Теги: журнал природа  

Год: 1942

Текст
                    

ПРИРОДА ПОПУЛЯРНЫЙ-ЕСТЕСТВЕННО-ИСТОРИЧЕСКИЙ Ж*У*Р*Н*А*Л ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ НАуК СССР № 5-6 ГОД ИЗДАНИЯ ТРИДЦАТЬ ПЕРВЫЙ 1942 СОДЕРЖАНИЕ Стр. CONTENTS Page К ученым всего мира........... 3 Проф. А. Н. Студитский. Падение биологической науки в фашист- ской Германии................... 6 Н. А. Быховер. Геология и война 17 Проф. В. В. Белоусов. Q геологи- ческом строении океанов ... 26 Э. Е. Вайнштейн. Реальные крис- таллы и рентгенографические ме- тоды изучения степени их совер- шенства ........................41 Г. Г. Слюсарев. Сверхмикроскопы и ультрателескопы...............52 Естественные науки и строительство СССР Проф. А. П. Ильинский. Война и интенсификация использования лесных территорий ..............65 Природные ресурсы СССР Проф. А. Ф. Никитин. Арктика и крайний Север как мощный ис- точник пищевых ресурсов для СССР............................70 Новости науки Астрономия. О селективном погло- щении в галактике...............77 ♦ и з и к а. Физические и физико-химиче- ские основы митогенетического излуче- ния.—Деление урана, вызванное а-части- цами............................77 То the Scientists All Over the World................................ 3 Prof. A. N. Studitsky. The Decay of Biological Science in the Nazist Germany ........................ 6 N. A. Bykhover. Geology and War 17 Prof. V. V. Belousov. On the Geolo- gical Structure of Oceans . . 26 E. E. Wainstein. Real Crystals and X-Ray Photographs as Applied to the Study of the Degree of their Perfection.....................41 G. G. Sljusarev. Ultra-Micro and Telescopes...........................52 Natural Science and Construction of the USSR Prof. A. P. Iljinsky. War and Inten- sification of Wood Territories . 65 Natural Resources of the USSR Prof. A. F. Nikitin. The Arctic and the Extreme North as an Abun- dant Source of Food Supply for the USSR..............................70 Science News Astronomy. On the Selective Absorp- tion within the Galactics . ....... 77 P h у s i c s. Physical and Physical - chemi- cal Basis of Mitogenetic Radiation. — Uranium— fission Induced by я-particles. 77
Геология. Сейсмические районы СССР. — „Иматровские камни” в окрестностях Ленинграда..........................82 М'И нералогия. Минеральная шерсть и возможности производства термо-зву- коизоляционных материалов в Татар- ской АССР...........................83 Биохимия. Углекислота как фактвр жизнедеятельности гетеротрофных ор- ганизмов и тканей .... •...........85 Ботаника. О классификации заболочен- ных почв в связи с нуждами обороны 89 Зоология. Почему бабочки хлопковой совки выбирают определенные растения для яйцекладки.....................93 История и философия естествознания Проф. Н, И. Идельсон. Галилей в исто- рии астрономии (К трехсотлетию со дня смерти)............................95 Чл.-корр. АН СССР X. С. Коштоянц. Д. О. Ивановский — основоположник учения о фильтрующихся вирусах . . . 108 Научные съезды и конференции Чл.-корр. АН СССР Б. Л. Исаченко. Конференция по химии пресных водо- емов .............................117 Юбилеи и даты Проф. Н. П. Попов. Академик Констан- тин Иванович Скрябин . . .........119 Varia...............122 Критика и библиография . . . 128 Geology. The Seismic Region of the USSR. — .Imatra-Stones” in the Vici- nity of Leningrad.....................82 Mineralogy. Mineral Wool and the Pos- sibility of Producing Thermo-acoustical Insulating Materials in the Tatarian SSR 83 Biochemistry. Carbonic Acid as a Fa- ctor of Life Activity of Heterotrophic Organisms and Tissues............... 85 Botany. On the Classification of Marshy Soils to the Effect of War Requirements 89 Zoology. What is Guiding the Moth of Aletia xylina in its Choice of a Plant for Oviposltion...................... 93 History and Philosophy of Natural Science Prof. N. 1. Idelson. Gallileo in the Histo- ry of Astronomy (on the Occasion of the 300—th Anniversary).................... 95 Kh. S. Koshtojantz. Corresp. Member of the Academy. D. O. Iwanowsky as the Grou- nder of the Doctrine of Filtering Viruses. 108 Scientific Congresses and Meetings B. L. Issachenko. Corresp. Member of the Academy. The Congress of Chemistry of Sweet-water Basins.....................117 Jubilees and Dates Prof. N. P. Popov. Konstantin Iwanowich Skrjabln, Member of the Academy . . 119 Varia........................122 Book Reviews and Bibliography 128 Председатель редакционной коллегии академик С. И. Вавилов. Ответственный редактор проф. В. П. Савич. Члены редакционной коллегии: Акад. С. Н. Бернштейн (отд. математики), акад. А. А. Борисяк (отд. палеонтологии), акад. С. И. Вавилов (отд. физики и астрономии), акад. С. А. Зернов (отд. зоологии), чл.-корр. АН СССР Б. Л. Исаченко (отд. микро- биологии), акад. Б. А. Келлер, акад. В. Л. Комаров, проф. В. П. Савич (отд. ботаники), акад. T. Д. Лысенко, П. Н. Яковлев (отд. генетики и растениеводства), проф. А. А. Максимов (отд. философии естествознания), акад. В. А. Обручев, проф. С. В. Обручев (отд. геологии), акад. Л. А. Орбели (отд. физиологии), акад. Е. Н. Павлов- ский (отд. паразитологии), акад. А. Д. Сперанский (отд. медицины), акад. А. Е. Ферсман (отд. природных ре- сурсен СССР), акад. И. И. Шмальгаузен (отд. общей биологии), проф. М. С. Эйгенсон (отд. астрономии). Ответственный секретарь редакции канд. б. н, В. С. Лехнович.
