочками атомов. В нестрогом приближении можно считать, что при образовании молекулы характеристики ядер и внутренних элект¬ ронов атомов остаются неизменными. В основном при этом прдисходит пере¬ распределение между атомами электрон¬ ной плотности валентных оболочек. В ре¬ зультате этого в молекуле на отдельных атомах, которые до включения в связь были электронейтральными, могут возни¬ кать заряды. Это так называемые эффек¬ тивные заряды, которые обусловлены ослаблением или увеличением экраниро¬ вания электрического поля ядра электро¬ нами рассматриваемого атома. Такое из¬ менение в экранировании поля ядра при¬ ведет, соответственно, к увеличению или уменьшению энергии взаимодействия Электронный спектр Is углерода ■ >тилтрифтор- ацетате. (По К. Зигбану и др. Электронная спектроскопия. М., 1971.|
84 В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин между ядром и электронами. Результа¬ том этого является изменение энергии термов электронов, а следовательно, и энергии их связи в атоме. Например, при удалении одного электрона из атома его конфигурационные уровни понижаются, а энергия связи, следовательно, увеличива¬ ется. Если электрон присоединяется к атому, то эффективный заряд становится отрицательным (так как при этом проис¬ ходит дополнительная экранизация ядра от его электронов) и энергия связи всех электронов уменьшается. В действитель¬ ности, электронная плотность между взаи¬ модействующими атомами перераспреде¬ ляется по сложным законам, и электроны, обусловливающие образование связи, не принадлежат полностью одному из ато¬ мов в молекуле. В связи с этим энер¬ гия электронов изучаемых уровней изме¬ няется относительно своей основной вели¬ чины, отвечающей нейтральному атому, в зависимости от природы той или иной хи¬ мической связи. Такое смещение, выра¬ женное в энергетических единицах, назы¬ вается химическим сдвигом. В качестве примера рассмотрим электронный спектр 1 s электронов угле¬ рода в органическом соединении этилтри- фторацетата. Каждая линия в спектре соответствует тому углероду, который в формуле расположен над ней. Площади отдельных линий относятся как 1:1:1:1, что хорошо согласуется с предполагаемой структурой молекулы. Поскольку фтор наиболее электроотрицательный элемент из всех указанных в молекуле этого со¬ единения, т. е. этот элемент обладает наибольшей способностью «оттягивать» к себе электронную плотность от атома углерода, линию при наибольшей энергии связи следует отнести к углероду груп¬ пы CF3. Иэ этого примера следует, что по¬ ложение линий в спектре характеризует включение изучаемого атома в различные связи в молекуле. Как правило, если изу¬ чаемый атом входит в разные соедине¬ ния, то линии этого атома в спектрах сдвинуты относительно друг друга, что позволяет делать вывод о том, находится ли рассматриваемый атом в свободном состоянии, или входит в то или иное со¬ единение. Так, для соединения С02 ли¬ ния 1 s углерода сдвинута в область боль¬ ших энергий связи, чем для соединений СО или СН4. Обычно химические сдвиги не пре¬ восходят ~10 эВ, но этого вполне до¬ статочно для их наблюдения, так как раз¬ решение даже рентгеноэлектронных спектрометров ~0,5 эВ. Замечателен и тот факт, что линии от различных эле¬ ментов в спектре в основном не наклады¬ ваются друг на друга. Если перекрыва¬ ние иногда и происходит для одних кон¬ фигурационных уровней, то это легко проверить, рассмотрев другие уровни тех же соединений. Этот факт исключительно важен, так как позволяет однозначно (без ошибки) констатировать наличие того или иного элемента в изучаемом образце. Так, если в спектре наблюдается линия при ~400 эВ или ~532 эВ, то можно с уверенностью сказать, что исследуемое вещество содержит атомы азота и кисло¬ рода соответственно. На примере молекулы инсулина можно продемонстрировать возможности метода для количественного анализа. Этот белок содержит 51 аминокислоту и имеет молекулярный вес 6000. В его со¬ став входит 6 атомов серы (1 атом се¬ ры приходится на 140 атомов других эле¬ ментов). Эмпирическая формула этого со¬ единения С0., CHi|jH4j(|NB5075Se. В электронном спектре этой молекулы отчетливо наблюдается 2р — линия серы, что характеризует относительно высокую чувствительность метода. Данные полуденные из спектра (площади и положения линий), позволяют не только количественно охарактеризовать наличие различных элементов в этой мо¬ лекуле, но /также дают возможность опре¬ делить, в какие связи включены различ¬ ные элементы. Полученная на основании анализа электронного спектра1 формула этого соединения имеет вид: Со,, CHiotHjrNwO,eSj,7 (С27,), который удовлетворительно совпадает с известной брутто-формулой. Из рассмотренных примеров следу¬ ет, что сам факт существования линий в спектрах ФЭС, их положение, полушири¬ на и площади позволяют извлекать широ¬ кую информацию о качественном и коли¬ чественном составе элементов в иссле¬ дуемом соединении, о включении элемен¬ тов в различные связи, о характере свя- 1 См.: Зигбан К. и др. Электронная спектроскопия. М., 1971.
фотоэлектронная с пе ктро смопи я 85 эи, а также о структуре соединений. Причем, в отличие от других спектраль¬ ных методов, эта информация с точки зрения вероятности достаточно надежна. Аномалии в спектрах ФЭС и их значение. На практике информация, из¬ влекаемая из электронных спектров, не ограничивается результатами, рассмотрен¬ ными в предыдущем разделе. В послед¬ ние годы наметились более широкие пу¬ ти применения ФЭС при изучении строе¬ ния молекул, твердых тел и процессов, происходящих на их поверхности, а также при фотоэффекте, рассмотрим этот про¬ цесс более строго. Аналогично термам электронов можно рассматривать энергетические со¬ стояния атома и иона, которые графиче¬ ски будут изображаться в энергетической шкале уровнями. В этом случае энергия атома или иона отражает суммарную энергию всех электронов, входящих в них. Энергетические состояния атома и иона при этом характеризуются тремя кванто¬ выми числами, обозначаемыми заглавны¬ ми буквами латинского алфавита S, L и } £ * (Sf' L* ' J * ) возбужденные состояния иона £ ° (S,Lf J( ) основное состояние иона } (S | L j . J , ) основное состояние атома Термы, соответствующие различным энергетиче¬ ским состояниям атома и иона. во многих других областях науки и техни¬ ки. Это обусловило появление в электрон¬ ных спектрах явлений, трудно наблюдае¬ мых при изучении другими методами. Как следует из предыдущих рас- суждений, число линий в электронном спектре должно соответствовать числу конфигурационных уровней атома. Одна¬ ко при исследованиях в спектрах часто наблюдается большее число линий, чем следовало ожидать из простых соображе¬ ний. Появление таких дополнительных линий и послужило причиной дальнейше¬ го развития рассматриваемого метода. Для того чтобы понять проявляю¬ щиеся в электронных спектрах аномалии, которые возникают из-за различных до¬ полнительных процессов, происходящих J. смысл этих величин такой же, как и квантовых чисел для электрона, только для атома $ _ это векторная сумма спинов неспаренных электронов в атоме, I сумма орбитальных моментов этих электронов, a j векторная сумма S и L. При облучении атома, находящегося в основном состоянии, определяемого квантовыми числами S;, и послед¬ ний может перейти в одно из своих воз¬ бужденны* состояний (.■' или ионизо¬ ваться В этом случае система перейдет или в основное состояние иона е® или в одно из его возбужденных состояний, оставшаяся одна часть энергии облучения израсходуется на сообщение кинетической энергии электрону, а другая — на преодо¬ ление контактной разности потенциала ве¬ щества f (в случае твердого тела), или на энергию, равную энергии отдачи ато¬ ма Е (в случае свободного атома). Тогда закон сохранения энергии рассматривав-
86 В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин мого процесса можно записать в виде: /IV = Pf f, - —— -г ф (Я). (2) где е” — энергия основного состояния атома, е/— энергия одного иэ возмож¬ ных конечных состояний иона, а ц §/:)— энергия или на преодоление контактной разности потенциалов в твердом телеф, или энергия отдачи Е. Уравнение (2) яв¬ ляется уже более строгим, чем уравне¬ ние (1), и применяется при вычислениях. описываться одним уровнем. Оно может быть сложным, и тогда в спектре будет наблюдаться не одна линия, а несколько. На первый взгляд может показаться, что спектр очень запутанный и сложный. Од¬ нако такая сложность спектра в данном случае не его недостаток, а наоборот, так называемые аномалии в спектрах не¬ сут богатую и ценную информацию об электронной структуре исследуемого ве¬ щества. К эффектам, которые обусловлива¬ ют сложную (мультиплетную) структуру Начально* состояние неоноподобного атома |а|, конечное состояние его иона (б) и общая схема энергетических уровней процесса фото- ионизации |е|. Поскольку в опыте, как правило, произ¬ водится калибровка спектров по хорошо известным значениям энергии связи от¬ дельных электронов, величина Ф(Е) счи¬ тается известной. Если е/— , то разни¬ ца j—е®| равна энергии связи е (уравнейие 1). Если tf Ф е°, то в спект¬ ре могут наблюдаться дополнительные линии, называемые сателлитами. Конечное состояние е? не обязательно может спектров, относятся такие, как простое спин-орбитальное расщепление, мульти- плетное расщепление и мультиплетное возбуждение. Также дополнительные ли¬ нии могут возникать из-за квантовых по¬ терь, которые происходят при выходе электрона из вещества. Вполне естествен¬ но, что такие потери отсутствуют при изучении свободных атомов. Усложнение спектров может быть вызвано и други¬ ми причинами. Рассмотрим эти эффекты на простых примерах. Спин-орбитальное расщепление обу¬ словлено взаимодействием между спи¬ новым и орбитальным моментами элект¬ ронов и приводит к расщеплению конфи¬ гурационного уровня по J (общий момент количества движения). Рассмотрим неоно¬
фотоэлектронная спектроскопия 87 подобный атом с электронной конфигу¬ рацией: 1s22s22p4. У атома инертного газа все электроны спарены и образуют замкнутые подоболочки. В этом случае суммарные спиновый, орбитальный и об¬ щий моменты равны нулю. При вырыва¬ нии одного электрона из 2р4 подоболоч¬ ки в оставшемся ионе с конфигурацией 1s22s22p5 имеется один неспаренный электрон. В этом случае орбитальное квантовое число L = 1, а так как спин не- спаренного электрона может относитель¬ но направления вектора орбитального мо- равным д £ Поскольку от¬ ношение вероятностей перехода атома в состояния № — -) w = 1/2) рав¬ на двум, то интенсивность линии 2р3 ., в два раза больше интенсивности линии 2р 112. В спектре легко выделить линии ns-электронов, так как они не расщепле¬ ны за счет этого эффекта (в этом случае конечное состояние является синглетным, L = 0). Величина расщепления зависит от квантовых чисел п и I Конфигурационно- Начальное состояние бороподобного атома В (а), конечное |б| и общая энергетическая схема процесса (в). мента ориентироваться вдоль и против этого направления, т. е. S=±1/2, то об¬ щий момент будет иметь два значения с L= 1 —1 2 = 1/2 и L=1 + 1/2 = 3/2. ро Это основное конечное состояние ' схематически может быть изобра¬ жено дублетом. В связи с этим в элект¬ ронном спектре вместо одной линии на¬ блюдается дублет с расстоянием (в эВ), го уровня и уменьшается с их увеличе¬ нием, Все это позволяет легко идентифи¬ цировать линии в спектре, т. е. правиль¬ но отнести их к тем или иным электро¬ нам. Может служить информацией и то, что величины простого спин-орбитального расщепления уровней зависят от соедине¬ ния, в котором находится рассматривае¬ мый атом. Мультиплетное расщепление связа¬ но с взаимодействием неспаренных элект¬ ронов, принадлежащих различным под- оболочкам (т. е. энергетическим уровням с различными I). Такое расщепление на¬ блюдается у атомов, содержащих в ва¬ лентной оболочке неспаренные электро¬ ны. Примером могут служить электрон¬ ные и атомные термы начального (до фо¬
ее В. М. Кулаков, Ю. А. Тетерин тоионизации) и конечного состония иона бороподобного атома, имеющего элект¬ ронную конфигурацию 1 s2 2s2 2р 1. Началь¬ ное состояние такой системы должно быть представлено графически двумя атомными термами. Однако в начальном состоянии атом находится всегда на од¬ ном из них, которое более выгодно с энергетической точки зрения. В связи с этим начальное состояние представлено одним энергетическим уровнем с J = 3/2. Для наших рассуждений непринципиаль- 1 Еь < - энергия связи. эВ Спектры 1 s-элеитронов атомоа с конфигурация¬ ми 1s22s!2p* (а| и 1s:2s22p' (б|. но, какой из уровней с J = 1 / 2 или с J = 3/2 будет принят за основной. На практике экспериментально определяется, какое из состояний являет¬ ся основным. При фотоэмиссии одного электрона с Is-уровня на этом уровне возникает вакансия, так называемая «дырка». Для того чтобы охарактеризо¬ вать конечное состояние такого иона, не¬ обходимо оба неспаренных электрона рассматривать вместе. Тогда для общего спинового квантового числа получаются два значения: S = 0; 1, т. е. спины элект¬ ронов могут быть направлены либо в про¬ тивоположные стороны, либо в одну. Ве¬ личина орбитального квантового числа остается без изменения L = 1, так как 1=0 (в случае Is-электрона). Для общего квантового числа получаются при этом два значения J = 1; 2. В спектре вместо одной линии, соответствующей Is-элект¬ ронам, должны наблюдаться две линии, в данном случае с одинаковой интенсивно¬ стью, так как вероятность реализации со¬ стояний с S = Q и S = 1 —одинакова. Ве¬ личина расщепления в электронных спект¬ рах 1 s области атомов, содержащих и не имеющих неспаренного электрона, про¬ порциональна числу неспаренных электро¬ нов, а отношение интенсивностей может быть не равно единице и зависит от от¬ ношения вероятностей реализации этих двух состояний. Картина может значитель¬ но усложниться при рассмотрении муль- типлетного расщепления уровней электро¬ нов для других оболочек более тяжелых атомов, однако при строгом рассмотре¬ нии она поддается интерпретации. Установление самого факта, что мы имеем дело с мультиплетным расщепле¬ нием, говорит о многом. Поскольку маг¬ нитные свойства атомов и молекул обус¬ ловлены неспаренными электронами, из параметров этого расщепления можно из¬ влекать информацию об этих свойствах. По крайней мере из спектров однознач¬ но можно установить, является ли данное соединение или атом диамагнитным или парамагнитным, а также степень включе¬ ния валентных электронов изучаемого атома а химическую связь. Мультиплетное возбуждение обус¬ ловливает появление в спектрах РЭС сложной дополнительной структуры вбли¬ зи основных линий внутренних электро¬ нов. Оно проявляется в форме ийкривле- ния линий, затяжки «хвостов» и в появле¬ нии дополнительных линий (иногда срав¬ нимых по интенсивности), называемых са¬ теллитами. Иэ уравнения (2) видно, что в зависимости от конечного состояния, определяемого энергией f.j , может по¬ явиться одна (основная) и ряд других дополнительных линий (сателлитов). Раз¬ ность энергий конечного и начального f j>) представляет собой состоянии в этом случае сумму Е(,-|-ЛЕ8а[, гДе = ei энергия связи внутреннего электрона, Де5а/—■ энергетическое отделе¬ ние сателлита от основной линии, а е® — энергия невозбужденного состояния иона, содержащего вакансию на внутреннем уровне и определяющая возникновение основной линии. Другими словами, так как при фотоионизации имеется вероят¬
Фотоэлектронная спектроскопия 89 ность дополнительной ионизации или возбуждения, то конечное состояние иона может быть возбужденным (t^ ). В этом случае, согласно уравнению (2), будут на¬ блюдаться линии электронов с меньшей кинетической энергией (большей энергией связи), чем энергия обычных электронов уровня. Расстояние до такой дополнитель¬ ной линии от основной будет определять¬ ся величиной M„ai — Ej—е? а поскольку могут существовать несколько возбужден¬ ных конечных состояний, может наблю¬ даться и несколько сателлитов на расстоя¬ ниях Ле'ч0, = *jp —е® (' — число возбужден¬ ных состояний) от основной линии. Такие дополнительные линии называются shake up — сателлитами (линии, возникающие в результате «встряхивания»). Особенно большое значение это яв¬ ление имеет при изучении сложных мо¬ лекул, где сателлиты по интенсивности могут превосходить основную линию. Не¬ смотря на то что формально мы очень просто объяснили возможность появления сателлитов, в действительности дело об¬ стоит значительно сложней. Основной во¬ прос состоит в том, чтобы использовать эту информацию при изучении электрон¬ ной структуры вещества if его свойств. Для этого необходимо выяснить физиче¬ скую природу явления. К настоящему времени среди исследователей пока нет окончательного единого мнения о его природе. Этот вопрос интенсивно изуча¬ ется за рубежом и у нас в стране (в частности, в нашей лаборатории). Суть не в том, кто первый приведет наи¬ более убедительные доказательства суще¬ ствования того или иного механизма воз¬ никновения сателлитов в спектре. Главное состоит в том, что от этого выиграет сам метод. Появится еще одна возможность более широкого его применения при ис¬ следовании веществ. Рассмотрим несколько предложен¬ ных в последнее время механизмов воз¬ никновения сателлитов в электронных спектрах. То, что конечное состояние ато¬ ма после фотоэмиссии характеризуется не энергией основного состояния, а возбуж¬ денного, говорит о дополнительном воз¬ буждении электронов внешней (как пра¬ вило, валентной) оболочки при удалении электрона с одного из внутренних уров¬ ней атома. Например, под действием об¬ лучения удаляется электрон с 2р6-уровня и одновременно один иэ 35-электронов переходит (возбуждается) на более высо¬ кий энергетический уровень Л^2(2/-М) но не покидает атома. В этом случае должен наблюдаться сателлит на расстоя¬ нии от основной линии (в энергетиче¬ ских единицах), равном разности энер- гий я/2<2*-г1) и ЗБ-уровней. Интенсив¬ ность его будет определяться тем, на¬ сколько такой переход вероятен при внешнем облучении. В действительности, сателлиты могут 2 р. 2р.2 rv 2 а 1 1 6 Ц 1 1 в 4- 4 N •А £ sa t £ь энергия связи. эВ Электронные спектры области 2р->лектронов Ni (aj, N i В бН^О (б|, NiO (sj. Стрелками отмечены сателлиты. Линия 2р расщеплена в дублет за счет простого спин-орбитального вза¬ имодействия. появляться не у произвольно нами вы¬ бранных линий, как мы рассмотрели на предыдущем примере. Чтобы произошла одновременная фотоэмиссия одного электрона и возбуждение другого, необ¬ ходимо, чтобы эти электроны в той или иной мере были связаны между собой, т. е. один из этих двух электронов «чув¬ ствовал» мгновенно изменения в состоя¬ нии другого. На основании таких сообра¬ жений вводятся правила отбора для та¬ ких одновременных переходов, т. е. счи¬ тается, что сателлит может возникать, ес¬ ли при переходе из основного состояния в одно из конечных состояний иона выполняются соотношения: dS=AL = = AJ = 0 (монопольные правила отбора). В связи с этим переходы с появлением сателлитов иногда называют монопольны¬
90 В. М. Куланов, Ю. А. Тетерин ми переходами. Из такого рассмотрения можно предположить, что сателлиты в электронном спектре несут количествен- ную информацию о состоянии валентных электронов в изучаемом атоме и харак¬ тере их включения в связь (химиче¬ скую и др.). В последнее время были предложе¬ ны механизмы появления сателлитов для сложных молекул, включающие вместе с фотоионизацией внутреннего электрона центрального атома одновременное воз¬ буждение в анионах, окружающих ион ме- Электронный спектр молекулы водорода. Наблю¬ даемые линии соответствуют колебательным уров¬ ням ионизованной молекулы. (По К. Зигбану и др. Электронная спектроскопия. М., 1971.) Более детальное исследование этих линий пока¬ зывает, что они имеют тонкую структуру (т. е. состоят иэ ряда линий), которая обусловлена вращением молекулы. талла, или одновременный «перенос» за¬ ряда от аниона к металлу, а также «пе¬ ренос» заряда от металла к аниону. Не исключено, что дополнительные ли¬ нии в спектрах суть результат целого комплекса одновременного проявления различных механизмов возбуждения. В зависимости от соединения число сателлитов может быть различным, а у некоторых соединений они могут вообще отсутствовать. Для металлического никеля наблюдается по одному сателлиту у каж¬ дой компоненты дублета, интенсивность которых по отношению к основной линии не превышает нескольких процентов. Для некоторых его соединений эта вели¬ чина превосходит 50%. Интересен и тот факт, что в спектре этих соединений только у 2р-линий наблюдаются ярко вы¬ раженные сателлиты. При этом может на¬ блюдаться по одному и по два сателли¬ та у каждого компонента, а также у од¬ ного компонента один, а у другого — два сателлита. В определенных случаях на¬ блюдаются только два компонента дубле¬ та основной линии. К настоящему време¬ ни имеются некоторые данные о связи появления сателлитов со структурой и магнитными свойствами сложных молекул (комплексов). Сателлиты не усложняют спектра, так как не мешают его основной интер¬ претации. Их наличие в -спектре служит надежной гарантией, что рассматривае¬ мый атом включился в химическую связь. При изучении комплексных соединений иногда бывает трудно другими спектраль¬ ными методами надежно доказать нали¬ чие в них связи между центральным атомом металла и окружающими его ор¬ ганическими молекулами. Также для раз¬ личных соединений наблюдается прису¬
Фотоэлектронная спектроскопия щая только им форма сателлитов, что практически исключает неправильное от¬ несение спектра к тому или иному соеди¬ нению. Расстояние до сателлитов от основных линий и их площадь несут, ве¬ роятно, количественную информацию о природе химической связи и конечных состояниях иона, возникающего при фо¬ тоионизации. Квантовые энергетические потери фотоэлектроном, вылетающим иэ твердо¬ го образца, иногда приводят к появле¬ нию дополнительных полос со стороны высоких энергий от основной электронной линии. Это происходит за счет потери ча¬ сти энергии электрона на возбуждение плазмонов. Плаэмоны—это коллективные возбужденные колебания электронного «газа» в объеме или поверхности иссле¬ дуемых металлов или полупроводников. Такие колебания не могут происходить с произвольной частотой, а принимают дискретные значения, определенные для данного материала, т. е. квантуются. По аналогии с фотонами, плазменным колебаниям соответствует своя кваэичас- тица (квант плазменных колебаний), назы¬ ваемая плазмоном. Плазмон обладает энергией е = Л\п,где v„— частота плаз¬ менных колебаний. Дополнительные линии в спектрах, возникающие из-за этого эффекта, до¬ вольно интенсивны и проявляются на рас¬ стояниях в несколько десятков электрон- вольт от основных линий. Такие дополни¬ тельные линии очень похожи на сателли¬ ты, возникающие из-за мультиплетного возбуждения. Однако эти различные по своей природе сателлиты легко отличить друг от друга. Линии, возникающие при плазменных потерях электронами энергии, сопутствуют всем основным линиям элект¬ ронного спектра атома и расположены от них на одном и том же расстоянии, рав¬ ном ftvn. Сателлиты же мультиплетно¬ го возбуждения наблюдаются только при определенных линиях спектра. Интенсивность и расстояние от основных линий сателлитов, обусловлен¬ ных плазменными потерями, несут важ¬ ную количественную информацию о коо¬ перативных электронных эффектах, опре¬ деляющих структуру и свойства твердых тел, дают возможность определить энер¬ гию квантовых уровней плазменных ко¬ лебаний. Колебательная и вращательная структура молекул может проявляться в спектрах при использовании ультрафиоле¬ тового возбуждающего излучения. При фотоионизации молекулы образовавший¬ ся молекулярный ион может перейти как в свое основное состояние, так и в одно из возможных колебательных и враща¬ тельных состояний, которое, как и элек¬ тронные состояния, квантованы. В резуль¬ тате в спектре должна появиться серия линий, отвечающая энергетической струк¬ туре образовавшегося ио£Га.~ Эта ситуация аналогична той, которую мы рассматри¬ вали в случае мультиплетного возбуж¬ дения. Отличие состоит лишь в том, что в настоящем случае нам известна фи¬ зическая природа молекулярных ионных термов, поскольку они хорошо изучены, а при мультиплетном возбуждении этот вопрос остается далеко еще не ясным. Таким образом, фотоэлектронная спектроскопия позволяет широко изучать молекулярные спектры веществ, давая практически их полное энергетическое описание. В заключение следует отметить, что фотоэлектронная спектроскопия займет достойное место в ряду методов, наибо¬ лее широко применяемых при самых раз¬ личных научных и технических исследова¬ ниях. Ученые нашей страны внесли суще¬ ственный вклад как в развитие этого ме¬ тода, так и в направлении создания бо¬ лее совершенных приборов. Н. М. Жаво¬ ронков, Ю. А. Буслаев, В. И. Нефе¬ дов и др. не только одними из первых в нашей стране стали широко использо¬ вать фотоэлектронную спектроскопию для исследования структуры вещества, но так¬ же много способствовали развитию этого направления и созданию эксперименталь¬ ной техники в нашей стране. УДК 539.184
92 История науки «Природа», 1977, N9 2 Новые данные о письмах Дарвина Марксу А. Е. Гайсинович Доктор биологических наук Москва В 1931 г. в журнале «Под знаменем марксизма» Ns 1—2 было опубликовано письмо Чарлза Дарвина от 13 октября 1880 г., посланное им якобы Карлу Марксу. Публикация была осуществлена от имени Института Маркса и Энгельса и, судя по всему, была подготовлена недостаточно квалифицирован¬ ным сотрудником, допустившим в небольшой вводной части ряд существенных неточностей. Это письмо многократно пуб¬ ликовалось в Советском Союзе и за рубежом, вокруг него имеется значительная литература. Однако за последние годы появился ряд статей, в которых высказывались сомнения в том, что письмо Дарвина адресовано Марксу. Статья доктора биологических наук А. Е. Гайсиновича, наряду с обобщением данных, содержавшихся в ряде изданий последних лет, вводит в оборот ранее неизвестное письмо Эдуарда Эвелинга Чарлзу Дарвину от 12 октября 1880 г., иэ которого -становится совершенно очевидно, что письмо Дарвина от 13 октября 1880 г. было направлено не Карлу Марксу, а Эдуарду Эвелингу. Содержание статьи А- Е. Гайсиновича восстанавливает истину, кладет конец многократно высказанным сомнениям и недоумениям и, что особенно важно, различным неверным толкованиям отношения Дарвина к Марксу. Б. М. Рудяк Старший научный сотрудник Института марксизма-ленинизма при ЦК КПСС Как известно,, среди обширного эпи¬ столярного наследия Ч. Дарвина имеются два письма, которые издавна считаются адресованными К. Марксу. Первое из них, датированное 1 октября 1873 г., было впервые опубликовано в 1897 г. Эдуар¬ дом Эвелингом1, мужем младшей дочери ' Письмо опубликовано в тексте статьи Э. Эвелинга «Чарлз Дарвин и Карл Маркс (сравнение)» (Aveling Eduard. Charles Darwin and Karl Marx; a comparison.— «The New Centuary Review», 1897, March — April, p. 243). На русском языке эта статья Эвелинга была опубликована в том же году («Науч¬ ное обозрение», 1897, № 10, с. 46—62) и с тех пор неоднократно перепечатыва¬ лась, как в отдельном издании (Киев, 1906), так и в сборнике «Дарвинизм и Маркса Элеоноры. Это письмо было от¬ ветом на присылку Марксом Дарвину эк¬ земпляра 2-го немецкого издания первого тома «Капитала», опубликованного в мае 1873 г. Остается неизвестным, сопроводил марксизм», в сокращенном виде (1-е изд., Харьков, 1923; 2-е изд., Киев, 1925). Текст письма Дарвина неоднократно цитировал¬ ся и отдельно: в книге Л. Вольтмана «Теория Дарвина и социализм» (СПб, 1900, с. 9); в статье К. А. Тимирязева «Ч. Дарвин и К. Маркс», впервые опуб¬ ликованной в журнале «Пролетарская культура» (1919, № 19) и позже неодно¬ кратно перепечатывавшейся (см. Тими¬ рязев К. А. Соч., т. IX. М., 1939, с. 345). Оно включено в издание: Дарвин Ч. Из¬ бранные письма. Составление, перевод и примечания А. Е. Гайсиновича. М., ИЛ, 1950.
Новые данные о письмах Дарвина Марксу 93 ли Маркс свою посылку письмом, так как в бумагах Дарвина не сохранилось ника¬ кого письма от Маркса. Однако в Дауне, загородном имении Дарвина, хранится тот экземпляр «Капитала», который был при¬ слан Марксом. Пишущему эти строки уда¬ лось удостовериться в этом лично при по¬ сещении Дауна в 1958 г.2 На томе «Капитала», хранящемся в Дауне, имеется собственноручная дарст¬ венная надпись Маркса: Mr. Charles Darwin on the part of his sincere admi¬ rer. Karl Marx. London 16 June 1873. 1, Modena Villas, Maitland Park. (Г-ну Чарлзу Дарвину от искреннего по¬ читателя. Карл Маркс. Лондон, 16 июня 1873 г. 1, Модена Вилла, Мейтленд Парк.) В своем письме Дарвин благодарит Маркса: 1 октября 1873 Дорогой сэр, благодарю Вас за присылку Вашего большого труда о Капитале; я искренне желал бы быть более достойным его по¬ лучения, лучше разбираясь в этом глубо¬ ком и важном вопросе политической эко¬ номии. Сколь ни были бы различны наши научные интересы, я полагаю, что мы оба искренне желаем расширения познания и что оно в конце концов несомненно по¬ служит к возрастанию счастья человече¬ ства. Остаюсь,1 дорогой сэр, преданный Вам Чарлз Дарвин3 Перевод этого письма был сделан мною по фотокопии оригинала, которую я получил в Институте Маркса — Энгель¬ са (ныне Институт марксизма-ленинизма при ЦК КПСС), когда готовил издание «Избранных писем» Дарвина. В присланном Дарвину томе «Капи¬ тала» разрезаны лишь первые 105 стра¬ ниц, остальные страницы (106—822), в том числе оглавление, остались неразрезанны¬ ми4. И все же письмо Дарвина свиде¬ тельствует, что ему было известно значе¬ ние Маркса как ученого и общественного деятеля. Хотя Дарвин, как известно, был далек от идей социализма, он смог оце¬ нить серьезный научный характер труда Маркса («мы оба искренне желаем рас- 2Гайсинович А. Е. XV Международ¬ ный зоологический конгресс.— «Изв. АН СССР. Сер. биол.», 1959, № 2, с. 313. 3 Д а р в и н Ч. Избранные письма. М., 1950, с. 238. 'Gruber Н. Е. Darwin and Das Kapi- tal.— «Isis», 1961, v. 52, p. 582. ширения познания») и его благородную цель («послужить возрастанию счастья че¬ ловечества»). Таким образом, хотя в письме Дар¬ вина нет указаний, кому оно адресовано, не приходится сомневаться, что ее адре¬ сатом был Карл Маркс. Оригинал этого письма попал к Эвелингу, вероятно после смерти Маркса, через посредство его до¬ чери Элеоноры, жены Эвелинга. После смерти Элеоноры в 1898 г. и последовав¬ шей в том же году смерти Эвелинга это письмо вместе с другими документами оказалось в конце концов в Архиве со¬ циал-демократической партии Германии. Ныне оно хранится в Амстердаме, в архи¬ ве Международного института социальной истории, куда перешел архив Германской социал-демократической партии5. Гораздо сложнее обстоит вопрос об адресате другого письма Дарвина, также считавшегося адресованным Марксу. Это письмо от 13 октября 1880 г. впервые было опубликовано лишь в 1931 г. в журнале «Под знаменем марксизма»6. В этом письме Дарвин благодарит за «любезное письмо и приложение к не¬ му» и объявляет, что «для опубликова¬ ния в какой бы то ни было форме Ва¬ ших замечаний на 'мои книги вовсе не требуется моего согласия и было бы смешно с моей стороны давать свое со¬ гласие на дело, для которого оно не требуется. Я предпочел бы, чтобы от¬ дел7 или том не был посвящен мне (хо¬ тя и благодарю Вас за честь, которую Вы хотели мне оказать), потому что это до известной степени означало бы, что я одобряю все сочинение, о котором я, однако, ничего не знаю». Далее Дарвин продолжает: «Будучи решительным сто¬ ронником свободы мысли во всех вопро¬ сах, я все-таки думаю (правильно или неправильно, все равно), что прямые до¬ воды против христианства и теизма едва ли произведут какое-либо впечатление на публику и что наибольшую пользу свобо¬ де мысли приносит постепенное просве¬ щение умов, наступающее в результате прогресса науки. Поэтому я всегда созна- 5 В комментариях к письму Ч. Дарвина я ошибочно утверждал, что «письмо хра¬ нится в Институте Маркса — Энгельса — Ленина» (Ч. Дарвин. Избранные письма, с. 353). 6 Письмо Чарлза Дарвина Карлу Марксу — «Под знаменем марксизма», 1931, № 1—2, с. 203—204. 7 В оригинале — «the part», т. е. часть, а не отдел.
