Теги: журнал природа  

Год: 1943

Текст
                    ПРИРОДА
ПОПУЛЯРНЕЙ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЙ
Ж * У * Р Н А * Л
ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ Н А у К СССР
ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР

ПРИРОДА ПОПУЛЯРНЫЙ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЙ Ж*У*РЖН*.А*Л ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ НАуК СССР № 6 ГОД ИЗДАНИЯ ТРИДЦАТЬ ВТОРОЙ 1943 СОДЕРЖАНИЕ Стр. CONTENTS Pages Проф. М. С. Эйгенсон. Солнце и общая циркуляция тропосферы 3 П. В. Мейкляр. Скрытое фотогра- фическое изображение .... 17 Н. В. ''Тагеева. Геохимия бора и фтора.........................25 Проф. С. М. Доброгаев. Воззрения Чарлза Дарвина на гипотезу о высших и низших расах .... 36 Новости науки« Act p-oji оми я. Сверхновые звёзлы Млеч- ного Пути.—Неоднородность межзвёзд- ной газовом среды.............. . 39 Физика. Деление тяжёлых ядер, вы- званное дейтонами.—Масса мезотрона . 40 Химия. О трансурановых элементах . . 41 Геология. О мощности .твёрдой’ зем- ной оболочки.—Плавающие конуса вы- носа ........................... . . 41 Биохимия. Вирусы и ферменты.—Желе- зо и дифтерийный токсин —Медь и про- теины коровьеЬо молока.—Метаболизм аланина, содержащего С13.—Содержание тиамина в женском молоке ..... *43 Физиология. Пеллагра и надпочечни- ки ............................. 45 Меди ц и н а. Сульфасуксидин и полевая хирургия . ... 46 Ботаника. Экономическая роЛь крупно- семянности.........................46 Зоология. О нахождении буревест- ника в СССР....................... 50 Палеонтолог ия. Палеонтологическая древность лотоса.................. 50 История и философия естествознания Проф. П. А. Широков. Н. И. Лобачев- ский, как творец новой геометриче- ской системы (к 150-летир со дня рождения).......................... 51 Prof. M. S. Eigenson. Sun and Total Circulation of Troposphere 3 P. V. Meyclar. Hidden Photo- graphic Image......................17 N. V. Tageeva. Geochemistry of Boron and Fluorin...............25 Prof. S. M. Dobrogaev. Charles Darwin’s Attitude Towards the Hypothesis of Higher and Lower Races . . ..........'. . . . 36 Science News Astronomy. Ultra - new Stars of the Galaxy. — Heterogeneity of Interstellar Gaseous M‘dium....................... 39 Physics. Division of Heavy Nude Indu- ced by Deuterons.— Mass of Meson . 40 C h e m I s t r . On Trans - uranium Ele- ments . ".......................... . . . 41 G e ol о g y. On the Thickness of the .Solid' Earthcrust.— Floating Cones............. 41 Biochemistry. Viruses and Enzymes.— Iron and Diphtheria - Toxins. — Cos- per anck Cowmilk Proteins.—Metabo- lism of C13 Containing Alanine.— Сои- tent of Tiamine in Woman-milk .... 43 P h у s i о 1 о g y. Pellagra and Adrenals. . 43 Medicine. Sulphasuccidine and Field Surgery............................. -46 Botany. The K61e of Coarse - seeded ness in Economy...................... 4$ Zoology. On the Occurrence of Puffi- nus griseus in the USSR 50 Palaeontology. Paleontological' Age of Lotus............................. 53 History and Philosophy of Natural Science Prof. P. A. Shirokov. N. I. Lobachevsky, the Originator of the new geometrical system (On the Occasion of his 150 th Anniversary) . . t 51
Л. Г. Лейбсбн. Антуан-Лоран Лавуазье— преобразователь естествознания (К 200- летию со дня рождения)............ . 59 Т. В. Волкова. Д. И. Менделеев—великий основатель русской метрологии (КаО-ле- тжю русской метрологии)............. 69 Проф. Д. Я. Мартынов. Джемс Брадлей (1693-1762) (К 250-летию со дня рожде- ния) .............................. 71 \ Юбилеи и даты Акад. А. Ф. Иоффе. К 80-летию акад. А. Н. Крылова.................... 81 Проф. А. П. Виноградов. К 80-летию акад. В. И. Вернадского................ 82 Проф. Л. М. Миропольский. К 80-летию акад. В. А. Обручева.............. 84 Проф. Л. М. Миропольский. К 60-летию акад. А. Е. Ферсмана............. 87 Потери науки Акад. Л. И. Ппасолов. Памяти проф. А. Т. Кирсанова........... 90 Акад. Л. И. Прасолов. Памяти Б. А. Ганжа 90 Varia............. 91 Критика и библиография ... 94 L. G. Leibson. Antoine Lauran Lavoisier— the Reformer of Natural Science (On the Occasion of his 200th Anniversary) ... 5J, T. V. Volkova. D. I. Mendeleeff, the Great Originator of Russian Metrology (On the Occasion of the 50th Anniversary of Russian Metrology).................... 6g Prof. D. J. Martynov. James Bradley (1693—1762). (On the Occasion of his 250th Anniversary)........................ 71. Jubilees and Dates A. F. Joffe, Member of the Academy. On the 80th Anniversary of A. N. Krylov, Mem- ber of the Academy . ................ >1 Prof. A. P. Vinogradov. On the - 80th Anniversary of V. I. Vernadsky, Member of the Academy..................... 12' Prof. L. M. Miropolsky. On the 80th An- niversary of V. A. Obruchev, Member of the Academy.......................... 84 Prof. L. M. Miropolsky. On the 60th An- niversary of A.E. Fersman, Member of the Academy . ........................... 87 Obituary L. I. Prasolov, Member of the Academy. Memorial of A. T. Kirsanov........ 98- L. I. Prasolov, Member of the Academy. Memorial of B. A. Ganja ...... 98 Varia ........ 91 Book Review and Bibliography . 94 Председатель редакционной коллегии академик С. И. Вавилов. Ответственный редактор проф. В. П. Савич. Члены редакционной коллегии: Ахал. А. И Абрикосов (отд. медицины), акад. А. Е. Арбузов и В. Г. Хлопни (отд. химии), акад. С. И. Барн штейн (от-. математики), акад. | А. А Борисяк | (отд. палеонтологии), ; кад. С. И. Вавилов (отд. физики и астрономии), акад. А. М. Деборин (отд. истории и сгилософии естествозю ния), Б. Л. Исаченко (отд. микробы*. Ди1ии)г акад. Б. А. Келлер, ак -д, В. Л. Комаров и проф. В. П. Савич (отд. бо1аники), акад. В. А. Обручев и проф. В Обручев (отд. геологии), акад. Л» А» Орбели (отд. физиологии', акад. Е. Н. Павловский (отд. зоологии и аравию.огии), акад. А. М. Терпигорев (отд. техники), акад. А. Е. Ферсман (отд. минералогии и природных ресурсов), акад. И. И. Шмальгаузеп (отд. общей биологии), проф. М. С. Эйгеисон (отд. астрономии). Ответственный секретарь рсданжия кавд. б. я. В, С. Лехповмч.
СОЛНЦЕ И ОБЩАЯ ЦИРКУЛЯЦИЯ ТРОПОСФЕРЫ / Проф. М. С. ЭЙГЕНСОН 1. Долгосрочный прогноз погоды ямеет исключительно большое зна- чение. Практически, все отрасли го- сударственного управления, народно- го хозяйства и культурного строи- тельства заинтересованы в получении уверенных знаний о предстоящих си* оптических условия?. Весьма велико оборонной значение долгосрочных рогнозов погоды. Знание синоп- тического будущего на возможно больший срок имеет немаловажное значение, как существенный элемент для планирования боевых операций. В особенности возросла роль дол- госрочных прогнозов погоды в со- временной войне.охватывающей огром- ные масштабы пространства и вре- мени. В самом деле, вторая мировая война фактически вовлекла в свой котёл всю планету, а огромный раз- мах происходящих военных действий сделал крупные боевые? операции про- должающимися по несколько месяцев. К сожалению, современное состояние долгосрочного прогноза погоды ещё не соответствует предъявляемым к нему высоким требованиям со сто- роны практики. Это противоречие между насущнейшими запросами прак- тики и современными возможностями теории должно быть преодолено как можно скорее. В противоположность долгосрочной прогностике, краткосрочная, имеющая своим объектом предсказания погоды на срок не более 1—2 суток, сделала за последние 10—15 лет огромные ус- пехи. В основном, это был результат лодотворного внедрения в синоптику термогидродинамических идей и тёс- яо связанного с ними учения о воздуш- ных массах и фронтах (т. е. поверх- ностях раздела между последними). Поднятая,. благодаря этим новым воззрениям, на высшую научную сту- пень своего развития, краткосрочная ярогностика смогла значительно по- высить врактическое качество своей работы, доведя оправдываемость сво- их прогнозов до 80—90 %. Разрешён- ность, в основном, проблемы кратко- срочного пре; ... и не; азрешённость проблемы долго'речного прогноза приводят к тому, что в настоящее вре- мя подавляющее большинство синоп- тиков работает именно в первой об- ласти. Вместе с тем, значение крат- косрочного прогноза погоды, в про- тивоположность долгосрочному, в те- чение происходящей войны не только не возросло, а скорее уменьшилось. Действительно, одним из важнейших, если не важнейшим потребителем си- ноптических данных является авиация. Но современные самолёты имеют на- столько большие полётные скорости, что при обычных дальностях полётов синоптическая ситуация в течение по- лёта, обычно, не претерпевает суще- ственных изменений1. Основное значе- ние для штурмана/и пилота самолёта имеет, ввиду этого, знание наличной синоптической ситуации. Кроме того, усовершенствование материальной части и навигационного мастерства лётного состава привели к меньшей зависимости последнего от метеорологической обстановки. Описанная концентрация внимания синоптиков на краткосрочной синоп- тике при уменьшении интереса к ней со сторонь/ основного потребителя ещё более обостряет наш интерес к необхо- димой реформе долгосрочного про- гноза. Не говоря уже о распространён- ном среди широкой публики скептиче- ском и ироническом отношении к про- гнозу метеорологического будущего, надо признать,что этот скептицизм по- ка довольно широк и среди самих специалистов-метеорологов. Ещё в 1931 г., в журнале Королевского ме- теорологического общества в Лондо- 1 Так как скорости перемещения циклонов антициклонов в десяток и 6o.i е раз меньше екоростей современных самолётов.
4 Природа 1943 не Г. К. М. Дуглас заявлял, что .для синоптики ещё не создано точной на- учной базы, и прогноз погоды до сих пор представляет большое поле для любителей и шарлатанов”. В настоя- щее время, в той мере, в которой это и аналогичные высказывания относят- ся к краткосрочной прогностике, их можно уже признать устаревшими и целиком опрокинутыми прогрессом синоптики за пбследние 10 лет. Одна- ко, и сейчас для некоторых! специа- листов остаётся спорным вопрос о самой возможности долгосрочного прогноза. Это мнение отражает су- ществующее положение вещей, когда налицо имеется несколько не связанных друг с другом школ долгосрочное прогноза, причём все они являются, в разной мере и по различным при- чинам, неудовлетворительными. При таком положении дела нисколь- ко не является удивительным, если какой-нибудь специалист, сам твор- чески не работающий над проблемой долгосрочного прогноза и ограничи- вающийся лишь констатацией его ны- 'нешнего неприглядно; и состояния, мо- жет позволить себе такой скепсис, хо- тя бы за отсутствием возможности предложить нечто позитивное. ' Конечно, истинной науке в корне чужда такая скептическая позиция, скрывающая творческое бессилие в научном разрешении важнейшего со- циального заказа. Передовая наука смеет дерзать. Она сумеет, .как всегда умела в своей истории, выбрать пра- вильный подход к решению и этой — действительно, весьма трудной—на- учной проблемы. 2. У нас официально признанной школой долгосрочного прогноза яв- ляется школа Б. П. Мультановского. Будучи, в настоящее время, пожалуй, наиболее разработанной из всех из- вестных национальных школ, и эта школа не лишена весьма серьёзных недостатков Ч К числу их относятся: крайне недостаточная обоснованность ряда её важнейших теоретических по- ложений в физическом отношении; не- достаточна, подчас, сама эмпириче- ская обоснованность этих положений и 1 Ряд их указан А. И. Аскиназиек в 1936 г. в математико-статистическом отноше- нии; в идейном отношении, эта синоп- тическая школа долгосрочного про- гноза находится в отрыве от норвеж- ской школы краткосрочного прогноза, не взаимодействует творчески с по- следней и не опирается на неё, хотя норвежская школа имеет решающие успехи в краткосрочной прогностике, являющейся, в принципиальном отно- шении, лишь первой частью общей за- дачи синоптического прогноза; ввиду этого долгосрочный прогноз, вообще говоря, не может не опираться на всю сумму результатов, достигнутых в краткосрочной прогностике. Наконец, до конца 1940 г. школа Мультановско- го полностью игнорировала возмож- ную связь тропосферных процессов с процессами в верхних слоях земной атмосферы и, тем более, с солнечной деятельностью. Охарактеризованные выше дефекты школы Мультановского не могут, к несчастью, быть парированы её прак- тическими результатами. Несмотря на почти 30-летнее развитие методики долгосрочного прогноза в этой шко- ле, средняя многолетняя её оправды- ваемость, например, по данным Таш- кентской группы дслгосрочников(рабо- тающих по методике, опубликованной этой школой), не привышает 6Э—65°/«. Это достаточно близко к случайной оправдываемости, равной, как изве- стно, 50°/°. Сдругой стороны, если нор- вежская школа, в общем, удачно раз- решила проблему краткосрочного прогноза, то она, по своей инициативе, не сделала, насколько нам известно, серьёзных попыток проникнуть в сферу долгосрочного прогноза. Это, видимо, объясняется тем, что развитых норвежской школой представлений ока- залось явно недостаточно для успеха в таком предприятии.- В результате, в синоптике (и, в частности’ в нашей) создалось парадоксальное и долее не- терпимое (ибо оно вредит интересам науки и практики) положение почти полного взаимного игнорирования и,- отчасти, даже идейной враждебности краткосрочной (норвежской) и долго- срочной (Мультановского) школ про- гноза. Как мы укажем властоящей статье,
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы 5 разрешение этого противоречия ныне представляется возможным. Однако, с точки зрения автора настоящей статьи, его решение лежит вне внутренних возможностей современной синоптики, как таковой. Как мы покажем ниже, в своём современном виде синоптика в одном и притом наиболее фундамен- тальном вопросе оказалась в прин- ципиально-неразрешимом тупике. С нашей точки зрения, „спасение" мо- жет притти только и з в н е, т. е. лишь при ликвидации имеющей почти по- всеместное распространение и истори- чески обусловленной ограниченности синоптики одним только тропосфер- ным горизонтом; лишь ценою подня- тия научного уровня синоптики на новую, а именно космическую ступень развития. С нашей точки зрения, лишь через апелляцию к Солнцу и его воз- действиям через верхние слои земной атмосферы на тропосферу будет до- стигнут и дейный синтез синоптически наиболее совершенной школы долго- срочного прогноза—школы Мульта- новского, с одной стороны, и современ- ной „властительницы дум" кратко- срочных синоптиков — норвежской школы, с другой. Еслй бы мировой или советской науке удалось произ- вести такой творческий синтез обеих школ, история науки подсказывает, что он был бы крайне плодотворен для обеих и, в особенности, для наи- менее разработанного долгосрочного прогноза. Этим творческим синтезом одновременно было бы ликвидирова- но и отмеченное выше противоречие между научно более обоснованной и практически лучше оправдывающейся, но имеющей неизмеримо меньшую оперативную значимостй, краткосроч- ной прогностикой и научно хуже обоснованной и практически зачастую неважно оправдывающейся, но имею- щей огромную социальную важность долгосрочной прогностикой. 3. Практика показала, что в крат- косрочной прогностике, в первом приближении, достаточно рассматри- вать лишь внутритропосферные свя- зи. Ролью стратосферы и, тем более, .космосферы* (и, в частности, .ге- лиосферы") можно пренебречь при рассмотрении задач краткосрочного прогноза. Позже мы вернёмся к этому факту. Сейчас же нас интересует то, что это заключение было молчаливо и механически перенесено из сферы краткосрочного прогноза (где это, в первом приближении, допустимо) на область долгосрочного прогноза, где это, как мы увидим ниже, совершен- но недопустимо даже в первом при- ближении. Дело, именно, в том, что в синоптических процессах большого (планетарного) масштаба мы имеем дело с термогидродинамическими за- дачами совершенно другого класса, чем в синоптических процессах „ма- лого* и «среднего* масштабов, рас- смотрения которых достаточно для решения задачи краткосрочного про- гноза. В последней решающий успех был, как известно, достигнут перехо- дов от рассмотрения синоптической проблемы в понятиях барических аномалий (т. е. в терминах циклонов и антициклонов) к фронтологическому рассмотрению синоптического процес- са (т. е. к рассмотрению его в терминах воздушных масс и фронтов между ними). У „норвежцев" синоптический' анализ и прогноз фактически сводят- ся к изучению современного поведе- ния и экстраполяции по его тенден- ции будущих свойств уже образо- вавшихся воздушных масс и фронтов, т. е. дело сводится к изучению их эволюции (и, прежде всего, их пере- мещений и трансформации). Выражаясь математически, можно сказать, что в краткосрочной задаче дело сводится к интегрированию не- которой, конечно, уже.заданной, сис- темы дифференциальных уравнений термогидродинамики, для чего, разу- меется, постулируются известными как пограничные, так и начальные усло- вия1. В полной противоположности с этим, в основных проблемах долго- срочного прогноза этипоследние усло- вия как раз и неизвестны. Именно в этом и кроется глубокое принципиаль- ное отличие природы долгосрочного прогноза от природы краткосрочного. 1 Именно это обстоятельство и позволило И. А. Кибелю успешно решить задачу перево- да краткосрочного прогноза с графической и качественной на расчётную и количественную стадию.
6 Природа 1943 В совершенно недостаточной осознан- ности этого важного положения,в непо- нимании невозможности решения про- блемы определения начальных и погра- ничных условий „внутренним" путём и лежит, с нашей точки зрения, главная субъективная причина крупнейшей от- сталости долгосрочной прогностики. Именно в вопросе о начальных (и от- части о пограничных) условиях проя- вляется недопустимость дальнейшего игнорирования внетропосферного, т. е.стратосферного и космического (солнечного) фактора. 4. Можно ли, в самом деле, допу- стить, что физические процессы, раз- вёртывающиеся в стратосфере и,в осо- бенности, в её нижне-средних слоях, совершенно не связаны и, стало быть, не оказывают никакого влияния на тропосферные процессы? Достаточно уже одной этой отчётливой постанов- ки вопроса, чтобы понять полную ан- тидиалектичность, т. е. ненаучность имеющего место отрыва тропо- и стра- тосферных частей физически единой земной атмосферы друг от друга! И это верно не только теоретиче- ски, но и совершенно конкретно под- тверждается всем уже достигнутым, всем ходом развития науки об атмо- сфере и её связях с солнечной дея- тельностью. В самом деле, после от- крытия в начале этого столетия тем- пературной инверсии' и изотермиче- ского слоя атмосферы, получившего название стратосферы, учёным пер- воначально казали^, что вертикаль- ное протяжение области конвектив- ного перемешивания воздуха огра- ничено высотой три) о.^зы. В стра- тосфере же, будто бы, имеет место исключительно диффузное равнове- сие атмосферных газов, описываемое для каждого из них в отдельности барометрической формулой. Однако, разнообразные источники информации о свойствах верхних сло- ёв, открывшиеся в последние десять— двадцать лет, единодушно принесли убедительные аргументы против этого воззрения. С нашей точки зрения, основным фактом здесь является до- казанное последними работами пол- ное постоянство химической форму-- лы атмосферы вплоть до высот ниж- не-средней стратосферы (порядка 20км и выше) и достаточное постоянстве этой формулы вплоть даже до ионо- сферных высот (порядка 80 км и, воз- можно, много выше). Причиной это- го является то, что „...и здесь воздуш- ные течения сохраняют турбулентный характер, хотя и значительно слабее выраженный, чем в тропосфере..." (В. Н. Оболенский, 1938 г.) То, что даже в верхней стратосфере (-ионосфере) имеет мдсто некоторая циркуляция воздуха, показывают, в частности, исследования над смещением светя- щихся (ионизированных) следов метео- ров. Автор последней работы (1941 г.) по этому вопросу В. В. Федынский справедливо указывает, что движение следов метеоров „...представляет со- бой пассивный дрейф ионизированных светящихся масс газа, увлекаемых го- ризонтальными потоками воздуха..." Кроме светящихся метеорных следов на наличие воздушных течений в стра- тосфере согласно указывают как ре- зультаты шаро-пилотных наблюде- ний, так и наблюдения перламутровых и серебристых облаков. На осно- вании всего этого, Федынский на- мечает даже основные черты стра- тосферной циркуляции воздуха. Со своей стороны, укажем, что сама наблюдаемая слоистость земной ат- мосферы (давшая стратосфере её название), вызванная некоторыми фи- зико-химическими неоднородностя- ми последней, всё время стремится ликвидировать создающие её эти не- однородности. Хотя бы ввиду значи- тельного и быстрого падения плот- ности воздуха с высотой, на больших высотах можётнаблюдаться известное отставание атмосферы от поверхности' Земли при осевом вращении нашей планеты. Наличие горизонтальных ветров на поверхности раздела двух слоёв атмосферы (зачастую наблюда- вшееся на тропопаузе) должно приво- дить к образованию волновых, а за- тем и вихревых возмущений с гори- зонтальными осями. Через такой„стра- то-циклогенез" и может осуще- ствляться вертикальный воздухообмен между различными слоями стратосфе- ры. Как известно, образование волно-
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы 7 вых возмущений на фронтах (т. е. на поверхности раздела двух воздуш- ных масс) вызывается механической неустойчивостью последней поверх- ности. Циклогенезу на фронте будут способствовать всякие добавочные факторы такой неустойчивости. Как известно, в отличие от вертикально стратифицированных верхних слоёв, тропосфера стратифицирована гори- зонтально, т. е. тропо-фронты разде- ляют горизонтально-соседние воздуш- ные массы. Фронтальные поверхно- сти, повидимому, простираются вплоть до тропо-паузы (С. П. Хромов, 1940 г.). Очевидно, что область соприка- сания.тропо-фронтов с тропо-паузой будет такой особо неустойчивой частью последней. Ещё более Меха- нически неустойчивой’ будет одна определённая часть всей области пе- ресечения тропо-фронта с тропо-па- узой. Такой наиболее неустойчивой частью тропопаузы должны быть верхние этапы тропосферных бариче- ских аномалий. В самом деле, пос- ледние являются механически наибо- лее неустойчивой частью тропосфер- ных фронтов. Пальмен (1932) показал, что тропо-пауза ниже* над циклона- ми и, видимо, всасывается в их верхние этажи. Над антициклонами же кар- тина обратная. Таким образом, повидимому, тро- посферный циклогенез на тропо-фрон- тах приводит не только к горизон- тальному перемешиванию тропосфер- ных масс, но способствует и верти- кальному воздухообмену тропосферы и нижней стратосферы. Экстраполи- руя эти соображения и на более вы- сокие поверхности раздела страто- сферных слоёв, для которых, в насто- ящее время, у нас почти ещё нет ни синоптических, ни -даже аэрологиче- ских данных, можно, повидимому, со- ставить себе грубое представление о стратоциркуляции, которая рядом расположенных друг над другом и частично взаимодействующих друг с другом замкнутых систем и обус- ловливает наблюдаемые течения воз- духа на больших высотах и, как ре- зультат последних, постоянство хи- мического состава атмосферы. 5. Итак, в свете последних работ по синоптике, аэрологии, метеорной астрономии, атмосферной оптике и по полярным сияниям, всё более выри- совываются контуры будущей науки о физически единой атмосфере, раз- личные высотные слои которой яв- ляются хотя и автономными, но не независимыми друг от друга. Но, раз так, тогда мы уже a priori не мо- жем и не должны отрицать возмож- ную роль космических (и, прежде всего, основного из них солнечного) факторов на жизнь тропосферы. В самом деле. Верхние слои зем- ной атмосферы принадлежат нашей планете скорее лишь по гравитацион- ному признаку. Физика же этих сло- ёв почти целиком обусловлена кос- мическими и, прежде всего, солнеч- ными факторами. Это вызвано тем, что на больших высотах можно пре- небречь термическими эффектами под- стилающей поверхности, которые, наоборот, почти нацело определяют термогидродинами-ческий режим ниж- них слоёв (тропосферы). Но, подчёр- кнутое нами выше, отсутствие рез- кой границы между циркуляцией ниж- них и верхних слоёв нашей атмосферы делает проблему космических факто- ров, играющих основное значение для верхних слоёв, небезразличной и для уточнения физической жизни гораздо более независимых от Космоса ниж- них (тропо-) слоёв земной атмосферы. До сих pop в метеорологии интере- совались практически почти исклю- чительно одними лишь нижними сло- ями. В связи с этим, и к космическому фактору в метеорологии подходили крайне упрощённо. В самом деле: 1) если можно прак- тически считать тропосферу отгоро женной физически непроницаемой пе- регородкой от остальной атмосферы- 2) так как поглощение солнечной радиации в воздухе малб по сравне- нию с поглощением её в почве и 3) так как основные изменения в по- токе этой радиации обусловлены чис- то геометрическими причинами (су- точным и годичным изменениями вы- соты Солнца над горизонтом данного пункта), то для большинства целей практической метеорологии и было допустимо пренебрегать возможными
*;Природа 19 43 физическими изменениями в Солн- це—этом космическом „котле", нагре- вающем „рабочее вещество"—Темную тропосферу. К сожалению, для кон- серваторов от науки, все три предпо- сылки ныне оказались неправильными и потому неизбежен неприятный для любителей академического спокой- ствия пересмотр привычных, но ^ста- .релых и ставших вредными для нау- ки их позиций. 6. Кроме чисто геометрических из- менений в мощности потока солнеч- ной радиации, геофизически весьма эффективными оказались изменения другого рода, зависящие от непосто- янства физических условий в самом космическом „котле". Именно, как наиболее отчётливо показали иссле- дования по верхним слоям,геомагне- тизму и распространению радиоволн, на нашу планету в разные времена действуют различные, не только ко- личественно, но и качественно,солнеч- ные факторы. Это доказывается, в частности, и, прежде всего, наличием солнечных ритмов (27 - дневного и- 11-летне- го) в вышеуказанных геофизических явлениях. С другой стороны, ни в вы- шеуказанной суммарной интенсивно- сти 1 потока солнечной радиации, ни (в основном) в её спектре, в первом приближении, нет ни 27-дневных, ни 11-летних- ритмов. Таким образом, геофизически эф- фективными являются не только гео- метрические изменения взаиморас- положения источников энергии (Солн- ца и приемника энергии-—данного пунк- та Земли), но и те изменения физи- ческих условий в этом источнике, ко- торые обусловливают, в частности, 27 -дневные и 11 - летниеритмы в гео- физических явлениях. Но, если зем- ная атмосфера физически едина, то эти ритмы a priori могут быть про- слежены вплоть до тропосферы, по- скольку они столь резко и отчётливо 1 Солнечная .постоянная*, измеряющая сум- марную интенсивность этого потока, как по- казали последние исследования, практиче- ски, действительно, есть постоянная; её коле- бания отражают, очевидно, несовершенство в учёте изменения мутности земной атмо- сферы. выявляются в физической жизни вы- соких слоёв земной атмосферы. сЭтот теоретический вывод полностью под- тверждается фактами. Как недавно подчеркнул проф. С. П. Хромов, уже „Кёппен в 1873 г. дал бесспорное до- казательство 11-летнего ритма в яв- лениях погоды*. А именно, Кёппен по- казал понижение средней температу- ры воздуха в тропиках в эпохи мак- симумов 11-летних солнечных циклов по сравнению с эпохами минимумов, этих циклов. Кроме' 11-летних темпе- ратурных ритмов, есть аналогичные ритмы в уровнях больших озёр, в не- которых гидрологических явлениях и т. д. и т. п. Таким образом, помимо геометри- ческой регуляции физической жизни нашей планеты, Солнце воздействует на неё ещё и иными способами. Если на пройденном уже наукой о земной атмосфере этапе её развития и мож- но было, без серьезного ущерба, пре- небрегать этой физической регуляци- ей геофизических процессов Солнцем, то ныне, очевидно, это делается вред- ным для прогресса науки и использу- ющей её производственной практики. 7. Крайняя трудность решения про- блемы физических связей Солнца и зем- ной тропосферы привела науку к мно- говековому топтанию на месте в этом вопросе. В самом деле, идея о связи между числом солнечных пятен и ме- теорологической обстановкой столь же стара, сколь и открытие самих пятен, положившее начало современной ге- лиофизике. Однако, лишь в последних работах, и, преимущественно, совет- ских гелиогеофизиков (т. е. специали- стов по проблеме Солнце—Земля), бы- ли впервые нащупаны пути успешной атаки этой,в высшей степени сложной и запутанной, проблемы. Причины край- ней медленности в историческом раз- витии проблемы Солнце—тропосфера заложены в самой её природе, как комплексной научной проблемы, за- хватывающей научные области,принад- лежащие к совершенно различным и до недавнего времени, практически независимым друг от друга дисци- плинам. Выше мы неоднократно под- чёркивали господствовавшее й почти универсальное в метеорологий пре-
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы 9 небрежение космическими факторами. С другой стороны, и астрономы ме- нее всего могли быть обвинены в том, что они где-либо и когда-либо стояли при рассмотрении вопросов своей на- учной специальности на метеорологи- ческой и, в частности, на синопти- ческой точке зрения. Как синоптика, так и, в £щё большей степени, гелио; физика, обе—весьма молодые научные дисциплины. Целый ряд, и притом зачастую, кардинальных для гелиогео- фиэики вопросов в них ещё мало раз- работан. Это сообщает дополнитель- ные трудности при работе над гелио- геофизическими проблемами. Однако, успехи, достигнутые уже наукой на гелиогеофизическом по- прище, показывают, что, наоборот, лишь применяя к развитию как гео- физики, так и 'гелиофизики гелиогео- физические методы, можно значитель- но ускорить и плодотворно развить обе эти научные дисциплины. В принципиальном отношении про- блему Солнце—тропосфера можно раз- бить на три основных раздела. Пер- вый касается Солнца, как такового, но, разумеется, в той мере, в какой его физика может воздействовать на физику Земли. Во втором исследуют- ся механизмы этой связи физических изменений, происходящих на Солнце, с физикой тропосферы. В этом раз- деле, помимо общего для всей гелио- геофизики вопроса о природе сол- нечных агентов, воздействующих на верхние слои, нас особенно должен заинтересовать вопрос о локализации приемника солнечных воздействий на тропосферу п о механизме передачи воспринятых земной атмосферой ко- лебаний солнечной деятельности в нижележащие слои последней. Нако- нец, в третьем разделе проблемы Солн- це—тропосфера рассматриваются тро- посферные последствия солнечных действий, воспринятых и переданных вниз, в тропосферу, какими-то сред- ними слоями земной атмосферы. Та- ким образом, специфической особен- ностью проблемы Солнце—тропосфера (в отличие от проблемы Солнце—верх- ние слои земной атмосферы, являю- щейся второй основной частью со- временной гелиогеофиЗики) является вопрос о возможных воздействиях Солнца на средние слои земной ат- мосферы и о взаимодействии послед- них с тропосферой. 8. Основной и решающей причиной достигнутых наукой первых успехов^ в изучении проблемы Солнце — тро- посфера явились последние достиже- ния физики Солнца. Они были резуль- татом работ советских астрономов и? были получены в Пулковской обсер- ватории, начиная с 1937—1938 гг. Смысл этих достижений, как он вы- рисовывается теперь, по истечении 6 лет с начала работы по проблеме- .Солнце—тропосфера, состоит в сле- дующем. До самого недавнего време- ни, в гелиофизике, как и в астрофи- зике вообще, рассматривались почти: исключительно микроскопические за- дачи, требовавшие для своего разре- шения арсенала микромеханики (кван- товой). Физическая теория Солнца не рассматривала, например, всю сово- купность, скажем, солнечных проту- беранцев, а ограничивалась изучени- ем физики лишь некоего фиктивного (среднего) протуберанца.При этом счи- тали естественным, что многочислен- ные отдельные категории солнечных явлений, каковы: солнечные пятна,, протуберанцы, флоккулы, факелы, извержения, корональные обра- зования и т. д., рассматривались каждое в отдельности и в полном отрыве друг от друга. В другой статье мы подробнее осветим новый этап в развитии гелиофизики, достигнутый ею благодаря советским работам. Сейчас же мы лишь очень коротко- его охарактеризуем. Его можно с полным правом на- звать синоптическим этапом развития гелиофизики. Впервые в истории на- уки о Солнце к отдельным его явле- ниям стали подходить синоптически, т. е. рассматривая их в их конкрет- ных пространственно-временных ком- плексах. Именно, поднятие гелиофи- зики на новый, высший синоптиче- ский уровень и позволило науке с этой, внутренне глубоко родственной ме- теорологической, позиции вновь ата- ковать старую и вечно новую пробле- му Солнце—тропосфера и завоевать, первые бастионы этой, казавшейся.
10 Природа 1943 столь долго неприступной, твердыни. В 1937—1938 гг. М. Н. Гневышев, впервые в гелиофизике, указал на че- тырехмерную связанность всех сол- нечных деталей. Они, все эти пятна, факелы, волокна и т. п., во-первых, неравномерно распределены в про- странстве; образуя кое-где сгущения (.активные области11) с .пустыми" промежутками между ними („пассив- ными" областями). Во-вторых, каждая категория солнечных явлений, скон- центрированных в его активных обла- стях, неравномерно развивается и во времени. Процесс развития активной области во времени был назван нами „импульсом солнечной активности". В-третьих, оказалось, что временное протекание каждой категории солнеч- ных деталей, сосредоточенных в ак- тивной области, взаимосвязано с раз- витием других категорий, сосредото- ченных в ней же солнечных явлений. Таким образом, рассмотрение всей совокупности солнечных деталей всех категорий по методу выделения ак- тивных областей впервые позволило науке вскрыть причину сравнимости в циклическом ходе суммарных харак- теристик различных категорий сол- нечных явлений* 1. Наоборот, ранее ка- завшиеся не связанными, отдельные явления различных категорий оказы- ваются взаимосвязанными при рас- смотрении их в терминах активных областей. Рассмотрение совокупности солнеч- ных явлений в импульсных терминах позволило, благодаря доказанной та- ким рассмотрением их взаимосвязан- ности, ввести в гелиофизику, оказа- вшееся затем чрезвычайно важным и плодотворным для гелиогеофизиче- ских приложений последней, понятие • так называемой фазе импульса. В самом деле, если различные катего- рии солнечных деталей, входящих в данную активную область, взаимосвя- заны, то это означает, что все они должны быть (различными) функцир- *А именно, сходство в характере цикличе- ского хода различных солнечных деталей есть результат того, что солнечный 11-лет- ний цикл есть сумма отдельных импуль- сов, и того, что все детали связаны между собой в импульсе солнечной активности; ми одного и того же, общего для всех них, аргумента. За таковой, на современном эта~йе развития гелиофи- зики, удобно принять именно времен- ную характеристику импульса солнеч- ной активности, развивающегося в активной области. Под фазой импуль- са понимают время в средних сино- дических оборотах Солнца1 от данно- го момента до момента максимума площади пятен в активной обларти. Сопоставление земных явлений, рас- сматриваемых при этом синоптиче- ски (комплексно), с однородно рас- сматриваемыми солнечными явлени- ями и позволило в 1938 — 39 гг. Б. М. Рубашеву в Пулкове впер- вые доказать гелиообусловленность важнейших синоптических и_других ат- мосферных процессов. В дальнейшем, Р. С. Гневышева из анализа прекрас- ного фото-гелиографического хархива (1932—1941гг.)Симеизского отделения Пулковской обсерватории пришла к чрезвычайно важному заключению о вихревой (а именно,о циклонической) природе активных областей Солнца. Наконец, автор настоящей статьи показал, что солнечный циклогенез имеет, равно как и тропосферный, фронтологическую природу, т. е. что активные области можно рассматри- вать как волнововихревые возмуще- ния солнечных фронтов. Последними являются так называемые „мгновен- ные" королевские зоны Солнца, т. е. те широтные пояса солнечной поверх- ности, где в данный момент, видимо, сосредоточена вся его1 активность. Синоптизация гелиофизики интенсив- но продолжается ир других напра- влениях. Чрезвычайной важности фак- том является неравномерная актив- ность различных долготныд интерва- лов Солнца^ Широтная неравномер- ность солнечной активности рыра- жается в понятии о королевских зонах. Долготная неравномерность солнеч- ной активности была формулирована нами в понятии,больных долгот" Солн- ца. При этом зачастую налицо 2, и 1 За счётную единицу можно взять именно 1 оборот Солнца, так как продолжительность импульса по пятнам, в среднем =2,3 оборо- та, а по хромосферным индексам несколько (вдвое и более, чем вдвое) выше.
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы 11 иритом антиподальные, больные дол- готы. Пересечение солнечного фрон- та с больным меридианом обрисовы- вает особо активное место Солнца, где, сменяя друг друга, вспыхивают, развиваются, затухают и вновь возни- кают импульсы солнечной активности. Очевидно, что гелиофизическое по- нятие больной долготы весьма срод- ни синоптическому понятию о квази- перманентном центре действия тро- посферы. Уже циклонический характер вих- рей Р. С. Гневышевой впервые ука- зывал на роль осевого вращения Солнца для его основных синоптиче- ских шаблонов(комплексов солнечных деталей). Тоже ещё более подчёрки- вается особой и симметричной отно- сительно полушариев Солнца широт- ной локализацией солнечных фронтов. Автор этой статьи .указал, что отны- не закон Шпёрера 1 можно рассматри- вать как циклический закон, описы- вающий миграцию средней широты мгновенной королевской зоны; это де- лает вероятным ротационное проис- хождение закона Шпёрера и, что не исключено, может быть, даже и за- кона Швабе— Вольфа1 2. 4 Таким образом, развитие солнеч- ной синоптики с неизбежностью под- водит науку к рассмотрению гене- ральной проблемы вращения Солнца. Но, будучи газовым, Солнце не может, и, действительно, не вращается как твёрдое тело3. Фундаментальная для солнечной синоптики проблема сол- нечного вращения растворяется по- этому в ещё более широкой пробле- ме общей солнечной циркуляции, совершенно аналогично тому, что име- ет место и в земной синоптике. Имен- но с этой наиболее общей позици^ и приступйл в свое время к рассмо- трению гидродинамики Солнца Бьерк- 1 А именно, согласно этому закону, средняя широта мгновенной королевской зоны есть функция фазы 11-л^тнего солнечного цикта; в начале цикла эта широта наибольшая; в кон- це данного цикла она достигает своего мини- мального значения. 2 Закон Швабе—Вольфа выражает изменение суммарной мощности данной категории Сол- нечных явлений в функции фазы солнечного цикла. г В своих поверхностных слоях. нес, ставший потом одни^ из осно- вателей норвежской школы в земной синоптике. В настоящее время ра- боты Бьеркнеса по общей циркуляции солнечной атмосферы продолжает в Главной астрономической обсервато- рии СССР проф. В. А. Крат. Наконец, нельзя не напомнить, что основное солнечное явление — пятна имеют, по- видимому, также гидродинамическую природу. Они представляют собой расходящиеся вихри сильно ионизи- рованного газа, который, адиабати- чески расширяясь в вихревой воронке, значительно (не менее чем до 4000° абс) охлаждается по отношению к более горячей (до 6000° абс) соседней фотосфере. Быстрое движение огром- ных масс ионов по искривлённым вихревым линиям пятен создаёт мощ-, ные магнитные поля, которые были уже в 1908 г. открыты великим аме- риканским гелиофизиком Дж. Э. Ге- лем, показавшим наличие Зееман- эффекта в солнечных пятнах. Пови- димому, пятна можно считать мест- ными завихрениями более обширных и медленных вихревых систем — ак- тивных областей Солнца. Таким обра- зом, в настоящее время заложены уже основания фронтологической си- ноптики Солнца, рассматривающей с термогидродинамических позиций Солнце, как целое, в его структур- но-динамических особенностях, от пятен через активные области, сол- нечные фронты и „больные"- долготы до общей циркуляции- Солнца. 9. Каковы же возможные геофизи- ческие эффекты этих вспышек сол- нечной активности? Иначе говоря, геоактивны ли, на тех или иных фа- зах, импульсы солнечной активности, возникающие и развивающиеся в ак- тивных областях Солнца? Огромное чи- сло фактов, вскрытых и вскрываемых гелиогеофизикой, единодушно свиде- тельствуют в пользу геоактивности солнечней импульсов (на тех или иных их фазах). Эти факты говорят о том, что вспышка солнечной актив- ности проявляется не только в пят- но- факело - флоккуло - протуберанце- (и т. д.) образовании, т. е. йе толь- ко в образовании видимых деталей, свидетельствующих о происходящих
12 Природа 1942 крупных изменениях материального характера. Для самого образования этих деталей должны быть получены немалые количества энергии и притом, как оказалось, энергии в ряде случаев геофизически наиболее эффектив- ных видов. А именно, вспышка сол- нечной деятельности выражается, в частности, и в усилении ультрафио- летового и корпускулярного потоков, исходящих от Солнца. То, что им- пульс солнечной активности означает вспышку ультрафиолетовой радиации, вытекает, прежде всего, из целого ряда разнообразных наблюдательных данных. Факельные поля (т. е. факе- лы и флоккулы) и извержения в ак- тивных областях Солнца свидетель- ствуют о том, что в последних на- лицо усиленное ультрафиолетовое из- лучение. Тоже показывают вздутия и разрывы хромосферы над актив- ными областями, а также нарушения структуры короны над ними. Про- туберанцы в активных областях, по- видимому, относительно, выше. Наконец, пробные прямые измере- ния напряжённости поля ультрафио- летовой радиации Солнца, произве- денные в 1939—41 гг. в Пулкове М.’Н. Гневышевым, показывают, что в ак- тивных областях налицо некоторый избыток ультрафиолета по сравнению с соседними пассивными областями. Одной из причин этого избытка яв- ляется резкое понижение коэфи- циента поглощения солнечной мате- рии в пятнах, открытое в 1942 г. в Главной астрономической обсервато- рии СССР Т. В. Крат. Вероятно, и вся активная область (как это сле- дует из её гидродинамического по- добия с пятнами) есть также район пониженного масс-коэфициента по- глощения. Итак, в районе пятен имеются налицо как бы ультрафиоле- товые окна. С другой стороны, име- ет место глубинное простирание пя- тен (и активных областей). Это, плюс их относительная прозрачность для ультрафиолета, исходящего от более глубоких (а, стало быть, и более горячих) слоёв Солнца,, делает добавочное ультрафиолетовое излу- чение активных областей приблизи- тельно радиально - направленным. Перейдём, после сказанного о до- бавочном ультрафиолетовом излуче- нии от активных областей, к вопросу об их корпускулярном излучении. На то, что Солнце, наряду с фотонами, излучает свободные электрЪмы(а, мо- жет быть, и другие элементарные частицы), указывает целый ряд фак- тов как гелио-, так и геофизических. Известно, например, что внешняя сол- нечная корона состоит из свободных электронов. Повидимому, лишь кор- пускулярным излучением Солнца мож- но объяснить явления полярных си- яний и возмущённости геомагнитного поля. В своей цитированной только что работе Т. В. Крат нашла, что над пятнами налицо резкий (до 40 раз) дефицит в электронной плотности. Повидимому, стало быть, пятна яв- ляются своеобразными генераторами свободных электронов, выталкиваю- щими их в солнечную корону (этот эффект, вероятно, и ответственен, в основном, за лучистую структуру внешней короны), радиальные, в об- щем, лучи которой, как указано в ряде случаев, можно считать бази- рующимися на активных областях Солнца. Действительно, теоретически понятно, почему именно пятна могут быть источником таких корпускуляр- ных потоков. В самом деле. Будучи сильно ионизированным, солнечный газ содержит наряду с ионами обоих знаков большое число свободных электронов. Но, прежде всего, в пят- нах (й, в меньшей мере, в активных областях) корпускулы могут приоб- рести скорости, достаточные для то- го, чтобы покинуть Солнце. Это проис- ходит, во-первых, благодаря имеюще- муся именно там усиленному ультра- фиолетовому потоку, повышаю- щему среднюю термическую скорость частиц; во-вторых, добавочную ско- рость этим частицам сообщают и происходящие в этих особых местах Солнца вихревые движения; глубин- ное простирание, а также магнитное поле пятен должны ориентировать этот корпускулярный поток, пример- но,^ в радиальном направлении. Так как масса электрона почти в две ты- сячи раз меньше массы атомов лег- чайшего из всетэлементов—водорода,
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы 13 то в принципе вполне понятно, по- чему корпускулярное излучение Солн- ца состоит, в основном, из свобод- ных электродов. Итак, из активных об- ластей Солнца (и в особенности из его пятен) может исходить ноток заряжённых быстрых* 1 частиц. О геоактивности корпускулярных потоков Солнца мы уже говорили. Мы указывали, что они обусловли- вают возмущения нормального элек- тромагнитного режима нашей пла- неты— возмущения геомагнитные и (корпускулярные) ионосферные, а также полярные сияния. Недавно. М. Н- Гневышев пока.'ал, что вспышки ультрафиолетовой радиации Солнца также весьма геоактивны, вызывая ('ультрафиолетовые, или фотонные) ионосферные бури. Таким образом Солнце отвечает не только за нор- мальный режим физической жизни верхних слоёв земной атмосферы2. Вспышки солнечной активности, т. е. возмущения „нормального" режима фи ичсской жизни. Солнца, обусло- вливают апериодические нарушения нормального течения гелиообусло- вленных геофизических процессов. Это особенно-отчётливо* (но отнюдь не исключительно) видно на примере верхних слоёв земной атмосферы, физическая связь которых с деятель- ностью Солнца наименее завуалиро- вана посторонними влияниями. 10. Перейдём теперь к вопросу о возможном характере первичного земного приемника тропоактивных солнечных радиаций, могущих быть излучёнными активными областями Солцца на некоторых фазах импуль- сов солнечной активности. В согласии со многими исследова- телями, советские гелиогеофизики за такой первичный приемник тропоак- тивных солнечных агентов пробно взяли земную озоносферу. Действи- тельно, озоносф ра, во-первых, распо- ложена геометрически весьма близко 1 Чтобы уйти от Солнца, их скорость дол- жна быть не менее 600 км/сек. 1 Солнечное происхождение источника, от- вечающего за нормальный режим верхних сло- ёв нашей планеты, вытекает нз срлнечно-су- точной и годичной периодичностей, обнару- живаемых различными геоявгениями. к тропосфере и даже граничит с ио- следней, что делает её возможную роль особо тропоэффективной. Во- вторых, как известно, например, по ныне общепринятой фотохимиче- ской теории Чепмэна, именно солнеч- ная ультрафиолетовая радиация обра- зует самую озоносферу. А именно, поглощая коротковолновую часть ультрафиолетового спектра Солнца, двухатомная мюлекула кислорода дис- социирует в одноатомный кислород. Образование озона происходит в ре- зультате воссоединения одноатомного и двухатомного кислорода. Если более коротковолновая часть солнечного ультрафиолета подготовляет образо- вание атмосферного озона разруше- нием устойчивых двухатомных мо- лекул кислорода, то, менёе коротко- волновая часть солнечного ультрафио- лета разрушает значительно менее устойчивую молекулу озона. К сожа- лению, в настоящее время механизм молекулярной фотодиссоциации из- вестен ещё мало. В частности, дале- ко ещё не выяснена ' роль в этом процессе свободных электронов, как образующихся во время фотодиссо- циации, так и солнечных, которые, в меньшем или -большем количестве, могут сопутствовать солнечным уль- трафиолетовым фотонам. Однако, уже теперь ясно, что так как разрушение молекулы озона много легче, чем молекулы кислорода, то, при прочих равных условиях, усиление ультрафи- олетовой радиации Солнца относи- тельно ускорит процесс разрушения озона щ образование одноатомного кислорода. Если же вспышка солнеч- ного ультрафиолета коснётся и/его более коротковолновых частей, тогда, вдобавок к кислородным атомам, по- лучившимся от фотодиссоциации озо- на, образуется одноатомный кислород и в результате фотодиссоциации двух- атомных молекул. В последние годы ставились успеш- ные опыты и с корпускулярной дис- социацией, для чего обстреливали раз- личные газы из электронной пушки. В результате сказанного, мы можем считать, что вспышка солнечной ак- тивности, повидимому, нарушает ди- намическое равновесие озоносферы
14Природа 1943 (выражающееся в установлении под- вижного равновесия между реакциями образования и разрушения атмосфер- ного озона). Таким образом, вспышка солнечного ультрафиолета (а, возмож- но, и корпускулярная вспышка сол- нечного происхождения) должна, ви- димо, увеличить количество одно- атомных молекул кислорода в области слоя атмосферного озона. Но атом- ный кислород является чрезвычайно энергичным окислителем. На высоте же слоя озона налицо много молекул азота, имеющего большое химиче- ское сродство к кислороду. Этими об- стоятельствами и обусловливается об- разование окислов азота в атмосфере, теоретически предсказанных несколь- ко лет тому,назад на основании/выше- приведенных соображений Б. М. Ру- башевым и позже экспериментально обнаруженных Эделем, открывшим теллурические полосы закиси азота в спектре Солнца. Но молекулы азота являются весь- ма гидрофильными и потому могут быть хорошими ядрами конденсации водяного пара. Каков, однако, мог бы быть механизм перевода этих моле- кул с высот озоносферы, где водяно- го пара сравнительно .мало на тропо- сферные высоты, где относительная влажность высока? Надо отметить, что данные последних лет приводят к значительному снижению принима- вшихся до того высот слоя атмосфер- ного озона. Так, по Гетцу, центр озоносферы находится на высоте по- рядка 20 км, ниже которой распола- гается примерно половина всей экви- валентной толщины атмосферного озона. И на тропосферных высотах налицо немалое количество озона. Выше мы приводили уже соображе- ние Пальмена о характере стратоцир- куляции над верхними этажами тропо- циклонов и антициклонов. Данные о содержании озона в барических ано- малиях хорошо согласуются с идея- ми Пальмена. Так, й западных квад- рантах циклонов найдены повышен- ные значения озона, в таких же сек- торах, антициклонов—пониженные ко- личества этого газа. Это обстоятельг зтво подчёркивает, что озон всасы- метея в циклопическую депрессию из вышележащих слоёв нижней атмо- сферы. Очевидно, что за это явление отвечают не специфические особенно- сти самогоозона, а то, что ohq вызы- вается стратоциркуляцией на высоте озоносферы, имеющей место для всех атмосферных газов. Особенно боль- шие скорости вертикального движе- ния вниз (опускания) должны быть, однако, именно у молекул озона, а также и у молекул окислов азота, ввиду их большей тяжести относи- тельно средней воздушной молекулы. В результате всего этого и происхо- дит наблюдаемое насыщение озоном (и предполагаемое нами насыщение окислами азота) верхних этажей тро- посферной депрессии. Но гидрофиль- ность последних будет на высотах тропосферы чрезвычайно важным фи- зическим фактором, ибо здесь она сможет способствовать более лёгко- му разрешению влажнонеустойчивости тропосферных масс (а, как известно, ог- ромный процент последних находится во влажнонеустойчивом состоянии). Таким образом,космический фактор— усиление солнечной активности и до- бавочное облучение земной атмосфе- ры ультрафиолетовой и корпускуляр- ной радиациями Солнца,—поглощён- ный озоносферой и адвективно пере- данный средне-нижней стратосферой на тропосферные высоты, может сыг- рать на последних роль спускового (релейного) механизма. Именно, ре- лейный, или каталитический, харак- тер солнечного фактора состоит в том, что, будучи, сам по себе,’ абсо- лютно немалым, он относительно слаб, по сравнению с внутренней энергией тропосферных процессов \ Поэтому солнечные воздействия лишь способ- ствуют и как бы каталитически уско- ряют имманентное самодвижение тро- попроцессов. Последние лишь пере- стают быть абсолютно независимыми от солнечной деятельности, оставаясь вполне автономными. Но разрешение влажнонеустойчивости приводит к .1 Это отражает в геосфере то, что и в ге- лиосфере изменения солнечной активности энергетически относительно ничтожны пв сравению с её постоянным уровнем, который, в основном, и отражается в нормальном энер- гетическом режимцдгропосферы.