К УЧЕНЫМ ВСЕГО МИРА В дни второй мировой войны, когда со стороны гитлеровской Гер- мании человечеству угрожает смер- тельная опасность порабощения и гибели, разрушение современной ци- вилизации, когда свободолюбивые народы объединились для борьбы против Гитлера и его разбойничьей армии, Академия Наук СССР на своем общем собрании, созванном для даль- нейшей мобилизации всех сил ученых страны на помощь фронту, обращает свой голос к ученым всего мира. Ученые всегда гордились священ- ными традициями благотворной науч- ной мысли, героическим прошлым науки. Немецкие фашисты проклинают и оплевывают прошлую и современ- ную науку. Наука, ученые всех стран по пра- ву гордятся своими свободолюбивыми традициями. Наука выросла под зна- менем свободы и демократии. Гит- леровцы опоганили священные тра- диции науки, своим вандализмом превзойдя злодеяния самой разнуз- данной и черной реакции прошлого. Гитлеризм — это смерть для науки. Наука развивается под знаменем разума, истины и служения великим целям прогресса человечества. Фа- шисты заменяют науку мистикой и кровавым бредом Гитлера, этого ставленника самой оголтелой реакции нашего времени. Они заменяют бла- городное служение науки человече- ству отвратительным сгустком омер- зительной лжи „расовой теории^ — проповедью погромов, истребления целых народов. Наука служит прогрессу, она ве- дет человечество вперед, к лучшему будущему. Немецкие фашисты пы- таются огнем и мечом вернуть чело- вечество назад, к самым темным и мрачным страницам его истории, к оргиям каннибалов, к кровавым обы- чаям варваров, к средневековому мракобесию. Победа фашизма в нынешней вой- не была бы победой смерти, разру- шения, мрака и рабства. Она превра- тила бы современную цивилизацию в окровавленные и обугленные развали- ны и население земли в рабов, уми- рающих от тягчайших лишений, ни- щеты, непосильного труда и кровавых истязаний. Но победе фашистов не бывать! Грозная опасность объединила все силы демократии и прогресса. Когда фашисты вторглись в нашу страну, против них встал, как один, весь мо- гучий советский народ. Вооруженные силы Советского Союза под руковод- ством Сталина нанесли полчищам гитлеризма тягчайшие удары, серьез- но поколебали и подорвали военную машину Гитлера. Теперь наступило время, когда ,совместная и активная борьба всех свободолюбивых народов мира против фашистской Германии сметет с земли коричневую чуму фашизма. Мы, советские ученые, отдаем все свои знания делу разгрома фа- шистских полчищ со всей страстью борцов за правое дело. Мы неустан- но работаем над конструированием и усовершенствованием оружия, ко- торым будет уничтожен гитлеризм, над использованием неисчерпаемых резервов родины для нужд отечест- венной войны. В этом наш долг пе- ред родиной и перед мировой циви- лизацией. В эти исторические дни ученые Советского Союза призывают ученых всех стран еще крепче сплотить ряды антифашистского фронта свободолю- бивых народов мира, отдать все си- лы борьбе против гитлеризма. Ученые Англии! Ваша страна, страна Ньютона, Максвелла и Дарвина, родина техни- ческого переворота, испытала ужасы фашистских бомбардировок, принес- ших варварские разрушения и смерть тысячам мирных жителей. Ваша страна ведет упорную борьбу против
4 Природа 1942 фашизма. Но дело разгрома гитле- ризма требует новых усилий и средств, мобилизации всех сил английского народа и его науки. Мы протягиваем вам братскую руку, дорогие наши товарищи. Мы будем вместе всемер- но помогать упрочению, усилению антифашистского фронта, оснащению армий наших государств передовой военной техникой, более могучей и совершенной, чем техника врага. Своей самоотверженной работой мы при- близим день победы над немецким фашизмом. Всё для фронта, всё для победы! Посвятим отныне всю нашу деятельность выполнению этой задачи! Ученые Америки! Ваша страна — страна могучей тех- ники. Русские ученые всегда с величай- шим вниманием изучали исследования американских ученых. В годы рекон- струкции промышленности Советско- го Союза, американская наука и тех- ника стала еще более близкой совет- скому народу. Мы призываем вас, ученые США, дорогие наши товари- щи, с еще большей настойчивостью