94 А. Е. Гайсинович лмлА *(U li«M4 Das KapitaL Т,йиЭч, Kritik der politiechen Oekonomie. Титульный лист 2-ro издания «Капитала» с дарственной над¬ писью К. Маркса Ч. Дарвину. i Karl Marx. W* % re** ^ 0 * fi* 4 t * ‘ JW4 Enter BftBd. I •век It Der Рг*евМ1«в«ргве?м det Ki^Uli. V # • f \ Ъ * Zwett* verbeeeerte Auflags. ^ j v ■’Nl .Dm RrcUt #*» Httiwi— J wir4 пмМийМ. J W- «. . ... . 1 -4 J Ж; ■ j A <* Hamburg jf - VerUg von Otto Meiwaer. 1872. тельно избегаю писать о религии и огра¬ ничил себя областью науки...» И Дарвин заканчивает свое письмо следующей фразой: «Мне грустно»8 отве¬ чать отказом на Вашу просьбу, но я стар й очень слаб, и просмотр корректур (как я убедился в последние дни на опыте) сильно меня утомляет»’. Таково основное содержание этого письма Дарвина. Какие же приводились аргументы в пользу того, что оно адре¬ совано было Марксу? В предисловии к публикации утверждалось следующее: «[письмо] является ответом Дарвина на 8 В оригинале «I am sorry», т. е. я со¬ жалею. 9 «Под знаменем марксизма», 1931, № 1—2, с. 203—204. См. также: Дарвин Ч. Из¬ бранные письма. М., 1950, с. 275. просьбу Маркса просмотреть в корректу¬ ре английского издания «Капитала» те места (гл. XII и XIII), где Маркс ссы¬ лается на эволюционное учение. Дарвин еще раньше в письме от 1 октября 1873 г., выражая Марксу благодарность за экземпляр французского перевода «Капитала» 1 °, подчеркнул, что считает се¬ бя мало достойным этого подарка, так как не знаком с политической экономией, теперь же он отказывается от чести по¬ священия ему соответствующих глав, боясь, чтобы не заподозрили его, что он в какой-то степени одобряет это поноси¬ мое буржуазией сочинение...»11 10 В действительности, как уже говори¬ лось, в Дауне хранится экземпляр немец¬ кого издания «Капитала». 1 1 «Под знаменем марксизма», 1931, № 1—2, с. 203.
Новые данные о письма» Дарвина Марксу 95 Фрагмент письма Э. Эвелинга Ч. Дарвину от 12 октября 1060 г. *Лм - 1*3l. io . ЪЪ a V* • ^ллл>л«Дл^.о ^ cxj^oU-, ovv^oJLa- . Л)*^г w>.«s.j' * \ /«' \ V WUjU ^ l»4^l / ' * '(j'"' * iuKaaaX^ Ц-*- ej(J^ouaj^..- V*yei— ^V*-; k - i-с^А/ iu4> Woo axJw^5b^o Ч’ W^oIkxn»- SuJ^r*-**V- vj iHU -£л&1*Л , • ^«Out «o$L 04VX iiu у^оо^^Ал^-Ц».... Ъл^Шч^Ъ ^ *'>' QJUvJUi^ (JWJba (_ МЯ. ч) '(^^АЛИЬ |Ц1 W й_ S]^ iuiri/пгл папвбппд кКдпигдпАи qi_iv< _1.л • v> •>. -Л Таким образом, в этом предисловии утверждалось, будто письмо Дарвина яв¬ ляется ответом на присылку Марксом корректур английского перевода «Капи¬ тала» и на просьбу Маркса дать разре¬ шение на «посвящение ему соответствую¬ щих глав» этого труда. До самого последнего времени эта версия объяснения содержания письма Дарвина была принята в нашей и зару¬ бежной печати и адресат этого письма не подвергался сомнению. Высказывались лишь различные, толкования относительно того, что послал Маркс Дарвину. Дело в том, что английское изда¬ ние «Капитала» вышло лишь в 1886 г., после смерти как Дарвина (1882), так и Маркса (1883). Поэтому не могло быть и речи о корректурах этого издания в 1880 г. Высказывалось предположение, что Маркс послал Дарвину корректуру французского перевода «Капитала», выхо¬ дившего выпусками в 1872—1875 гг.12 Однако такое предположение было столь же странным и непонятным: о какой кор¬ ректуре могла быть речь спустя 5—8 лет после выхода издания! И зачем было Марксу посылать французский перевод книги, которую он уже посылал Дарви¬ ну в немецком издании еще в 1873 г.? Столь же голословно и не выдерживает никакой критики предположение другого исследователя1 э, что Маркс послал Дарви- 12 Lucas Е. Der Briefwechsel zwischen Marx und Darwin.— «Internet. Review of Social History», 1964, v. IX, p. 468—469. Впрочем, Лукас сам подвергает сомнению достоверность этого предположения. 13 С о I р R. jr. The contacts between Karl Marx and Charles Darwin. «J. Hist, of Ideas», 1974, v. 35, p. 335—336.
96 А. Е. Гайсинович ну в рукописи английский перевод тех примечаний к «Капиталу», в которых идет речь о Дарвине и об его объяснении «естественной технологии», т. е. «образо¬ вания растительных и животных орга¬ нов»14. В этом случае вообще отпадала необходимость чтения Дарвином коррек¬ туры этих же примечаний. Остается вовсе необъяснимой ссыл¬ ка Дарвина на «прямые доводы против христианства и теизма», которых нет в «Капитале» Маркса. Все эти противоречия и несоответ¬ ствия, возникающие при допущении, что письмо Дарвина 1880 г. было адресовано Марксу, были подвергнуты детальному анализу канадским исследователем Льюи¬ сом Фейером в его недавней обстоя¬ тельной статье15. В результате своего ана¬ лиза Фейер приходит к убедительному выводу, что письмо Дарвина 1880 г. ад¬ ресовано не Марксу, а Эвелингу. Он об¬ ращает внимание раньше всего на то об¬ стоятельство, что Эвелинг, опубликовав¬ ший письмо Дарвина к Марксу от 1 ок¬ тября 1873 г., не упоминал о существо¬ вании второго письма. Такого упоминания нет и в других печатных произведениях Эвелинга. Между тем оба письма находи¬ лись в распоряжении Эвелинга и Элеоно¬ ры Маркс и совместно сохранились в тех бумагах, которые после их смерти попали в архив Германской социал-демократиче- ской партии. - Фейер убедительно обосновал гипо¬ тезу, что «приложение к письму», о ко¬ тором говорил Дарвин в 1880 г., содер¬ жало, по-видимому, серию статей Эвелин¬ га, публиковавшихся им на протяжении 1879 г. под общим названием «Darwin and his views» («Дарвин и его взгляды») в английском атеистическом журнале «The national reformer» («Национальный реформатор»). В этой серии статей, опу¬ бликованных в 29 номерах журнала, под¬ вергались последовательному хронологи¬ ческому анализу все труды Дарвина. Та¬ кое содержание статей Эвелинга вполне соответствует фразе Дарвина в его пись¬ ме 1880 г.: «Для опубликования в какой бы то ни было форме Ваших замечаний на мои книги вовсе не требуется моего согласия». В 1881 'г. Эвелинг опублико¬ вал серию своих статей в виде книги под названием «Изучая Дарвина»16. Вполне естественно, что Эвелинг высказал жела¬ ние получить у Дарвина согласие на по¬ священие ему своей будущей книги. Это также находит отражение в письме Дар¬ вина: «Я предпочел бы, чтобы часть или том не были посвящены мне...» Наконец, в связи с нежеланием Дарвина высказывать свое отношение к религии и атеизму, недвусмысленно обо¬ снованным им в письме, Фейер подробно освещает атеистическую деятельность как самого Эвелинга, так и движения «свобо¬ домыслящих» в Англии, к которому он принадлежал. Он был одним иэ активных руководителей National Secular Society (Национального светского общества), офи¬ циальным органом которого был журнал «The national reformer». Это общество издавало также серию атеистических пам¬ флетов и книг, среди которых были и произведения Эвелинга («Иррелигиоз- ность науки», «Безнравственность Бога», «Бог умирает, природа остается» и др.). Само собой разумеется, Эвелинг считал учение Дарвина атеистическим. Он писал в одном из своих атеистических памфле¬ тов: «Люди науки всегда были атеистами своего времени... Гекели и Тиндаль ирре- лигиозны, но, в угоду респектабельности, проявляют это в трусливой форме. Чарлз Дарвин больше всех других сделал для осуждения религии. Хотя он отказывается от мысли нападать на религию, каждая написанная им строка, каждая провозгла¬ шенная им теория является атакой на ре¬ лигию»17. В книге Эвелинга «Изучая Дар¬ вина», которая входила в серию «Между¬ народная библиотека науки и свободо¬ мыслия», издаваемую Национальным свет¬ ским обществом, атеизм учения Дарвина нашел свое полное отражение. В свете этих данных вполне естественными были высказывания Дарвина в письме 1880 г. о религии и атеизме и его отказ как обсуждать эти вопросы, так и давать со¬ гласие на посвящение ему книги или ста¬ тей Эвелинга. Таковы основные доводы Фейера в пользу предположения, что письмо Дар¬ вина от 13 октября 1880 г. адресовано не Марксу, а Эвелингу.'Следует признать эти доводы вполне убедительными. Чтобы их сделать абсолютно достоверными, бы- 14 М а р к с К., Энгельс Ф. Соч., т. 23, 1960, с. 353—354 и 303. 16 A v е I i n g Е. The student's Darwin. L., 15 F e u e r L. S. Is the «Da rwin — Marx 1681. correspo nde псе» authentic? — «Anna Is of l7Aveling E. Irreligion of science, science», 1975, v. 32, p. 1 —12. L., 1881, pp. 5—7.
Новые данные о пигьИМ Дарвина Марксу 97 ло бы желательно найти то письмо Эве¬ линга, на которое отвечал Дарвин. В настоящее время это письмо об¬ наружено и, благодаря любезности про¬ фессора Ф. Буркхардта (США), в моем распоряжении находится его копия'8. В датированном 12 октября 1880 г. пись¬ ме Эвелинг пишет: «Дорогой сэр, много месяцев назад я осмелился послать Вам первые номера из серии статей о Ваших трудах... Жур¬ нал, в котором они появились, прежде¬ временно прекратился [изданием] и после этого я решил эти статьи написать зано¬ во и опубликовать их вместе со многими другими, их продолжающими, в [журна¬ ле] «Национальный реформатор». И далее Эвелинг перечисляет те труды Дарвина, которые он уже изложил в своих статьях: «Путешествие» [на корабле Бигл], «Вулка¬ нические острова», «Геология Южной Америки», «Орхидеи», «Ползучие расте¬ ния», «Насекомоядные растения». И про¬ должает: «Я намерен после изучения «Форм цветковых растений» и «Пере¬ крестного опыления и самоопыления» пе¬ рейти к «Cirripedia» и, наконец, к серии [трудов], начиная с «Происхождения [ви¬ дов]» и кончая в настоящее время «[Вы¬ ражением] эмоций». Из этого перечня очевидно, что письмо адресовано Дарви¬ ну, сочинения которого Эвелинг перечис¬ лил. * Далее в письме излагается проект издания «Международной библиотеки науки и свободомыслия», в которую предполагается включить переводы книг Л. Бюхнера, Э. Геккеля и ряда француз¬ ских и итальянских авторов. «Вторым то¬ мом в этой серии мы намерены сделать мой труд о Ваших сочинениях и учени¬ ях,— продолжает Эвелинг,— и поэтому я снова Вам пишу, чтобы узнать, получит ли одобрение этот план и будет ли та¬ ким образом иметь привилегию Вашего личного согласия». Затем Эвелинг просит разрешения Дарвина посвятить ему труд и заканчивает письмо следующей фразой: «Если для Вас не будет очень затрудни¬ тельно, я был бы рад посылать Вам корректуры моего труда по мере их по¬ ступления». Из этого краткого изложения пись¬ ма Эвелинга очеви^ю, что оно во всех пунктах соответствует содержанию письма Дарвина от 13 октября 1880 г., являюще¬ гося, бесспорно, ответом на него. Итак, единственным известным нам в настоящее время письмом Дарвина, адресованным Марксу, является его пись¬ мо от 1 октября 1873. 16 Письмо хранится в библиотеке Кем¬ бридж ского университета, в бумагах Ч. Дарвина. Я выражаю искреннюю при¬ знательность профессору Ф. Буркхардту (F. Burkhardt) за предоставление ксеро¬ копии этого письма. 4 «Природа» № 2
98 Биология «Природа», 1977, № 2 ДМИТРИЙ ПЕТРОВИЧ ФИЛАТОВ В юбилейный год Великого Октября мы обращаемся к истории советской науки и ее выдающимся представителям. К плеяде замечательных биологоя-жспериментаторов и био- логоя-мыслителей принадлежал основатель одного иэ глаяных направлений в русской и советской экспериментальной био¬ логии — Дмитрий Петрович Филатов. Д. П. Филатов-эмбриолог Т. А. Детлаф Татьяна Антоновна Детлаф, доктор биологических наук, заведует лабораторией экспериментальной эмбриологии им. Д. П. Фила» това Института биологии развития им. Н. К. Кольцова АН СССР. Эмбриолог, ученица М. М. Завадовского и Д. П. Филатова. Автор серии работ по Экспериментальной эмбриологии амфибий и осетровых рыб. Дмитрий Петрович Филатов вошел в историю биологической науки как созда¬ тель оригинального сравнительно-морфо¬ логического направления в механике раэ- Более подробное изложение содержания отдельных работ Д. П. Филатова читатель может найти в большой статье о Фила¬ тове Л. В. Полежаева («Журнал общей биологии», 1946, т. 7, № 5, с. 313—343) и в статье Т. А. Детлаф («Онтогенез», 1976, т. 7, № 5). вития, один из основоположников экспе- риментальной эмбриологии у нас в стра¬ не, организатор и глава- московской шко¬ лы экспериментальных эмбриологов, натуралист и зоолог, блестящий экспери¬ ментатор и глубокий теоретик. В настоящей статье мне хотелось не только рассказать читателям «Природы» о крупном ученом, внесшем серьезный вклад г науку, но и познакомить новое поколение с идеями и мыслями Филато-
Д. П. Филатов-эмбриолог 99 4* Дмитрий Петрович Филатов (31.1 (12.11). 1876— 10.1.1943).
100 Т. А. Детлаф ва, обращенными в будущее и не поте¬ рявшими своей организующей роли и в наши дни, в период нового наступления на еще не раскрытые тайны превращения относительно простого яйца в сложно уст¬ роенный организм. На развитие этой увлекательной области науки направлены сейчас усилия не только эмбриологов и цитологов, но и молекулярных биологов и генетиков. На современном уровне на¬ уки об индивидуальном развитии — био¬ логии развития — многое из того, о чем думал и говорил Филатов, приобретает новое значение и новый смысл. Филатов был ученым особого скла¬ да — он не столько обобщал готовые фак¬ ты, сколько искал пути для получения новых, более глубоких, более строгих знаний. Он переосмысливал известное и за ним искал его скрытые глубинные при¬ чины. Вероятно, именно эти особенности Филатова определили его место в науке, позволяли ему преодолевать ограничен¬ ность текущего научного движения и про¬ кладывать пути в будущее. Филатов учился и работал в среде крупных отечественных эволюционных морфологов — сравнительных анатомов и эмбриологов. Первые его научные работы были посвящены сравнительно-эмбриоло¬ гическому изучению развития выдели¬ тельной системы у амфибий, закладки хрящевого черепа и метамерии головы у некоторых позвоночных. Выполненные в классическом стиле описательных сравни- тельно-морфологических исследований, они стали тем трамплином, оттолкнув¬ шись от которого, Филатов отошел от описательных сравнительно-эмбриологиче¬ ских исследований и пошел дальше своим, оригинальным путем. Высказанное Э. Геккелем еще в конце XIX в. положение, что индивиду¬ альное развитие особи — онтогенез — в общих чертах повторяет историческое развитие вида — филогенез, который, сле¬ довательно, и определяет последователь¬ ные преобразования зародыша в онтоге¬ незе, о начале нашего века поддержива¬ лось всеми эволюционными морфоло¬ гами. Филатова не удовлетворяло такое решение проблемы онтогенетической причинности, и он пытался вскрыть при¬ чинные отношения между частями разви¬ вающегося зародыша. Изучая ранние ста¬ дии закладки черепа, он обнаружил в ос¬ новании его, на месте будущих хрящей, направленные потоки эмбриональных со¬ единительнотканных клеток (мезенхимы), а на месте хрящевых капсул, окружаю¬ щих органы чувств — локальные скопле¬ ния мезенхимных клеток. Филатов пред¬ положил, что на мезенхиму могут влиять закладки соседних, немезенхимных орга¬ нов головы. Позднее он проверил спра¬ ведливость своей гипотезы эксперимен¬ тально. С помощью ножичка, выточенно¬ го иэ швейной иглы, под лупой он у зародыша жабы пересадил зачаток вну¬ треннего уха (слуховой пузырек) из об¬ ласти головы в туловище. Результат это¬ го опыта превзошел все ожидания Фила¬ това: слуховая капсула образовалась не в голове, а вокруг пересаженного пузырь¬ ка, в чужом месте. Значит, слуховой пу¬ зырек действительно влияет на мезенхим¬ ные клетки, но не пассивно уплотняя их, как он предполагал раньше, а активно притягивая их к себе и таким образом вы¬ зывая образование слуховой капсулы. Эта работа была опубликована в 1916 г. в «Русском зоологическом журнале» и зна¬ меновала собой рождение у нас в стране экспериментальной эмбриологии, или, как тогда ее называли, механики развития. Механика развития как эксперимен¬ тальная наука о причинных механизмах индивидуального развития сформирова¬ лась в Европе на рубеже XIX—XX вв. Ее основатель В. Ру главными задачами ме¬ ханики развития считал выяснение зависи¬ мости развития одной части зародыша от влияния других частей, определение вре¬ мени такого влияния, а также определе¬ ние стадии, когда материал, из которого позднее возникает зачаток органа, при изменении условий уже не может изме¬ нить пути своего дальнейшего развития, т. е. оказывается детерминированным. За¬ дачи, поставленные Ру, не были абсолют¬ но новыми и в той или иной форме были сформулированы уже его предшественни¬ ками (К. Вольфом, В. Гисом). Однако Ру не ограничился постановкой задач и раз¬ работкой программы исследований по ме¬ ханике развития, а указал также и пер¬ воначальные пути ее осуществления — эк¬ спериментальное расчленение единого процесса развития на его компоненты при помощи операций на живых зародышах. Опыты на развивающихся зароды¬ шах позволили обнаружить массу неизве¬ стных до того явлений (например, нали¬ чие яиц с разным уровнем дифференци- ровки цитоплазмы, так называемых моза¬ ичных и регуляционных яиц), а примене¬ ние методов разделения, пересадки, изоляции и сращивания частей, а также усовершенствование техники микрохирур¬
Д. П. Филатое-эмбриолог 101 гических операций обеспечили бурный рост нового направления исследований. При этом сравнение причинных отношений в развитии зародышей разных видов или классов животных (и растений), по мне¬ нию Ру, имело значение только как спо¬ соб выявить повторяющиеся существен¬ ные особенности, а изменчивость их он относил к категории несущественных яв¬ лений. Зарубежная эмбриология в осно¬ ве своей была антиэволюционна. Развитие эмбриологии в нашей стра¬ не в первой четверти XX в. шло другими путями. У нас, в школе А. Н. Северцова, на основе сравнительно-эмбриологических исследований, создавалась теория филэм- бриогенезов, согласно которой в основе эволюции животного мира лежит измен¬ чивость онтогенезов. В центре внимания исследователей стояли вопросы о путях эволюции, о происхождении и родствен¬ ных отношениях разных систематических групп животных, переоценка биогенетиче¬ ского закона, и только Филатов заду¬ мался над вопросом о причинах формо¬ образовательных процессов, действующих в самом развивающемся зародыше. К тому времени, когда Филатов впервые смог вплотную заняться изуче¬ нием причинных механизмов развития и близко познакомился с литературой по этим вопросам, механика развития рас¬ полагала уже большим количеством фак¬ тов: были открыты явления индукции, т. е. влияние материала одних закладок на дифференцировку других, например, влияние зачатка глаза, глазного пузырь¬ ка на прилежащий к нему покровный эпи¬ телий, в результате чего в последнем образуется линза. Ниже мы приводим основные ре¬ зультаты экспериментальных исследований на примере зависимости развития линзы от глазного пузырька, поскольку именно глаз стал основным объектом исследова¬ ний Филатова. X. Шпеманом было пока¬ зано, что если у зародышей травяной ля¬ гушки зачаток глаза удалить до того, как он успел оказать свое действие на мате¬ риал, иэ которого должна развиться лин¬ за (линэообраэующий материал), то линза у них не образуется, а если его удалить немного позднее, то линза развивается дальше и в отсутствие глазного пузырька. Если глазной пузырек травяной лягушки пересадить под брюшной эпителий заро¬ дыша, то еще в недетерминированном материале будущего брюшного эпителия он может вызвать образование дополни¬ тельной линзы. В аналогичных опытах на зародышах прудовой лягушки были полу¬ чены другие результаты: при удалении глазного зачатка на ранних стадиях раз¬ вития зародыша, до его контакта с лин¬ зообразующим эпителием, в последнем линза образовывалась, а при пересадке глазного пузырька под брюшной эпите¬ лий — линза не возникала. Создавалось впечатление, что глазной пузырек у пру¬ довой лягушки не оказывает индуцирую¬ щего действия на эпителий и не вызывает в нем образования линзы. В этих особенностях линзообразова- Разрез через зародыш прудовой лягушки на уроане глаза. Над прааым зачатком глаза линзо- образующий эпителий был удален и на его ме¬ сто посажен участок темного брюшного эпите¬ лия жабы. Из брюшного эпителия жабы под влиянием глазного зачатка прудовой лягушки образовалась линза. |Фото из журнала «W, Коих' Arch. Г. Entw i ck.-mech.», 1925, В. 10$, Н. 3. S. 480.| ния у двух видов лягушек Филатов уви¬ дел яркий пример эволюционной измен¬ чивости причинных механизмов развития, и именно они особенно заинтересовали Филатова и определили направление его дальнейших исследований. Таким образом, уже с самого начала активной работы Фи¬ латова в области механики развития опре¬ делилась линия его самостоятельных ин¬
102 Т. А. Детлаф тересов, приведших его к созданию срав- нительно-морфологического, в основе своей эволюционного, направления в ме¬ ханике развития. За короткое время Филатов выпол¬ нил ряд работ по развитию глаза, кото¬ рые принесли ему широкую известность. Для выяснения способности глазного пу¬ зырька прудовой лягушки индуцировать линзу Филатов удалил у зародыша пру¬ довой лягушки линзообразующий эпите¬ лий и на обнаженный глазной пузырек пе¬ ресадил участок брюшного эпителия за¬ родыша жабы, способный отвечать на индуцирующее действие глаза образова¬ нием линзы. Под влиянием глазного пу¬ зырька прудовой лягушки в эпителии жа¬ бы образовалась линза. Таким образом было показано, что видовые отличия обу¬ словлены различными свойствами эпите- лиев, а не свойствами глазных зачатков. Много позднее Филатов показал, что в основе этих различий лежит разный темп дифференцировки эпителия разных видов амфибий. Филатов одним из первых вы¬ сказал предположение, что детерминация линзы — не одноступенчатый процесс, и в нем, помимо глаза, могут участвовать закладки других органов. Ряд важных данных о начальных изме¬ нениях и источниках клеточного матери¬ ала Филатов получил при изучении обра¬ зования зачатка конечности, состоящего из скопления мезенхимных клеток и по¬ крывающего его эпителия. В этой работе Филатов пытался выяснить морфогенети¬ ческое значение взаимодействия эпители¬ альной и мезенхимной частей закладки, играющие, как теперь известно, большую роль в самых разных органогенезах. На примере конечности Филатов впер¬ вые открыл значение объема клеточного материала для начала дифференцировки органа. Искусственно увеличив количество мезенхимных клеток в зачатке одной ко¬ нечности, он обнаружил, что этот зача¬ ток начинает дифференцироваться рань¬ ше, чем контрольный, не увеличенный за¬ чаток. При этом существенно, что объем материала — не универсальный фактор дифференцировки: в аналогичных опытах увеличение объема клеточного материала на зачатке глаза такого эффекта не дало. Изучая развитие конечности, Фила¬ тов пришел к выводу, что начальные ста¬ дии некоторых органогенеэов неспеци¬ фичны и образование того или иного ор¬ гана консервативнее, чем приводящие к нему формообразовательные процессы. Об этом же говорили результаты опытов Филатова с удалением слухового пузырь¬ ка у зародышей осетра и севрюги, а так¬ же удаления и пересадки в чуждое окру¬ жение слухового пузырька у зародышей щуки. Эти данные заставили Филатова пе¬ ресмотреть вопрос о значении эмбриоло¬ гических критериев при установлении го¬ мологии органов. Филатов считает, что, в силу большой изменчивости как источни¬ ков, так и локализации материала, обра¬ зующего закладку одного и того же орга¬ на у разных животных (в частности, ма¬ териала слуховой капсулы у рыб и амфи¬ бий), привлекать эмбриологические дан¬ ные в подтверждение гомологии тех или иных органов можно лишь с большой осторожностью и лишь в некоторых слу¬ чаях. С конца 30-х годов с Филатовым ра¬ ботают его первые ученики и сотрудники (Н. А. Мануйлова, В. В. Попов, М. Н. Ки¬ слое), а позднее, к середине 40-х годов, число учеников Филатова быстро увели¬ чивается (Т. А. Беднякова, М. Н. Госте- ева, Т. А. Детлаф, Р. Е. Коган, Ф. Н. Ку- черова, Н. И. Лазарев, Д. А. Потемкина, О. А. Сидоров, А. П. Шейна и многие дипломники). В близком контакте с Фи¬ латовым работали Б. Л. Астауров, А. Г. Лап- чинский, Г. В. Лопашев, А. А. Малиновский и Л. В. Полежаев. Теперь Филатов получил возмож¬ ность при помощи учеников и сотрудни¬ ков развернуть широкие сравнительные исследования причинных отношений меж¬ ду частями закладки как в одном и том же, так и в различных органогенезах у разных видов животных на последователь¬ ных стадиях развития. Изучались также комплексность формообразовательных процессов, причинная связь между после¬ довательными этапами развития, значение индивидуальной изменчивости свойств ре¬ агирующего материала. Были вновь нача¬ ты исследования источников формообра¬ зующего влияния, определяющих распре¬ деление мезенхимы на ранних стадиях развития черепа. Филатов руководил эти¬ ми исследованиями, просматривал препа¬ раты и рукописи, но своей фамилии под работами сотрудников никогда не ставил. Он продолжал сам экспериментировать и последняя его работа о формообразова¬ тельном аппарате опорных нитей у испан¬ ского тритона вышла из печати уже по¬ смертно. Однако главное место в работе Фи¬ латова в последний период его жизни за¬ нимали теоретические и научно-методи¬ ческие вопросы.
Д. П. Филатов-эмбриолог юз Очень важное значение имела ста¬ тья Филатова о понятии детерминации. Она появилась в тот момент, когда фак¬ тический материал пришел в противоре¬ чие со старым его содержанием и раз¬ давались голоса, что от этого весьма важ¬ ного в механике развития представления следует отказаться. Филатов учел вновь полученные данные и ввел в понятие де¬ терминации необходимые уточнения: он исключил из его определения критерий необратимости и ввел поправку на усло¬ вия развития. Филатов в 1934 г. писал, что детерминационный процесс в эпигене¬ тической части развития представляет со¬ бой воздействие одних частей зародыша на другие, в результате которого эти последние могут при наличии определен¬ ных условий пройти часть пути своего развития. Таким образом, Филатову уда¬ лось преодолеть метафизическую ограни¬ ченность старого определения детерми¬ нации и сохранить это фундаментальное для механики развития понятие. Если в самом начале своего научно¬ го пути он от эволюционной сравнитель¬ ной анатомии и эмбриологии пришел к эксперименту как способу выявления он¬ тогенетических, внутренних закономерно¬ стей развития, то теперь, изучая причин¬ ные механизмы развития, Филатов все острее ощущает необходимость перейти от случайного накопления разобщенных данных к планомерному систематическо¬ му сравнительному изучению изменчиво¬ сти онтогенетических взаимодействий в разных органогенеэах и у разных видов с целью анализа их эволюционного зна¬ чения, В 1936 г. Филатов прочитал сотруд¬ никам Института экспериментального мор¬ фогенеза Наркомпроса РСФСР курс лек¬ ций, в которых он определил объект, це¬ ли и пути сравнительно-морфологическо¬ го направления в механике развития (в 1939 г. лекции были опубликованы в виде отдельной книжки). Филатов писал, что в то время как описательная эмбриология начинает изу¬ чение развития органов только с момен¬ та появления морфологически различимо¬ го зачатка, механика развития, используя методы удаления и пересадки частей, а также методы прижизненного окрашива¬ ния частей и прослеживания перемещения окрашенных клеток,. изучает источники клеточного материала, образующего зача¬ ток органа, и взаимодействие частей на стадиях, предшествующих появлению ви¬ димого зачатка. Начальная стадия этого взаимодействия частей (Филатов называет его — формативное взаимодействие) и яв¬ ляется объектом изучения сравнительно¬ морфологического направления в механи¬ ке развития. Для того чтобы вычленить его из других явлений развития и дать определение, общее для разных организ¬ мов, Филатов назвал объект сравнитель¬ но-морфологического направления фор¬ мообразовательным аппаратом. Каждый формообразовательный аппарат имеет две части (одна — источник формативного действия, другая — источник формообра¬ зовательной реакции), которые взаимо¬ действуют в течение короткого периода детерминации, временно связывающего их в одну систему. Цель сравнительного изучения разных формообразовательных аппаратов Филатов видит в классификации их, выявлении признаков, характеризую¬ щих их эволюцию, и в выяснении связи между отдельными формообразователь¬ ными аппаратами в онтогенезе. Филатов ввел понятия основного и вторичных опытов. Основной опыт уста¬ навливает существование формообразова¬ тельного аппарата, а вторичные дают ма¬ териал для характеристики его свойств. Для того чтобы при изучении разных формообразовательных аппаратов или од¬ ного аппарата, но у разных животных по¬ лучать вполне сопоставимые данные, Фи¬ латов предлагает ставить вторичные опы¬ ты по единой, общей схеме и одинако¬ выми средствами. В качестве основного метода нового направления Филатов указывает сравни¬ тельно-морфологический метод. При этом, в отличие от Ру и большиства экс¬ периментальных эмбриологов, Филатова при сравнении интересует не столько подтверждение явления, ранее установ¬ ленного на другом объекте, сколько его отличия, свидетельствующие об изменчи¬ вости формообразовательных аппаратов. В одной из более поздних статей он пи¬ шет, что всякое морфогенетическое явле¬ ние имеет не только настоящее, но и про¬ шедшее и будущее и что сравнительный метод — это способ приводить неподвиж¬ ное в движение, в котором раскрывают¬ ся его скрытые свойства. Мы не будем излагать здесь важ¬ ных обобщений, которые были получены Филатовым и позднее развиты и допол¬ нены его учениками и коллегами на пу¬ тях сравнительно-морфологического на¬ правления (они рассмотрены мной в ста¬ тье о Д. П. Филатове в журнале «Онто¬ генез», 1976, т, 7, № 5).