№ 6 Солнце и общая циркуляция тропосферы появлению скрытой теплоты паро- образования, т. е. ведёт к освобо- ждению большого запаса энергии. Вви- ду этого, стимулированное солнечны- ми факторами, разрешение влажно- неустойчивых состояний должно рез- ко усиливать общий баланс свобод- ной энергии тропосферы, т. е. при- водить к ускорению и, может быть, качественному изменению характера общей циркуляции земной атмосферы. Итак, вспышка солнечной актив- ности приводит к изменениям (коли- чественным и качественным) земной атмосферной циркуляции. Но, с точ- ки зрения современных термогидро- динамических представлений о сол- нечной синоптике, импульсогенез сол- нечной активности в активных обла- стях Солнца аналогичен тропоцикло- генезу. Как и последний, импульсогенез является сущностью и формой про- явления общей циркуляции солнечной атмосферы. А именно, солнечный циклогенез (т. е. импульсогенез сол- нечной активности) означает усиле- ние и изменение характера нормаль- ной общей циркуляции Солнца. Вви- ду сказанного только что, мы можем теперь сформулировать проблему Солнце—тропосфера в следующих, наиболее общих и двусторонне- однородных, синоптических терминах. Проблема Солнце—тропосфера есть проблема воздействия изменений цир- куляции солнечной атмосферы на цир- куляцию земную. Так как механизм этих воздействий—фотонный или быс- трых корпускул,то пространственные размеры вакуума, отделяющего оба циркуляционных колеса (Землю и Солн- це) здесь несущественны, ибо во времени изменения в земном циркуля- ционном механизме практически насту- пают тотчас же вслед за изменения- ми в солнечной циркуляции. К сожале- нию, в настоящее время теория общей циркуляции земной атмосферы ещё мало разработана, а солнечной, конеч- но, тем более. Поэтому рациональнее вести наш дальнейший теоретический анализ проблемы Солнце—тропосфера в более разработанных фронтологиче- вких понятиях, что т^м более законно, так как фронтогенез есть сущность и форма общей циркуляции атмосфе- ры (и земной, и солнечной)1. В пере- воде на фронтологический язык, наш анализ показывает, что усиление сол- нечного фронтогенеза усиливает тро- посферный фронтогенез, т. е. обо- стряет имеющиеся уже тропо-фронты, содействуют появлению новых и т. д. Наконец, ещё иначе, можно сказать» что солнечный циклогенез, т. е. поя- вление импульсов солнечной активно- сти в активных областях Солнца, дол- жен способствовать циклогенезу в тропосфере. Но усиление циклони- ческой активности тропосферы выра- жается в появлении циклонических серий. Прохождение же серии цикло- нов завершается тыловым процессом антициклонального типа, восстанавли- вающим нарушенное статико-динами- ческое равновесие. Такие тыловые процессы можно использовать, ввиду этого, как теоретически весьма при- годные индикаторы усилений общей циркуляции земной атмосферы, - ре- зультатов которой они являются. 11. Нам остаётся теперь рассмот- реть вопрос о том, в каких геогра- фических областях нашей планеты следует, в первую очередь, искать следы солнечных влияний. Иначе го- воря, нам следует ответить на во- прос, где солнечный фактор восприни- мается быстрее и легче всего, т. е. где наша земная атмосфера относи- тельно наиболее чувствительна к пред- полагаемым гелиовоздействиям? Ого- воримся, что так как атмосфера га- зовая, то, хотя бы в силу турбулент- ного и диффузного воздухообмена, не приходится, конечно, настаивать на абсолютно узкой локализации возмож- ных солнечных воздействий. Однако только что сказанное отнюдь не ис- ключает, разумеется, возможности несколько различного по чувствитель- ности к ним поведения различных географических зон земной атмосфе- ры. В настоящее время можно наме- 1 Циклогенез есть вторичное, т. е. фропто- логвчески обусловленное явление., Наконец, поготные явления в данном пункте суть уже явления третьего порядка относительно общей циркуляции. На Солнце роль метеоэлементов вграют различные видимые детали, описывае- мые рваличвыми ивдексами солвечней актив- вост.
16 Прирвда 1943 титьдве особо (или наиболее) чувстви- тельных к гелновоздействиям зоны в каждом из земных полушариев: это по- лярная область, во-первых, и тропи- ческая зона, во-вторых. Именно здесь, с нашей точки зрения, в первую оче- редь, и следует искать след косми- ческих солнечных воздействий. Осно- вания для этого ответственного утвер- ждения вкратце следующие. Начнём с тропиков. Основной при- чиной их относительно высокой ге- лиочувствительности является, пови- .димому, то, что, в силу большого подтока солнечной радиации, в тро- пиках имеет место бурное развитие вертикального воздухообмена и, как результат этого,''экваториальная тро- посфера высоко вдаётся здесь в нор- мально-стратосферные высоты. В са- мом деле. Высота тропопаузы в тро- пиках почти вдвое больше высоты тропопаузы в полярных районах'. По мнению Жомотта (1937 г.), нижняя стратосфера (Л-*^ 20 км) состоит из воздуха, бывшего незадолго до этого тропосферным. Высокое поднятие тропосферы в троечках делает здесь вертикальный воздухообмен между гропо- и стратосферой особенно ин- тенсивным. Это обстоятельство уве- личивает и количество ядер' конден- сации, поступающих в единицу време- ни в тропосферу из озоносферы, вы- сота которой в тропиках вряд ли может быть значительно, ббльшей, чем в больших широтах (так как на образование и физическую жизнь озоносферы, находящейся на сравни- тельно больших высотах, йроцессы конвективного характера оказывают гораздо меньшее влияние, ввиду уда- лённости её от подстилающей поверх- ности, являющейся главным прием- ником солнечной радиации). Перей- дём к полярным районам. Их роль, как особо чувствительных к гелио- воздействиям районов нашей Планеты, не менее, если не ещё более велика, чем роль тропиков. С одной стороны, по фотохимическим причинам экви- валентная толщина озоносферы в по- лярных районах наибольшая. С дру- гой стороны, ввиду нахождения вбли- зи географических полюсов геомаг- нитных полюсов, полярные области являются, к^к известно, теми места- ми, где имеет место концентрация корпускулярных гелиовоздействий. Это обстоятельство выражается как в увеличении интенсивности и частоты полярных сияний с увеличе- нием геомагнитной широты, так и в увеличении геомагнитной возмущён- ности при увеличении последней. Кроме того, как любезно указал не- давно автрру настоящей статьи проф. В. Ю. Визе, размеры полярных рай- онов, геометрически не большие по сравнению с тропиками, делают гелио- воздействия в цервых относительно более эффективными. Но можно ещё более сузить районы наибольшей ге- лиочувствительности. Для этого це- лесообразно воспользоваться наибо- лее современной схемой общей цир- куляции атмосферы, принадлежащей Бержерону и Свобода (1932 г.). Со- гласно последней, колёса атмосферной циркуляции имеют вертикальные со- ставляющие, направленные от страто- сферы вниз Kai( раз в областях арктиче- ского фронта и в субтропическом коль- це высокого давления. Именно здесь, стало быть, надо ожидать наиболее мощное поступление стратосферных ядер конденсации в тропосферу. Свя- зывая сказанное только что со ска- занным ра’нее об индикаторных про- цессах, характеризующих в тропо- сферных терминах усиление солнеч- ной циркуляции и стимулированного им усиления земной циркуляции, мы приходим к выводу, что такими инди- каторными процессами, в первую очередь, следует считать арктические и для Европы азорские вторжения из субтропического центра Действия тропосферы. Итак, если совокупность соображе- ний, развитых в этой теоретической статье, более или менее соответству- ет действительности, тогда нам надле- жит ожидать, что только что указан- ные тропосферные индикаторы бу- дут, в большей или меньшей степе- ни, гелиообусловлены. „В большей или меньшей степени* потому, что нам неизвестна относительная роль солнечных воздействий в процессах стимулирования интенсивности общей циркуляции земной атмосферы. Лищь
№ б Скрытое фотографическое изображение 17 эмпирический аиализ, и только он, может показать, гелиообусловлены ли, действительности, вышеуказан- ные тропосферные индикаторы, и, если они гелиообусловлены, то в какой степени. Такой эмпирический анализ и был проделан в 1938—1943гг. в Глав- ной астрономической обсерватории СССР Б. М. Рубашевым и автором настоящей статьи. Его результатам и их теоретической интерпретации бу- дет посвящена следующая статья в одном из ближайших номеров хсур- нала „Природа*. СКРЫТОЕ ФОТОГРАФИЧЕСКОЕ ИЗОБРАЖЕНИЕ П. В. МЕЙКЛЯР 1 Известно, что если подействовать на фотографический слой светом, то изменение, происшедшее в слое в ре- зультате этого действия нельзя об- наружить никакими прямыми мето- дами. .Только подвергнув такой слой действию проявителя, можно заметить выделение серебра в тех местах слоя, на которые подейство- вал свет. По этой причине изобра- жение, получающееся на фотографи- ческом слое в результате действия света до проявления, называют скры- тым, или латентным,1 фотографиче- ским изображением. Вопрос о том, что представляет собой скрытое фотографическое изо- бражение и каков механизм его об- разования, интересовал фотографов с момента изобретения фотографии. Здесь мы не будем касаться истории развития теории скрытого изображе- ния, тем более, что старые теории не могли объяснить многих экспери- менталыЛлх фактов. Интересующих- ся отсылаем к соответствующей ли- тературе р]. В самое последнее время были развиты взгляды на природу скрыто- го изображения и механизм его об- разования, исходящие из современ- ных представлений о природе твёр- дого тела. Экспериментальные иссле- дования, на основании которых были развиты эти взгляды, шли в двух направлениях: 1) исследование фотоэффекта и некоторых других явлений в щёлочно- галоидных и серебряно-галоидных кристаллах; 2) исследование изменения плотно- сти почернения фотографического слоя после проявления под влиянием изменения условий освещения фото- графического слоя. Результаты первого направления исследования были исчерпывающе освещены в литературе[2]. Дать обзор результатов второго экспериментального направления и сравнить эти результаты с построен- ной для их объяснения теорией и является целью настоящей статьи. 2 Фотографическая эмульсия предста- вляет собой суспензию весьма малых Фиг. I. Микрофотография фотографической эмульсии. кристалликов галоидного серебра (обычно бромистое серебро с не- сколькими процентами йодистого се- ребра) в желатине. Микрофотография зёрен эмульсии представлена на фиг.1. В обычной многослойной эмульсии приходится около 10’ зерен на 1 см2 поверхности при средних размерах зерна в 0,1 • 10—• см2 для малочув- ствительных и 1 10—* см2 для высо- кочувствительных эмульсий. 2—Природа, Г* 6
18 Природа 1943 Кристаллы бромистого сере'бра представляют собой ионную решётку с положительными ионами серебра и отрицательными ионами брома - (фиг. 2). В результате ряда работ *9+ - /?+ - ' + Аг — + Sr- + - < -ь — + - +• \ - + - + - Фиг. 2. Кристаллическая решётка бромистого серебра. сейчас можно считать установленным, что в этих кристаллах образуются мелкие частицы серебра, дисперги- рованные в решётке галоидного се- ребра. О том, что это действительно так, говорят следующие эксперименты: 1. Гилып и Поль[3] и одновременно Савостьянова[4] наблюдали появление новой полосы поглощения у кристал- лов галоидного серебра, подвергну- тых действию света. Савостьянова, рассчитав по формулам оптики мут- ных сред Рэлея—Ми поглощение си- стемы Ag — AgBr и сравнив его с экспериментально наблюдаемыми кри- выми поглощения, показала, что в результате действия света в кристал- ле выделяются коллоидные частицы серебра. 2. Известно, что при содержании в соли свободного металла происхо- дит изменение диэлектрической посто- янной соли, причём диэлектрическая постоянная примеси, присутствую- щей в соли, может быть найдена экспериментально при условии воз- можности определения количества примеси. Исследование по изменению диэлектрической постоянной кристал- ла хлористого серебра произвели Файк и Шаум[5], причём количество примеси определялось титрованием. Исследователи получили для диэлек- трической постоянной примеси вели- чину порядка 1000, что соответ- ствует металлу (серебро). 3. Кох и Фоглерр] произвели рент- генографическое исследованйе как кристаллов бромистого серебра без желатины, так и эмульсии до и пос- ле освещения. Исследование произво- дилось по методу Дебая и Шерера. В рентгенограммах кристаллов после освещения появлялись кольца, соот- ветствующие решётке свободного се- ребра. В рентгенограммах эмульсии, отфиксированных после экспозиции, были видны кольца, также характер- ные для серебра. 4. Кох и Крайз[7] предприняли ис- следование по изменению веса крис- талла бромистого серебра, подверга- вшегося освещению. В самом деле, если считать, что в результате дей- ствия света на кристалл выделяется серебро, то освободившийся бром должен уходить из кристалла. Кох и Крайз подвесили кристалл бромисто- го серебра, средним диаметром 0,4—2,5-10-4 см, между горизонталь- ными пластинами конденсатора и по методу Милликэна им удалось обна- ружить постепенное уменьшение веса кристалла при его освещении. 3 Если на вопрос о природе центров скрытого изображения был дан более или менее определённый ответ на ос- нове экспериментов, главные из ко- торых перечислены в предыдущем па- раграфе, то на вопрос о механизме образования центров такого ответа дать пока невозможно. Работами Свед- берга [8] и др. [*]было показано, что об- разование скрытого изображения свя-. зано с определёнными чувствительны- .ми центрами, существующими в зер- не до экспозиции. Работами Шеппар- да, Тривелли и Ловеланда [10] и, неза- висимо от них, К. Фаянса была созда- на теория образования скрытого изоб- ражения, считающая, что в резуль- тате действия света электрон перехо- дит от иона брома к иону серебра с образованием атомов серебра и бро- ма. В дальнейшем идёт коагуляция этих атомов серебра в более крупные частицы около центров чувствитель- ности, имеющихся в зёрнах до их ос- вещения. Роль таких центров чувстви тельности играют образования серни- стого серебра, появляющиеся в зёрнах в результате взаимодействия желати- ны с бромистым серебром зёрен в процессе приготовления эмульсии.
№ 6 Скрытое-фотографическое изображение 19 Интересные исследования по кине- тике образования серебряных центров в кристалле бромистого серебра про- извели в самое последнее время Фри- зер [п] микрофотографическим и Ар- денн*[12] ^электронографическим мето- дами.\Йз микрофотографии (фиг. 3) а Фризера видно, что образование скры- того изображения идёт преимущест- венно по линиям роста кристаллов и нарушениям поверхности. Электроно- граммы Арденна (фиг. 4) показывают, что серебряные центры в процессе своего образования могут расти и вне тела кристалла. Однако эти работы Фризера и Ар- денна не указывают непосредственно на процессы, имеющие место при об- разовании Скрытого изображения.В са- мом деле, здесь для получения наблю- даемых серебряных центров приходи- лось подвергать кристаллы гораздо более интенсивному освещению, чем для получения скрытого фотографи- ческого изображения на фотографи- ческих слоях. 4 Мощное развитие атомной физики и, в особенности, атомной физики твёр- дого тела дало возможность постро- ить теорию образования скрытого изо- бражения, покоящуюся на современ- ных представлениях о природе твёр- дого тела. Теория Герни и Мотта р*) ,! базируется на экспериментах, прове- денных на кристаллах галоидного се- «ребра, свободных от желатины./В ” 1932 г. Гехт [1в] и в 1935 г. Лефельд [15] показали, что при создании разности потенциалов между краями кристалла хлористого серебра в нём при осве- Фиг. 3. Микрофотография зерна эмульсии. Рост центров скрытого изображения при освещении, а — малое нарушение поверхности зерна; б—сильно нару- шенная поверхность зерна. щении возникает ток. Этот ток почти не уменьшаемся по величине при по- нижении температуры до температу- ры жидкого воздуха (—186°С). С другой стороны, Френкель [*•] в 1926 г. высказал предположение о том, что в ионной решётке кристалла типа галоидного серебра ионы в результа- те теплового движения могут срывать- ся со своих мест и передвигаться по межрешёточным положениям, как это иллюстрирует фиг. 5. Работами Вагнера и Бейера [17] эта мысль была экспериментально под- тверждена, причём оказалось, что в кристаллах галоидного серебра роль переносчиков электричества берут на себя положительные ионы серебра, имеющие малый ионный объем, а ио- ны брома в процессе не участвуют. Базируясь на этих основных фак- тах, а также на предположении Шеп- парда о роли включений сернистиг» 2*
20 Природа 1943 серебра, как чувствительных центров, Герии и Мотт создали свою теорию образования скрытого фотографиче- ского изображения. Схема её следую- щая. Фиг. 4. Электроне грамма переосвещённых зё- рен бромисто-серебряной эмульсии. Свет, попадая на кристалл гало- идного серебра, отрывает электрон от иона галоида и сообщает ему дви- жение по кристаллу (на основании опытов Гехта и Лефельда). Двигаясь по кристаллу, электрон встречает включения Ag2S и Ag и к ним прили- пает, ибо предполагается, что в этих включениях электрон обладает мень- шей энергией, чем двигаясь по}крис- - 4. _ 'у * + ; 4- - + - + - + — + Фиг. 5. Кристаллическая решётка бромистого се- ребра. Один из ионов серебра покинул нормаль- ное положение. таллу1. Так образуются отрицательно заряженные центры, привлекающие к себе положительные ионы серебра, блуждающие по кристаллу. Происхо- дит постепенное нарастание включе- 1 Это является слабым местом теории, ибо само это предположение никак пока экспери- ментально не подтиерждано. ний AgaS и Ag с образованием более или менее крупных центров скрытого изображения, дающих после проявле- ния видимое изображение. Создав та- кую теорию, Герни и Мотт попыта- лись ее применить к некоторым явлениям, известным фотогра- фам уже давно. С другой сторо- ны, был поставлен ряд экспери. ментов для проверки этой тео- рии. 5 С понижением температуры чувствительность фотографиче- ской эмульсии резко падает. Ес- ли определить чувствительность эмульсии как величину, обрат- ную экспозиции, необходимой для получения плотности почер- нения 0,1 над вуалью, и принять чувствительность эмульсии при комнатной температуре за 100°/0, то, как показали Берг и Мендель- сон^8], при температуре жидкого воздуха (—186°С) она составля- ет 7%, а при температуре жид- кого водорода (—253°С) только 4%. Этот факт был объяснён с точки зрения только что набросанной тео- рии так, что при низких температурах имеет место только процесс движения электронов по кристаллу и и^ прили- пания к центрам чувствительности. Процесса же движения ионов серебра по кристаллу при низкой температу- ре не происходит, ибо тепловое дви- жение ионов тогда почти отсутству- ет. Движение же ионов к центрам чув- ствительности, ведущее к образованию центров скрытого изображения, про- исходит лишь при нагревании эмуль- сии перед проявлением. Таким обра- зом, при низкой температуре электро- ны, движущиеся к центрам чувстви- тельности, не нейтрализуются ионами серебра и, следовательно, эти центры, отрицательно- зарядившись первыми порциями электронов, прилипшими к ним будут отталкивать следующие порции электронов, подходящие к центрам; центры скрытого изобра- жения получаются меньшими, чем при нормальной температуре, а соот- ветственно меньшей оказывается и чувствительность, так как меньшее
Скрытое фотографическое изображение 21 число кристаллов галоидного сереб- ра становится спообным к проявле- нию. 6 Уже давно известно явление Шварц- шильда [1в], заключающееся в том, что, действуя на фотографический слой одним и тем же количеством световой энергии, но различной интенсивности, мы получаем различные плотности по- чернения проявленного слоя. Это зна- чит, что не всё равно, экспонировать ли фотографический слой долго сла- бым светом или коротко сильным, даже если общее количество световой энергии, упавшей на слой, будет'одно и то же. Уэбб и Иване [20] показали, что при понижении температуры явление Шварцшильда, видоизменяясь, при температуре около —100°С исчезает вовсе. Объяснение этого явления Герни и Мотт [13] нашли в различии процессов, разыгрывающихся в фотографическом слое при падении на него света малой и большой интенсивности. Понятно, что при падении света большой ин- тенсивности в кристалле галоидного серебра образуется ббльСпая концен- трация электронов, вырванных светом со своих нормальных положений и двигающихся по кристаллу. Это при- водит к тому, что во время их при- липания к центрам чувствительности не успевает происходить нейтрализа- ция электронов ионами серебра и, вследствие этого, часть электронов отталкивается от центра и теряется для скрытого изображения(рекомбини- рует с атомами брома и застревает в неоднородностях кристалла). Так полу- чается ослабленный рост центров скрытого изображения, а следователь- но, и меньшая плотность почернения проявленного фотографического слоя. При низкой же температуре нейтра- лизация электронов ионами серебра вообще не имеет места, и потому раз- ница в концентрации электронов, дви- жущихся по кристаллу, не сказы- вается, и самое явление Шварцшильда отсутствует. С другой стороны, в случае паде- ния на кристалл света очень малой интенсивности, как показывают Герни 'и Мотт, должна создаться некоторая минимальная концентрация электронов для того, чтобы центр мог расти. Это не всегда выполняется, если интенсив- ность падающего света очень мала, а, следовательно, при такой интенсивно- сти часть центров не образуется. Здесь явление Шварцшильда также должно отсутствовать при низкой температу- ре, что согласуется с экспериментом. Дальнейшие работы Уэбба и Иваи- са [а1] показали, что явление Шварц- шильда связано с тем, что центры скрытого изображения, состоящие из малого количества атомов серебра имеют вероятность распада под дей ствием теплового движения. Уэбб и Иване экспонировали эмуль- сию светом большой и малой интенсив- ности. Часть экспозиции производи- лась при свете большой интенсивно- сти, а часть при малой (соотношение интенсивностей составляло 1000:1). Ме- нялся порядок освещения эмульсии частями малой и большой интенсив- ности, причём общее количество све- товой энергии, упавшей на слой, оста- валось постоянным. Оказалось, что если экспониро- вать эмульсию сначала при свете большой интенсивности, а затем — малой, то плотность почернения полу- чится большей, чем если порядок экспозиции изменить на обратный. Кроме того, разница между плотно- стями почернения слоя, получаемая при том и другом порядке, зависит от соотношения экспозиций светом ма- лой и большой интенсивности. Все эти результаты Уэбб и Иване толкуют как следствие неустойчиво- сти небольших центров скрытого изо- бражения, образованных светом ма- лой интенсивности, и распада их под действием теплового движения. При действии же сначала светом большой интенсивности, а затем уже малой, сразу образуются крупные центры, трудно поддающиеся тепловому рас- сасыванию, и в результате дальней- шего освещения светом малой интен- сивности происходит рост уже ранее образованных центров. Поэтому в этом случае плотность почернения получается бдльшей,
22 Природа 1943 7 Гершель [2S] в 1839 г. заметил, что если фотографический слой, предва- рительно освещённый белым светом, подвергнуть действию красного све- та, то происходит ослабление изоб- ражения, получаемого после проявле- ния. Механизм этого явления, назы- ваемого обычно явлением Гершеля, до сих пор представляется неясным, и та картина, которую набросали Гер- ни и Мотт [ls] для его объяснения, не может считаться удовлетворитель- ной. По этой схеме красный свет, падая на уже имеющиеся в кристаллах га- лоидного серебра фотографической эмульсии центры скрытого изобра- жения, вырывает из них электроны сообщает последним энергию, дос- аточную для движения по кристаллу. Фаг. 6. Эффект Гершеля при различных тем- пературах. о.' 1—освещение белым светом при 20’С; 2 — освещение красным светом при 20’С. b: 1—экспозиция белым светом при 20‘С; 2 — экспозиция красным светом при—186*С. е:1 — освещение белым светом при—186°С; 2 — освещение красным светом при 20’С. .Л 1 — освещение белым светом при — 186’С; 2 — освещение красным светом при—186*С. (Верхняя часть при промежуточном нагре- вании, нижляя часть без промежуточного нагревания). Электроны, удаляясь от центров, при- тягивают к себе положительные ионы серебра, которые в результате этого также покидают центр скрытого изоб- ражения. Так будто бы происходит распад центров под действием крас- ного света. При этом новые центры не образуются, так как энергии, ко- торую несет красный свет, недоста- точно для отрывания электрона от места его основного положения, т. е. от иона брома решётки кристалла. Уэбб и Иване [аз] вариировали тем- пературные условия образования скрытого изображения в фотографи- ческом слое и последующего освеще- ния слоя красным светом. Фиг. 6 представляет сводный результат их исследования. Так, если освещать фотографиче- ский слой белым светом при ком- натной’^ температуре, то последую- щее освещение красным светом при комнатной же температуре производит ослабление изобра- жения, в то время, как освещение красным светом при тем- пературе жидкого воз- духа ослабления изобра- жения не производит. С другой стороны, если ос- ветить фотографический слой белым светом при тем- пературе жидкого воздуха, то последующее освещение красным светом при ком- натной температуре произ- водит ослабление изобра- жения. Если же такой фото- графический слой, освещён- ный белым светом при тем- пературе жидкого воздуха, подвергнуть освещению красным светом при той же температуре, то ослабление изображения при промежу- точном Нагревании не бу- дет иметь места, но оно произойдёт при отсутствии промежуточного нагрева- ния. Весь этот эксперимен- тальный материал Уэбб и Иване толкуют с точки зре- ния схемы Герни и Мотта, считая, что при низкой тем- пературе, при падении крас- ного света процесс ограничивается одним выбрасыванием электронов без последующего движения ионов, вследствие чего не происходит и рас- пад центров скрытого изображения.
Xs 6 Скрытое фотографическое изображение 23 8 Теория Герни и Мотта принимает, что с увеличением количества'серебра, выделяющегося в результате фото- химического акта, увеличивается и количество проявленного серебра. Некоторые экспериментальные фак- ты не укладываются в эту схему. Так, с этой точки зрения, остаются непо- нятными явление соляризации и от- сутствие этого явления при низкой температуре. Соляризация заключается в том, что, начиная с некоторых величин экспозиций, плотность почернения слоя начинает с увеличением экспо- зиций не увеличиваться, как обычно, а уменьшаться. Ясно, что количество серебра, выделяющееся в кристаллах галоидного серебра под действием света, не может уменьшаться при увеличении количества падающей на кристаллы световой энергии. Это подтверждают и опыты Крефельда и Юрриенса [24],. показавших, что' при освещении фотографического слоя количествами света, соответствующи- ми соляризации, поглощение слоя растёт пропорционально увеличению экспозиции. 1 Приходится сделать вывод,' что серебро, выделившееся в слое при экспозиции, соответствующей соляри- зации, получается менее активным в смысле проявления. Для объяснения соляризации было предположено [25], что при очень больших экспозициях зерно покрывается оболочкой бро- мистого серебра, защищающей зёрна от действия проявителя. Однако, это не объясняет соляризации при физическом проявлении после фик- сирования. Указание на то, что од- но и то же количество серебра может давать различные плотности почернения после проявления, содер- жится также в работе- Аренса [2в], который, приготовляя из одного и того же количества серебра различ- ной величины частицы, получал раз- личное количество проявленного се- ребра. Величина частиц скрытого изобра- жения связана также с явлением Шварцшильда (§ 6). На, это указыва- ют опыты Мейкляра [”], показавшего, что при различных освещённостях'на кристалле галоидного серебра в пос- леднем образуются частицы ^серебра разной величины. На то, что величина образующихся при фотохимическом акте частиц се- ребра влияет на количество проявлен- ного серебра, указывают и работы Мейдингера [2в]. Мейдингер обнару- жил, что для некоторых (крупнозер- нистых) эмульсий при понижении температуры чувствительность спер- ва падает, а затем, начиная с темпе- ратуры около—90°С, несколько по- вышается вплоть до температуры — 150°С, когда опять падает. При температуре же—150°С фотографиче- ский слой начинает флуоресцировать. Мейдингер объясняет этот немоно- тонный ход зависимости чувствитель- ности эмульсии от температуры тем, что начиная от—90°С и ниже процесс коагуляции образующихся. атомов серебра сильно замедляется, что ве- дёт к образованию более мелких цен- тров скрытого изображения, которые после проявления дают большую плотность [Аренс25]. Недавние исследования Берга с сотрудниками [29] показали, что про- цессы образования скрытого изобра- жения внутри зерна фотографиче- ского слоя отличаются от этих же процессов, происходящих на поверх- ности зерна. Закономерности же на- блюдаемые у фотографического слоя определяются процессами, происходя- щими на поверхности зёрен.С другой стороны, теория Герни и Мотта бы- ла создана для описания механизма образования скрытого изображения внутри зерна без учёта его поверх- ностных свойств. Оказалось, что эффект Шварцшильда при больших интенсивностях, падающего на слой света оказывается в противополож- ных направлениях для скрытых изоб- ражений, образующихся на поверх- ности зерна и внутри его. Умень- шение чувствительности слоя при' понижении температуры также про- исходит за счёт меньшего количе- ства скрытого изображения, образую- щегося на поверхности зёрен без заметного уменьшения при этом скры- того изображения, образующегося
24 Природа внутри зёрен. Таким образом, следует признать, что если на определённом этапе тео- рия Герни и Мотта являлась доволь- но удовлетворительной рабочей ги- потезой, вызвавшей ряд интересных экспериментов, то уже теперь чув- ствуется её несовершенство. К сожа- лению, многие вопросы скрытого изображения упираются в теорию проявления, которая сама по себе недостаточно развита. Литература 111. Carey Lea. Ann. J. Science (3), 33, 349, 1887; R. A b e g g. Archiv. Wiss. Phot., 1,109,1889 Liip p o-C r a m e r. Kolloid. Chemie und Photogra- phic Steinkopff, Dresden, 1-е изд.,1908; Ostwald. Lehrbuch allg. Chem., 11, 1, 1078, 1893. [2] Ca- востьянова. Успехи физ. наук, 22, 1, 1078 1939 [3] Н i 1 s с h u Р о h 1. Ztschr. Phys. 64,606, 1930 [4] Савостьянова. Успехи физ. наук, 11, 451, 1931. [5] Eeick u. Schaum. Ztschr, Wiss. Photogr., 23, 389, 1924-25. [6] Koch u., V ogler. Ann., Phys.,77,495, 1925. [7] Ktch u. Kreis Ztschr, Phys., 32, 384 1925 [8] T. Svedberg. Phot. J., 62,186,1922 [9] F. С. T о у. Phil. Mag., 45, 715, 1923; Clark a. T о y. Phil. Mag., 44, 352,1922 (10] Sheppard, Tri- velli a. L о v e 1 a n d. J. Frankl. Inst, 200, 51, 1925. (11] F r i e s e r. Ztschr. Wiss. Photogr., 39, 67, 1940. [12] A r d e n n e. Ztschr. angew. Rhotogr., 11. 14, 1940 [13] G ur ney a. Mott. Proc. Roy. Soc. A, 164,151, 1938. [14] Hecht. Ztschr. Phys., 77, 235, 1932. [15] L e h f e 1 d. Nachr. Ges. Wiss Gottingen, Math. Phys. KI. 1, 171, 1935. [16] F re n kel. Ztschr. Phys., 35, 652, 1926. [17] Wagner u. Beyer . Ztschr. Phys. Chemie, 32,113,1936. [18] Berg a. Men- del s s о h n. Proc. Roy. Soc. A, 168, 168, 1938. [19] K. Schwarzschild. Astrophys. J., 11, 89, 1900. [20] W e b b a. E v a n s. J. Opt. Soc. Amt, 28, 249, 1938. [21] Webb a. Evans. J. Opt. Soc. Am.. 28,431,1938. [22] Herschel. Athenaeum, № 621,1839. [23] Cm. (21). [24] V a n Kreveld etJurriens. Physica,4,285,1937. [25] Webb and Evans. J. Opt. Soc. Am. 30, 445., 1930. [26] Arens. VerSffentlichungen AGFA.Bd. Ill, 1933. [27] Мейкляр ДАН, 31 226, 1941 [28] M e i d i n]g e r Physik. Ztschr., 41, 277, 1940. [39] Berg a. oth, J. Opt. Soc. . Am., 31, 385, 1941.
ГЕОХИМИЯ БОРА И ФТОРА Н. В. ТАГЕЕВА 1. Кларки бора. В настоящее вре- мя имеется уже достаточный матери- ал, выясняющий, с какими процессами связано накопление бора и фтора в поверхностной части земной коры. Материал этот ещё, однако, не сведён в общую картину, и нет отчётливого представления, к какой генетической группе относится больщинство место- рождений этих двух элементов. В гео- химии бора при разрешении таких, например, вопросов, как происхожде- ние бора в водах нефтяных место- рождений и грязевых вулканов1 или об источнике бора Индерского место- рождения очень важно предваритель- но уточнить наше общее представле- ние о путях накопления этого эле- мента. То же касается и фтора. Ниже приведен материал, освещающий этот вопрос насколько возможно полно по бору; по фтору материала гораздо меньше, чем по бору, но оба эти эле- мента геохимически связаны и во многом дополняют друр друга. Прежде всего рассмотрим бегло среднее содержание бора в различных Таблица 1. Кларки бора в земной коре. Глубинные основные по- роды9 1-10—* Базальты ... • . . . 1-10-* Гранодиориты 3-10-* Пегматитовые граниты . ЫО—1-10—i Глинистые морские от- ложения' 1-10—3—1,5.10-’ Растения морские3 . . . ЬЮ-1,5-10-1 Растения наземные . . . 1-10-3—1,5-10-1 Животные морские . . IXl^-l-lO-’ 1 Этот вопрос имеет отношение к вопросу о генезисе нефти. 2 Кларки бора для горных пород даны по Гольдшмидту и Ферсману I1.2. 3], в живом веществе по Гольдшмидту [*]. 2 Содержание бора на золу, в (% ОТ минер.) В (% вт раств.) Морская вода 1,2-10-’ 4-10—4 Воды поверхн. проис- хождения, рассольные . 2-10-’ 8-10—< Воды, связан.^ вулканиз- МОМ 1,5 1-10-’ Воды грязевых вулканов 9-10-1 2-10-3 , нефтяные, щелочные 8-10-1 2-10—3 , . хлоркаль- циевые 4-10—’ 4-10-’ оболочках земной коры, которое дано в таблице 1 в весовых кларках, а для природных растворов в % от мине- рализации и в°/о от раствора. В горных породах наибольшее на- копление бора имеет место в пегма- титовых жилах, т. е. при последнем этапе дифференциации магмы [*], где его в десятки и сотни раз больше, чем в осадочных и, особенно, в ос- новных изверженных породах. Для природных вод кларки бора (содер- жание бора (В) на 100 г минеральной части раствора) выведены на основа- нии материала, который рассматри- вается ниже. Этот материал на сегод- няшний день почти исчерпывающий; приведенные средние цифры уточнят- ся вместе с дальнейшей работой Ч Оказывается, что в природных во- дах наибольшее содержание бора (от- носительно общей минерализации раствора) в минеральных источниках, связанных с вулканизмом, в водах грязевых вулканов и в щелочных нефтяных водах. Наименьшее коли- чество его в морской воде и в водах источников поверхностного происхо- ждения. Кларки бора для воды озёр не приведены, потому что озёра не со- ставляют основную геохимическую i Кларк бора для морской воды точно установлен [5>
26 • Природа 1943 группу природных вод, а в большин- стве случаев могут быть отнесены к одной из приведенных в таблице ге- нетических групп. По бору в пресных- водах ещё слишком мало данных. В биосфере, по данным Гольдшмидта, содержание бора в некоторых рас- тениях очень велико, однако, нет ука- заний, являются ли они редкими ви- дами или это широко распространён- ное явление f1-1 2] \ 2. Типы месторождений бора. Среднее распределение бора в раз- личных природных объектах, которое рассмотрено выше, предопределяет геохимические типы концентрации бо-, ра в коре, т. е. его месторождения. Классификация борных месторожде- ний может быть произведена в на- стоящее время, благодаря работам, главным образом, советских и амери- канских учёных. Главным типом месторождений бора является магматический или вулкани- ческий тип. Среди месторождений бора этого типа наблюдается большое разнообразие отдельных подтипов, однако, геологические условия и хи- мический характер месторождений не оставляют сомнения в их магмати- ческом, в основном, происхождении. Это борные месторождения Среди- земноморской и Кордильерской бор- ных областей, генетически связанные с геосинклиналями тех же названий, с кайнозойскими отложениями и альпий- ским орогеном и вулканизмом, что ясно видно на схеме (фиг. 1), где нанесены вулканы, границы геосин- клиналей, а также борные области, борные месторождения и борные ис- точники 2. Большинство из них распо- ложено в пределах молодых геосин-, клинальных зон. В магматическом типе месторожде- ний бора могут быть выделены сле- дующие группы месторождений: ме« 1 При рассмотрении месторождений бора мы не находим месторождений растительного происхождения. 2 К числу обычных геологических призна- ков, указывающих на связь борных месторо- ждений с вулканизмом, принадлежат: близкое соседство с вулканами, термальными источни- иамн, а также молодыми вулканическими по- эмами, лавами, исплами, туффз^и и т. ц. сторождения газовых и паровых струй, месторождения водяных струй (сюда относятся не только минеральные ис- точники, но и борные озёра), место- рождения гидрохимических осадков бора. Рассмотрим более подробно эти группы месторождений бора. 1. В присутствии водяного пара бор- ный ангидрит образует' орто-борную кислоту, которая поступает под боль- шим давлением от магматического очага по трещинам пород на поверх- ность земли при температуре 100— 190°; бор находится здесь в ассоциа- ции с фтором, аммонием и серной кислотой. Примером промышленного месторождения этого типа являются соффиони Тосканы в Италии, в воде лагун которых (сгущённые пары) со- держится до 1 г/л бора, что состав- ляет 10,5°/о В от минерализации раство- ра; последняя величина является мак- симальной для природных борных ра- створов из известных [e.a.ioj, 2. При более низких температурах бор в ионном состоянии или в некото- рых случаях, может быть, в виде не- диссоциированных молекул входит в природные растворы, имеющие связь с вулканическими очагами. Эти рас- творы в случаях непосредственной свя- зи с вулканическим очагом наиболее высокотемпературны (до 95°) и „све- жи", они содержат свободные силь- ные кислоты—серную, соляную, а так- же борную и насыщены углекислотой, как, например, некоторые гейзеры Иел'- лоустонского парка [п], некоторые горячие ключи Камчатки [12j, отчасти и соффиони Тосканы. При более низ- кой температуре растворы, связанные с вулканизмом, насыщаются, главным образом, углекислотой вулканиче- ского очага, причём раствор часто имеет щелочной характер, благода- ря преобладанию карбонатов (в не- которых же Случаях первенствуют галоидные соли или сульфаты). В этих вцдах, наряду с углекислотой, по- видимому, вулканогенными являют- ся бор, фтор и некоторые другие компоненты. Примером наиболее бо- гатых бором источников этого типа служит источник Sulphur Banck в Калиформиц (Кордильерская боржад
Геохимия бора и фтора 27 область), имеющий 0,4 г/л В, что со- нерализации и температуру 37*С. ставляет 7,8% от минерализации рас- Промышленного значения ати источ- твора и температуру 80а С и источник ники не имеют. К этой же группе Исти-су в Турции (Средиземномор- : относятся борные озёра; некоторые ская борная область), имеющий из них являются главными промыш- 0,7 г/л В, что составляет 5% от ми- ленными месторождениями бора при
28 Природа 1943 комплексной добыче его с другими солями. Борные озёра, в основном, питаются вулканическими и поствул- каническими водами, о чём свидетель- ствует вся геологическая обстановка; кроме того, они питаются континен- тальными водами в условиях сухого климата, что создаёт в них высокую минерализацию и выпадение солей. Обычно эти озера относятся к типу соляно-щелочных, ’но в некоторых случаях также и к жёстким водам (оз. Чокракна Керченском полуостро- ве, озерко Кеймир на Чикишляре в Туркмении) [1ЭД4] Таким образом, повидимому, жёсткость не является препятствие^ для накопления бора. Богатые борные месторождения пред- ставляют борные' озёра обеих Америк (в Калифорнии, Неваде, Орегоне, Ар- гентине, Перу), расположенные в Кор- дильерской борной области наряду с наибольшими в мире^здесь скопления- ми боратов, а также озера Тибета и Индии (Средиземноморская борная область). Наиболее богаты бором: озерко Кеймир в Туркмении (Зг/л В), имеющее грязево-вулканическое про- исхождение, озеро Searles (3 г/л В), Борное озеро (1% В от минерализа- ции), Содовое озеро в Калифорнии и Parinacoches в Перу (4°/« В от мине- рализации) [’]. 3. Из вулканических и поствулкани- ческих вод на различных глубинах и на поверхности при различной темпе- ратуре и давлении выпадают осадки борных минералов. Здесь-могут быть выделены следующие месторождения гидро-химических осадков бора: а) гидро-термальные жильные выделе- ния датолита в районе Кавказских Ми- неральных вод; следует упомянуть также о датолите Карадага в Крыму; в обоих случаях датолит имеет непо- средственную связь с интрузиями и вулканами (Средиземноморская бор- ная область) [1в’п]. б) Отложения боратов (буры, кернита, улексита, ко- леманита и др.) из озёр и источников в некоторых вулканических местно- стях в условиях жаркого климата. Пер- вичным минералом здесь является бу- ра, находящаяся в соляной корке, по- крывающей в летнее время озёра и в выцвета? солей в бврных областях и районах (Калифорния, Невада, Оре- гон, Перу, Аргентина, Индия, Тибет). В случае окончательного усыхания озёр бура переходит в менее раство- римые вторичные бораты при взаимо- действии с жёсткими грунтовыми во- дами. Таковы соляные корки пустынь, так наз.яр1ауз“ Калифорнии и Невады и „solares* Южной Америки, где в ниж- ней части пластовых скоплений солей находятся вторичные бораты ще- лочных земель, а в верхней час- ти—бура реле,zoj таково Же, в основ- ном, месторождение пандермита в Малой Азии [2122] (Средиземномор- ская борная область), борные бугры Тибета и Индии [18-22.2*] и месторожде- ния кернита и кальциевых боратов Ка- лифорнии, представляющие главное борное сырьё на международном рын- ке. Таким образом, большинство про- мышленных месторождений бора име- ет вторичное осадочное континенталь- ное происхождение, источником же бора является магматический процесс, т. е. бор из поверхностной части маг- матической зоны переходит в область седиментационных явлений, служа примером промежуточного образова- ния, в основном, принадлежащего маг- матическому источнику. В щелочных водах нефтяных место- рождений и грязевых вулканов (неф- тяные месторождения кайнозойской группы) кларк бора приближается к таковому вулканогенных источников, причём содержание бора в этих водах близко к понятию о борных месторо- ждениях.Как известно из грязевых вод Керченского полуострова в свое вре- мя промышленно добывалась бура, причём эти воды дают тот же ком- плекс борных минералов и форму их залегания, что и некоторые залежи боратов Калифорнии [25]. Укажу здесь кратко, что в нашем представлении щелочные воды нефтя- ных месторождений и грязевых вулка- нов составляют одну генетическую группу, в основном тождественную с щелочными водами, связанными с вул- канизмом, но находящуюся в более сложном геологическом комплексе, где сочетаются явления вулканоген- ных вод и нефтеобразования. При та- ком взгляде богатыйбором воды неф-
№ 6 Геохимия бора и фтора 29 тяных месторождений, грязевых вул- канов и сопутствующие им отложения боратов Крымско-Кавказской про- винции займут свое место в почти не- прерывной цепи вулканогенных бор- ных месторождений Средиземномор- ской борной области (см. схему). генные борные области; это 1) Иидер- ское месторождение боратов в Запад- ном Казахстане и 2) месторождение борацита в Стассфурте в Германии. Те особые природные условия, в ко- торых происходило накопление и вы- падение боратов из морской воды в Таблица 2. Типы борных месторождений'и их географическое распределение Генетический тип месторождений Вулканогенный Пегнитогенный Еорнре области Средиземноморская Кордильерская Пермская Борные превинции и преобладающие минеральные Аппенинская Борная кислота, борные растворы Малоазиатская Пандермит Североамериканская (Калифорния, Невада, Орегон) Кернит, бура, боро- натрокальцит, колеманит, борные растворы Урало-Эмбенская (Индербкое месторо- ждение) Ашарит, гидро-бора- цит, боронатрокальцит Стассфуртская Борацит иди Крымско-Кавказская Датолит, в районе Кав. мин. вод. Бура и боронатро- кальцит на Керчен- ском и Таманском полуо стровах, борные растворы Южноамериканская (Чили, Перу, Боливия, Аргентина) Бура, боронатрокальцит борные|растворы Тибетско-Индийская Бура, борные рас- творы Вторым основным типом борных месторождений является осадочный морской тип. Из таблицы кларков бо- ра видно, что среднее содержание его в осадочных породах гораздо больше, чем в основных изверженных породах и соответствует его концентрации в морской воде (по отношению к соле- вому составу). Бор в течение геологи- ческого- времени накапливается в по- ясе осадочных пород, но это соста- вляет среднее,так сказать, рассеянное накопление его. Образование же ме- сторождений бора из морской воды— очень редкое явление, которое ещё мало выяснено. Во всяком случае, оно не является обычным, так как извест- но только два пегнитогенных место- рождения бора: отложения боратов в бассейнах пермского рремени, выде- ленные на схеме (фиг. 1), как пегнито- этих двух районах в пермское время остаются ещё не вполне ясными. Бор выпадает из морской воды вместе с калийными солями, в виде магниевых боратов; таков борацит Стассфурта, таков наиболее ранний из известных индерских боратов—гидроборацит. Наличие магниевых боратов—это от- личительная геохимическая черта пег- нитогенных месторождений [2в27] бо- ра от месторождений вулканогенных, континентальных, где первоначаль- ным минералом обычно бывает бура (в редких случаях борат аммония, ларделлерит или в кислых водах бор- ная кислота — сассолин). При .из- менении первоначально морских соляных залежей в поверхностных континентальных условиях первона- чальные магниевые бораты дают це- лый ряд более устойчивых минералов.