бороться за объединение всех усилий вашего народа в борьбе против гитлеризма, мобилизовать всю науку и технику для победы демократии над гитлеровским варварством. От работы ученых очень многое зависит в происходящей ныне борьбе. Будем же еще более энергично содейство- вать усилению всех наших средств для уничтожения коварного врага. Объединенная техническая мощь сво- бодолюбивых стран в сочетании с воинской доблестью наших народов обеспечит разгром фашизма в 1942 г. Ученые славянских стран! Славянский гений дал миру сотни мужественных корифеев науки. Фа- шисты хотят истребить наше племя. Но никогда не бывать этому! Сла- вянский дух, мужественный и благо- родный, живет в сердцах партизан Сербии, Хорватии, Польши, Чехии, Белоруссии и Украины. Будьте же достойны своих героических братьев! Отдайте все силы борьбе против лютого врага славян —гитлеризма и его клики! Ученые оккупированных Гитлером стран! В ваших странах немецко-фашист- ские мерзавцы ликвидируют нацио- нальную культуру, закрывают уни- верситеты и научные учреждения, превращают интеллигенцию в людей на побегушках у фашизированной не- мецкой интеллигенции, а то и просто истребляют ее. Отдавайте все свои силы, дорогие наши товарищи, борь- бе против ненавистного врага — про- тив гитлеровских захватчиков! Ни один честный ученый захваченных немцами стран не может и не будет работать на фашистскую Германию! Недалек день, когда народы Франции, Польши, Бельгии, Голландии, Греции, Чехословакии, Норвегии и других захваченных немцами стран сбросят с себя ненавистное немецко-фашист- ское иго, а их ученые вновь будут работать на свободной земле на бла- го своего народа. Приблизим же этот день всеми доступными науке средст- вами! Организуйте беспощадную борьбу против гитлеризма! Ученые Германии! Гитлер вверг вашу страну в пу- чину смерти и позора. Он растоптал немецкую науку. Страна, где росли, мыслили и боролись Кеплер и Гаусс, Лейбниц и Гегель, Майер и Гельм- гольц, стала тюрьмой и кладбищем науки. Немецкие ученые!* Вставайте в ряды борцов против гитлеризма, отдавайте все силы борьбе против гитлеровского режима! Помогайте антигитлеровской армии! Чем губи- тельней и грозней будет ее оружие, тем скорее немецкий народ сбросит ярмо гитлеровского угнетения и зай- мет свое место в семье народов, идущих по пути прогресса. 1 Ученые всех стран! Дорогие това-; рищи! Надвигаются решающие сражения против общего-оврага. Ни один из
№5—6 К ученым всего мира 5 нас не может стоять в стороне от борьбы против гитлеризма. Пусть сжатый с разных сторон наступаю- щими армиями наших народов не- мецко-фашистский зверь найдет свою гибель. Пусть 1942 год войдет в ле- топись истории как год окончатель- ного разгрома фашистских армий. Пусть он навсегда запечатлеется в благодарной памяти человечества. Хребет врага уже надломлен. Победа уже близка. Но она потребует еще суровой и тяжелой борьбы. Будем же едины в борьбе против общего врага! Пусть одна благородная цель живет в наших сердцах, пусть нена- висть к палачам и стремление к по- беде удесятерят наши силы, нашу изобретательность, нащи достижения! Братья по общему великому делу, ученые всего мира, поборники исти- ны и разума! Во имя светлых идеалов науки, во имя спасения человечества бросим на чашу весов происходящей борьбы всю мощь передовой науки и техники. Вооружим антифашистские армии могучими губительными для •врага новыми видами вооружения, мобилизуем для победы над врагом новые производственные, сырьевые и энергетические ресурсы. Еще настой- чивее будем разоблачать и разбивать фашистскую лженауку и демагогию. Все силы мировой науки на по- мощь Красной Армии, на помощь антифашистскому фронту! Все силы науки и прогресса в на- ступление, в бой против фашизма! Гибель фашизма неотвратима! Победа будет за нами! По поручению общего собрания Академии Наук СССР: Президент — академик В. Л. Комаров. Члены президиу- ма— академики: А. А. Байков, И. П. Бардин, Э. В. Брицке, Е. С. В а р г а, В. П. Во л г и н, А. Я. Вышин- ский, Н. С. Д е р ж а в и н, А. Ф. И о ф ф е, Т. Д. Лысенко М. Б. М и т и н, В. Н. Образцов, В. А. Обручев, Л. A. t) р б е л и, П. И. Степанов, А. Е. Ф е р с м а н, Е. А. Чудаков.