104 Т. А. Детлаф Филатов не только внес идею эво¬ люции в изучение и оценку форматив¬ ных взаимодействий в онтогенезе, но и использовал данные механики развития для анализа таких вопросов эволюции, как редукция органов и рекапитуляция анце- стральных признаков (или повторение в онтогенезе животного признаков, имев¬ шихся у его предков), а также для ана¬ лиза понятия гомологии органов. В последние три десятилетия наука об индивидуальном развитии неузнаваемо изменилась. На основе молекулярной био¬ логии, генетики, экспериментальной эм¬ бриологии (механики развития) и цитоло¬ гии возникла новая наука — биология раз¬ вития, в которой стерлись грани между отдельными дисциплинами и впервые воз¬ никли возможности для синтетического анализа движущих сил индивидуального развития. Сейчас исследователи вплотную подошли к изучению молекулярно-генети- ческих основ явлений индукции, детерми¬ нации и дифференцировки, открытых с помощью методов экспериментальной эм¬ бриологии. Для этих исследований положения, развивавшиеся Филатовым, сохраняют большое методологическое и научно-ор- ганизационное значение. Сознательное использование сравнительного метода, учет изменчивости онтогенетических кор¬ реляций и планомерное изучение этой изменчивости важны в исследованиях, проводящихся на ультраструктурном и молекулярном уровнях. С другой сторо¬ ны, анализ..комплексности становления ор¬ ганизации яйца и спермия и морфогене¬ тических процессов в развивающемся за¬ родыше является необходимой предпо¬ сылкой для изучения лежащих в их осно¬ ве молекулярно-генетических процессов. Наконец, на новом этапе науки вновь вста¬ ет вопрос о закономерностях целостной организации зародыша. Как фактические данные, полученные по этим вопросам, на путях сравнительно-морфологического на¬ правления исследований, *ак и теорети¬ ческие соображения Филатова вносят серьезный вклад в разработку этой проб¬ лемы и требуют дальнейшего развития. Причинное изучение закономерно¬ стей индивидуального развития, начатое Д. П. Филатовым в нашей стране, сейчас, на новом уровне знаний, продолжается в Институте биологии развития им. Н. К. Кольцова АН СССР, в Московском государственном университете им. М. В. Ломоносова и других научных уч¬ реждениях. В этих исследованиях широко используются методы и подходы разра¬ ботанного Филатовым сравнительно-мор¬ фологического направления исследований. Можно не сомневаться, что более широ¬ кое использование сравнительно-эволюци¬ онного метода будет перспективным и в молекулярно-генетических исследованиях закономерностей индивидуального разви¬ тия. УДК 92 Филатов; 577.95 Основные работы Д. П. Филатова Филатов Д. П. УДАЛЕНИЕ И ПЕРЕСАДКА СЛУ¬ ХОВЫХ ПУЗЫРЬКОВ У ЗАРОДЫШЕЙ Bufo.— «Русск. эоол. журн.», 1916, т. 1, с. 27—54. Филатов Д. П. ЗНАЧЕНИЕ ФАКТОРА ОБЪ¬ ЕМА В УСКОРЕНИИ НЕКОТОРЫХ МОРФО¬ ГЕНЕЗОВ.— «Журн. эксп. биол.», 1931, т. 7, № 2, с. 137—162. Филатов Д. П. ДЕТЕРМИНАЦИОННЫЕ ПРОЦЕС¬ СЫ В ОНТОГЕНЕЗЕ.— «Успехи совр. биол.», 1934, т. 3, № 4, с. 440—456. Филатов Д. П. ЗНАЧЕНИЕ ОПЫТА ДЛЯ МОРФОЛОГИЧЕСКОЙ ХАРАКТЕРИСТИКИ ОР¬ ГАНОВ И ИХ ГОМОЛОГИЗИРОВАНИЯ.— «Иэв. АН СССР. Сер. биол.», 1937, № 3, с. 955—976. Филатов Д. П. НЕКОТОРЫЕ ОЧЕРЕДНЫЕ ТЕМЫ МЕХАНИКИ РАЗВИТИЯ.— «Архив анатом., гис- тол. и эмбриол.», 1939, т. 21, № 1, с. 3—18. Филатов Д. П. СРАВНИТЕЛЬНО-МОРФОЛОГИ- ЧЕСКОЕ НАПРАВЛЕНИЕ В МЕХАНИКЕ РАЗВИ¬ ТИЯ, ЕГО ОБЪЕКТ, ЦЕЛИ И ПУТИ. М., 1939. Филатов Д. П. МЕХАНИКА РАЗВИТИЯ КАК МЕ¬ ТОД ИЗУЧЕНИЯ НЕКОТОРЫХ ВОПРОСОВ ЭВО¬ ЛЮЦИИ.— «Журн. общ. биол.», 1943, т. 4, № 1, с. 28—64. Филатов Д. П. НЕКОТОРЫЕ ОСОБЕННОСТИ ОБРАЗОВАНИЯ ОПОРНЫХ НИТЕЙ У ЛИЧИНОК ИСПАНСКОГО ТРИТОНА.—«ДАН», 1943, т. 41, № 7, с. 324—326.
Биология "Природа», 1977, № 2 105 Жизнь Д. П. Филатова Д. В. Попов Дмитрий Васильевич Попов, кандидат биологически* наук, млад¬ ший научный сотрудник лаборатории экспериментальной эмбрио¬ логии Московского государственного университета. Эмбриолог, изучает вопросы внутриклеточного движения и эмбриональной инду кции. Дмитрий Петрович Филатов родился 31 января (12 февраля по новому сти¬ лю) 1876 г. в селе Теплый’Стан Курмыш- ского уезда бывшей Симбирской губер¬ нии (ныне с. Сеченово Горьковской обла¬ сти). Уже первые дни его жизни могут заинтересовать внимательного биографа. Крестными Филатова были ближайшие родственники самого Ивана Михайловича Сеченова. И это не случайность. Старин¬ ная усадьба Филатовых располагалась на южном конце села Теплый Стан. На се¬ верном конце села стоял барский дом Се¬ ченовых. История семьи Филатовых и их род¬ ственные связи со многими выдающимися учеными России очень интересны и за¬ служивают особого внимания. Родоначальник семьи Филатовых Михаил Федорович служил в гвардии во Автор благодарит за помощь при подго¬ товке работы старшего научного сотруд¬ ника кафедры зоологии позвоночных био¬ логического факультета МГУ Д. М. Вяж- линского. Ценные документы, имеющие отношение к Д. П. Филатову, бережно хранятся в семье дочери Бориса Михайловича Жит¬ кова — Нины Борисовны Кирмаловой, не¬ давно скончавшейся. времена Екатерины 11 и Павла. По семей¬ ному преданию, однажды во время ноч¬ ного дежурства в Инженерном замке Ми¬ хаил Федорович переоделся в халат и уснул. Спящим застал его Павел. Взбе¬ шенный император немедленно отправил Михаила Федоровича в отставку с собст¬ венноручной припиской в приказе: «...в отставку, в халате без пенсии». Михаил Федорович переехал иэ Петербурга в Теплый Стан, где и женился на Елиза¬ вете Николаевне Ермоловой. Они положи¬ ли начало большому роду Филатовых. Род Филатовых дал русской науке целую плеяду блестящих ученых: Нил Федорович Филатов (1847— 1902) — один иэ основателей педиатрии в России; Владимир Петрович Филатов (1875-— 1956) — офтальмолог, основатель всемир¬ но известной школы и клиники глазных болезней в Одессе, академик; Борис Михайлович Житков (1872— 1943) — видный зоолог, профессор; Алексей Николаевич Крылов (1863— 1945) — математик, механик и корабле¬ строитель, академик; Александр Михайлович Ляпунов (1857—1918) — математик и механик, ака¬ демик;
106 Д. В. Попов МИХАИЛ ШШ ФЕДОРОВИЧ НИЛОВНА Ф ИЛАТОВ ФЕДОР МИХАИЛОВИЧ АНИ АБРАМОВА ФИЛАТОВ ШАХОВА П Е.Т Р АШННА АНН МИХАНЛОВИЧ ВАСИЛЬЕВНА МИХАИЛ! ФИЛАТОВ АМАНОМ 9НЛАТ ' ■ д А п т п т р 'ОМИ питов НИЛ ФЕДОРОВИЧ ФИЛАТОВ (1847-«0^ ДМИТРИИ шм ПЕТРОВИЧ ПЕТР Филатов пт (1876-1943) , ВЛАДИМИР ПЕТРОВИЧ ФИЛАТОВ, (1875-1956) В О Р МИХАИЛ! житк (1672-i' Родословная семьи Филатовых. От брака Мм- 1внла Федоровича Филатова и Елизаветы Нико- лаввны Ермоловой было давать детей, иоторыа и далм девять ватвай большого рода Филато¬ вы!. Эти аатаи причудливо переплелись как мажду собой, так и с самьями оирастиьи по- мещнков. Михаил Федорович у мар а середина XIX столе¬ тия, и усадьба перешла к его старшему сыну (отцу Дмитрия Петровича! Петру. Отец Дмитрия Петровича имел только четверых детей: у Дмитрия было три сестры (Наталья, Варвара и Мария |. Одна иэ дочерей Михаила Федоровича — Анна вышла замуж эа Ивана Житкова. Сын от этого брака — Михаил Житков был товарищем Ивана Михайловича Сеченова по Инженерному училищу. Сын Михаила Ивановича — Ворис, юолог, женил¬ ся на сестре Дмитрия Петровича — Наталье. Семья дяди Дмитрия Петровича — Федора Ми¬ хайловича дала России двух выдающихся вра¬ чей. Одним иэ ник был его сын Нил Федоро¬ вич Филатов (1847—1902|; вторым —внук второ¬ го сына, Петра,— Владимир Петрович Филатов, офтальмолог (1875—1996). Родная татка Дмитрия Петровича — Мария Ми-
Жизнь Д. П. Филатова 107 ВАБИЛ И И ШСЩРОИ ЛЯПУНОВ ЖИТКОВ МШШШ Ш ИВАНОВНА ВАСИЛЬЕВИЧ шШ ВШЕШ Филатова щщт л л о вне в л л панов линю МИХАИЛ ЕЛЕНА НИКОЛАЙ СОФЬЯ СЕРГЕЙ Б О J И с АЛЕКСАНДР шт ИВАНОВИЧ ШИША lliffl ВИКТОРОВНА МИХЛЯЛВВШ "ЭД РАФАИЛОВНА житков КРЫЛОВ .!■ Шп ТВйж АЛЕКСЕИ НИКОЛАЕВИЧ КРЫЛОВ (1863-1945) мйлоана аышла замуж за Александра Крылова. Сын от этого брака Николай женился на Софье Викторовне Ляпуновой. Таким образом через Крыловых Филатовы породнились со старинным родом Ляпуновы!. От брена Николая Александ¬ ровича и Софьи Викторовны родился сын Алек¬ сей, будущий математик. Двоюродные братья Софьи Викторовны Крыло¬ вой |урожденной Ляпуновой)—Александр Мн- !ай.ювнч 11SS7—1918) и Борис Микайлович (1862—1943| Ляпуновы, академики. Филатовы были связаны с Сеченовыми свойством через семью Ляпуновы!. Старший брат Ивана Минйловича Сеченова — Рафаил женился на родной тетне Александра и Бориса Ляпуновы! — Екатерине Васильевне, a hi единственная дочь Наталья вышла замуж за своего двоюродного брата, математика Александра Ляпунова. Наша с к ома представляет небольшой фрагмент родословной Филатовы!. Мы рассмотрели че¬ тыре старши! поколения «той семьи. Из сле- дующи! поколений вышло много выдающИ1Ся учены!, которые успешно работают в разны! отрасля! науки.
108 Д. В. Попов Борис Михайлович Ляпунов (1862— 1943) — славист, академик. Позднее с Филатовыми породнились физики Капицы и врачи Сперанские. Связь Филатова с многими из этого перечня не ограничивалась формальным родством. С Б. М. Житковым, своим двоюродным племянником, который, правда, был четырьмя годами старше дя¬ ди, Филатов дружил всю свою жизнь. Из¬ редка бывал он в доме педиатра Н. Ф. Филатова на Девичьем поле в Мо¬ скве. В этом же доме он встречался с В. П. Филатовым, офтальмологом, своим двоюродным племянником. А. Н. Крылов неизменно относился с большим уваже¬ нием к своему дяде Дмитрию Петровичу как к старшему родственнику, хотя и был 13 годами старше. О родителях Филатова мы знаем немного. Петр Михайлович Филатов получил военное образование, сорока лет в чине подполковника вышел в отставку и на¬ всегда поселился в Теплом Стане. Воен¬ ная служба и окружающая среда не да¬ ли раскрыться его природным дарова¬ ниям. Завидный жених в округе (тысяча с лишним десятин земли), он женился на шестнадцатилетней крепостной девушке Акулине, переименовал Акулину в Клав¬ дию и сделал ее помещицей Клавдией Ва¬ сильевной Филатовой. Женитьба помещи¬ ка на крепостной никого в Теплом Стане не удивила. Там же отец Ивана Михайло¬ вича Сеченова тоже женился на своей крепостной. Раннее детство Филатова прошло среди полей и перелесков Поволжья. Среди безбрежных просторов зеленели сады хуторов и помещичьих усадеб. «В усадьбе Филатовых,— вспоминал Б. М. Житков1,— был очень большой и местами сильно заросший сад, полный птиц,— сад с липами, кленами, осокоря¬ ми и березами двухсотлетнего возраста...» 3 этом саду любил гулять, приезжая в 1еплый Стан, И. М. Сеченов. Родители Филатова не докучали сы¬ ну ученьем и отпускали на реку Суру и Алатырь, верст за 20—40 от дома. Даль¬ ние прогулки и рыбная ловля сблизили Филатова с природой. Он любил ее не¬ посредственной любовью деревенского жителя и впоследствии с трудом выносил городскую жизнь. Уже будучи известным ученым, он стремился перенести всю свою работу из города на биологиче¬ ские станции и всегда с радостью вспо¬ минал свои зоологические экспедиции. Детство, проведенное в деревне, дало Филатову богатырскую силу и железное здоровье. В детстве же пробудился у Фила¬ това интерес к естествознанию. 'Этому могла способствовать близость Филатовых с Сеченовыми. В своих воспоминаниях об Иване Михайловиче Сеченове Филатов пи¬ сал: «Мне было лет пять, и моя память не сохранила наружности Ивана Михайло¬ вича. ...В деревне, куда Иван Михайло¬ вич всегда приезжал на короткий срок, он находил время вскрывать и препари¬ ровать лягушек. Я не помню, было ли это занятие связано с его научными ра¬ ботами или он делал это для окружаю¬ щих, чтобы рассказать и показать им, как бьется сердце или как сокращается мус¬ кул»2. Когда Филатову исполнилось 10 или 11 лет, родители отправили его в Ниже¬ городский дворянский институт. Учить де¬ тей в этом привилегированном заведении было традицией у помещиков Симбир¬ ской губернии. В юности у Филатова отмечались способности и любовь к математике. Гу¬ манитарные дисциплины привлекали его не меньше. Он любил Некрасова, Чехова и Толстого. Память у него была прекрас¬ ная, и он мог часами читать стихи или пересказывать близко к тексту прозу Тол¬ стого. (Много лет спустя, в перерывах между лекциями или на биологической станции в Звенигороде, он цитировал сво¬ им ученикам отрывки из Толстого, Чехова или Достоевского.) Вспоминая годы, проведенные в Дворянском институте, Виктор Филатов, племянник Филатова, писал: «...Мите бы¬ ло поручено позаняться со мной латин¬ ским языком. Он вел занятия с присущей ему лаконичностью, деловито и рацио¬ нально. ...Вспоминается и другой случай Митиного лаконизма. Я как-то встретил его на улице. Я спросил Митю: «Куда ты идешь?» Он ответил односложно: «В про¬ странство»— и прошел»3. Такой ответ был очень характерен для него. Филатов во¬ обще был немногословен. -В юношеские годы Филатову прихо¬ дилось заниматься со своими младшими 'Житков Б. М. Иван Михайлович Се¬ ченов в жизни. М., 1944. 2 Материалы архива Н. Б. Кирмаловой. 3 Там же.
Жизнь Д. П. Филатова 109 родственниками. Его племянница Евгения Михайловна Кашталева так вспоминала эти занятия: «Дядя Митя занимался со мной арифметикой, по которой я была очень слаба, раздражался ужасно, сжимал зубы и кулаки, но никогда не кричал и не про¬ гонял меня»4. Не только Кашталева отмечала свой¬ ственную Филатову с ранней юности вы¬ держку и спокойствие. Однако выдержка давалась ему нелегко. Совершенно прав Л. В. Полежаев, когда, характеризуя Фи¬ латова, говорит: «Большая сдержанность, спокойствие и ровность в поведении во¬ все не были врожденными особенностя¬ ми характера Дмитрия Петровича и от¬ нюдь не вытекали из отсутствия в нем эмоциональности. Он воспитал в себе эти черты, сумев победить свою вспыльчи¬ вость и могучую силу владевших им эмо¬ ций»5. Иногда Филатов бывал ворчлив и недоволен, но вывести его иэ равновесия было нелегко. Ученики Филатова до сих пор вспоминают случай, который произо¬ шел в 1937 или 1938 г. на биостанции в Звенигороде. Кто-то иэ сотрудников или аспирантов выплеснул на землю головас¬ тиков, не пошедших в опыт. Филатов кри¬ чал, был вне себя, можно было разобрать слова: «Ведь они живые, это бесчеловеч¬ но!» Трясущимися руками собрал живот¬ ных, отнес и выпустил в, Москву-реку. Долго после этого Филатов был угрюм и молчалив. В 1894 г. Филатов окончил Нижего¬ родский дворянский институт и поступил на юридический факультет Петербургско¬ го университета, но спустя год перевел¬ ся в Московский университет на естест¬ венное отделение физико-математическо¬ го факультета. Определенную роль при этом, несомненно, сыграл пример старше¬ го друга Б. М. Житкова, оканчивавшего курс зоологии. В годы учения Филатова в Москов¬ ском университете преподавали выдаю¬ щиеся биологи: курс физиологии читал И. М. Сеченов; ботанику — К. А. Тимиря¬ зев и И. Н. Горожанкин; эмбриологию позвоночных (до 1898 г.) — профессор А. А. Тихомиров (этот курс сопровождал¬ ся практическими занятиями). В 1898 г. профессор Н. Ю. Зограф, кроме зооло¬ гии беспозвоночных и истории зоологиче¬ ских учений, начал читать курс эмбриоло- 4 Там же. ^Полежаев Л. В. Д. П. Филатов (1676—1943) как ученый и его роль в механике развития.— «Журнал общей био¬ логии», 1946, т. VII, № 4. гии и механики развития беспозвоночных; приват-доцент Н. М. Кулагин в 1899 г.— курс учёние о размножении животных. На протяжении всех лет учения Фи¬ латова в университете лекции по сравни¬ тельной анатомии читал М. А. Менэбир, воспитавший таких биологов, как А. Н. Се- верцов, Н. К. Кольцов, П. П. Сушкин. В 1897 г., за 8 лет до смерти И. М. Сеченова, произошла последняя его встреча с Филатовым. «...Я по делу при¬ шел к Ивану Михайловичу на его москов¬ скую квартиру,— вспоминал Филатов.— Дело было такое: незадолго перед тем в Москве были студенческие волнения, и я, вместе с некоторыми другими студента¬ ми, был исключен иэ университета. Для обратного приема требовалось поручи¬ тельство профессора. ...Иван Михайлович написал поручительство...».6 Филатова вос¬ становили в числе студентов. В университете у Филатова не было учителей в прямом смысле этого слова, но блестящие лекции К. А. Тимирязева и М. А. Менэбира не могли не возбу¬ дить в нем интереса к вопросам эволю¬ ционного учения. Работы А. Н. Северцова («Очерки по истории развития головы позвоночных. Метамерия головы электри¬ ческого ската», 1900) и Н. К. Кольцова («Развитие головы миноги», 1901) оказали влияние на формирование научных инте¬ ресов Филатова. По сообщениям А. Д. Не¬ красова7, хорошо знавшего Филатова в студенческие годы, уже в этот период Филатов интересовался широкими, общи¬ ми проблемами биологии, выступал с до¬ кладами на заседаниях студенческого биологического кружка, защищая теорию Дарвина8. Еще в студенческие годы Филатов приступил к самостоятельным исследова¬ ниям в области эмбриологии. В результа¬ те работы на гидробиологической станции на Глубоком озере появились его первые статьи по эмбриологии одной иэ пиявок (Nepelis vulgaris). В 1900 г. Филатов окончил универ¬ 6 Ж и т к р в Б. М. Иван Михайлович Се¬ ченов в жизни. М., 1944. 7 Профессор Алексей Дмитриевич Некра¬ сов известен как замечательный историк биологии, им написано много работ по истории эмбриологии и классическая кни¬ га о Дарвине. До конца жизни Филатов поддерживал дружеские отношения с А. Д. Некрасовым. 8 П о л е ж а е в Л. В. Д. П. Филатов (1876—1943) как ученый и его роль в механике развития. «Журнал общей био¬ логии», 1946, т. VII, № 4.
110 Д. В. Попо Д. П, Филатов ■ период работы в Институте сравнительной анатомии. Слава направо: A. Д. Некрасов, Н. В. Богоявленский, Д. П. Фи¬ латов, Э. Г, Беккер, далее |предположительно! B. Грацианоа, С. Покровский, В. Фомин. 1903 г. (Из ар«иаа Д. В. Попова.! ситет, но иэ-эа активного участия в сту¬ денческих волнения* не был оставлен при университете. В мае 1901 г. Мензбир реорганизо¬ вал Кабинет сравнительной анатомии в Институт сравнительной анатомии при Московском университете с прекрасной библиотекой, музеем и лабораториями для учебных и научных занятий. В 1902 г. Филатов был зачислен сверхштатным со¬ трудником нового института, где и про¬ работал до 1906 г. В это время здесь вместе с Филатовым работали В. Н. Львов, П, П. Сушкин, Н. К. Кольцов, Д. Н. Каш- каров, А. Ф. Коте, В. В. Станчинский, а позднее — И. И. Пузанов, Б. С. Матвеев, В. В. Васнецов. За годы работы в Институте срав¬ нительной анатомии (1902—1906) Филатов, так же как и Кольцов, отдал дань клас¬ сической сравнительной анатомии и эво¬ люционной эмбриологии. В тот период развития русской биологии каждый обра¬ зованный зоолог-дарвинист считал своим долгом напечатать хотя бы одну эмбрио¬ логическую работу. Филатов опубликовал 'работы по ис¬ следованию выделительной системы у ам¬ фибии (1904), по развитию зачатков хря¬ щевого черепа у некоторых позвоночных (1906) и по метамерии головы у черепахи (1907). Из работ этого периода ноиболч- шее значение имела описательная сранни- тельно-эмбриологическая работа 1906 г. Реакция в стране после первой рус¬ ской революции отразилась и на интелли¬
Жизнь Д. П. Филатове 111 генции, обстановка в Московском универ¬ ситете не способствовала творческой ра¬ боте. В 1907 г. Филатов уехал в Герма¬ нию, где пробыл около года. В Гейдель¬ берге, в Анатомическом институте про¬ фессора Г. Фюрбрингера, он занимался сравнительной эмбриологией, з Мюнхене слушал лекции профессора Молле, в ла¬ боратории профессора Бема занимался гистологией. Еще во второй половине XIX в. в Германии В. Гисом и В. Ру бы¬ ли заложены основы нового направления в эмбриологии, получившего название ме¬ ханики развития (аналитическая и экспери¬ ментальная эмбриология). К сожалению, не известно, удалось ли Филатову во вре¬ мя заграничной поездки познакомиться с основами механики развития. Племянница Филатова Е. М. Кашта¬ лева вспоминала: «Иэ Германии он при¬ вез в Теплый Стан свою невесту Евгению Дмитриевну Попову, на которой вскоре женился. Свадьба была в нашей деревен¬ ской церкви. ...Прожил с женой он не¬ долго. Разошлись. Был ребенок, умерший в младенчестве»Возможно, разрыву с женой, дочерью богатого московского купца, способствовал необычный поступок Дмитрия Петровича. Он роздал (фор¬ мально продал по 5 копеек за десятину) свою часть земли крестьянам, а каких- либо средств к существованию, кроме скудного жалования, у него не было. В конце 1907 г. Филатов поступил ассистентом по зоологии в Петровскую сельскохозяйственную академию (ныне Московская сельскохозяйственная акаде¬ мия им. К. А. Тимирязева) и прорабо¬ тал там с некоторыми перерывами до 1919 г. В этот период Филатов участвовал в ряде зоологических экспедиций. Зоологи¬ ческие работы Филатова не освещались в печати, и поэтому мы остановимся на зоо¬ логических исследованиях Филатова по¬ дробнее. В 1908 г. Филатов участвовал $ экспедиции Русского географического об¬ щества на полуостров Ямал. Эта экспеди¬ ция подготовила Филатова к самостоя¬ тельным зоологическим исследованиям. Еще в начале века наиболее про¬ грессивно мыслящие русские зоологи по¬ няли, что, несмотря на огромные просто¬ ры России, ее богатства пушным и про¬ мысловым зверем не бесконечны. Российская Академия наук неодно- 9 Иэ архива Н. Б. Кирмаловой. Д. П. Филатов — ассистент Н. М. Кулагина ■ Петровской сельскохозяйственной академии (ну на Московская сельскохозяйственная ака¬ демия им. К. А. Тимирязева!. 1*0* г. (Архив МГУ.) кратно поднимала вопрос об организации заповедника на Кавказе для охраны зуб¬ ров, уцелевших там в небольшом коли¬ честве, Необходимы были исчерпывающие данные о границах распространения, чис¬ ленности, образе жизни и причинах исчез¬ новения кавказских зубров. Для сбора не¬ достающих сведений на Кавказ был на¬ правлен Филатов. Филатов совершил три поездки в горную часть Кубанской области. «Глав-
112 Д. В. Попов ная цель первой поездки (с половины июля до конца сентября 1909 г.),— писал Филатов,— заключалась в том, чтобы лич¬ ными наблюдениями и распросами со¬ брать сведения об условиях и образе жизни зубров. В зимнюю поездку (с по¬ ловины декабря до половины января 1909—1910 гг.), кроме того, мне предсто¬ яло еще добыть для Зоологического му¬ зея Академии наук самца и самку зуб¬ ров, так как экземпляров в зимнем на¬ ряде музей еще не имел. ...Кроме того, в те же места я ездил в 1911 г. на сред¬ ства Зоологического музея»1°. !0йЭилатов Д. О кавказском зубре.— «Записки Императорской Академии наук», 1912, т. XXX, № 8. За летние и осенние месяцы 1909 г. Филатов изъездил верхом и исходил сот¬ ни километров по горным притокам реки Кубани. Собственные наблюдения, беседы с егерями и местными жителями позво¬ лили Филатову достаточно точно опреде¬ лить границы распространения зубра на Кавказе, Филатов фотографировал харак¬ терные для зубров места обитания, ему принадлежит единственная фотография кавказского зубра в природе. Материалы, собранные Филатовым, были уникальны¬ ми и имели большое значение, особенно когда началась реакклиматизация зубра на Кавказе после 1926 г. Материалы летней и зимней поез¬ док на Кавказ в 1909—1910 гг. позволили Филатову выявить основные причины ги¬ бели зубров. К этим причинам Филатов прежде всего относил эксплуатацию леса, которая «в северных частях речных до¬ лин, заселенных зубрами, преградила им доступ в более низкие места, где зимой бывает меньше снегу и легче добывать корм... Первое, что должно быть сделано для улучшения условий жизни зубров,— писал Филатов,— это прекращение в не¬ которых долинах и в некоторых частях долин рубки леса и уничтожение выпасов скота на водораздельных хребтах, насе¬ ленных зубрами долин. ...Избежать унич¬ тожения зубров можно только одним пу¬ тем, пожертвовать для сохранения не¬ скольких сот кавказских зубров несколь¬ кими тысячами годового дохода, выруча¬ емого за проданные пихты»11. Но то, что было очевидно для Фи¬ латова, представлялось невозможным цар¬ скому правительству. Только в 1924 г. для охраны зубров и других ценных жи¬ вотных советским правительством был со¬ здан Кавказский государственный запо¬ ведник. Составленная Филатовым карта распространения кавказского зубра послу¬ жила основой при определении границ Кавказского заповедника. Но спасти зуб¬ ров уже не удалось. В 1926 г. погиб по¬ следний зубр. В то время, когда судьба кавказ¬ ского зубра была практически предреше¬ на, назревала трагедия и на Дальнем Во¬ стоке России. Хищнический промысел ко¬ тиков привел к почти поголовному их ис¬ треблению. За десять лет аренды Командорских островов Русским товариществом котико¬ вых промыслов (1891—1901) промысел
Жизнь Д. П. Филатова 113 Д. П. Филатов а группа учаныз на Глубоком озера: стоят слева напраао .В. Л. Астауроа. С. И. Кузнецов, Г. С. Карзннинн, Н. в. Тимо¬ феев-Ресовский, С. Р. Царапинн, С. Н. Дупла- коа, А. А. Маютмн, В. Я. Румянцев, А. А. Пе- редельсиий, S. В. Алешин, внизу слава напраао: (11. А. П. Щербаков, О. А. Парнова, Е. А. Ти- мофаава-Ресовская, |||, Д. П, Филатов. упал с 30 до 10 тыс. шкур в год. К 1911 г. котиков насчитывалось пример¬ но 9 тыс. голов. 29 апреля 1913 г. вице-директор Де¬ партамента земледелия В. К. Бражников писал Б. М. Житкову: «Департаменту зем¬ леделия необходимо командировать на Командорские острова в начале лета сего года доверенное лицо для производства подсчета котикового стада и представле¬ ния отчета...». В карандашной приписке к официальному письму видим: «Письмо это надо прочитать так: Филатову надо ехать как можно скорее»12. 12 В. К. Бражников окончил Московский университет по зоологии, конкурируй с А. И. Северцоаым эа золотую медаль. «Главная часть моей задачи,— писал Филатов,— заключалась в описании срсто- яния отдельных лежбищ в 1913 г, и тех изменений, которые произошли с начала запуска (полного запрета промысла.■— Д. П.), т. е. с 1911 r.»,J С огромной энергией Филатов при¬ ступил к выполнению работы, которая ед¬ ва ли была по силам одному человеку. Во время своей поездки Филатов собрал большой и ценный научный мате¬ риал. Его глубоко волновало будущее Ко¬ мандорских островов. В связи с этим он писал: «Все те меры, для улучшения ко¬ тикового хозяйства, которые принимались Затем занимался энтомологией и ихтиоло¬ гией, а позднее перешел на администра¬ тивную работу. В Министерстве земледе¬ лия и государственных имуществ умный и дельный Бражников представлял редкое исключение. Он был другом Б. М. НСит- кова, по их инициативе в 1916 г.* орга¬ низован в России Баргузинский заповед¬ ник для охраны соболя. (Письмо хра¬ нится в личном архиве Д. М. Вяжлин- ского.) 13 Ф и л а т о в Д. П. Отчет о поездке на Командорские острова лвГОм Ч1913 г.— «Материалы к познанию русского рыбо¬ ловства», 1914, т. Ill, вып. 5.
114 Д. В. Попов и будут приниматься с 1911 г., имеют смысл только при том предположении, что по окончании запуска промысел бу¬ дет вестись на новых началах, когда во¬ прос о сохранении котикового стада бу¬ дет стоять на первом месте»14. Этот глав¬ ный принцип ведения хозяйства был осу¬ ществлен только в 1924 г., после оконча¬ ния гражданской войны и интервенции на Дальнем Востоке. Летом 1914 г. Филатов вторично был командирован на Командорские ост¬ рова. Трудности поездки усугублялись не¬ достатком средств и отсутствием регуляр¬ ного сообщения между островами. На остров Беринга Филатов прибыл 28 июня. 13 июля Филатов предпринял крайне рис¬ кованный переезд на остров Медный в шлюпке. Достаточно сказать, что в по¬ следний раз алеуты ходили на Медный в шлюпке 10 лет назад. Несмотря на не¬ большое расстояние между островами, переход занял три дня. Работы Филатова, связанные с по¬ ездками на Командоры, имеют большое значение и в настоящее время при изу¬ чении динамики численности командор¬ ских котиков: он первым изучал послед¬ ствия полного прекращения промысла ко¬ тиков. В конце 1914 г. Филатов сдал экза¬ мены на звание магистра. Чисто описа¬ тельное исследование Филатова о заклад¬ ке хрящевого черепа у некоторых позво¬ ночных (1906) привело к постановке опы¬ тов по удалению и пересадке слухового пузырька у личинок бесхвостых амфибий. В 1916 г. вышла из печати его замеча¬ тельная работа «Удаление и пересадка слуховых пузырьков у зародышей Bufo» («Русский зоологический журнал», 1916, т. 1). В этой классической эксперимен¬ тально-эмбриологической работе полно¬ стью подтвердилось предположение Фи¬ латова об индуцирующем действии слухо¬ вого пузырька на «тякучие закладки» эм¬ бриональной мезенхимы. «Работа Филато¬ ва (1916) имела не частное, а общее значение, поскольку именно в ней впер¬ вые в русской эмбриологии ясно и отчет¬ ливо были показаны основные положения механики развития — ее предмет, задачи и метод. Именно эту работу мы можем считать отправным пунктом в развитии но¬ 14 Там же. 15 Полежаев Л. В. Д. П. Филатов (1876— 1943) как ученый и его роль в механике развития.— «Журнал общей биологии», 1946, т. VII, № 5, с. 317. вого направления в русской биологии — механики развития»15. Она положила на¬ чало длинному ряду экспериментально¬ эмбриологических работ в России. В 1919 г. Филатов стал приват-до- центом Московского университета и по¬ ступил в Институт сравнительной анато¬ мии, где работал до 1922 г. Кроме того, с весны 1920 г. до июля 1921 г. Филатов принимал участие в экспедиции на Араль¬ ское море. Целью экспедиции было изучение миграций, нереста и промыслового значе¬ ния отдельных видов рыб Аральского мо¬ ря. Итоги этой работы представляют боль¬ шой интерес и в настоящее время при изучении динамики биоценоза Аральского моря, когда сдвиги в биоценозе этого бассейна стали носить угрожающий харак¬ тер. Не совсем понятны причины, побу¬ дившие Филатова к поездке на Араль¬ ское море. Незадолго до экспедиции Фи¬ латов женился. Н. Б. Кирмалова вспоми¬ нала: «Вторая жена, Марианна, была де¬ вушкой лет 18. Дяде Мите было тогда за 40 лет. Дядя Митя уехал на Аральское море, а Марианна почему-то осталась од¬ на в Москве. А когда дядя Митя вернул¬ ся иэ экспедиций, он опять вдруг оказал¬ ся один. Он был очень замкнутый чело¬ век и никогда нам не рассказывал о сво¬ их делах»14. С 1922 по 1925 г. Филатов работал старшим научным сотрудником на гидро¬ биологической станции на Глубоком озере. Это время, по-видимому, можно на¬ звать особенно тяжелым в жизни Филато¬ ва: им не опубликовано ни одной рабо¬ ты. Об этих годах почти ничего не изве¬ стно, мало помогают и отрывочные воспо¬ минания близких Филатову людей... Ско¬ рее всего, этот период в жизни Филатова следует охарактеризовать как время раз¬ мышлений и исканий, может быть, и ду¬ шевной депрессии. Несмотря на прекрас¬ ную работу 1916 г., Дмитрий Петрович еще не чувствовал себя эксперименталь¬ ным эмбриологом. В то же время он ни¬ когда не считал зоологию своей основ¬ ной специальностью. В 1924 г. Н. К. Кольцов привлек Филатова к работе в Институте экспери¬ ментальной биологии17, где Филатов ру- 14 Иэ архива Н. Б. Кирмаловой. 17 Институт экспериментальной биологии был создан Н. К. Кольцовым в 1917 г. (с 1936 г.— Институт цитологии, гистоло¬ гии и эмбриологии АН СССР).