30 Природа 1943 Примером служит весь комплекс ин- дерских боратов: 1) устойчивые маг- ниевые бораты (ашарит, индерит) и 2) сравнительно мало растворимые каль- циевые бораты, образующиеся при соприкосновении с грунтовыми вода- ми (колеманит, улексит, пандермит, иниоит и др.) [27>2В]. Таким образом, вторичный комплекс боратов пегнито- генного месторождения в значитель- ной степени сходен с таковым вул- канических месторождений бора. Это и не удивительно, так как оба фор- мируются в одних и тех же конти- нентальных условиях поверхности. Исключение представляет борацит Стассфурта, сохранившийся без из- менения в зоне калийных солей, бла- годаря чехлу глинистых отложений. Итак, в настоящее время нам до- ступен отрезок истории пермских боратов в их пегнитогенном (Стас- сфурт) и метаморфическом (в усло- виях поверхности—Индер) этапах. Однако, учитывая исключительно вулканический генезис более юных кайнозойских месторождений бора, которые составляют главную массу скоплений этого элемента, вул- канический фактор не должен быть исключён из рассмотрения при разре- шении вопроса о генезисе этих пермских боратов. В заключение этой главы приведу таблицу типов борных месторождений и их географического распредления. 3. О геохимическом распределении фтора. Этот элемент,как и бор,концен- трируется, главным образом, при пос- ледних этапах магматического процес- са. Широко распространены фторсо- держащие минералы в пегматитах; наи- более распространённый фтористый минерал — флюорит — накапливается преимущественно в близких к поверх- ности зонах в виде гидротермальных жил. Для вулканических образований фтор характерен в твёрдых минера- лах, растворах и газовых струях. В этих образованиях он был найден на Везувии, в газах вулканов Гавайских островов, в парах-лавы вулкана Монт- Пеле, где он составляет 2,5% от объёма всего газа и в газах соффио- ни Тосканы [в]. Из природных вод ыаибвлее богаты фтором воды мине- ральных источников, связанные с вул- канизмом, и щелочные нефтяные воды. В табл. 3 приведено среднее содер- жание фтора в различных группах природных вод. Таблица 3. Среднее содержание фтора в природных водах Группы природных вод 1 Е % от минера- лизации F, % от раствора Минеральные источники, 3 —4 связанные с вулканизмом 9-10 3-10 Воды нефтяные щелоч- 4 ные 5-10 5-10 Воды нефтяные хлор- _4 кальциевые 8-10 9-10 Воды солёные поверх- 3 5 ностного происхождения 7-10 9-10 —5 J 7-10 —5 Морская вода1 2 1,9-10 Вода рек3 * 1.10 —s 4. Бор и фтор в природных водах. Расширяя ту картину, которую мы получили, рассматривая кларки бора и месторождения бора и отчасти фто- ра, и геологические условия их су- ществования, перейдём теперь к этим элементам в природных водах. Кроме морской воды, озёрных и речных вод, представляющих соб- ственно гидросферу, по содержанию бора и фтора могут быть выделены в общем две основные генетические группы природных минеральных вод: 1) воды, связанные с вулканизмом, в которых некоторая часть их состава имее*г магматическое происхождение; 2) воды чисто поверхностного проис- хождения. При выделении этих двух групп в основу были положены, глав- ным образом, два признака: 1) пре- обладающий спонтанный газ; 2) сово- купность геологических условий су- ществования источника. В первой группе вод, как правило, преобладает углекислота; в чис’го поверхностных 1 Более подробные сведения о этих водах приведены ниже. 2 Содержание фтора в морской воде из двух определений: Гренландское море — 0,64 мг/л F. и 1,83-10-3 F (•/• от минер.) Карсхое море— 0,71 мг/л F. и 2,03-10-3F(°/oot минер.) (определения Н. Тагеевой). з Величина содержания фтора в речной воде дана в г/л; см. Виноградов А., Селива- нов Л., Данилова В. ДАН. XIV, 6, 1937.
Таблица 4. Содержание бора в водах,, связанных с вулканизмом (СО2 преобладает в спонтанных газах) Страна и названия источников t' С Химическая ха- рактеристика Минерали- зация или сухой оста- ток г/л 1 В г/л В»/, от мине- рализации Литература 1 Италия, Тоскана, лагуна Castellnuova г.3 H2SO4; Н,ВОа 8,6 9,0-10—1 10,5 l.Naslnl R. Sofflonl el lagonl dl Toscana. 1930. Clarke. F. Bull. U. S. geol. Surv. 770. 1924. 2 США, Йеллоуст. парк, ист. Mount 92 HaSO4; HCI; 3,2 1,6-ю—3 5-Ю-1 Doelter C. Handb. Mineralch. IV. Fluor. 3 4 Washburn Камчатка, ключи вулкана Узой Калифорния, ист. Sulphur Вапск 97 80 H2SO4 N,-jB,O4; NaHCO, 4,9 5,Г 4,2-10-’ 4,0-10—1 8,6-10-’ 7,8 2.5.6. Gooch F.a.Whitfield I Bull. U. S. Geol.Surv. 47,1888. Clarke F. Loc. clt. 3.8.9. Пийп Б. Термальные ключи Камчатки. 5 США, Йеллоуст. парк, Upper gayser 93 NaCl; NaHCOj 1,4 7,3-10-’ 5.4-10-1 Изд. АН 1937. 6 7 basin Тоже, Excelsior Gayser Невада, Steam boat spring 92 г. NaaCOa; NaCl NaCl; NH4C1; 1.3 2,6 5,0-10-3 6,7-10-’ 3,7-10-! 2,5 4. Becker.Mon. U.S. Geol. Surv. 13, IV, 1818- 7. Clarke F, Loc. clt. 10. Ch. Cb. 1, 12,1941. Am. J c. nov., 1940. 1 Камчатка, Налычевские ключи 75 NaC2; Ca (HCOa)2 4,3 6,8-10-’ 1,60 11. Handerson 1938. 9 Камчатка, ключи вулкана Узок 57 NaHCOa; NaCl 0,86 3,4-10-3 1,2-10-1 12.13. Хлопин В. Мат. Урмийской экспед. 10 Китай, ист. Foochow1 57 NaCl; NaHCO, 0,6 л-10—’ 1916. 11 Новая Зеландия, скв. Те Aroha 90 NaHCOa 11,3 1,3-10—1 1,15 14. Эффендиев Г. Тр. Инет. Геол. Губ- 12 Иран, p-и г. Дильман, гейзер Дейрик 28 Са(НСОз)2 2,1 1,8-10-’ 8,6-10-! кина, 1939. 15. Тагеева Н. Отчет Комиссии по Минералки. 13 Турция, р-н оз. Урмия, ист. Йсти-су Азербайджан, ист. Исти-су 37 NaHCO, 13,9 6,7-10-1 4,8 14 58 NaHCO,: NaCl NaHCO,! NaaSO4 6,1 5,1-10-’ 8,3-10-! Водам АН (1941) (Рукопись). 15 Армения, Джермук, скв. 9 63 6,6 9,7-10—3 1Д-10-! Карапетян. Мат. по геол, и гидрогеол. 16 Грузия, Боржоми, Екатер. ист. Сев. Кавказ. Минводы. Слявяновск. 28 NaHCO, 4,2 9,2-10-» 2,2-10^! Арм. ССР.З 1938. 17 55 NaHCO,; Na2SO4 3,5 1,7-10-’ 4,8-10-2 16. Тагеева Н. Loc. cit. Огильви А. и Овчин- 1< ист.3 Тоже, Пятигорск. 21 NaHCOs 1,9 4,5-10-» 2,1-10-! ников А. Междунар. геолог, конгр. эк- скурс. по Кавказу, Зап. Грузия 1937. 19 теплосерный ист. 8 Карачаевск. Авт. обл., Тахтар Нарзан 20 NaHCO, 3,2 1,9-10-’ 6,0-10-! 17.23. Карстенс Э. Кав. Мин. воды 1925. Тагеева Н. В. Loc. cit. 20 21 ист. Таджикистан, ист. Санг-Хок Франция, Виши, ист. Chdmel 9 43 Ca(HCO,)3 NaHCOj 0,48 7,5 2,5-10-’ 2,4-10—’ 5,2-10-! 3,3-10-’ 18. Бунеев Н. Отчет Инет. Курортологии, Москва, 1938 (Рукопись). 19. Карстенс, Э. Мин. воды Карачая. 1928. 22 Швейцария, Engadin ист. Luziusguell 7 NaHCO, 15,9 1,5-10—1 9,4-10-! 20. Карстенс Э. Термы и газы Тян-Шаня. 23 Чехия, Карлсбадский ист. 71 NaHCO,; Na2SO4 6,3 6,2-10-» 9,8-10-’ Сб. 1938. 21. Urbaln С. 1935. 22. Hartmann 1927. Среднее 5,0 1,1 • 10-1 1,6 1 Среднее из 10 анализов. 2 Для Минвод содержание бора в среднем 2-10-1'/» В от минерализации раствора и 6-Ю-3 г/л В (7 проб). * г, «= горячая.
Таблица 5. Фтор в источниках, связанных с вулканизмом (СО2 преобладает в спонтанных газах). Страна и названия источников ГС Химическая характеристика Минер, г/л F г/л F 8/» от минер. Литература. 1 Италия, Тоскана, бориая, лагуна1 терм. HaSO4; НаВОа; NH4 92 3,7-10—9 4,3-10-’ 1, Doelter C, Handb, Mineralch, IV. Fluor. 2 3 Нью Мексика, ист.4 Ojo Caliente Япония, ист. Hokkaido а а NaHCOa 3,65 5,2-10-’ 1,8-10-’ 1,4-10—1 2. Clarke F, Bull. LJ S. GeoL Suvr. 770, 1924; Lindgren Econ. Geol. 5. 1910; 3. J. Chem. Soc. Jap. 62, 234, 1941. Ch, Cenrb. март 1941; Amer. J Sc. nov. 1940 4 Франция, Виши, ист. Chomel 20 NaHCOg 5,05 5,4-10-’ 1,1-10-1 4. Urbaln C. 1935. 5 6 7 . , ист. Grand Grille . , ист. Luxueil Испания, Пиренеи, пров. Orense9 Чехия, Карлсбадский ист. NaHCO3 NaHCO3 NaHCOa; S1O» NaHCOa; Na2SO4 5,25 1,8 4,4-10-з 3,0-10-’ 5,1-10-’ 8,3-10-’ 2,8-10-1 5. 6, 7. Casares J. Zf. Anal Ch., 44, 12, 1905; Clarke F. Loc. cit. s 71 6,4 2,2-10—’ 3,4-10-’ 8. Handb. Balneol. I. 1916. 9 Кав. Мин. воды Славяновский ист. 55 NaHCOa; Na2SO4 3,6 1,8-10-8 5,1-10-’ 9. 10. Тагеева H. Отчет Ком. Мин. Вод. 10 » , Смирновский нет. 46 NaHCOa 2,9 1,9-10-’ 3,1-10—3 АН, 1941. 11 Армения, Джермук, скважина 9 64 NaHCOa Na2SO4 6,6 2,2-10-’ 3,4-10-3 11. Карапетян. Мат. по геологии и гид- рогеол. Арм. ССР. 3, 1938; Тагеева Н., Loc. cit. 12 Грузия, Боржоми, Екатерин, ист. 28 NaHCOa 4,2 3,5-10-’ 8,3-10-’ 12. Огильви А. и Овчинников А. 17 Меж- дунар. Геолог. Конгр. Экскурс, по Кав- казу. Зап. Грузия; Тагеева Н, Loc. cit. Среднее 4,8 3,3-10—’ 8,9-10—’ 1 Приведено содержание фтора в воде из конденсированного пара одной из соффиони (борных струй). Газовые выделения и пары в ней следующие: СО2, NHg, HgS, HgBOa, НаО, N2, Ar, He. Температура пара 150*C. * Минерализация приблизительная. 3 Среднее из четырёх проб. 4 ист.—источник. Природа_______________1МЗ
9 К iMdHdu-. Таблица 6. Бор и фтор в водах поверхностного происхождения (N2 преобладает в спонтанных газах). Местонахождение и название вод i’C Геологичес- кая характе- ристика Минерализа- ция В г/л В - °/0 от мине- рализации F г/ л F % от ми- нерализ. Литература 1 Северный край, Солониха ист.1 8 Пермск. 12,8 ' 2,8-10-’ 2,2-10-’ 1,2,3. Савченко В. Тр. ХОЛОД- Радиев, ин-та. 111. 1937. 2 Северный край, Солигалич. ист. ная 21 2,5-10-’ 1.2-1°-' Тагеева Н., Цейтлин С., .3 Средн. Приуралье, Усолье, ист. я 40 2,5-10“’ 6,2-10—’ Морозова А. ДАН. Ill, 5, 1934. 4 » , Соликамск, скв.1 3 247 1,4-10—2 6-ю—’ 4. Мат. Инет, галургии. Ленинград. 1939 (рукоп.). 5 , , Березняки ист. 261 9,5-10-’ 3,6-10-’ 5. Тагеева Н. и др. Loc. 6 Ленингр. обл. Бабино, скв. 1 Кембр. 6,4 1,7-10-’ 2,3-10-’ 1,3-10-’ 2,0-10—’ clt. 7 , „ Сольцы, скв. 3 Девон 9,1 1,ыо-’ 1,2-10-’ П-Ю- 1,2-10—’ 6, 7, 8, 9, 10, 15. Таге- 8 . „ Старая Русса, скв. 1 21,3 3,0-10-’ 1,4-10—’ 1,0-10-’ 4,8-10-’ ева Н. Фонды Нефт. ин-та 9 Эстонская ССР Двинск. скв. Силур 103 5,9-10—’ 5,7-10-’ 6,7-10—4 6,5-10-4 Ли., 1141 (рукоп.) 10 Москва, Бьенская скв. гл. 1140 м Девон 259 8,4-10—’ 3,2-10-’ 9,3-10—4 3,6-10-4 11. Тагеева Н. и др. 11 Гор ковский край, Балахна, ист. Татарская АССР Ижевский ист. Карбон 57,5 9,0-10, 1,6-10-’ Loc. clt. 12 Пермск. 5,3 4,6-10—’ 8,6-10-’ 5-Ю-4 9-10—’ 12. Тагеева. Н. Гидро- 13 Эмбенская обл. , р-н Мидера, 11 Пермск. 48,7 1,9.10— 3,9-10- хим. характ.развед. плогц. ист. Аще-Булак Татарйи (рукопись). Фон- Эмбенская обл. Кровавый ист. 12 115 4,7-10-’ 4,0-10-’ ды.ИГИ. 1942. 14 13, 14. Фейгельсон И. ХОЛОД- Больш. Эмба, 11.. 1938. 15 Фергана, Казан-Булак, ист. ная Третичн. 323 2,3-10—’ 7,1-10-’ 15. Пуарэ И. Тр. ГГРУ. вып. 100, 1931. 16 Азербайджан, Нахичев. сол. м-ние 276 3,9-10—’ 3-10-’ 1.4-10-’ 8,8-Ю-4 3,2-10—4 16. Тагеева Н. Рукопись 17 Германия, Sooden ап den Werra Пермск. 45 6,7-10—’ Фонды НГРИ, 1941. 18 Гер . ания, Берлин, Bonifaziusquelle я Третичн. 29 1-ю-’ ' 3,5-10-’ J7, 18, 19, Гуляева Л. 19 „ Crefelder Sprudel » Карбон - 8 2,2-10-» 2,7-10—2 Результ. исслед. гряз, вулк. Изд. АН. 1939. 20 , Мюнстер. Hauptbrun. 31 7,2 3,7-10-’ 5,2-10-’ 20. Кейльгак. Подзем- ные воды, 1935. Среднее S3 8,4-10—’ 1,9-10-’ 9,0-10—4 6,7-10-’ X* 6 Геохимия бора и фтора 1 ист,—источник; скв,—скважина о» W
34 Природа ' 1943 водах большей частью преобладает азот, в некоторых случаях—метан Ч Правильность такого деления вод подтвердилась резко различным со- держанием бора и фтора в обеих группах, как видно из данных, при- веденных в табл. 4, 5 и 6. Име- ются, конечно, и промежуточные во- ды смешанного типа, например, неко- торые термыТянь-Шаня,приуроченные к глубоким трещинам альпийского орогена, выделяющие, однако, глав- ным образом, азот; таковы же, веро- ятно, некоторые источники района Кавказских Минеральных вод и дру- гих геологически сложных районов. Среднее содержание бора и фтора в водах, связанных с вулканизмом (табл. 4,5) выведено из 23 образцов для бора и 12 для фтора. Все эти воды находятся в зоне альпийского Орего- на, в пределах Средиземноморской геосинклинали и Тихоокеанского вул- канического кольца; во всех водах преобладающим газом является угле- кислота; это воды: Йеллоустонского парка, Камчатки, Калифорнии, Невады, Новой Зеландии, Китая, Японии, Тос- каны (Италия), Южной Франции, Швей- царии, Чехии, Кавказа (Грузии, Азер- байджана, Армении, Сев. Кавказа), Тур- ции, Ирана, Таджикистана. Среднее содержание бора и фтора для подземных вод поверхностного происхождения, состав которых за- висит главным образом от взаимо- действия с породой 2 выведено для 20 образцов по бору и 7 по фто- ру (табл. 6). Преобладающим свобод- но выделяющимся газом этих вод яв- ляется азот, в некоторых случаях—ме- тан. Воды выходят из разнообразных палеозойских отложений Русской платформы: из районов Среднего При- уралья, Ленинградской области, Мос- квы,Среднего Поволжья, У рало-Эмбен- ской области, а также из третичных соленосных отложений Азербайджана (Нахичевань) и Ферганы; кроме того, взято несколько вод из различных осадочных толщ Германии. В боль- 1 Мы не будем касаться здесь вод нефтя- ных месторождений. 1 Некоторые из этих вод представляют со- бей , ископаемую* морскую воду. шинстве это воды с высокой минера- лизацией, с преобладанием хлористо- го натрия. Из вышеприведенного материала видно, что содержание бора и фтора в природных водах подтверждает вул- канический или магмофильный харак- тер этих элементов.Таким образом, вы- сокое содержание этих элементов в природных водах является своего рода геохимическим показателем на связь вод с магматическим очагом; подтвер- ждение этому, конечно, нужно искать ив общих геологических условиях на- хождения вод. Здесь необходимо ещё раз упомянуть, что при явном обога- щении бором и фтором вулканоген- ных вод, в некоторых источниках, расположенных в вулканических мест- ностях и выделяющих углекис- лоту, содержание бора всё же срав- нительно низкое. В этих случаях остаётся неясным происхождение здесь бора: имеет ли место привнос его из магматического очага или толь- ко выщелачивание из горных пород. Ответ на это мы получим, когда бу- дет материал по 5иру в различных пресных водах, который более отчёт- ливо осветит, как происходит выще- лачивание его из пород. Возвращаясь к началу статьи, где поставлен вопрос о геохимическом распределении бора и фтора, укажем, что за последнее десятилетие в ли- тературе (Гольдшмидт и др.) устано- вился взгляд, что бор—талассофиль- ный (морской) элемент, и наибольшее накопление его происходит из морской воды в осадочных породах. Это, пови- димому, верно для самого общего рас- смотрения содержания бора в земной коре, однако, не оттеняет его наибо- лее яркой геохимической черты рас- пределения,— накопления в верхней части магматического очага в пегма- титах, в гидро-термальных образова- ниях и в водных растворах, связан- ных с этими очагами. Как мы видели» именно из этих растворов происхо- дит главная концентрация бора назем- ной поверхности, путём осаждения его в зоне осадконакопления вместе с другими солями; и поэтому бор сле- дует отнести к магмофильным эле- ментам.
№ 6 Геохимия бора и фтора 35 Литература. [1] Goldschmidt V. u. Peters С. Nachr. Ges. Wiss. Gott. Math. Phys. KI. 4, 5, 1932. [2] Goldschmidt V. Geol. Foren, Forh. 56, 3, 398, 1934. [3] Ферсман А. Гео- химия, VI? [4] К u n 11 z. Chemie d. Erde, IV, 1929. [5] Тагеева H., Цейтлин С., Моро- зов a А. ДАН, Ill, 5, 19 4. [6] В u c h K. Nature, 131, 3315, 1933. [7] Moberg E. Har- ding M. Science 77, 20u4, 1933. [8] N a s i n i . I soffioni el lagoni della Toscana, 1930. [9] С1 a r- ke F. Bull. U. S. Geol. Surv. 770, 1924. [10] Do el ter C. Handb. minerakhem. Ill, 2, 1926. [11] G о о c h F. a. W h 11 e f 1 e 1 d J. Bull. U. S. Geol. Surv. 47, 1888. [12] 11 и й и Б,— Термальные ключи Камчатки. Изд. АН 1937. [13] Николаев В и Косман. С. Ж. пр. хим., IV, 5, 1931. [14] Косыгин Н. Тр. Нефт. инет., сер. Б, 64, 1935. [15] Т ё е р 1 е J. The ind. dev. Searl. Lake brines, 1929. [16| КурманИ. Сб. Большая Эмба, 1, 1937. [17] Попов С. Ежег. геол, минер. России, 13, 5—6, 1911. [18] Miner, ind. Br. Imp. and foreig. conntr. Borates. 1933. [19] S c h a 11 e r W. U. S. Geol. Surv. Prof. pap. 158, 1930, Am. Mi- ner. Menasha 21, 3, 1936. [20] Noble L.— Bull. U. S. Geol. Surv. 785, 1926. [21] LlnkG. Ctblatt. Mln. Geol. 193, 1923. [22] G u t b i e r A., H ii tti g u. Li n k G. Zf. Elektroch. 32, 1926. [23] G r a b a u A. Geol. of nonmet. miner, dep. 1, XVI, 1929. [24] Wetzel W. Die wichtigsten Lagerst. der N cht Erze, V, 1933. [25] Попов G. Тр. Крымск, н.-и. Инет. IV, 1934. [26] Вант-Гофф Я. Исслед. уел. обр. океан, сол. отлож. 1936. [27] Werner Н. Kali 9, 1930. [28] Годлевский М. Зап Всеросс. Мин. О-ва, LXV1, 315, 1937. [291 Грушвицкий В. Природа, 2, 1941. 3*
ВОЗЗРЕНИЯ ЧАРЛЗА ДАРВИНА НА ГИПОТЕЗУ О ВЫСШИХ И НИЗШИХ РАСАХ Проф. с. м. Варварская теория фашистских „учёных’ об особенной исключитель- ной расовой высоте немцев среди других народов, об их праве быть гос- п одами этих народов не предста- вляется чем-либо совершенно новым в исторической жизни человечества. В периоды развития захватнических за- воевательных насилий одного народа над другим c’.ijifь и рядом завоева- тели начинали заявлять, что они имеют право порабощать другие народы, разрушать их культуру, так как они, завоеватели, являются народом выс- шим, вершителем судеб народов мира. Это право, утверждают они, создалось в далёкие эпохи зарождения человека на йашей планете, когда они — завое- ватели, сразу же возникли как люди- высшей, наиболее богато одарённой расы, а другие — низшей, не носящей в себе возможностей более или менее широкого культурного развития. Лучшие умы человечества не раз на- стойчиво и многообразно протестова- ли против этих бессмысленных чело- веконенавистнических теорий, неред- ко подвергаясь за эти протесты тя- жёлым гонениям. Не мог не затронуть этот больной вопрос жизни людей гениальный исследователь проблемы происхождения человека — Чарлз Дарвин. Сотрудники Лаборатории физиоло- гии речи Академии Наук СССР, раз- вивая учение о языковом общении в человеческих сообществах, постоянно включали в свои исследования разра- ботку вопросов о происхождении ре- чи и связанного с нею мышления, как функций мозга человека. Подвергая, в процессе своей лабораторной рабо- ты, научному исследованию учение Дарвина о происхождении речи и умственной деятельности человека, работники по ц^лзиологии речи выя- вили, что Дарвин относится опреде- лённо отрицательно к гипотезам о ДОБРОГАЕВ том, что люди, по самому происхо- ждению своему от нижестоящих вы- мерших человекообразных обезьян, могут быть разделены на высшие и низшие расы как в отношении своей нервно-физиологической организа- ции, так и в отношении природных способностей к культурному разви- тию. Разрабатывая учение о происхо- ждении умственной деятельности и ре- чи человека из звуко-кинетическо- го сигнализма и рассудочной деятель- ности животных, Дарвин счёл необ- ходимым остановиться на исследова- нии вопроса о единстве человече- ских рас. В своих монографиях: „О вы- ражении ощущений у человека и жи- вотных", а также „"Происхождение человека и половой отбор", Дарвин не раз проводит мысль о том, что в процессе происхождения са- мых главных отличительных свойств человека — его ума и речи — в са- мые первые периоды очеловечива- ния высших обезьян не было за- ложено таких анатомо - физиологи- ческих различий, которые обосновы- вали бы деление рас на высшие и низшие. „Я старался показать до- вольно подробно, — пишет Дарвин о проявлениях внутренней жизни чело- века, — что главные выражения, встре- чаемые у человека, тождественны на всём земном шаре. Факт этот ин- тересен, так как он даёт новые до- казательства в пользу того, что раз- личные расы произошли от одного и того же корня и что прародители на- ши должны были быть совершенными людьми по строению и в значительной степени по уму ранее того периода, в который расы отделились друг от друга..." „Многочисленные черты близкого сходства у различных рас обязаны своим происхождением на- следству от одной -жоренной формы,
№ 6 Воззрения Чарлза Дарвина на гипотезу о расах 37 принявшей уже человеческий харак- тер"1. Итак, в процессе происхождения человека с его умственной деятель- ностью и речью от высшей вымершей обезьяны с её эксклямоторно-звуко- вым и кинетическим сигнализмом, образовался единообразно организо- ванный в умственном и речевом по- ведении первобытный человек. Эти коренные первобытные люди, от кото- рых произошли различные расы, име- ли однообразно-типизированную ум- ственную деятельность, однотипные единообразные комплексы словесно- звукового и мимико-жестикулятор- ного общения, что обусловлено было применением одинаковых первобыт- ных орудий производства и связан- ной с этим однотипной организацией общественных соотношений. Дарвин признаёт первых происшедших от обезьян людей одинаково совершен- ными на всём земном шаре по ум- ственным способностям и по тесно увя- занной сними речевой системе. Толь- ко с течением времени расы нача- ли отделяться друг от друга, причём исторически начали складываться в расы с различной стадиальностью культурного развития. Останавливаясь на развитии наро- ждающихся молодых особей различ- ных рас, Дарвин тоже находит едино- образие в проявлениях их умственной деятельности и в комплексах выража- ющих движений для общения с окружа- ющими. При этом он признаёт вопрос об единстве различных рас настолько ясным, что считает даже не нужными особые доказательства. .Молодые и взрослые особи совершенно различ- ных рас,—говорит Дарвин,—как ме- жду людьми, так и между животными, выражают одно и то же состояние духа совершенно одинаковыми дви- жениями...*2 ....Изучение тео- рии выражения... служит подтвер- ждением мнения о видовом и подви- довом единстве различных рас; но, насколько я способен судить, подоб- 1 Ч. Дарвин. О выражении ощущений у че- ловека и животных, пер. А. С. Ковалевского, СПб, 1896, стр. 181. a Ibid, стр. 177. ные доказательства едва ли нужны"1. Как видим, Дарвин утверждает, что коренные первобытные люди, от ко- торых с течением времени произошли расы, стоящие ныне на различных стадиях культурного развития, были одинаково совершенными в первобыт- ной общине по умственным способно- стям и по тесно связанной с ними сис- теме речевого общения. Нет человече- ских. рас, которые образовались бы в период очеловечивания высших обезь- ян, как расы более способные к куль- турному развитию и менее способные или даже совершенно неспособные. Всеми своими научными установками Дарвин настолько ясно протестует против такого научно необоснованно- го взгляда, что считает излишним особые доказательства. Но всё же Дарвин не раз возвра- щается к этому вопросу и приводит случай из своих наблюдений над жите- лями Огненной Земли. „Жители Огнен- ной Земли, —рассказывает он,— счи- таются одними из низших варваров; между тем, я должен был постоянно удивляться на трёх из этих дикарей, которые находились на корабле Бигль, прожили несколько лет в Англии и го- ворили немного по-английски, — до та- кой степени они походили на нас по ха- рактеру и большинству наших умствен- ных способностей"2. Значит, человек любой современной расы, при соответ- ствующих условиях культурной жиз- ни, может достигнуть высших степе- ней культурного развития. Следова- тельно, в процессе происхождения лю- дей всех рас от вымерших человеко- образных обезьян никаких природой установленных „естественных* прав на порабощение одной расы другою не дано. Невольно хочется остановиться для полноты нашего очерка на оценке зна- чения научных концепций Дарвина, сделанной Ф. Энгельсом в моногра- фии о „Людвиге Фейербахе". Говоря о развитии исследования основ жизни животных и человека в их взаимосвя- занности, Энгельс пишет, что в уче- 1 Ibid, стр. 184. ’ Ч. Дарвин. Происхождение человека и половой подбор, пер. И. Сеченова, СПб, 1896, стр. 43.
38 Природа 1943 нии Дарвина о происхождении челове- ка с его умственными способностями из рассудочной деятельности живот- ных „заложена основа для предъис- тории человеческого духа, для изуче- ния различных ступеней его развития, начиная от простой бесструктурной, но испытывающей раздражения про- топлазмы низших организмов, и кон- чая мыслящим человеческим моз- гом" Следовательно, Энгельс, разби- рая проделанную Дарвином работу в аспекте основ диалектико-материали- стической философии, находит в науч- ных концепциях Дарвина обоснования 1 К. Маркс и Ф. Энгельс. Соч. т., XIV, над. Ичст. Маркса и Энгельса, 1931, стр. 650—651. для признания единства происхожде- ния человека с его мыслящим мозгом и речью от ниже человека стоящих в эволюционно-филогенетическом ряду животных с их рассудком и звуковым сигнализмом. Энгельс утверждает, что, благодаря исследованиям Дарвина, в строго материалистической науке нет места для построения научно необос- нованных теорий о заложенном в про- цессе происхождения людей высшем и низшем расовом их различии. Так смотрит современное материа- листическое строго научное знание на человеконенавистническую проповедь фашистов об их правах на особое расо- вое .господство среди других народов мира.
НОВОСТИ НАУКИ АСТРОНОМИЯ СВЕРХНОВЫЕ ЗВЁЗДЫ МЛЕЧНОГО ПУТИ За последнее десятилетие вне пределов Млечного Пути было открыто много новых звёзд, вспышки которых были настолько мощными, что пришлось выделить их в само- стоятельную группу Сверхновых. В то время как обычные новые звёзды в максимуме дос- тигают абсолютной величины—1т, Сверхновые имеют в момент наибольшего блеска абсолют- ную величину—14т, т. е. они становятся ярче Солнца, если его отнести на то же расстояние, в 40 миллионов раз. Такая вспышка свидетель- ствует о грандиозной внутренней катастрофе звезды и естественно искать на небе последствий этой катастрофы. Обыкновенные новые звёзды в первые годы после вспышки бывают обыч- но окружены газовой оболочкой, которая, од- нако, в течение нескольких десятков лет рас- сеивается. Очевидно, количество выброшенной во время вспышки материи в этом случае не- велико. Казалось бы, что у Сверхновых газо- вая оболочка должна была бы быть более стой- кой. Но отыскивание газовой туманности во- круг Сверхновых, появляющихся в других звёзд- ных системах, безнадежно вследствие отдалён- ности этих объектов. Только Сверхновые наше- го Млечного Пути могут обеЫать дать в этом отношении что-либо определённое. До самых последних лет считалось, что в Млечном Пути появлялась достоверно толь- ко одна Сверхновая. Это Новая 1572 года в Кассиопее, так называемая звезда Тихо Браге, чья вспышка была предметом изучения знаме- нитого астронома. Она достигла дневной ви- димости и имела видимую яркость Зт,5. Дру- гая, уже гораздо более гипотетическая, Сверх- новая была описана не менее знаменитым Кеп- лером. Она появилась в 1604 г. в созвездии Змеедержца (Офиуха). Её видимая яркость в максимуме блеска была 2т,5. К сожалению, тонной локализацией'этих звёзд на небе мы не располагаем и среди множества слабых звёзд вблизи тех мест, которые указали Тихо Браге и Кеплер, для своих новых, невоз- можно установить точно, какие же из них вспы- хивали в 1572 и 1604 гг. Поиски газовых объек- тов в этих местах неба также не имели успе- ха. Положительное разрешение вопроса при- шло с другой стороны. Китайские хроники сохранили для нас изве- стие о вспышке новой звезды около С Тельца в 1054 г. н. э. Но неподалеку от С Тельца на- ходится хорошо известная большая и яркая ту- манность, так называемая Крабовидная туман- ность. На это обстоятельство обратил внима- ние К. Лундмарк в 1921 году. В том же году' Дункан, измерив фотографии этой туманности, разделённые промежутком времени в десятцк лет, обнаружил, что туманность расширяется и если, учтя современную скорость её расши- рения, вычислять размеры туманности в про- шлом, то окажется, что туманность имела ну- левые размеры, т. е. начала образовываться в 1172 г. Неизбежные ошибки измерений и произ- вольность предположений о равномерном рас- ширении туманности (во времени) делают по- следнюю дату весьма неточной, и уже в 1928 г. Хаббл высказал осторожное предположение, что дата возникновения Крабовидной туман- ности может быть и 1054 г., и, следовательно, можно считать эту туманность прямым по- следствием вспышки Новой 1054 года. Предположение о расширении Крабовидной туманности вполне подтвердил Мэйялл в 1937 г. спектроскопическим путём, найдя линейную скорость раширения её по Допплеровому сме- щению спектральных линий в 1300 км/сек. В сопоставлении с видимой угловой скоростью расширения (СК', 21 в год), найденной Дунканом, это дает расстояние туманности 1250 парсек. Но тогда Новая 1054 года, которая, по свиде- тельству китайской летописи,не уступала з блёс ке Юпитеру, должна была иметь абсолютную яркость около—13т, т. е. необходимо отнести её не к обычным Новым звёздам, а к Сверх- новым. Начиная с 1937 г., ряд астрономов выска- зался именно в таком смысле, но более стро- гое доказательство этого утверждения появи' лось лишь в 1942 г., после того как голланд- ский ориенталист, лейденский профессор Дуй- вендак прочтением новых китайских и япон- ских текстов установил, что Новая 1054 года была видна днём, подобно Венере, и общая продолжительность видимости её невооружен- ным глазом составляла около двух лет (от 4 июля 1054 г. до 17 апр. 1056 г.). Сопоставляя эти характеристики Новой 1054 года с подобными характеристиками Сверхновых, открытых за последние годы, а также принимая для Новой 1054 г. параллакс Крабовидной туманности, Мэйялл и Оорт тщательным анализом устано- вили, что абсолютная яркость Новой 1054 года в максимуме блеска была — 161/2 величины, что делает её Сверхновой, при том одной из самых ярких. Неудивительно, что в результа- те этой вспышки образовалась такая большая туманность, как Крабовидная. Недавно Бааде и Минковский на Обсерва- тории Маунт Вильсон подвергли всесторонне- му исследованию эту туманность. Можно счи- тать установленным, что бывшая Сверхновая есть одна из тесной пары звёзд 16-й величи- ны, занимающей центральное положение в туманности (именно южная предшествующая) По распределению энергии в спектре, её спектральный класс не позже В 9, Поскольку интегральная яркость туманности есть 9я1, звез- да не освещает туманность, а возбуждает её, и подавляющая доля излучения звезды при- ходится на далёкую ультрафиолетовую его часть, что свидетельствует о чрезвычайно вы- сокой её температуре. Минковский оценивает температуру этой звезды в 500000° при ра-
40 Природа 1943 диусе в 1/50 солнечного радиуса, т. е. она является типичным белым карликом. Такова заключительная стадия грандиозной вспышки Сверхновой. Что касается двух других Сверхновых нашей звёздной системы, то ещё в 1938 г. Бааде тщательными поисками в окрестностях Новей 1572 года не нашел звезды ярче 17"*, которая могла бы являться остатком этой вспышки. Туманность в тех же окрестностях также не была обнаружена. Аналогично обстояло дело и с Кеплеровой Новой, но в 1942 г. Бааде открыл её след, фотографируя область этой звезды со IOC77 рефлектором на пластинках, чувствительных к красным лучам. Он уверенно нашёл туман- ный веерообразный объект очень близко к тому месту, которое Кеплер указал для Новой 1604 года. Фотография того же участка неба с обыкновенной пластинкой показала тот же объект, как чрезвычайно слабый, что объяс- няет неудачу прежних поисков его. Итак, за 900 лет в нашей Галактике про- изошло три вспышки Сверхновых. В двух случаях из этих трёх результатов вспышки оказывается стойкая газовая туманность. Литература. [1] J. J. L. D и у v е n d a k, N. U. М а у а 11, J. Н. Oort. Publ. Astr. Soc. Pacif с. Vol. 54, р. р. 91—104, Apr. 1942. [2] W. Baade. As- trophys. Journ. Vol. 96, p.p. 188—198, Sept. 1942. [3] R. Minkowsky. Ibid., p. p. 199— 213. [4] Trace in Heaves of Greatest Stellar Explosion Ever Seen. (О Новой 1604 г.) Science News Letter Vol. 41, p. 92, Febr. 7, 1942. Д. Я. Мартынов. НЕОДНОРОДНОСТЬ МЕЖЗВЁЗДНОЙ ГАЗОВОЙ СРЕДЫ В нашей статье .Межзвёздный газ* (При- рода, № 2,1943) высказывалась мысль об од- нородности газа, заполняющего межзвёздное галактическое пространство. До последнего времени лишь немногие факты противоречи- ли этой мысли. В их числе было открытое Билсом расщепление межзвёздных линий К в спектрах некоторых звёзд. Согласно прин- ципу Допплера—Фиэо, такое расщепление свидетельствует о наличии двух облаков иони- знрованого кальция, движущихся относительно наблюдателя с различной скоростью. Причину их различного движения можно видеть в от- личиях скорости галактического вращения на разных расстояниях от центра вращения. Для того, чтобы неодинаковость скоростей двух кальциевых облаков была спектроскопически заметна, взаимное расстояние их должно быть значительным и, вообще, нельзя без натяжки истолковать открытие Билса иначе, как предпо- ложением, что между нами и наблюдаемой звездой имеется, по крайней мере, два раздель- ных сгущения ионизированного кальция. В феврале 1942 г. на астрофизической кон- ференции, посвящённой открытию новой ме- ксиканской обсерватории в Тонанцинтла, ди- ректор Маунт Вильсоновской обсерватории W. S AdamsВ * * * * * * 1 доложил новые результаты исследования межзвёздных спектральных линий при весьма большой дисперсии. Оказалось, что в некоторых случаях линии Н и К разби- ваются на три и даже четыре отдельных ком- поненты, причём различие скоростей кальцие- вых облаков, порождающих эти комп<)ненты, достигает 20 км/сек. Эта физическая неодно- родность межзвёздного газа сопровождается химической неоднородностью, так как относи- тельная интенсивность межзвёздных линий мо- лекул СН,СН4-и CN и металлических межзвёзд- ных линий (главным образом Fe) оказы- вается у разных звёзд весьма различной: у одних преобладают линии молекул, у других—желе- за. Д. Я. Мартынов. ФИЗИКА ДЕЛЕНИЕ ТЯЖЁЛЫХ ЯДЕР, ВЫЗВАН- НОЕ ДЕЙТОНАМИ Деление тяжёлых ядер происходит следую- щим образом: ядро захватывает нейтрон, при этом образуется промежуточное ядро, массовый номер которого (число частиц в нём) на еди- ницу больше, чем у начального ядра. Проме- жуточное ядро после этого делился на два ос- колка. Таким образом, в случае урана делятся ядра с массовыми номерами 236 и 239, кото- рые получаются после того, как обычные!/535 и U238 захватили нейтрон. В случае тория де- лится ядро Th233, получающеес.. из тория с мас- совым номером 232 и, наконец, в случае протактиния Ра232, получающееся из Ра231. Кроме того, деление происходит при захвате ядра тяжёлого водорода—дейтона. Такая реак- ция наблюдалась у тория и у урана 238. В новой работеН. Бора он обращает внима- ние на то, что если энергия нейтрона или дей- трона достаточно велика, то деление может происходить и не только путём захвата. Ней- троны с очень большой энергией могут при столкновении с ядром передать ему достаточ- ное количество энергии, чтобы ядро могло по- сле такого столкновения делиться. При такой реакции, очвидно, будут делиться ядра!!235, и588. Th232,Ра531. При столкновении с дейтоном, дейтон, состо- ящий из протона и нейтрона, может отдать ядру свой протон, а нейтрон может вылететь об- ратно. После такого захвата протона образо- вавшееся ядро будет делиться. В результате, например, для урана и тория могут иметь место следующие реакции: U’bb + D -♦ Eka Re2» -+- п I —•деление Th232 + D —» Ра23» 4- п I —•деление 1 Scientific Antericaa.itMay, 1942.