ПАДЕНИЕ БИОЛОГИЧЕСКОЙ НАУКИ В ФАШИСТСКОЙ ГЕРМАНИИ Проф. А. Н. СТУДИТСКИЙ Мутная волна идеализма залила естествознание фашистской Германии. Эта волна захлестнула широкие слои германских биологов, вызвав отход от материалистических позиций в естествознании даже добросовестных экспериментаторов, в течение многих лет придерживавшихся бесхитростных механистических воззрений. Пробуж- дение интереса к философии Канта, Фихте и Гартмана, пропаганда явных и замаскированных виталистических концепций, защита давно осужденных объективной наукой воззрений на че- ловеческую психику характеризуют глубочайший упадок и потерю пер- спективы развития германской биоло- гической наукой. Новое „мировоззре- ние" германских биологов находит свое отражение в длинном списке книг, брошюр и статей, в которых место недавнего „конфузливого" агно- стицизма заняли нахальные и претен- циозные „опыты идеалистического рассмотрения мира", „теории цело- стности живого", „теории единства мира", „гештальттеории" и многие другие идеалистические суррогаты методологии биологической науки. Стоит только бегло ознакомиться с тематикой „теоретической биоло- гии" германских естествоиспытателей, чтобы почувствовать глубину паде- ния науки в „третьей империи", раз- меры пропасти, отделившей мышле- ние этих „теоретиков" от познания объективных закономерностей Орга- нического мира. Центральное место в германской литературе по теоретической биоло- гии, наряду с журналом „Acta biotheo- retlca", занимает серия книг по теоре- тической биологии, выходящая в из- дательстве Барта в Лейпциге под на- званием „Bios". К участию в этой серии, предпринятой изданием задолго до войны, были привлечены, наряду с махровыми виталистами вроде Дриша и Икскюля, даже такие исследователи, которых никак нельзя было заподо- зрить в сочувствии витализму — английские биологи Нидгейм, Рэссель и др. Однако характер всей серии был таков, что ни один из указанных исследователей, приглашенных пер- воначально участвовать в работе, не проявил, повидимому, интереса и сочувствия к ней, так что почти все вышедшие до сих пор книги серии „Bios" принадлежат перу германских авторов. Маститый германский виталист Ганс Дриш проявил свое участие в этой серии сначала изданием книжки „Машина и организм" (1935), в кото- рой он на 76 страницах в тысячный раз излагает свое учение об автоном- ности жизненных процессов ио сверх- материальных факторах, определяю- щих структуру живой материи и це- лостность организма. Но это выступление не удовлетво- рило лидера виталистической интер- претации органического мира. В 1941 г. он выпустил в той же серии еще одну книжку, объемом чуть превы- шающую предыдущую, под много- обещающим названием „Биологиче- ские проблемы высшего порядка". Проблему витализма или, в его трак- товке, вопрос о том, автономна ли органическая жизнь или целиком растворима в физических явлениях, автор книги считает проблемой пер- вого порядка. Решение этой проб- лемы в виталистическом смысле, т. е. признание нематериальных факторов, влияющих на ход биологических про- цессов, приводит к постановке проб- лем высшего порядка, которые не только неразрешимы, но и не могут быть поставлены при механисти- ческой интерпретации жизненных яв- лений. Внимательное чтение книжки Дриша, однако, дриводит к заключе- нию, что ничего существенно нового
№ 5—6 Падение биологической науки в фашистской Германии 7 эти проблемы „высшего порядка” не представляют. Это чуть-чуть поднов- ленная аргументация широко изве- стных представлений Дриша о невоз- можности объяснить механистически явления индивидуального развития, целостности организма и пр. Другой теоретик витализма в Гер- мании Икскюль напечатал в этой серии книжку „Учение о значении” („Bedeu- tungslehre", 1940), в которой харак- терным для автора маловразумитель- ным и непонятным языком излагается махистская концепция взаимоотноше- ний субъекта и объекта в применении к проблеме организма и среды. Доцент ганзейского университета в Гамбурге Фридрих Брок приложил свою руку к серии „Bios”, написав книжку „Учение о типах и исследо- вание среды”, в которой на 40 стра- ницах излагаются, согласно откровен- ному подзаголовку книги, „основы идеалистической биологии”. Можно упомянуть также книги „Целостность живого” (1935) Фрид- риха Альвердеса, „Формы порядка времени в органической жизни”(1936) Унгерера, „Материя и‘ жизнь” (1937) Шмальфуса, „Собственный мир чело- века” (1937) Петерсена и ряд других в том же роде, посвященных аргу- ментации идеалистической трактовки органического мира с точки зрения психологии, биохимии, экологии и других биологических дисциплин. Инициатор издания — гамбургский