Жизнь Д. П. Филатова 115 ководил отделением механики развития до конца своих дней. (После смерти Фи¬ латова отделение реорганизовали в ла¬ бораторию экспериментальной эмбриоло¬ гии, которой в 1947 г. было присвоено имя Д. П. Филатова.) Начиная с 1924 г. под руководством Филатова складывалась отечественная школа экспериментальной эмбриологии. Этому способствовали не только ум, эру¬ диция и оригинальность мышления Фила¬ това, но и его такт, доброта и скром¬ ность. Филатов никогда не стремился при¬ способить интересы своих сотрудников к своим собственным. Любое насилие было органически чуждо его натуре. Филатов поддерживал всякую новую мысль, даже если эта мысль уводила в сторону от его линии исследований: так, Б. Л. Астауров самостоятельно разрабатывал вопросы, связанные с партеногенезом у тутового шелкопряда; Г. А. Шмидт проводил ис¬ следования в области экологической эм¬ бриологии; А. А. Малиновский и А. Г. Лап- чинский интересовались проблемой транс¬ плантации органов, Л. В. Полежаев — ре¬ генерацией у позвоночных животных. Филатов щедро делился научными темами со своими учениками и даже, ес^ ли исследование выполнялось по его за¬ мыслу и под его непосредственным руко¬ водством, отказывался ставит^ свою фами¬ лию под готовой работой. Весной 1931 г. Филатов был пригла¬ шен в Институт экспериментального мор¬ фогенеза' 8 руководить отделением меха¬ ники эмбрионального развития. За гром¬ ким названием «отделения» скрывалась маленькая лаборатория, в которой пер¬ воначально было всего четверо сотрудни¬ ков; В. В. Попов, Н. А. Мануйлова, М. Н. Кислое и Г. А. Попова. В 1937 г. институт был включен в со¬ став биологического факультета Москов¬ ского государственного университета. Фи¬ латову было присвоено звание профессо¬ ра. Филатов и раньше был связан с био¬ логическим факультетом. На кафедре ди¬ намики развития организма он участвовал в разработке большого практикума и вел раздел механики развития эмбриональных стадий. Начиная с 1936 г. Филатов руко¬ водил специальными практическими заня¬ тиями по механике развития на Звениго- 'е Институт экспериментального морфоге¬ неза был образован в 1927 г. на базе одного из отделений Тимирязевской сель¬ скохозяйственной академии. родской биологической станции. В Инсти¬ туте экспериментального морфогенеза Филатов прочитал несколько циклов лек¬ ций по механике эмбрионального разви¬ тия. Эти лекции посещали не только сту¬ денты, они неизменно привлекали внима¬ ние большого числа уже сложившихся биологов. Читать лекции Филатов не лю¬ бил, говорил тихим голосом, покашливая и угрюмо, исподлобья посматривая на слушателей. Лекции давались ему с тру¬ дом. Филатов не понимал, как можно чи¬ тать курс по готовым учебникам, его лек- ири бы;;и совершенно оригинальны, и по¬ этому их подготовка отнимала много вре¬ мени и сил. Каждый год ранней весной Фила¬ тов уезжал на одну из биологических Д. П. Филатов а а рабочим <толом. 1*36 г. |Иэ архива Т. А. водияковой.)
116 Д. В. Попов станций, чаще всего на Глубокое озеро, там он работал, косил сено, охотился. В Звенигород к Филатову приезжали его ученики: Т. А. Беднякова, М. Н. Гостеева, Т. А. Детлаф, И. В. Дубенский, М. Н. Ки¬ слое, Ф. Н. Кучерова, Н. И. Лазарев, Д. А. Потемкина, О. А. Сидоров, А. П. Шейна, Т. М. Яковлева. Возвращал¬ ся в Москву Филатов поздней осенью, не¬ охотно. Под влиянием работ Филатова, его сотрудников и учеников в сентябре 1940 г. на биологическом факультете МГУ была основана первая в СССР самостоятельная кафедра эмбриологии. Возглавить кафед¬ ру пришлось Филатову: «С кафедрой я провалился, т. е. не смог отбояриться. Согласился с условием числиться и. о. и на время, притом с правом отказаться в любой момент. Положение тяжелое»19. Административные заботы тяготили Фила¬ това: «Всякие кафедральные перспективы легли на меня таким гнетом, что послед¬ ний свет, светивший мне в зимний сезон, для меня погас. Предстоит долгая поляр¬ ная зима безо всяких проблесков»20. Шло время. Филатов был уже не молод, незаметно подкрадывались болез¬ ни, а далекие от науки хлопоты все про¬ должались. «От моего исследовательского поведения остались одни обрывки, и не потому, чтобы я совсем раскис, а време¬ ни на работу нет; академический быт по¬ строился так удивительно, что человек за¬ нят все время, а сделать что-нибудь очень трудно»21,— писал Филатов в начале 1941 г. Не успела новая кафедра окрепнуть, как началась Великая Отечественчя вой¬ на. Вскоре перестал существовать Инсти¬ тут экспериментального морфогенеза. Его здание заняли жильцы домов, разрушен¬ ных вражеской авиацией. В 1942 г. Фи¬ латов перебрался в опустевший и холод¬ ный Кольцовский институт на Воронцово поле. За полтора месяца до смерти Фила¬ тов писал своему другу А. Д. Некрасо¬ ву: «Пишу статью «Механика развития как метод изучения эволюции»... Настрое¬ ние делается сносным, когда ум занят; впрочем, оно сносно также, когда гото¬ 19 Письмо Д. П. Филатова к М. Н. Госте- евой от 3. IX. 1940 г. (Из архива М. Н. Го - стеевой.) 30 Письмо Д. П. Филатова к М. Н. Госте- евой от 7.IX.1940 г. (Иэ архива М. Н. Го- стеевой.) 21 Письмо Д. П. Филатова к М. Н. Го с те - евой от 16.1.1941 г. (Иэ архива М. Н. Го- стеевой.) вишь себе пищу, когда в кастрюльке ки¬ пят большие, похожие на дюшесы, карто¬ фелины»22. Эта работа увидела свет уже после смерти Филатова. Умер Дмитрий Петрович Филатов внезапно, 18 января 1943 г. Не все ученики смогли проводить Дмитрия Петровича в последний путь: в эвакуации были Т. А. Детлаф и Н. А. Ма¬ нуйлова; у В. В. Попова за день до смер¬ ти Филатова в нетопленном доме на окраине города родился сын (автор этой статьи). Урна с прахом Филатова покоится в стене Новодевичьего монастыря. Иногда сюда приходят эмбриологи, старые и мо¬ лодые,— все те, кто видят в Филатове своего учителя или учителя своих учи¬ телей. 13 Письмо Д. П. Филатова и А. Д. Не¬ красову от 2.XI.1942. (Иэ архива Е. А. Пав¬ ловой ). УДК 92 Филатов; 577.95
Биология «Природа», 1977, № 2 117 Воспоминания о Д. П. Филатове Л. В. Крушинский Леонид Викторович Крушинский, член-корреспондент АН СССР, профессор, заведующий лабораторией физиологии и генетики поведения животных Московского государственного университета. Работает в области генетики поведения и изучения сложных форм поведения животных. Автор монографии «Формирова¬ ние поведения животных в норме и патологии»» (М., 1960), а также статей в «Природе» (1968, № 1 и 8; 1971, № 7; 1974, № 5). .Своеобразная, самобытная фигура Дмитрия Петровиче привлекала к себе людей и вызывала глубокое уважение и любовь всех, кто общался с ним. Он был молчалив, склонен к уединённому образу жизни, мог казаться, на первый взгляд, необщительным и даже угрюмым, но в действительности общение с ним всегда доставляло радость, ученики его бого¬ творили. Основное, что привлекало к Дмит¬ рию Петровичу, была кристальная душев¬ ная чистота, прямолинейность, самобыт¬ ность глубокого ума, обогащенного ог¬ ромной наблюдательностью и общей вы¬ сокой культурой. Во все, что ни делал Дмитрий Пет¬ рович, была ли это наука, охота или игра в городки, во все это он вкладывал мак¬ симальную старательность и серьезность. И такого же отношения он требовал и от своих коллег. Если же видел несерьезное отношение к выполняемому делу, раздра¬ жался и сердился. Свое неудовольствие Дмитрий Петрович обычно выражал ко¬ роткой фразой, в которой был сформули¬ рован совет, что надо делать в данный момент. Поэтому на замечания Дмитрия Петровича никто не мог обидеться и при¬ нимал их с благодарностью. Характерной чертой Дмитрия Пет¬ ровича было стремление скрыть все, что могло возвысить его среди окружающих. Будучи ученым с мировым именем, он никогда не говорил о том, что он доктор наук, профессор Московского университе¬ та. На вопрос незнакомого человека, где и кем он работает, всегда отвечал одной и той же фразой: «Состою на казенной службе» — и замолкал. Одевался Дмитрий Петрович очень просто: свитер или про¬ стая рубашка, летом и зимой ходил в де¬ мисезонном пальто. На биологических станциях, где работал по нескольку ме¬ сяцев в году, ходил в охотничьих сапогах или босой. Не обладая высоким ростом, он был физически очень силен. Были случаи, ког¬ да приставших к нему хулиганов он сби¬ вал с ног легким движением руки или плеча. Дмитрий Петрович до старости за¬ нимался гимнастикой, гири и трапеции были постоянными спутниками его жизни. Живя на биологических станциях, он всег¬ да занимался колкой дров. Ходил не бы¬ стро, но мог в возрасте 60 лет пройти почти без отдыха около 50 километров с тяжелым рюкзаком и ружьем по тропин¬ ке, идущей через глухие леса и моховые болота. Такой переход мы с ним совер¬ шили осенью 1936 г. Он мне только го¬ ворил: «Да не бегите Вы так, помните, что мне пошел уже шестьдесят первый год».
118 Л. В. Крушинский Дмитрий Петрович, человек высокой культуры, прекрасно знавший и очень лю- бивший русскую и западную литературу, писал короткие, мастерски выполненные рассказы. Я читал несколько его расска¬ зов. В них с большим художественным вкусом была описана русская природа. Хорошо помню рассказ о волке, где зим¬ ний день изображен так, как он может быть воспринят волком. Дмитрий Петрович бесконечно лю¬ бил природу. В городе он чувствовал се¬ бя стесненным и при каждой возможно¬ сти покидал его. Зато на природе он был в своей стихии. Трудно сказать, природу какой полосы больше всего любил Дмит¬ рий Петрович. Он любил тихие теплые зо¬ ри Украины, когда его черно-пегий пойн¬ тер Фрам, высоко подняв голову, вел по отаве к дупелю. Любил он подмосковную природу, когда вечерней зарей над вер¬ шинами еще обнаженного весеннего леса плавно пролетал вальдшнеп. Но мне ка¬ жется, что больше всего любил Дмитрий Петрович суровую северную природу. Последние осенние отпуска он про¬ водил в Архангельской и Вологодской об¬ ластях. Помню закопченную старую охот¬ ничью избушку-землянку на краю глухого леса и огромного мохового болота в Ар¬ хангельской области; мы нашли ее после тяжелого охотничьего дня и решили пе¬ реночевать в ней. Двери в избушке нет; мы лежим на нарах, на земляном полу; тлеют угли от затухающего «грудка»; сквозь дремоту чувствую, что Дмитрий Петрович трогает меня. Слышу его при¬ глушенный голос: «Слушайте, лось». Со¬ всем рядом с избушкой слышу осенний стон лося: «йок-йок-иок». Стараюсь раз¬ глядеть лося, но густой туман, расстелив¬ шийся над болотом, мешает увидеть его, стоящего совсем рядом с нами. Хочу вы¬ лезти иэ избушки, но Дмитрий Петрович шепчет: «Не надо, спугнете». Слушаем эту негромкую, но удивительно гармони¬ рующую с дикой окружающей природой осеннюю песню любви лесного великана. «Не думал, что удастся услышать его еще раз»,— грустно говорит Дмитрий Петро¬ вич. Это последний осенний стон лося, ко¬ торый он слышал... Охотиться Дмитрий Петрович начал, не достигнув еще десятилетнего возраста, и охотился до самой смерти. Добыча ди¬ чи никогда не была для него самоцелью. Это было как бы естественным завер¬ шением преодоления всех трудностей, связанных с охотой: натаской собак, ро¬ зыском дичи, трудным выстрелом по мелькавшей в чаще птице, прохождением десятков километров по глухим лесам и болотным топям... На охоте Дмитрий Петрович при¬ держивался правил настоящего культур¬ ного охотника: отстреливать в выводке не более двух-трех молодых птиц и после не тревожить этого выводка, из молодых птиц отстреливать по преимуществу сам¬ цов, добывать только то количество дичи, которое необходимо для пропитания, и т. д. Для всех, знавших Дмитрия Петро¬ вича, его образ как ученого выступает до¬ статочно рельефно. Человек с глубокими знаниями своего предмета — зоологии, в целом он был не только лабораторным исследователем, но и прекрасным натура¬ листом. Как раздел зоологической дис¬ циплины сравнительная морфология раз¬ вития сделалась для него основным объ¬ ектом исследования. Использование срав- нительно-морфологического метода в изучении закономерностей развития было в то время новым подходом к изучению развития. В то же время, работая, казалось, в относительно узкоспециализированной области, Дмитрий Петрович старался об¬ думывать общие широкие проблемы био¬ логии, лежащие в пограничной области с психологией и социологией. Здесь, про¬ должая стоять на биологической позиции, он высказал свое оригинальное представ¬ ление о широкой, но весьма важной проблеме — норме поведения человека. После смерти Дмитрия Петровича была найдена рукопись, датированная 1940 г.: «Норма поведения или мораль будущего с естественноисторической точ¬ ки зрения». Эта рукопись была отредак¬ тирована его учеником и другом Б. Л. Ас- тауровым и опубликована в одиннадцатом сборнике «Пути в незнаемое» (Советский писатель. М., 1974, с. 371—415). Работа Д. П. Филатова, как справедливо указы¬ вает Б. Л. Астауров, имеет глубокий ми¬ ровоззренческий характер и приобретает особую злободневность в связи с тем, что биологические основы этики и поведения за последнее время привлекают большой интерес людей самых различных специ¬ альностей. Исходным положением идей, разви¬ ваемых Дмитрием Петровичем, была мысль о том, что человек унаследовал от своих зоологических предков норму обо¬ ронительного поведения, которая на ран¬ них этапах эволюции человека при учас¬ тии сознания укрепила эгоистическое на-
Воспоминании о Д. П. Филатове 119 Д. П. Филатов в Чигиреве. 1938 г. (Из Л. Я. Бляхера.]
120 Л. В. Крушинский чало. Этот процесс шел под действием естественного отбора. Эгоизм на опреде¬ ленных этапах эволюции предков совре¬ менного человека мог иметь положитель¬ ное биологическое значение. Однако по мере ослабления влияния естественного отбора происходило уменьшение жизнен¬ ного значения эгоизма в человеческой природе. Среди увеличивающейся измен¬ чивости норм поведения в результате ослабления действия естественного отбора в человеческом обществе появляется ряд людей, у которых эгоистическое начало оказалось подавленным. Для этих людей с подавленным эгоистическим началом ха¬ рактерна любовь к жизни и природе в целом. Их перестает беспокоить боязнь смерти. Один из важнейших мотивов бо¬ язни смерти — боязнь потери того лично¬ го, которое связывает человека со всем окружающим. Наличие людей с чрезвычайно ре¬ дуцированным эгоистическим началом и обладающих моралью будущего Дмитрий Петрович демонстрирует на ряде приме¬ ров литературных образов и поступков реальных людей. В основе высказанных идей о био¬ логических и социальных условиях форми¬ рования человека, обладающего «мо¬ ралью будущего», несомненно, лежали те моральные устои, которыми обладал сам Дмитрий Петрович. Поэтому его посмерт¬ ную рукопись надо рассматривать в каче¬ стве своеобразной исповеди автора, сде¬ лавшего удачную попытку обобщить соб¬ ственное мировоззрение о морали и эти¬ ке с проблемами эволюции этических ос¬ нов психики человека. Основное, что характерно для Дмитрия Петровича как в поступках обы¬ денной жизни, так и в его научной рабо¬ те — это оригинальность. Он всегда и во всем шел не по шаблонным проторенным дорогам уже познанного, но старался найти свои новые пути познания Приро¬ ды. И это свойство, которое лежит в основе истинного творчества, было основ¬ ной особенностью Дмитрия Петровича как человека, так и ученого. В поступках Дмитрия Петровича иногда проглядывал некоторый анахро¬ низм. Например, он с некоторой подозри¬ тельностью относился к техническому прогрессу. Даже в конце 30-х и в начале 40-х годов он избегал ездить на авто¬ транспорте, предпочитая проходить десят¬ ки километров с тяжелым грузом пешком или ехать на телеге. По поводу возмож¬ ности подъехать на автомобиле он гово¬ рил: «Здесь все ненадежно, случайно». Никогда не надеялся на наличие электри¬ ческого освещения в тех деревушках, ку¬ да мы с ним ездили в осенние отпуска. Однажды перед отъездом он просил ме¬ ня взять двадцать стеариновых свечей. И пришлось взять, хотя ни одна свеча не понадобилась. Точно так же с подозрительностью относился он и ко всяким, особенно но¬ вым, лекарствам. Когда мы с ним были осенью 1940 г. на Мологе, Дмитрий Пет¬ рович говорил, что чувствует себя неваж¬ но. «Гипертония у меня, надо есть гоно¬ бобель, он мне полезен». И уходил в лес, где ел голубику. В арсенал его лечебных средств входили в основном старые ме¬ дицинские средства: хина, йод и сулема, которую он предпочитал йоду при силь¬ ных повреждениях. К хирургии относился с уважением; два раза оперировался по поводу доброкачественной опухоли руки. И это понятно. Хирургический метод был основным методом экспериментального исследования, которым в совершенстве владел сам Дмитрий Петрович. Несколько странные поступки дава¬ ли повод для массы всевозможных рас¬ сказов о различных случаях, якобы про¬ исшедших с Дмитрием Петровичем. Я спрашивал его о достоверности некото¬ рых из них, он отвечал: «Да нет, дело было не совсем так...» Анализируя причину ряда поступков Дмитрия Петровича, которые могли про¬ изводить на окружающих несколько не¬ обычное впечатление, думаю, что в их ос¬ нове лежали две основные причины. Во- первых, самобытность характера Дмитрия Петровича. Во-вторых, осторожность и, я бы сказал, определенная недоверчивость к чему-либо непривычному для него. Запом¬ нился мне один эпизод. Ехали мы с ним из Вологодской области с осенней охоты.Вез¬ ли с собой дичь. В вагоне было тепло, и я предложил снести ее в вагон-ресто¬ ран в холодильник. Дмитрий Петрович с раздражением сказал: «Да кто ее у Вас возьмет?». Я молча взял и отнес дичь, ее взяли. Когда я вернулся в свой вагон, Дмитрий Петрович посмотрел на меня, буркнул: «Ну, теперь не отдадут» — и за¬ молчал. По возвращении в Москву я при¬ нес дичь, Дмитрий Петрович исподлобья взглянул на меня и с удивлением сказал: «Отдал и-таки?» Эта подозрительность и недоверчи¬ вость не проистекала, как это бывает у многйх людей, из-за боязни быть обману¬ тым, потерпеть какой-либо материальный
Воспоминания о Д. П. Филатове 121 ущерб, а просто вызывались насторожен¬ ным отношением ко всякой не привычной для него ситуации. Ведь фактически Дмитрий Петрович не имел никакой соб¬ ственности. Единственно, на что он тратил деньги, так это на приобретение хороших и даже первоклассных охотничьих ружей. Но и ими он не дорожил как материаль¬ ной ценностью и раздаривал друзьям и знакомым. Дмитрий Петрович был патриотом. В начале Великой Отечественной войны он пытался записаться в ополченцы, однако ему было отказано: ему было тогда 65 лет. Когда фашистски# войска проникли в центр нашей Родины, Дмитрий Петро¬ вич сказал мне: «Пройти-то они прошли, а вот как будут выбираться?» Он глубоко верил в победу нашей страны, хотя счи¬ тал, что война может принять очень за¬ тяжной характер. Он не дожил двух лет до радостных дней победы. Какие генетические и социальные условия лежали в основе формирования такой самобытной фигуры ученого и че¬ ловека, каким был Дмитрий Петрович? Мне кажется, что можно выделить три ос¬ новных фактора, которые оказали веду¬ щее влияние на особенности склада ха¬ рактера и всего его морально-этического облика. 4 Во-первых, Дмитрий Петрович при¬ надлежал к исключительно талантливой семье русской интеллигенции, давшей ряд выдающихся ученых: Филатовых, Крыло¬ вых, Ляпуновых. Во-вторых, вся эта семья в значи¬ тельной степени была связана с имением Теплый Стан Симбирской губернии, в ко¬ торой находилось также и имение круп¬ нейшего физиолога Ивана Михайловича Сеченова. Несомненно, вся атмосфера высо¬ кой культуры и научных интересов, ца¬ рившая в Теплом Стане, была чрезвычай¬ но важным условием формирования лич¬ ности Дмитрия Петровича. Около Ивана Михайловича Дмитрий Петрович был с раннего детства. Он вспоминал, как Се¬ ченов сажал его на колени, играл с ним, когда Дмитрий Петрович был еще совсем маленьким ребенком. Во время летнего отдыха в своем имении И. М. Сеченов много времени- проводил около токарно¬ го станка. Дмитрий Петрович рассказывал мне, что подростком он учился у Ивана Михайловича токарному ремеслу. Воз¬ можно, что под влиянием Сеченова Дмит¬ рий Петрович поступил на медицинский факультет. В-третьих, отец Дмитрия Петровича женился на крестьянке. Дмитрий Петро¬ вич не был воспитан как богатый барчук, окруженный домашними воспитателями, уже в трехлетнем возрасте (как мне рассказывала его сестра) в кожаных сапо¬ гах с пастушьим кнутом на плече он це¬ лый день проводил на скотном дворе в обществе деревенских детей. Ведь там же в Теплом Стане жила и его ближайшая родня по линии матери. Во всех поступках и манерах Дмит¬ рия Петровича в обыденной жизни чрез¬ вычайно ярко проглядывала народная мудрость и исключительная простота об¬ хождения, любовь к земле и крестьянско¬ му быту. Он всегда радовался хорошо возделанной земле, озимым хлебам, ров¬ ным зеленым ковром расстилающимся в лучах осеннего солнца, тучным обвисаю¬ щим под собственной тяжестью колосьям ржи... И тот, кто видел его в такие ми¬ нуты, не мог не понять, сколь глубоко коренилось в Дмитрии Петровиче все то, что воспринял он с детства от крестьян¬ ства. Гармоническое сочетание самых различных начал — вот то самое характер¬ ное, что бросалось в глаза всем, кто имел счастье общаться с этим своеобразным человеком, истинно русским в своей люб¬ ви к Родине и к родной Природе, каким был Дмитрий Петрович Филатов. УДК 92 Филатов
122 Зоология «Природа», 1977, № КРАСНАЯ КНИГА Аборигенный пятнистый олень А. Г. Банников, В. Е, Присяжнюк Андрей Григорьевич Банников, доктор биологическим на) профессор, заведующий кафедрой зоологии Московской вет ринарной академии им. К. И. Скряодна. Вице-президент Mei дународного союза охраны природы и природных ресурсс Автор ряда монографий, учебников, научно-популярных книг статей в области териологии, герпетологии, зоогеографии, охр ны природы. Член редколлегии журнала «Природа». Виталий Емельянович Присяжнюк, младший научный сотрудн Центральной лаборатории охраны природы Министерства сел ского хозяйства СССР. Зоолог, занимается морфологией и эк логией копытных и проблемами охраны фауны. Несколько л работал в Приморском крае над изучением дикого пятнисто оленя. Участник экспедиций в Забайкалье, Приморье и Севе ный Казахстан. Автор работ по биологии дикого пятнисто оленя. Дикий пятнистый олень (Cervus nip- pon) — замечательный эндемик Приморья, едва ли не самый красивый олень отече¬ ственной фауны. Народы Азии любовно на¬ зывают его оленем-цветком. Он вместе с тигром издавна олицетворяет животный мир Уссурийского края. Высокая пластичность, неприхотли¬ вость к кормам и ряд этологических осо¬ бенностей выдвигают пятнистого оленя в число наиболее интересных объектов охотничьего промыслового хозяйства. Главное достоинство этого оленя — панты (молодые, наполненные кровью рога), представляющие ценнейшее фармаколо¬ гическое сырье. Лекарства, получаемые иэ пантов, давно известны народам Азии. Почитатели тибетской медицины платили баснословные деньги за молодые poi пятнистых оленей. В настоящее время ь пантов приготовляют высокоэффективнь препарат пантокрин. Он дает хороший ti рапевтический эффект при многих серье ных заболеваниях (расстройства желудо но-кишечного тракта, нервной систем! сердечной деятельности, азотистого и у леводного обмена, ускоряет процессы pi генерации тканей и т. п.) и повыша< общий тонус организма. Пятнистый олень-пентач.
Аборигенный пятнистый олень 123
124 А. Г. Ванников, В. Е. Присяжнюк НЕОДНОРОДНОСТЬ СОСТАВА ПО¬ ГОЛОВЬЯ ПЯТНИСТОГО ОЛЕНЯ в НАШЕЙ СТРАНЕ Большой спрос на панты явился при¬ чиной хищничесмого промысла в про¬ шлом, а когда запасы пятнистого оленя в природе были исчерпаны, послужил' толчком для полувольного его содержа¬ ния. При Советской власти мелкие част¬ ные хозяйства были преобразованы в вы¬ сокоорганизованное совхозное оленевод¬ ство. Сейчас в крупных совхозах Примор¬ ского края и на Алтае содержатся десятки тысяч пятнистых оленей. Достоинства пятнистого оленя, как объекта разведения послужили поводом для проведения широких экспериментов по его акклиматизации. Только с 1963 по 1973 г. в Европейской части страны было расселено 1200 оленей1. Сейчас пят¬ нистого оленя можно встретить в охот¬ ничьих угодиях от Ленинградской области на севере до Херсонской области и Талы- ша на юге. Олени были завезены и в Республики Средней Азии. В отдельных Qyiuapu районах страны акклиматизация прошла успешно, и пятнистый олень стал объек¬ том промысла. В охотничий сезон 1973/74 г.4 только в РСФСР было добыто Распространение пятнистого оленя ■ Примор¬ ском крае: 1 — северная граница ареала в се¬ редине XIX в.; 2 — она же в конце XIX 3 — очаги современного распространения дико¬ го пятнистого оленя; Л — территория, где встре¬ чается только одичавший парковый пятнистый олень; 5 — наиболее крупные оленесовжоэы. * Г а в р и н В. Акклиматизация и реаккли¬ матизация охотничьих животных в СССР.— «Охота и охотничье хозяйство», 1975, № 11. 1 Д е ж к и н В., Кондратьева Л., М е н ь к о в а Н. Заготовка диких копыт¬ ных в РСФСР.— «Охота и охотничье ко- зяйство», 1975, N9 10.
Аборигенный пятнистый олень 125 свыше 400 голов, что дало государству 22 т высококачественного мяса. В насто¬ ящее время численность пятнистого оленя в СССР приближается к 60 тыс. голов. Развитие пантового оленеводства и аккли¬ матизация обеспечили сохранение пятни¬ стого оленя как биологического вида, но не его чистой аборигенной линии. Пятнистый олень — единственный представитель фауны нашей страны, кото¬ рый, с одной стороны, интенсивно исполь¬ зуется в хозяйстве, а с другой — являет¬ ся редким и исчезающим животным. Объ- вым оленем. Обе формы отличаются фе¬ нотипом. В настоящее время общепризна¬ но, что одомашненный пятнистый олень мельче дикого, ниже и его жизнеспособ¬ ность. Но именно одомашненный олень сейчас составляет большую часть пого¬ ловья вида в стране. Пятнистые олени, вы¬ пущенные в Европейской части Союза, все без исключения были взяты иэ даль¬ невосточных и алтайских зверосовхозов и являются потомками одомашненной фор¬ мы. Даже в Приморском крае в очагах реакклиматизации (Уссурийский заповед- Широколиственные леса покрывают предгорья Сиют»-Алиия — основной район распростране¬ ния дикого пятнистого оленя. ясняется это неоднородностью пятнистого оленя, который представлен основными двумя формами: диким аборигенным пят¬ нистым оленем, населяющим леса южно¬ го Приморья, и одомашненным, вот уже 100 лет содержащимся в загонах, парко- ник и Кедровая Падь) были интродуциро- ваны парковые олени. Численность дикого аборигенного оленя не превышает 1 % от общей численности вида в СССР. Таким образом, благополучие вида сейчас обес¬ печено исключительно за счет высокой численности одомашненной формы и ее производных, тогда как аборигенный ди¬ кий пятнистый олень продолжает нахо¬ диться на грани исчезновения. В настоя¬ щее время он нуждается в экстренных
126 А. Г. Банников, В. Е. Присяжнюк Стадо пятнисты! оленей на участка зимнего стойбища (широколиственный лас на южном силона горы Туманной|. Олани, вынужденные на длительный период арамени наюдиться на ограниченной территории стойбища, наносят серьезный ущерб насаждениям. Выпадение под¬ роста и подлеска на участка» стойбищ резко снизило кормовые ресурсы »ти1 угодий, что а значительной степени у!удшает условия зимовки пятнисты! оленей. мерах по сохранению и потому занесен в «Красную Книгу СССР». Более того, ус¬ сурийский пятнистый олень, населяющий юг Дальнего Востока, занесен и в Меж¬ дународную «Красную Книгу» на розовом листе3. (Цвет страницы указывает, что данная форма находится в угрожаемом состоянии и нуждается в принятии сроч¬ ных мер по ее спасению.) Неоднородность состава поголовья пятнистого оленя в нашей стране опреде¬ лила дифференцированный подход к его сохранению и эксплуатации. В Примор¬ ском крае охота на аборигенного дикого пятнистого оленя полностью запрещена. Одомашненный олень остается в сфере хозяйственного использования. В районах акклиматизации порядок эксплуатации по- 3 В международную «Красную Книгу» вне- сена форма Cervus mandarinus Milne- Edwards, 1871, которая является синони¬ мом С. п. hortulorum Swinhoc, обитающей на территории нашей страны (ф л е - ров К. К. Фауна СССР Т. 1, вып. 2. Кабарги и олени. ДА1952).