№ 6 Новости науки 41 Здесь буквами D и U обозначены дейтон и нейтрон, a Eka Re — элемент с массовым номером 93, не имеющий пока своего назва- ния. Дискутируя опыты Якобсена и Лассена по делению тория и урана, вызванному- дейто- нами, которые проводились в его институте. Бор приходит к заключению, что процесс де- ления под влиянием дейтонов происходит именно таким образом. Интересно отметить, что опыты Якобсена и Лассена производились с помощью недавно построенного в Копенгагене циклотрона, ко. торый дает пучёк дейтонов с энергией до 10 миллионов вольт. Литература N. Bohr. Phys. Rew. 58, 864, 1941. — I. C. Jakobsen and N. O. L a s s e n, i bid, p. 867, 1940. Я- А. Смородинский. МАССА МЕЗОТРОНА В мартовском номере журнала .The Physical Review"1 появилась заметка четырёх фран- цузских физиков (L. Leprince— Ringuet, S. Gorodetzky, r. Na) eotte и R. Richard - Foy), о произведенных ими ещё в 1989 г. измере- ниях массы мезотрона. Измерения были про- ведены по одной из фотографий в камере Вильсона, на которой было снято столкновение мезотрона с электроном. По этой фотографии просто из законов механики Можно было вы- числить отношение массы мезотрона к массе электрона. Таким образом для массы мезотрона ими получено следующее значение: М = (240 + 20) X т> где m — масса электрона. Я. А. Смородинский. ХИМИЯ О ТРАНСУРАНОВЫХ ЭЛЕМЕНТАХ’ При облучении урана нейтронами, Ферми е сотрудниками удалось обнаружить 2 сорта атомов способных к ^-излучению. Предполагалось, что в результате испуска- ния отрицательного электрона изотоп урана превращается в элемент с порядковым номе- ром 93. Последний начинает группу трансура- новых элементов. О. Тан, Л. Мейтнер и Ф. Штрассман произ- вели ряд исследований по выяснению хими- ческих двойств трансурановых элементов. В связи с этим Тан и Штрассман сделали 15 1 Phys. Rev. 59, 960, 1941. 3 Zeltschrlft fiir Angewandte Ghemie, № 11/12, 15 HI 1941, S. 155. замечательное, открытие ' распада ядер урана (под влиянием обстрела нейтронами) на два ядра средней массы. Существование трансуранов оставалось, од- нако, недоказанным. При тщательном изучении 239 изотопа U , получающегося при обстреле и 238 92, нейтронами, оказалось, что он спосо- бен к ^-превращению с периодом полураспада 23 минуты. Образующийся при этом 93 элемент, как показали недавно Е. Мк Миллан (Е. Me Millan) и Ф. Г. Абельсон (Ph. Н. Abelson), также обладает ^-активностью. Результатом р-рас- пада 93-го элемента (период полураспада 2—3 дня) является образование 94-го элемента. Следовательно, приходится признать суще- ствование, по меньшей мере, двух трансуранов:. 238 92 + по" U 239 92 ____3_____> 23 мин. U 239 ? 239 ? ? 93 2, 3 дня* 94 ? ' Дальнейшие превращения трансуранов, как видно из схемы, не изучены. 93-й элемент, как это ни странно, не обна- руживает сходства с рением, хотя занимает в периодической системе место непосредственно под* рением. Зато в химическом отношении он очень походит на уран. Парадоксальность этого факта легко устраняется предположени- ем, что 93-й электрон расположен в одном из внутренних электронных слоёв, подобно тому, как это имеет место в группе редких земель. Совсем недавно японские исследователи (Nishina, Yasaki, Ezve, Kumura, M. Ikawa) доказали существование протонов трансура- нов. Эти авторы, обстреливая уран быстрыми нейтронами, получили изотоп урана, способ- ный к p-распаду, и, следовательно, превраще- нию в 93-й элемент. тт 238 , „ , . п 237 р 92 + п “~*2п • + 92 6,5 дней 237 ? ? 93 ’ ? Исследования трансуранов продолжаются- (Physic. Rev. 57, 1182, 1940). Н. Г. Полянский. ГЕОЛОГИЯ О МОЩНОСТИ .ТВЁРДОЙ* ЗЕМНОЙ ОБОЛОЧКИ Гипотеза об изостазии как причине ороге- нических и эпейрогенических движений зем- ной коры, как известно, базируется на двух основных предпосылках, впрочем, нуждающих- ся ещё в детальной проверке. 1. Предполагается, что сиалический (гранит- ный) слой земной коры образует материковые глыбы, погружённые в более тяжёлый под-
42 Природа 1943 коровый слой Превышение отдельных горных областей среднего уровня материка, с точки зрения этой гипотезы, требует соответствую- щего утолщения земной коры в районах гор- ных областей. 2. Допускается постепенное выравнивание распределения более твёрдых материковых масс вдоль экватора, что создаёт дрейф мате- риков ио направлению с восюка' на запад (отставание от вращения земли), сопровожда- ющееся также растяжением отдельных мате- риков (отделение Америки от Европы и Африки и образование в месте растяжения Атлантического океана)1. Толщина земной коры определяется различ- ными авторами от 40 до 100 км, а на основа- нии изучения глубины очагов тектонических щмлетрясений можно допустить, что предел погружения сцалических масс в подкоровый :лой (или погружение гранита в базальт и ультрабазальт достигает 60 км, что и опре- теляет среднюю толщину гранитных матери- ковых глыб, не давая ещё данных, а тем :амым и права намечать границу «твёрдого* и .жидкого* слоёв. Однако акад. В. А. Сельский делает вывод э «толщине твёрдой оболочки1 земной коры ia основании данных о наибольшей глубине эчагов отдельных землетрясений, которые зикак нельзя считать тектоническими, т. е. :вязаннымн со строением материков, так как 'лубина очагов колеблется в пределах от 100 до 700 км*. Такое заключение о распространении зем- зой коры на большую глубину сделано им а книге под заголовком: «Изучение строения земной коры на основании данных геофизики*. Заключение это, по существу опровергаю- щее всю систему доказательств, положенных в основу изостазии, совершенно неожиданно в книге, которая стремится обосновать гипо- гезу изостазии. Приводим дословно это заключение: «Твёрдая оболочка земной коры не огра- ничивается 40—60 км, её нижний предел пред- зтавлен максимальной глубиной глубокофокус- яых землетрясений". Такое определение заставляет предполагать, ято земная кора, кроме твёрдой оболочки, имеет и какую-то другую. Согласно гипотезе изостазии, толщина зем- зой коры увеличивается под материками и Уменьшается в районах дна океанов; следова- ло бы, естественно, ожидать, что и наиболь- шая глубина очагов (по Сельскому, который не отрицает в своем труде основных предпо- :ылок изостазии), если она связана с толщи- яой «твёрдой оболочки земной коры", приуро- чена именно к материкам, притом в.горных областях. Однако, как видно из расположения эчагов глубокофокусных землетрясений на картах, такого согласования не наблюдается. В самом деле (см. карту очагов глубокофокус- иых землетрясений в статье Е. Ф. Саваренско- го), очаги глубиной свыше 200 км располага- 1 Мы не вдаёмся в анализ и оценку пра- вильности этих положений, которые являются :щё гипотезами, имеющими, впрочем, распро- :транение средн геологов. ются вокруг Тихого океана, притом таким образом, что вдоль Азии они падают на дно океана, а вдоль побережья Южной Америки заходят на континент. Ни гипотеза изостазии, ни контракционная гипотеза не могли бы объяснить такого стран- ного утолщения земной коры до 600 км в местах, где, с одной стороны, мы имеем глу- бочайшие впадины морского дна, а с другой— высокие горные цепи. Очевидно, что здесь, в лабильных частях земной коры, при её толщине до 0,1 величи- ны земного радиуса, никаких интенсивных тектонических явлений не могло бы возникнуть. Заключение о том, что предельная глубина очагов связана с толщиной земной коры, не выдерживает критики ни с точки зрения контракционной гипотезы, ни с точки зрения гипотезы изостазии. Поскольку акад. Сель- ский не даёт объяснения этим фактам, его заключение следует признать недостаточно обосно’ванным. ______________ | ВЛад. Попов. | ПЛАВАЮЩИЕ КОНУСА ВЫНОСА На озере Увильды, этом самом глубоком и красивом из озёр Урала, нам пришлось на- блюдать интересное явление—плавающие ко- нуса выноса. В мае 1942 г., во время перелёта на само- лёте бригады акад. А. Е. Ферсмана с участни- ками совещания по изучению богатств недр Урала из Свердловска в Челябинск, с высоты 1—1,5 км, нами было обращено внимание, что на светлоголубой поверхности озера Увильды плавают громадные белые ледяные поля, а между ними темносерые, почти чёрные уча- стки. - Белые поля у нас не вызвали сомнений, что это плавающие льдины весеннего тающего льда. Хотя на других многочисленных озёрах восточного Приуралья, между Свердловском и Челябинском, лёд уже давно растаял, но глубокое (глубже 40 м) Увильдинское озеро вскрывается от льда позже всех озёр южно- го Урала, с опозданием в среднем на 2—3 не- дели. Обычно озеро Увильды очищается от льда в конце мая, в первых числах июня. Но что представляют плавающие между бе- лыми ледяными полями темные участки, ре- шить было трудно на самолёте с высоты. После совещания я возвращался из Челя- бинска в Кыштым через Увильды и на ыесте обследовал «чёрные айсберги5, которые ока- зались. своеобразными плавающими конусами выноса на льду озера. Бурные воды весенних потоков с распахан- ных колхозных полей селений Кузнецкое и Губернское (Тютняры) выносят на поверхность льда поздно вскрывающегося оз. Увильды мно- го размытых почвенных частиц и песчано-гра- вистых наносов. Местами около северных и восточных берегов' на льду озера весенние потоки образуют типичные конусы выноса, размером от 15X30 м и больше, общей мощ- ностью до 0,75—1,25^1. Наносы предохраняют прикрытые ими участки льда от таяния. По
№ 6 Новости науки 43 ьраям же конусов, где поверхность льда толь- ко загрязнена, наоборот, происходит более интенсивное таяние льда. Таким образом, под конусами выноса остаются участки льда, на- подобие ледниковых столов на горных ледни- ках. Благодаря нагрузке, которую создают на- носы, эти участки льда глубже погружаются в холодную воду, наподобие морских айсбер- гов, что, в свою очередь, предохраняет от действия весенних лучей солнца и замедляет таяние льда. Когда прохолит ломка тающего весеннего льда, между тающими, ослепительно сверкаю- щими белыми полями льда, ветрами по всему озеру разносятся «черные айсберги* — плава- ющие на льдинах конусы выноса весенних потоков. В меньших размерах явление плавающих конусов выноса нам пришлось наблюдать весной текущего года на озёрах Кыштыма и Сунгуля. Видимо, это явление имеет довольно широкое распространение, только до сих пор никем ещё не было отмечено. Изучение этого явления может иметь боль- шой научно-теоретический интерес и практи- ческое значение при разрешении спорных вопросов осадкообразования на 'дне замер- зающих водных бассейнов озёр и морей, Проф. А. И. Дзенс Литовский. БИОХИМИЯ * ВИРУСЫ И ФЕРМЕНТЫ Элементарные тельца вакцины, полученные дифференциальным центрифугированием дер- мальной пульпы инфецированных кроликов и затем подвергнутые соответствующей химиче- ской очистке, оказались содержащими два фер- мента— каталазу и фосфатазу: Однако, дока- зать присутствие в тельцах дегидрогеназы, не- смотря на использование ряда красок и суб- стратов, не удалось f1]. Предположение о .том, что каталазная и фосфатазная активность пре- паратов данного вируса обязана последнему, а не возможным примесям из тканей, откуда он извлекался, основывается на наблюдениях за поведением фосфатазы и каталазы в про- цессе очистки вируса, когда их количество сильно увеличивается. Что касается дегидро- геназы, находящейся в высоких концентрациях в тканях и фрагментах их клеток, из которых изолируют вирус, то этот фермент в конечном продукте вируса отсутствует. Можно ещё приписать присутствие фосфа- тазы и каталазы в вирусе адсорбции его по- верхностью, но эта мысль не может быть ве- роятной потому, что частые проведения вируса через промывные ванны не помогают элюции ферментов I1]. Эти результаты обусловили постановку но- вых исследований [’] по проверке и расши- рению их. ' Соответствующие опыты, выполненные на высоко инфекционном материале, показали. что очищенные элементарные тельца ведут себя так, как будто они содержат каталазу, липазу и фосфатазу. Присутствие дегидрогеназ или других ре- докс-энзимов установить и на этот раз не удалось. Но интерпретация и этих новых результатов усложнена тем, что элементарные тельца ад- сорбируют относительно большие количества энзимов из их разбавленных растворов. Эти, поглощённые поверхностью вируса, ферменты, не элюируются при промывке или центрифу- гировании вируса в условиях, подобных тем, что применяются при получении препаратов вируса. На этом основании присутствие ката- лазы, липазы и фосфатазы в очищенном ви- русе может быть объяснено адсорбцией из. клеток тканей хозяина, богатых этими энзи- мами. Вопрос о степени специфичности этой ад- сорбции решается тем, что вирус не адсор- бирует уреазы, фермента растительного про- исхождения. Поэтому, вся проблема ферментной харак- теристики вируса вакцины не получит опре- делённого разрешения до тех пор, пока не будут разработаны методы, позволяющие раз- личать энзимы клеток хозяина от ферментов вируса, как его интегральных частей. В свете фактов, касающихся адсорбции энзимов элементарными тельцами, заслуживает особенного внимания то, что тельца этого вируса содержат некоторые другие вещества, а именно: липид, углевод, нуклеопротеин, медь, флавин и биотин [3,4J. Причём первые три вещества находятся в различных препара- тах вируса в почти стехиометрических про- порциях. Отсюда эти вещества можно считать за наибольшую долю всей массы вируса. Признать медь за интегральную часть вируса заставляют следующие факты: 1) освободить вирус от меди можно только после его гид- ролиза, 2) количество меди в тельцах увели- чивается, по крайней мере, в 25 раз, в про- цессе их очистки, 3) этот элемент находится в определённых и постоянных количествах в любом образце элементарных телец и 4) электродиализ бессилен удалить медь из телец. Судить же о том, что флавин также яв- ляется компонентом вируса, следует из того, что элементарные тельца не адсорбируют до- полнительных количеств флавин-аденин-дину- клеотида из разведённых растворов этого вещества. Подобное явление можно констатировать и для биотина, освобождающегося в сравни- тельно больших количествах при гидролизе вируса. Биотин интимно связан со структурой элементарных телец, так как они не обнару- живают заметной адсорбции его из растворов биотина при самых разнообразных условиях. Литература [1] М. Mcfarlane and М. S а 1 а m а п, Brit. Jn!. exp. Path., 19, 184,1938. [2] C. Hoa- gland et al., Jnl. exper. Med., 76, 163, 1942. [3] С. H о a g 1 a n d et al., ibid., 71,737 и 72, 139, 1940; 74, 69 и 133, 1941. [4] C. Hoag-
44 Природа 1943 land et a'., Frac. Sac. exp. blol. and med., 45, 669, 1940. И. Ф. Леонтьев. . ЖЕЛЕЗО И ДИФТЕРИЙНЫЙ ТОКСИН При промышленном производстве проти- водифтерийных сывороток огромнейшую роль играет лабораторное получение сильно дей- ствующего токсина бацилл дифтерии, идуще- го на иммунизацию лошадей. Паппенгеймер и Джонсон ещё в 1936 году показали, что образование токсина бациллами дифтерии, растущими в жидких средах, име- ет место только тогда, когда концентрация железа в данной среде варьирует в очень уз- ких границах. При 0,14 р’ Fe/мл получается наиболее сильный токсин, тогда как 5,0 рг вызывает полную остановку в процессе его образования. В 1937 голу те же авторы получили хороший дифтерийный токсин на .синтетической" сре- де, состоящей исключительно из химиче'ски чистых реактивов, причём количество желе- за в ней тщательно подгонялось к оптимуму— 0,14 рг/мл. Эти опыты, побочным образом, выявили тот интересный факт, что токсин является продуктом синтеза бациллярных тел и что старая концепция важности некоторых сортов .пептонов" в токсинообразовании недействи- тельна. Эти опыты недавно (J. Mueller, Jnl. Jmmuno)., 42, 343, 1941) были повторены с чрезвычайной осторожностью и нацело под- тверждены. Культивируя дифтерийные бациллы из все- мирно известного штамма Park-8 в сосудах из мягкого стекла, можно было получить ток- син ~с 17 Lf/мл при содержании железа в сре- де, равном или немного меньшем 0,2 рг Fe/мл. Концентрация железа в 2,0—4,0 рг/мл позволя- ла получать токсин только вЗ—10 mid/ мл. В этих же опытах были испытаны многие металлы, но только один из них, а именно марганец, и то только в малой степени, смог замещать железо. Достигнутые результаты позволяют сделать предположение о том, что очень малое обра- зование токсина в присутствии больших ко- личеств Fe представляет нормальную продук- цию, тогда как его большие количества, по- лучаемые при условиях .железного* голода- мя, есть эффект компенсаторного механизма, в котором молекула токсина, свободная от железа, принимает участие в тех процессах, которые обычно катализируются железо-со- держащими энзимами. И. Ф. Леонтьев. МЕДЬ И ПРОТЕИНЫ КОРОВЬЕГО МОЛОКА Присутствие следов меди в тканях растений и животных привлекает всё большее и боль- шее внимание со стороны исследователей. Так, удалось доказать не только то, что медь имеет существеннейшее значение при образовании железа гемииа у животных, но также и то, чтв медь играет большую роль в жизни растений в виде медь-содержащих протеинов — так на- зываемых оксиДаз. Позднее было описано присутствие в живот- ных тканях не-геминного железа, связанного с медью в форме комплекса: нуклеопротеин/медь —железо. Из анализов коровьего молока известно, что оно содержит от 0,09—0,17 мг меди на литр. А так как медь молока не связана с его жи- ровыми веществами, то естественно предпо- лагать, что она, вероятно, находится в нём. будучи связанной с его протеинами. Эксперименты подтвердили (W. Dills and. Nelso’n. Jnl. amer. chem. sbc., 61, 1616, 1942) сделанное допущение. В результате удалось из сырого (непастеризованного) снятого коровьего молока выделить при помощи соответствую- щей методики, протеин, содержащий 16% азота и 0,19% меди. Диализ (рН=6,5) этого протеи- нового препарата показал, что медь в протеи- не находится в не-ионизированной форме. Попытки установить энзиматическую актив- ность данного протеина не удались, но это обстоятельство не говорит за то, что отсутст- вие энзиматической активности обязано дена- турации протеина во время его изолирования. Другие энзимы, существующие в молоке (например, пероксидаза), продолжают сопро- вождать медь-содержащий протеин, во время различных этапов процесса его извлечения, без инактивации. Этому заключению благоприятствует тот факт, что процесс изоляции из молока медь- содержащего протеина совершенно подобен тем, которые употребляются при извлечении других .медных" протеинов из их естествен- ных источников (табл. 1). Таблица 1 вМедныйш протеин Источник Медь % Лакказа Сок лакового дерева 0,15 Аскорбинок- Тыква 0,15 сидаза Тирозиназа Грузди 0,23 Тирозиназа Обыкновенные грибы 0,30 Тирозиназа Картофель 0,20 Гемоцианины Некоторые бес- позвоночные 0,19—0,26 Гемокупреин Кровь 0,34 Ввиду того, что молоко при хранении те- ряет свое антискорбутное свойство, а окси- даза аскорбиновой кислоты является медь- содержащим протеином (табл. 1), то были поставлены опыты с полученным медь-содер- жащим протеином по испытанию его способ- ности окислять аскорбиновую кислоту. Но результаты этих опытов были отрицательными. Подобным образом этот же .медный* протеин не обнаружил полифенолазного эффекта. И. Ф. Леонтьев.
Новости ндукм 45 Jfe 6 метаболизм аланина, содержа- щего С1» Радиоактивный углерод —С18 по всем своим химическим свойствам не отличается от обык- новенного углерода, с тем лишь исключением, что его атомная масса немного больше,чем у С12. На этом основании С18 может быть открыт при помощи масс-спектрометра всякий раз, как только он имеется в достаточной концентрации. Поэтому, когда какое-либо'соединение, содер- жащее в достаточном количестве С’8, будет прибавляться к пище того или иного живо но- го, то С18 будет следовать по его телу. Такая процедура может быть названа кормлением .этикетированными* элементами. А, следя за .маркированными* элементами по различным соединениям, образующимся в теле животного, можно показать, что за изменения претерпе- вают съеденные вещества в процессах обмена веществ. Этот метод таким образом делается исключительно ценным при изучении интер- медиарного метаболизма. Отсюда возникла идея (S. Gurin and W.Wllson, Jnl. amer. med. sci., 203, 466, 1942) изучить по- ведение в животном организме аланина, содер- жащего избыток С18 в карбоксильной группе. Для этой цели этим аланином кормили флори- .зинизированных белых крыс и следили за вы- деляемой ими глюкозой. Однако, оказалось, что глюкоза содержала очень маленькое количе- ство С18. Это доказывает, что наибольшая часть сахара мочи образуется не из аланина, полу- ченного с пищей, но из других источников те- ла животных. И. Ф. Леонтьев. * СОДЕРЖАНИЕ ТИАМИНА В ЖЕНСКОМ МОЛОКЕ Заботы о нормальном и полноценном пита- нии подрастающих поколений, особенно детей, начиная с грудного возраста, являются важ- нейшей задачей органов здравоохранения. В связи с этим большой научный интерес представляют определения тиамина (одного из компонентов^ витамина В) в женском мо-х локе, произведенные химическим (биохром- ным) методом, предложенным Гаррисом. Эти измерения показали (Е. Slater and Е. Rial, Med. Jnl. of Australia, 1, 3—12, 1942), что женское молоко на третью неделю лактации содержит тиамина около 9,5 у на 100 мл. Эго количество повышается до 14,9 у на 12-ую неделю, оста- ваясь в дальнейшем на этом уровне почти без изменений. На основании этих наблюдений можно пред- положить, что ребенок родится с запасами тиамина. Параллельно было обнаружено, что молоко различных женщин имеет большие индивидуальные колебания. Но в общем его количество в течение первых 3-х месяцев лактации одно и то же. Наибольшая часть связанного тиамина находится в фосфорили- рованной форме. Количество тиамина в молоке зависит от поглощённого тиамина, но его уровень на любой стадии лактации не поднимается выше 20 у на 100 мл. В связи с этими измерениями интересно указать на то, что в 46 образцах женского молока, полученного от 21 здоровой женщины, было установлено в среднем 6,86 г °/0 лактозы и 1,25 г % протеина. Из этих цифр среднее значение для .нежировой* калории вычис- ляется, как равное 33,2. Наименьшая потребность в тиамине у дитяти, кормящегося грудью, равняется 0,37 у, а опти- мальная не более 0,62 у на одну .нежировую* калорию. Из этого можно допустить, что и у взрос- лых людей эта потребность, возможно, подобна потребности, выявленной для грудного ре- бенка. И. Ф. Леонтьев. ФИЗИОЛОГИЯ ПЕЛЛАГРА^И НАДПОЧЕЧНИКИ Гормоны и витамины имеют теснейшую взаимосвязь. Как те, так и другие действуют, как катализаторы; их химические свойства нередко чрезвычайно схожи; и их физиологи- ческая деятельность часто проходит парал- лельно друг Другу в одном направлении и тогда они являются синергистами. Если же их работа идёт в противоположных направлениях, то тогда имеет место явление антагонизма. Например, витамин D теснейшим образом связан с паращитовидными железами в регу- лировании фосфорного и кальциевого мета- болизма. Витамин Е, безусловно, необходим для полного действия половых гормонов. Антагонистические отношения, существую- щие между витамином А и тироксином, могут быть легко продемонстрированы в различных экспериментах. , В свете этих фактов проблема витаминов имеет существеннейшее значение, когда за- нимаются исследованием каких-либо эндокри- нологических вопросов. Наблюдавшиеся за последние годы тяжёлые случаи пеллагры постоянно описывались, как связанные с симптомами Адлисоновой болезни. Но каким образом (механизм) витаминная недо- статочность обусловливает эндокринные рас- стройства, до сих пор ещё не понятно. Согласия в мнениях здесь нет. Вопрос — витаминная ли недостаточность вызывает атрофию надпочеч- ников или первичная гипофункция их благо- приятствует появлению пеллагры—остаётся все ещё открытым. В этих спорах решающее значение должны представлять летальные случаи пеллагры с последующими вскрытиями и гистологическим анализом эндокринных желез. Сосуществование пеллагры и гипофункции надпочечников впервые было замечено у лю- дей уже в 1914 году. Эти опыты были под- тверждены на животных. У морских свинок, питающихся исключительно кукурузой, можно наблюдать дегенеративные изменения в коре надпочечников с потерей ею липоида.
46 Природа 1943 В настоящее время (С. Hellwig and L. For- man, Amer. Jnl. of clin. Path., 12, 215, 1942), однако можно считать, что все пеллагрики имеют симптомы Аддисоновой болезни и, что в фатальных случаях, когда сделаны вскрытия, всегда находят атрофию коры надпочечников. Таким образом клинические наблюдения и анатомические данные при пеллагре совер- шенно ясно подтверждают наличие функцио- нальной связи между витамином, предотвра- щающим пеллагру, и гормоном коры надпо- чечников. И. Ф. Леонтьев. МЕДИЦИНА СУЛЬФАСУКСИДИН И ПОЛЕВАЯ ХИРУРГИЯ Среди производных сульфаниламида, син- тезированных в самое последнее время, наи- большее внимание со стороны хирургов, осо- бенно военных, заслуживает сукцинил-сульфа- тиазол: Н — N — СО — CHj— СН3- СООН С hcZXch I II НС сн Х/ 3 — сн / I и SOa—NH — С СН SN/ позволяющий с огромным успехом производить операции желудочно-кишечного тракта (Е. Path et al., Arch, of surgery, 44, 187, 1942). Это соединение, выпущенное в продажу под патентным названием .сульфасуксидин", заме- чательно тем, что оно плохо абсорбируется желудочно-кишечным трактом человека, при- чём его нахождение в этом отделе организма животных даже в высоких концентрациях остаётся без каких-либо вредных последствий. Сульфасуксидин при пероральных приёмах не накапливается в крови (печень — место, где происходит гидролиз), а легко расщепля- ется, давая сульфатиазол, сильнейшее бактерио- статическое средство (в 50 раз эффективнее сульфаниламида) для бактериальной флоры кишечника (опыты на собаках, заражённых штандартным штаммом В. coli, выращенным на синтетической среде). Введение сульфасуксидина в хирургическую практику позволяет теперь с лёгкостью делать такие операции, какие до него вряд ли могли быть осуществлены. Следовательно, огромный успех синтетиче- ской химии вызвал подъём биологической дисциплины — полостной хирургии на недося- гаемую до сих нор высоту. И. Ф. Леонтьев. БОТАНИКА ЭКОЛОГИЧЕСКАЯ РОЛЬ КРУПНОСЕМЯННОСТИ Исследователи культурной флоры хорошо знакомы с определёнными локусами крупно- семянных форм в некоторых областях земного шара, среди которых особенно резко выде- ляется средиземноморский очаг. Противопо- ложностью ему является среднеазиатский центр земледельческой культуры, где, наоборот, со- средоточены относительно мелкосемянные формы многих культурных видов. Попытки объяснить определённую географи- ческую локализацию крупносемянности раз- личной интенсивностью искусственного отбора нельзя признать удачными. Трудно допустить, что такие страны древней и интенсивной земледельческой культуры, как Китай, Средняя Азия и Индия, резко уступали пО интенсив- ности искусственного отбора Средиземномо- рью. К тому же локализация в Средиземно- морье крупносемянных форм проходит далеко не по всем культурам. Она прекрасно выра- жена здесь у таких культур как лён [П], конопля [i’J, горох [5], нут [И], твёрдая пшеница р3], люцерна [3], кунжут [*], но средиземноморские культурные формы черной горчицы [*8], риса [6], дыни [1‘], свеклы [10], моркови [®], репы [*•] от- нюдь не выделяются своим крупным семенем. При этом следует отметить, что величина се- мени безусловно имеет ' определённое хозяй- ственное значение у зеровых и масличных культур, и тем не менее искусственный отбор не закрепил здесь этого признака у риса и чёрной горчицы. Для кормовых же [трав и прядильных величина семени не имеет непо- средственного экономического значения, а она прекрасно здесь выражена у люцерны и ко- нопли, возделываемой в средиземноморских странах преимущественно на волокно. Если же мы обратимся к экологии крупно- семянных форм по сравнению с другими фор- мами того же вида, то легко убедимся, что признак крупносемянности почти всегда кор- релятивно. связан с большей или меньшей скороспелостью и прохождением первых ста- дий при сравнительно неблагоприятных усло- виях, В Средиземноморья крупным семенем как раз отличаются относительно скороспелые культуры, плодоносящие ранней весной и проходящие первые фазы своего развития зимой, с коротким днём и пониженной темпе- ратурой. Лишены здесь этого признака, с од- ной стороны, поздние летние культуры, а с другой—зимние корнеплоды с растянутой пер- вой фазой развития и медленным ростом над- земной массы. Крупносемянность встречается у некоторых зимних культур Индии, как, на- пример, у льна [’°]. Очень характерный очаг крупн семянных форм имеется в Японии. Здесь этот признак рельефно выражен у южных теплолюбивых культур короткого дня, которые начинают в Японии свою вегетацию при бо- лее прохладной дождливой погоде и более длинном дне, чем в других странах своего распространения. Сюда относятся соя [7], машр8], конопля [«], У мягкой пшеницы ло-
№ 6 Новости науки 47 кус крупносемянных форм вырисовывается в северо-западной Европе [13], являющейся край- ней периферией культуры этого довольно теплолюбивого растения. Среди советских сортов озимой ржи северные также отличаются более крупными зерном, чем южные [1]. Приведенные факты для своего объяснения заставляют исследователя обратиться к эко- логической роли крупносемянности. Ряд наб- людений и опытов показывает, что крупное семя, давая крупные и мощные всходы, обес- печивает более быстрый рост сеянцев в пер- вые моменты их жизни [1JJ (табл. 1). Опыт экспериментального удаления части семени показывает, что этот приём влечёт за собой значительное ослабление роста в начальных стадиях развития (табл. 2). Таблица 1. Средний суточный прирост в высоту молодых сеянцев в связи с величиной их семени (опыт на Северном Кавказе 1932 г.) Испытуемые формы . Вес 1000 семян в г Средний суточный при- рост в высоту в см (Сред- нее из измерений 10 растений) За первую декаду пос- ле всходов За вторую декаду после всходов В Отраде Кубан- ской— В Шуи-1 туке В Отраде Кубан- ской В Шун- туке Лён Северно-рус- 3,8 ский долгунец. 1,2 2,5 3,2 2,3 Средне-азиат- ский кудряш . 4,7 1,3 2,2 1,5 2,2 Средиземно- морский круп- носемянный . 10,0 2,3 3,8 3,5 4,0 Мягкая пше- ница Голландская . 21,0 7,1 8,5 6,9 5,4 Северно-аф- рикзнская степ- ная 31,0 8,1 9,0 6,2 3,7 Овёс Шведский . 8,9 6,1 6,4 9,3 7,2 Палестинский 29,2 7,6 7,2 7,2 4,5 Вика Вятская .. . 24,0 4,8 0,0 Мало-азиат- ская 37,8 6,2 — 0,0 Любовытно, что ослабление роста в связи с уменьшением семени, повидимому, имеет свой оптимум, когда оно наиболее резко проявля- ется, и, следовательно, экологическая ценность крупносемянности будет различной в разных условиях обитания. Весной 1942 г. был про- веден небольшой опыт, демонстрирующий это положение. В конце февраля, г марта н апреля Таблица 2. Изменение средней высоты мо- лодых сеянцев в связи с искусственным уда- лением половины семеии, противоположной зародышу, перед посевом (опыт в Отраде Кубанской 1933 г.). Посевной материал Средняя высота сеян- цев посева 26 апреля в см (среднее из из- мерений я га 3 10 растений). 15 мая 25 мая 5июня Крупносемянный среди-1 земноморский Avena Ьу- zantina Koch целые семена .... 4,9 11,3 18,6 27,0 семена с удаленной половиной эндосперма . 2,7 8,4 14,1 21,7 Мелкосемянный мало- азиатский Апепа sativa L целые семена .... 3,1 8,1 15,6 32,8 Крупносемянная Phase- olus vulgaris Savi «Триумф* целые семена .... 10,1 12,6 17,5 семена с удаленной по- ловиной семянодоль . . 6,3 11,7 14,2. Мелкосемянная Phase- olus vulgaris Savi «рисовая* целые семена .... 8,1 10,9 13,2 Крупносемянная япон- ская Glycine hispida Moench. целые семена .... 6,4 10,7 17,3 семена с удалённой по- ловиной семянодоль . . 5,0 7,7 17,3 Мелкосемянная китай- ская Glycine hispida Moench. целые семена > . . , 6,5 9,7 12,0 в теплице при температуре 20—25“ произво- дились посевы в горшки средиземноморского крупносемянного льна, средиземноморской английской пшеницы и крымского осеннего одуванчика целыми неповреждёнными семе- нами и семенами с удалённой половиной, про- тивоположной зародышу. Появившиеся в на- чале марта, апреля и мая сеянцы выносились в холодную оранжерею, содержались здесь 30 дней, и затем учитывалась их сырая масса. Полученные цифры показывают, что для льна н пшеницы наибольшее относительное влия- ние на рост крупность семени оказала в апреле, тогда как для менее теплолюбивого крымского одуванчика это влияние Сказалось более сильным в марте (табл. 3). Отмеченные выше факты приводят к мысли, что крупное семя является экологическим приспособительным признаком, обеспечиваю- щим относительно быстрый рост при небла- гоприятных условиях за счёт запасов питатель- ных веществ в семени. Поэтому крупносемян- ность и локализируется, в определённых усло- виях и районах, где этот признак оказывается наиболее ценным и сильнее контролируется
48 Природа 1943 Таблица 3. Влияние искусственного удаления половины семени на рост сеянцев при различных условиях. (Опыт 1942 г. в оранжерее Ботанического сада Томского университета) Месяцы опытов и приблизи- тельные сред- ние интервалы колебаний тем- пературы в оранжерее в градусах Средний вес сырой массы одного растения через 30 дней после всходов в г Льна Пшеницы Крымского осеннего одуванчика Из целых семян Из семян с удалён, по- ловиной семянодоли Из целых семян 11Л Из семян с удалён, по- ловиной эндосперма Из целых семян Из семян с удалён, семянодолью Март (5—15) 0,076+0,011 0,043±0,004 0,393+0,060 1 1 0,181+0,026 0,028+0,001 р,015+0,004 1 ' 1 Апрель (10—20) 0,448+0,032 0,165+0,010 1,670±0,313 1 i 0,518+0,019,0,140+0,017 0,117±0,025 1 । Май (15-30) 1,091+0,057 0,589+0,054 1 3,302+0,200 3,124 +0,172 1 ~ 1 0,380+0,031 0,238+0,042 1 1 Л Л Разница между весом сеянцев из целых семян и семян с удалённой половиной Месяцы в г в °/0 от веса сеянцев из целых семян В г в % от веса сеянцев из целых семян В Г в % от веса сеянцев из целых семян Март 0,033+0,012 43+16,9 0,212+0,065 54±18,5 0,013+0,002 - 46+7,3 Апрель 0,283+0,033 63+8,4 1,152+0,314 . 69+22,8 0,023+0,030 16+21,0 Май 0,502+0,067 46+6,2 ‘ 0.178±0,264 5+7,4 0,142±0,053 38+14,5 •естественным отбором. Тип средиземномор- ского климата с летней засухой и основной вегетацией растений при коротком зимнем дне и относительно низких температурах вы- зывает наиболее резкое проявление этого признака у ряда культурных растений.’ Такую же картину можно наблюдать у ряда культур, как соя, пшеница, рожь у северной границы их ареала. Крунным семенем часто отличаются высокогорные формы, прекрасным примером чего являются шабдары Афганистана и Ира- на [2]. Параллельно с этим явление вивипарии, состоящее в замене в качестве посевного ма- териала мелкого семени более крупной луко- вичкой, наиболее характерно также для эфе- меров засушливых зон, как бреднеазиатские формы Роа bulbosa L. и эфемеров Заполярья, как описанная форма полярной скандинавской Festuca ovina L. [22]. Культура, как фактор формообразования, способствует увеличению крупности семени. Одной из причин этого безусловно является искусственна л заделка семян, создающая опре- делённые затруднения для появления всходов слишком мелкосемянных растений, особенно при тяжёлых почвах. Это положение довольно хорошо демонстрируем : небольшим опытом с кок-сагызом, проведенным в конце марта .1942 г. в лабораторных условиях, где спе- циально отобранные из образца наиболее круп- ные и наиболее мелкие семена заделывались на различную глубину в ящиках с различными искусственными субстратами (табл. 4). При этом следует учесть, что уже одно опоздание появления всходов может явиться в ряде зон, особенно зон с коротким периодом вегетации; решающим моментом в борьбе за существо- вание. В силу отмеченных причин культурные рас- тения обычно отличаются более крупным се- менем, чем дикие и сорные представители тех же видов. Хорошим примером этого могут служить мак [12], канатник [е], лён[а0], соя Р], конопля [п]. Любопытен факт, что недавно взятые в куль- туру советские каучуконосы тау-сагыз и кок- сагыз заметно повысили здесь крупность своих семян, как свидетельствуют имеющиеся дан- ные селекционеров и семеноводов. Конечно, здесь мы имеем в основном культурную моди- фикацию семени, но параллельно с этим без- условно идёт и генотипическое изменение исходных диких популяций в сторону укруп- нения семени, так как отбор в этом направ- лении, по опытам селекционеров, оказывается достаточно эффективным, а культура даёт яв- ные преимущества крупносемянным формам. Однако в отдельных случаях естественный отбор, сильно действующий на сорняки, соз- даёт у этой группы экотипов даже более круп-
№ 6 Новости науки 49 Таблица 4. Влияние крупности семени на быстроту появлении всходов кок-сагыза (опыт студентки В. Л. Шустовой в лаборатории кафедры генетики и селекции Томского университета, посев 20 марта). Глу- бина за- делки в мм День появления всходов после посева Разница в днях появления всхо- дов из мелких и крупных семян Мелкие семена (вес 1000 семян—0,44 г) - Крупные семена (вес 1000 семян=0,54 г) На На На песке На пар- никовом перегное На глине Среднее для трёх типов почв На пар- | На песке На парни- никовом песке ; тлине ковом пере- перегное гное 0,5 11 10 19 но 12 10 1 —2 9 2,7 1,0 12 12 13 12 12 15 0 0 —2 -0,7 1.5 13 11 31 12 10 29 1 < 1 <2- 1,3 2,0 13 23 31 13 15 17 0 8 14 7,3 2,5 13 35 17 14 25 10 -1 10 7 5,3 3,0 13 39 35 14 23 12 -1 16 12 9,0 / » Среднее . . . . 0,р±0,4 5,5+2,8 7,0+2,5 4,2^1,5 ыое семя, чем у культурных форм того же вида. В большинстве случаев подобные факты Относятся к явлениям синэкологического по- рядка, когда сорят: приспосабливается к за- сорению более крупносемянной, чем он, куль- туры. Примером вышеизложенного являются малоазиатская чёрная горчица, засоряющая сурепку и обладающая более крупным семе- нем, чем местные культурные формы того же вида |18J, и обыкновенный рыжик, засоряющий в Карелии посевы льна , Если учесть экологическую роль крупйости семени, то сознательный отбор на этот при- знак должен иметь место при определённых направлениях селекции, и в первую очередь при селекции недавно интродуцированных в полевую культуру диких видов, а также при селекции сортов — эфемеров для засушливых /Зон и для продвижения к северу от настоящей границы ареала. Обратное направление селекции на опреде- лённое уменьшение семени может иметь место в отдельных областях, где быстрый рост сеян- цев является нежелательным сообразно с мест- ным ходом погоды. При этом следует учесть, что Величина семени является признаком ге- нетически независимым от ряда других дифе- ренциалов интегрального понятия быстроты развития, как благоприятные реакции на длину дня, на повышение температуры, на изменение характера питания. Вместе с этим крупность семени, как фактор,'ускоряющий рост, без- условно, влияет также и на быстроту прохо- ждения фаз, так «как при всей автономности обоих этих процессов достижение определён- ных фаз неизбежно связано с определёнными предшествующими ростовыми явлениями. По крайней, мере в ряде скрещиваний крупность семени ведет себя как определённый диферен- циал скороспелости, присутствуя у наиболее скороспелой группы выщеиенцев, сочетающих в едином, генетическом комплексе наиболее благоприятные для быстрого развития при- знаки. Комбинируя этот признак с другими дифе- ренциалами скороспелости, особенно с силь- ной фотопериодической реакцией длинного дня, возможно получить синтетически новые сорта, более скороспелые, чем их исходные формы, каждая из которых обладает лишь частью благоприятных для быстрого развития признаков (табл. 5). Таблица 5. Длина вегетационного периода у гибридов мелкосемянного льна-долгунца и средиземноморского крупносемянного в Май- копе (июнь — июль 1931 г.) Объект Число дней от всходоя до цветенив р (долгунец 41 1 средиземноморец 37 . F, (долг. X с^едиз. 48 со средней ве- (средиз. Ха°лг- 39 личиной семени Наиболее ско- , „ 4Z роспелые пред-|ДОЛ1' X средиз. о U ставители F2 с 1средиз. X долгун. 21 крупным семе- нем Повидимому крупность семени, как признак большого экологического значения, заслужи- вает серьёзного внимания к себе со стороны селекционеров, и его не следует упускать из вида при работах селекционно-интродукцион- ного порядка и при селекции в направлениях, связанных с изменением вегетационного пе- риода. Кафедра генетики и селекции Томского университета 4- Прир«д1, N С
50 Природа 1943. Литература [1] В. И. и В. Ф. А н т р о п о в ы. Культур- ная флора СССР, т. II, 5, 1936. [2J Л. П. Б о р- даков. Труды по прикл. бот. ген. и сел., сер. А № 5 - 6, 19, 1933. [3] Л. П. Бордаков. Труды по прикл. бог., ген. и сел., с. р. VII, № 1, 3, 1934. [4] В. М. Гильдебрандт. Труды по прикл. бот., ген. и сел., сер. А, № 5—6, 106 1933. [5] Л. И.' Говоров, Горох. Культ, флора СССР т. IV, 213, 1937. [6J Г. Г. Гу- щин. Рис. 1938. [7] В. Б. Е н к е и. Труды по прикл. бот., ген. и сел., сер. IX, № 1,47, 1932. [8] А. М. И о л ь с о и. Новые масличные куль- туры, 253 1931. [9] Н. И. К и чу но в. Мор- ковь. 1927. [10] В. Т. К р а с о ч к и н и В. Н. Уэунов. Труды по прикл. бот. ген. и сел. т. XXVI, вып. 2, 76, 1931. [И] А. И. Купцов. Труды по прикл. бот., ген и сел. сер. XI № 1, 3, 1932. [12] А.'И. К у п ц о в. Масличные куль- туры, № 2,17, 1932. [13] Е. Ф. П а л ь м о в а. Введение в экологию пшениц, 1935. [14] К. И. П а н г а л о. Дыни, 1928. [15] Г. М. П о п о в а. Культ, флора СССР, т. IV, 25, 1937. [16] Г. М. Попова. Культурная флора СССР, т. IV, 573, 1937. [17] Т. Я. Серебрякова. Конопля, 1929. [18] Е. Н. Синская. Труды по прикл. бот., ген и сел., т. XIX, вып. 3, 1, 1928. [19] Е. Н. Синская и А. А. Бестужева. Труды по прикл. бот., ген. и сел., т. XXV, вып. 2, 98, 1930—1931. [20] Е. В. Э л л а д и. Куль- турная флора СССР, т. V, 109, 1940. [21] М. Prochaska. Die Gartenwissenschaft, № 4, 277,193'. [22] G. Turesson. Heredfths, в. VIII, H. 1—2 (1926) und В. XIII H. 2—3, 1930. Проф. А. И. Купцов. зоология О НАХОЖДЕНИЕ БУРЕВЕСТНИКА В СССР В т. V .Птицы СССР* Г. Л. Дементьев вык- лючает из состава фауны Союза бурого буре- вестника Puffinus griseus (Gm.) на том осно- вании, что указание Хартерта (Die Vogel der Palaarktischen Fauna, II, p. 1426) на наличие этбг ' вида на Камчатке основано на недора- зумении. Повидимому, Хартерт действительно е имел экземпляров этой птицы с Камчатки, как и Кларк с Сахалина. Таким образом ни одно из указаний на наличие Puffinus griseus (Gm.) в фауне СССР не было подтверждено экземплярами. В коллекции Кафедры зоологии позвоночных Сре !не-Азиатского государственного универ- ситета хранится шкурка бурого буревестника, добытого И. И. Колесниковым на восточном берегу Камчатки, в окрестностях Петропав- ловска, в первой декаде августа 1927 г. Все диагностические признаки этой птицы как в отношении окраски (подмышечные тёмнобу- рые, нижние кроющие крыла почти белые с темными стволами бурыми крапинками), так и, в отношении размеров (крыло 290 мм, плюсна 35 мм, средний палец с когтем 62 мм, клюв от лба 42 мм, высота клюва 8 мм) не оставляют сом- нений в правильности определения. Таким образом Puffinus griseus (Gm.) должен быть оставлен в фауне птиц Союза ССР. • Р. Н. Мекленбурга. ПАЛЕОНТОЛОГИЯ ПАЛЕОНТОЛОГИЧЕСКАЯ ДРЕВНОСТЬ ЛО ТОСА Все авторы, изучавшие семейство нимфей- ных, отмечают его глубокую древность, выте- кающую из несходства между главными рода- ми, что указывает на то, что много промежу- точных родов между ними вымерло. Кроме того, надо отметить примитивность строения, представителей этого семейства. Напомним, что цветок у некоторых родов нимфейных (как, например, у рода Camboa) построен по трехмерному типу. Затем наблюдается сраста- ние семядолей в трубочку. На анатомических, срезах отмечается рассеянность сосудистых пучков и большая или меньшая редукция корневой системы р.г]. Эти факты с очевид- ностью указывают на необходимость обратить, внимание на полентоги ческую сторону воп- роса. Отложения ископаемые флор, относя- щиеся к третичному и меловому временам, в Европе и Америке часто содержат остатки различных нимфейных и, в том числе, лотоса Nelumbo [3]. Применение методов пыльцевого анализа к отложениям более древнего возра- ста устанавливает ещё большую древность данного семейства.,Так, исследования послед- них лет, произведенные в угольных отложе- ниях Шотландии [*], установили наличие пы- льцы нимфейных в слоях Сутерленда, окол» Броры, которые несомненно относятся к юр- скому возрасту. По Walton там были найдены зёрна пыльцы с тремя продольными складоч- ками, вполне сходные с пыльцой лотоса и, кроме того, найдена ещё пыльца, весьма сходная с пыльцой рода Castalia-, Simpson сравнивает её с пыльцой современной Casta- lia crasslfolia Н. - Mazz., Walton (5) в своеё учебнике палеоботаники изображает эти пыль- цевые зёрна при увеличении в 1000 раз. Эти примеры с очевидностью показывают значение пыльцевого анализа в палеоботанике в тех случаях, когда мы не имеем налицо более крупных объектов для изучения ископаемых, растений. Литература [1] Буш Н. А. Общий курс ботаники, изд. 1, стр 213, 1924. [2] Кузнецов Н. И., проф Введение в систематику цветковых растений Изд. 2, стр. 324—327, 1936. [3] Seward S. А. Века и растения, русский перевод под. ред. Криштофовича А. Н., стр. 300, 1936. [4] S i m- pson J. В. Fossil Pollen in Scottich Jur. Coal. Nature, 139, p. 673, 1937. [5] Waltoa. 1 Prof. An Introduction to the Study of Foss. Plante- London, p. 165, 1940. Проф, И. В. Палибин^
ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ Н. И. ЛОБАЧЕВСКИЙ, КАК ТВОРЕЦ НОВОЙ ГЕОМЕТРИЧЕСКОЙ СИСТЕМЫ (К 150-летию со дня его рождения) Проф. П. А. ШИРОКОВ Не такой требуется математик, которой толь- ко в трудных выкладках искусен, но которой, изобретениях и доказательствах привык- нув к систематической строгое и, в натуре сокровенную правду и непоползновенпым орядком вывесть умеет. \ М. В. Ломоносов 2 ноября 1943 г. исполнилось 150 лет со дня рождения одного из вели- чайших геометров в истории развития математических наук—Николая Ива- новича Лобачевского. Создание им новой геометрической системы не только решило одну из основных проблем обо- снования геометрии, над которой безуспешно до тоГо работала математи- ческая мысль в течение двух тысячелетий, но и указало во многом пути дальнейшего развития геометрии. Его работы произвели коренной пе- реворот во взглядах на «снования геометрии и •казали сильное влияние жа дальнейшее развитие не только исследований в области.вопросов мате- матики, но и философии вообще. Н. И. Лобачевский родился 22 ок- тября (ст. стиля) 1793 г. в Нижего- родской губернии в семье бедного чиновника-архитектора (по другим источникам землемера). После посту- пления Лобачевского сначала в Казанскую' гимназию (1802 г.), а за- тем в Казанский университет (1807 . .) его жизнь самым тесным образом была связана с Казанью, из которой он Проф. н. И. ЛОБАЧЕВСКИЙ уезжал очень редко в кратковремен- ные командировки. Вся его научная, педагогическая и административная деятельность протекала в Казанском университете, развитию которого он отдал все свои силы. Его администра- тивная, педагогическая и общественная деятель- ность является поистине поразительной: 19 лет он был ректором универси- тета, под его непосред- ственным руководством протекало строительство университетских зданий, долгое время он работал директором библиотеки, деканом физико-матема- тического факультета, и в то же время он не только читал лекции по всем дисциплинам теоре- тической и прикладной математики, начиная с теории чисел и кончая астрономией и физикой, но и занимался составлением конспектов лекций и учебников для своих слуша- телей; кроме того, он уделял много внимания постановке народного обра- зования в начальных и средних учеб- ных заведениях, являясь членом «училищного комитета" и инспекти- руя гимназии и уездные училища; им читались публичные лекции по фи.
52 Природа 1943 зике и курс „народной физики* (по- пулярный курс для ремесленников г. Казани); Лобачевский занимался также вопросами сельского хозяй- ства, являясь деятельным членом Казанского экономического общества. Если принять во внимание, что Лобачевский ко всякому делу, кото- рым он занимался, относился с боль- шим рвением, что это была горячая, увлекающаяся натура, станет ясным, какой необычайной работоспособ- ностью отличался Лобачевский, на- ходя время и силы для . научной ра- боты, которой он неуклонно занимался в течение всей своей деятельности, разрабатывая разнообразные вопросы геометрии, алгебры и анализа. Основ- ным вопросом теоретической мате- матики, над которым он упорно ра- ботал до конца жизни (1356 г.), было развитие новой геометрической сис- темы, обобщающей геометрию Ев- клида. Как известно, самым важным от- делом элементарной геометрии, имею- щим наибольшие применения в об- ласти прикладных наук, являются метрические вопросы, связанные с ре- шением треугольников (тригономет- рия), вычислением площадей и объё- мов. Все эти вопросы основаны на теории пропорциональных линий и подобных фигур, базирующейся на теории параллельных, положенной в основу построения геометрии древ- негреческими математиками. Эта тео- рия параллельных в свою очередь приводится к очень простому воп- росу о числе прямых, проходящих через точку, не лежащую на данной прямой, и не пересекающих эту пря- мую. При помощи теорем, не зави- сящих от теории параллельных, очень иросто можно доказать, что через точку Р, не лежащую на данной пря- мой а, можно провести в плоскости а, определяемой точкой Р и прямой а, прямую Ь, не пересекающую пря- мую а (стоит, например, только учесть, что перпендикуляры к одной и той же прямой не пересекаются). Возникает вопрос, существуют ли в плоскости а ещё прямые, проходящие через точку Р, не пересекающие а. В основе обычной теории параллель- ных лежит предположение (так назы- ваемый пятый постулат Евклида), что прямая b—единственная не пере- секающая среди прямых, проходящих через точку Р (она и называется па- раллельной прямой а). На основании этого постулата очень просто по- лучаются привычные для нас свойства параллельных, строится теория по- добных фигур и развёртывается вся метрическая часть геометрии, так хорошо оправдывающаяся в области прикладных наук и соответствующая нашим наглядным представлениям.То особое положение, которое занимает пятый постулат Евклида среди Других постулатов (недостаточная его „оче- видность* и простота то сравнению с другими аксиомами геометрии, возможность доказательства ряда довольно сложных теорем без при- менения этого постулата, доказуе- мость предложения, являющегося обратным относительно него), вы- звало со стороны геометров попытки его доказательства. В течение двух тысячелетий появляются самые разно- образны0 доказательства этого посту- лата, из которых одни приводились замене его какой-нибудь другой аксиомой, другие основывались на некритическом подходе к понятию бесконечно больших величин и'сво- дились к не имеющему никакого ма- тематического смысла сравнению бес- конечных областей плоскости. I Решение вопроса об обосновании теории параллельных было дано в начале 19-го столетия работами двух гениальных геометров—Лобачевского и И. Больяи, являющихся творцами новой геометрической системы и не- зависимо друг от друга пришедших к этим новым идеям. Крупнейший математик того времени Гаусс также дал построение основ неевклидовой геометрии, но он не тол'ько не опуб- ликовал своих исследований в тече- ние всей своей жизни, опасаясь ос- таться непонятым современниками, но и требовал от тех, с которыми он делился своими мыслями, сохранения их в строгой тайне. Приоритет опуб- ликования новой . еометрической системы и наибольшая полнота в её развитии принадлежит Лобачевскому.