профессор Адольф Майер-Абих, от- крывший серию „Биос” изданием своей книги „Идеи и идеалы биоло- гического познания”, вышедшей в 1934 г. На фоне крайне пристрастно описанной истории борьбы витали- стических и механистических идей в биологии автор излагает свою точку зрения, согласно которой „физиче- ский мир” представляет собой „мо- дель органического”, причем эта точка зрения будто бы принципиально отличается от виталистической. За- маскированный идеализм майеровской философии, нашедшей значительное количество сторонников среди пред- ставителей германской, биологической науки, очевиден каждому беспри- страстному читателю его книг. Наиболее широкое поле для „тео- ретической" деятельности германских биологов-идеалистов представлено в учении об эволюции. В соответствии с духом времени, фашистствующие германские естествоиспытатели спе- шат освободить эволюционное уче- ние от каких бы то ни было элемен- тов материализма, украшая величе- ственное здание дарвинизма жалкими пристройками, долженствующими ар- гументировать торжество расистских идей в области учения о развитии органического мира. Печальную известность на этом поприще заслужили германские био- логи Бейрлен, Шиндевольф,^ Даке и ряд менее значительных исследовате- лей. Палеонтолог Бейрлен в серии вышедших за последние годы „иссле- дований” выступил!в качестве защит- ника теории направленности эволю- ции, получившей со“времени’ее осно- воположника Эймера название теории ортогенеза р]. В противоположность дарвин- скому пониманию эволюции^как про- цесса, направление которого опре- деляется взаимодействием организма и среды, теория ортогенеза выдви- гает как главный фактор, направляю- щий эволюцию в определенное русло, внутренние свойства живого. Бейрлен допускает зависимость эволюционных изменений от внешней среды, больше того, он приписывает внешней среде исключительное значение, но только на ранних стадиях эволюции, когда происходит образование крупных систематических групп, когда идет образование типов. На этих стадиях, в первой фазе эволюции, под непо- средственным влиянием среды возни- кают многочисленные формы органи- ческой жизни, большей частью мало приспособленные к окружающей сре- де, в результате чего большинство из них бесследно гибнет. Сохранив- шиеся формы дают начало основным типам органического мира. Образование новых ^форм внутри типов, составляет уже вторую фазу эволюционного развития, когда орга- низм освобождаете^ от зависимости от внешней среды исам^активно творит свою эволюцию на основе заложен-
8 Природа 1942 них в организме внутренних сил и возможностей. По выражению Бейр- лена, „сам организм создает себе жизнь в борьбе со средой“. В каче- стве движущего фактора эволюции выступает „творческая воля живого". Результатом второй фазы эволюции является активное приспособление организма к окружающей среде, при- водящее, в конце концов, либо к „застыванию форм" на определенной ступени активного приспособления, либо, наоборот, к повышенной измен- чивости, вызывающей образование патологических, обреченных на выми- рание форм. Этот процесс Бейрлен именует „одичанием" организмов, в котором он усматривает причину вы- мирания видов. Характерна беззастенчивая идеали- стическая трактовка Бейрленом этого последнего процесса. Бейрлен рас- сматривает процесс приспособления как „измену" идее типа, в результате которой организм в своем строении отклоняется от первоначальной схемы, лежащей в основе строения типа. Вымирание видов представляет собой расплату за эту „измену". Критика теории ортогенеза Бейр- лена и разоблачение сущности его воззрений даны советским биологом, акад. И. И. Шмальгаузеном [®]. Фактический материал, с которым оперирует современная наука об иско- паемых организмах — палеонтология, не дает абсолютно никаких указаний на существование в процессе эволю- ции двух фаз, постулируемых Бейр- леном. То, что до сих пор не обна- ружены остатки первичных форм, давших начало типам современных животных, объясняется отнюдь не бурным развитием нежизнеспособных форм в. первой фазе эволюции, а тем, что типы образовались еще в докем- брийское время, от которого вообще никаких остатков не сохранилось. Обособление типов, однако, действи- тельно могло происходить одновре- менно, но отнюдь не в результате прямого воздействия внешней среды в первой фазе эволюции, а на основе дарвинского принципа борьбы за существование, которая, вероятно, была очень интенсивна между близ- кими по строению формами и приве- ла к быстрому расхождению призна- ков и на этой основе — к образова- нию типов. Существование второй фазы эво- люции, идущей, по Бейрлену, под контролем внутренних факторов, так- же