Аборигенный пятнистый олень 127 головья пятнистых оленей регламентиру' ется охотничьим законодательством. РАСПРОСТРАНЕНИЕ И ЧИСЛЕН¬ НОСТЬ АБОРИГЕННОГО ПЯТНИСТО¬ ГО ОЛЕНЯ Уссурийский пятнистый олень в про¬ шлом населял обширные пространства Ки¬ тая к северу от р. Хуанхэ, Корейский п-ов и южную часть Приморского края. В силу определенных причин (главным образом из-за неумеренного промысла и сведения лесов) пятнистый олень исчез с большей части территории Китая и сохра¬ нился исключительно на севере ареала. В середине XIX в. на территории России пятнистый олень (по данным Р. Маака) обитал по долине р. Уссури до устья р. Бикин. Самой северной точкой обитания его на побережье считается устье р. Максимовки. Горные области центрального Сихотэ-Алиня граница ареа¬ ла огибала с юга. На всей территории от указанной линии до морского побережья и границы с Китаем в недалеком про¬ шлом пятнистые олени населяли широко¬ лиственные леса долин и гор нижнего по¬ яса и все острова залива Петра Велико¬ го. В XIX в. пятнистый олень в пределах первичного ареала был многочисленным. В 1670-е годы Н. М. Пржевальский на¬ блюдал табуны по 40—60 голов в окре¬ стностях Владивостока, а на рынке мясо оленя было самым дешевым. По очень ориентировочным данным, численность пятнистого оленя в Приморье в конце XIX в. была равна 10 тыс. голов4. В последние 100 лет ареал сильно сократился за счет общего отступления к югу и расчленения на отдельные изоли¬ рованные участки. На протяжении послед¬ них 20—30 лет дикие пятнистые олени бы¬ ли сосредоточены исключительно в зоне побережья Лазовского и Ольгинского районов. Они населяют основную часть этой территории небольшими группами и только в пределах хребта Заповедный представлены самостоятельной популя¬ цией. В 1965 г. в обоих районах насчи¬ тывалось около 600 оленей. После много¬ снежной зимы 1965/66 г. поголовье зве¬ рей везде сильно сократилось, а в ряде мест они исчезли совсем. В 1969 г. в Ла¬ зовском заповеднике учтено 350 оленей, а в 1974 г.— только 280. На о-ве Аскольд, расположенном в заливе Петра Великого, сохранилась еще одна популяция аборигенного пятнистого оленя (250—300 голов). До революции здесь велось интенсивное охотничье хо¬ зяйство, в результате которого оказалась сильно подорванной кормовая база остро¬ ва, а олени измельчали. Площадь, в пределах которой оби¬ тают пятнистые олени обеих популяций, составляет менее 400 км2. Низкая числен¬ ность и узость настоящего ареала абори¬ генного пятнистого оленя свидетельствуют о высокой уязвимости его последних по¬ пуляций. * Б ро млей Г. Ф. Состояние популяции дикого пятнистого оленя и горала на Да льнем Востоке.— «Иэв. С иб. отд. АН СССР», 1959, вып. 2.
128 А. Г. Ёайймков, В. Е. Присяжнюк ПРИЧИНЫ УМЕНЬШЕНИЯ ЧИСЛЕН¬ НОСТИ ПЯТНИСТОГО ОЛЕНЯ В ПРЕ¬ ДЕЛАХ ЕСТЕСТВЕННОГО РАСПРО¬ СТРАНЕНИЯ Решающим фактором, который определяет не только характер распро¬ странения пятнистого оленя в Примор¬ ском крае, но и его численность, явля¬ ется снежный покров. Пятнистый олень — представитель теплолюбивой фауны и по¬ тому избегает селиться в районах, где снежный покров зимой сохраняется про¬ должительное время, а его толщина пре¬ вышает 30—40 см. Периодически наступающие много¬ снежные зимы ухудшали условия жизни пятнистых оленей на территории всего ареала, обычно вызывая повсеместное со¬ кращение его численности. В тех же рай¬ онах, где им не удавалось найти подхо¬ дящих условий для зимовки, они погиба¬ ли. Повторяющиеся примерно через 15— 20 лет многоснежные зимы определяли пульсацию границ ареала и численности вида. Несомненно, что именно на побе¬ режье Японского моря, отличающегося смягченным климатом и благоприятным снежным режимом, располагались те зим¬ ние убежища вида, которые обеспечивали его сохранение в бедственные годы, а впоследствии и некоторое восстановление численности и границ ареала. Однако так было в далеком прошлом. Со второй половины XIX в. началось интенсивное заселение края, и человек стал все настойчивее вмешиваться в есте¬ ственные природные процессы. Во время многоснежных зим пятнистые олени поги¬ бали в большом количестве теперь не только от хищников и недостатка корма, но и от рук человека. На стойбищах оле¬ ней добывали сотнями. Такой промысел был весьма легок, поскольку в глубоком снегу олени были совершенно беспомощ¬ ны. Именно поэтому многоснежные зимы конца XIX и начала XX в. были опусто¬ шительными для пятнистых оленей, и тре¬ бовались многие годы, чтобы их числен¬ ность хотя бы несколько восстановилась. С целью получения пантов и «выпорот¬ ков» (эмбрионов) оленей добывали и ле¬ том, а ради мяса, шкур, жил и хвостов — в течение круглого года. Трудно себе представить размеры ущерба, нанесенно¬ го фауне Приморья зверопромышленни¬ ками. Многокилометровыми завалами они перегораживали местообитания оленей, принуждая их проходить в окнах этой преграды, под которыми устраивались ло¬ вушки (ловчие ямы — «лу-деу»), О том, как широко был распространен этот вар¬ варский способ добычи оленей в конце XIX и начале XX вв., свидетельствуют Остатки ям на всех хребтах прибрежной полосы. Приморские районы края, как наибо¬ лее удобные для поселения, осваивались одними из первых. Оптимальные места обитания пятнистых оленей оказались пре¬ образованными под сельское хозяйст¬ во, оленепарки, охотничьи угодья и насе¬ ленные пункты. Хищническая охота на пятнистых оленей и вытеснение их иэ при¬ брежных районов решили судьбу вида. После многоснежных зим лишенный ос¬ новных зимних убежищ дикий пятнистый олень почти повсеместно исчез. Лишь своевременное учреждение заповедного режима в междуречье Киевка — Черная (Лазовский заповедник) спасло от немину¬ емой гибели последнюю в крае матери¬ ковую популяцию оленей. Определенную роль в исчезновении пятнистых оленей в Приморье сыграли се¬ рые волки. Взаимоотношения пятнистых оленей с тигром, леопардом, рысью и красными волками складывались в про¬ цессе эволюции. Эти хищники не подры¬ вали численности оленей. Серый волк в южном Приморье появился сравнительно недавно. Еще в начале XX в. волки дер¬ жались только на открытых пространствах в окрестностях оэ. Ханка, по долинам р. Уссури и Амура5. Роль волка как хищ¬ ника в южном Приморье нарастает по ме¬ ре освоения лесных пространств края. В 40-е годы серые волки стали самыми распространенными хищниками в крае, и вред, наносимый ими животноводству и диким копытным, достиг угрожающих размеров. Развитие пантового оленеводства также ускорило исчезновение дикого пят¬ нистого оленя. В период его становления оленей для частных питомников отлавли¬ вали в природе. Кроме того, оленеводст¬ во оттесняло диких оленей иэ оптималь¬ ных мест обитаний на побережье; вокруг оленесовхозов обычно усиливалось бра¬ коньерство и, наконец, прямой выход парковых оленей в природу привел к полному исчезновению популяций абори¬ генного дикого оленя на обширной тер¬ ритории юга и юго-запада Приморья (по- s В р о м л е й Г. Ф. Экология пятнистого оленя.— Сб. матер, по результатам изуче¬ ния млекопитающих в гос. заповедниках. М., 1956.
Аборигенный пятнистый олень 129 Н» зимнем стойбище • районе буаты Просе¬ лочная. всюду между р. Партизанской и границей с Китаем). БИОЛОГИЯ, ОБРАЗ ЖИЗНИ И ПО¬ ВЕДЕНИЕ Пятнистый олень имеет легкое и изящное телосложение (длина тела 170— 190 см, высота в холке 100—120 см, вес самок 80—90 кг, самцов 130—140 кг). Самцы носят рога, обычно имеющие че¬ тыре отростка. Летом окраска тела ры- жаЯ) под цвет опавшей сухой листвы, го¬ лова бледно-бурая. Бока тела у оленей всех возрастов покрыты белыми, четко очерченными пятнами, которые местами сливаются в полосы. В настоящее время дикие пятнистые олени населяют 7—10-километровую по¬ лосу побережья. Сопки здесь перемежа¬ ются с тенистыми долинами и распадка¬ ми, хребтами резкой высоты, но не бо¬ лее 500 м над ур. м. Вся эта террито¬ рия представляет сплошной лесной массив с преобладанием дубовых насаждений. Зимой и ранней весной пятнистые олени питаются ветками деревьев и кустарников, поедают желуди, ветошь трав и сухие ли¬ стья дуба и лещины. Летом основу пита¬ ния составляют осоки, злаки и разно¬ травье. В Лазовском заповеднике ассорти¬ мент дикорастущих кормовых растений пятнистого оленя представлен 281 видом, из них 126 — лекарственные и ядовитые растения, т. е. почти 45% от числа всех кормовых. Такого пристрастия к горькова¬ тым и ароматическим растениям не про¬ являет никакая другая иэ отечественных форм оленей. Большинство этих растений потребляется в летнее время, когда про¬ исходит наиболее интенсивный рост и раз¬ витие молодых рогов. Возможно, этим объясняется тот факт, что панты пятни¬ стых оленей отличаются самым высоким содержанием биологически активных ве¬ ществ. Весной у оленей появляется повы¬ шенная потребность в минеральных солях. В мае и июне пятнистые олени в сумер¬ ках спускаются с гор и распадков на бе¬ рег моря. Здесь они пьют морскую воду, лижут пену и камни, поедают выбросы — ламинарию и зостеру. В весенний период бурно протекает линька. В начале июня олени приобретают свой красивый летний наряд. Еще в апреле самцы сбрасывают рога, и у них начинают отрастать новые.
130 А. Г. Банников, В. Е. Присяжнюк Развитие новых рогов продолжается 120— 150 дней. Процесс этот заканчивается в сентябре очисткой рогов от кожицы. В по¬ ру роста пантов самцы ведут уединенный образ жизни и проявляют особую осто¬ рожность. Летом потребность в минеральных ■ солях снижается, но олени по-прежнему в сумерках выходят к морю. Здесь, на по¬ крытых туманами полуостровах, в откры¬ тых широких бухтах и на склонах примор¬ ских гор, обдуваемых холодными мор¬ скими ветрами, они находят отдых от гну¬ са, не дающего ни минуты покоя в тени¬ стых трущобах лесов. Олени табунами располагаются на лежку на песчаных морских террасах в непосредственной близости от воды. Гон у пятнистых оленей происходит в октябре. В это время в тайге изоби¬ лие корма и совершенно отсутствует гнус. Активные самцы оглашают ревом окрест¬ ности, предупреждая соперников о своем праве на данную территорию. Даже сей¬ час, когда численность популяции невели¬ ка, в некоторых урочищах удается услы¬ шать одновременно до 5—8 ревущих сам¬ цов. Изредка между соперниками вспыхи¬ вают турнирные бои. Гон заканчивается в начале ноября. Продолжительность бере¬ менности составляет 7,5 месяца. В мае происходит отел. Самка, как правило, приносит одного олененка. Пятнистый олень — стадный зверь. В процессе эволюции у него выработа¬ лась звуковая сигнализация. Свистят толь¬ ко самки, телята и молодые самцы. Взрослые самцы подают свой голос ис¬ ключительно в период гона, в октябре. Свист оленя чистый и громкий, очень на¬ поминающий свист человека. В нашей стране с целью сохранения дикого пятнистого оленя в природной среде были организованы заповедники, причем Лазовский заповедник — со специ¬ альной задачей охраны единственного участка в Приморье, где еще обитают ди¬ кие пятнистые олени — наиболее чистая в генетическом отношении популяция. Пер¬ спективы по восстановлению численности ценного животного в Приморье сейчас связаны только с Лазовским заповедни¬ ком. Однако популяция дикого пятнисто¬ го оленя в Лазовском заповеднике с 1951 г.6 до настоящего времени пребы¬ вает в недостаточно благоприятных усло¬ виях из-за несоответствия границ заповед¬ ника задачам сохранения этого ценнейше¬ го вида, высокого пресса хищников и бра¬ коньеров, переуплотненности пятнистых оленей и возникшим в связи с этим ис¬ тощением кормовых ресурсов на участках зимних стойбищ и другими факторами. С целью обеспечения оленей уникальной популяции в пределах заповедника всеми жизненно необходимыми местами обита¬ ния целесообразно расширить его терри¬ торию примерно на 10 тыс. га и устано¬ вить охранную зону заповедника в районе всего междуречья Киевки и Черной. Аборигенный пятнистый олень — это потенциальный неосвоенный резерв пан¬ товой продукции. Вернуть его в сферу хозяйственного использования — задача настоящего времени. Этот вид проявляет высокую устойчивость к антропогенной смене ландшафта, в связи с чем разум¬ ное хозяйственное освоение края при ус¬ ловии надлежащей охраны фауны обеспе¬ чивает сохранение необходимых условий для его существования. Опыт разведения пятнистых оленей в местах интродукции и в прошлом в Приморском крае дал хоро¬ шие результаты. Это свидетельствует о том, что аборигенный пятнистый олень как промысловый вид в Приморском крае неоправданно забыт. Его экологическая ниша на юго-востоке края, продолжая оставаться незаполненной, обеспечивает широкие возможности для работ по вос¬ становлению вида. Путь к сохранению аборигенного пятнистого оленя и восстановлению его хозяйственной значимости лежит через возрождение уникальной популяции оле¬ ней Лазовского заповедника, создание в Приморском крае центра разведения ди¬ кого пятнистого оленя, организацию сети заказников в пределах настоящего ареа¬ ла, проведение широкой работы по ре¬ акклиматизации и, наконец, рациональной охотничье-хоэяйственной эксплуатации восстановленных экологически устойчивых популяций. В результате этих многолет¬ них работ будет сохранена в природе ны¬ не исчезающая форма оленя, для народ¬ ного хозяйства откроется новый источник ценного пантового сырья и повысится уровень экономики прибрежных районов Приморского края. УДК 59 6 Год реорганизации сети заповедников в СССР.
ЮНАУКЧ «Природа»», 1977, № 2 131 ■■■■■■Hi Космические исследования Таблица Параметры начальной орбиты Космический Дата аппарат запуска перигей, апо- наклоне- w- км гей, км ние, град ращения, мин Запуски космических аппаратов в СССР (сентябрь — октябрь 1976 г.) В сентябре — октябре 1976 г. в Советском Союзе было запущено 17 космиче¬ ских аппаратов, в том числе 12 спутников серии «Космос» с научной аппаратурой, пред¬ назначенной для продолжения исследований космического пространства. Экипаж космического корабля «Союэ-22» в составе командира корабля В. Ф. Бы¬ ковского и бортинженера В. В. Аксенова в течение восьмисуточного полета вы¬ полнил обширную программу научно-технических исследо¬ ваний и экспериментов. В по¬ лете отрабатывались методы изучения природных ресурсов Земли с помощью новой *ногоспектральной фотоап¬ паратуры 1. 14 октября 1976 г. в 20 ч 40 мин по московскому времени был осуществлен запуск космического корабля «Союз-23» с экипажем в со¬ ставе командира корабля В. Д. Зудова и бортинжене¬ ра В. И. Рождественского. Цель запуска — продолжение Научно-технических исследова¬ ний и экспериментов с орби¬ тальной научной станцией «Салют-5», запущенной 22 июня 1976 г. 15' октября в 21 ч 58 мин корабль «Союз-23» был переведен в режим автомати¬ ческого сближения со станцией, но из-за нерасчетного режима работы системы управления сближением корабля его сты¬ ковка со станцией «Салют-5» 1 Подробнее о полете космического корабля «Союз-22»» см.: «Приро¬ да», 1977, № 1. «Космос-853» их «Космос-854» 3.IX «Радуга» 11.IX «Союэ-22» 15.IX «Космос-855» 21.IX «Космос-856» 22. IX «Космос-857» 24.IX «Космос-858» 29. IX «Космос-859» 10.X «Союз-23» 14.Х «Метеор» 16.Х «Космос-860» 17.Х «Космос -861» 21.X «Космос-862» 22.Х «Космос-863» 25.Х «Экран» 26.Х «Космос-864» 29.Х была отменена. 16 октября 1976 г. в 20 ч 46 мин кос¬ монавты В. Д. Зудов и В. И. Рождественский возвра¬ тились на Землю в спускае¬ мом аппарате «Союза-23», который совершил посадку в 195 км юго-западнее Цели¬ нограда. Станция «Салют-5» про¬ должает управляемый полет в автоматическом режиме. В ходе полета станции прово¬ дятся съемки отдельных рай¬ онов территории Советского Союза в интересах науки и народного хозяйства, а также испытания бортовых систем. 25 октября 1976 г. к 15 ч московского времени станция «Салют-5» совершила 2005 обо¬ ротов вокруг Земли, пара¬ метры ее орбиты при этом составляли; высота в перигее 259 км, высота в апогее 272 км, наклонение 51,6°, период обращения 89,6 мин. Продолжается полет ор¬ битальной научной станции «Салют-4», запущенной 26 де¬ кабря 1974 г. Системы стан¬ 243 498 62,8 91,7- 177 337 81,4 89,3 35 900 35 900 0,3 1440 250 280 65 89,6 212 366 72,9 89,9 210 322 65 89,5 185 346 62,8 89,5 792 833 74 101 180 360 65 89,6 243 275 51,6 89,5 871 904 81,3 102,5 260 278 65 89,6 256 280 65 89,6 610 39 300 62,8 709 187 370 62,8 89,8 35 600 35 600 0,3 1422 980 1 021 83 104,9 ции, продолжающей исследо¬ вания космического простран¬ ства в автоматическом режи¬ ме, функционируют нормально. 24 октября с целью коррек¬ ции орбиты «Салюта-4» про¬ водилось включение двигатель¬ ной установки. По состоянию на 12 ч московского времени 29 октября 1976 г. стан¬ ция «Салют-4» совершила 10 637 оборотов вокруг Зем¬ ли; параметры ее орбиты со¬ ставляли: высота в перигее 290 км, высота в апогее 307 км, наклонение 51,6°, период обращения 90,3 мин. Два спутника связи бы¬ ли запущены на стационарные орбиты. Ретрансляционная ап¬ паратура спутника «Радуга» предназначена для обеспече¬ ния в сантиметровом диапазо¬ не волн непрерывной круг¬ лосуточной телефонно-теле¬ графной радиосвязи и одно¬ временной передачи цветных и черно-белых программ Центрального телевидения СССР на сеть станций «Орби¬ та». Ретрансляционная аппа¬
132 Новости науки ратура нового спутника теле¬ визионного вещания «Экран» призвана обеспечить передачу цветных или черно-белых про¬ грамм Центрального телевиде¬ ния на сеть приемных устройств коллективного поль¬ зования, расположенных в на¬ селенных пунктах Сибири и Крайнего Севера. Помимо усовершенство¬ ванной ретрансляционной ап¬ паратуры, на спутниках «Радуга» и «Экран» установ¬ лены трехосевые системы точной ориентации на Землю, системы энергоснабжения с независимым наведением и слежением солнечных батарей на Солнце, системы коррек¬ ции орбиты, терморегулиро¬ вания, радиотелеметрические системы для передачи на Зем¬ лю данных о работе борто¬ вых систем, радиосистемы для точного измерения параметров орбиты и управ¬ ления спутником. Спутник «Радуга» имеет междуна¬ родный регистрационный ин¬ декс «Стационар-1», спутник «Экран» — индекс «Стацио- нар-Т ». Очередной спутник се¬ рии «Метеор» предназначен для получения метеорологи¬ ческой информации, необхо¬ димой в оперативной службе погоды. На борту спутника установлена аппаратура, обес¬ печивающая получение изоб¬ ражений облачности, снежного покрова на дневной и ночной сторонах земного шара, а так¬ же получение данных об от¬ ражаемой и излучаемой Зем¬ лей и атмосферой тепловой энергии. 14 октября 1976 г. в 13 ч 50 мин по московскому времени с территории Евро¬ пейской части СССР в сред¬ них широтах был произведен запуск на высоту 1512 км геофизической ракеты «Вер- тикаль-4». Запуск был осу¬ ществлен в рамках програм¬ мы сотрудничества социа¬ листических стран в области исследования и использова¬ ния космического пространст¬ ва в мирных целях. В отде¬ лившемся от ракеты на высо¬ те 173 км приборном кон¬ тейнере была установлена на¬ учная аппаратура, изготовлен¬ ная в ГДР, НРБ, СССР и ЧССР и предназначенная для про¬ должения комплексных иссле¬ дований атмосферы и ионо¬ сферы Земли, а также, взаи¬ модействия коротковолнового излучения Солнца с атмосфе¬ рой Земли. Во время полета ракеты «Вертикаль-4» одновре¬ менно проводились наземные измерения различных парамет¬ ров ионосферы. Космология Уточнен возраст Все¬ ленной Долгое время возраст Вселенной полагали равным 10* 109 лет. Расчеты были ос¬ нованы на радиоактивном рас¬ паде уран — торий. По оцен¬ кам Дж. Брауна и Б. Бермана (Лоуренсовская радиационная лаборатория, Ливермор, США), возраст Вселенной — 20 -109 лет. Американские специали¬ сты использовали новый ме¬ тод, основанный на радиоак¬ тивном распаде ядер 187Re в стабильные ядра 1 87Os. Однако, наряду с распа¬ дом Re, возможны и две дру¬ гие реакции, в которых обра¬ зуется и исчезает 187Os: это захват нейтрона ,86Os с обра¬ зованием ,87Os и захват нейт¬ рона l87Os с образованием l88Os. Первая реакция увели¬ чивает количество ,e7Os, вто¬ рая — уменьшает. Оба этих процесса могут эффективно происходить в звездах. Однако определить их сечения в зем¬ ных условиях сложно из-за крайне малой распространен¬ ности 187Os. Для определения сече¬ ний этих реакций были спе¬ циально изготовлены сверхчис¬ тые образцы ,86Os и 107Os в количестве нескольких грам¬ мов. При расчетах использо¬ вались энергии нейтронов, сравнимые с энергиями этих частиц в звездах, имеющих температуру ~300-10* К. Се¬ чения захвата нейтронов в ин¬ тересующих реакциях были оп¬ ределены при регистрации У -квантов, сопровождающих захват нейтронов осмием. В итоге Браун и Бер¬ ман вычислили время, прошед¬ шее с момента образования во Вселенной тяжелых ядер. Для непосредственных вычислений Браун и Берман измерили от¬ носительную распространен¬ ность ,87Re и 187Os в метео¬ ритах Солнечной системы. При этом возраст Солнечной сис¬ темы приняли равным 4,6 ■ 109 лет. В результате было най¬ дено, что процесс образова¬ ния ядер во Вселенной начал¬ ся ~18-109 лет назад. Так как обычно считается, что су¬ ществовал период в 2 * 109 лет между большим взрывом, в результате которого возникла Вселенная, и началом ядер- ного синтеза, полный возраст Вселенной, измеренный Брау¬ ном и Берманом, составляет 20-10’ лет. «Science News», 1976, v. 110, № 2, p. 19 (США). Космические исследования «Викинг-2» на Марсе 3 сентября 1976 г. поса¬ дочный отсек космического аппарата «Викинг-2», находив¬ шегося с 7 августа 1976 г. на ареоцентрической орбите с высотой в апоцентре 32 600 км и высотой в перицентре 1500 км, совершил мягкую посадку на поверхность Марса в области Утопиа Планитиа (Utopia Planitia), в точке с координатами 47,5° с. ш., 226° з. д. Район посадки находит¬ ся примерно в 6500 км от рай»- она посадки «Викинга-1». ТТФ наблюдениям с орбиты, 6 расчетном районе посадки второго аппарата в атмо¬ сфере содержится в несколь¬ ко раз больше водяных паров, чем в районе посадки «Ви- кинга-1», кроме того, там бо¬ лее высокая температура. Район посадки «Викин¬ га-2» находится примерно в 200 км от кратера Мие (Mie), поперечник которого составля¬ ет 100 км. По наблюдениям с орбиты, в этом районе на¬ ходятся дюны высотой до 15 м с крутизной склона до
134 Новости науки
Новости науки 135 Снимок поверхности Марса, пе¬ реданный с посадочного отсека американского космического ап¬ парата «Викинг-2», который опу¬ стился на поверхность планеты а районе Утопиа Планитиа. Круп¬ ным планом дан один из участ¬ ков марсианской поверхности, с которого были взяты пробы грунта. Телефото ЮПИ — ТАСС. Панорама поверхности Марса. Отчетливо видны камни и валуны различных размеров. Большая глыба, расположенная в центре снимка, достигает 61 см в длину и 30 см в высоту. Телефото АП — ТАСС. камни должны быть засы¬ паны пылью. Удивление вы¬ звал также тот факт, что на панораме места посадки не видно дюн, которые наблю¬ дались с орбиты. Высказано предположение, что посадоч¬ ный отсек «Викинга-2» опустил¬ ся в кратер или яму. По положению горизон¬ та на панораме места посадки сделан вывод, что отсек на¬ ходится на грунте в наклон¬ ном положении (8—10°). Оче¬ видно, посадочный отсек опу¬ стился на склон или попал на камни. Для посадочного отсека «Викинга-2» предусмотрена такая же программа исследо¬ ваний на поверхности Марса, как и для «Викинга-1»; в ча¬ стности, через 0 сут после посадки планировалось начать эксперименты по обнаружению на планете признаков жизни. Расчетная длительность иссле¬ дований на поверхности Мар¬ са — 90 сут для каждого по¬ садочного отсека. С. А. Никитин Москва
Новости науки 133 Снимок, переданный с орбиталь* иого отсека американского кос* мического аппарата «Викинг-1», свидетельствует о процессе тая¬ ния северной полярной шапки Марса, которое иафлюдаетйя ежегодно в летний период. В верхней части — нетронутый ледяной покров, в состав кото¬ рого, как полагают специалисты, вкодит замерзший углекислый газ и вода. Телефото АП—ТАСС. 30°, разбросанные на расстоя¬ нии примерно 100 м друг от друга. Считают, что мощный слой пыли в этом районе делает его сравнительно безопасным для посадки. Непосредственно после отделения посадочного отсека от орбитального было заре¬ гистрировано прекращение электропитания инерциального измерительного блока орби¬ тального отсека, что могло быть вызвано ударными на¬ грузками при разделении. Че¬ рез 33с после разделения связь с орбитальным блоком прекратилась, по-видимому вследствие того, что блок де¬ стабилизировался и острона¬ правленная антенна «потеряла» Землю. Через 45 мин был при¬ нят слабый сигнал от всена¬ правленной антенны орби¬ тального отсека, которая способна осуществлять связь и в случае дестабилизации отсека, однако со значительно более низкой информатив¬ ностью. Из-за отсутствия связи никакой информации с участ¬ ка снижения посадочного от¬ сека получено^ не было. Все системы отсека на участке снижения и в первое время после посадки на Марс рабо¬ тали автономно по программе, предварительно заложенной в память бортовой ЭВМ. Через всенаправленную антенну на Землю поступил сигнал, что посадочный отсек начал работать в режиме пе¬ редачи снимков. Это свиде¬ тельствовало о том, что по¬ садочный отсек «Викинга-2» успешно совершил посадку. Позже неисправность на ор¬ битальном отсеке удалось устранить и навести острона¬ правленную антенну на Землю. Более чем с 9-часовым опо¬ зданием началась ретрансля¬ ция на Землю двух первых снимков, которые передал с Марса посадочный отсек «Викинга-2». Снимки были при¬ няты на орбитальном отсеке и хранились в запоминающем устройстве в ожидании восста¬ новления связи с Землей че¬ рез остронаправленную антен¬ ну. Специалисты отмечают высокое качество снимков. На первом снимке видна одна из трех опор посадоч¬ ного шасси на грунте. Опора почти не углубилась в грунт. Второй снимок представляет собой панораму места посад¬ ки. Специалисты отмечают, что характер поверхности Мар¬ са в месте посадки «Викин¬ га-2» близок к характеру по¬ верхности в месте посадки «Викинга-1». В области Утопиа Планитиа, где опустился поса¬ дочный отсек «Викинга-2», по¬ верхность более плоская и почти лишена ярко выражен¬ ных элементов рельефа. Во¬ круг посадочного отсека вид¬ но очень большое число кам¬ ней, многие из них с острыми краями. Некоторые камни со¬ всем небольшие, другие на¬ столько крупные, что могли бы представлять опасность при посадке. Наличие такого боль¬ шого числа камней удивило специалистов, так как они считали, что в этом районе
136 Новости науки Планетология Гигантские пыльные бури на Марсе А. Дж. Клиоре и П. М. Войцешин (Лаборатория реактивного движения, Поса- дена, Калифорния, США) сооб¬ щили о своих работах по дина¬ мике атмосферы Марса. Основ¬ ным объектом исследований были мощные пыльные бури, временами охватывающие практически всю планету. Та¬ кие бури наблюдались в 1 956 г., а также в июле и ноябре 1974 г., когда они препятство¬ вали наблюдениям с борта межпланетной станции «Ма- ринер-9», вплотную прибли¬ зившейся к Марсу. Американские астроно¬ мы изучили материалы на¬ блюдений Марса, выполнен¬ ных в Лоуэлловской обсерва¬ тории в июле 1971 г. Согласно их выводам, во время бури стена пыли высотой более 50 км спустилась по западно¬ му склону марсианских гор Хеллас со скоростью, превы¬ шавшей 500 км/ч. В ноябре 1971 г., по данным «Марине- ра-9», стена пыли достигала 70 км над поверхностью пла¬ неты, однако сведения о ско¬ рости движения отсутствуют. На Земле ветры никогда не достигают такой скорости, а ее атмосфера обладает в 100 раз большей плотностью, что не позволяет пыльным бу¬ рям подниматься на высоту бо¬ лее 7 км. Земным аналогом таких марсианских бурь аме¬ риканские астрономы счита¬ ют пыльные бури, иногда воз¬ никающие в степных районах Восточной Европы, Централь¬ ной Азии, а также в окружен¬ ных со всех сторон горами до¬ линах Ирана и на плато к во¬ стоку от Скалистых гор в США. Предложен такой меха¬ низм возникновения пыльных бурь на Марсе: при определен¬ ных метеорологических ус¬ ловиях массы полярного воз¬ духа, первоначально скопив¬ шиеся ■ районе северного полюса, под влиянием гра¬ витационных сил начинают «стекать» мощным потоком вдоль долины, идущей вплоть до экватора и даже несколько южнее его. Сила и внезапность удара такого потока могут быть уподоблены водопаду или цу¬ нами. Масса воздуха обру¬ шивается на равнины, окружаю¬ щие горную систему Хеллас в южном полушарии. Она вызы¬ вает мощные турбулентные по¬ токи, которые вздымают со дна долин огромные тучи песка и других пылевых ча¬ стиц. Образуются чрезвычайно плотные облака пыли, которые охватывают большие простран¬ ства и снижают видимость до нуля. «Science News», 1976, v. 109, № 15, p. 234 (США). Селенология Новое о Луне В марте 1976 г. в Хьюс¬ тоне (штат Техас, США) со¬ стоялась VII конференция по наукам о Луне, ежегодно ор¬ ганизуемая НАСА. Было объяв¬ лено, что к настоящему вре¬ мени детально изучены не бо¬ лее 10% иэ тех примерно 400 кг лунных пород, которые были доставлены на Землю астронавтами «Аполлонов». Группа, возглавляемая Ф. Те¬ ра (Калифорнийский техноло¬ гический институт, Пасадена, США), сообщила о возрасте 6 образцов пород, из которых половина была взята в облас¬ ти нагорий, а другая пред¬ ставляет материал мантии Лу¬ ны. По мнению Тера, процесс первоначальной дифференциа¬ ции Луны завершился около 4,42 млрд лет назад (±40 млн лет). На это указывают внед¬ рения радиоактивных элемен¬ тов, которые позволили дати¬ ровать данные породы. Три об¬ разца иэ шести изученных от¬ носятся точно к этому перио¬ ду, три других несут в себе следы поздней неоднократной кристаллизации. Ч. Э. Бикел (Санфран- цискский*университет, штат Ка¬ лифорния, США) сообщил о результатах анализа образца лунной породы № 79215, ко¬ торой присвоено имя «Уце¬ левший», Этот уникальный об¬ разец, очевидно, пережил ка¬ таклизмы мощной метеоритной бомбардировки, обрушившейся на Луну 3,9—4 млрд лет назад. Бомбардировка, по мнению многих специалистов, привела к образованию большей части лунных кратеров и переработ¬ ке почти всех имевшихся к то¬ му времени брекчий. Такая вторичная переработка пере¬ мешала породы и сделала их первоначальный состав нераз¬ личимым. Исключение — обра¬ зец «Уцелевший», прошедший процесс брекчирования лишь однажды, вскоре после своего образования, на ранней стадии геологической истории Луны. Поэтому в его материнской породе содержатся прилегаю¬ щие друг к другу скопления зерен оливина (в отличие от беспорядочной оливино-пиро- ксеновой смеси, содержащей¬ ся в других образцах). «Уце¬ левший» сохранил в своей «памяти» размеры первона¬ чальных зерен и их состав. Вероятность сохранности тако¬ го образца в условиях массо¬ вой метеоритной бомбарди¬ ровки, как считают специа¬ листы, крайне мала. Однако метеоритная бомбардировка была факто¬ ром не только отрицатель¬ ным. Она создала богатейший спектр самых различных меха¬ низмов кратерообразования, что заставило геофизиков пере¬ смотреть их взгляды на исто¬ рию возникновения ряда объ¬ ектов на Земле. Так, еще пять лет назад гигантская депрессия Маникуган в Канаде многими считалась остатком вулкана. Ныне общепризнано, что она возникла в результате паде¬ ния огромного метеорита. Данные, собранные при¬ борами, оставленными на Лу¬ не экипажами «Аполлона-15» и «Аполлона-17», свидетельст¬ вуют, что тепловой поток иэ недр Луны слегка превышает половину той величины, кото¬ рая была общепризнанной ра¬ нее. Это говорит о большем сходстве между Землей и ее естественным спутником, чем считали ранее. Противоречие, возникаю¬ щее между определением со¬ держания урана при анализе древних пород Луны и при оценке его по интенсивности теплового потока иэ ее недр, Тера предлагает объяснить тем, что основная масса ура¬
Новости науки 137 на расположена ближе к по¬ верхности, чем считалось ра¬ нее. Таким образом, лунная литосфера обладает большой мощностью, которая может достигать 1000 км. Очень ва¬ жен и другой вывод: близкое к свойственному Земле соот¬ ношение элементов на Луне позволяет предположить, что эти два небесных тела обра¬ зовались на сравнительно не¬ большом расстоянии друг от друга. «Science News», 1976, v. 109, № 13, p. 196—197 (США). Физика Открытие D-мезонов Группа американских фи- зиков-экспериментаторов (Стан- фордский ускорительный центр и Берклиевская радиационная лаборатория им. Лоуренса), два года назад впервые на¬ блюдавшая J/ф и Ф'-час¬ тицы1, сообщила об открытии D-меэонов, наиболее легких иэ ожидавшихся элементарных частиц с новым квантовым чис¬ лом чармом2. До этого все поиски очарованных частиц не давали результатов, однознач¬ но свидетельствовавших о су¬ ществовании чарма. Объяснение опытов, в которых были открыты D-ме¬ зоны, основано на гипотезе существования четвертого, оча¬ рованного кварка. В ходе экс¬ перимента было установлено, что в реакции аннигиляции электрона и позитрона при энергии в системе центра инерции выше 3,9 ГэВ проис¬ ходит парное рождение D-ме¬ зонов. По кварковой модели, D-меэоны состоят иэ очаро¬ ванного с-кварка и антиквар- 1 За открытие Jtoj-частиц руководителю этой груп¬ пы Б. Рихтеру присужде¬ на (совместно с С. Тин- гом) Нобелевская премия 1976 г. по физике. 2 О модели чарма и но¬ вых элементарных части¬ цах подробнее см.: Окунь Л. Б. Новые ме¬ зоны.— «Природа», 1976, № 8. кое р ИЛИ п. Поэтому должны существовать £ва типа D-меэо¬ нов: D° и D , отличающиеся лишь величиной электрическо¬ го заряда и обладающие очень близкими значениями массы. В таких случаях говорят, что частицы образуют изотопиче¬ ский дублет (например, ана¬ логичный дублет протон-нейт¬ рон). Более того, следует ожи¬ дать два «экземпляра» таких изотопических дублетов D-ме¬ зонов с разными значениями спина: собственно D-меэоны со спином равным нулю и так называемые D*. мезоны со спином равным единице. Удво¬ ение числа мезонов отвечает различным ориентациям спи¬ нов кварка и антикварка в мезоне и хорошо известно для обычных псевдоскалярных и векторных мезонов (например, К и К* )• Предсказывалось, что масса D-меэонов должна быть около 1,8-г2 ГэВ и что D* несколько тяжелее, чем D. Так как чарм сохраняет¬ ся в сильных и электромаг¬ нитных взаимодействиях и не сохраняется в слабых, то в электрон-позитронной анниги¬ ляции, являющейся электро¬ магнитным процессом, D-ме- зоны могут рождаться только парами (вместе со своими ан¬ тичастицами: D- и или D*~, D*°). По этой же причине D-мезо- ны, как наиболее легкие из очарованных частиц, распада¬ ются лишь за счет слабого взаимодействия за время по¬ рядка 10 ’’3 -г 10 2с. Что ка¬ сается D’-мезонов, то они мо¬ гут распадаться с сохранени¬ ем чарма за существенно меньшее время ^ 10 "2 1 с за счет сильного взаимодействия (D* -> Dn), а также за счет электромаг¬ нитного jD* -► DY). Время жизни D-меэонов слишком мало, чтобы от мо¬ мента своего рождения до распада частица оставила в детекторе трек достаточной длины (эта длина составляет всего 0,003 -г0,03 мм). Поэто¬ му единственная возможность зарегистрировать D-мезоны — исследовать продукты их рас¬ пада. При этом необходимо зарегистрировать все продук¬ ты хотя бы одного иэ воз¬ можных каналов распада. Од¬ нако, поскольку в слабых рас¬ падах, в которых образуются лептоны, непременно должно присутствовать неуловимое нейтрино, такие распады ока¬ зываются непригодными для регистрации D-меэонов, и на¬ дежное обнаружение послед¬ них было сделано по распа¬ дам, в которых в конечном состоянии присутствуют толь¬ ко адроны. Было исследовано не¬ сколько тысяч событий элект- рон-поэитронной аннигиляции в адроны (эксперименты «про¬ водились на Станфордском ус¬ корителе со встречными пуч¬ ками в течение 1975 г.). Летом 1976 г. появилось сооб¬ щение о наблюдении более 100 событий, которые могли быть интерпретированы как распад родившихся в е+е—- аннигиляции D-мезонов по ка¬ налу D" —► К_д+ или же D" -+■ К + л-, и наблюдении примерно тако¬ го же количества событий, ин¬ терпретируемых как распады D0 -*• К-л+л + Д“ и £>о К + Л-Л“Л+. Через некоторое время было также обнаружено не¬ сколько десятков случаев, от¬ вечающих распадам заряжен¬ ных D± -мезонов3: D+ К-л+ л+ , D“ -► К + л-л-. Массы новых частиц составля¬ ют 1865±15 МэВ для i)u н 5и и 1876 ±15 МэВ для [)+■ н Чтобы доказать, что об¬ наружено новое квантовое чис¬ ло, т. е. зарегистрированы именно те частицы, которые ожидались, оставалось лишь показать, что имеет место рас¬ пад за счет слабого взаимо¬ действия. К осени 1976 г. та¬ кое доказательство было най¬ дено, при этом использовалось то свойство слабых взаимо¬ действий, что они не сохра- 3 Goldhaber G., Pierre F. М., А b- rams G. S. et а I.— «Phys. Rev. Lett.», 1976, v. 37, № 5, p. 255.