№ С История и философия естествоз н а н и я 53 В настоящее время трудно про- следить по сохранившимся материа- лам пути творчества Лобачевского в деле создания новой геометриче- ской системы. Можно кратко сказать следующее: в марте 1817 г., читая курс геометрии, Лобачевский даёт очень остроумное, но недостаточно обоснованное доказательство посту- лата Евклида; в учебнике элемен- тарной геометрии 1823 года Лоба- чевский уже очень критически под- ходит к имеющимся доказательствам этого постулата, о которых он гово- рит, что они «могут назваться только пояснениями, но не заслуживают быть почтены в полном смысле математи- ческими доказательствами". 7-го февраля 1826 года он пред- ставляет в отделение физико-мате- матических наук Казанского универ- ситета рукопись на французском языке, содержащую построение новой гео- метрической системы (доклад d от- делении Лобачевским был сделан 11 февраля 1826 г.); рукопись эта не дошла до нас, но извлечения из неё Лобачевский печатает в 1829 году в своем первом опубликованном сочи- нении по неевклидовой геометрии: „О началах геометрии". Гениальное открытие новой сис- темы геометрии не было понято ма- тематиками того времени. Академия Наук, которую Лобачевский пред- ставил своё первое сочинение в 1832 году, дала резко отрицательный отзыв (по словам рецензента акаде- мика, Остроградского, „труд г-на Ло- бачевского не заслуживает внимания Академии"); в журнале „Сын Оте- чества" в 1834 году появилась оскор- бительная рецензия анонимного ав- тора на это сочинение, исходившая, видимо, из кругов, близких к Акаде- мии Наук. Случилось то, что, неви- димому, предугадывал Лобачевский, когда он ещё был занят разработкой своих новых идей (ещё в 1822 году t попечитель Казанского учебного округа в письме ректору Казанского университета от 10 сентября пишет о Лобачевском, который незадолго до того был в командировке в Петер- бурге и беседовал с попечителем, что он „наши собственные академии почитает не довольно знающими для суждения о трудах его*). Не встретивши понимания своих исследований, Лобачевский продол- жает систематическое печатание раз- личных изложений неевклидовой гео- метрии и её приложений к анализу на русском и иностранных языках. Но всё же, несмотря на" все усилия Лобачевского популяризировать свои идеи, он до конца своей жизни не встретил их признания, и только проф. Казанского университета П. И. Котельников, понимавший глубокое значение этих гениальных исследо- ваний, публично в актовой речи (1842 г.) выразил уверенность, что они будут достойно оценены в бу- дущем. При жизни Лобачевскоге появилась в печати только одна не- большая брошюра на немецком языке, признававшая его заслуги, но оста- вшаяся для него неизвестной: в 1851 году в провинциальном венгер- ском городе Марос Вазархели отец И. Больяи печатает небольшое сочи- нение по математике, в котором, высоко оценивая идеи Лобачевского, приводит сравнение между его рабо- тами и исследованием своего сына. Косвенное признание своих заслуг Лобачевский получил в 1842 г., когда он был избран членом - корреспон- дентом Геттингенского учёного об- щества по предложению Гаусса, вы- соко ценившего работы Лобачевского но ничего не сообщившего ему о своем отношении к неевклидовой гео- метрии. Геометрия Лобачевского основана на более сложной теории параллель- ных, нежели геометрия Евклида. Если сделать попытку доказать постулат Евклида от противного, то в основу теории параллельных следует поло- жить предположение (постулат Лоба- чевского), что в плоскости через точку, не лежащую на данной пря- мой, можно провести бесчисленное множество прямых, не пересекающих данную. Если при развитии следствий из этого постулата мы встретим противоречие, постулат Евклида бу- дет доказан. Следуя этому пути, творцы неевклидовой геометрии не только не встретили противоречия
54 Природа 1943 но в результате продолжительных и упорных исследований они убедились в возможности построить новую гео- метрию, которая, как и обычная гео- метрия Евклида, позволяет решать всевозможные геометрические проб- лемы и имеет право на существо- вание наравне с классической гео- метрией. Конечно, эта геометрия гораздо сложнее обычной: в ней нет подоб- ных фигур, нет той теоремы о про- порциональных линиях, которая поз- воляет так просто построить триго- нометрию и развернуть вычисление площадей и объёмов, — метрические соотношения в ней выводятся более сложным путём, чем в обычной гео- метрии. В обеих геометриях — Лоба- чевского и Евклида — имеются общие теоремы (те, которые не зависят от теории параллельных); в них есть и такие теоремы, которые, отличаясь несколько более общим характером в геометрии Лобачевского, очень похожи друг на друга в обеих гео- метриях; но в то же время в геометри- ческой системе Лобачевского мы встречаем и такие предложения, ко- торые поражают своей необычайно- стью всякого, кто привык к рбразам и закономерностям только геометрии Евклида и впервые знакомится с по- строением более общей системы гео- метрии. Например, рассмотри^ бес- конечную область CABD, ограничен- ную отрезком АВ и двумя лучами АС и BD, перпендикулярными к АВ и лежащими по одну сторону от пря- мой АВ. В геометрии Лобачевского лучи АС и BD не только беспре- дельно расходятся в отличие от гео- метрии Евклида, но в области CABD существует бесчисленное множество прямых, целиком лежащих в этой области и не пересекающих её гра- ницу. Такие необычайные теоремы, не имеющие никаких аналогов в гео- метрии Евклида, кажущиеся чем-то бессмысленным с точки зрения при- вычных для нас пространственных представлений, показывают, какой исключительной смелостью мысли должны были обладать творцы неев- клидовой геометрии, чтобы признать право на существование новой гео- метрической системы, связанной с такими необычными пространствен- ными представлениями. Что касается метрических соотне- шений для треугольника, то они яв- ляются в геометрии Лобачевского обобщениями тех формул тригоно- метрии, которые мы имеем в геомет- рии Евклида. Так, например, основ- ным формулам обычной тригономет- рии: а? = Ьг-\-с* — 2&cCosa, а b с (1) sin a sin р sin у соответствуют следующие соотно- шения в геометрии Лобачевского: а b с Ch -7~ = Ch-r Ch ----- k k k b c — Sh-.- Sh -j-Cosa. к к (2) sin a sin (3 sin? Входящий в этих формулах пара- метр k выражает длину некоторого отрезка, однозначно определяемого структурой самого пространства, и который мы можем получить при помощи геометрических построений (из отсутствия подобия фигур в геометрии Лобачевского вытекает, что отрезки в этой геометрии могут за- даваться чисто геометрически при 'помощи того или иного построения, аналогично тому, как угол может быть определён заданием некоторого геометрического построения). Отре- зок k можно принять за единицу измерения длин (так, между прочим, и поступает Лобачевский в своих исследованиях); получается, так ска- зать, .естественная единица ддины* (которую иногда называют „абсолют- ной"), аналогичная до некоторой сте- пени „естественной единице" для из- мерения углов (каковой, например, может служить прямой угол). Если мы возьмем треугольник, стороны которого малы по сравнению с дли- ной k, то в первом приближении фор- мулы (2) дадуъ- соответствующие
№ 6 История и философия естествознания 55 соотношения (1) обычной геометрии. Таким образом, геометрия Евклида является первым приближением для более общей геометрии Лобачевского, которую он на?йал в своём послед- нем сочинении пангеометрией, то-есть общей геометрией. Если взять область пространства, размеры которой малы по сравнению с k, то законы геометрии Евклида будут мало отличаться от закономерностей этой / более общей геометрической системы, и чем меньше рассматриваемая об- ласть, тем менее будет ощущаться различие между обеими геометриями. В своих исследованиях Лобачев- ский широко развил новую геометри- ческую систему: он дал основы ана- литической геометрии, указал методы вычисления площадей и объёмов, при помощи применения исчисления бесконечно малых. Определяя объё- мы тел различными способами, он указал на возможность применения своей .воображаемой геометрии" к теории определённых интегралов,— это было первое приложение новой геометрической системы в области математических дисциплин. Переходя к оценке значения неев- клидовой геометрии в развитии гео- метрии и теоретической математики вообще, мы должны прежде всего отметить, что построение.новой гео- метрической системы решило проб- лему аксиоматического обоснования геометрии в отношении V-го посту- лата Евклида, поставленную ещё древ- негреческой математикой. Если воз- можно существование новой геомет- рической системы, основанной на от- рицании обычного постулата о па- раллельных, то отсюда вытекает, что этот постулат не зависит от осталь- ных и не- может быть доказан при помощи них. Лобачевский видел до- казательство непротиворечивости построенной им геометрии в том, что формулы его тригонометрии тесно связаны аналитически с фор- мулами сферической тригонометрии пространства Евклида в области ком- плексных чисел. „Следовательно,—го- ворит Лобачевский,— обыкновенная геометрия, тригонометрия и эта но- вая геометрия всегда будут согласны между собою"1. Следует отметить, что полное решение вопроса о непро- тиворечивости как неевклидовой, так и классической геометрии Евклида было дано только в конце XIX века, когда был чётко поставлен вопрос о доказательстве непротиворечивости той или иной системы аксиом и уяснён самый смысл этого вопроса. Создание неевклидовой геометрии явилось первым примером решения проблемы исследования системы ак- сиом на независимость. Во второй половине XIX столетия под влиянием работ в области неевклидовой гео- метрии и различных её интерпрета- ций возникает программа планомер- ного пересмотра всей аксиоматики геометрии, её пополнения и системати- ческого исследования каждой аксио- мы на независимость. Благодаря ра- ботам таких выдающихся математи- ков, как Паш, Пеано, Пиери, Гиль- берт, Веблен и др., к началу 20-го века постепенно вырабатываются методы аксиоматического исследо- вания, складываются различные сис- темы аксиоматического обоснования геометрии, значительно продвину- вшие задачу построения полной и независимой системы аксиом. Наряду с классической неевклидовой геомет- рией Лобачевского—Больяи появляется целый ряд новых геометрий (неархи- медова, недезаргова, непаскалева, нележандрова и др.), построенные с целью исследования тех или иных аксиом на независимость; вместе с тем тщательно исследуется роль и значение наиболее важных геометри- ческих постулатов (аксиом непрерыв- ности, конгруэнтности, постулата Паша и т. д.). Исследования в области аксиоматического обоснования гео- метрии выдвинули проблему аксио- матизации арифметики и вообще всех дисциплин теоретической и приклад- ной математики. К настоящему вре- мени в этом направлении получены крупные результаты многочисленных исследований, тесно связанные с.ос- новными философскими проблемами 1 Лобачевский. О началах геометрии. (Поли. собр. соч. по геометрии, 1883 г., т. 1, стр. 67).
56 Природа 194S обоснования физико-математических наук. Итак, создание неевклидовой гео- метрии является в истории развития математики первым примером реше- ния принципиальных вопросов в об- ласти аксиоматического обоснования геометрии; в этом отношении резуль- таты этого построения, являясь цен- ным вкладом в область теоретиче- ской математики и её философского •боснования, имеют всё же чисто специальный интерес. Гораздо ббль- шее значение имеет другой вопрос, тесно связанный с созданием неев- клидовой геометрии, — вопрос об от- ношении геометрии как математиче- ской дисциплины к проблеме физи- ческого пространства. После того, как была построена новая геометри- ческая система, перед Лобачевским, естественно, возник вопрос, —кото- рая из геометрий, .употребительная* или .воображаемая*, соответствует реальным свойствам физйческого пространства. Решение этого вопроса связано, конечно, с выбором той или иной реальной интерпретации геомет- рических образов. Лобачевский имел в виду ту исходную („естественную") интерпретацию, которая была поло- жена в основу развития геометрии ещё в самом начале её возникновения и которой мы обычно и пользуемся при наглядном истолковании геомет- рических соотношений и при решении вопроса о применимости геометрии к исследованию свойств реального ространства. Геометрия Евклида хорошо оправ- дывается на опыте, по крайней мере, для тех фигур, с которыми имеет дело повседневная практика человека. Ввиду того, что различие между метрическими соотношениями в обеих геометриях тем менее ощутимо, чем рассматриваемые фигуры меньше по сравнению с длиной k, естественно поставить вопрос об определении этой длины, так как это даст возмож- ность судить о размерах тех обла- стей, в которых можно ожидать откло- нения свойств физического простран- ства от соответствующих' соотноше- ний евклидовой геометрии. Для реше- ния этого вопроса Лобачевский при- бегнул к результатам астрономиче- ских наблюдений. Основная мысль его заключается в следующем. Пусть А, В — диаметрально противополож- ные точки земной о^иты, BS— направления из точек А и В на звезду S' (для простоты исследования выбе- рем звезду S так, чтобы направление AS было перпендикулярно диаметру АВ земной орбиты). Выбирая в ка- честве S всё более и более удалён- ные звёзды, мы будем иметь для угла / SBA в качестве верхней гра- 7Г ницы значение-j,-, если пространств® подчиняется законам геометрии Евк- лида; если же в реальном простран- стве имеет место „воображаемая* геометрия Лобачевского, то верхним пределом углов / SBA будет неко- торый острый угол / ТВ А, — так называемый угол параллельности для отрезка АВ (тот угол, под которым прямая ВТ не пересекает мст;кду тем как все лучи, проходящие через В внутри этого угла, пересекают прямую AS). Рассматривая парал- лаксы удалённых звёзд, мы можем получить нижнюю оценку этого угла параллельности, а отсюда при помощи тригонометрических формул и ниж- нюю оценку длины отрезка k. При- меняя имевшиеся в то время парал- лаксы, Лобачевский приходит к вы- воду, /что отрезок А превосходит диаметр земной орбиты более чем в 150000 раз. Отсюда вытекает, что даже для астрономических расчётов в пределах солнечной системы обыч- ная геометрия Евклида даёт вполне надёжные приближения к свойствам? реального пространства Но . в то же время, указывая на су- ществование внегалактических туман- ностей, Лобачевский говорит, что „сама природа указывает' нам такие расстояния, в сравнении с которыми исчезают за малостью даже и рас- стояния нашей земли до неподвижных звёзд*2. Следовательно, остаётся 1 Позднейшие определения параллаксов дают оценку k 2> 2 000 000 а, где а—диаметр земной орбиты. 5 Лобачевский. О началах геометрии. (Поли. собр. соч. по геометрии, 1883, т. I, стр. 20).
№ 6 История и философия естествознания 57 открытым вопрос, которая из двух геометрий применима для областей, охватывающих такие громадные рас- стояния. Дальнейший ход развития науки оправдал предположения Лобачев- ского о возможности применения его воображаемой геометрии к вопросам строения вселенной.. Созданный в XX столетии общий принцип относитель- ности применяет к исследованию физи- ческого пространства так называемую риманову геометрию,которая является обобщением геометрий как евклидо- вой, так и неевклидовой. В настоя- щее время в общей теории относи- тельности мы имеем только первые попытки приближённого решения проблемы мира как целого при пред- положении однородности и изотроп- ности пространственно-временного континуума. Учитывая астрономиче- ские данные о радиальных скоростях внегалактических туманностей и плот- ности материи, принцип относитель- ности приходит к выводу, что прост- ранство в целом подчиняется зако- нам геометрии Лобачевского, причём k = 1,8 -10° световых лет J. Конечно, не следует переоценивать эти первые попытки подойти к решению проб- лемы пространства при помощи астро- номических данных; необходимо учитывать, что физическое прост- ранство подчиняется, конечно, более сложным закономерностям, чем гео- метрия Лобачевского, что гипотеза об однородности и изотропности пространственно-временного конти- нуума является сильно упрощающим предположением, принимаемым для первого, грубого решения проблемы. Но все же следует особенно подчер- кнуть, что при современном состоя- нии астрономических и физических знаний мы пользуемся в настоящее время пространством Лобачевского как первым приближением для решения космологических проб- лем. Мы видели, что Лобачевский под- ходил к проблеме пространства с эмпирической точки зрения. „Один опыт только может подтвердить- истину этого предположения*1— говорит он о постулате Евклида. Таким образом, его взгляды являются прямой противоположностью господ- ствовавшей в то время субъективно- идеалистической философии Канта„ утверждавшей, что представления о пространстве являются априорными, не зависящими от опыта, что законьг геометрий представляют собой незыб- лемые „абсолютные" истины, не нуж- дающиеся в опытной проверке. Соз- дание Лобачевским новой' геометри- ческой системы, обобщающей клас- сическую, показало, что в вопросах применения геометрии к физическому пространству мы должны подходить к её законам так же, как и к законам прикладных математических дисцип- лин (механики, физики, астрономии и т. д.), рассматривая эти закономер- ности как более или менее точное приближение к действительности и учитывая возможность их дальней- шего изменения и эволюции в связи с ростом экспериментальной техники,, теоретического обоснования этих дисциплин и наших общих представ- лений о вселенной. Создание неевк- лидовой геометрии и вызванный ею пересмотр принципиальных вопросов? о происхождении наших простран- ственных представлений и законов геометрии нанесли сокрушительный удар по идеалистической философии Канта,— в этом заключается неоце- нимый вклад Лобачевского^в развитие философии. Третий принципиальный вопрос, выдвинутый созданием „воображае- мой геометрии", заключался в сле^ дующем: если экспериментальные ис- следования обнаружат непримени- мость новой геометрии к физиче- скому пространству, то может ли она всё же найти приложения к различ- ным областям человеческого знания или роль её сведётся только к реше- нию проблемы аксиоматики по отно- шению к пятому постулату Евклида. „Как бы то ни было, говорит Лоба- чевский, новая геометрия, основание 1 Л. Ландау, Е. Л и ф ш rf ц. Теория поля. ГТТИ, 1941, стр. 277. 1 Лобач евский. Пангеометрия. (Поли., собр. соч. по геометрии, 1883, т. I, стр. 548).
58 Природа 1943 которой уже здесь положено, если и не существует в природе, тем не менее может существовать в нашем воображении, и, оставаясь без упо- требления для измерений на самом деле, открывает новое, обширное поле для взаимных применений геометрии и аналитики* Ч Таким образом, Лоба- чевский смотрел на свою воображае- мую геометрию как на такую обоб- щающую абстрактную схему, которая, имея корни в наших пространствен- ных представлениях, полученных из опыта, исследует более общие зако- номерности, чем геометрия Евклида, причём эти >последние могут полу- чить самые разнообразные приложе- ния в области теоретической мате- матики даже и в том случае, если юна останется без применения для изучения реальных свойств физиче- ского пространства. Дальнейшее раз- витие математических наук в XIX и XX столетиях дало многочисленные примеры построения таких обобщаю- щих абстрактных систем. Многомер- ная геометрия, теория римановых пространств и их дальнейших обоб- щений, теория абстрактных тополо- гических пространств, различные си- стемы гиперкомплексных чисел и разнообразные алгебры — всё это при- меры тех обобщающих абстрактных систем в области теоретической ма- тематики, среди которых первым ис- торическим шагом явилось создание неевклидовой геометрии. Значение этих исследований заключается в том, что они, исходя из закономерностей, полученных из опыта путем абстрак- ции, рассматривают схемы с более общими и ещё более абстрактными закономерностями и благодаря этому могут изучать основные понятия и •соотношения математики в чистом виде. Исследуя основные математи- ческие соотношения в общем виде, эти абстрактные схемы получают но- вые возможности самых разнообраз- ных приложений к различным отде- лам теоретической математики/ а через неё и к прикладным наукам. Первое применение воображаемой геометрии как абстрактной системы, обобщающей классическую геометрию Евклида, указал Лобачевский в об- ласти анализа — к вычислению опре- делённых интегралов. В дальнейшем геометрия Лобачевского получила новые применения в анализе—к раз- личным вопросам теории функций комплексного переменного и особенно в области аутоморфных функций. Пуанкаре, являющийся творцом тео- рии аутоморфных функций, говорит, что геометрия Лобачевского является поистине ключом к этой теории. Во всех этих приложениях неевклидова геометрия выступает в роли вспомо- гательного инструмента исследования, который, базируясь на нашей про- странственной интуиции, помогает нам ставить новые вопросы, быстрее находить нужные соотношения и ука- зывает самые пути исследования. Двадцатое столетие принесло при- менения геометрии Лобачевского, как метода математического исследования в области теоретической физики. В частном принципе относительности 4-мерный пространственно-временной континуум является пространством Минковского (квазиевклндовым про- странством), в котором трехмерные пучки прямых и плоскостей подчи- няются закономерностям геометрии Лобачевского. Если прямой пучка от- нести точку, двумерной и трехмерной плоскостям соответственно прямую и плоскость в пространстве Лоба- чевского, то преобразованиям Ло- рентца, лежащим в основе частноА принципа относительности, будут со- ответствовать движения в этом про- странстве. Каждой теореме механики Эйнштейна соответствует некоторое соотношение в геометрии Лобачев- ского, дающее ей наглядную интер- претацию. Можно сказать, что гео- метрия Лобачевского определяет за- коны механики Эйнштейна Ч Другое применение геометрии Ло- бачевского в области математической физики относится к квантовой меха- 1 Лобачевский. О началах геометрии •{Поли. собр. соч. по геометрии, 1863 г., т. I, стр. 20). 1 А. П. Котельников. Принцип от- носительности и геометрия Лобачевского. Сборник In ineinorfaw- Lobatchevskii, И. 1927.
№ 6 История и философия естествознания 59 нике. Исследуя уравнение Шредин- гера для водородоподобного атома в пространстве импульсов. В. Фок по- казал, что в случае сплошного спектра в этом пространстве имеет место'гео- метрия Лобачевского1. Особенно многочисленные приме- нения получила теория римановых пространств, являющаяся обобщением геометрии Лобачевского и Евклида, созданная во второй половине XIX века. Как вспомогательный инстру- мент математического исследования, она сразу же получила приложения в классической механике (динамика систем), а затем в общем принципе относительности и квантовой меха-. нике. Интересно отметить, что даль- нейшие обобщения этой теории в виде теории пространств афинной связности получили за последнее время неожиданное применение в. та- ком практическом вопросе, как тео- рия электрических машин. Таким образом, и классическая не- евклидова геометрия Лобачевского и её дальнейшие обобщения являются в настоящее время хорошо испытан- ным методом математического иссле- дования, применяемым ‘к самым раз^ нообразным вопросам физико-мате- матических дисциплин. Занимаясь преимущественно разви- тием своей «воображаемой геомет- рии", Лобачевский работал также и в других областях теоретической ма- тематики— алгебре и анализе, про- 1 В. Фок. Атом водорода и неевклидова (геометрия. Известия АН СССР, 1925, № 2. являя и здесь критический подход к основном понятиям математики и стремление к обоснованию её исход- ных положений. Но помимо решения общих вопросов, Лобачевский много занимался (и любил заниматься) вы- числительной работой, и не только общими, теоретическими вычисле- ниями, но и чисто прикладными, с оценками погрешностей и выяснением вероятностей получаемых ошибок1. И он был, действительно, выражаясь словами Ломоносова, ,в трудных вы- кладках искусен*4. Неувядаемую же славу себе и рус- ской науке он стяжал тем, что сумел «в натуре сокровенную правду44 от- крыть совершенно новы^, «непопол- зновенным44 для той эпохи путём, ука- зав пример революционной пере- стройки таких областей человеческого знания, которые, казалось, покоились на незыблемых основах. 1 Об этом свидетельствуют и его слож- ные вычисления в области определённых ин- тегралов и последние главы его «Новых на- чал*, в которых он даёт тщательный анализ чисто прикладных вычислений, и не опубли- кованные его рукописи. Интересно отметить один эпизод, относящийся к началу препода- вательской деятельности Лобачевского. В дневнике инспектора студентов проф. Брон- нера имеется следующая запись (31 октября 1816 г.): „Являются студенты Иконников н Евреинов с жалобой на то, что они не могут понимать чтений проф. Лобачевского, так как он объясняет не применение логарифмов, а их происхождение*. И действительно, в со- хранившихся записях лекций Лобачевского мы видим подробный разбор способов состав- ления логарифмических таблиц, методов вы- числения логарифмов с ,тщательным анализом погрешностей вычислений. АНТУАН-ЛОРАН ЛАВУАЗЬЕ- ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ (К 200-летию со дня рождения) Л. Г. ЛЕЙБСОН В 1943 году научные и обществен- ные учреждения Союза ССР и дру- гих стран, защищающих завоевания человеческой культуры ,от нашествия фашистских орд, отметили ряд дат, знаменательных в истории науки. К славному перечню имен,— Копер- ника, Ньютона, Тимирязева, — мы ныне должны прибавить еще одно — имя Антуан-Лорана Лавуазье. Как и
60 Природа 1 943 его соратникам по юбилейному году, наука обязана ему не только про- грессом какой-либо отдельной отра- сли её, но и всего естествознания в целом. Доказав путём строгого экс- перимента неисчезаемость материи при различных её превращениях, под- готовив почву для открытия другого краеугольного принципа естествозна- АНТУАН-ЛОРАН ЛАВУАЗЬЕ ния— закона сохранения энергии, обогатив совершенно новыми идеями химию, физику и физиологию, исполь- зовав эти идеи для решения разнооб- разных вопросов житейской практи- ки,— Лавуазье совершил подлинное преобразование науки о природе» Знаменитый учёный жил и творил в одну из напряжённейших эпох че- ловеческой истории. Он родился за несколько десятилетий до Великой французской революции и был снесён бурным потоком событий в годы жестокой схватки нового зарождаю- щегося общественного порядка со старым, низвергнутым в вечность. В духовном облике Лавуазье, его твор- ческой деятельности и личной судьбе, как в фокусе, отразились пёстрые лучи этой яркой эпохи. Будущий знаменитый учё- ный родился 26 августа 1743 года в доме богатого парламентского прокурора г. Парижа. Ребёнок рос, ок- ружённый достатком и за- ботой. Он окончил одну из лучших школ Парижа. Несмотря на то, что по окончании школы юноша сдал экзамены при Универ- ситете на звание баккалав- ра прав, он не пошёл по пути, проторенному его ро- дичами, а предпочёл под руководством своих у- и- телей в колледже совершен- ствовать свои познания в астрономии, химии, мине- ралогии. Вскоре молодой Лавуазье совершил успеш- ную попытку применить свои знания к разрешению специального научного'во- проса.’А в 1765 году он представил в Академию Наук работу по конкурсу, объявленному Академией на тему: „Лучший способ ос- вещения большого города, сочетающий в себе яркость, удобство пользования и экономичность". Работапо- разила академиковясностью изложения, последователь- ностью мыслей и выдерж- кой автора, и была удостоена награ- ды. Академики были весьма удивле- ны, узнав, что автор—юноша 23 лет. Когда через несколько лет освобо- дилась должность адъюнкта Акаде- мии Наук по классу химии, на это мысто был избран Лавуазье. В том же 1768 году в жизни Лавуазье произошло ешё одно важное собы- тие. По совету приятеля его отца ои стал одним из компаньонов генераль-
№ 6 История и философия естествознания 61 ного откупа. Это учреждение было одним из уродливейших созданий ко- ролевского абсолютизма. Королевская казна постоянно нуждалась в обиль- ном пополнении; источником этого пополнения служил нищий народ Франции. Но, чтобы королевским ми- нистрам не заниматься самим соби- ранием налогов, они передали это дело в руки нескольких десятков дельцов, которые давали государству ежегодно определённую сумму. В обмен за это они получали на растерзание податное сословие Франции.С этим-то предприя- тием и связал свою судьбу Лавуазье. Перейдём к изложению научных достижений учёного. Мы начнём с описания одного из ранних опы- тов, давшего ему возможность вы- ковать то новое оружие, при по- мощи которого он добился в даль- нейшем столь разительных успехов. Исследование было посвящено воп- росу: может ли вода быть превра- щена в землю? Издревле вода, земля, воздух и огонь рассматривались как четыре основных необратимых друг в друга элемента мироздания. Но вот в начале XVII столетия голланд- ский ученый Ван«Гельм6нт наткнул- ся на любопытное, явление: растение прибывает в весе за счёт воды, ко- торой его поливают, но так как оно состоит не только из воды, но и из золы, т. е. земли, то, следовательно, вода превратилась в землю. Так воз- никла проблема. Существовала и дру- гая группа опытов. Она, как будто, ещё убедительнее доказывала, что вода может быть превращена в зем- лю. Если повторно перегонять самую чистую воду, то часть её будто бы обязательно превращается в землю. Лавуазье решил самым тщательным образом проверить это. В течение 101 дня он перегонял воду в одной и той же герметически замкнутой колбе. На дне колбы образовался, осадок. Он взвесил этот осадок и отдельно колбу; оказалось, что кол- ба потеряла в весе ровно столько, сколько образовалось осадка. Совер- шенно ясно, за счёт чего образовался последний; под влиянием пара раз- рушается стекло колбы. Этот красивый опыт с наглядностью убедил Лавуазье в ценности метода взвешивания и сыграл, повидимому, важную роль в формировании его представлений о сохранении материи. Непосредственно вслед за этим опытом Лавуазье приступил к экспе- риментальным изысканиям, Приведшим к одному из крупнейших открытий — познанию состава воздуха и выясне- нию роли его в явлениях горения и дыхания. Исследования эти были по- священы веществам, которые Ла- вуазье называл .эластическими жид- костями" или „эластическими эма- нациями". Термин „газ* хотя уже п существовал, но не вошёл еще в обиход научной речи. Лавуазье, изучая эти вещества, явился про- должателем Ван - Гельмонта, Бойля, Гэлса и современника его эдинбург- ского учёного Блэка. Последнего в особенности интересовал „воздух*, который получается при брожении, а также при воздействии кислоты на мел. Блэк называл его „связанным воздухом*, так как он может нахо- диться в природе то в связанном, то в свободном состоянии. Существенным обстоятельством, обеспечившим успех Лавуазье в изу- чении эластических „эманаций" и, в частности, „связанного воздуха'Блэка, было применение к ним метода коли- чественного учёта. Эти опыты упро- чили созревший уже к этому времени взгляд Лавуазье, что при взаимодей- ствии веществ ни одно из них не мо- жет исчезнуть бесследно, даже если в результате реакции образуются вещества, не видимые глазом, вещест- ва, тут же улетучивающиеся. Они так/ке обладают определённым ве- сом и вес этот должен быть точно учтён при подведении итогов опыта. „Недостаточное внимание к эласти- ческим эманациям,—заявляет Лавуа- зье, —выделяющимся во время реак- ции, привело ко многим заблужде- ниям. Мы должны стремиться соз- дать новую, я бы сказал, пневмати- ческую химию, в системе которой эти вещества занимали бы достойное место*. И в другом месте: „Я рас- сматриваю всё, что было сделано в этой области до сих пор лишь как отдельные намёки, лишь как отдель-
62 Природа 1943- ные звенья, которые надо скрепить и из которых надо образовать цепь... Кто знает, может быть, это приведёт к полному перевороту в наших хи- мических и физических воззрениях*. Таким образом, уже в эту раннюю яору Лавуазье ясно представлял себе путь, по которому он в дальнейшем должен следовать, и отдавал себе отчёт в важности предпринятых им исследований. Открытия Лавуазье не были случайными наблюдениями. Ка- ждое из последующих вытекало из предыдущего. Каждое было продик- товано единой идеей, вдохновлявшей учёного и руководившей им. Пророческие слова Лавуазье оправ- дались. Он вскоре сделал откры- тия, которые заставили его вступить в единоборство с теорией, всецело владевшей в ту пору умами учёных, с теорией, на которой была в то вре- мя построена вся старая химия. Речь идет об учении Георга Эрнста фон- Шталя о флогистоне. Сущность этого учения сводится к следующему. Вся- кое тело, способное гореть, содержит особый принцип — флогистон. Когда тело горит, флогистон покидает его. Но флогистон содержится не только в горючих телах; он содержится также в металлах, хотя и в значительно, меньшем количестве. Они не способны гореть, но, подвергая их действию жара, можно и из них удалить флоги- стон. Металл при этом теряет свой блеск, твёрдость, ковкость. Он пере- ходит в окалину. Он начинает похо- дить на извёстку. Как говорили, он объизвествляется. Он приобретает также сходство в землёй; поэтому в обиход вошло название — металличе- ские земли. Пример: железо и ржав- чина. Железо, переходя в ржавчину, теряет флогистон. Если окалину того или другого металла нагревать с уг- лем, он восстанавливает свои харак- терные свойства. По Шталю, уголь вогат флогистоном и отдает его ме- таллу; тот опять приобретает свой прежний вид. Так учил немецкий учё- ный. Система его была стройна и все- объемлюща. Она объединяла такие, казалось, различные процессы, как горение и образование металлической •калины. Оиа объясняла отдельные разрозненные факты единым прин- ципом. В этом была её сила. С этой-то теорией и вступил в борьбу Лавуазье. Продолжая заниматься .связанным воздухом*, он исследовал соедине- ния его с различными веществами. В том числе и с металлами, растворяя их в кислоте, а затем осаждая содой. Ему не трудно было убедиться, что образовавшийся осадок весит больше исходного металла и, понятно, что прирост в весе произошёл за счёт содержащегося в соде .связанного воздуха*. Но металлы, соединенные со „связанным воздухом", резко меня- ли свои свойства, они становились очень похожими на металлические окалины, металлические земли, обра- зующиеся при воздействии • на них сильного жара. Невольно напраши- вался вопрос, что же в таком случае происходит с весом металлов при их прокаливании. И вот обнаружился поразительный факт: металл при прокаливании также увеличивается в весе. Значит, потеря флогистона со- пряжена не с уменьшением веса, а с нарастанием его. Но как же это понять? Увеличение веса при прока- шливании металлов указывает на то, что к ним что-то присоединяется. Очевидно, воздух”. Но если это так, то при обратном процессе, при вос- становлении металла этот воздух должен вновь выделиться. И опыт подтвердил это предположение. Эти опыты заставили учёного усом- ниться в правильности объяснения Шталем процесса объизвествления металлов. Но, усомнившись в одной части господствовавшей теории, он мог поставить вопрос и о правиль- ности другой. Ведь по теории Шталя ещё в одном явлении флогистон иг- рает ведущую роль,— сгорая, веще- ство также отдает флогистон. А не участвует ли на самом деле и в этом процессе воздух? И действительно, опыты показали, что это так. Про- дукты сгорания весят больше исход- ного вещества. Значит, сущность го- рения и объизвествление металлов, действительно, одного порядка, но не флогистон, выделяющийся из них, их объединяет, а воздух, который к ним
№ 6 История и философия естествознания 63 в обоих случаях присоединяется. Ла- вуазье понимает, насколько новы эти его открытия, насколько они важны. Но он сразу не решается выступить с ними открыто. Он передает 1 ноя- бря 1772 года секретарю Академии Наук запечатанное письмо, в котором содержится краткое изложение обна- руженных им фактов. Лишь через полтора года учёный опубликовывает выполненные до того времени, относящиеся к этой серии эксперименты в вйде сводного труда „Opuscles physiques et chimiques'. В том же 1774 году он докладывает о своих новых опытах, бесспорно дока- зывающих присоединение воздуха к металлу при его прокаливании. Собственно говоря, факт увеличе- ния веса металла при прокаливании был известен и раньше. О нем знали Рей, Мэйо и гениальный русский учёный Ломоносов. Однако, из всех этих наблюдений не было сделано должного вывода; рассуждения не были доведены до логического конца. Весу предметов ещё не научились придавать принципиального значения; участие в реакциях веществ весомых, но неуловимых глазом, ёщё не было достаточно осознано; убеждение, что во время реакции ни одно из веществ не исчезает бесследно, ещё не до- стигло необходимой зрелости. До это- го уровня поднял науку лишь гений Лавуазье. Подлинный новатор, — он обладал достаточной смелостью, что- бы усомниться в правильности об- щепризнанной теории, поскольку она встала в противоречие с фактами. В увеличении веса металла при прока- ливании он угадал Ахиллесову пяту всего Шталевского учения. Теперь оставалось нанести этой теории ещё один удар, и заветная цель создания новой химии была бы достигнута. Лавуазье нехватало в, цепи его рассуждений ещё одного звена, и это звено неожиданно от него ускользало. В самом деле, действи- тельно ли воздух присоединяется к металлу, а не какая-либо иная элас- тическая эманация, содержащаяся в воздухе? Для решения этого во’ роса Лавуазье восстанавливал сурик тем способом, который был яринят как в химических лабораториях, так и в металлургии: нагреванием с углем. И вот, оказалось, что выделяющаяся при этом „эластическая эманация' по всем свойствам напоминает „связан- ный воздух'. Однако, — Лавуазье это сознает, — ведь восстановление про- изошло в присутствии угля. Значит, „связанный воздух' получен не из одного сурика. Но какую роль при его образовании играет уголь и чт© же в таком случае связано с метал- лом? Обычная уверенность покидает учёного. Он ищет выхода в необос- нованных догадках, строит различные предположения. > Недостающий эксперимент был под- сказан Лавуазье неожиданным от- крытием, сделанным по другую сто- рону Ламанша. В те годы, когда французские учёный занимался в Па- риже изложенными выше исследова- ниями, в Англии изучал различные „виды воздуха' философ и естество- испытатель, проповедник и вольноду- мец Джозеф Пристли. И вот, в ав- густе 1774 года последний неожи- данно обнаружил замечательный факт. Окись ртути или, как тогда говорили, осажденная per se ртуть, будучи на- грета солнечными лучами, направлен- ными на неё при помощи увеличи- тельного стекла, восстанавливается без всякой примеси угля и выделяет при этом большое количество какого- то совершенно особого сорта „воз- духа'. Пристли не успел заняться . изучением этого „воздуха' ро всех подробностях, так как отправился путешествовать вместе с британским аристократом маркизом Лэндсдоуном, библиотекарем и секретарём которого состоял. В октябре месяце Пристли прибыл в Париж, где навестил Ла- вуазье и рассказал ему о своей за- мечательной находке. Это было как раз то звено, которого нехватало Лавуазье в цепи его экспериментов. Правда, следует упомянуть, что за несколько месяцев до того Байен в Париже наблюдал восстановление этого же ртутного препарата также без примеси угля, а Шееле получил тот же сорт „воздуха' незадолго до этого совсем другим путем, нагревая селитру в ружейном стволе. Но, по
€4 Природа' 1943 всей видимости, именно рассказ Прис- тли дал возможность Лавуазье про- должать начатый им путь. В ноябре Лавуазье воспроизводит опыт Пристли, добывает новую эла- стическую жидкость и обстоятельно изучает её свойства. Он убеждается в том, что эта „эманация* лучше, чем воздух, способна поддерживать горе- ние и в большей степени пригодна для дыхания. Он называет её поэтому „жизненным воздухом*. Лавуазье убеждается также в том, что при восстановлении того же препарата ртути, но в присутствии угля выде- ляется другая „эластическая эмана- ция*, которая есть не что иное,, как „связанный воздух*. Он делает пра- вильный вывод, что последняя яр- ляется соединением „жизненного воз- духа* с углем. Тайна воздуха, над которой би- лось не одно поколение учёных, наконец-то раскрылась. „Природный воздух, — объявляет Лавуазье, — со- стоит из двух частей: особенно чистой, я сказал бы. жизненного воздуха, и остатка; отброса. Первая часть спо- собна об"йизвествлять металл, под- держивать горение, благоприятна для жизни... Вторая — бесполезна и тем самым для нас вредна. Железо, со- единяясь с „жизненным воздухом*, переходит в ржавчину; фосфор, при- соединяя его, горит и превращается в фосфорную кислоту". Первый этап славного пути Ла- нузье пройден. Пусть на отдельных подъёмах ему служили опорой дру- гие испытатели природы, пусть не он первый открыл газ, названный впоследствии кислородом, как не он первый обнаружил увеличение веса при обжиге металла, как не он пер- вый,— мы увидим это ниже, — сбли- зил горение и дыхание. И также не он впервые произвёл анализ воды. Но ведь те, кто сделали все эти от- дельные открытия, не поняли значе- ния их, не сделали из них необходи- руживают новые факты, проклады- вают тропы сквозь чащу неведомых дотоле явлений. Вторые идут по следам первых; вооруженные могу- чей теорией, они широко расчищают дорогу к новой области явлений, завревывают для науки новые терри- тории. Ярким представителем пер- вой группы является Джозеф При- стли, второй — Антуан-Лоран Лаву- азье. Раскрыв состав воздуха и выяснив, что наиболее „чистая* часть его вступает во взаимодействие с телами при горении и металлами при их про- каливании, а также, что эта часть наиболее пригодна для жизни, учёный получил возможность заняться более глубоко изучением дыхания и горе- ния. Наука давно билась над вопро- сом о сущности дыхания. Наиболее близко подошёл к истине все тот же английский современник Лавуазье — Джозеф Пристли. Однако, он никак не мог порвать с флогис- тонной теорией, а вместе с тем не мог правильно оценить сущность яв- лений. Д ьт него горение и объиз- вествление металлов до сих пор было связано с выделением флогистона. И вот с этими-то процессами он и сблизил дыхание. Сущность дыхания, по его взглядам, сводится к удале- нию флогистона, который вводится в организм с пищей и постепенно ока- зывается Отработанным; воздух, ко- торый мы вдыхаем, служит ни чем иным, как растворителем для фло- гистона. Об этих опытах Джозеф Пристли рассказал в Лондонском Ко- ролёвском обществе 25 января 1776 г. Через полтора года проблеме ды- хания посвятил свой доклад Лавуа- зье. Он отметил большие заслуги Пристли в этой области. Однако, все явления, описанные английским учё- ным, он истолковал по-новому. Точ- ные и изящные опыты его показали, что воздух, оставшийся после пребы- вания в нём животного, хотя в одном мых выводов, не создали нового уче- ния. Может быть, не будет слишком смелым разделить творцов науки на учёных - разведчиков и учёных- завоевателей. Первые ощупью обна- отношении и сходен с воздушным ос- татком после прокаливания метал- лов,— оба они не поддерживают го- рения и не пригодны для дыхания, — но в другом — от него резко отли- чается; он мутит известковую воду.