является плодом досужей фанта- зии автора, не подтверждаясь ни объ- ективными научными фактами, ни здравым смыслом. Кажется совершен- но непонятным, почему „творческая воля живого", направляющая процесс эволюции к наибольшему приспособ- лению организма к среде, приводит, в конце концов, к „застыванию" форм или к „одичанию" и вымиранию видов. Факты показывают, что чрез- мерная специализация форм, связан- ная с приспособлением организмов к условиям среды обитания, представ- ляет собой отнюдь не единственный путь эволюции. Наоборот, эволюция большинства крупных ветвей живот- ного мира шла путем постепенного подъема всей организации на выс- шую ступень, приводящего к повы- шению уровня жизнедеятельности и победе в борьбе за существование. Вместе с тем факты показывают, что даже самая высокая степень при- способленности организма, обрекаю- щая, по Бейрлену, организм либо на „застывание", либо на „одичание", отнюдь не всегда ведет к вымиранию. Наоборот, известно большое число узко специализированных групп, при- способленных к определенным усло- виям существования и не проявляю- щих никаких признаков вымирания. Последние работы Бейрлена вскры- вают причины, определившие недобро- совестное обращение автора с фак- тами, игнорирование элементарных закономерностей органической эволю- ции и насилие над здравым смыслом и логикой. Из концепции Бейрлена можно было бы сделать заключение, что концом всякой эволюции являет- ся „застывание форм", „одичание" и вымирание видов. Однако в своих последних работах Бейрлен хочет показать, что такой исход эволюции имеет место лишь в том случае, ког- да приспособление как выражение материальной сущности жизнидполу-
№ 5—6 Падение биологической науки в фашистской Германии 9 чает' преобладание над духом, выра- женным в „идее* типа. Вымирание, таким образом, есть результат измены .идее" типа, следствие „поражения духа". Но в тех случаях, когда „творческая воля живого" приводит к победе духа над материей, когда она вырывает организм из зависимости от приспособления к внешней среде, тогда эволюция получает новую пер- спективу. Выводом из этой идеалисти- ческой галиматьи является бредовая мысль, что только неприспособлен- ность представляет собой залог даль- нейшего прогресса и ведет к пре- одолению смерти. Однако за этим нелепым выводом, стоящим в вопиющем противоречии с объективной наукой о приспособ- лении организмов, следует приложе- ние этого вывода к эволюции чело- века, причем здесь Бейрлен приходит к совершенно недвусмысленным расистским заключениям. Оказывает- ся, победа духа над материей, осво- бождение из зависимости от внеш- ней среды имели место только в одной ветви органической эволюции— в эволюции человека. 'Только в эво- люции человека дух одержал победу над материей и привел к торжеству „идеи" над приспособленностью и це- лесообразностью живых организмов. При этом, оказывается, далеко не все группы человечества стоят на этом, единственно прогрессивном пути эволюции. Только „высшие" расы человека сумели преодолеть зависимость организма от фактора приспособления к среде, только „высшие" расы сумели „возвышаю- щие* идеи поставить над стремлением к целесообразности материального блага и тем самым застраховали себя от гибели. „Низшие" же расы, остав- шиеся в плену приспособления и целесообразности, не преодолевшие материальной зависимости от среды, изменившие „идее", обречены на отставание и гибель. Только отказ от приспособления (в человеческом обществе—техники), только неприспо- собленность как выражение победы духа над материей ведут к дальней- шему процветанию и к ц,преодолению смерти"! „Трудно охарактеризовать этот мистический бред и трудно с ним полемизировать", говорит акад. Шмальгаузен. В самом деле, не крити- ка воззрений ученого фашиста, не научная полемика с выводами профес- сора-мракобеса, а разоблачение идей- ной сущности его бредовых теорий, показ подлинных хозяев его лжеуче- ного „творчества"—вот способы борь- бы с такими „теориями", унижающи- ми науку и оскверняющими звание ученого. Беспримерное падение науч- ной мысли, приводящее к отказу от здравого смысла и замене научного языка бредом малограмотной прос- вирни,—результат насилия над наукой, использования ее для оправдания человеконенавистнической расовой политики германского фашизма. К этой же группе германских фашистствующих биологов — витали- стов принадлежит палеонтолог Даке, „творчество" которого носит печать еще более глубокого падения науч- ной мысли, еще более сильного идей- ного загнивания и предания интере- сов науки в жертву мистике и мрако- бесию. Даке получил известность в последние годы как автор ряда книг и