138 Новости науки няют так называемую про- странственную четность. До¬ полнительные данные, полу¬ ченные группой Рихтера о рас¬ пада* 6-^К+2л, позво¬ лили изучить энергетическое распределение продуктов рас¬ пада. Было установлено, что системы КЯ и К + 2Я, обра¬ зующиеся а распадах D-ме- зонов, имеют разную про¬ странственную четность, что и означает ее нарушение. Как часто бывает, реаль¬ ные свойства реакции образо¬ вания D-меэонов а е+е-- анни¬ гиляции оказались гораздо ин¬ тереснее, чем ожидалось: рож¬ даются is основном не прос¬ тейшие пары 0D, а более сложные D*D и DD*, а также, возможно, D*D*. При этом масса D'-мезонов оценивается равной примерно 2000-7-2010 МэВ. Открытие О-мезонов — решающее доказательство пра¬ вильности теоретических пред¬ ставлений о структуре адро¬ нов и их слабых и сильных взаимодействиях, т. е. той кар¬ тины элементарных частиц, ко¬ торая была развита в течении последнего десятилетия. Сей¬ час не вызывает сомнения, что обнаружение D-мезонов — это только начало и в ближайшее время следует ожидать откры¬ тия нескольких десятков но¬ вых очарованных адронов (ме¬ зонов и барионов) в диапазо¬ не масс от 2 ГэВ до 5 ГэВ. М. Б. Волошин Молекулярная биология Молекулу ДНК завя¬ зали в узел Достаточно длинную полимерную молекулу мож¬ но замкнуть в кольцо. При этом получаются различные топологические изомерные формы. Хотя химики давно уже научились синтезировать замк¬ нутые молекулы и преуспели в синтезе зацепленных колец (катенанов), им не удавалось синтезировать заузленную мо¬ лекулу. Интерес к топологиче¬ ским изомерам возрос в по¬ следние годы в связи с тем, что находящиеся в клетках и виру¬ сах молекулы ДНК часто об¬ разуют замкнутые кольца. Вы¬ деленные же из клеток и ви¬ русов кольцевые ДНК всегда оказываются незаузленными. может принимать различные то¬ пологические формы. Сверху вниз: неэауэлениое кольцо (ма¬ тематики называют его триви¬ альным узлом); простейший узел (трилистник); «восьмерка»; два узла с пятью пересечениями; зацепленные кольца (катенаны). Однако Л. Лиу, Р. Депью и Дж. Вэнгу (Калифорнийский университет, Беркли, США) удалось превратить незауэлен- ную молекулу в заузленную’. Американские специа¬ листы работали с однонитча¬ той кольцевой ДНК из фагов fd и ФХ174. Эти ДНК обраба¬ тывались белком со, который обладает тем свойством, что делает в одной из нитей двой¬ ной спирали ДНК разрыв, а за¬ тем вновь его зашивает. Этот белок называют также релак¬ сационным, так как его воз¬ действие на ДНК приводит к снятию напряжений в цепи, в частности к снятию суперспи- рализации у замкнутых коль¬ цевых двунитчатых молекул. Оказалось, что при действии белка to на однонитчатую зам¬ кнутую ДНК она становится заузленной. Об образовании именно заузленных молекул убеди¬ тельно свидетельствуют дан¬ ные электронной микроскопии, а также целый ряд свойств этих молекул. Выход узлов рас¬ тет с увеличением ионной силы раствора и падает с ростом температуры. Это указывает на большую роль пространст¬ венной структуры в процессе заузливания. По-видимому, образование коротких компле¬ ментарных областей и другие взаимодействия приводят к весьма сложной и напряжен¬ ной пространственной струк¬ туре молекулы. Нанесение оди¬ ночного разрыва со-белком снимает напряжения, но при за¬ мыкании цепи в такой релакси- рованной форме молекула ока¬ зывается заузленной. Таким образом, впер¬ вые удалось завязать молеку¬ лу в узел. Неожиданным ока¬ залось, что заузленные молеку¬ лы обладают биологической активностью, т. е. внутри клет¬ ки, по всей вероятности, узел распутывается. М. Д. Франк-Каменецкий -Доктор физико- математических наук ' «Journal of Molecular Biology», 1976, v. 106, № 2. d. 439
Новости науки 139 Молекулярная биология Новое о структуре бактериородопсина Недавно опубликованы данные Р. Хендерсона и П. Н. Т. Унвина (Лаборатория молекулярной биологии, Кемб¬ ридж, Великобритания), рас¬ ширяющие наши представления о структуре бактериородо¬ псина. Этот мембранный белок, функционирующий как «про¬ тонная помпа» (см. рис.), был обнаружен несколько лет на¬ зад в крайне солелюбивых бактериях Halobacterium halobium1 и Н. cutirubrum2. Используя электронную микроскопию и последующий анализ на ЭВМ, Хендерсон и Унвин построили трехмерную карту специализированной мембраны, содержащей бак- териородопсин (так называе¬ мой фиолетовой мембраны) О с разрешением 7А. Выявле¬ на высокая степень а -спирали- зации молекулы этого белка — до 70—80% полипептида3. Каждая молекула белка содер¬ жит 7 палочковидных а -спи¬ ральных структур длиной 35 — о * 40А, ориентированных пер¬ пендикулярно плоскости мем¬ браны и наклоненных одна от¬ носительно другой на неболь¬ шие углы (от 0 до 20°). Об¬ щие размеры молекулы белка 25х35х45А, причем она ориентирована в целом попе¬ рек мембраны. Белковые мо¬ лекулы группируются по три так, что три иэ семи а-спиралей каждой молекулы расположе¬ ны ближе к центру группы; другие четыре спирали каждо¬ го из трех белков образуют как бы наружное кольцо иэ две¬ надцати структур, окружающее внутреннее кольцо иэ девяти 1 «Природа», 1975, № 3, с. 58—64; Советско-аме¬ риканский симпозиум по химии и физике белка. Тезисы докладов, 1976, с. 5. 2 «Biochimica et Biophy- sica Acta», 1976, v. 426, № 4, p. 703—707. 1 «Nature», 1975, v. 257, № 5521, p. 20—32. спиралей. Судя по данным рентгеноструктурного анализа, пространство диаметром око- о ло 20А в середине кольца из девяти а -спиралей заполнено молекулами липида. Липидный Схема возможного цикла функ¬ ционирования специализирован¬ ной мембраны, содержащей бе¬ лок баитериородопсин. Вверху — поглощение кванта света try хро¬ мофором молекулы вызывает высвобождение протона Н+, связанного с одним иэ участков молекулы — группой R. Освобо¬ дившийся протон поступает пре¬ имущественно во внешнюю водную среду. Внизу—молеку¬ ла самопроизвольно возвраща¬ ется в состояние, в мотором она готова к поглощению нового кванта света. Группа R на этой стадии связывает протоны, по¬ ступающие преимущественно из цитоплазмы бактерии. Окон¬ чательный результат работы многих молекул сводится к пе¬ реносу протонов из цитоплаз¬ мы наружу, что служит необ¬ ходимым условием для свето- зависимого синтеза АТФ в бак¬ терии. двойной слой заполняет также пространство между группами, каждая иэ которых образова¬ на тремя молекулами белка. Данные Хендерсона и Унвина интересны тем, что на¬ ряду с важной информацией о самом бактериородопсине они демонстрируют один из простейших примеров «внут¬ ренних» белков, пронизываю¬ щих мембрану насквозь и кон¬ тактирующих с водными фаза¬ ми по обе стороны мембраны. Хотя результаты Хен¬ дерсона и Унвина существенно проясняют вопрос о структуре бактериородопсина, предло¬ женную ими картину нельзя считать во всех деталях окон¬ чательной. Предстоит еще выяснить, каким образом ее можно согласовать с данными о последовательности амино¬ кислотных остатков в молекуле белка. Н. Г. Абдуллаев Кандидат химических наук С. А. Остроумов Кандидат биологических наук Молекулярная биология Эволюционное про¬ исхождение 5,8S РНК В настоящее время в клетках прокариот (к их чис¬ лу принадлежат, например, бактерии) обнаружено 3 типа рибосомных РНК: SS, 16S и 23 S, гены которых расположе¬ ны в непосредственной близо¬ сти друг к другу, образуя так называемую единицу транск¬ рипции. У высших же организ¬ мов (эукариот) аналогичная единица транскрипции построе¬ на несколько иначе: она со¬ держит гены для 5,8S, 18S и 285 РНК. Ген для 5S РНК не входит в эту единицу транск¬ рипции, располагаясь в отда¬ ленной части генома. Гены разделены так на¬ зываемыми межгенными участ¬ ками, которые не несут смыс¬ ловой нагрузки; функция их в настоящее время точно не из¬ вестна. Естественно было пред¬ положить, что в процессе эво¬ люции гены высших организ¬ мов произошли от соответст¬
140 Новости науки вующих генов прокариот или же имеют общих генов-пред- шественников, т. е. 28S гомо¬ логична 23S РНК, 18S—16S РНК и т. д. Поскольку гены для 5S и 5,8S РНК занимают аналогичное положение в гено- Вверху — участок генома, коди< рующий рмбосомные РНК в клетках прокариот. Толстой ли¬ нией обозначены гены для ри- босомных РНК, тонкой — меж* генные участки. Внизу—участок генома эукариот, кодирующий рибосомные РНК. Предполагает¬ ся, что ген для 5,8 S РНК мог образоваться иэ межгеиного участка. Стрелками показаны предполагаемые пути эволюции генов для рибосомной РНК. предшественника. По-видимо- му, 5,8S РНК в ходе эволюции могла образоваться иэ межген- ного участка прокариот, кото¬ рый не нес никакой «смысло¬ вой» нагрузки. «Nature», 1976, v. 260, p. 75 (Великобритания). Биохимия Половой аттрактант хомяков А. Дж. Сингер с сотруд¬ никами (Рокфеллеровский уни¬ верситет, штат Нью-Йорк, США) выделил и идентифици¬ ровал вещества, служащие по¬ ловым аттрактантом для хомя¬ ков. Этими веществами оказа¬ лись диметилдисульфид (CH3SSCH3) и диметилтрисуль- фид (CH3SSSCH3). Их летучие компоненты содержатся в вы¬ делениях секреторных орга¬ нов самки хомяка. Даже незна¬ чительные количества этих ве¬ ществ вызывают у самца хо¬ мяка поведение, характерное для периода размножения. «Science», 1976, v. 191, № 4230, p. 940 (США). ме прокариот и эукариот, еще в 1970 г. предположили, что эти РНК происходят от едино¬ го предшественника. Если ги¬ потеза справедлива, то в со¬ ставе этих РНК должны суще¬ ствовать сходные нуклеотидные последовательности. Р. Седергрен и Д. Сан- коф (Университет Монреаля, Канада) разработали специаль¬ ный математический подход для сравнения последователь¬ ности нуклеотидов в 55 и 5,8Б РНК, выделенных из дрожжей, гепатомы, кишечной палочки (Е. coli) и культуры клеток человека. Установлено, что количество идентичных нуклеотидов в составе этих РНК невелико и не отличает¬ ся от статистически случай¬ ного. Таким образом, как счи¬ тают авторы, 5S РНК из кле¬ ток прокариот и 5,8S РНК иэ эукариот не имеют единого Физиология Эндокринные функ¬ ции легких По мнению И. Бэкла (Королевский колледж хирур¬ гов, Великобритания), легкие, помимо своей основной функ¬ ции, выполняют роль эндокрин¬ ной железы. Правда, легкие не секретируют каких-либо спе¬ циальных гормонов в кровя¬ ное русло, однако они моди¬ фицируют имеющиеся в крови гормоны таким образом, что их, по существу, можно рас¬ сматривать как настоящие эн¬ докринные железы. Бэкл изучал влияние лег¬ ких на метаболизм двух гормо¬ нов — брадикинина и ангио- тензина, регулирующих кровя¬ ное давление в организме че¬ ловека. Брадикинин — один из наиболее эффективных аген¬ тов, понижающих кровяное давление. Ангиотензин-1 — это прогормон, который, пре¬ вратившись в ангиотенэин-2, наоборот, повышает кровяное давление. Оказалось, что брадики¬ нин, пройдя в кровяном русле через легкие, практически полностью теряет свою физио¬ логическую активность. В то же время ангиотензин-1, пройдя через легкие, пре¬ вращается в ангиотенэин-2 и приобретает физиологическую активность. Более детальное исследование этих метаболи¬ ческих превращений показа¬ ло. что оба процесса — инакти¬ вация брадикинина и актива¬ ция ангиотенэина — зависят от активности одного и того же фермента, локализованного в легких и названного «превра¬ щающим ферментом». То, что этот фермент ло¬ кализован именно в легких, удалось доказать другой груп¬ пе специалистов, работающих в Научно-исследовательском раковом институте (Майами, США). Руководители этой груп¬ пы Дж. Риан и У. Риан счита¬ ют, что «превращающий фер¬ мент» располагается в клетках эндотелия, выстилающих ка¬ пилляры легких. Им удалось выделить отдельные клетки эндотелия из большой легоч¬ ной артерии и доказать, что в их составе имеется «превра¬ щающий фермент», катали¬ зирующий столь важные для регуляции кровяного давления реакции. По мнению Дж. и У. Рианов, капилляры легких выполняют едва ли не глав¬ ную роль в регуляции кровя¬ ного давления в организме че¬ ловека. Установление локали¬ зации «превращающего фер¬ мента», несомненно, расширя¬ ет возможности врачей-кли- ницистов в регуляции кровяно¬ го давления. Обнаружение это¬ го факта, кроме того, может иметь и более конкретное практическое использование. В свете новых данных становит¬ ся понятным, например, почему использование аппарата «ис¬ кусственные легкие» часто вы¬ зывает сильную слабость у больных: ведь при этом резко нарушается механизм регули¬ рующего действия брадикини-
Новости науки 141 на и ангиотензина. Чтобы при¬ близить условия работы ап¬ парата к естественным услови¬ ям работы легких, американ¬ ские исследователи предлага¬ ют использовать в аппарате иммобилизованный (т. е. свя¬ занный) «превращающий фер¬ мент». «The American Journal of Medicine», 1976, v. 60, p. 760—768 (США). Зоология О «нюхе» лосося Что именно заставляет лосося возвращаться на нерест к месту своего появления на свет и как он находит туда путь — эти вопросы все еще остаются не выясненными до конца. Существенный шаг в этих исследованиях сделала группа ихтиологов иэ Универ¬ ситета штата Висконсин (США). В одинаковых условиях они вывели в 1973 г. 5 тыс., а в 1974 г.— 10 тыс. мальков лосося Sal то и в возрасте по¬ лутора лет выпустили их по¬ ровну в три различных <5ас- сейна. Все бассейны были за¬ полнены водой, взятой иэ ар¬ тезианского колодца и счи¬ тающейся «нейтральной», так как она не обладает специфи¬ ческими свойствами воды ка- кого-либо ручья, где водится этот вид. Затем в один иэ бас¬ сейнов ввели некоторое коли¬ чество морфолина, в другой — спирта, оставив третий бассейн контрольным. Указанные ве¬ щества были выбраны потому, что в. естественных условиях ‘существования рыбы они не встречаются, а лосось, как это было предварительно доказа¬ но, реагирует на их присут¬ ствие даже в малых дозах. После полутора меся¬ цев пребывания в этих средах все молодые лососи были вы¬ пущены в два ручья, впадаю¬ щие в оз. Мичиган. Через пол¬ тора года, в сезон нереста, во¬ ды одного из ручьев были по¬ мечены морфолином, а дру¬ гого — спиртом. В самих ручь¬ ях, а также в 17 других пунк¬ тах этого водного бассейна были установлены контроль¬ ные посты, снабженные аппа¬ ратурой для электролова и лова специальными сетями. В обоих экспериментах, 1973 и 1974 г., было установ¬ лено, что около 95% лососей, «обработанных» морфолином, вернулись в ручей, воды кото¬ рого были мечены этим хими¬ ческим веществом, а 91 % ло¬ сосей, находившихся в свое время в бассейне со спиртом, пришли в ручей, воды которо¬ го содержали спирт. Большин¬ ство рыб, принадлежавших контрольной группе, были выловлены в самых различ¬ ных пунктах, вне зоны мече¬ ных вод. Итак, важнейшую роль обоняния в ориентировке ло¬ сося, идущего на нерест в род¬ ные воды, можно считать до¬ казанной. «Science News», 1976, v. 110, N* 1, p. 10 (США). Палеонтология Как быстро передви¬ гались динозавры! Динозавры, с их малыми размерами черепа и незна¬ чительной массой головного мозга, должны были реаги¬ ровать на внешние раздражи¬ тели чрезвычайно медленно. Поэтому и скорость их движе¬ ний, как предполагали, была небольшой. Достаточно прямой ме¬ тод определения этой харак¬ теристики древних ящеров применил палеозоолог Р. Мака- лександер (Лидсский универ¬ ситет, Великобритания). Он изучил расстояния между отпе¬ чатками ног различных видов динозавров и сопоставил их с высотой бедренной кости у соответствующего вида. За¬ тем сравнил эту величину с аналогичным соотношением у ныне существующих живот¬ ных, скорость передвижения которых известна. Это позво¬ лило сделать вывод, что ги¬ гантские завроподы (крупней¬ шие иэ когда-либо живших на Земле четвероногих), а также более мелкие родственные им ящеры, передвигавшиеся на задних ногах, ходили тяжело и неуклюже. Их скорость, оче¬ видно, находилась в пределах между 1,0 и 3,6 м/с, т. е. между 3,5 и 12,8 км/ч, что для животных можно считать не¬ значительной величиной. «Science News», 1976, v. 109, № 23/24, p. 360 (США). Геология Новая геологическая карта Урала Уральскими геологами составлена геологическая карта1, охватывающая терри¬ торию от Карского моря на севере до Приаральских сте¬ пей на юге. Карта ярко отра¬ жает сложную структуру Уральского складчатого гор¬ ного сооружения и прилегаю¬ щих равнин Предуралья, Вос- точно-Европейской платфор¬ мы, Западной Сибири, Тургая и Северного Приаралья. Достаточно дробная стратиграфическая шкала позволяет с большой полнотой раскрыть геологическую струк¬ туру Урала и смежных с ним территорий. Большое внима¬ ние уделено магматическим образованиям, широко распро¬ страненным в центральной ча¬ сти и на восточном склоне Ура¬ ла; они разделены по составу и по возрасту. Структуру рав¬ нинных территорий отражают изопахиты2 меэоэойско-кайно- эойского чехла и изогипсы по¬ верхности его фундамента. Таким образом, впервые для площадей Западно-Си¬ бирской низменности, Тургая и Северного Приаралья, при¬ легающих к Уралу в полосе более 300 км, а на крайнем юге — более 500 км шириной, 1 Геологическая карта Ура¬ ла. Масштаб 1:1000 000. Ред. И. Д. Соболев. Уральское геологическое управление, 1975. 2 Линии, соединяющие одинаковые мощности од- новоэрастных отложений.
142 Новости наук составлена геологическая кар¬ та со снятым мезозойско- кайнозойским чехлом. Здесь показано распространение па¬ леозойских и более древних комплексов пород, прекрасно вырисовывающих восточную часть Уральского складчатого сооружения, ныне погребен¬ ную под покровом молодых образований. Геологическая карта Урала имеет большое значе¬ ние для теоретических раз¬ работок и прогнозирования поисков полезных ископаемых, и в первую очередь для ме- таллогенических построений. А. Е. Шлезингер Доктор геолого-минерало- гических наук Мо сква Геофизика Международные ис¬ следования магнито¬ сферы Международный союз геодезии и геофизики, Между¬ народная ассоциация геомаг¬ нетизма и аэрономии, а также Специальный комитет по сол¬ нечно-земной физике при Международном совете на¬ учных союзов предложили провести в 1976—1978 г. коор¬ динированное мероприятие, получившее название Между¬ народные исследования маг¬ нитосферы (МИМ). В МИМ участвуют специалисты более 40 стран, . в том числе СССР, США, Англии, Франции, Япо¬ нии, Канады, ФРГ и др. Пред¬ седателем руководящего ко¬ митета МИМ стал X. Г. Редерер (Денверский университет, штат Колорадо, США). Выполнение программы МИМ началось 1 января 1976 г. С ней связаны эксперименты, проводимые на 49 искусствен¬ ных спутниках Земли, 20 из них будут запущены в ходе са¬ мих МИМ. Кроме того, пол¬ ностью программе МИМ будет посвящен запуск большого чис¬ ла ракет, зондирующих верх¬ нюю атмосферу, и баллонов с научной аппаратурой; орга¬ низуются также многочислен¬ ные наземные наблюдения. В отличие, например, от Атлантического тропиче¬ ского эксперимента, в МИМ не предполагается создания единого центра, строго конт¬ ролирующего выполнение каждого эксперимента. Участ¬ ники МИМ действуют в значи¬ тельной степени независимо друг от друга, соблюдая лишь общее, заранее запланирован¬ ное направление работ, согла¬ сованное с Международными центрами геофизических дан¬ ных (МЦД А находится в Боул¬ дере, Колорадо; МЦД Б — в Москве). Исходные данные спутников, служащие для коор¬ динации ряда экспериментов, дает Годдардовский центр космических полетов НАСА, находящийся в Гринбелте (штат Мэриленд). Для МИМ характерен ^одновременный запуск зонди¬ рующих ракет с территорий двух стран, из пунктов, нахо¬ дящихся в сопряженных точ¬ ках магнитного поля Земли (на противоположных концах одной и той же магнитно-си¬ ловой линии). Так, между 07 ч 00 мин 2 марта и 02 ч 00 мин по Гринвичу 4 марта спутник «IMP-J» проследовал через нейтральную зону, от¬ деляющую друг от друга се¬ верную и южную части магнит¬ ного «хвоста» Земли. В тоже время спутник «lMP-Н» и Ve- 1а-6А» пересекли магнитопау¬ зу между внешней частью магнитосферы Земли и удар¬ ной волной, образованной в результате взаимодействия солнечного ветра с магнитной оболочкой планеты. Одновре¬ менные измерения физиче¬ ских параметров в этих ключе¬ вых областях околоземного пространства дали интересней¬ шие результаты, которые сей¬ час обрабатываются. В программу МИМ вхо¬ дит: изучение областей резко¬ го обращения направленности магнитного поля; исследова¬ ние конвекции магнитосфер- ной плазмы, взаимодействия волн с частицами, распростра¬ нения волн через неоднород¬ ности в магнитном поле; изу¬ чение крупномасштабных не¬ стабильностей плазмы и неста¬ бильностей, связанных с элект¬ рическими токами в околозем¬ ном пространстве. Всего пре¬ дусмотрено провести около 1000 различных эксперимен¬ тов и согласованных видов наблюдений. «Science News», 1976, v. 109, № 1, p. 6 (США). География Идея Нансена воз¬ рождается Нансеновский комитет (общественная организация США), выполняя поручение Комиссии по полярным иссле¬ дованиям Национального на¬ учного совета США, рассмот¬ рел проект, развивающий идеи Фритьофа Нансена, высказан¬ ные им еще в конце прошлого века. Согласно нынешнему проекту, предполагается «вморозить» в лед один иэ вышедших из употребления американских ледоколов и использовать его как дрей¬ фующую научную станцию для изучения Арктики. Преи¬ мущества в устройстве быта и работы перед обычными станциями на дрейфующей льдине в данном случае очевидны. Если проект найдет поддержку не только в США, но и у международной на¬ учной общественности, ледо¬ кол предполагается «вмо¬ розить» в лед моря Лапте¬ вых. Дрейф, рассчитанный на 2—3 года, должен нести судно вместе с ледяными по¬ лями примерно так же, как дрейфовал нансеновский «Фрам» в 1893—1896 гг., т. е. через сравнительно слабо изученную область Северно¬ го Ледовитого океана. Этот район весьма ин¬ тересен своей повышенной сейсмичностью. Он заслужи¬ вает глубокого исследования и в гидрографическом аспек¬ те. Кроме того, большой ин¬ терес представляет изучение процессов, которые происхо¬ дят на границе водной, ледо¬ вой и воздушной сред и иг¬ рают существенную роль в погодо- и климатообразова¬ нии Арктики.