№ 6 4 История и философия естествознания 65 Эти различия, с одной стороны, и сходства, с другой, привели учёного к заключению, что в дыхании имеют место два явления, из которых на первых порах было известно лишь «дно. Чтобы выяснить этот вопрос, юн поставил дальнейшие опыты. Они- то и привели его к совершенно но- вой и прочно вошедшей в науку тео- рии ' дыхания, а именно, к взгляду, что сущность этого процесса заклю- чается в поглощении кислорода и выделении углекислоты, выражаясь терминами, которые ввёл впослед- ствии сам Лавуазье. В том же 1777 году, Лавуазье сооб- щил о своих опытах с горящей све- чой. Они очень напоминали те, ко- торые относились к дыханию. Учёный доказал, что и в случае горения так- же имеются две стороны явления: поглощение кислорода и выделение углекислоты. Этим, наконец, было распознано издавна бросавшееся в глаза, но всегда казавшееся столь загадочным, сходство между двумя замечательными явлениями: горением и дыханием. В этом году Лавуазье сделал ещё несколько докладов. В одном из них он развил свою теорию кислот, согласно которой главная роль,, определяющая характер их, принадлежит „чистой* части воздуха. Через несколько лет Лавуазье обо- гатил науку новыми фундаменталь- ными сведениями. На этот раз опыты относятся к области физики, и были выполнены' совместно с другом его Лапласом. Два крупнейших учёных своего времени, оба—поклонники точ- ности, оба — умеющие преодолевать возникающие в эксперименте трудно- сти,, оба — не пугающиеся новизны вытекающих из опытов выводив, объе- динились, чтобы разобраться в слож- ных явлениях поглощенье . выделе- ния тепла при различных процессах. Они, прежде всего, построили новый прибор, при помощи которого могли вести точный учёт тепла. Прибор этот—калориметр — был основан на измерении количества воды, образую- щейся при таянии льда. В результате опытов они пришли к важным выво- дам: количество свободного тепла в замкнутой системе, состоящей из раз- личных тел, не меняется; количество тепла, которое при каком-либо пре- вращении веществ выделяется, вновь поглощается при возвращении его к исходному состоянию; наоборот, если при том или ином процессе прои- зошло поглощение тепла, то оно вновь выделяется при обратном про- цессе. Эти выводы остаются действи- тельными, независимо от того, какой из существующих гипотез о природе тепла придерживаться: яв- ляется-ли тепло особого рода ма- терией или особой силой, связанной с движением молекул. Мы видим, что в исследованиях, относящихся к этой области, эти крупные учёные являются предтечами Роберта Майера и Германа Гельм- гольца. Своими опытами они поло- жили начало новой главе физики — калориметрии и новой отрасли хи- мии— термохимии; тем самым они подготовили почву для современной термодинамики. • । Через несколько лет Лавуазье вновь сделал открытие чрезвычайной важ- ности. Если раньше он проник в тайну одцой из мировых стихий древ- них мыслителей — воздуха, то теперь его атаке подверглась, другая сти- хия — вода. Исследуя продукты сго- рания разных веществ: серы, фос- фора, угля,—учёный убедился, что каждый раз эти продукты, будучи растворены в воде, образуют кислоту. И вот возник вопрос, какая же кис- лота образуется в результате сгора- ния так называемого „воспламеняю- щегося воздуха" — эластической жид- кости, добытой впервые Кэвендишем из купоросной кислоты и цинка. Над этим вопросом немало бился Лавуазье. И не только он один. Макэ, Букэ,Монж — во Франции, Кэвендиш, Пристли, Ватт—в Англии.Не мало пришлось про- явить экспериментальной изворотли- вости, чтобы добиться чёткого, не- двусмысленного ответа. 24 июня 1783 года Лавуазье, наконец, дал этот от- вет. Вода и ничего другого в резуль- тате сгорания „воспламеняющегося воздуха" не образуется. Вода весит,— Лавуазье верен себе, — ровно столько, сколько потеряли в весе „воспламе- няющийся воздух" и „жизненный воз- А—«Лрн^ада, 6
6S Природа 194 3 дух*, пошедшие на её образование. Вода может быть разложена на свои составные части: если пропускать одяной пар над раскалённым желе- зом, „жизненный воздух” соединяется с металлом, а .воспламеняющийся" ыделяется в атмосферу. Независимо .от Лавуазье, синтез воды за некоторое время до этого был выполнен Кэвендишем и Ваттом. Мы видим опять, что хронологически и это открытие' было сделано Лавуа- зье не первым. Однако, понять пра- вильно состав воды, вывести всё вы- текающие из этого открытия след- ствия, как и во всех предыдущих случаях, можно было только, исходя из новых химических воззрений, раз- витых французским учёным. В связи с открытием состава воды находятся важные опыты Лавуазье по сжиганию сиирта. До него полагали, что вода, которая обнаруживается при горении спирта, содержится в нём заранее -в готовом виде. Лавуазье доказал, что •на образуется в результате соедине- ния кислорода с водородом, который входит в состав спирта. Углерод же, также содержащийся в нем, соеди- няясь с кислородом, даёт начало уг- лекислому газу. Это был первый ор- ганический анализ, выполненный в химии. Новые успехи Лавуазье побудили, наконец, и окружающих его Химиков, уиорно не желавших до1 того отка- заться от старых взглядов, признать нравильность идей своего великого соотечественника. Дальнейшее успешнее развитие но- вых идей, естественно, было невоз- можно без коренной ломки всей хи- мической номенклатуры. Эта работа н была выполнена в 1787 году номен- клатурной комиссией Академии Наук в составе Лавуазье, Бертолле, Гитон де Морво и Фуркруа. Этим самым переворот в химии, который произвёл Лавуазье, получил внешнее выраже- ние. Несколькими годами позже учё- ый завершил произведенную рево- люцию в химии, изложив новые воз- зрения и представив в свете их мно- гочисленные накопленные к тому времени факты в капитальном труде— »Trait£ de cliitnie”. Труд этот, однако, не мог быть полностью закончен, так как к этому времени назрели в стра- не события, сначала вихревым по- током своим увлекшие учёного, а затем его захлестнувшие. Однако, прежде чем перейти к этим заключительным годам жизни Лавуазье, необходимо, хотя бы ко- ротко, остановиться на дальнейшем развитии его работ в области физио- логии. Мы видели, что в 1777 году Ла- вуазье доказал, что в процессе ды- хания происходит потребление орга- низмом кислорода и выделение угле- кислого газа. В течение последующих лет ему удалось, дальше развить свою теорию дыхания и дополнить её но- вым допущением. А именно, на осно- вании ряда соображений и опытов он пришёл к выводу, что в резуль- тате дыхания образуется не только углекислота, но и вода, что, следо- вательно, в организме горит не толь- ко углерод, но и водород. Разрешив одну из труднейших био- логических проблем, он, естественно, пришёл и к разрешению другой, не менее важной. В самом деле, если дыхание рассматривать, как медлен- ное горение, то оно неизбежно дол- жно быть связано с выделением в организме тепла. Не в этом ли заклю- чается сущность дыхания? Но мы знаем, что для Лавуазье изучать значило применять количе- ственный критерий. Калориметр был к этому времени уже изобретен и ни- чего не препятствовало поместить в него животное (учёный пользовался морской свинкой) и определить, сколь- ко в организме образуется тепла. Предпринял Лавуазье совместно с молодцм врачом Сегеном также и количественное изучение поглощён- ного животным кислорода и выде- ленного углекислого газа. Опыты эти он производил не только над морской свинкой, но и над человеком.. Они дали ему возможность открыть чрезвычайно важные физиологиче- ские законы. Впервые, если не считать наивных, весьма несовершенных по- пыток Санкториуса, был применён к обмену веществ ^живого организма количественный критерий; впервые
№ 6 История и философия естествознания 67 был установлен факт зависимости этого обмена от различных физио- логических условий; впервые было показано, что интенсивность обмена веществ возрастает при мышечной работе;.впервые было доказано нали- чие в живом теле способности ре- гулировать образование и выделение тепла в целях поддержания своей температуры, а вместе с тем и спо- собность регулировать обмен веществ вообще. Этим было положено начало совершенно новым главам физиоло- гии, главам, усиленно разрабатывае- мым и поныне. Лавуазье-физиолог ока- зался по , своему выдающемуся" зна- чению не ниже Лавуазье-химика. Конечно, физиологические идеи зна- менитого французского учёного с тех пор подверглась существенным изме- нениям. В этом отношении они раз- деляют участь его идей в химии и физике. Процессы окисления как в мёртвой, так и в живой природе ока- зались неизмеримо сложнее, чем пред- ставлял себе Лавуазье. Однако, опи- сывать развитие взглядов Лавуазье значило бы излагать историю, по меньшей мере, трёх ветвей есте- ствознания: химии, физики и физио- логии. Это, конечно, не входит в нашу задачу. Мы изложили выше краткое содер- жание лишь самых важных работ Лавуазье, давших ему возможность совершить переворот в науке. Но даже, если бы мы дополнили изло- женный выше перечень его трудов опущенными нами, то мы бы далеко не исчерпали творческой деятельно- сти его, даже как учёного. В качестве члена Академии с огром- ным размахом научных интересов, с неисчерпаемым запасом энергии он' был постоянным и активным участ- ником самых разнообразных академи- ческих комиссий. В числе вопросов, которые приходилось разрешать Ла- вуазье, как члену комиссии, входят такие, как вопрос о животном маг- нетизме, об аэростатических машинах, о реорганизации больниц, о переносе бойни за пределы столицы, о состоя- нии тюрем. Лавуазье был убежден в могучем вли- янии науки на различные виды челове- ческой деятельности и сам был готов широко использовать её в целях прак- тических. В расцвете своей деятельно- сти он стал производить агрономиче- ские опыты в приобретенном им меж- ду Блуа и Вандомом имении. К этому времени у него уже сложились опре- делённые взгляды на процессы пита- ния животных и человека. Он заду- мался над теми же вопросами в при- менении к растительному миру. „Мож- но оказать большую услугу местным земледельцам, пишет он, давая им пример культуры, основанной на луч- ших принципах". Мы 'видим, таким образом, что Лавуазье является одним из творцов современной физиологии растений и одним из пионеров агро- номической науки. Сельскохозяй- ственные изыскания Лавуазье нашли отклик в правительственных кругах и он был назначен одним из членов ко- митета земледелия. Ещё раньше он был поставлен в числе четырёх других лиц во главе главного порохового управления. Бла- годаря новому и более глубокому пониманию химических процессов, ему удалось серьёзно усовершен- ствовать способ добывания пороха. Сочетая в своем лице участника генерального откупа и учёного, Ла- вуазье не мог не заинтересоваться различными вопросами, относящимися к финансам и экономике страны, Этим вопросам он также посвятил часть своего времени и таланта. Особенно энергичную научно-прак- тическую деятельность Лавуазье раз- вил в революционные годы. Несколь- ко слов об отношении его к развер- нувшимся в стране великим событи- ям. Как человек передовой,- он не мог не видеть тупика, в котором оказалась родина его благодаря ко- ролевскому произволу. Он понимал необходимость реформ, которые бы оздоровили страну. Но он вышел из среды, упорно пробивавшей себе путь к богатству, но он был генеральным откупщиком. Когда за два года до революции были созданы провинциаль- ные ассамблеи, которые должны были заменить единовластное управление губернатора, Лавуазье был избран одниц из членов Орлеанской ассам- 5*
•68 Природа 1944 блей. Он ратовал вместе с третьим сословием за обложение налогами лворян и духовенства, составлял вместе с другими красивые деклара- ади, которые, правда, ни к чему не привели. Когда были созданы гене-х ральные штаты, Лавуазье участвовал в выработке либерального наказа де- путатам от округа Блуа. После паде- ния Бастилии Лавуазье стал членом „общества 1789 года". Это был один из многочисленных клубов, возник- ших в то.время и объединявший ака- демиков, учёных, философов — сто- ронников новой конституции.' В эти дни Лавуазье пытался приме- нить достигнутые им успехи в на\ке jc разрешению социальных вопросов. В своём докладе в Академии 25 ноя- бря 1789 г. он заявляет: „По какому несчастному обстоя- тельству бедный человек, который живёт ручным трудом, который для того, чтобы существовать вынужден прилагать наибольшие усилия, на ко- торые человек только способен, по- чему, я спрашиваю, сжигает он боль- ше веществ, чем богатый, которому в гораздо меньшей степени прихо- дится восстанавливать свое тело? Почему, наперекор этому, богатый наслаждается избытком, который ему вовсе не нужен н который ‘более соответствовал бы потребностям че- ловека труда". Лавуазье пытается в эти буоные дни продолжать начатые им научные изыскания. Он изучает спиртовое брожение, обдумывает опыты по пи- щеварению, пишет упомянутый выше капитальный груд по химии. Но за- просы к нему со стороны всевозмож- ных общественных учреждений всё более и более отвлекают его от ла- бораторной и кабинетной работы, ©н принимает участие в комиссии по чеканке монет; входит в состав ко- митета здравоохранения; участвует в планировании новых налогов; разра- батывает мероприятия по предохра- нению от ржавчины оружия; закан- чивает, когда-то начатый, обстоятель- ный тоуд „О национальных богат- ствах Франции"; деятельно участвует в Бюро консультаций по делам искус- ств и ремесел; пишет проект реорга- низации народного просвещения. Осо- бенно большое значение , имеет ра- бота его в комиссии по введению в стране единой системы мер и весов. Совместно с другими он предлагает стройную систему десятичных мер и упорно работает над её осуществле- нием. Меж тем события в стране уско- ряют свой бег. Фельяны сменяются жирондистами, жирондисты - яко- бинцами. Упорство короля приводит к свержению его и казни. Со всех сторон, как стая шакалов, набра- сываются на молодую республику враги. Конвент напрягает все силы, чтобы спасти революционное отечество. В этой борьбе ему помо- гают учёные. Они пишут инструкции о добывании селитры из почвы вза- мен ввозимой из Индии; разрабаты- вают способы быстрого получения пороха; предлагают новые методы дубления кожи; изобретают зеркаль- ный телеграф; применяют впервые для во. ’.чой разведки воздушный шар. Лавуазье вносит в эту героическую деятельность учёных свою лепту. Однако, как может он, степенный либерал, поспеть за стремительным •бегом событий; как может он, изба- лованный богатством и почётом, про- свещенный буржуа, разглядеть сквозь клубы дыма гражданской борьбы смутные очертания нового нарожда- ющегося более совершенного обще- ственного порядка. Нет, он не может сочувствовать революционной дик- татуре и проводилым ею мерам по искоренения наследия королевского абсолютизма и, в частности, коренной ломке Академии Наук. И все-таки Лавуазье, как учёный, пользовался неизменным уважением qo стороны революционной влас.и. Однако он был не только ученым. Прошлое его было зап'тнано участием в ненави- стном народу генеральном откупе. Когда во главе республики стал Кон- вент, откупщики не могли уклониться от ответа, они были арестованы и пре- даны суду Революционного Трибуна- ла. В числе их оказался и Лавуазье. Мы не будем описывать ни подроб- ностей судопроизводства, ни душев- ных переживаний тЛавуазье, ни тщет-
№ 6 История и философия естествознания 69 вых попыток его доказать, что вклад его в науку даёт ему право на сни- схождение. Изложение всего этого не входит в нашу задачу. Ограничимся лишь фактом. 10-го мая 1794 года Лавуазье пал под ножом гильотины. Правильно понять чэту трагическую гибель можно, только памятуя о той раскалённой атмосфере, которая ца- рила вокруг, о той напряжённой борь- бе, которую вела в то время молодая республика с иноземными полчищами и враждебными силами внутри стра- ны, о той ярой ненависти, которую питали народные массы ко всему, что осталось от павшего самодер- жавного режима. Только беспристра- стный исторический анализ обществен- ных событий и обстоятельств лич- ной жизни Лавуазье может дать пра- вильное представление об этой ката- строфе. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВ—ВЕЛИКИЙ ОСНОВАТЕЛЬ РУССКОЙ МЕТРОЛОГИИ i (К 50-летию русской метрологии) Т. В. ВОЛКОВА В 1943 году исполнилось 50 лет со дня, когда по инициативе Д. И. Менделеева в Пе- тербурге была основала Главная Палата мер и весов. Д. И. Менделеев является одним из вели- чайших метрологов мира. Применение точных измерений, тщательность измерений, стремле- ние усовершенствовать методы измерения и измерительные приборы—характеризуют все работы Д. И. Менделеева и во многих случаях успех этих работ зависит от высокого каче- ства измерений. Д. И. является метрологом с первых его опытных исследований, то-есть со времени, Гейдельбергских его работ в 1859 г. В ком- ментарии к своим трудам он пишет о работах, сделанных им в Гейдельберге, следующее: .Отправленный за границу в 1859 г. я зани- мался в своей лаборатории в Гейдельберге почти исключительно капиллярностью, пола- гая в ней найти ключ к разрешению многих физико-химических задач... Я.имел в виду оп- ределить зависимость между весом частицы и сцеплением". [1]. В статье .Изучение напряжения тяжести при помощи несвободного падения тел" он ука- зывает, что „Даже такая обособленная' дис- циплина, как химия, стала наукой точной толь- ко благодаря изучению количественных отно- шений. Вследствие этого взвешивание, коле- бания маятника и падение тел представляют явления, достойные наибольшей разработки". Уже в Гейдельберге при исследовании изу- чения частичного сцеплении жидкостей, при изучении водно-спиртовых растворов Д. И. применяет созданный им пикнометр, известный ' .пикноМетр Д. И. Менделеева" с двумя впаян- ными в боковые стенки цилиндра трубочками и с впаянным чувствительным термометром, даёт метод калибрации трубок, который сво- дится на определение сечений трубки в дан- ном месте, .что содей.твует простоте расчёта, постоянной очевидности его результатов, наб- людению необходимых данных для калибра- ции". Этот способ применяется Д. И. и в последующих его опытах исследований водно- спиртовых-растворов и упругости газов [’]. В каждом опытном исследовании Д. И. вносит новое для техники точных измерений- Так, его .Исследование водных растворов по удельному весу" 18&7 г., независимо от своего огромного теоретического значения, представ- ляет'собою драгоценнейшее пособие в лабо- раторной работе для всех, которые пользуются удельным весом водных растворов с научны- ми и практическими целями. То же относится и к труду Д. И. ,О .соединении спирта с во- дою". Мало того, что он вносит новое в технику измерений, он основные меры, кото- рыми пользуется, сличает с международны- ми и это позволяет ему достигать точнейших результатов. Так, 8-го июля 1872 г. Д. И. в Conservatoire rationale des arts of metiers сли- чает свой килограмм, затем в июле 1874 г. в Париже вновь сличает свой килограмм и метр с хранящимися в Conservatoire. Необходимость .много раз в день" знать точно атмосферное давление побуждает Д. И. устроить диференциальиый барометр, ясно указывающий не абсолютную величину давле- ния, а только его перемены, с того момента, в который кран Прибора, разобщающий внеш- ний воздух от внутреннего, заперт. На принципе диференциального барометра Д. И. создает высотомер. Он конструирует ртутный манометр и ряд других приборов. В автокомментарии „Списки моих сочинений* по поводу своей статьи ,О сжимаемости га- зов", написанной ещё в 1872 г., Д. И. гово- рит: .Это моя программа для исследований о сжимаемости газов. Тут не мало такого, что поныне ещё мало разъяснено. (Писано в 1899 г.). Здесь же и о весах—очень много основательного". Его труд ,06 упругости газов* является
70 Природа 1943 как бы методологией техники тончайших из- мерений. В комментарии к своей докторской диссертации .О соединении спирта с водой" Д. И. замечает, что „Эта работа сделана в духе мыслей, давно меня проникарших. Если бы было много времени, стоило бы эту работу повторить при тех средствах, какие у меня имеются теперь (1899) в Главной Палате мер и весов". 1892 г., после ухода в отставку проф. В. С. Глухова, освободилось место учёного храните- ля депо образцовых мер и весов, и на это место был назначен 19 ноября 1892 г. Д. И. Менделеев, а с 1893 г. Д. И. является управ- ляющим Главной Палатой мер и весов, как он переименовал депо. Важнейшая отрасль народного хозяйства — дело мер и весов—находилось тогда в крайне запущенном состоянии, но Д. И. со свойствен- ной ему энергией быстро реорганизует его. Из учреждения примитивного, занимающегося только хранением образцов и выверкой тор- говых мер и весов. Д. И. в короткое время сездает Главйую Палату мер и весов, новое учёное учреждение с' широкими научными задачами. Д. И. ясно начертал основные по- ложения будущей своей деятельности и про- вёл их в жизнь. Он организовал ряд работ по метрологии, связанных с возобновлением русских прототипов меры и веса; особенно были важны проведенные им работы, касаю- щиеся законов, управляющих колебаниями ве- сов л выработки приёмов точного взвешива- ния. Глубоко веря в необходимость установления тесной связи науки с практикой — и её при- ложением к жизни. Д. И. всегда старался сле- довать этому принципу во всей своей много- гранной деятельности. Эта же характерная особенность его деятельности ярко проявилась и в работах Главной Палаты мер и весов. В автобиографической заметке 1905 года, хра- нящейся в кабинете Д. И. Менделеева при. ЛГУ, Д.. И. пишет: „Такие дела как бездымный порох или „Меры и весы" были только кап- лей высоких порывов повлиять на экономи- ческое положение России... Я толькр старался и пока могу, буду стараться—<цать плодотвор- ное промышленное реальное дело своей стра- не..." Так, ознакомившись с состоянием русских основных единиц или прототипов меры и ве- са, Д. И. уже через месяц после своего наз- начения подаёт докладную записку в Мини- стерство финансов о необходимости безотла- гательного возобновления русских прототипов, отмечая при этом, что „всякие мероприятия по объединению мер и весов в государстве должны, по существу своему, прямо зависеть от сохранной неизменности прототипов". „Во- зобновление прототипов,—пип ет далее Д. И.,— вызвано практической и живой потребностью пашей страны в усовершенствовании мер и весов,' тан как промышленное и торговое положение России требует особого внимания в этом сложном и трудном деле, лишь начи- наемом с возобновлением прототипов". Возобновление прототипов явилось первой задачей Главной Палаты мер и весов. Эта беспримерная по быстроте и точности работа по возобновлению прототипов русских мер массы и длины фунта и аршина (вместо прежней сажени) и по сравнению русских эталонов с английскими и метрическими бы- ла исполнена лишь благодаря огромной рабо- тоспособности и организационному таланту Д. И. Менделеева. Эта чрезвычайно трудоём- кая работа была проведена Д. И. в шесть лет (1893—1898 г.г.), тогда как в Англии она продолжалась свыше 20 лет (1834—1856 гг.) и во Франции —18 лет (1872-1890 гг.). - Потребовалось по 80 серий наблюдений для каждого эталона, охватывающих до 20.000 ртдельных наблюдений. Разница для фунга оказалась 0,0000072 г., для аршина — 3,7 мик- рона. С той же быстротой и энергией Д. И. реор- ганизует хаотическое весоизмерительное дело и строго организованный контроль*над упоря- доченной им же поверкой применявшихся мер и измерительных приборов, организует необходимые кадры работников, расширяет сеть отделений Главной Палаты (до 25 новых) по всей огромной необъятной территории России и руководит всей их деятельностью. И, наконец, в самой Главной Палатё создает- ся Д. И. ряд научных лабораторий, благодаря которым Главная Палата делается Научно-ис- следовательским центром метрологии. Посте- пенно открываются лаборатории электричес- кая, фотометрическая, водомерная, газомери- тельная, манометрическая и др. В число этих лабораторий входит и астрономическая для хранения точного времени. ' С 1895 г. Д. И. является членом Междуна- родного Комитета мер и весов, -который еже- годно собирается в Севре во Франции. Здесь Д. И. пользовался большим авторитетом. По его инициативе внесена полная ясность в вопрос о литре и кубическом дециметре, ко- торые до того отождес i влялись.На генеральной конференции Комитет представил проект точ- ного определения литра и организации работ по определению точного соотношения между объёмами литра' и кубического дециметра. В Г897 г. Д. И. доложил в Комитете о резуль- татах своих работ по вопросу о соотношения между русскими, французскими и английски- ми мерами веса и длины. Особенно же важны работы Д. И. по ис- следованию колебаний весов и законов, управ- ляющих этими колебания . На основе открытых им ,*овых закономер- ностей он дал новые приёмы точного взве- шивания, соорудил особую комнату для точ- ного взвешивания, самолично участвуя в уста- новке в ней особых весов. В автокомментарии к своему труду „О коле- бании весов", доложенного им на съезде рус- ских естествоиспытателей в Киеве в 1898 г., он пишет: „Предмет считаю очень важным и ин- тересным.* Помещён в 4-ой части Временника и трудах съезда" и добавляет: „Много я тут работал и вложил души. Это — часть отчёта о возобновлении протЬтипов". Этот его труд „Опытное исследование колебания весов", изданный после его смерти в виде моногра- фии (1931 г.), является настольной книгой для каждого метролог^
№ 6 История и философия естествознания 71 К метрологическим работам Д. И. относит- ся определение веса данного объёма воды и изменение её удельного веса между 0 и 30°, л также подготовление опытов для измерения абсолютного напряжения силы тяжести и др. _ Все эти работы были напечатаны в основан- ном Д. И. .Временнике Главной Палаты мер и весов". В автокомментарии Д. И. пишет: .Предисловие к .Временнику" и его ведение первое время совершенно лежали на мне..." я далее .Издание „Временника" за это время <1894—1895 г.г.) поглощало весь остаток мое- го времени от занятий Палатою". Из этих слов видно, какое огромное значение Д. И. Л1ридавал публикации работ по метрологии. I ам же напечатаны его статьи „О весе литра воздуха* (1891 г.), ,О весе определённого объёма воды" (1895 г.) и „Об изменении-удель- «ого веса воды при нагревании от 0° до 30°" <1895 г.). Он пишет по поводу этих статей в автокомментарии следующее: .Считаю все эти три статьи совершенно самостоятельными, предметы меня глубоко интересовали". Кроме этих работ Д. И. интересовался во- просом о природе массы,о точном значении величины силы тяжести. Он подверг критике /всё, известное до него в литературе по это- му вопросу, и свои соображения о плане это- го рода работ изложил в статье .Подготовка к определению абсолютного напряжения тя- жести в Главной Палате мер и весов при по- мощи длинного маятника с золотым шаром". Для этой цели он соорудил большую трубу, высотою 36—37 метров, проходившую через , все пять этажей здания и углублявшуюся в землю на 16,5 метра. Надземная часть трубы имела двойные стенки, игравшие роль термо- стата, а простенок между ними заполнялся водой, перемешиваемой насосом. Другая тру- ба, высотой 4 метра, предназначаласв для наблюдений над колебаниями маятников в разряжённом пространстве и в различных га- зах. Маятники состояли из шаров из различного материала, подвешенных на проволоке (золотой шар весом около 20 килограммов). Д. И. ус- пел сделать ряд наблюдений и всё подготовить, к сожалению, эта важная работа не была за- кончена. В своих автобиографических замет- ках Д. И. пишет, что ,В начале года (1905 г.) у Коковцева (министра финансов) выпросил .3 пуда золота для опытов с маятником и много интересовался предварительными расчетами по этому предмету, К концу года шар сдела- ли на Монетном дворе, ио опытов ие начи- нали". По поводу таблицы .Отношения русских мер к метрическим и английским", составлен- ной в 1897 г. в Главной Палате, он пишет в автокомментарии: .Считаю, что эта таблица внесла много стройного и нового. Всё это помещаю для того, чтобы показать те изме- нения и усовершенствования, каким подвер- гался проект закона о мерах и весах, пока не был утверждён". Проведение метрической системы мер и ве- сов в России было также включено в число задач Главной Палаты. Работа по возобновлению прототипов дава- ла возможность с научной' полнотой произ- вести сравнение русских прототипов с меж- дународными и тем подготовить переход к метрической системе. Доклад Д. И. ,О введении в России мет- рической системы", сделанный на Съезде 1898 г. в Нижнем Новгороде, Д. И. снабжает следующими примечаниями: .Эти заметки очень важны для моего отношения к метрической системе". И в подготовке к введению метри- ческой системы в нашем Союзе, несомненно, большую роль сыграл Д. И. Менделеев, с гениальной прозорливостью, несмотря на все препятствия и трудности, ему чинёнчые. В настоящее время Комитет по делам мер и измерительных приборов при СНК СССР объединяет и руководит всеми мероприятиями и проверочными работами в нашей стране. В его системе имеются три научно-исследова- тельских института и свыше 200 поверочных учреждений. Всесоюзный институт метрологии (бывшая Главная Палата мер и весов) являет- ся крупнейшим м урологическим центром Сою- за, ведёт свое большое дело, имеющее огром- ное научно-практическое значение, претворяя в жизнь те идеи и задачи, которые лишь намечались его гениальным основателем. Литература [1] Д. И. М е н д е л е е в .Частичное сцепле- ниенекоторых жидких органических соедине- ний". Химический журнал Соколова и Энгель- гардта, III, кн. 2, СПБ. 1860, стр. 96. [2J Д. И. Менделеев. ,06 упругости газов". Стр. 160. [3] Д. И. М ен дел ее в. „О соединении спирта с водой". Стр. 55. ДЖЕМС БРАДЛЕЙ (К 250-летию со дня рождения) Проф. Д. Я- МАРТЫНОВ Средн великих людей XVIII века Джемс Брадлей занимает весьма видное место, так как им было сделано два крупнейших по свое- му значению открытия —аберрации света и ну- тации земной оси, — а в процессе своей пов- седневной деятельности он юиределил поло- жения более чем трёх тысяч звёзд с точностью, далеко превосходящей точность подобных определений не только предшественников, но и его современников. Значение открытий Брадлея и- его наблюдательных работ выте- кает из той огромной роли, которую они сыграли в последующем развитии астроно- мией физики. Вообще открытия в астрономии
72 Природа 1945 нередкая вещь, особенно открытия новых объектов. Открытие новой звезды, кометы, иланеты или спутника сё опр деляются не столько талантливостью наблюдателя, сколь- ко наблюдательными средствами, которыми он располагает, и его трудолюбием или остротой зрения. Конечно, в отдельных случаях инст- румент неотделим от а:тр>нома, е о создав- шего, как это мы видим на примере Еильяма - Гершеля, многие из открытий которого стали возможными только благодаря употреблению мощных зеркальных телескопов, отшлифован- ных и введённых в практику им самим. Но когда мы > равниваем значение открытия Ура- на Гершелем и открытия Нептуна Леверрье и Адамсом, мы восхищаемся именно последни- ми, как плодом деятельности гениальной мыс- ли, а не первым, которое было следствием только внимательности. Особнность открытий Брадлея' в том и заключалась; *что в них со- четались искусство наблюдателя с необычай- ДЖЕМС БРАДЛЕЙ ной силой мышления при объяснении данных наблюдения. И хотя среди астрономов, совре- менников Брадлея, было не мало выдающих- ся личностей,'всё же фундаментальные открытия Брадлея ставят его на первое место среди них и, как сказал Делямбр, .утвердили за их автором самое выдающееся место после Гип- жарха и Кеплера, выше самых крупные астро- номов всех времен и всех народов*1 Г]. Биография Брадлея очень несложна [’]. Он родился в марте 1693 г. в Шерборне (Гло- честершайр) и в 1711 г. пост,пил в Оксфорд- ский университет. Свободное время он прово- дил часто в Уанстеде (Эссекс) у дяди своего Поунда (James Pound, 1669—1724), весьма учё- ного человека, много занимавшегося астроно- мией и астрономическими наблюдениями. Об- щение с ним и активное участие в его наб- людениях развило астрономические интересы Брадлея л уже с 1718 г. его репутация как астронома-наблюдателя широко утвердилась в учёных кругах Англии. Вынужденный избрать, священническую профессию, Бпадлей, однако, легко её заставляет в связи с избранием его на Савилиаяскую кафедру астрономии в Оксфор- де 1 н с апреля 1722 г. начинается его блес- тящая деятельность как астронома-професси- онала. Работы Брадлея по движению спутни- ков Юпитера, а особенно открытие им в 17J8 г, аберрации света принесли ему столь большую славу, что после смерти Галлея (Е. Halley, 16с6—1742) в 1742 г. он был назначен Коро- левским Астрономом — директором Гринвич- ской обсерватории. На этрм — самом высоком в Англии — астрономическом посту ин раз- вернул обширнейшую наблюдательную дея- тельность. Он заканчивает серию шблюдений,. приведших его к открытию нутации, и здесь же осуществляет систематические наблюдения положений звё <д, коюрЫе сыграли выдающую- ся роль в последующем развитии астрономии. Получив от Галлея обсерваторию в весьма плачевном состоянии, Брадлей оборудовал её рядом новых превосходных инструментов и вёл наблюдения с поразительной энергией — однажды в одни сутки он пронаблюдал 225 прохождений звёзд и солнца. Как королев-, ский астр ном, Брылей был активным участ- ником реформы английского календаря — пе- рехода на григорианский календарь и пере- носа начала года с 25 мар: а на 1 января. Эта реформа осуществилась в 1752 г., несмотря на известное сопротивление населения. Умер Брадлей 13 июля 1762 г. Перейдём к описанию важнейших астроно- мических открытий Брадлея, начав с хроно- логически более раннего — с открытия абер- рации света. Кажется, Пикар (J. Picard, 1620— 1682) первый заметил необъяснимые измене- ния положения Полярной звезды, и отекает шие с годичным периодом и с амплитудой 40", причём характер этих изменений исклю- чал мысль о годичном параллаксе. Несколь- ко'позднее'Гук (КНооке, 1935—1703) и Флем- стид (J. Flamsteed,1646—1719), наблюдая ту же и некоторые другие звёзды, заметили измене- ния их положений приблизител но так .й же величины и полагали, что открыли годичный параллакс. Но Кассини-младший (J. Cassini,. 1677—1755) и Манфреди (E.Manfredi,1663—1739) оспаривали это утверждение, так как закон изменения склонений у этих звёзд должен был быть совсем иным, если бы причиной из- менений был партллакс. Вопрос оставался неясным вплоть до двадцатых годов 18 сто- летия, жогда очередную попытку разрешить его предпринял Сэмюель Молинё.(5. Molyneux, 16^9- 1728),любитель практической оптики,вни- мательно изучавший теоэик) измерительных астрономических инструментов. В это время астрономы не располагали ещё- удовлетворительной теорией рефракции. Упо- минавшийся нами Пикар утверждал уже, прав- да, что величина рефракции зависит от тем- пературы и давления воздуха, это знал д Нью- тон, но его исследования по теории рефрак- 1 Это избрание произошло при активной под-' держке со стороны НьЮТона.
№6 История и философия естествознания 7Я _ -ции оставались неизвестными. >Еспи в ваши дни не Поддающиеся теоретическому учёту ко- лебания peqракции превышают величину воз- можных инст| ументальных ошибок и тем ог- раничивают точность определения положений звёзд, то в начале XVIII столетия, при гораздо свободным от необходимости учитывать реф- ракцию или её возможные изменения. Он выбрал и узко-специализированный» инстру- м< нт — зенитный сектор, построенный для нег» знаменитым механиком Грэмом (G. Graham, 1675—1751). Этот инструмент позволял изме- & » ПоЯНК Яфо 35 Жирафе 0 DeJ.22 Склонение vdfyGcem Лари/шактичес/ши эллипс £ Т)ек2? И V Фиг. 1. На основном чертеже изображена небесная- сфера, рассматриваемая извне. По эклиптике показаны положения Солнца (0) в четыре даты года. Стрелками показаны средние положения звёзд у Дракона м 35 Жирафа, какие они занимали бы, если бы не было ни годичного параллакса, ни аберраций света. Вокруг этих средних пол жений схематически изображены эллипсы, которые звёзды описывают под действием параллакса или аберрации. Эллипс звезды у Дракона, рассматриваемый изнутри сферы, на более крупном масштабе, показан в Нарт Склонение июня ее /Мфрециенный эялиёц левой стороне чертежа в двух вариантах: сверху—параллактический эллипс (то, что ожидал увид< ть Молинё), снизу — аберрационный эллипс (то, что фактически обнару- жилц Молинё и Брадлей). Отличие между ними — в датировке четырех характерных то- чек эллипса. Аберрационный эллипс звезда проходит, отставая от параллактического на 1/4 года. На самом деле параллактический эллипс несравненно меньше аберра- ционного. меньшей точности астрономических наблюде- ний, грубое знание рефракции в ещё большей степени мешало решению деликатных астро- номических задач. Молинё остановил поэтому свой выбор на зенитной заезде — ч Дракона— для того, чтобы при наблюдениях её быть рять с большой точностью зенитные расстоя- ния звёзд, проходящих через меридиан не далее 8' но обе стороны от зенита. Высокая точность определялась большой фокусной длиной трубы — 24 фута (7,8 метра). Устано- вив инструмент в Кью, близ Лондона, Молинё-
74 Природа 19f3 «ачал наблюдения 3 декабря 1725 г. Опреде- ляя зенитные расстояния у Дракона 3, 5,11 и 12 декабря, он не заметил никаких изменений, -что и следовало предвидеть при поисках го- дичного параллакса этой звезды (фиг. 1). Молине, удовлетворенный этим, собирался дожидаться более благоприятного времени для обнаружения параллактического смещения звезды по склонению. К счастью, в Кью ока- зался Брадлей, и, наблюдая у Молине 17 де- кабря, он обнаружил, что звезда сместилась к югу от первоначального положения, кото- рое наблюдал Молине, между тем параллакс звезды должен был в то время слегка уво- дить её к северу. Смещение к югу продол- жалось в следующие дни и оба астронома продолжали следить за ним. К началу марта звезда достигла наибольшего удаления от декабрьские положения — на 20". к югу, пос- ле чего стала двигаться на север и в сентяб- ре имела склонение на 39" больше, чем в мар- те. В декабре она вернулась к тону месту, в котором её застали первые наблюдения ^(ра- зумеется, за вычетом прецесионного смелце- «ия). Итак, колебания положения звезды с пе- риодом в 1 год и с амплитудой 40", найден- ные ранее Пикаром, вполне подтвердились. С, самого начала было ясно также, что парал- лакс здесь не причём. Годичный параллакс звёзд смещает их в ту сторону неба, где на- ходится в настоящий момент Со 1нце. В част- ности, наибольшее смещение к югу следует ожидать около времени соединения с Солн- цем, а в квадратурах смещение по склонению должно быть близким к нулю. Звезда у Дра- кона находилась в соединении с Солнцем око- ло даты зимнего солнцестояния, а в квадра- туре— около весеннего равноденствия. МЙК" ду тем замеченные смещения были: нулевое в первом случае и наибольшее к югу — во вто- ром. Первая мысль у наблюдателей была припи- сать эти смещения небольшой нутации (коле- банию) земной оси — теория Ньютона это предусматривала (хотя и гораздо меньшей величины). Но наши астрономы имели воз- можность проверить эту гипотезу наблюдени- ями другой звезды — Зо Жирафа, прямое вос- хождение которой отличалось на 12 часов: у неё обнаружились смещения, противополож- ные по знаку, но вдвое меньшей величины. Гипотеза годичной нутации земной оси, таким образом, тоже отпадала. Итак, совместная работа Молине и Брадлея -сделала совершенно достоверным факт изме- нения склонения звёзд с годичной периодич- ностью, но не ттринесла никакого объяснения ему. Молинё, назначенный лордом адмирал- тейства, отошёл от работы; вскоре он умер. Брадлей самостоятельно принялся за её про- должение. Прежде всего необходимо было расширить программу наблюдений, так как две звезды не позволяли вывести закон изме- нения склонений, а других очень близких к зениту звёзд, достаточно ярких для наблюде- ний в течение круглого года, в его распорят жении не было. Он заказывает поэтому Грэ- му новый зенитный сектор, менее громозд- кий— 12 футов длины с разделенной дугой в .12V2°, что позволяло наблюдать звёзды, от- стоящие до б1/*” от зенита, а это значительно расширяло выбор их. Брадлей установил но- вый инструмент в доме своего Д|ди в Уан- стеде в августе 1727 г. и пришлся за наблю- дение 8 звёзд. У всех он обнаружил смеще- ния одного и того же типа, но разные по ве- личине. Брадлей объединил эти смещения в одну закономерность предположением, что звезда описывает на небе эллипс с большой осью, параллельной плоскости эклиптики и равной 40"5, и малой осью, размеры которой пропор- циональны синусу удаления звезды от эклип- тики, так что в полюсе эклиптики этот эллипс превращается в круг, а на сймой эклиптике — в прямую линию. Это "пред- положение было чрезвычайно плодотво- рным и, собственно, для наблюдательной астрономии, не ищущей объяснения наблюдае- мым явлениям, оно давало всё, что нужно — сйособ исправлять наблюдения, обременё.нные действием этой неизвестной флюктуации Нас- колько точно Брадлей определил её величи- ну, мы можем судить по тому, что он считал большую полуось эллипса равной 201//', сов- ременное же значение этой величины, назы- ваемой абепрационной постоянной,—20",47. Здесь проявилось подлинное наблюдательское мастерство Брадлея. Самая идея эллипса бы- ла весьма остроумной и смелой, так как Брадлей наблюдал только склонения звёзд, а о смещениях звёзд по прямому восхождению он ничего не знал. Но Брадлея чисто описательная сторона де- ла не удовлетворила. Он стал искать физичес- кое объяснение явления и блестящим образом его нашёл. Передают, что явление аберрации света он открыл под влиянием наблюдений за эволюциями корабля, флаг на котором располагался в направлении, изменявшемся при переменах курса. Но как в легенде об упавшем в саду у Ньютона яблоке, это мог- ло быть только случаем, конкретизирующим глубокие теоретические размышления, „стоя на плечах гигантов”1. / На самом деле решающую роль в открытии Брадлея играло, повидимому, то, что он в предшествующие годы долго и упорно зани- мался изучением движения спутников Юпи- тера — темой, весьма модной у астрономов XVII и XV111 столетия, так как в ней искали разрешения.великой задачи определения дол- гот. Как хорошо известно, Олаф Рёмер(О. Roe- mer, 1644—1710),выдающийся датский астроном, заметил в 1676 г., что в моментах затмений первого спутника Юпитера наблюдаются за- паздывания, когда Юпитер находится вблизи соединения с Солнцем, и упреждения — когда он находится в противостоянии. Рёмер истол- ковал это, как следствие конечной Скорости света — свет затрачивает на прохождение диаметра земной орбиты время, равное удвоен- ной величине запаздывания или упреждения. Крупнейший авторитет того времени по этому вопросу Кассини старший (J. D. Cassini, 1625—1712) сперва принял идею Рёмера, н* 1 .If I have seen further than other man, it is because 1 have stood upon the shoulders of the giants” — говорил о себе Ньютон.
-№ 6 История и философия естествознания 75 потом отказался от неё по причине неточно- сти наблюдений и отсутствия гравитационной теории спутников Юпитера, появившейся лишь спустя столетие. Кассини, быть может, по свое- му официальному положению как бы при- дворного астронома, интересовался преимуще- ственно практической стороной дела — дать точные таблицы движения Юпитеровых спут- ников, идея же Рёмера ему в этом отношении мешала,так как заме^еннсс Рёмером .световое уравнение” нужно было вводить в таблицы всех спутников Юпитера, чего наблюдения явным образом не требовали. Под давлением- авторитета Кассини, а также Декарта, бывше- го сторонником идеи "мгновенного распрост- ранения света, во Франции мысль о конечной скорости света и эмпирическое её следствие — световое уравнение в движениях спутников Юпитера — перестали приниматься в расчёт, но Брадлей принял эту идею и в составлен- ных ил ещё в 1719 г. таблицах движения спутников Юпитера (они увидели свет лишь спустя 30 лет) он ввел световое уравнение с амплитудой в 14 минут. Теперь, открыв сме- щение Ьвёзд, он замечает при помощи своего, всё ещё гипотетического, эллипса, что 40' .есть величина, которую Земля проходит в своей орбите за 16 минут, а эта величина достаточно близка к 14 минутам. Первая мысль'его была аналогизировать с запазды- ванием и упреждением спутников Юпитера, а именно попытаться представить не внесёт ли ясность мысль, что звезду мы видим на 7—8 минут позже, когда она находится в соедине- зии е Солнцем и на 7—8 минут раньше в про- тивостоянии. Но это не давало ничего: звёз- ды, находящиеся в полюсе эклиптики, обнару- живают все то же смещение" (в частности, у Цракона весьма близка к полюсу эклиптики), готя их расстояние от Земли остается неиз- менным в течение года. Тогда Брадлей ищет интерпретации с другой стороны, не оставляя >ольше идеи о конечной скорости света, и [кцентирует на факте, который составляет >сновное отличие открытого им смещения от зараллактического, а именно, что это смеще- ше направлено в сторону, куда движется 1емля. Здесь его ожидает полный успех — :мещение звезды есть результат сложения :коростд распространения света и скоррсти (вижения Земли по орбите, причём Брадлею лается найти в высшей степени наглядное >писание этого явления с точки зрения кор- [ускулярной теории света. Он прямо рассмат- швает движущуюся корпускулу, которая, про- стая через трубу наблюдателя, попадет ми- <о цели — креста нитей в трубе, — так как а время движения корпускулы в трубе, пос- едняя сместится благодаря движению Земли । орбите и трубу нужно наклонить в направ- ,ении движения Земли, чтобы световая кор- гускула попала на 'крест нитей. Угол этого |аклона г определится из условия tg r—v/c, де v — скорость движения Земли, а с — ско- |ость света. Явление аберрации света откры- о, и Брадлей сообщает о нем в письме к аллею в декабре 1728 г.1, которое публи- * Отсюда мы видим, что чабто встречающаяся атировка этого открытия — 1727 г. — невер- куется в № 406 Philosophical Transactions за 1728 г.1 (стр. 637) под заглавием.A letter to Dr Ed. Halley, giving an account of a new diseve- red motion of the fixed stars”. Как видно из предшествующего изложения, Брадлей не только открыл аберрацию света. Он дал ещё независимое доказательство ко- нечной скорости света, которая оспаривалась в течение пятидесяти лет со времени её откры- тия Рёмером, и вместе с тем дал новое, совершенно неожиданное доказательство ор- битального движения Земли и, тем самым, пер- вое безупречное эмпирическое доказательства гелиоцентрической системы2. Хотя весь ход развития астрономии после Кеплера, и особен- но Ньютона, не оставлял сомнений в справед- ливости системы Коперника, всё же отсутст- вие прямых* * доказательств в пользу движе- ния земли до известной степени нервировало астрономов, и они со рвением добивались обнаружить годичный параллакс звёзд не столько ради того, чтобы определить рассто- яние до них, сколько для окончательного утверждения гелиоцентрической доктрины; как известно, годичный параллакс звёзд предска- зывался ещё Коперником, а невозможность его обнар жить у звёзд с особенным удоволь- ствием использовалась антикоперниканцамн которые во времена Брадлея встречались и среди астрономов3. Теперь астрономы - гелио- центристы открытием Брадлея взяли неожи- данный и полный реванш. В противополож- ность открытию Рёмера, открытие Брадлея никогда никем серьезно не оспаривалось и было Принято единодушно всеми астрономами не только описательно, но и по существу. Наконец, ещё одно обстоятельство. После учета аберрации оказывалось, что склонение звёзд в течение года постоянно в пределах 2". Это означало, что годичный параллакс звёзд не превосходит этой весьма малой ве- личины. Сфера неподвижных звёзд отодвига- лась все дальше! Расстояния до звёзд оказы- вались всё более огромными. Проследим теперь судьбу открытия Брад- лея. Это было прежде всего открытие физи- ческое. И довольно скоро возник вопрос— где происходит аберрация? В стекле объек- • тива, в воздушном пространстве трубы или ’ между окулятором и глазом наблюдателя ? Последнее предположение было, впрочем, бы- стро отвергнутб[3], так как наблюдатель оце- нивает аберрационный эффект но смещению изображения звезды относительно креста ни- тей, расположенного в фокальной плоскости на. Это был год открытия аберрации без объяснения явления. . ’ Заметим, что открытие Рёмерам светового уравнения в движении спутников Юпитера не давало такого доказательства, так как эпицик- лическое движение Юпитера по геоцентри- ческой схеме также могло быть источникам светового уравнения. 3 Таков был упоминавшийся уже Манфреди, которого, впрочем, и открытие Брадлея не убедило: следует вспомнить также, что стар- ший Кассини, умерший в 1712 году, никогда в жизни не высказывался даже в пользу су- точного вращения Земли.
76 Природа 1943 трубы. Но первые два предположения разре- шить было нелегко. В 1766 г. Боскович -(R. Boscovlch, 1711—1787), учёный далматинец, за- нимавшийся разнообразными физическими и астрономическими вопросами, в письме к Ла- ланду (1. Lalande, 17о2—1807) остроумно пред- ложил определить аберраци. иное смещение с помощью астрономической трубы, в которой просгранство между окуляром и объективом заполнено водой. Если, как это следовало из теории истечения света, скорость света в во- де б льше, чем в пустоте, то аберрационное постоянное должно получиться меньше, чем в обычных наблюдениях в отношении 3:4 — обратном показателю преломления воды. До некоторой.степени удивительно, что в течение целого столетия этим замечанием не воспользовались — оно было бы решающим для выбора между волновой теорией света и теорией истечения, ибо волновая теория тре- бует скорость света в воде меньшей, чем в пустоте и, следовательно, аберрационное сме- щение должно было получиться в водяном телескопе больше, чем у Брадлея. Но необ- ходимо не упуска/гь из вида, что до начала XIX столетия теория истечения господствова- ла довольно неограниченно, а в начале XIX века, когда волновая теория пошла в успеш- ное наступление, один из творцов её, Фре- нель. высказался в 1818 г. против постанов- ки эксперимента Босковича, считая, что он не даёт ожидаемых эфф. ктов]1]. И лишь с се- редины XIX столетия аберрацией света заин- тересовались под углом зрения вопроса о взаимоотношении между эфиром и движущи- мися в нём телами (первым был Стокс). К это- му времени эксперимент Фуко показал (1862), что скорость света в воде меньше, чем в воз- духе, т. е. в пользу волновой теории. Но мысль Босковича не затерялась. В шес- тидесятых годах прошлого столетия Тук (Ноек) в Утрехте и особенно Клинкерфюсс (W. Klin- kerfuss.l827—1884) в ГёттинГене занялись абер- рацией с особенной настойчивостью, стараясь дать ей исчерпывающее объяснение. Клинкер- фюсс утверждал, что величина аберрации света зависит от прохождения света через стеклянные части трубы — через объектив и призму (в ломаной трубе) и лаже ' пытался •бъяснить таким путем разногласия между величиной аберрационного постоянного и све- товым уравнением, как оно следовало из зат- мения спутников Юпитера по вычислениям Дёлямбра]5]. Проверка рассуждений Клинкер- фюсса представляла не малую важность для наблюдательной астрономии, ибо величина дополнительного смещения светового луча в стекле объектива и призмы телескопа была порядка 1", тогда как астрономические наб- людения достигли, по крайней мере формаль- но, точности в 0",1. Эю и побудило Эри (G. В. Airy, 1801 — 1892), седьмого директора Гринвической обсерватории Осуществить, на- конец, эксперимент Босковича. Он рассчитал специальный объектив, внутренняя сторона которого должна была находиться в соприко- сновения с водой. Механик Симмс построил этот .водяной телескоп”, и Эри в течение 1871-72 гг. наблюдая с этим инструментом ту же .классическую” у Дракона. В 1873 г. Эри мог сообщить в головом отчете Грин- вичской обсерватории, что никакого измене- ния аб-ррационного постоянного, против преж- него его значения, .водяной телескоп” не требует)6]. Тем самым подтвердилось отрица- тельное отношение к опыту Босковича со стороны Френеля. Именно из волновой теории света по Френелю вытекало, что эфир час- тично увлекает я движущимися телами со ско- ростью и. которая связана со скоростью о те- ла н показателем преломления п соотношением Увеличение аберрационного смещения в во- дяной трубе в точности компенсируется этим частичным увлечением эфира и аберрацион- ный эффект остается, таким образом, преж- ний. .Опыт Физо (1853) и более точное повторе- ние его Майкельсоном и Морлеем (1886) под- твердили правильность формулы Френеля. Наблюдения Эри над аберраппей’светд давали независимое доказательство частичного увле- чения эфира движущимися телами. Но знамени- тый опыт Мейкелы она и Морлея 18S1 и 1887 гг. показывал, с почти полной достоверностью, что эфир полностью увлекается движущейся Землей1. Из этих и из других экспериментов электромагнитного характера, как хо, ошо из- вестно, родилась теория относительности, ко- торая смогла устранить противоречия между увлекаемым и неувлекаемым эфиром, совсем отказавшись от эфира]7,8]. Аберрация света вытекает из теории относительносуг как про- стое следствие релятивистского сложения ско- ростей и эксперимент Эри является здесь со- вершенно естественным, поскольку наблюда- тель находится в покое относительно теле- скопа. Так замечательное открытие Брадлея вплоть до наших дней ферментирует творческую мысль физиков и приводит к новым теорети- ческим открытиям. Брадлей не прекратил своих наблюдений, после того, как аберрация света была откры- та. и объяснена им, и этим был предопределён успех следующего его открытия—нутации земной оси. Продолжая наблюдения в после- дующие годы, Брадлей заметил, что если учитывать все известные тогда источники изменения координат звёзд, д'именно прецес- сию и аберрацию, всё же координаты звезды в последовательные годы различны и показы- вают периодический ход, которым звезда уво- дится в одном направлении в- течение 9 лет и в обратном, в течение следующих девяти. 1 Гипотеза частично увлекаемого эфира могла быть оставлена, если перейти на позиции электронной теории Лоренца, которая объяс- няла вполне и опыт Физо и аберрации} света в предположении неувлекаемого эфира. Но она требовала в таком случае обнаружения „эффектов второго порядка", т. е. зависящих от квадгата отношения v : с, которые не бы- ли обнаружены ни в знаменитом опыте Май- кельсоиа и Морлея, йи в ряде других.