статей, характеризующих крайнюю идеалистическую позицию, гранича- щую с потерей здравого смысла. Эволюция в представлении Даке—про- цесс, направляемый действующей извне „творческой волей", которая, оказывается, в состоянии противо- действовать материальным факторам эволюции и приводить к сверхъестест- венным превращениям органических форм. Возврат к додарвинским представлениям об эволюции у Даке и ряда других германских биологов- идеалистов в достаточной степени иллюстрируется тезисом об ограниче- нии сферы применения материальных факторов эволюции. Даке и его единомышленники вообще не прием- лют причинных объяснений эволюции за пределами типов. Эволюция может итти только внутри типов. Что же касается образования и преобразова- ния типов и других крупных систе- матических категорий, то к этим процессам призываются на помощь „творческие силы" и другие факторы,
10 Природа 1942 действующие таким образом, что приводят к вылуплению первой птицы из яйца рептилии и тому подобным чудесам. Даке не пренебрег и проблемой происхождения человека, высказав свои воззрения на этот предмет в книге, вышедшей в 1938 г. под гром- ким названием „Потерянный ^рай*. Подзаголовок статьи „К душевной истории человека0 в достаточной сте- пени характеризует намерения автора, приступившего, вопреки своей науч- ной квалификации биолога-палеонто- лога, к выявлению закономерностей эволюции человеческой психики. Несерьезность подхода автора к рассмотрению интересующего его вопроса ясна уже и из того материала, который привлечен им для разработ- ки проблемы. Здесь и саги, и мифы, и библейские легенды, и апокалипсис, и целый ряд религиозных источников, и всяческая чертовщина, и мистика вплоть до астрологических предска- заний. „Эта книга,—пишет фашист- ский критик в „Журнале общего есте- ствознания0, — в своем существенном содержании не естественно научная, а духовно-историческая, религиозно- историческая, даже религиозная, именно христиански (но отнюдь не церковно) религиозная книга0. Даке исследует духовную историю человечества от первичных зачатков умственной деятельности до ее буду- щего в том виде, который изображен апокалипсическими предсказаниями. Развивая свою мысль о возможности эволюционных изменений (точнее, приспособлений) только внутри типов и других крупных систематических категорий, Даке отводит человеку особое место в органическом мире. Тип человека определился в глубо- чайшей исторической древности. Этот тип выведен Даке при полном прене- брежении к данным о биологической природе человека. Уже „Urmensch"— прапредок человека — имел в зачатке все особенности своих будущих по- томков, начиная от человекоподоб- ных обезьян и питекантропа и кончая современным человеком. Развитие че- ловека шло путем „освобождения0 от признаков его предков, этого „над- исторического0 или „сверхисториче- ского0 внутреннего „прачеловека" („Ubergeschichtliche innere Menschen- urbild0). Этот процесс не проявлялся, однако, в грубых естественных формах и не был выражен во внешней физи- ческой природе.Даке выводит тип человека, как, впрочем, и другие типы органической природы, из сверхчув- ственного мира. Чем, как не одной из картин тво- рения мира, можно назвать это изоб- ражение развития человека? Перед на- ми— типичный образец замаскирован- ного мистического бреда о создании человека бором „по образу и подобию своему*. Здесь нет и тени науки. Здесь налицо сознательная замена со- временных научных представлений о происхождении человека нелепыми поповскими сказками о сотворении мира, которым придан наукоподоб- ный вид. Мистический колорит книги усу- губляется совершенно дикой характе- ристикой идеи о мировом государстве народов (т. е. идеи социализма) как о работе антихриста. Трудно поверить, что эта книга принадлежит перу биолога, всю жизнь посвятившего исследованию фактов и их обобщению. Однако, когда в за- ключительных главах начинается ап- пеляция к национал-социалистскому мировоззрению, когда появляются во всех числах и падежах термины „на- род0 и „раса0, когда вырастает груда аргументов в защиту тезиса о не- равенстве рас, причем в качестве критерия выдвигается „освобожде- ние0 человека от признаков его пред- ков, все становится понятным. Здесь снова проституирование науки, снова беззастенчивое выполнение социаль- ного заказа, хотя и в далеко не удо- влетворяющей требовательности за- казчика форме. Проблема происхождения человека вообще находится в центре внимания фашистской теоретической мысли в связи с „разработкой0 расовой тео- рии. И как раз в этой области фашист- ская „научная мысль0 подвергает осо- бенно жестокому извращению совре- менные достижения биологической науки.