Новости неуки 143 В конце 1977 г. начнутся работы по широкой междуна¬ родной Программе иссле¬ дования глобальных атмосфер¬ ных процессов (ПИГАП), куда входит, в частности, и меж¬ дународный Полярный экспе¬ римент (ПОЛЭКС). Научные исследования с борта дрей¬ фующего судна могли бы стать частью ПИГАП, а также Международных исследова¬ ний магнитосферы (МИМ), назначенных на 1976—1978 гг. «Ocean Science News», 1976, v. 18, № 12. p. 4 (США). География Полярный лед свиде¬ тельствует о климате прошлого Геохимик Л. Дж. Томп¬ сон с сотрудниками (Институт полярных исследований при Университете штата Огайо, США) исследовали образцы льда, доставленные из двух по¬ лярных областей Земли — Кэмп Сенчури (Гренландия) и Бэрд (Западная АнтарктиДа). Взятые при бурении колонки льда соответствуют периоду отложения осадков длительно¬ стью 14 тыс. лет. Анализ по¬ казал, что загрязненность осадков посторонними приме¬ сями в начале этого периода была значительно более высо¬ кой, чем ныне: лед, образо¬ ванный осадками в районе Бэрд, оказался в 100 раз, а в районе Кэмп Сенчури — в 4 ра¬ за более загрязненным, чем нынешний. Гляциологи, кроме того, сделали вывод, что крупно¬ масштабные климатические пе¬ ремены на границах леднико¬ вого периода могут происхо¬ дить совершенно внезапно, ибо условия, вызывающие их, мо¬ гут возникать за относительно короткое время. Например, пе¬ реход от условий, при кото¬ рых в осадках скапливалось большое количество посторон¬ них частиц (последний ледни¬ ковый период), к условиям их низкой концентрации (совре¬ менная эпоха) охватывает слой льда мощностью ~10 м, что соответствует отрезку време¬ ни менее столетия. Основную массу загряз¬ няющих частиц, содержащихся в колонке антарктического льда, составляют, как оказа¬ лось, продукты вулканического происхождения. Частицы из ко¬ лонки гренландского льда име¬ ют в основном наземное про¬ исхождение и, вероятно, были занесены на ледниковый по¬ кров сильными ветрами. Анализ данных о кон¬ центрации и размерах частиц, заключенных в колонке антарк¬ тического льда, показал, что эти характеристики отвечают именно тем требованиям, ко¬ торые необходимы, чтобы на¬ чались температурные измене¬ ния, типичные для последнего периода оледенения. По мне¬ нию многих специалистов, за последние 2 млн лет Землю охватывали по меньшей мере пять крупных ледниковых эпох, отделенных друг от друга ко¬ роткими периодами потепле¬ ния, подобными нынешнему. «The Polar Times», 1975, № 01, p. 16 (США). Сейсмология Предсказано земле¬ трясение Дж. X. Уиткомб (Кали¬ форнийский технологический институт, Пасадена, США) опубликовал в апреле 1976 г. прогноз, согласно которому в долине Сан-Фернандо (южная часть штата Калифорния) в те¬ чение года должно произойти землетрясение интенсивностью 5,5—6,5 по шкале Рихтера. Прогноз сделан на основании анализа изменений в скорости распространения сейсмических волн вдоль разлома земной коры Сан-Андреас к востоку от Лос-Анджелеса, а также гео¬ дезических измерений, свиде¬ тельствующих, что в районе разлома земная кора на пло¬ щади в несколько тысяч квад¬ ратных километров испытала поднятие на высоту до 25 см над своим прежним уровнем. Большая часть этого подъема произошла за последние 10— 20 лет. Прежнее предсказание землетрясения, сделанное группой сейсмологов во главе с Уиткомбом, подтвердилось: время землетрясения, проис¬ шедшего вблизи Риверсайда (Калифорния) в начале 1974 г. было указано с достаточной точностью, хотя интенсивность его оказалась несколько ниже прогнозировавшейся. «Science News», 1976, v. 109, № 18, p. 278 (США). Метеороло гия Ураганы в Атлантике Август и сентябрь — месяцы наиболее интенсивной циклонической деятельности в тропических и субтропических широтах Мирового океана к северу от экватора. И все же август 1976 г. в Атлантическом океане оказался необычным как по числу возникших тропи¬ ческих циклонов (их зародилось пять, что вдвое превышает ме¬ сячную норму), так и по траек¬ ториям перемещения вихрей. Первый же августовский ураган «Бэлл» стал одним из самых мощных и разрушитель¬ ных ураганов года. Он заро¬ дился 5 августа в 700 км к вос¬ току от Флориды. Тропическая депрессия (первая стадия раз¬ вития урагана) уже через сутки превратилась в тропический шторм. В этой стадии скорость ветра составляла 25—30 м/с. Еще через сутки тропический шторм перешел в стадию ура¬ гана, т. е. скорость ветра превысила 32 м/с. Перемеще¬ ние урагана вначале происхо¬ дило медленно в северо-эа- падном направлении, но уже 6 августа он двинулся к севе¬ ру со все возрастающей ско¬ ростью, причем его траектория отличалась необыкновенной прямизной, не характерной для тропических циклонов. Ураган перемещался на север почти вдоль 75-го меридиана вначале со скоростью 7—8 уз¬ лов, а затем его скорость воз¬ росла до 20—22 узлов. Вскоре стало ясно, что
144 Новости науни Схема перемещения ураганов в Атлантике ■ августе — сентябре 1976 г. ураган «Бэлл» нацелился пря¬ мо на Нью-Йорк. 10 августа он обрушился на о-в Лонг-Ай- ленд. Скорость ветра в это вре¬ мя вблизи центра урагана со¬ ставляла около 60 м/с, а высота поднятых волн — 8—10 м. Кро¬ ме того, ураган сопровождал¬ ся проливным дождем. Не¬ смотря на то что служба урага¬ нов, находящаяся в Майами, следила за циклоном с момен¬ та его зарождения и заблаго¬ временно предупредила насе¬ ление о надвигающейся опас¬ ности, материальный ущерб был огромен и человеческих жертв избежать не удалось. Вторым тропическим циклоном, зародившимся 18 ав¬ густа в западной части Атланти¬ ки, вблизи Бермудских о-вов, был ураган «Кендис». Траек¬ тория его перемещения про¬ ходила в основном с юго-за¬ пада на северо-восток. Хотя ураган «Кендис» не выходил на сушу (он перемещался в районах интенсивного морского судоходства и рыболовства), шквальный ветер скоростью до 45 м/с представлял серьез¬ ную опасность для судов. Почти одновременно с ураганом «Кендис» вблизи Кубы, к северу от Гаваны, зародился тропический шторм «Дотти». Продолжительность его существования была не¬ большой, всего трое суток, сравнительно невелика была и скорость ветра (20—25 м/с), однако, пересекая южную часть Флориды при своем движении к северо-востоку, этот тропический циклон об¬ рушил на полуостров силь¬ нейшие ливневые дожди, вы¬ звав во многих пунктах наводне¬ ния. Улицы Майами преврати¬ лись в бурные реки. Сместив¬ шись затем к северу, циклон принес дожди и в штат Южная Каролина. Редким по продолжи¬ тельности существования й необычности траектории ока¬ зался ураган «Эмми», возник¬ ший 22 августа к востоку от Малых Антильских о-вов. Пе¬ ремещаясь к северо-западу, тропический шторм спустя три дня достиг стадии урага¬ на и повернул, как обычно, к северу-востоку, однако через два дня он снова стал пере¬ мещаться к северо-западу, что не характерно для урага¬ нов, вышедших за пределы тро¬ пической зоны. 29 августа ура¬ ган «Эмми» вновь резко изме¬ нил направление и двинулся на восток. Пройдя почти точ¬ но по 35-й параллели более
Новости науки 145 Часть акватории Атлантического океана, ограниченная координа¬ тами 5—40° с. ш. и 30—70° з. д., где были зафиксированы спира¬ левидные облачные системы двух ураганов — «Эмми» [вверху] и «Фрэнсис» (внизу). Ураган «Эм¬ ми» находится северо-восточнее Бермудских о-вов, в точке с координатами 35° с. ш. и 57° а. д. В центре вихря просматривается темное пятно «глаза бурив. Ура¬ ган «Фрзнсис» располагается к востоку от Малых Антильских о-вов, в точке с координатами 16° с. ш. и 49° з. д. Он нахо¬ дится в стадии тропического шторма, скорость ветра в его центре еще не достигла ураган¬ ной. Это выражается и в форме облачного вихря: он не такой компактный и организованный» как в урагане «Эмми», нет четко выраженного центра вращения, не видно «глаза бури». 3 тыс. км, ураган вышел к Азорским о-вам, где спустя две недели после своего за¬ рождения превратился в обыч¬ ный циклон умеренных широт. Последним августов¬ ским ураганом в Атлантике был ураган «Френсис», образо¬ вавшийся 28 августа и просу¬ ществовавший 10 дней. Его траектория в целом оказалась обычной для атлантических ураганов. Интересно, что ура¬ ган «Фрэнсис» зародился точ¬ но в том же районе, что и «Эмми», и так же вышел к Азорским о-вам спустя всего двое суток после него. По ин¬ тенсивности два последних ура¬ гана были близнецами. Макси¬ мальная скорость ветра вбли¬ зи их центров достигала 50 м/с. М. Г. Найшуллер Кандидат географических наук Москва К ли ма то ло гия Вулканы влияют на климат Группа американских специалистов, изучавших ко¬ лонки донного грунта, взятого из различных областей Миро¬ вого океана, установила, что последние 2 млн лет, отли¬ чающиеся резкими колебания¬ ми климата, в то же время характеризуются необычайно высоким уровнем вулканиче¬ ской активности. Однако слож¬ ные количественные и качест¬ венные параметры этой связи оставались невскрытыми. Дело в том, что частицы вулканиче¬ ского происхождения создают не только эффект охлаждения, отражая солнечную радиацию, но и, наоборот, в зависимости
146 Новости науки от своего размера и состава, могут поглощать идущее с по¬ верхности земли инфракрасное излучение, задерживая тепло. Теоретический аспект этой проблемы разработали Б. Поллак, О. Б. Тун (Эймсов- ский научно-исследовательский центр НАСА, Моффет-филд, Калифорния, США) и К. Саган (Корнеллский университет, Ита¬ ка, штат Нью-Йорк, США). Со¬ гласно их выводам, в течение первых нескольких месяцев после извержения эти два эф¬ фекта (потепление и похолода¬ ние) или взаимно уничтожают¬ ся, или вызывают весьма не¬ значительное общее потепле¬ ние на поверхности Земли и в стратосфере. Однако по исте¬ чении этого времени присут¬ ствие пылевых частиц малых размеров, а также аэрозоль¬ ных частиц серной кислоты вы¬ зывает похолодание. Общим длительным результатом вул¬ канической активности в кон¬ це концов служит охлаждение земной поверхности. Сопоставив эти теорети¬ ческие выводы с климатиче¬ скими колебаниями за послед¬ ние несколько столетий, иссле¬ дователи пришли к заключе¬ нию, что изменения в уровне вулканической активности вне¬ сли существенный вклад в ми¬ нувшие климатические про¬ цессы. Весьма возможно, что вулканическая активность ока¬ зала частичное влияние и на наступление последней ледни¬ ковой эпохи. «Journal of Geophysical Research», 1976, v. 81, № 6, p. 1071 — 1083 (США). Климатология Засушливая эпоха оледенения Проект «КЛИМАП» («CLlMAP» — «Climate Long- Range Investigation, Mapping and Prediction» — «Долгосроч¬ ное изучение, картирование и прогнозирование климата») на¬ чала осуществлять комплекс¬ ная группа специалистов из ряда американских научно-ис- следовательских учреждений (головная организация — Ла- монтская геологическая обсер¬ ватория, штат Нью-Йорк). Анализу были подвергнуты ко¬ лонки грунта и льда, взятые как на суше, так и в различ¬ ных районах океанического дна. Входящие в состав группы па¬ леопалинологи изучили остатки пыльцы ископаемой раститель¬ ности, палеонтологи исследо¬ вали остатки животного мира. Полученные данные позволили реконструировать климат в эпоху последнего оледенения (около 18 тыс. лет назад). Исследователи пришли к выводу, что климат на Земле был в высокой степени засуш¬ ливым (количество осадков бы¬ ло на 15% меньше, чем ны¬ не). В то же время большая часть Европы, Северной Аме¬ рики и Азии находилась под ледяным покровом мощностью более 3 км. Ветры отличались большой интенсивностью. Сред¬ няя температура Мирового океана с наступлением эпохи оледенения упала всего при¬ мерно на 2°, однако этого оказалось, очевидно, доста¬ точно, чтобы большая часть океана покрылась льдом; уро¬ вень моря при этом понизил¬ ся примерно на 100 м. Одним из следствий указанных изме¬ нений явилось уменьшение океанической циркуляции, ко¬ торая в обычных условиях способствует ускоренному ис¬ парению влаги, что, в свою очередь, увеличивает влаж¬ ность атмосферы. Таким обра¬ зом, количество осадков долж¬ но было неизбежно умень¬ шиться. Это привело к возник¬ новению «механизма обратной связи»: малое количество осад¬ ков не позволяло пополняться массе ледников и наступление ледников постепенно стало сменяться их отступанием. Около 10 тыс. лет назад ги¬ гантский ледник сократился до своих нынешних размеров. «The Sciences», 1976, v. 16, № 2, p. 4—5 (США) Охрана природы Орлы и гризли взяты под охрану На территории 43 шта¬ тов США орлан белоголовый (Haliaeetus leucocephalus) объявлен, находящимся под охраной закона; еще в пяти штатах он включен в список видов, численность которых упала до опасного уровня. Кроме того, Министерство внут¬ ренних дел США, в чьем веде¬ нии находятся заповедники, приняло решение выделить районы, запретные для охоты на медведя гризли (Ursus horribilis), поголовье которо¬ го также сократилось. Этим мерам предшествовала пере¬ пись животных и птиц. Орлан белоголовый, ранее весьма распространен¬ ный в Северной Америке, ны¬ не на территории 48 основных Орлан белоголовый.
Новости науки 147 штатов США насчитывает все¬ го около 700 активных гнез¬ дующихся пар, и лишь на Аляске, где их около 10 тыс., популяция не вызывает опасе¬ ний (в 50-м штате — на Гавай¬ ских о-вах — этот вид не встречается). Главными при¬ чинами сокращения популя¬ ции служат, по мнению спе¬ циалистов, нарушение челове¬ ком привычной среды обита¬ ния, утончение яичной скорлу¬ пы в результате воздействия ДДТ на организм самки, а так¬ же браконьерство. Общест¬ венность страны особенно ак¬ тивно ратовала за принятие мер по охране орлана белого¬ лового еще и потому, что он изображен на государственном гербе США. Численность гризли оце¬ нивалась в прошлом пример¬ но в 1,5 млн особей; сейчас осталось всего лишь около 1 тыс. Значительная часть этих животных ныне населяет местности, перспективные как в лесном хозяйстве, так и для добычи природного газа, нефти, угля. «Science News», 1976, v. 110, № 5, p. 73 (США). Охрана природы Мотоциклы губят пу¬ стыню Мохаве X. Дж. Уилшир и Дж. К. Наката (Управление геологической съемки США) изучили влияние ежегодно проходящего мотокросса на экологию пустыни Мохаве (штат Калифорния). Кросс здесь проводится 8 лет подряд; обычно в однодневных мото¬ гонках на расстояние 250 км между городами Барстоу и Лас-Вегас участвует не менее 3 тыс. мотоциклистов, причем маршрут в этом бездорож¬ ном районе каждый раз меня¬ ется. Исследования показа¬ ли, что в результате гонок сильно поврежден почвен¬ ный покров пустыни; раститель¬ ность и другие сдерживаю¬ щие эрозию естественные фак¬ торы значительно пострадали. Ежегодно проводимый мотокросс в пустыне Мохаве (Калифорния). Погибло большое количество животных. Если соревнования были бы здесь прекращены, то, по оценке специалистов, по¬ требовалось бы несколько сто¬ летий для восстановления прежних условий в этом райо¬ не, имеющем площадь 3600 га. В пустыне Мохаве нане¬ сен также серьезный ущерб археологическим памятникам: повреждены инталии (углуб¬ ленные изображения), анало¬ гичные известным фигурам в районе Наска (Перу). «National Geographic»», 1976, v. 150, № 1f p. 19, 57 (США).
Каким был Сократ! М. Л. Абрамов Кандидат философских наук Москва Ф. X. Кессиди. СОКРАТ. М., «Мысль», сер. «Мыслители прошлого», 1976, 200 с. Потребность а этой книге назрела давно. Достаточно сказать, что последняя монография на русском языке, посвящен¬ ная Сократу, вышла в 1923 г. Между тем Сократ, как справедливо писал из¬ вестный советский исследователь, «может быть, самая волнующая, самая беспокой¬ ная проблема из всей истории античной философии»1. Неудивительно поэтому, что новая книга о Сократе мгновенно ис¬ чезла с прилавков. Работы, выходящие в серии «Мы¬ слители прошлого», рассчитаны на широ¬ кий круг читателей. Как правило, это не¬ сколько облегченное изложение творче¬ ства мыслителей. Книга Ф. X. Кессиди — отклонение от этого правила. Автор пи¬ шет просто, но, проводя читателя через океан необъятной литературы о Сократе, не скрывает трудностей исследования. Не пересказывая содержания книги, остановимся на авторской интерпретации проблем, имеющих принципиальную важ¬ ность. Начнем с проблемы источников сократоведения. Как известно, Сократ не оставил никаких сочинений, и все сведения о личности и учении Сократа получены, так сказать, из вторых рук. Это, в первую очередь, свидетельства его современни¬ ков — комедиографа Аристофана, фило¬ софа Платона и историка Ксенофонта. Ко второй группе источников можно от¬ нести писателей и философов, лично не знавших Сократа, но воспринявших уст¬ ные рассказы тех, кому довелось встре¬ чаться с Сократом. Здесь особое место занимают сочинения Аристотеля. Литера¬ тура эллинистического периода, значи¬ тельно отстоящая по времени от эпохи Сократа, составляет третью группу источ¬ ников, которые имеют некоторое значе¬ ние, поскольку зачастую восходят к утра¬ ченным сочинениям современников Со¬ крата. В своей книге Ф. X. Кессиди опи¬ рается в основном на свидетельства со¬ временников Сократа и . на сочинения Аристотеля. Но Аристофану автор книги отказывает в доверии, поскольку считает его идейным противником Сократа. Имен¬ но поэтому Аристофан пишет карикатуру на Сократа и изображает его как софиста 'Лосев А. Ф. История античной эстети¬ ки Софисты. Сократ. Платон. М., 1969, с. 8?
Каким был Сократ? 149 и натурфилософа, каковым, по мнению автора книги, Сократ никогда не был. Что касается Платона и Ксенофонта, то тут трудности иного рода. Известно, что Платон, ученик Сократа, сделал его в своих произведениях рупором собствен¬ ных идей, а потому крайне затруднитель¬ но определить, где кончается Сократ и начинается Платон. Ксенофонта же многие историки философии не принимают всерьез, считая, что вряд ли «старый офи¬ цер» разбирался в диалектических тонко¬ стях и был способен адекватно воспроиз¬ вести учение Сократа. В довершение все¬ го Платон и Ксенофонт по-разному пере¬ дают самые существенные моменты уче¬ ния Сократа. Как же «работать» с такими источ¬ никами? Может быть, следуя И. Д. Ро- жанскому2, разумнее всего рассматривать Сократа не как историческое лицо, а как литературный персонаж? Автор ре¬ цензируемой книги не согласен с таким подходом и в свое время подверг его обстоятельной критике3. Однако в свете этой критики отказ Ф. X. Кессиди от свидетельств Аристофана выглядит непо¬ следовательным. Ведь и в платоновском «Федоне» Сократ признается в том, что в молодые годы увлекался натурфилосо¬ фией. Характерно, что формула обвине¬ ния, предъявленного Сократу на суде («Сократ обвиняется в том,— писал Дио¬ ген Лаэрций,— что он не признает богов, которых признает город, и вводит дру¬ гих, новых богов. Обвиняется он и в раз¬ вращении молодежи»), совпадает с инвек¬ тивами Аристофана. Размышляя над возможностью «лжесвидетельства» Аристофана, нельзя пройти мимо факта, что Платон, всю жизнь глубоко чтивший своего учителя, вместе с тем нежно любил и Аристофа¬ на и посвятил ему чудесные стихи: Сами Хариты, искавшие храма нетленного, душу Аристофана найдя, в ней обрели себе храм. На смертном одре Платона, в изго¬ ловье, были найдены комедии Аристофа¬ на. Странное отношение к пасквилянту! Свидетельства Платона и Ксенофон¬ та используются в книге, главным обра¬ зом, для воссоздания психологического ! Рожа н с кий И. Д. Загадка Сократа.— В сб.: «Прометей», 1972. эКессиди Ф. X. «Новая апология» Сократа.— «Вопросы философии», 1975, № 5. портрета Сократа. Раскрывая учение Со¬ крата, его этическую доктрину, автор опирается в основном на Аристотеля. В известной степени это новый и, как мы увидим, плодотворный подход. Был ли Сократ врагом демократии? Бытует взгляд: Сократа приговорила к смерти демократия, значит, он был вра¬ гом демократии. Автору книги удается преодолеть застарелую предвзятость в решении этого вопроса. Ф. X. Кессиди доказывает, что Сократ был врагом не демократии вообще, а противником ее практического осуществления в Афинах начала IV в. до н. э. На самом деле, не слишком ли мы порой идеализируем «де¬ мократические» Афины, приговорившие к смерти Анаксагора, Протагора, неспра¬ ведливо осудившие Фидия, продававшие в рабство эллинов из непокорных поли¬ сов? Не слишком ли много грехов у ра¬ бовладельческой демократии, помимо злосчастного процесса Сократа? Переходя к непосредственному из¬ ложению учения Сократа, автор особое внимание уделяет этике, в которой фо¬ кусируются все особенности, все своеоб¬ разие философии Сократа. В этой, пожа¬ луй, наиболее сильной части книги рас¬ смотрена главная сократовская идея: добродетель есть знание. Аристотель в так называемой «Боль¬ шой этике» говорит, что Сократ, «пред¬ ставив добродетели отраслями знания, от¬ рицал неразумную часть души, а вместе с этим — и страсть и характер. После него Платон верно разделил душу на разум¬ ную и неразумную части и сообразно этим частям истолковывал добродетели». Это высказывание Аристотеля, по мнению Ф. X. Кессиди, ценно прежде всего тем, что помогает разграничить воззрения Сократа и Платона. В «Нико- маховой этике» Стагирит указывает, что, по Сократу, «никто, обладая знанием, не станет противодействовать добру, разве только по незнанию». И добавляет: «Это положение противоречит очевидным фак¬ там...» Таков первый парадокс этического учения Сократа. Второй парадокс формулируется ав¬ тором книги так: никто не делает зла по своей воле. Кажется невероятным, отмечает Ф. X. Кессиди, что Сократу с его жиз¬ ненным опытом были неизвестны случаи расхождения между знанием и доброде¬ телью, неведомы такие явления, как не¬ воздержанность, слабоволие. Трудно так¬ же предположить, что Аристотель исказил
110 М. А. Абрамов Сократа, произвольно приписав ему отри¬ цание «очевидных фактов». В чем же тут дело? Может быть, Сократ вкладывал в слово «знание» иной смысл, чем его со¬ временники и Аристотель? Ф. X. Кессиди обстоятельно доказывает, что это предпо¬ ложение имеет под собой весьма серьез¬ ные основания, и толкует парадоксы Со¬ крата следующим образом: для человека, в совершенстве познавшего окружающий мир и самого себя, невозможен конфликт между знаниями и желаниями. «Разумеет¬ ся,— пишет Ф. X. Кессиди,— легче всего указать на то, что сократовский идеал совершенного знания оторван от жизни». Но в свете современных дискуссий о соот¬ ношении науки и нравственности стано¬ вится очевидной глубина поставленной Сократом проблемы. Наконец, несколько слов о самой волнующей странице биографии Сокра¬ та— о суде над ним и казни. Тысячеле¬ тия не умолкают споры об этом траги¬ ческом процессе. За что осужден Сократ? Виновен ли он? Как известно, обвинителями Сокра¬ та были поэт Мелет, оратор Ликон и вла¬ делец кожевенных мастерских Анит, ви¬ димо, главный инициатор процесса. Текст обвинения, написанный и клятвенно за¬ свидетельствованный Мелетом, гласил: Сократ обвиняется в том, что он не при¬ знает богов, которых признает город, и вводит других, новых богов. Обвиняется он и в развращении молодежи. Требуе¬ мое наказание — смерть. Формула обвинения достаточно тра- диционна. Сходные обвинения предъявля¬ лись Анаксагору и Протагору. Историк Фукидид свидетельствует, что подоплекой подобных процессов были политические мотивы. Какими же мотивами руководст¬ вовались организаторы процесса Сократа? Может быть, здесь следует обратиться к другой комедии Аристофана — «Птицы», где Сократ назван лаконофилом — сто¬ ронником Спарты? Но каковы бы ни были истинные мотивы, послужившие причиной суда,— раздражение влиятельных афинян по¬ пулярностью Сократа, безбожие, политиче¬ ское лицо Сократа или даже недовольст¬ во Анита по поводу постоянных насме¬ шек Сократа над его связью с Алкивиа- дом,— дошедшие до нас сведения об этом процессе свидетельствуют, что его исход мог быть иным. Автор пишет, что позиция Сократа на суде неотделима от его философской установки следовать ве¬ лениям совести и разума. Это бесспорно. Но вместе с тем действия Сократа гово¬ рят и об утрате им чувства реальности. Роковую роль сыграло поведение Сократа на суде. Возможно, что афиня¬ не, сорок лет назойливо поучаемые Со¬ кратом, хотели проучить его самого, но вряд ли они желали его смерти. Сократ игнорировал недоброжелательное отно¬ шение к нему суда и продолжал подчер¬ кивать свое исключительное положение в Афинах, не желая принимать во внимание специфику судебного разбирательства. Горделивый тон Сократа, под которым угадывается глубокая растерянность, обескураженность черной неблагодар¬ ностью сограждан, ничему не научивших¬ ся и не понявших дела всей его жизни, безуспешные попытки напомнить им о своем значении как исправителя нравов — все эти перипетии процесса производят и сейчас мучительное впечатление. Мы согласны с автором: Сократ был и остается одним иэ вечных спутников че¬ ловечества, а вопросы, над которыми раз¬ мышлял древний философ, не утратили актуальности и сегодня. Стоит ли, говоря о хорошей, нуж¬ ной книге, отмечать стилистические по¬ грешности, технические упущения, даже если их и немало? Может быть, лучше посетовать на то, что некоторые стороны учения и метода Сократа рассмотрены слишком бегло? В частности, знаменитая «ирония» Сократа. Но ведь не вина авто¬ ра, что он, ограниченный объемом кни¬ ги, не смог обо всем поговорить обстоя¬ тельно. Поэтому выскажем лишь пожела¬ ние встретиться еще раз с «Сократом» Ф. X. Кессиди, расширенным и допол¬ ненным.
«Природа», 1977, № 2 151 Популярно о физике спекания i. Я. Френкель Кандидат технически* наук Ленинград Я. Е. Гегузин. ПОЧЕМУ И КАК ИСЧЕЗАЕТ ПУ¬ СТОТА. М., «Неука», cap. «Проблемы науки и технического прогресса», 1976, 205 с. Книга Я. Е. Гегузина посвящена, каза¬ лось бы, частной проблеме: физике процес¬ сов спекания, с которыми связаны древняя технология гончарного производства и со¬ временная порошковая металлургия. Ав¬ тор показывает, как вопросы технологии, возникающие на производстве, ставят пе¬ ред физикой новые задачи и приводят к появлению физических моделей и теорий, имеющих приложения далеко за преде¬ лами области, давшей им жизнь. Рецензируемая книга может считать¬ ся научно-популярной, хотя для понима¬ ния некоторых ее страниц, отнюдь не пе¬ регруженных математикой, требуются определенные усилия. В этом плане она отвечает все чаще звучащим и актуаль¬ ным в наш век специализации требова¬ ниям создавать научно-популярные книги, знакомящие научных работников и инже¬ неров с успехами, достигнутыми в смеж¬ ной области знания. Из школьных учебников мы знаем, что все окружающие нас предметы «за¬ полнены пустотой», в которую вкраплены находящиеся на огромных (относительно их собственных размеров) расстояниях яд¬ ра и электроны. Пустота, о которой рас¬ сказано в книге Я. Е. Гегузина,— это пу¬ стота, если так можно выразиться, сле¬ дующего порядка величины, имеющая размеры, равные межатомным расстоя¬ ниям, и превышающая их. В первом слу¬ чае — это дефекты кристаллической ре¬ шетки, вакансии, во втором — уже разли¬ чимые в обычный микроскоп полости, по¬ ры, которые исчезают в технологическом процессе получения готовых изделий, в процессе спекания. Почему и как исчеза¬ ет эта пустота? Этот четко поставленный вопрос вынесен автором в заглавие книги. Ответу на него посвящено 11 глав, каж¬ дая иэ которых включает от трех до вось¬ ми очерков, связанных между собой прочной логической цепочкой. Известный советский физик Б. П. Константинов однажды в полушут¬ ливой форме заметил, что каждая идея заслуживает рассмотрения и имеет опре¬ деленный шанс на реализацию после то¬ го, как выдержит первое и самое серьез¬ ное испытание ^законами термодинамики. Книга Я. Е. Гегузина изобилует искусно построенными термодинамическими рас¬ суждениями, или объясняющими ком¬ плекс определенных идей, или же наво¬ дящими на мысль о возможности сущест¬ Я.С ГЕГУЗИН ПОЧЕМУ И НАН ИСЧЕЗАЕТ ПУСТОТА ИЗДАТЕЛЬСТВО ндумй
152 В. Я. Френкель вования новых эффектов. К какому раз¬ нообразию .конкретных физических явле¬ ний ведет тенденция системы спекающих¬ ся крупинок уменьшить свою энергию! Книга Я. Е. Гегузина представля¬ ет собой сплав истории идей, лажащих в основе процесса порошковой металлур¬ гии, и рассказа о выдающихся ученых, эти идеи высказавших. В повествование органически вкраплены страницы, посвя¬ щенные описанию творческой манеры Я. И. Френкеля, идеи которого о диффу¬ зии и вязкости твердых и жидких тел по¬ зволили ему построить, модель эффекта спекания. Проникновенные строки написа¬ ны Я. Е. Гегузиным об его учителе — Б. Я. Пинесе, сумевшем оригинально прочесть знаменитую формулу Кельвина для давления пара над изогнутой поверх¬ ностью (Б. Я. Пинес заметил, что в эту формулу не входит молекулярный вес па¬ ра д; значит, она годится и для случая Ц = 0; тогда она приложима для описания «испарения» пустоты из макроскопической поры, а испарение пустоты — это и есть заплывание поры). Я. Е. Гегузин расска¬ зывает и о замечательном харьковском стеклодуве Е. В. Петушкове, и о своем первом учителе — инженере-технологе Н. А. Горбунове. Успеху книги в немалой степени способствует принятая автором разговор¬ ная интонация — свидетельство большого лекторского опыта. Я. Е. Гегузин часто выступает с докладами о своих работах перед широкой аудиторией. Материал, что называется, предварительно прокатан, а потом уже записан с учетом реакции слушателей, скорректирован на основании их вопросов, показавших, где и в какой степени нужно расширить и прояснить истолкнование того или иного процесса. Книга написана живым, образным языком и украшена целой россыпью ес¬ тественным образом вплетающихся в ее структуру стихов — Твардовского, Гамза¬ това, Слуцкого и других поэтов. Встре¬ чаются и отступления, в которых содер¬ жатся размышления о красоте теории и эксперимента, о роли моделей в построе¬ нии теории сложных явлений и т. п. Книга не свободна от недостатков, вернее сказать, неточностей. Приведем некоторые из них, имея в виду, что, на¬ верное, потребуется новое издание, так как книга разошлась моментально. Самой существенной из числа неточностей мне представляется вывод формулы вязкости кристалла с учетом существования в нем источников и стоков вакансий. Этот вывод, Ьостроенный для модели сжимаемого грузом кубика, в котором под действием такой нагрузки, создающей «стрелку на¬ правления» переносимого вещества, про¬ исходит диффузионная ползучесть, содер¬ жит некоторое внутреннее противоречие (использованы известные формулы для броуновского блуждания частицы в изо¬ тропном случае, тогда как в данной мо¬ дели имеется априорная анизотропия). Важная формула Ивенсена для ско¬ рости изменения объема пор записана не¬ удачно, поскольку оказывается, что вхо¬ дящий в нее показатель степени имеет размерность. Рецензенту также представляется, что более доказательной должна была быть глава о физике активности, в кото¬ рой дается основа для объяснения ано¬ мально большой скорости самопроизволь¬ ного уплотнения системы крупинок. Сле¬ довало бы подробнее рассказать о ке¬ рамическом производстве, процессе об¬ жига гончарных изделий, быть может, о тайнах фарфора и т. д. Да и о самих технических аспектах порошковой метал¬ лургии, а также сравнительных оценках материалов, полученных этим и классиче¬ ским способом — литьем, можно было бы, уверен, рассказать много интересно¬ го — так, как это сделано на частном примере порошковой металлургии воль¬ фрама. Книга хорошо иллюстрирована схемами и фотографиями объектов. Я ду¬ маю, что она выиграла бы, если автор пометил бы в ней фотографии тех (упо¬ мянутых выше) лиц, чьими идеями, опы¬ тами, теориями питалась физика спекания. В заключение оговоримся: указан¬ ные замечания ни в коей мере не вли¬ яют на общую оценку интересной, та¬ лантливой книги Я. Е. Гегузина. С ее появлением можно поздравить и автора, и многочисленных читателей.