№ 6 История и философия естествознания 77 Первоначально в наблюдениях Брадлея выри- совывалась такая картина (о ней он упоми- нает ещё в своей рабо«е 1723 г), что звезда ’Ф Большой Медведицы, находящаяся вблизи колюра равноденствия, не вернулась к своему прошлогоднему положению, а перешла через него на 2", как будто постоянная прецессии была равна не 50",а 55",5. Но звёзды вблизи колюра солнцестояний не показали этого. В дальнейшем дело изменилось — звёзды между точками весеннего равноденствия и зимнего солнцестояния приблизились к полюсу ми- ра, а находящиеся в противоположном секто- ре неба—удалились. Все та же пара звёзд — 7 Дракона и 35 Жирафа показывала именно такой ход: первая приблизилась к полюсу, вторая — удалилась, но «.а этот раз их смеще- ния были равными по величине и потому могли быть объяснены тем, что полюс мира приблизился к первой и удалился от второй звезды. Таким образом, во второй раз в жиз- ни Брадлея выплыл, уже с полной опреде- лённостью, вопрос о небольшой нутации зем- жой оси. Период этой нутации определился спустя девять—десять лет после начала наблю- дений, как 18-летний, поскольку за первые де- вять лет склонения неi вторых звёзд прошли изменения в одном н«правлении и наметился перелом их в другую стозону, 18-летний пе- риод указывал на вероятный источник всех наблюдаемых смещений — на Луну и именно на обратное движен е её узлов, которые, как это было хорошо известно, сов'ршаюг пол- ный оборот по эклиптике в течение 18 6 лет. Напрашивалось и физическое объ снение этому явлению. О ътснение прецессии, кото- рое дал Ньютон, считалось* уже бесспорным во времена Брадлея. Луна совместно с Солн- цем оказывают дополнительное ригяжение на экваториальный выступ Земли и застав- ляют земную ось совершать медленное движе- ние по образующим конуса, имеющего угол растворения 47°. Но действие Луны при этом должно быть переменное. В 1727 г. восходя- щий узел лунной орбиты был около точки весеннего равноденствия и в своём месячном пути Луна удалялась от экваториальной пло- скости больше всего—на 28'//по обе сто- роны, а девять лет спустя, в 1736 г., в схо- дящий узел переместился в т «чку осеннего "равноденствия и Луна удалялась от экватора менее всего — на 18 ’/г". В первом случае её роль в прецессии была больше, чем во вт ром, м поэтому можно было предположить, что всё явление объясняе«ся периодическим из- менением величины прецессии. Но это было лишь весьма грубым предподг. еНием. Когда в 1745 г. все звёзды вернулись ha свои прежние места 1727 года (опять исклю- чая прецессионное смещение), Б адлей сооб- щил о своём открытии секретарю Коро- левского Общества Мэчину (Machin), указав величину размаха смещении по склонению у звёзд вблизи колюра солнцестояний—18" на эти 18 лет. Мэчин тотчас же предложил геоме«рическую модель этог« явления: кроме очень медленного пре ессиояного движения ло большому 47-градусному конусу (период которого около 26000 лет), земная ось совер- шает ещё сравнительно быстрое 18 летнее дви- жение несравненно меньшего размера, а именно полюс мира описывает на небесной сфере около среднего положения круг, диа- метром в 18". Эго было второе приближение к истине. Третье приближение дала высокая точность наб «юдений Брадлея: звёзды а Кас- сиопеи и т) Б. Медведицы показывали такие смещения, которые требовали заменить круг Мэчина эллипсом с большой осью, располо- женн й по ко пору солнцестояний и равной 18" и малой осью — по колюру равноденствий, равной 16". Впрочем, точное определение этой последней величины Брадлей предоставлял теории. Брадлей опубликовал свои исследования в нутации в 1743 г.: ,А letter to the Earl ef Macclesfield concerning an apparent motion observed in some fixed stars*, Phil. Trans., Vol. 45, p 1, № 485, 1/48. Но уже в следующем, 1749, году Даламбер д«л полную теорию ну- тации в своей : амечательной книге .Recher- ches sur la precession des equinoxes et sur la nutation de 1’axe de la i erre dans le systeme newtonien*, Par s, 4°. И одновременно Эйлер в изданиях Берлинской Академии Наук опу- бликовал такое же исследование под таким же заглавием. Столь быстрый отклик теории на открытие Брадлея не представляет ничего удивитель- ного. Всё XVI11 столетие, начиная со второй его четве «ти, характеризуется бурным развитием богатейшег । ньютоновского наследства в области механики и особенно небесной меха- ники. Маклорен, Бернулли, Даламбер, Клеро, Эйлер, а впоследствии Лагранж и Лаплас, соревнуясь друг с другом в скорости, пере- водили г то 1оздкий геометрический аппарат ньютоновых «Начал* на лёгкий и изящный аналитический язык, открывая всё новые при- менения бессмертным идеям Ньютона. В их числе были и исследования по механике твёр- дых тел, которые Даламбер начал в 40-х годах. Брадлей уже в 1737 г. был настолько уверен в достоверности нутации земной оси. что сообщил о нём некоторым английским и французским учёным, в числе которых был Лемоннье (Р. Ch. Lemonnier, 1715—1799) *, че- рез которого открытие стало известно и Да- ламберу. Даламбер и своем трактате показал, что нутация зем юй оси есть столь же естест- венное следствие принципов динамики, как и прецессия; закономерности, обнаруженные Бра.члеем в нутационном движении полюса, получили полное подтверждение у Даламбера, а малая ось нутационного эллипса оказыва- лась равн й 14", вместо 16", которые Брад- лей нашел несколько неуверенно из наблю- д=ний (эти оси, согласно теории, должны от- носиться как синусы двойно>о и одинарног» угла наклонности эклиптики к экватору). Таким о разом и второе открытие Брадлея было как нельзя более своевременным; с од- ной стороны оно давало наблюдательной ас- трономии дополнительное средство повысить точность наблюдений небесных объектов, с другой стороны о..о принесло новое нодтвер- 1 Ле оннье сообщил Парижской Академии об открытии Брадлея еще в 1745 г. (Hist de Г Acad., 1745, р. 513, 519).
71 Природа 1943- ждение ньютоновым принципам механики. Да- ламбер, вычисляя нутацию из общих принци- пов динамики и выводя закон движения зем- ной оси, не мог дать точное значение разме- ров нутационного эллипса; это могли дать только наблюдения, и Брадлей их дал. Но за- метим, что в настоящее время дело обстоит несколько иначе. Константа нутации (большая полуось нутационного эллипса) связана опре- делёнными теоретическими соотношениями с рядом других астрономических и геодезиче- ских констант (масса Земли и Луны, сжатие земного сфероида, прецессионная постоянная, солнечный параллакс) я если эти последние известны достаточно точно (чего во времена Даламбера не было), то при известных, до- вольно общих предположениях о внутреннем строении Земли, нутационная постоянная мо- жет выть вычислена и сопоставлена с её эм- ижрическим значением. Любопытно, что тео- ретическое значение константы нутации, по- лученное в самое последнее время (1942 г.) Спенсер Джонсом [»] — 9"213, несколько про- тиворечит значению её, полученному из наб- людений 9^208. Устранение этого противоре- чия является очередной и весьма' важной задачей фундаментальной астрономии и, быть может, потребует основательного пересмотра наших представлений о механических осо- бенностях внутреннего строения Земли. Как и в случае аберрации, Брадлей не был в своём открытии нутации совершенно оди- ноким. Существование нутации земной оси предполагали многие до него, быть может, ближе всех подошел к её открытию тот же Пикар и его учёник Рёмер. Но Пикар, будучи часто в разъездах при своих геодезических работах, не мог сосредоточиться на исследо- ваниях, которые требовали многих лет на- блюдений.Внрочем, в течение 19 лет наблюде- ний, которые производил Брадлей, в жизни его также происходили немаловажные пере- мены, но он с изумительной настойчивостью совершал свои путешествия в Уанстед для наблюдений с зенитным сектором, хотя он жил сперва в Оксфорде, а затем в Гринвиче. Он был! вынужден ездить к инструменту, а не возить его с собой, так как последнее при- вело бы к потере или задержке уже подго- товленного открытия!. , Теоретически нутация также не являлись неожиданной для Брадлея н его современни- ков. Как мы говорили выше, Нью.он преду- сматривал нутацию, как небольшую перемен- 1 Любопытны подробности обстановки де- вятнадцатилетних трудов Брадлея. Труба зе- нитного сектора была настолько длинна — 3,8 м, что не помещалась в скромном доме его дяди Поунда. Объектив располагал- ся над крышей, а для окулярного конца был прорублен пол, и эта часть трубы, а также наблюдатель располагались в подвале для угля. После 1732 г. Брадлей перестал жить в Уанстеде, дом не, ешёл к новой владелице — Елизавете Вилльямс, которая позволила Бгад- лею оставить инструмент в прежнем месте и пользоваться им в любое время суток. На- сколько известно, между этими лицами за 15 летие было никаких трений. ную часть прецессии, происходящую от того, что Солнце в эпохи равноденствий, находясь в плоскости земною экватора, не оказывает на него и, следовательно, на земную ось от- клоняющего действия, а в эпохи солнцестоя- ний, наоборот, его действие наибольшее. То же с Луной, благодаря тому, что её орбита также не лежит в плоскости экватора. На период первой нутации — полгода, а второй— полмесяца. Нутацию же, связанную с движе- нием лунных узлов, Ньютон не заметил. Тут у Брадлея должно было возникнуть ещё одно затруднение: Луна производит наибольшее и наименьшее отклонение земного экватора не тогда, когда она может всего больше или всего меньше удаляться от его плоскости, а в промежуточных положениях (тогда её узлы совпадают с точками солнцестояний). Кроме того, нутационный эллипс описывается не в обратном направлении, как прецессионный, а в прямом (что, естественно, вытекает иэ о б- ратного движения лунных узлов). Все эти неожиданности не смогли, однако, смутить Брадлея, уверенного в точности своих наблю- дений, и его девятнадцати лет нее предприятие, Как мы видели, увенчалось полным успехом. Счастливым случаем для Брадлея н для науки было то, что он приступил к наблюде- ниям у Дракона в декабре, когда аберрацион- ное смещение звезды происходило с наиболь- шей скоростью и противоположный параллак- тическому характер этого смещения немед- леннб выявился. Столь же счастливым было и fo обстоятельство, что он производил ос- новной ряд наблюдений у Дракона в 1727 году, когда восходящий узел лунной орбиты был около точки весеннего равноденствия. В это время нутация по склонению была наиболь- шей у у Дракона, т. е. почти ничего не из- меняла в склонении звезды в течение всего года и явление аберрации света выступало в этих наблюдениях в ничем не осложнённом виде. Но и при открытии нутации 1727 год был счастливым для начала наблюдений, так как все та же основная звезда Брадлея у Дракона — с этой даты неуклонно следовала к северу вплоть до 1736 года, тогда как ей противоположная — 35 Жирафа столь же не- уклонно шла к югу. История двух важнейших открытий Брадлея показывает его нам как настойчивого иссле- дователя, стремящегося довести до конца поставленную себе научную задачу. Методич- ность в работе и настойчивость при её вы- полнении в сочетании' с качествами превос- ходного наблюдателя обеспечили Брадлею непреходящий успех и в третьем важнейшем в его жизни научном предприятии—в опре- делении положений звёзд на небесном своде. Когда Брадлей в 1742 г, получил назначение на пост королевского астронома, ему было уже под пятьдесят — возраст не очень подхо- дящий для трудных астрономических наблю- дений. Кроме того, как было отмечено выше, Брадлей застал Гринвичскую обсерваторию в плохом состоянии. В сущности, ему при- шлось почти заново её оборудовать, на что ушло еще несколько лет. Но после всех под- готовительных рядов-лтаблюдений и Испыта- ния инструментов 57-летний Брадлей начи-
№ 6 История и философия естествознания 79 иает в 1750 году систематический ряд на- блюдений 3222 звёзд с двумя стенными квад- рантами и пассажным инструментом,- имея всего лишь одного ассистента, и продолжает эту работу 11 лет, когда возраст и болезни сделали её для него невозможной. Судьба этих наблюдений весьма замечатель- на. Брадлей не обработал их сам, кроме не- большой части. После его смерти журналы наблюдений перешли в руки наследников и лишь после долгих споров и даже суда они попали в Оксфордский университет, которым и были опубликованы в двух томах в самом сыром виде в 1798 г. под редакцией Горнсби (Т. Hornsby, 1733—1810) и в 1805 г. под ре- дакцией Робертсона (Robertson). Свою вторую и уже гораздо более долгую жизнь наблю- дения Брадлей начали с 1818 года, когда Бес- сель (F. W. Bessel, 1784—1846) подверг их радикальной обработке и опубликовал под заглавием: .Fundamenta Astronqmiae, pro anno 1755, deducta ex observationibus viri incd'mpa- rabilis Janies Bradley in specula Greoovicensi per annos 1750—1769 Institulis*. Бессель про- делал огромную работу, поскольку он при •бработке этих наблюдений самостоятельно выводил все инструментальные поправки н поправки за рефракцию. Результатом его тру- дов был каталог точных, относящихся к сере- дине XVIII столетия, положений 3222 звёзд. По своей точности эти положения превосхо- дили всё, что 'дали аналогичного его совре- менники, не говоря о предшественниках1. Число звёзд в каталоге Брадлея тоже было наибольшее. Само по себе наблюдение положений 3222 звёзд для астронома 19 столетия не являлось грандиозной работой и он мог получить их более точными, чем Брадлей. Ценность ката- лога Брадлея заключалась в другом — это был самый старый из всех звёздных каталогов, чья точность сравнима с современной. Для нахождения мелких изменений в звёздных положениях, прогрессивно нарастающих со временем, .возраст* каталога представляет особенную ценность, ибо изменение за много лет, будучи поделено на число лет, даст го- дичное изменение тем более точнд, чем боль- ше делитель. Бессель прежде всего исполь-* зовал наблюдения Брадлея для вывода постоян- ной прецессии. До него одним из наиболее надёжных приёмов считалось сопоставлять долготу по современным наблюдениям звезды а Девы (Спика) с долготой её данной в 125 г. до н. э. Гиппархом. Огромный промежуток времени в XIX столетии покрывал влияние возможной неточности меёта этой звезды в определении Гиппарха. Бессель же, опираясь на наблюдения Брадле!, путем сопоставле ия их с наблюдениями Пиаццп (G. Plazzi, 1746— 1826), выполненными в 1792—1813 гг., и не- которыми своими, получил из промежутка времени несколько более полустолетия более точное значение постоянной прецессий. И все последующие авторы, занимавшиеся опреде- лением этой постоянной, брали в качестве самых старых наблюдений наблюдения Брад- лея. С другой стороны, наблюдения Брадлея доставляли и самые надёжные сведения о подлинном перемещении звёзд по небесному своду, т. е. так называемые собственные дви- жения их. Будучи весьма малыми, эти движе- ния становятся заметными и определяются- хорошо только при сопоставлении с возмож- но более старыми и точными наблюдениями. Современные прецизионные каталоги звёзд- ных положений претендуют не только на то, чтобы дать наиболее точные положения звёзд в момент наблюдения, но и на то, чтобы мож- но было указать точное положение звезды в некоторый достаточно удалённый момент в ^будущем, а тогда точное знание собственных движений звёзд, совершенно необходимо, ибо ошибка их будет нарастать со временем. Вот почему при составлении точных каталогов, звёздных положений — так называемых фун- даментальных каталогов — каждый раз снова обращались к каталогу Брадлея. Наблюдения Брадлея в этом отношении оказались столь, ценными, что их вторично переработал Ау- 'верс (A. Auwers) — в конце прошлого столе- тня’. Число/звёзд увеличилось' до 3268, так как были присоединены наблюдения Брадлея с зенитным сектором, сделанные в Уанстеде. Любопытно, что переработка подготовитель- ного ряда Брадлея 1745 — 50 гг. показала, что он в отношении систематических ошибок луч- ше второго основного. Лишь в самое последнее время наблюдения Брадлея начинают несколько терять в цен- ности, так как столетние ряды высокоточных наблюдений,, начиная с Пулковского каталога 1845 года, обеспечивают более свободную от систематических погрешностей совокупность собственных движений звёзд, чем если сюда привлекать ещё наблюдения Брадлея. Но для вывода индивидуальных собственных движе- ний эти наблюдения продолжают сохранять, свою высокую ценность [10J. При жизни своей Брадлей написал мало, но сделал очень много. Сдержаннссть его при опубликовании результатов своей научной работы поразительна. Она свидетельствует одновременно и о скромности и о научной добросовестности. В отдельных случаях это- приводило к потере приоритета, как, напри- мер, при открытии им 437-дневного периода неравенств первых трёх спутников Юпит- ра. Он знал и причину этих неравенств — взаим- ное притяжение спутников, поскольку их взаимная конфигурация и расположение от- носительно тени Юпитера восстанавливается каждые 437 дней. Это интересное Открытие, составившее предмет последующих теорети- ческих исследований Лагранжа и Лапласа, было сделано независимо шведским астроно- мом Варгентином (Р. W. Wargentin, 1717—1783} и опубликовано им,в 1746 г., тогда как Брад- лей своё, совершённое гораздо раньше, опуб- ликовал лишь в 17-19 г. Брадлей сделал немаловажные работы, отно- сящиеся к теории астрономической рефрак- 1 Бессель оценивал ошибку прямого восхож- 5 Эта переработка опубликована в трёх то- дения в каталоге Брадлея между О5 и Н, а мах нашей Академией Наук в 1882, 1888. склонения — между 0" к . 4" . 1903 гг.
•SO Природа 1943 ции, к определению длины секундного маят- ника, к определению долгот по лунным рас- стояниям. Им вычислено несколько кометных «рбит — нужно сказать, что в ту пору это было далеко не простым делом. Заниматься изложением этих работ, сколь «ни ни важны, излишне в настоящей журналь- ной статье, ибо дли нас существенно было оказать непреходящие черты научного на- следства Брадлея, оставившие неизгладимый след в истории науки. Брадлей ни в чём не •иережал свою эпоху. Он был просто самым выдающимся из своих современников астро- номов. Его открытия были всегда столь свое- временны, что он I немедленно принимались всеми без малейшей критики. И так как они бйли совершенно необходимы для последую- щего развития астрономии, сре >и всех своих современников ближе всего к Х'Х и XX сто- летию стоит Брадлей — самый старинный з современных астрономов, подлинный сын своего века, XVI11 века, который внёс в со- кровищницу человеческой культуры так много неумирающих ценностей! Астрономическая Обсерватория им. Эагельгардта. Литература . [1] J. В. Delambre. Histoire de Fastrono- mie aux dix-hultieme siecle. Paris. 1827, pp. 413—429. |2J S. P. R i g a u d. Miscellaneous work and correspondence of J. Bradley. Oxford, 1832. [3] J. de Lalande. Astronomic. Vol. IV, p. 687, Paris, 1781. f 4J A. J. Fresnel. Ann. de chim. et phys. (2). Vol 9, p. 56, 1818. [9] W. Klinkeriuess. Die Aberration der Fixsterne nach der Wellentheorie. Lpz., 1867. [6| Royal Observatory Greenwich. Report of the Astronomer Royal to the Board of Visitors, 1873. [7] С. И. Вавилов. Экспериментальные основания теории относительности, ГИЗ, 1928. [8J Под ред. 14. И. Боргмана. Новые идеи в физике, сборн. м« 3, GI1Б, 9 4. [9J Н. Spen- cer Jones. The solar parallax and the mass of the Moon from observations of Eros at the Opposition of 1931. Month. Notic. of RAS. Vol. 101, pp.35 —365. P42. [10J A. Kopff. Stir Catalogues, especi lly those of fundamen- tal character. George Darwin Lecture. MN of RAS. Vol. 96, pp. 714-730. 1936.
ЮБИЛЕИ И ДАТЬ! Указ Президиума Верховного Совета СССР О ПРИСВОЕНИИ ЗВАНИЯ ГЕРОЯ СОЦИАЛИСТИЧЕСКОГО ТРУДА АКАДЕМИКУ КРЫЛОВУ АЛЕКСЕЮ НИКОЛАЕВИЧУ За выдающиеся достижения в области математических наук, теории и практики отече- ственного кораблестроения, многолетнюю плодотворную работу по проектированию и строительству современных военноморских кораблей, а также крупнейшие заслуги в деле подготовки высококвалифицированных специалистов для Военно-Морского Флота при- своить звание Героя Социалистического Труда с вручением ордена Ленина и золотой медали .Серп и Молот* академику Крылову Алексею Николаевичу. Председатель Президиума Верховного Совета СССР М. КАЛИНИН. Секретарь Президиума Верховного Совета СССР А. ГОРКИН. Москва, Кремль. 13 июдя 1943 г. 80-ЛЕТИЕ, АКАДЕМИКА А. Н. КРЫЛОВА Академик Алексей Николаевич Крылов ро- дился 16 августа 1863 г. Он является одним из самых замечательных русских учёных. Шесть- десят лет упорного систе- матического труда дали ему обширные и глубо- кие знания, а его выдаю- щийся талант математика и чутье инженера сдела- ли его основоположни- ком теории корабле- строения. Математик и инженер, моряк, исследователь, ис- торик науки,— всё это сочетается настолько, что и одно из этих опреде- лений в отдельности не подходит к Алексею Ни- колаевичу. Академик Крылов — синтез всех этих понятий. Как мате- матик, он создал методы приближённых вычисле- ний, решил ряд задач теории колебаний. Как исследователь, он дал теорию гироскопа, коле- баний орудия, развил многочисленные вопросы теории упругости, астрономии, магнетизма. А. Н. Крылов широко известен как перевод- чик Ньютона и Гаусса. Он написал ряд заме- чательных очерков по истории математики. по измерению времени. Роль А. Н. Крылова в создании отечественного флота общеизвестна так же, как хорошо известна его борьба с бюрокра- тизмом, свирепствовав- шим в морском мини- стерстве царской России. Приведу несколько примеров, ярко харак- теризующих Алексея Ни- колаевича, как моряка и учёного.' Когда было получено известие, что.Челюскин* затёрт льдами, я спросил академика Крылова—ка- ково его мнение о глу- боко всех нас интересо- вавшей судьбе этого су- дна. Алексей Николаевич уверенно ответил: ,В фе- врале .Челюскин” будет раздавлен льдами” и обз,- яснил, почему это дол- жно произойти. А когда мы, действительно, узна- ли о гибели корабля. Акад. А. Н. КРЫЛОВ Алексей Николаевич по данным о ходе пог- ружения правильно вычислил место и ширину S—Прмрьда, М С
82 с .' Природа 1343 1 Весь свой талант кораблестроителе и уче- ного Длексей Николаевич отдал и отдаёт деЙУ строительства нашего флота, ледоколов и пор- тов. Он никогда не отказывал ’в.совете ни заводу, ни проектной организации, ни моло- дому инженеру. И в настоящее время Алексей Николаевич, как истинный патриот своей ро- дины, неустанно работает над вопросами 'ук- репления Военно-Морского Флота СССР; стремясь приблизить час победы над гитлеров- ской Германией. ’ - •' ' Я перечислил ря^ заслуг А. Н. Крылова В различных областях науки и техники. Но ДлтГ него зто не отдельные Области. Эго единое целое, — та атмосфера, в которой он живёт <С самого начлла своей сознательной жизни. У него воедино сливаются. интересы служения . род'инс с интересам^ служения науке и челове- честву. у Советское правительство- По достоинству оценило труды Алексея Николаевича Крылова. Несколько лёт,тому назад он был награжден орденом Ленина, а сейчас А. Н. Крылову "'присвоено высокое звание Героя Социалис- тического Труда. Награждение- академика А. Н. Крылова — праздник советской'науки*. *Акад. А. Ф'. Иоффе;- образовавшейся в корпусе корабля трещины. Алексей Николаевич дал такой же точный анализ причин взрыва и потопления линкора .Мария" в первую' мировую войну. Из каждо- го анализа он извлекал важные и полезные для флота выводы к указания. В 1921 г. мне'пришлось участвовать в меж- дународном совещании, где обсуждались ка- чества судов различных государств. Присут- ствовали руководители крупнейших судострои- тельных заводов и верфей. Академик Крылов был на голбву выше всех остальных участни- ков совещания. Он зна.т каждый тип корабля и все его мореходные сволства, он предвидел всё, что может дать каждый корабль. Один да участников совещания в перерыве сказал: .Такого глубокого ' знатока, таких'' способно- стей я в жйзниёщё не встречал и не поверил бы, что это возможно". - Исторический факт научного предсказания _ потопления броненосца .Петропавловск", на котором погиб адмирал Макаров, и постройка но указаниям академика Крылова .незатопля-. емых* кораблей создали’АлексеЮ Николаевичу славу лучЩего специалиста корабельного дела. Случаев блестящего научного предвидения акад. Крылова десятки. Я привёл на память только некоторые-да них. ' .Указ Президиума Верховного Совета СССР О НАГРАЖДЕНИИ АКАДЕМИК^ ВЕРНАДСКОГО ВЛАДИМИРА \ ИВАНОВИЧА ОРДЕНОМ ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ . I * ' . , л‘; ' За выдающиеся заслуги в развитии геохимци и генетической^ минералогии, в связи с то- летием'сбдня рождения, наградить академика. Вернадского Владимира Ивановича орденом: Трудового Красного Знамени. - . _ " J Председатель Президиума Верховного Совета СССР М* КАЛИНЙф.; Секретарь Президиума Верховного Совета СССР А. ГОРКИН. Москва, Кремль, 12 марта 1943 г,1 . ' . । ' 80-ЛЕТИЕ АКАДЕМИКА В. И. ВЕРНАДСКОГб 13 марта 1943 года' исполнилось 80 лет со дня рождения старейшего действительного члена Академии Наук СССР и учёного с ми- ровым Именем Владимира Ивановича Вернад- ского. Всю свою более чем полувековуй деятель- ность Владимир Иванович целиком посвятил делу служения науке и оказал со своей сто- роны глубочайшее влияние на' дод её разви- тия. - . . Научная деятельность'академика В. И. Вер- надского необычайно широка. В, И. Вернадский родился в 1863 году в семье профессора Московского университета. В 1886 году он ^оканчивает СПБ Университет по .отделению естественных наук физико-ма- тематического факультета, выполнив специаль- ную работу под- руководством основополож- ника -русского почвоведения профессора ЕА В. Докучаева, не только своего учителя, но и друга. В 1890 году он доцент Москов- ского университета и Ь 1891 году 'защищает магистерскую диссертацию:, О группе Силлима- нита и роли гл нозёма^ в силикатах", а в 1897 г. докторскую диссертацию:' .Явления сколь- жения кристаллического вещества". К этому времени относится и ряд других его классиче- ских работ по строению ЬиликатРв, срхранив-
№ 6 Юбилеи и -даты 88 щих до сих пор всё своё значение. .. В Московско < университете он коренным образом перестраивает ..реподавание минера- логия и вместо описательной создает химиче- скую минералогию на исторической основе. Эти вовне идеи были им частично изложены в'курсе' минералогии (первое издание 1901 года), затем в Многотомном издании: .Опыт описательной минералогии* и др. Будучи профессором Московского земной коры, создает ' биогеохимйческое на- правление в науке н организует для экспери- ментальных работ Биогеохимическую лабора- торию Академии Наук СССР, директором ко- торой он является и в настоящее время.' Этим кратким перечнем совершенно не; возможно исчерпать всего многообразия науч- ной деятельности В. И. Вернадского. Здесь хочется напомнить erg труды по созданию унйверситета, он создаёт научную школу огромной .научной силы, сю учениками являются академики А. Е/ Ферсман, покойный академик В. А. ’Архангельский й многие другие за* , ннмаюЩие ныне места академиков, членов-корреспондентов^аших Ака- демий Н«(ук и профессоров многих кафедр минералогии в «Союзе. , 'В 1911 году В. И- Вернадский с группой других левых профессоров покидает Московский университет в знак протеста против политики ми- нистра Кассо. ' , г G избранием в 1906. г. в академи- ей Российской Академии Наук со- впадает у В. И.’ Вернадского начало его работ в новой области знаци»— геохимии, одним из основоположни- ков' которой он является. Исследования по распространению 1 в земной коре редких химических элементов и доныне являются осно- ванием всех последующих йссйёдова- ний в этой области. Б. J-I. '"Вернад- ский .намного ранее других указал на неётеоретическое и практические значение изучения рассеянных хими- ческих элементов. "Наиболее крупным науч- ым исследованием этого перио- да является работу по изоморфизму й создание изоморфных рядов хими- ческих элементов, позволившее по- дойти к законам распределения хи- мических элементов в земной коре. 3 1915 году по инициативе В., И. и под его руководством в. Академии -Наук создается Комиссия но изуче- , нию естественных производительных сид. В короткое время.эта\ komiiq- -сия развёртывает огромную научно-исследова- теЛьркую работу—выпустив многочисленные ' по физикО-хймическим исследованиям’метео- монографии „и справочные издания по место- ---- -----------------------------* рождениям- полезных ископаемых, в нашей стране,'организует экспедиции и так далее. )4знёдр этой комиссии Академии Маук вы- кристаллизовываются самостоятельные научные институты — центры научной мысли— Керами- ческий* институт, Радиевый институт, Оптиче- ский институт^ Институт платины, Институт физико-химического анадиза и др. ; , Создавая Радиевый институт (1922),В. И. Вер- надский создал в науке радиогеолргическое направление,’с новой задачей выяснения роли радиоактивных элементов в ,истории нашей плацеты. Он первый ставит работу в стране по радиоактивному штрекелению возраста по- род и минералов. ' * 4 Наконец,, он с 1918—20 г. ставит вопрос о рвди организмов в геохимических процессах Акад В. И. ВЕРНАДСКИЙ Д / метеоритного комитета и постановку работ рнтов, создание комиссии по изучению вечной мерзлоты (ныне Институт мерзлотоведения АН) и создание многих других научных центров псследоданпя (минеральных вод Союза и др.). Он является основателей й первым Президен- • том Украинской АН (1918). 'Исключительной' силы достигают, работы В. И. Вернадского за последние годы, когда он почти целиком уходит, в геохимию н печа- тает свои' классические .Очерки геохимии*, выдержавшие 4 издания, изданные на фран- 'цузском, японском и др. языках. В. И. Вернадский в течение всей своей научной и педагогической деятельности глу- боко'интересовался и интересуется историей 1 науки. Исключительные знания в области естест- венных наук позволяли В. И, Вернадскому не
&4 Природа 1&43 раз предугадывать огромное научное значение казавшихся вначале незначительны мн открытий и силой своего научного авторитета побуж- дать к исследованиям в этих новых областях. Так было с исследованием в нашей стране редких элементов, радием, изотопами, изуче- нием урана, как источника энергии и многих других. В. И. Вернадский, благодаря частым посе- щениям Европы, прекрасно знаком с научной жизнью Запада. Среди его многочисленных друзей можно было бы назвать крупнейших соврем иных учёных мира. Исключительная сердечность и обаятельность характера В. И. Вернадского всегда привле- кала и привлекает к нему учёных самых раз- ных положений и самых различных специаль- ностей. Многие сейчас вспоминают о тех при- ятных минутах, проведенных в научном обще- нии с Владимиром Ивановичем. Его скромная рабочая комната всегда посещалась многочис- ленными учёными, приходившими посовето- ваться и поделиться новыми мыслями, работой, открытиями. Поэтому с особой радостью его друзья, сослуживцы и ученики услышали о награждении академика В. И. Вернадского в день его 80-летия орденом Трудового Красного Знамени и присвоении Лаборатории геохими- ческих проблем (бывшей Биогеохимической лаборатории) его имени. Вместе с тем почти одновременно совпало присуждение акад. В. И. Вернадскому Сталинской премии 1-й степени за работы в области геохимии. Мы все желаем Владимиру Ивановичу здо- ровья и дальнейшей плодотворной научной работы на пользу нашей родины. Член-корр. АН СССР А. П. Виноград»» Указ Президиума Верховного Совета СССР О НАГРАЖДЕНИИ АКАДЕМИКА ОБРУЧЕВА ВЛАДИМИРА АФАНАСЬЕ- ВИЧА ОРДЕНОМ ЛЕНИНА За выдающиеся, заслуги в области развития геологии, в связи с 80-летнем со дня рож- дения, наградить старейшего русского геолога академика Обручева Владимира Афанасьевича орденом Ленина'. Председатель Президиума Верховного Совета СССР М. КАЛИНИН. Секретарь Президиума Верховного Совета СССР А. ГОРКИН. Москва, Кремль. 9 октября 1943 г. К 80-ЛЕТИЮ АКАДЕМИКА ВЛАДИ «ИРА АФАНАСЬЕВИЧА ОБРУЧЕВА Академик Владимир Афанасьевич Обру- чев, старейший советский геолог, родился *28 сентября (по старому стилю) 1863 г. в с, Кйёпнино, бывшей Тверской губернии. По окончании Виленского реального училища Владимир Афанасьевич в 1881 г. поступил в Петербургский горный институт, который окончил в 1886 г. С этого времени вся его жизнь, как научного деятеля, связывается с изучением геологии и недр нашей страны и сопредельных областей Центральной Азии. Начав эту работу в качестве рядового геоло- га, он всецело уходит в неё и продолжает беспрерывно и поныне в качестве самого нервого лидера. Владимир Афанасьевич, как один из старей- ших геологов, относится к той плеяде рус- ских исследователей, которые своими иссле- дованиями открыли необъятные перспективы наших далёких окраин и украшают передо- вую науку нашей родины. За свою почти 60-летнюю исследователь- скую деятельность Владимир Афанасьевич работал в различных районах. Он изучал гео- графию и геологию Восточной и Централь- ной Монголии, Северного Китая, Ордоса, Наньшаня, Алашаня, Бейшаня, Восточного ’Тяньшаня, Зака спид, Кавказа, Крыма и ряда других областей. Однако, большую часть своей научной деятельности и наиболее пло-
№ S Юбилеи и даты 85 детворные годы твоей творческой жизни В. А., посвятил исследованию геологии и освоению недр Сибири. Ей он отдал глав- ные свои силы, знания и всю свою энергию. Сибирь для него была наиболее любимым объектом исследования. Почти половина его печатных работ касается территории Сибири. Он является одним из основоположников в познании геологии и полезных ископаемых этой обширной области. Его отдельные статьи, очерки, монографии и фундаменталь- ные сводки по геологии, полезным ископаемым и истории геологических исследований Сибири, исключитель- но ценны^ по выполнению и полноте описаний, глубине содержания,с чрез- вычайно чёткой и ясной формулиров- кой выводов, являются непревзой- денным вкладом в науку. Владимир Афанасьевич по праву считается лучшим знатоком геологии и полез- ных ископаемых Сибири и прилегаю- щих районов Монголии и Китая. В. А. интересовался при своих исследованиях и теоретическими и практическими вопросами. Об этом свидетельствуют его многочисленные и многогранные труды по различным разделам геологии и сопредельных областей знания. Своими многолет- ними исследованиями он создал не- обходимую базу для освоения бога- тейших недр Сибири и дал первые вполне обоснованные и для того вре- мени исчерпывающие описания. Лич- но он открыл большое ч^тсло место- рождений ископаемых, из которых многие в настоящее время уже вве- дены в эксплоатацию. Идеи и мысли В. А., изложенные в его работах по географии, геоморфологии, геотек- тонике и т. п., являются до самого последнего времени ведущими и слу- жат той основой, на которой произ- водится в настоящее время дальней- шая их детализация. На них учились, учатся и 6j дут учиться многие поко- ления геологов. На базе многолет- них работ выросла современная гео- логия безграничных пространств от Урала до Охотского моря, от Саян и Амура до островов Ледовитого океана. За последние два десятилетия на этой территории выросли многочисленные комбинаты черной металлур- гии, промышленность угольных бассейнов, сотни приисков, рудников золота и других ископаемых. Тысячи советских геологов ра- ботают теперь над освоением разнообразных объектов богатейших районов Сибири. Он первый в прошлом проложил сюда .геотоги- ческую тропу", а позднее своими крупней- шими, многочисленными исследованиями и обобщениями создавал и создал основу для быстрого освоения недр этого края. В. А., как старейший представитель со- ветской геологической мысли, завоевал себе большой авторитет в качестве крупнейшего геолога. Его мысли, научные идеи и прогно- зы увенчались большими успехами. Как неу- томимый исследователь-путешественник и учё- ный, он всю свою деятельность ааправлял на разрешение различных, вопросов геологии нашей страны и широкие' изыскания полез- ных ископаемых на громадных пространствах востока Советского Союза. В последние годы преклонный возраст заставляет В. А. отка- заться от экспедиционной деятельности. Основ- ное внимание он отдает обобщениям и состав- лению капитальных руководящих монографий и многочисленным консультациям. Акад. В. А. ОБРУЧЕВ Работы акад. Обручева можно разбить на шесть групп. К первой группе относятся работы по географии и региональной геологии. Этой серией работ охватываются обширные области Северного Китая, Монголии, Джунгарии, Забайкалья, Ленского бассейна и ряд других районов Сибири. Эти работы вошли в число классических исследований, цитируемых во всех руководствах и очерках. Вторая серия работ относится к исследо- ванию месторождений различных полезных ископаемых, в частности золотоносных место- рождений. Работая долго в Сибири, В. А. впервые даёт детальное описание золоторуд- ных, железорудных марганцевых и других месторождений этого обширного края. Эти работы являются исключительно исчерпываю- щей основой для всякого желающего зани- маться подобного рода исследованиями. Третья серия работ касается разрешения
86 Природа, '4943., теоретических вопросов геологии и полезных ископаемых, как-то: эоловых процессов, скла- дчатости, классификации, генезиса рудных месторождений, металлогении и т. и., йрторые сыграли исключительную роль дли дальней- шего развития этих разделов. К четвертой . серии раАот относятся ис- ключительно интересные, широко известные в Срюзе ’геологические романы*, в которых он популяризирует геологические знания для ши- роких кругов трудящихся масс. , К пятой серин работ относятся лучшие руководства, выдержавшие несколько изда- ний, как .Полевая реология*, .Рудные место- рождения*, которые создали основу подго- товки кадров в Союзе и сейчас являются основными и лучшими пособиями в высшей школе и настольными книгами для- нолевых исследований. Наконец, к шестой группе принадлежат об- ширные, многотомные сводки и фундаменталь- ные обобщения по геологии и истории геоло- гических исследований Сибири. ” Трудно описать всю многостороннюю научную деятельность Владимира Афанасье- вича. Более 300 научных работ в различных областях геологического знания являются ре- зультатом- его почти '60-летней славной- науч- ч ной деятельности. Многие из них являются фундаментальными изысканиями. В целом же все его произведения являются образцовыми по Тщательности, систематичности и точности описания, наглядности' и обилию иллюстратив- ного материала й'ясности выводов. Работая в области' геологии Сибири, Владимир Афанасье- вич всё время остается тесно- связанным с кол- лективом сибирских геологов, для которых он всегда был и доныне остается неоспоримым авторитетом. Созданная им школа сибирских геологов с успехом продолжает начатые им работы, углубляя и развивая его идеи и мысли. Велики заслуги В. А. и как педагога. Он много отдал сил воспитанию кадров в *Том*. ском технологическом институте, Таврическом университете и Московской горной академии. Он создал здесь три школы геологов, в част- ности особо авторитетную и чрезвычайно спло- ченную школу геологов-сибиряков. Являясь крупнейшим учёным, В. А. нахо- дит достаточно времени для активной обще- ственной и организационно-административной деятельности. Под его руководством органи- зуются: геологическая часть музея при Восточ- носибирском отделе Русского географическо-ч го общества, геологические кафедры и гор-' ное отделение в Томском технологическом ин- ституте, кафедра прикладной геологии, в Мос- ковской горной академии, многочисленные дальние экспедиции и др. Особенностью В. А. является неистощи- мая энергия, громадная трудоспособность, ко- лЪссальная воля к творческой работе и боль- шая научная инициатива. За выдающиеся исследования Владимиру Афанасьевичу, неоднократно присуждались премии, например: серебряная, золотая и константиновская медали и премия им. Прже- вальского от Географического общества, дважды премии им. Чихачева от Парижской академии наук, премия им, Гельмерсена от Ака- проб- 1 тео- демии Наук СССР, премия им. В. И. Ленина от экспертной комиссии СССР, первая в Союзе премия им. Сталина и-звание Сталинского лау- реата По циклу геологических наук и'др. • В настоящее время В. А. состоит действи- тельным членом Академии паук СССР, сек- ретарём Геолого-почвенйого отделения её, по- чётным членом-корреспондецтом Лондонского географического общества, членом-коррес- пондентом Китайского’геологического рбще- ства и целого ряда других, а также членом^ многочисленных и разнообразных комитетов и комиссий. При всех^решекиях сложных во- просов геологической жизни страны В.-А. является всегда непременным и активным участником. f Акад. Обручев — это геолог крупных' лем и широких планов. Это геолог ретик и практик. ^Это- исклюЧитеЛвно точ- ный исследователь. Жизнь и энергия его целиком ушли на изучение и освоение.недр нашей родины и воспитание геологических кадров. Огромная работоспособность в соче- тании с исключительной талантливостью, це- леу стрем^ённост ью и требовательностью к себе и другим создали вполне заслуженную славу его работам и его -авторитету. •Правительство Советского Союза за-вы- дающнеся работы наградило В. А. орденом Трудового Красного Знамени и к 80-летиюсо дня рождения-— орденом Ленина. Наша страна может * гордиться таким крупнейшим учёным.как Владимир Афанасье-, вич. Имя его широко известно не только В Союзе, но и за его пределами в международ- ных геолокрческих кругах. ' • В. А. пользуется широкой популярностью, всеобщим глубоким уважением и большой любовью не только среди геологов, ицженерно- технлческих работников и учащейся молодежи, но и среди основных кадров служащих и рабо- чих- горной промышленности. Эта попу- лярность вполне заслужена, так как В. А.,: как учёный и педагог, чрезвычайно много сдёлйл- для прогресса геологии в нашей стране и для поднятия её на уровень современной науки. Не будет преувеличением, если мы скажем, что важнейшие этапы прогресса геологии связаны с именем юбиляра и его научными трудами^ Владимир Афанасьевич, как человек ис- ключительно скромный, прямой и честный, ' привлекает к себе всех окружающих своей доступностью, чуткостью, отзывчивостью, ду- шевностью и готовностью Со всяким подёу литься своими авторитетными знаниями. Таков акад. В. А Обручев как педагог-учитель. Сказанное, мне Кажется^ достаточно ха- ' растеризует юбйляра, как учёного геолога м учителя громадного коллектива геологов. На- ша небольшая статья вовсе не претендует -Да полноту освещения всей его многогранной, кипучей и яркой научной, педагогической и общественной деятельности. Свою задачу мы ограничили лишь показом его заслуг перед геологией нашей страны. Отмечая их, мы шлём юбиляру искренний привет И горячие пожелания работать ещё долгие годы е при- сущей творческой энергией столь же блеСТй- ще и плодотворно нй" благо великой родины. Проф. Л. №• МирополъскЦй.,
№ -6 Юбилеи и даты 87 Указ Президиума Верховного Совета СССР О НАГРАЖДЕНИИ АКАДЕМИКА А. Е. ФЕРСМАНА ОРДЕНОМ ТРУДОВОГО / КРАСНОГО ЗНАМЕНИ 4 • За выдающиеся застуги в области развития геологических наук в связи с шестидесяти- летием со дня рождения и сорокалетием научно’. деятельности наградить академика Ферсмана Александра Евгеньевича орденом Трудового Красного Знамени. •Ч * Председатель Президиума Верховного Совета СССР М. КАЛИНИН. Секретарь президиума Верховного Совета.СССР А. ГОРБИН. Москва, Кремль. 8 ноября 1943 г. К 60-ЛЕТИЮ АКАДЕМИКА АЛЕКСАНДРА ЕВГЕНЬЕВИЧА ФЕРСМАНА По окончании университета А. - Е. в 1S07 году еддля иотеполнения своего образо- вания и практической работы в Париж к из- вестному минералогу Лажруа и в Гейдель- берг к Гольдшмидту, а затем на остров Эльбу. По возвращении из- за границы в 1909 г. А. Е. принимает ак- тивное' участие в ка- честве профессора в организации Народ- ного университета им. ШанявскоГо, издании журнала «Природа* и настойчиво продол- жает научную работу в' Московском уни- верситете. В 1912 г. он изби- раетбя профессором женских Бестужев- ских курсов в С.- Петербурге и. одно- временно . становитя старшим хранителем. Минералогического _ музея Академии Наук. С этого времени вся его жизнь, как круп- нейшего научного деятеля, связывается с Академией Наук и нашей страны, которое плодотворно продолжат > тода советская отметючт 60-летие Акад. А. Е. ФЕРСМАН 10-ю ноября текущего наука и общественность с. со дня рождения акад. Александра Евгенье- вича Ферсмана. Этот замечательный учёный является вы- дающимся и крупней- шим минералогом со- временности и одним из первых и главных •сновоположников со- ветской геохимии. Основные этапы •биографии Александ- ра Евгеньевича тако- вы. Родился 10-гр' ноября 1843 г. в С.- Петербурге. По окон- чании Одесской клас- сической гимназии Алексан р Евгенье- вич в 1901 г. посту- пает в .Новороссий- ский университет на естественное отделе- ние Физико-математи- ческого факультета, затем оттуда перево- дится в Московский университет, который и оканчивает в 1907 году. В стенах Москов- ского университета А. Е. под влиянием идей ныне здравствующего акад. В. И. Вер- с изучением недр надского начинает усилено работать по вбп- он непрерывно и росам минералогии. й поныне в качестве основного рукоро-