«Природа», 1977, № 2 153 О «пю-мезонах» и «нейтринной перенасыщенности мозговой энергии» Б. М. Владимирский Кандидат физико-математических наук Крымская астрофизичес кая обсерватория АН СССР Л. И. Мирошниченко Кандидат физико-математических наук Институт земного магнетизма, ионосферы и рас прос тране ни я радиоволн АН СССР Г. А. Сергеев. БИОРИТМЫ И БИОСФЕРА (На¬ родный университет. Естественнонаучный фа¬ культет). М., «Знание», 1976, 104 с. Книжка сразу озадачивает читателя, ибо уже во «Введении» автор объявляет о своем решительном намерении «под¬ вергнуть ревизии некоторые закономер¬ ности биологической природы» (с, 5), Не вникая в причины стол^ высокомерного отношения автора к природе, обратим внимание на то, как эта ревизия прово¬ дится. На протяжении всей книги фигури¬ рует гипотеза так называемой биоплазмы. Что такое биоплазма? Предоставим слово самому автору: «Алмаатинские исследова¬ тели высказали предположение о способ¬ ности человеческого организма формиро¬ вать высокоупорядоченные электрические заряды, закономерности изменения кото¬ рых во времени и пространстве подчи¬ няются тем свойствам, которые обычно приписываются физической плазме. Так появился термин «биоплазма» (с. 60). Да¬ лее Г. А. Сергеев пишет, что «теорию биоплазмы все же нельзя признать закон¬ ченной научной концепцией, поскольку в живом организме не были вскрыты мор¬ фологические конструкции, выполняющие роль плазменных концентраций или плаз¬ менных ловушек» (там же). Тем не менее это не мешает автору книги видеть в ме¬ дицинском приложении этой идеи — био¬ плазме граф ии «основу для разработки практических способов бесконтактной ре¬ гистрации эмоционального состояния че¬ ловека» (там же). В качестве примера та¬ кой «диагностики» на рис. 3 приведена «фотография фотоэасветки, полученной во время опыта по наблюдению биоло¬ гической радиации» (с. 14). К сожалению, не говорится, что изображено на этой фо¬ тографии: где, когда, с кем проводились опыты, при каких условиях и т. д. «...Человеческий мозг,— читаем мы в другом месте книги,— можно рассмат¬ ривать в виде своеобразной модели атом¬ ного реактора» (с. 14), в котором к тому о и д н и с народный университет g unnnrlt ЕСТЕСТВЕННОНАУЧНЫЙ ФАКУЛЬТЕТ 2
154 Б. М. Владимирский, Л. И. Мирошниченко же «можно ожидать тр^нсмутационного распада отдельных химических элементов мозгового вещества» (с. 13). А поскольку «при трансмутационных процессах наблю¬ дается эффект ионизации окружающего пространства», достаточно довести чело¬ века до стрессового состояния, чтобы он оказался способным «менять энергию ес¬ тественного космического ионизационного фона» (с. 15) ни много ни мало как в 10 000 раз. Правда, это происходит толь¬ ко «в особо исключительных случаях» (с. 13), причем показано только «кос¬ венными методами измерения ионизации возбужденного мозга» (с. 13). Однако не будем лишать удоволь¬ ствия биологов и медиков самостоятель¬ но оценить медико-биологические «от¬ крытия» Г. А. Сергеева. Нас же, космо¬ физиков, особенно заинтересовала глава «Космическое дыхание жизни». Здесь мы впервые узнали, что первичная космиче¬ ская частица, попадая в верхние слои земной атмосферы, «распадается в виде фейерверка» (с. 79), что «особое влияние на живые организмы оказывают вторич¬ ные частицы пю-мезоны (I? — Б. В., Л. М.), мю-мезоны и нейтрино» (с. 79), но при этом (слава богу!) радиационные пояса «предохраняют поверхность Земли от проникновения мощного потока косми¬ ческих частиц» (с. 84). Предохранять-то, предохраняют, но загадкам природы нет предела. Оказывается, таинственное «квантовое магнитное поле Земли» хоро¬ шо коррелирует с интенсивностью мю-ме¬ зонов! В целях доказательства автор на рис. 17 приводит кривую для мезонного компонента. Но почему-то эта кривая в точности повторяет кривую для нейтрон¬ ного компонента из книги Л. И. Мирош¬ ниченко «Космические лучи в межпланет¬ ном пространстве» (М., 1973). Очевидно, кривая для мезонного компонента, приве¬ денная в той же книге Л. И. Мирошни¬ ченко, не устраивала Г. А. Сергеева, по¬ скольку она не совпадала с его кривой для «квантового» магнитного поля. Измышления Г. А. Сергеева насчет защитной роли радиационных поясов по¬ надобились ему, очевидно, для обоснова¬ ния другой, если так можно сказать, ги¬ потезы: «Не выполняет ли подобную за¬ щитную функцию переменное, квантовое (? — Б. В., Л. М.) электрическое поле моз¬ га, экранируя хрупкие, сверхчувствитель¬ ные глубинные его рецепторы от постоян¬ ной бомбардировки их потоками корпус¬ кулярных частиц?» (с. 84). Если принять эту «гипотезу», то как все-таки быть с влиянием космоса? Все очень просто: «...На процесс биологической активности, по-видимому, оказывают влияние корпус¬ кулярные частицы, слабо взаимодействую¬ щие с электрическими и магнитными по¬ лями» (с. 80). Кроме того, исследования Г. А. Сергеева «позволяют предположить, что в составе материальных субстратов мозга имеются энергетические частицы, значительно меньшие (? — Б. В., Л. М.) по своим зарядовым свойствам, чем элек¬ трон. Именно такого рода частицы и мо¬ гут вступать во взаимодействие с нейтри¬ но» (с. 81). Дальнейшее не представляет проблемы: ведь в «колоссальных косми¬ ческих просторах» (с. 86) Вселенной име¬ ется безбрежное «нейтринное море», так что путем «нейтринной накачки» (с. 81) биосфера может черпать из космоса сколько угодно энергии, важно только не допускать «нейтринной перенасыщенности мозговой энергии», ибо это «чревато на¬ рушениями психических функций челове¬ ка» (с. 82). Итак, модель биологического воз¬ действия космоса готова. «А обоснования и доказательства?» — спросит любозна¬ тельный читатель. Помилуйте, разве Вас не убеждают «фотография фотозасветки» (рис. 3) или пресловутый рис. 17? Так по¬ смотрите, например, рис. 15 и описание к нему и Вы узнаете много интересного о «магнитной восприимчивости» и «энер¬ гетическом истощении мозга». И вообще нельзя не верить автору, который, опи¬ раясь на всю мощь ЭВМ и аппарата тео¬ рии нестационарных случайных процессов, приходит к заключениям вроде следую¬ щего: «...подъем эмоциональных реакций регулярно происходил в момент получе¬ ния полярниками известий с Большой Земли» (с. 74). Создается впечатление, что изда¬ тельство «Знание», выпуская эту брошю¬ ру, проводило своеобразный «экспери¬ мент». Взять хотя бы оформление. На многих рисунках отсутствуют числовые обозначения шкал (рис. 5, 6, 9, 10, 11, 12, 13, 15, 17, 18). На рис. 11 удиви¬ тельным образом в одноу плоскости при¬ ведены кривые, зависящие от четырех переменных, или, выражаясь словами ав¬ тора, «кривые, масштаб развертывания ко¬ торых определяется значениями интерва¬ лов корреляции первых четырех поряд¬ ков» (с. 47). Остается пожалеть, что эта книга появилась на свет, да еще в серии «На¬ родный университет», да еще тиражом 30 230 экз.
«Природа»», 1977, № 2 ^55 Космо на втика М. Ф. Ребров, Л. А. Гильберг. «Союз — Аполлон». Под ред. В. А. Шаталова. Иэд. 2-е, доп. и перераб. М., «Машинострое¬ ние», 1976, 152 с., ц. 2 р. 34 м. Первое издание книги вышло в свет в июле 1975 г.— в канун совместного полета со¬ ветского и американского кос¬ мических кораблей, второе — в годовщину этого историческо¬ го события. В новом издании рассказано, как устроены кос¬ мические корабли типа «Союз» и «Аполлон», какие наиболее важные полеты на них были со¬ вершены, как они были модер¬ низированы специально для со¬ вместного полета. В книге мно¬ го интересных сведений о со¬ ветском космодроме Байконур и американском на мысе Ка¬ наверал, о совместных трени¬ ровках советских и американ¬ ских космонавтов в Звездном городке и в Хьюстоне, об эки¬ пажах космических кораблей. Книга дополнена под¬ робным рассказом об экспе¬ риментальном полете двух ко¬ раблей, гв нее включено мно¬ го новых иллюстраций, в том числе фотографии, сделанные космонавтами во время полета. Космонавтика В. С. Губарев. КОСМИЧЕСКИЕ МОСТЫ. М., «Молодая. гвар¬ дия», сер. «Эврика», 1976, 208 с., * ц. 53 к. Журналист В. С. Губарев рассказывает о важнейших со¬ бытиях в космонавтике за по¬ следние годы. Первая часть книги посвящена советским ор¬ битальным станциям «Салют», вторая — исследованиям Луны и программе ЭПАС — совмест¬ ному полету космических ко¬ раблей «Союз» и «Аполлон». Книга документальна, в автор¬ ский рассказ включены беседы с учеными и специалистами — создателями ракетно-космиче¬ ской техники. Фи э и ка В. И. Рыдник. ПОЛЕ. М., «Зна¬ ние», сер. «Жизнь замеча¬ тельных идей», 1976, 160 с., ц. 30 к. Автор показывает, как в процессе познания пред¬ ставления об эфире сменились понятием физического поля, которое не только помогло от¬ ветить на многие старые во¬ просы, но и поставило новые. Изучение полей, физическо¬ го взаимодействия предстает перед читателем как передний край физики и философии естествознания, как «драма идей» (Эйнштейн). Не слу¬ чайно автор придает св(оеи книге атрибуты драматическо¬ го произведения: в ней есть пролог и эпилог, главы назва¬ ны актами и перед каждым иэ них обозначены время дей¬ ствия и действующие лица, в числе которых мы встре¬ чаем Демокрита, Эпикура, Лукреция Кара, Аристотеля, Галилея, Декарта, Ньютона, Максвелла, Лебедева, Планка, Бора, Эйнштейна. Биология С. Е. Резник. РАСКРЫВШАЯСЯ ТАЙНА БЫТИЯ. (Эволюция и эволюционисты.) М., «Знание», сер. «Жизнь замечательных идей», 1976, 159 с., ц. 31 к. Предлагаемая книга не претендует на всесторонний охват развития и становления эволюционной теории. В ней показаны столкновения раз¬ личных идеологий в борьбе за подлинное научное пони¬ мание явлений жизни. В этой борьбе непосредственно пере¬ плетаются и судьбы уче¬ ных — главных героев повест¬ вования. Автор стремится к тому, чтобы за названными именами читатель смог уви¬ деть живые лица, неповтори¬ мые творческие индивидуаль¬ ности. В заключительных гла¬ вах особое внимание уделено современному состоянию эво¬ люционного учения. Психология ПСИХОЛОГИЯ И МАТЕМАТИКА. Отв. ред. В. Ф. Рубахин. М., «Наука», 1976, 296 с., ц. 97 к. Как известно, И. П. Пав¬ лов мечтал о том времени, ко¬ гда ученые смогут математи¬ чески описать деятельность мозга. Настоящая книга, в со¬ здании которой приняли уча¬ стие отечественные математи¬ ки и психологи, объединяет методологические и общетео¬ ретические статьи, посвящен¬ ные использованию математи¬ ческих методов в психологии. В первом разделе рассматри¬ ваются методологические и другие общие проблемы мате¬ матической психологии; во вто¬ ром разделе анализируются особенности применения конк¬ ретных математических мето¬ дов, например информацион¬ ных методов в инженерной психологии, теории игр в пси¬ хологии и т. д.; третий раз¬ дел посвящен формализован¬ ному описанию психических процессов и явлений, а также методам математической обра¬ ботки экспериментальных дан¬ ных. Психология Ф. П. Космолинскин. ЭМО¬ ЦИОНАЛЬНЫЙ СТРЕСС ПРИ РАБОТЕ В ЭКСТРЕМАЛЬНЫХ УСЛОВИЯХ. М., «Медицине», 1976, 192 с., ц. 1 р. 13 к. В книге представлен кри¬ тический анализ литератур¬ ных данных и результаты соб¬
1S6 Новые книги ственных многолетних иссле¬ дований автора в области эмо¬ ционального стресса при неко¬ торых видах деятельности че¬ ловека. В основном приводят¬ ся данные из наблюдений над летчиками и парашютистами. Автор описывает мето- дические приемы, применяе¬ мые для установления психо¬ физиологического состояния летчиков и рассматривает та¬ кие состояния, как «летная на¬ пряженность», препятствующая выработке или проявлению профессиональных навыков, а также эмоциональные явления при сниженном действии внеш¬ них раздражителей. На осно¬ вании собственных исследова¬ ний автор вводит градации этих состояний. Подобным образом ана¬ лизируется и эмоциональное состояние парашютистов. Рассматривая вопрос о повышенной заболеваемости у летчиков, автор приходит к вы¬ воду, что это связано с эмо¬ циональным стрессом. В за¬ ключение автор предлагает способы тренировки нервной системы, которые должны об¬ ладать профилактическим дей¬ ствием. Книга предназначается для врачей, физиологов и пси¬ хологов. Океанология Жорж Уо. 20 ЛЕТ В БАТИС¬ КАФЕ. Пер. с франц. В. Я. Го- ланта. Под ред. В. А. Паперно. Л., Гидрометеоиздат, 1976, 176 с., ц. 84 к. На борту француз¬ ских батискафов «ФНРС-111» и «Архимед», сменяя друг друга, побывало множество специалистов. Это были гео¬ логи, геофизики и биологи иэ Франции, Бельгии, США, Япо¬ нии. Но неизменным их ко¬ мандором оставался Ж. Уо, отдавший двадцать лет изу¬ чению глубин океана. В своей книге он увлекательно рас¬ сказывает о подводном мире, его исследователях и об ап¬ паратах, созданных для изуче¬ ния морских глубин. «ФНРС-1II», построен¬ ный в 1953 г., был предназ¬ начен для средних глубин Мирового океана. Он опускал¬ ся на 4000 м. На смену ему в 1961 г. пришел «Архимед», сконструированный П. Виль- мом — неизменным спутником Ж. Уо во многих погружениях (перу П. Вильма принадлежит последняя глава книги «С точ¬ ки зрения инженера»). Новый батискаф-лаборатория погру¬ жался в Курильскую впадину (9200 м), исследовал строение дна, морскую фауну и флору в районе Японии, Греции и Пор¬ тугалии, вел наблюдения в во¬ дах близ Мадейры и Азорских о-вов. Автор описывает все экспедиции и подводные ис¬ следования, проведенные на «Архимеде» и «ФНРС-1 II». «Меня иногда просто радует обилие тайн в этом мире — мире, двери которого мы рас¬ пахнули вместе с Вильмом для ученых»,— пишет Ж. Уо. География А. А. Беус. ДАЛЕКИЕ ХРЕБ¬ ТЫ КОРДИЛЬЕР. М., «Мысль», 1976, 141 с., ц. 43 к. Автор книги, доктор гео- лого-минералогических наук, будучи техническим советни¬ ком ООН, посетил страны Южной Америки — Эквадор и Колумбию, а также острова Карибского моря. Основной целью поездки было оказание помощи экспедициям, зани¬ мающимся поисками и развед¬ кой полезных ископаемых (ме¬ ди, молибдена, изумрудов). Наблюдения и впечатления А. А. Беуса от поездки по этим странам послужили осно¬ вой для создания книги. Живо и увлекательно описывает он своеобразную природу Южной Америки, богатства ее недр, удивительный мир растений и животных, приводит краткие исторические сведения, расска¬ зывает о городах и индейских селениях, архитектурных па¬ мятниках и других достопри¬ мечательностях, о быте, нра¬ вах и традициях местных жи¬ телей. Антропология КОЛЫБЕЛЬ СОВЕТСКОЙ АНТРОПОЛОГИИ. К 50-летию научно-исследовательского ин¬ ститута и музея антрополо¬ гии им. Д. Н. Анучина МГУ. Под ред. В. П. Якимова. М., Изд-во МГУ, 1976, 128 с., ц. 49 к. Юбилейный сборник посвящен основателям науч¬ но-исследовательского . инсти¬ тута антропологии МГУ — Д. Н. Анучину и В. В. Бунаку. В нем показаны история фор¬ мирования советской антро¬ пологической школы и ее вклад в современную науку о человеке. В отдельных главах рассмотрены такие проблемы, как антропогенез, расоведение, этническая антропология, мор¬ фология человека, рассказано о создании уникальных кол¬ лекций института и музея, на¬ пример по палеолиту Африки, Западной Европы и СССР. В ка¬ честве приложения дан спи¬ сок экспедиций института и музея за советский период. История науки 3. М. Каневский. ЦЕНА ПРОГНОЗА. Л., Гидрометеоиз¬ дат, 1976, 128 с., ц. 26 к. Автор этой небольшой книги, в прошлом полярник, рассказывает о самоотвержен¬ ном труде полярных гидроме¬ теорологов в годы второй ми¬ ровой войны.„ Чтобы воссоз¬ дать эти страницы истории, 3. М. Каневский собрал и изу¬ чил ряд советских и зарубеж¬ ных источников. Кроме того, он встречался, беседовал, перепи¬ сывался с участниками событий. Героями первой части книги стали советские ученые, летчики и моряки — те, кто нес вахту на островных и матери¬ ковых полярных станциях. От передаваемых оттуда сводок погоды нередко зависел успех боевых операций. «Крайняя степень риска и нередко сама человеческая жизнь — вот ка¬ кой была цена прогноза в го¬ ды войны»,— пишет автор. В основу второй части поло¬ жены события военных лет в далекой Гренландии. Героическая работа со¬ ветских разведчиков погоды не так уж хорошо известна ши¬ роким кругам читателей. Э. М. Каневский внес весомый вклад в освещение этой темы.
Новые книги История науки Physiker uber Physiker. Wahl- vorschlage zur Aufnahme von Pbysikern in die Berliner Aka- demie 1870 bis 1929. Von Her¬ mann v. Helmholz bis Erwin Schrodinger. Mit einer Einlei- fung von Hans-Jurgen Treder. Akademie-Verlag, Berlin, 1975. (ФИЗИКИ О ФИЗИКАХ. Пред¬ ставления и избранию физи¬ ков в Берлинскую Академию наук с 1870 по 1929 г. От Германа Гельмгольца до Эр¬ вина Шредингера. Вступитель¬ ная глава Ганса-Юргена Треде¬ ра. Иэд-во «Академи-Ферлаг», Берлин, 1975.) Основное содержание книги — представления к из¬ бранию в действительные чле¬ ны, члены-корреспонденты, иностранные члены и почет¬ ные члены Берлинской Акаде¬ мии наук 73 виднейших уче¬ ных из разных стран, создав¬ ших эпоху в физике, астро¬ физике и химии. В представлениях содер¬ жатся краткие биографические данные ученых и дается оцен¬ ка их вклада в развитие фи¬ зики. Собранные вместе, эти документы составляют важней¬ шие страницы истории новой физики, написанные ее твор¬ цами. Такие великие физики, как Гельмгольц, Кирхгоф, Планк, Эйнштейн, Шредингер, выступают в одних докумен¬ тах как представляемые к из¬ бранию, а в других как авто¬ ры представлений. Иэ 73 ре¬ комендаций 7 написаны Гельм¬ гольцем, 9 — Планком, 4 — Лауэ, 4 — Эйнштейном. Книга открывается фун¬ даментальным очерком исто¬ рии Берлинской Академии наук с 1870 по 1930 г., на¬ писанным известным ученым ГДР Г.-Ю. Тредером. Книга представляет осо¬ бый интерес для читателей, работающих в области истории естествознания или интере¬ сующихся ее проблемами. История науки Б. Н. Маэурмович. ИВАН ИВА¬ НОВИЧ ПУЗАНОВ. 1885— 1971. М., «Наука», Научн.- биограф. сер., 1976, 87 с., ц. 28 к. Перед читателями про¬ ходит долгая 60-летняя на¬ учная, педагогическая и об¬ щественная деятельность из¬ вестного советского биолога И. И. Пуэанова, ученого-эн- циклопедиста, человека глу¬ бокой и разносторонней куль¬ туры. В орбите его научных ин¬ тересов находились экология и систематика наземных живот¬ ных, зоогеография, охотничье хозяйство, ихтиология, сравни¬ тельная анатомия, география, геология и палеонтология, ан¬ тропология, история науки. В конце книги приведена биб¬ лиография трудов И. И. Пу¬ эанова. Научный атеизм И. ▲. Крывелев. ИСТОРИЯ РЕЛИГИЙ. Очерки в двух то¬ мах. М. «Мысль», 1976; т. 1, 416 с., ц. 1 р. 64 к., т. 2, 424 с., ц. 1 р. 79 к. Этот двухтомный труд повествует об истории трех мировых религий: христианст¬ ва, ислама и буддизма. Основ¬ ная часть 1-го тома посвяще¬ на развитию христианства — его началу, средневековому периоду развития, особенно¬ стям западного христианства на исходе средневековья, во¬ просам христианизации восточ¬ ных славян и проблеме рус¬ ской церкви в средние века. Во 2-м томе рассмотрены дальнейшие стадии развития христианства (до начала XX в.), описаны основные этапы воз¬ никновения и распространения ислама, а также сжато освеще¬ ны возникновение и эволюция буддизма. Научный атеизм Э. Церен. ЛУННЫЙ БОГ. Сокр. пер. с нем. Б. Д. Каллистова. Отв. ред. А. А. Нейхардт. М., «Наука», Глав. ред. вост. лит-ры, 1976, 382 с., ц. 1 р. 37 к. Первой книгой известно¬ го археолога-библеиста Э. Це- 157 рена, переведенной на русский язык, были «Библейские хол¬ мы» — увлекательные очерки об истории археологических исследований в странах Ближ¬ него и Среднего Востока (именно здесь возникли и до¬ стигли высокого расцвета древ¬ нейшие цивилизации). Новая книга Э. Церена продолжает рассказ о «библейских холмах» Междуречья и затрагивает множество историко-религиоз- ных проблем, большинство ко¬ торых подчинено главной те¬ ме — истории возникновения христианской религии и лич¬ ности Иисуса Христа. Сущест¬ вовал ли человек по имени Иисус Христос или описание его «трудов и дней» — всего- навсего продукт религиозного мифотворчества? Э. Церен по¬ могает читателю познакомить¬ ся с основными взглядами на эту проблему, искусно драма¬ тизируя свое повествование и насыщая его большим позна¬ вательным материалом.
15В V «Природа», 1977, № 2 Н. Г. Рубайлова Кандидат биологических наук Широко известно, что Чарлз Дарвин большую часть жизни страдал какой-то неиз¬ лечимой болезнью, которая выражалась во множестве раз¬ ного рода недомоганий. Он не мог вести общительного обра¬ за жизни, редко выезжал из загородного дома в Дауне и был вынужден постоянно ду¬ мать о здоровье и лечении, чтобы поддержать свою рабо¬ тоспособность. Первые серьез¬ ные жалобы на здоровье по¬ явились в записях 27-летнего Дарвина после возвращения из кругосветного путешест¬ вия на «Бигле». Вспоминая обстоятельст¬ ва своей жизни со 2 октября 1836 г. по 29 января 1839 г., Дарвин пишет в «Автобиогра¬ фии»: «В эти два года и три месяца я разв'ил большую ак¬ тивность, чем в какой-либо другой период моей жизни, хотя по временам я чувство¬ вал себя плохо, и часть вре¬ мени оказалась поэтому поте¬ рянной... я не был в состоя¬ нии в течение всего дня за¬ ниматься научной работой...» 1 При описании следующего периода, с 29 января 1839 г. по 14 сентября 1842 г., встре¬ чаются такие слова: «За три года и восемь месяцев нашей жизни в Лондоне я выполнил меньше научной работы, чем за любой другой такой же 1 Здесь и далее Ч. Дар¬ вин цитируется л? изда¬ нию: Дарвин Чарлз. Воспоминания о развитии моего ума и характера (автобиография). Дневник работы и жизни. Полный перевод с рукописей Ч. Дарвина, вступительная статья и комментарии С. Л. Соболя. М., 1957. Чарлз Дарвин. Акварель 1840 г. кисти Дж. Ричмонда. промежуток времени в моей жизни, хотя работал с мак¬ симальным для моих сил усер¬ дием. Причиной этого были часто повторявшиеся недомо¬ гания и одно длительное и серьезное заболевание». А вот отрывки иэ его «Автобиографии» о жизни в Дауне с 14 сентября 1842 г. по 1876 г.: «...Мое здоровье всегда страдало от любого возбуждения — у меня начи¬ нались припадки сильной дро¬ жи и рвоты. Поэтому в тече¬ ние многих лет я вынужден был отказаться решительно от всех званых обедов, и это было для меня известным ли¬ шением, потому что такого рода встречи всегда приводи¬ ли меня в прекрасное настрое¬ ние. По этой же причине я мог и сюда в Даун пригла¬ шать только очень немногих ученых, с которыми я был зна¬ ком». И дальше: «Хотя я за¬ нимался этим трудом (об усо- ногих раках.— Н. Р.) в про¬ должение восьми лет, но, как
Диагноз болезни Дарвина 125 лет спустя 159 я отмечаю в своем Дневнике, около двух лет из этого вре¬ мени были потеряны мною из- за болезни». В письме к А. Грею от 24 августа 1856 г. Дарвин не без горечи заключает: «Здо¬ ровье мое недостаточно креп¬ ко и, боюсь, никогда не вос¬ становится, так что я могу жить только самой спокойной и косной жизнью — в деревне». Чем был болен Дарвин? Над этим спустя десятки лет размышляли не меньше, чем над тем, была ли неизбежной смерть Пушкина от раны, по¬ лученной на дуэли с Данте¬ сом. Но случай с Дарвином оказался сложнее. Действительно, до путе¬ шествия на «Бигле» Дарвин был вполне здоров. Страст¬ ный охотник, неутомимый лю¬ битель верховой езды и дли¬ тельных пеших прогулок, об¬ щительный и жизнерадостный молодой человек, он вызывал у отца беспокойство своим чрезмерным, как тот считал, увлечением спортом. «... У ме¬ ня было тогда отличное здо¬ ровье, и я почти все время находился в веселом располо¬ жении духа»,— писал Дарвин о 1828—1831 гг. В годы путешествия на «Бигле» молодой Дарвин про¬ являл необычайную выносли¬ вость, во время остановок со¬ вершал длинные переходы на лошадях и пешком, взбирался на вершины, без устали соби¬ рал богатейшие коллекции, был энергичным и жизнера¬ достным человеком, любив¬ шим послушать музыку и по¬ смотреть на красивых испа¬ нок. «Вечера,— писал Дар¬ вин,— я посвящаю чтению и писанию писем; в последнем отношении у меня всегда ра¬ боты много, принимая во вни¬ мание число друзей, перед ко¬ торыми я остаюсь в долгу». Действительно, письма, напи¬ санные с «Бигля», составили целый том, который в настоя¬ щее время английскими и аме¬ риканскими учеными готовится к печати. Не так давно внимание биологов и медиков привлек¬ ла одна деталь в книге о пу¬ тешествии на «Бигле». Во вре¬ мя остановки в Южной Амери¬ ке в марте 1835 г. Дарвин Корабль «Бигл» в Южной Аме¬ рике, близ устья р. Санта-Крус. Маршрут путешествия Дарвина во время остановки «Бигла» в Юж¬ ной Америке. Карта иэ книги: A. Moorehead. Darwin and the Beagle, N. Y„ 1969. Chono* Archipelago SOUTH ATLANTIC OCEAN TIERRA DEL FUEGO «on Mile* -T- bno Kilometre*
160 Н. Г. Рубайлова совершил переход через Кор¬ дильеры и по дороге заноче¬ вал в небольшой деревушке, недалеко от города Мендосы. «Мы переночевали в де¬ ревне Луксан,— писал он.— Это небольшое селение, окру¬ женное садами и составляю¬ щее самый южный возделан¬ ный округ провинции Мендо¬ са; оно лежит в пяти милях к югу от столицы. Ночью я подвергся нападению (вполне точное выражение) бенчуки (benchuca),— большого черного клопа, водящегося в пампасах и принадлежащего к роду Re- duvius. Нет ничего противнее того ощущения, которое вызы¬ вает ползание по телу мягко¬ го, бескрылого насекомого длиной в целый дюйм. Эти клопы, пока не насосутся, очень плоски, но затем разду¬ ваются, наполняются кровью, и тогда их легко раздавить. Я поймал в Икике (эти кло¬ пы водятся в Чили и в Перу) одного такого клопа совершен¬ но тощего. Мы положили его на стол и стали рассматри¬ вать: когда кто-нибудь про¬ тягивал палец, то смелое на¬ секомое тотчас выпускало жа¬ ло и бросалось сосать кровь, если ему это позволяли. Уку- шение его не причиняло ника¬ кой боли. Любопытно было на¬ блюдать тело клопа во время сосания; менее чем через де¬ сять минут оно превратилось из совершенно плоского, как облатка, в шар»2. Этих насе¬ комых Дарвин должен был встречать и во время многих других переходов по дорогам Южной Америки. В 1909 г. врач Чагас (С. Chagas) описал в Брази- 2 Дарвин Ч. Путеше¬ ствие натуралиста вокруг света. Соч., т. 1. М —Л., 1935, с. 273. Клоп бенчука (Triatoma infes- tans). Длина его около 2,5 см. лии природно-очаговое заболе¬ вание — трипаносомоз челове¬ ка (Тгipanosomosi s americana), возбудитель которого сходен с паразитом, обнаруженным Ча- гасом в 1907 г. у клопов-реду- виидов, обитающих в сельских и городских домах многих районов Южной Америки. Кло¬ пы активно нападают на че¬ ловека, и их укусы не причи¬ няют боли. Одна из форм по¬ лучила даже название «поце¬ луйного клопа», так как эти насекомые кусают главным об¬ разом в губы. Заражение че¬ ловека происходит из-за по¬ падания содержащих трипано- сомы экскрементов насекомо¬ го на кожу. Человек в итоге заболевает реже острой и ча¬ ще хронической формой бо¬ лезни, получившей название болезни Чагаса. Одна из ее наиболее распространенных форм — сердечно-сосудистая, сопровождающаяся сердцебие¬ нием, одышкой, болями, сла¬ бостью и другими симптома¬ ми. Даже в настоящее время с трудом удается обнаружить трипаносомы в крови и спин¬ но-мозговой жидкости. В 1959 г. на Междуна¬ родном конгрессе, посвящен¬ ном 50-летию со времени от¬ крытия болезни Чагаса, высту¬ пил известный паразитолог С. Адлер3, который в своем докладе сообщил об изучении очаговых заболеваний в райо¬ не города Мендосы; там был обнаружен крайне высокий процент заболеваний болезнью Чагаса. Адлер впервые выдви¬ нул предположение, что Дар¬ вин, путешествуя по этому району, не мог избежать за¬ ражения трипаносомами. Как было показано Адлером, симп¬ томы болезни Чагаса в деталях совпадают с данными меди¬ цинской истории болезни Дар¬ вина, которая преследовала его начиная от возвращения на «Бигле» и до самой смер¬ ти. Боли в сердце, усталость, слабость, различные расстрой¬ ства — все это получает прос¬ тое и обоснованное объясне¬ ние, если представить, насколь¬ ко малой была возможность избежать заражения. Эта гипотеза быстро приобрела сторонников. Сре¬ ди них, например, один иэ лучших знатоков жизни и твор¬ чества Дарвина Г. де Вер4. Таким образом, выска¬ занные разными авторами предположения о наследствен¬ ном нервном заболевании и тяжелом характере Дарвина, полученном якобы от отца- тирана,— все это теперь под¬ вергается сомнению. Гораздо больше доверия внушает но¬ вый диагноз, поставленный спустя 125 лет. 3 A d I е г S. Darwin's ill¬ ness. — «Nature», 1959, v. 184, № 4693. 4 В е е г G. de. Charles Darwin. Evolution by na^ tural selection. N. Y., 1963. Оформление П. Г. АБЕЛИНА Художественный редактор Д. И. СКЛЯР Корректоры: Т. М. АФОНИНА, Т. Д. МИРЛИС. Адрес редакции: 1 17049 Москва, В-49, Мароновский пер., 26. Тел. 237-50-30; 237-41-55. Подписано к печати 13/1 1977 г. Т-00705 Формат бумаги 70 X 100 1/16 Уч.-изд. л. 16,0. Уел.-печ. л. 13,0 Тираж 80 000 экз. Зак. 2830. Чеховский полиграфический комбинат Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской области.
В следующем номере По мере исчерпания (физического или экономически доступного) рынка естественных и привычных энерго¬ носителей (нефть, газ и др.) встает проблема их замены. На роль такого заменителя претендует элемент N9 1 Периодической системы — водород. В. А. Легасов. Водородная энергетика. Еще недавно казалось, нет надежды узнать, что проис¬ ходило на Земле в первый миллиард лет ее существо¬ вания. «Молчаливый миллиард» заставили загово¬ рить, в первую очередь, результаты изучения лун¬ ных пород. А. Т. Баэилмский. Шаги сравнительной плане¬ тологии. Проблема происхождения скифов, обитавших когда-то на территории нашей страны и впоследствии исчез¬ нувших как самостоятельное этническое образование, до сих пор вызывает споры среди специалистов. Кем же были а действительности эти древние обитатели южнорусских степей? Д. Б. Шелоа. «Исчезнувшие народы». Скифы. С применением электронного микроскопа открылись богатство и красота строения диатомовых водорослей, почти неведомые нам ранее. Э. И. Лосем. Удивительные создания приро¬ ды — диатомеи. Г