88 Природа 1943 дителя и идейного вдохновителя. Руко- водя многочисленными экспедициями. он неоднцкратно выезжает на Урал, в Крым, на Алтай, в Северную Монголию, Забай- калье, Прибайкалье, Каракумы, на Кавказ, остров Челекен, в Таджикистан, Узбекистан, Киргизию, Кольский полуостров, Карелию и многие другие районы Союза, а также в Скандинавские и другие страны Европы. Эти исследования стяжали ему заслуженную сла- ву непревзойденного знатока недр нашей страны. В 1919 г. Александр Евгеньевич избирает- ся действительным членом Академии Наук СССР и одновременно становится директо- ром Минералогического музея её, а позднее директором Ломоносовского института, дирек- тором Уральского филиала Академии Наук, директором Хибинской и Ильменской . гор- ных станций, вице - президентом Академии Наук СССР и т. д. В настоящее время А. Е. состоит членом президиума АН СССР, директором Института геологических наук, директором базы по изу- чению севера, председателем комиссии по геолого-географическому обслуживанию крас- ной Армии при ОГГН АН СССР и членом ряда других комиссий и комитетов. Научную де 1тельность А. Е. начал ещё иа студенческой скамье Московского уни- верситета. Им уже тогда, в период времени с 1904 по 1906 гг., были выполнены и опубли- кованы 5 научных работ по вопросам кри- сталлографии и минералогии. С этого вре- мени Александр Евгеньевич все свои силы, энергию и знания всецело посвящает решению проблем минералогии, геохимии и изучению и освоению недр нашей страны. Научные иска- ния его, не ослабевая и не прерываясь ни на одну минуту, с течением времени принимают нарастающий размах. За годы научной деятельности Алексан- дром Евгеньевичем опубликовано около 700 работ, из них не менее 40 крупных фунда- ментальных монографий. Все^эти ис ледова- ния по постоянству научных интересов и по систематически последовательному углубле- нию и расширению проблематики характери- зуют Александра Евгеньевича как крайне вы- дающегося ученого-классика. Само собою разумеется, что.сейчас в нем- ногих словах невозможно сколько-нибудь исчерпывающе охарактеризовать и оценить все многочисленные результаты его научных исканий. Они отличаются слишком широким диапазоном и разнообразием содержания. Здесь можно только очень кратко и схема- тично напомнить наиболее основньгё черты его работ, хорошо известные всем геологам. Первым и основным объектом иссле- дований и увлечения А. Е. были минералы Союза, в частности Крыма, Урала, а позд- нее и других районов и отчасти зару- бежных стран. Описанию и всестороннему изу- чению их посвящены многочисленные ойерки и ряд капитальных монографий, например,, по цеолитам, алмазу, магнезиальным силикатам и т. п. В подобного типа работах автору удалось с исчерпывающей детальностью всесторон- не осветить це только характеристику их и месторождений, но и решить целый ряд но- вых теоретических вопросов, в частности генетических. Продолжая в этом направле- нии мысли евзего учителя—акад. В. И. Вер- надского, ему, первому в Союзе, удалось ре- шение этих вопросов поднять на новую, прин- ципиально более высокую ступень и не толь- ко с теоретической точки зрения, но 'и в практическом отношении. Характерную чер- ту этих работ составляет то, что изучался ‘не только сам минерал или комплекс их, лрук- турно-текстурные особенности, обстановка их нахождения и т. п., но и процесс, как тако- вой, и физико-химические черты его. При этих исследованиях А. Е. порывает с господствовав- шим прежде простым описанием, а выдви- гает ряд новых взглядов и толкований, по- новому решает вопросы ноигков и разведок и строит новые прогнозы использования. Эти исследования по широте и глубине мыслей и проработке настолько существенны, что поз- воляют с полным правом считать их непрев- зойденными классическими произведениями в русской геологической литературе, 'а самого автора причислить к числу классиков рус- ской минералогии. • Работая над минералами, А. Е. первый в Союзе начал особо углублённо изучать мине- ралогию пегматитовых процессов. Этот объект был основным и излюбленным предметом его научных исканий, которым он остался верен и поныне. На это он затратил более 25 лет. Свои выводы он опубликовал в целом ряде очерков и подытожил их в фундаментальной монографии .Пегматиты*, вышедшей недавно из печати третьим изданием. Этот обширный труд по богатству содержания и глубине раз- бора трактуемых вопросов является шедев- рам в современной русской минералогической литературе, не имеющим себе равных в ми- ровой литературе по пегматитам. В этой за- мечательной книге автор даёт блестящий и исчерпывающий анализ чрезвычайно сложно- го комплекса вопросов, начиная от истории исследований пегматитов, развития современ- ных представлений о природе их до глубоких геохимических закономерностей, связанных с природой и свойствами атомов, участвующих в пегматитовых процессах.Этот труд приклады- вает совершенно новые пути и открывает но- вые необъятные перспективы в изучении природных процессов. Он учит, как нужно подходить к изучению процессов земной коры, чтобы достичь максимального раскры- тия тайн физико-химической обстановки ми- нералообразования. По теоретической и прак- тической значимости эта книга- сейчас являет- ся настольным трудом у всех геологов и дол- го будет служить для них источником новых мыслей и идей. Проблема изучения пегматитов привела А. Е. непосредственно к изучению драгоцен- ных и поделочных камней, которым он посвя- тил ряд очерков и монографий. Из них наибо- лее интересны с принципиальной стороны та- кие, как „Драгоценные и цветные камни" и „Самоцветы России*. Теоретическая и прак- тическая ценность их вне сомнений. В них он даёт впервые,у нзе обширные и исчерпываю- щие исследования и обобщения. Они сделади
№ 6- Юбилеи и даты М А. Е. самым крупным специалистом по цвет- ным камням и основоположником знания их. Для всех минералогов важны, однако, не толь- ко добытые им результаты, а и. самый метод исследований и описания, остающийся и по сие время наилучшим образцом. Изучение минералов и цветных камней привели А. Е. к изучению ряда свойств их, в частности окраски. .Из этой области исследо- ваний особенно ценной является его моногра- фия .Цвета минералов". В ней даются убеди- тельные и яркие объяснения и обобщения, которые уже вошли в фонд основных мине- ралогических знаний, широко раскрыли кру- грзор' минералогов и геохимиков и в корне изменили трафаретио ходячие взгляды старых представлении. Наряду с чисто минералогическим направ- лением в работе А. Е. уже очень давно обоз- начился другой, очень крупный круг инте- ресов •— геохимический. В этих целях ему пришлось переработать колоссальный фак- тический материал по различным областям знания. Как геохимик, А. Е. имеет свое ярко обозначенное лицо. Следуя идеям своего учителя акад. В. И. Вернадского, он даёт в этой области целый ряд инте- реснейших статей, очерков и монографий. В них он приходит к очень разнообразным и принципиально новым положениям и выводам, в частности к новому энергетическому толко- ванию процессов *минералообразования на основе периодического закона Менделеева. Он ввёл весьма важное понятие химико-фи- зических параметров для химических эле- ментов, новые энергетические показатели т. п. Его замечательный и выдающийся четырёх- томный труд .Геохимия" несомненно откры- вает новую эпоху в этой области, на нём сейчас учатся и будут долго ещё учиться все геологи и молодёжь. Это направление иссле- дований юбиляр проводит с исключительной широтой, блерком и талантом. А. Е. первый в Союзе выполнил огром- ные работы по региональной геохимии, создав, в частности, единственную, объединённую олной научной идеей, такую сводку, как .Геохимия России", .сейчас являющуюся настольной книгой всех геологов. Опираясь постоянно на данйые всех пре- дыдущих исследований и в связи с ними, А. Ё. исключительно много уделил внимания изучению полезных ископаемых нашей страны, в частности стратегическому сырью в прош- лую войну и в особенности сейчас, в дни отечественной войны. В этой области он дал целый ряд очерков и монографий и обосновал геологический метод поисков и разведок их. В этой области особо интересными и заслу- живающими особого внимания являются такие, как, например, „Полезные ископаемые Коль- ского полуострова", .Геохимические и мине- ралогические методы поисков полезных иско- паемых" и др. Много уделяет внимания А. Е. популяри- зации геологических знаний, в частности среди молодежи. С этой стороны особой из- вестностью пользуются .Занимательная мине- ралогия", уже вышедшая 5 изданием. Крупное мэсто также занимают труды, посвящённые кристаллографическим исследо- ваниям и общим вопросам геологии, минера- логии и других разделов геологических дис- . циплин. Практическими результатами работ юбиля- ра надо считать не только поднятие знаний о производительных силах недр нашей страны, но и непосредственное развитие на базе их ряда новых производств, например: серного завода в Кара-Кумах, создание апатитовой и медно-никелевой промышленности на Коль- ском полуостров?, промышленности цветного и поделочного камня, предприятий редких 'элементов и т. и. Не менее плодотворной является также педагогическая, организационно-администра- тивная и общественная деятельность А. Е. Сей- час нет возможности осветить всю проведен- ную им многостороннюю работу в различных направлениях и организациях. Однако необ- ходимо всё же отметить большие педагоги- ческие заслуги его в деле воспитания многих десятков очных и заочных, прекрасно подго- товленных кадров минералогов и геохимиков, успешно работающих в разных уголках нашей страны и нередко на руководящих постах. Лекции его, как учителя-педагога, всегда отличаются прекрасным и захватывающим языком, сочетающим высокую культуру с пре- дельной ясностью мысли, насыщенностью богатым фактическим материалом, личным опытом и гармонически увязывающим глу- бокую теорию с задачами социалистического строительства. Все его выступления перед слушателями всегда характеризуются стра- стностью, боевым призывом и исключительно заразительным энтузиазмом. В тех и других он всегда показывает своим ученикам пути геохимического мышления от анализа отдель- ных вопросов вплоть до построения обобщаю- щих схем, раскрывая в суждениях ход доказа- тельств восстановления закономерностей зем- ной коры. Велики заслуги А. Е. и в организационных делах. Он был непосредственным строителем Народного университета им. Шанявского, Ломоносовского, позднее Геологического института, Минералогического музея, ныне им. А. А. Карпинского, Уральского филиала Академии Наук, научных станций в Хибинах, Ильменях, Сталинабаде и других местах. Института аэросъёмки, Географического инсти- тута в Ленинграде и ряда других. Он активно участвовал в строительстве и целого ряда новых промышленных цейтров Союза. Являясь крупнейшим учёным, умело соче- тающим теорию с практикой, А. Е. находит достаточно времени и для активной обще- ственной работы. Он состоял членом ЦИК Туркменской ССР, членом ЦИК Кара-Кал- пакской АССР, членом Челябинского облис- полкома, Миасского райсовета, Хибиногор- ского горсовета, членом горсовета г. Киров- ска, членом ВАРНИТСО и т.д. Одновременно со всем этим он постоянно проводил и. про- должает вести разностороннюю экспертизную, консультационную, редакционную, методиче- скую и культурно-просветительную работу в различных направлениях и организациях. Нет надобности лишний раз подчёркивать,
90 Природа 1943 что вся указанная выше деятельность юбиляра была направлена на поднятие народного хозлйу ства страны, её культуры, укрепления обороны п экономики нашей родииы. 1 Из нашего краткого и беглого обзора видно, с одной стороны, как последовательно, настойчиво и упорно на протяжении почти 40-летней научной деятельности развивались интересы и идеи юбиляра и, с другой стороны, насколько это—.большой человек" совре- менности, образ сильной мы.'ли, талан'а, без- оговорочной преданности науке и плодотвор- ного служения ей. Результаты его научных исканий исключительно колоссальны. Они всегда дышат широтой н новизной мысли, теоретической целеустремленностью и прак- тической направленностью, страстностью и увлечением. Они велики пе только по значи- мости, но они заразительны по существу. А. Е. — это минералог и геохимик круп- ных проблем, широких планов и больших масштабов, это — выдающийся и неутомимый исследователь теоретики практик, это — учё- ный громадной эрудиции, работоспособности и упорного стремления со всегда чётко пос- тавленной и практически ясной целью, этр— неиссякаемое воплощение захватывающих идей и мыслей, это — смелый и яркий новатор, это — страстный трибун-лектор и выдающийся воспитатель очных и заочных кадров, это — непревзойденный популяризатор для молоде- жи и трудящихся масс, это — исключительно доступный учёный для всех,это — повседнев- ный, личный н яркий пример огромной стра- стности, и увлечения, в практической работе, это — крупнейший "общественник современ- ности. Наша страна вполне заслуженно, должна гордиться таким -выдающимся учёным, как Александр Евгеньевич. Его работы, его много- гранная научная деятельность создали целую новую эпоху в।русской минералогии, геодимии и учении о полезных ископаемых. За годы его деятельности под его руководством и водительством советские минералоги и гео- химики достигли крупнейших успехов как в деле изучения и Освоения богатейших недр нашей родины, так и в постановке и/ раз- работке основных научно-теоретических проб- лем. В этой работе ведущая роль всегда при- надлежала и принадлежит А. Е,, показавшему своими работами колоссальнейшие потенциалы иедр нашей родины, в особенности в дни отечественной войны. Имя его широко из- вестно не,только в Союзе, но и за пределами в международных геологических кругах. А.. Е. пользуется широкой популярностью, глубоким уважением и большой любовью не только среди минералогов, геохимиков и геологов вообще, но и среди руководителей, технических работников и рабочих нашей горной промышленности и учащейся моло- дежи. Эта популярность вполне заслужена всей его деятельностью как учёного, педагога и как целеустремленного практического дея- теля. Правительство уже высоко оценило вы- дающуюся деятельность, присудив ему в 1942 г. первую премию им. И. В. Сталина и звание Сталинского лауреата по циклу геоло- гических наук, и только что наградило его орденом „Трудового Красного Знамени". Всё приведенное, мне кажется, достаточно характеризует юбиляра со всех сторон. Но это только небольшая часть того, что можно было бы написать. Автор этой небольшой статьи пи в какой мере не претендует на полноту освещения всей многогранной, живой, кипучей и яркой деятельности А. Е, Автор стремился свою задачу ограничить лишь показом основ- ных заслуг этого маститого и выдающегося учёного и его весьма плодотворной научной деятельностй. Отмечая их, мы горячо Поздрав- ляем юбиляра и шлём ему самые лучшие поже- лания на будущее. Мы желаем долгие годы здравствовать дорогому учителю и работать с прежним энтузиазмом и с той же энергией. Проф. Л. М. Миропольский. ПОТЕРИ НАУКИ ПАМЯТИ ПРОФ. А. Т. КИРСАНОВА (1880-1941) Вскоре после эвакуации Почвенного ин- ститута Академии Наук СССР в Ташкент, ин- ститут лишился одвЗго из главных св. их сот- рудников в лице проф., д-ра Александра Тро- фимовича Кирсанова — руководителя агрохи- мической лаборатории с i-9-.1 года, скончав- шегося 30. X. 1941 года. Эта потеря крупного учёного, создавшего ряд оригинальных трудов по агрохимии и особое направление агрономического4 „про- фильного" почвоведения является очень тя- жёлой и трудно вознагра лимай. С молодых лет А. Т. пришлось пробивать себе дорогу, как сыну бедного крестьянина, трл>кв личным трудом, За участие в студенческих организациях он был исключён из Ново-Александрийского- Института и вы- нужден был закончить образование за грани- цей (1905—1908 гг.) Уже в 1,09 г. А. Т. занял по конкурсу, кафедру профессора так называемого Камен- ноостровского сельскохозяйственного инсти- тута, а с 1913 года стал директором и органи- затором Минской болотной опытной станции. Затем в 1918 и 1922 гг. он был проректором и деканом агрономического факультета Ива- ново-Вознесенского Политехникума. С 1922 по 1925 г. он занимал кафедру агрохимии Минского сельскохозяйственного института и был ректором его. Два года после атого
№ 6 Потери науки , . 91* А, Т. работал’заграницей. После вбзвращения, с 1927 г., он руководил Отделом, а потом Институтом земледелия Сельскохозяйственной Академии им. Ленина в Ленинграде и был профессором, а потом ректором Ленинград- ского сельскохозяйственного института в Детском селе. Начиная с 1931 г. до,1941 г. работал, в Почвенном институте Академии Наук в качестве руководителя его’ агрохими- ческой лабораторий. Перу А. Т. принадлежит около ста научных работ по многим основным вопросам сельско- хозяйственных наук: по культуре болот, по известкованию, по математическому анализу действия факторов роста растений, по раз- работке Методов . химической характеристики плодородия почв, по методам '.подкисления" чернозёма, по изучению плодородия всех горизонтов почв (.профильное* плодородие) и ио общим вопросам земледелия.^ На организованной шм в Минске Болотной цпытной станции он удачно разрешил вопрос о культуре болот'и указал методы использо- вания больших площадей их для земледелия в Белоруссии и в других районах. Весьма цен- ны труды А. Т. по известкованию йочв, в том числе посмертно опубликованный его очерк по этому вопросу о степени достовер- ности полевых опытов в колхозах и на опыт- ных станциях. При помощи лабораторных исследований 'и вегетационных опытов А. Т. проверил ме- тоды Определения плодородия почв разными' вытяжками и изобрёл простой прибор быст- рого определения почвенных фосфатов, ко-. торый вошёл ^.массовое применение. В целом ряде вегетационных опытов (в Детском селе) А. Т. испытал и показал действие и способы употребления' разных удобрений, в том числе— действие алюминия и некоторых новых удоб- рений, например. апатита, сильвинита и. др. В Почвенном институте он провёл ряд работ о количестве и точном учёте питательных веществ почвы не только в верхнем пахот- ном слое, но и в целых профилях почв. В этом отношении плодотворна была дея- тельность А. Т. и как руководителя агрохи-_ мической. лаборатории. Его ученики и аспи-~ фанты:’ Г'. G. Давтян, Б. А. Ганжаи др. защи- тили ряд диссертаций на степень доктора. Постоянно А. Т. старался .пропагандиро- вать результаты своих работ и- сделал много научных докладов в Почвенном институте и на сессиях Академии сельскохозяйственных наук им, Ленина. И всегда в этих докладах А.' проявлял оригинальность методов и осторожность в выводах. Почти 30 лет А. Т. был очень деятельным . преподавателем в ВУЗах и много сил отдал общественно-организационной работе. Он был прекрасным руководителем молодых кадров и дал стране много отличных: специалистов научных работников. . , Акад. Л. И.Прасолов. ПАМЯТИ Б. А ГАНЖА >- (1833—19+2) В начале августа 1942 года в' экспедиции по каучуконосам в одном из горно-степных районов Узбекистана неожиданно скончглся старшин научный сотрудник Почвенного ин- ститута Борис Андреевич Ганжа. Он только в начале 1941 г. успешно за- щитил'диссертацию на степень докторА сель- скохозяйственных наук на тему .Про£№льное плодородие почв". Б: А, Ганжа работал в . Почвенном институте Академии Наук с 1935 года. До этого 'он прошёл долгий стаж педагогической, научной и организа- ционной деятельности в различных учрежде- ниях: В качестве лаборанта сахарного завода На Украине, заведующего лабораторией Мин- ской' болотной опытной станции (1912-^1928), , затем-специалиста по ыультуре болот и ассис- тента по физиологий растений в Иванове и доцента Минского института сельского хозяй- ства! С 1928 .по 1931 г. Б. А. был директором Дальневосточной рисовой станции и про- должал руководить опытво-иссл.едовательской группой рисового треста в Москве до 1933 г. Затем, после ликвидации этого' треста,' Б. А. работал В Государственном институте проек- тирования водного хозяйства и агрономиче- ской группы Мрсрыбтреста. / - В Почвенном институте Б. А. с 1935 г. принял .весьма дёятельное и плодотворное участие в целом ряде исследований и экспе- диций, в Заволжье, в Кавказской чайной, экспедиции и др. . Б. А. обладал умением отлично выращи- вать растения в своих вегетационных опытах.- Он вырастил, например, кусты чая в неза- видных условиях на крыше Почтенного ин? ститута в Москве. , . ' Это - умение Б; А. приобрёл ещё рань- ше, работая по 'культуре болот й затем риса на Дальнем Востоке. Его диссерта- ция на степень доктора о причинах .не- плодородия" нижних- горизонтов некото- рых почв - разрешила практически важный вопрос о связывании в них фосфатдв и неблагоприятном влиянии полуторных оКНс- лов в них, которое может быть . уничтожено соответствующей Системой удобрений? По щённци институт потерял в лице Б. А. Ганжа весьма опытного, хорошо подготов- ленного и аккуратного сотрудника, умевшего сочетать строго научные исследования с прак- тическими задачами и не щадившего для этого своих сил. Акад. Л. И. Прасдлов.
VARIA Человеческое ухо и взрывы.Человеческое ухо имеет физиологический порог раздражи- мости, за которым, вместо ощущения звука, наступает ощущение боли. Воздушное давле- ние звуковой волны у этого порога зависит от частоты колебаний волны. Оно составляет около 3000 дин на 1 см3 при частотах по- рядка 30—100 в секунду и 600 дин на 1 см2 3 при частоте колебаний в секунду 200-^7000. Доктор Литтлер (L ttler) оценивает воздуш- ное давление у места взрыва сильно взрыв- чатой бомбы цифрой порядка 10е дин на 1 см2 (100 атмосфер). Это давлениё на коротком расстоянии падает до 106 дин на 1 см’ (1 ат- мосфера), где образуется наступательная волна удара, в которой давление падает пропор- ционально удалению от источника. Подъём воздушного давления в меше взрыва бомбы от нормального атмосферного до цифр наз- ванного порядка происходит на протяжении 2—3 миллионных секунды и эта быстрота нарастания наносит наибольший ущерб слу- ховой системе. Лётчики в полёте нередко испытывают очень сильное акустическое давление, дохо- дящее и даже превосходящее порог физио- логического раздражения. Наблюдения над лётчиками показали, что они часто утрачивают слышимость к частотам выше 20С0 колебаний в секунду, если уши цр имеют специальной защиты. Если же уши были защищены, субъект обычно выздорав- ливает после некоторого периода отдыха. При длительных полётах с незащищенным ухом глухота может стать постоянной. Защитой уха может; служить: 1) лётный шлем с плотно прилегающими к ушам теле- фонами, 2) специальные наушники, 3) кончики пальцев, 4) ватные тампоны, пропитанные вазелином, 5) жидкий парафин и вата, про- питанная вазелином, 6) жидкий парафин и газовая ткань, пропитанная вазелином, 7)*зак- лейка ушного прохода пластицином. Тампоны из жёстких материалов не рекомендуются. Эффект названных средств защиты уха виден из следующей таблицы уменьшения слышимости в децибеллах при различных частотах волны (табл. 1). 1 Таблица 1 Частота волны опыта Порядковый номер метода защиты уха (см. выше) 7 1 2 i 3 1 4 5 6 250 5 15 20 15 15 10 10 500 — 10- 30 - 15 20 15 10 800 15 15- 25 25 15 25 25 10 2000 25 15- 40 25 15 25 40 20 3000 — 10- 45 — 30 35 40/ 25 4000 35 25- 55 35 30 59 50 35 1 Для сравнения приводим известные шумы в децибеллах: шелест листьев при слабом ветре 10, разговор 60—65; машинописное бюро 70—79; уличный шум на центральных улицах (Нью-Йорк, Чикаго) 70—90, в кабине самолета 99—100. Применяется также держание в зубах упру- гого (резинового) клинышка. От излишней мощной воздушной волны в первую очередь страдают части cochlea у ос- новного витка уха (отвечающие высоким часютам). Стивенс и Дэвис (Stevens ап 1 Pavis) полагают, что очень высокие частоты наносит временный или постоянный ущерб клеткам волосков. Хотя имеются примеры, когда звуки взрывов разрушила барабанную перепонку, серьёзным нужно считать повреждения чув- ствительного аппарата внутреннего уха. Йёрслей (learsley) указывает, что сотрясения лабиринта могут случаться в результате дей- ствия взрывной волны и приводят примеры глухоты сопровождавшей истерию, (allyed to hysteria), после погребения землёй, выбр о шенной взрывом. Литература Т. S. Littler. Effect of noises of warfare on the ear. Nature, № 3694, 1940, p. 217. В. С. Лехнович. Вентиляция бомбоубежища’. Опрос31500 работников сидячих профессий, нормально одетых, показал, что удовлетворительные тер- мические условия для человеческого организ- ма лежат в зоне 16.6—20е С (62—68* F), при условии относительно спокойного воздуха, незначительного теплового излучения поверх- ностей и относительной влажности около 50% Более высокая температура и относительная влажность увеличивает ощущение жары, но им можно противодействовать охлаждающим эффектом движения воздуха. Ощущение хо- лода вызывается возросшим движением возду- ха, низкими температурами стен или воздуха. Противодействовать можно небольшим повы- шением влажности, источниками теплового излучения. В бомбоубежищах, где люди пребывают в верхнем платье, возможно снижение назван- ной температуры .комфортабельно" зоны”. Наиболее существенным фактором атмо- сферы в бомбоубежище является углекислый газ. Концентрация углекислого газа в воздухе бомбоубежищ может легко достигать при плохой вентиляции значительных размеров. Индивидуальная чувствительность к углекис- лому газу различна, но при концентрации в 2—3% наблюдаются признаки угнетения орга- низма, затруднённое дыхание. При концентра- ции более 6—7% симптомы, угнетения стано- вятся серьёзными. При плохой вентиляции может иметь место и абсолютное падение со- держания кислорода и, если оно снижается до 12—13%, признаки кислородного голода- ния налегают ца признаки отравления угле- кислым газом. Человек, находящийся в покое, выделяет 0,0162 м3 (0,6 куб. фут.! углекислого газа в час. 2 J. S. Weiner. Ventilation of air Raid shel- ters, Nature. As 3710, 1910, p. 733. 3 Lofken Al. Ba«licher Luftschutz, Zwelte Auflage. Berlin, 1938.
№ ё Vafia 98 Помимо температурных условий и нор- мального дыхания, для ^.комфортабельности* убежища существенным фактором является ощущение свежести воздуха; оно зависит от скорости движения воздуха. При скоростях до 6,1 м (20 фут.) в минуту возникает ощуще- ние свежести'воздуха. Важно также разнооб- разие воздушных потоков. Относительная Влажность должна быть ниже 70%. Ощущение свежести может создаваться и комбинацией тёплого воздуха и холодных стен. Отсутствие запаха долго было критерием достаточности вентиляции. Американские ра- боты показали, что необходимый для устра- нения запахов объём притока свежего воз- духа на человека неодинаков и зависит от кубатуры помещения. Вентиляционные требо- вания повышаются с уменьшением кубатуры и сильно зависят от индивидуальной чистоты. Обычно приток 27—32 м3 (1000—1200 куб. фут.) воздуха в час на человека достаточен. Нижний предел, повидимому, лежит около 16,2 м3 (600 куб. фут.) в час на человека. Германские нормы требуют искусственной вентиляции при кубатурах бомбоубежищ ниже 3 м3 на' человека. При кубатуре в 1 м3 на человека считается необходимой подача 20— 30 литров воздуха в минуту на 1- человека, или до 1,8 м* в час. Германская норма, таким образом, значительно ниже англо-американ- ской. В бомбоубежищах неприятные запахи, воз- никают в связи с прими 1Ивным санитарным оборудованием, наличии и приготовлением пищи. Чувствительность к запахам вариирует у отдельных индивидуумов. Для создания благоприятных условий англий- ский .Бюллетень противовоздушной обороны*, Хе 10, рекомендует для убежищ с естествен- ной вентиляцией такие минимальные габариты на 1 человека: 0,54 м3 (6 кв. фут.) пола, 1,4 м3 (50 куб. фут.) объёма, 2,25 м3 (25 кв. фут.) стен с землёй за ними. В убежищах с меха- нической вентиляцией и притоком воздуха более 12—15 м3 (450 куб. фут.) в час на че- ловека, норма площади пола на человека может быть снижена до 0,34 м2 (3,75 кв. Фп)- В газоубежищах, полагают английские ав- торы, необходимо особенно тщательно под- считывать мощность вентиляции. Примерный подсчёт таков. В стальном убежище объёмом 32,7 м3 (1210 куб. фут.) 5,4 м3 (200 куб. фут.) отводится для 45 человек и оборудования, считая верхний допустимый предел содержа- ния углекислого газа в 20 частей на 10000; необходимый приток свежего воздуха на од- ного человека в час исчисляется в 10,8 м3 (400 куб. фут.). В. С. Лехнович. Пищевая ценность протеинов дрожжей. Более двадцати лет назад было установлено, что белые крысы чувствуют себя великолепно, коль скоро им даётся диэта, содержащая пив- ные дрожжи, как единственный источник про- теиновых веществ. ПозднейЪиие исследования на цыплятах, а также белых крысах, показали, что протеины дрожжей, когда только послед- ние одни использованы в качестве источника азота в пище данных животных, занимают промежуточное положение между высокоцен- ными протеинами животного происхождения и менее ценными протеинами из растений. Подобные результаты с протеинами дрожжей были получены и на людях. Особый интерес вэтом направлении представ- ляют опыты, где удалось доказать, что протеины дрожжей могут дополнять протеины белого хлеба. Испытание дрожжей, как протеинового концентрата, при кормлении рогатого скота, выявили их высокую пищевую ценность на- равне с мукой из соевых бобов, с молотым жмыхом из нута и т. д. Тем не менее в опытах по откорму свиней, воспитываемых на пище с некоторыми зла- ками и картофелем или другими корнеплода- ми, было найдено, что сухие дрожжи (Torula utilis) несколько худший источник протеинов, чем протеины из рыбьей муки. Однако, вместе с этим, другие наблюдатели описали пивные дрожжи, как хороший протеиновый концен- трат для этих же животных. Менее точны данные, касающиеся ценности дрожжей для яйценоскости кур и при корм- лении цыплят, но и тут замечено, что сухие дрожжи обладают 50% ценности сухого сня- того молока. Приведенная некоторая несогласованность в оценке пищевых достоинств протеинов дрожжей обусловили постановку новых экспе- риментов (Т. Macrae et al. Bloch. Jnl., 36, 460, 1942) в целях выявить их значение, как до- полнителей к протеинам злаков. В качестве экспериментальных животных были использованы 24 свиньи, а из растений— кукуруза. Одновременно были поставлены опыты с казеином, взятым также в качестве дополнителл к протеинам цельной кукурузы. Во всех опытах был применён индивидуаль- ный метод кормления, причём свиньи имели доступ к свежей воде. Для предупреждения разбрасывания пища смешивалась с водой до образования конси- стенции сливок. Опыты были проведены ле- том. Взвешивание свиней производилось еженедельно. Перед опытами, чтобы исклю- чить влияние на здоровье животных глистной инвазии, свиньи получали фейотназин (0,2 г/кг веса тейа). Опытные животные до тех пор, пока они не достигали 20 кг веса, получали обыкно- венный продажный корм. Кукуруза была молотая и жёлтого сорта. Для препарата дрожжей были использбваны чистые культуры Torula utilis, тщательно вымытые и высушенные на вращающихся цилиндрах. Эти дрожжи содержали 7,87% азота или 49% .сырого протеина. Произве- денными опытами было выявлено, что дрожжи коррегируют недостаточность кукурузы для свиней даже тогда, когда они вносятся в пищу этих животных в очень малых количе- ствах. При добавлении же к основной кукурузной диэте 5, 10, 15 и 20% сухих дрожжей, свиньи хорошо росли н за 16 недель достигали веса в 85 кг.
94 ' 'Природа 1943 Эти диаты содержали 8,9; 10,7;. 12,5 и 14,4% переварим'ого протеина и имели пищевые от- ношения, как’ 1:8,8; 1 :7,2; 1:60 и Х1 :5,1 со- ответственно. Контрольные эксперименты с казеином (2; 6 и 8%) дали подобные же результаты. Эти диэты содержали 8,7; 11.6 и 13э,'о пере- варимого протеина и имели пищевые отног шенИя 1:9,0; 1:6,5 и 1:5,7 соответственно. Таким' образом, способность протеинов дрожжей дополнять протеины кукурузы была того же порядка, что и .протеинов молока. Кроме того, добавление дрожжей к злакам служит ещё для достижения другой цели — дДТьхорошую витаминную нагрузку. ^Потребность у людей ’ в протеинах, входя- щих в их Пищу, покрывается в большинстве случаев на 50% протеинами рлаков. Но эти4 протеины нё полноценны, так как они не со- держат диэтически существенных .амино-кис- лот. Отсюда ясно, что этот недостаток должен покрываться- другими протеин-содержащиии пищейыми веществами. Теперь можно категорически утверждать, что таким пищевым веществом могут быть протеины дрожжей. , Й. Ф. Леонтьев. Новые железные и полужелезные метео- риты мира. В недавно опубликованном тре- тьем каталоге.метеоритов мира (продолжение двух предыдущих каталогдвР содержатся но- вые железные метеорйты с наблюдавшимся падением, а также нах дки и падения пблу- железных метеоритов '(мезосидеритов и пал- ласитов). Некоторые из этих метеоритов хотя и были обнаружены давно, но вошли в лите- ратуру лишь в последнее врэмя и в каталоге публикуются впервые. ' • б Железные метеориты 1=5 а i • «О U, ~ ьо Название ч гз -В - ° С и — СО 1 . 'С Ь ® V tS а 38 39 40 41 284 Hukuye (Япония) II 1842 303 Magnesia, (Азия) \ 1899 306 Rembang (Ява) 30 VII1919 219, Newtown (США) 29 Х11 1925 1 0,008 1 5,0 1 Ю.О , 11 0,215 В виду того, что указанные метеориты не вошли в предыдущую заметку автора2, ниже' приводится список этих метеоритов, причем порядковый номер_ метеоритов .продолжает нумерацию, приведенную в указанной заметке. 1 2 1 A, D. N 1 n 1 n g е г. Pop. Astron., 1940, v. XLVI1I, № 10, p. 555-560. 2E. Л. Кринов.' Природа, 1940, № 12, стр. 52—55. Такий образом в настоящее время ща всём земном шаре пзвестпо 41 железный метеорит с наблюдавшимся падением, 20 мезосидеритов, ,из них 8 — с наблюдавшимся падением/ и 43 .палласита, из которых 4 с наблюдавшимся падением. 4 < •’ ? В указанном выше KaTanore'Nininger содер- жится ещё одрп полужелезнын метеорит' Ben- спЬЬ п (№ 264), найденный в Австралии в, 1930 г., причём он значится палласитом. Меж- ду тем по другим, более ранйим, источникам этот метеорит отнесён к мезосидеритам. Та- П о л у'ж е л е з,н ы е м е т е ори т ы 20 ' 'Мезоси- дериты 261 Udei Sta- 1927 ' 1937* Изв. с 1938 / tion (Аф- рика) Палласи- i , ты 4и| 187 Argonia (США) 4! 286 Kjzlma (Япония) 42’ i 270 Huclptte (Австра- 43 лия) 243 Antofa- |. I gasta I - . I (Чили) 15VI1906 i ковым он значится (№ 16) и в указанной вы- ше заметке автора. Таким образом • действи- тельный, тип метеорита Bencubbln -хотя и ос- тается неизвестным, но во ’ всяком случае последний относится к полужелезным метео- ритам.1 , Необходимо ещё отметить, что в фНублико- ванном каталоге Nininger в отношении метео- ритов СССР содержатся неточные Данные, а именно: . . , 1. Под № 314' значится под4 особым назва- нием .Камаринский" (Komarinsk District), ме- теорит, который был найден в 1937 г, в рай- оне находок группы так называемых брагин- ских палласитов. Ввиду его сход<*гва с по- следними, он числится в наших каталогах цод названием Брагин. Далее, в каталоге Ninlnger этот метеорит эначитст железный, тогда как в действительности он является палласитом. 2. Под № 320 значится железный метеорит «од названием Тюмень (Tyumen), упавщий-в апреле 19>>3 г. По имеющимся данным такое падение действительно имело место. ч Однако самый метеорит в коллекциях , пока' отсут- ствует. На этом ' основании этот метеорит в наших списках, пока начислится. Е. Л Кринов.
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ Проф. И. Ф. Полак. Планета Марс и вопрос жизни на ней. Издание третье, дополненное, *96 стр., 44 фиг., ГОНТИ, М., 1939. Ц. 1 р. 50 к., тираж 25000. В рецензируемой книге в общедоступной форме вкратце изложены важнейшие резуль- таты наблюдений Марса, производившихся со второй половины XIX в. до настоящего време- ни. Кроме того, автор, излагает сущность теорий,, предложенных для объяснения зага- дочных .каналов'1 Марса. Особенно много для изучения Марса сделал американский астроном Лоуэлл, рабо- там которого в книге Полака посвящён специ- альный раздел. Наибольшее внимание Лоуэлл уделял загадочным, .каналам* Марса. С каж- дым годом он наносил их на карту Марса все больше и больше; к 1909 г. он довёл их число до 690, из которых свыше 50 по вре- менам казались ему двойными. Для объясне- ния явлений, которые он видел на поверх- ности Марса, Лоуэлл придумал широко из- вестную теорию, обитаемости Марса, которую многие по ошибке приписывают Скиапарелли. Автор высказывает об этой теорци такое мнение (стр. 53): .Впрочем, весьма вероятно, что не теория явилась выводом из наблюдаемых фактов, а, наоборот, самые явления, открытые на Флаг- стаффской обсерватории, были следствием заранее предвзятой рдей. Твёрдое убеждение, что Марс населён высоко организованными разумными существами, заставило Лоуэлла и большую часть его сотрудников создать из бледных мимолетных теней на диске планеты ту картину, которую они желали видеть и которая, к сожалению, очень далека от действительности*. Теорию Лоуэлла автор, соглашаясь с мнением Маундера, считает пройденной фазой в развитии 'наших знаний о- Марсе, подроб- но доказывая её несостоятельность. Это мнение в настоящие время разде- ляется большинством астрономов. Однако ни- как нельзя согласиться с конечным выводом автора (приводимым в заключении) о том, что в настоящую эпоху космической истории ус- ловия, необходимые для существования жизни, имеются только на одной Земле. Высказывая эту мысль, автор прежде всего противоречит сам себе, ибр на'стр. 81, говоря об атмосфере Марса, он пишет:*... по своему составу она, возможно, похожа- на земную атмосферу, и какая пибудь жизнь могла бы в ней развиться, даже и пои тех низких температурах, которые там господствуют". Некоторые астрономы считают, что тёмные области поверхности Марса — „моря*—покрыты растительностью, а американский астроном Ресселл считает даже, что наличие кислорода в атмосфере Марса может служить прямым доказательством су- ществования на нём растительности. С другой стороны, нет никаких оснований считать, что на Марсе возможно существование растений и невозможно существование животных. Ведь на Земле животные даже легче приспосабли- ваются ко всякого рода трудным условиям, чем растения. Они достигают этого благодаря более совершенному устройству своего тела и благодаря своей способности" передвигаться. Рука специалиста астронома не-коснулась этой книги при редактировании третьего её из- дания. Эю имело для неё тяжёлые последствия, ибо выпуск её в свет был осуществлён с ред- кой безответственностью. Начать с того, что дата последнего великого противостояния Марса, к которой было приурочено переиз- дание книги, фигурирует в ней в трех вари- антах: на стр. 13—24 июня 1939 г., на стр. 16, в тексте — 23 июня 1939 г., на той же стра- нице, в таблице и на вклейке, содержащей исправленные опечатки к этой же странице,— 23 июля 1939 г. Коренной недостаток третьего издания рецензируемой книги состоит в том, что сде- ланные к нему дополнения не были органи- чески слить! с ранее йаписанным' текстом книги, а просто механически к нему присое- динены. В результате, структура книги оказа- лась запутанной. Разделы, посвященные опи- санию отдельных характеристик Марса (по- верхность, каналы, температура) перемежаются с разделами, в которых излагаются наблю- дения, произведенные во время последова- тельных великих противостояний. При таком построении книги об -одной и той же харак- теристике говорится в нескольких местах, причём наиболее существенные сведения о температуре.на поверхности Марса оказались не в специальной разделу, посвящённом этому вопросу, а в разделе, посвящённом наблюде- ниям Марса, произведенным с 1924 г. до настоящего времени. Разумеется, это затруд- няем пользование книгой. Другой весьма серьёзный недостаток книги состоит в неточном изложении взгля- дов Энгельса по вопросу о возникновении жизни на планетах1. Оставляя в стороне вопрос о текстуаль- ном неточном цитировании (.появятся* вместо .не появятся*, стр. 92), необходимо отметить следующее. Автор рецензируемой книги де- лает ударение на оговорке Энгельса о воз- можности долгого ожидания появления усло- вий, необходимых для- органической жизни. В то же' время он почему-то не приводит слов Энгельса о железной необходи- мости, с которой материя должна будет вновь породить мыслящий дух. Тем самым конечный смысл всей концепции Энгельса оказывается переданным нетЪчно. Нет надоб- ности подробно распространяться на тему о совершенной н-дстнустимости неточной пере- дачи взглядов основоположников марксизма. Некоторые ри унки, роль которых в ре- цензируемой книге- весьма ответственна, гру- бой ретушью, производившейся, что назы- вается, ,с плеча*, искажены почти до неузна- ваемости, т. е., по сути дела, фальсифици- 1 Ф. Энгельс. Диалектика природы. 1936, стр. 99.
96 Природа№ 6 рованы. В качестве примера остановлюсь лишь на критическом анализе одного рисун- ка 26 — глобуса Марса по Лоуэллу — и пол- ного его несоответствия к относящемуся к нему тексту книги. На стр. 50 автор пишет: „На картах Ло- уэлла вся планета представляется покрытой сложнейшим узором пересекающихся тонких линий, точно окутана паутинной сеткой... По его выражению, многие из них вовсе не имеют ширины*. Эти каналы он сравнивает с паутинками. А на рис. 26 каналы Марса по своей толщине напоминают не пау- тинки, а сетку из толстой проволоки. На стр. 51 автор, цитируя Лоуэлла, пишет: „Не только ни одна иэ линий не обрывается на полпути, чтобы.исчезнуть, как реки в пустыне, но все они всегда очень дружно стремятся сойтись друг с другом в возможно большем числе в определённых пунктах..." А на том же рис. 26, стоящем в сере- дине этой фразы, появилось два канала, обрывающихся на полпути (о/ин, идущий от середины верхнего правого квадранта диска к пересечению 170-го меридиана с экватором и другой — к нему перпендикулярный). Несколькими строками ниже автор пишет: .Не только желтовато-красная „суша" Марса изрезана каналами; эта же геометриче- ская сеть продолжается и на „м.о- рях* планеты (разрядка всюду наша). Это было ясно видно на соответствующем рисунке во втором издании книги; а в третьем издании два „моря" (Маге Cimmerlum и Маге Tyrrhenum) оказались настолько густо зама- лёванными ретушером, что сеть каналов на них исчезла. Зато 160-й меридиан в средних широтах южного* полушария превратился в канал и параллельно экватору появился тол- стый канал,соединяющий долготы 143—177°. Из приведенных примеров ясно видно, что редактору книги оказалось невдомёк/сопо- ставить рисунки с текстом книги или с под- линниками их, воспроизведенными во втором издании книги без „фокусов" ретушёра. На рис. 11 даты неизвестно зачем заме- нены номерами, дающими значительно менее конкретное представление о процессе таяния полярной шапки Марса. На рис. 18 оцифро- вание градусной сетки (по сравнению со вторым изданием) совершенно неразличимо. В таблице расстояний Марса от Земли во время великих противостояний (на стр. 16) по неизвестной причине в ущерб ясности из- ложения исключены расстояния, выраженные в миллионах километров. На стр. 27 ни автор, ни редактор не исправили опечатки, вкравшиеся во второе ивдание. Там сказано: „Хотя при увеличении в 1000 раз планета имеет видимый попереч- ник ь 100 раз больший, чем при увеличении в 100 раз ... *; тогда; как следовало сказать: „... в 10 раз больший.. .* По той же причи- не на стр. 10 приведено неправильное значе- ние расстояния Марса от Солнца в афелии — 240 млн. км вместо 249 млн. км. На стр. 77 и 78 автор трижды ошибочно называет инфракрасные лучи, в которых фото- графировал Райт, красными и один раз пра- шио — инфракрасными. На стр. 12 Кеплер назван величайшим астрономом всех времён, тогда как заслуги Коперника, Галилея и Ньютона в области астрономии вполне сравнимы с заслугами Кеплера. Итальянское слово „canall* претерпело странную эволюцию. Напечатанное правильно в первом издании, оно превратилось в „сана- ли* во втором, и в „канали" в третьем. В книге имеются некоторые пробелы. В ней ничего не сказано об остроумной гипо- тезе А. Кюля, пытавшегося объяснить види- мость прямолинейных „каналов" Марса опти- ческой иллюзией; нет рисунка с относитель- ными размерами диска планеты во время по- следовательных её великих противостояний; нет рисунка термоэлемента, с помощью ко- торого измерялись температуры на поверх- ности Марса, и нет спектра Марса, о кото- ром автор говорит неоднократно. На стр. 23 имеется неудачная фраза: „Зато истинный Меркурий с Марса почти невидим", наталкивающая читателя на догадку о суще- ствовании какого-то второго Меркурия. Отметим также спорное толкование, да- ваемое автором на стр. 62 цитате из Нико- новской летописи: „Того же лета бысть знаме- ние на Солнце, места черны по солнцу, а к и гвозди". Автор полагает, что это даёт основание считать, что этими словами ' лето- писца была отмечена видимость групп пятен в виде тонких чёрточек. Естественнее; однако, предположить, что летописец разумел види- мость невооруженным глазом особенно круп- ных пятен, похожих на круглые шляпки вбитых гвоздей. Редактор видимо поленился осуществить единство транскрипции некоторых терминов на протяжении всего текста. В результате на стр. 66 на протяжении четырех строк мы на- ходим и „гору Вилсон* и „гору Вильсон*. На стр. 8 говорится о „водяном паре*, а во многих местах ниже (например, на стр. 80 и 82) о „водяных парах*.Этот разнобой, характерный для всей рецензируемой книги, довершает впечатление о недопустимой небрежности при её редактировании. Качество печати настолько низко, что, на- пример, в правой половине карты Марса по наблюдениям Скиапарелли (рис. 23) подавля- ющее большинство каналов вышло смутными намёками вместо ясных линий (искажена и подпись к этому рисунку: вместо „... с 1877 по 1886 г." на печатано,...с 1877 г. по 1888 г."). Загадочная фигура, изображённая на безо- бразной полосатой обложке, мрачной черно- той своих пятен нисколько*не напоминает - планету Марс, очертания бледных мимолётных теней на диске которой отличаются большой неопредеёлнностью, как это отмечает автор. Конечный вывод состоит в том, что ре- цензируемая книга — единственная из посвя- щённых Maj ;у и изданных за последнее десятилетие-перед новым её изданием чрез- вычайно нуждается в том, чтобы над ней основательно поработали и автор и редактор специалист астроном. С. А. Шортил.
ЗАМЕЧЕННЫ» ОПЕЧАТКИ: Стр. Столбец Строка снизу Напечатано: Следует: 1 левый 11 экономическая экологическая 1 правый 10 Economy Ecology 1 правый 11 Kdle R6le 47 левый 14 Апепа Avena сверху 1 Журнал ,Пр:-рода" № 6
Ц*на 6 руб. ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ ПОПУЛЯРНЫЙ ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕ- СКИЙ ЖУРНАЛ, ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ НАУК СССР 32Л.Г0Д ИЗДАНИЯ у РЦ Р А 32-Й ГОД ИЗДАНИЯ Председатель редакционной коллегии акад. С. И. Вавилов. Ответственный редактор проф. В. П. Савич. Журарл популяризирует достижения в области естествознания в СССР и загра- ницей, наиболее общие вопросы техники и медицины и освещает их связь с со- циалистическим строительством. Информируя читателя о новых данных в обла- сти конкретного знания, журнал вместе с тем освещает общие проблемы есте- ственных наук. В журнале представ ены все основные отделы естественных наук, организованы также отделы: естественные науки и строительство СССР, география, природные ресур- сы СССР, история и философия естествознания, новости науки, научные съезды и кон- ференции, жизнь институтов и лабораторий, юбилеи и даты, потери на) кн, критика и библиография. Журнал рассчитан па научных работников и аспирантов: естественников и обществен- ников, на преподавателей естествознания высших и средних школ. Журнал стремится удовлетворить запросы всех, кто интересуется современным состоянием естественных паук, в частности, широкие круги работников прикладного знания, сотрудников отрас- левых институтов: физиков, химиков, растениеводов, животноводов, инженерно-техниче- ских и медицинских работников п т. д, .Природа" дает читателю информацию о жизни советских и иностранных научно- исследовательских учреждений. На своих страницах .Природа' реферирует’;естественно- научную литературу. Редакция: г. Казань, ул. Островского, 78, кв. 5. ПОДПИСНАЯ ЦЕНА: па тод за 6 №№..............................36 руб. на >/; года за 3 №№......................... 18 руб. РАССЫЛКУ №№.ПО ПОДПИСКЕ ПРОИЗВОДЯТ: Москва, Пушкинская ул., д. 23, Контора по распространению изданий Академии Наук СССР .Академкнига*. г. Казань, Пионерская ул., д. 17, Казанский филиал .Академкнига'.