Кв 5—6 Падение биологической науки в фашистской Германии 11 За последние годы в области уче- ния о происхождении человека стала известна и подверглась обсуждению теория, принадлежащая голландскому морфологу Больку [2]. Согласно этой теории, историческое развитие чело- века протекало в зависимости от из- менений в продукции гормонов желе- зами внутренней секреции. Наиболее характерной чертой человеческой эво- люции является, по Больку, задержка на ранних стадиях постэмбриональ- ного развития, в результате ослабле- ния деятельности желез внутренней секреции, по сравнению с человеко- подобными обезьянами. В результате этой задержки человек по своему морфологическому облику остановил- ся на стадии развития новорожденной обезьяны, а по некоторым признакам даже на стадии плода своего обезья- ноподобного предка. Для этого про- цесса Больком был предложен термин „фетализации*. Дальнейшее развитие „фетализированного* человека пошло по той линии, которая-характеризует- ся у низших позвоночных термином .неотения* — развитие в личиночной стадии. , Человек, благодаря фетализации, приобрел очень крупные размеры моз- га, характерные ,вообще для эмбрио- нальных стадий развития приматов, и вместе с тем получил удлинение пе- риода детства и юности. Эти особен- ности развития человека стали самы- ми существенными биологическими предпосылками происхождения чело- веческой культуры. Длительность пе- риода детства и юности — ретардация, по терминологии Болька, — обуслови- ла возможность увеличения запаса познаний и наблюдений, обогащающих и усложняющих человеческую психи- ку в тече'ние индивидуального разви- тия, в отличие от психики обезьян. Больк полагает, что процесс ретар- дации и фетализации в эволюции человека еще не закончился. Дальней- ший прогресс человечества связан с углублением этого процесса. Теория Болька подверглась осно- вательной критике, причем значитель- ное участие в этой критике приняли советские антропологи 4е]. Попытки изобразить эволюцию человека в виде исторического преобразования неоте- нической формы обезьяны не имеет никакой фактической основы. Прежде всего никем не доказано ослабление гормональной деятельности у челове- ка по сравнению с человекоподоб- ными обезьянами, что лишает .тео- рию фетализации* наиболее сущест- венной предпосылки. Далее, никем не доказано сходство в- соотношениях размеров мозга и размеров тела у че- ловека и человекоподобных обезьян. Поверхностное сходство плода и ново- рожденной; обезьяны с ребенком че- ловека едва ли может ввести в заблу- ждение объективного исследовате- ля. Наконец, длительность периода детства и юности человека отнюдь не является предпосылкой эволюции пси- хики человека. Наоборот, удлинение периода детства и зависимости от материнского ухода явились резуль- татом эволюции человека, привед- шей к развитию общественных отно- шений, при которых стало возможным образование семьи и связанная с ней длительная забота о ребенке. Чем же объясняется успех теории Болька в Германии? А успех и рас- пространение ее совершенно очевид- ны. Во многих германских учебниках излагаются основы этой теории, выхо- дят книги, посвященные разбору и аргументации ее, вроде книги Ферс- люиса .Величина мозга и гормональ- ные процессы в историческом разви- тии человека" [’], расистские журна- лы печатают рецензии на такие кни- ги и статьи и т. д. Ответ на вопрос можно получить при изучении прило- жения этой теории к социологическим проблемам. Оказывается, по Больку, ретардация — основа общественной жизни. Она имеется уже у обезьян, но получает настоящее развитие только у человека. Однако при этом обнару- живается, что различные расы имеют далеко не одинаковую степень ретар- дации и фетализации развития. „Низ- шие* расы, конечно, ввиду близости к обезьянам, имеют наименьшую сте- пень ретардации и фетализации. Дет- ство и юность у „низших* рас проте- кают быстро, и представители „низ- ших* рас обречены на быстрое завер- шение индивидуального умственного
12 Природа 1942 развития, они де останавливаются на самых первых его ступенях. Нордическая раса, наоборот, от- личается наибольшей степенью фета- лизации и ретардации. Именно эта способность развития обеспечила нор- дической расе умственное превосход- ство и первенство среди остальных человеческих рас. Нетрудно видеть, что здесь опять мы имеем дело с подменой подлин- ной науки—игрой в науку, с жульни- чеством и фальсификацией. Неоправ- данное объективными научными дан- ными положение берется в качестве основы для развития расистских кон- цепций, рассчитанных прежде всего на патриотическое чувство северных народов, а отнюдь не на здравый смысл и логику. Снова безмерное унижение науки, снова глубокое па- дение научной мысли. О низком уровне фашистской ан- тропологии Свидетельствуют много- численные печатные работы, опери- рующие с такими „наблюдениями”, что снисходительность редакторов, пропускающих подобные „исследова- ния*, повергает в глубочайшее изум- ление. Некий Фрейденберг в ученом сочинении „Предшественники и по- томки гейдельбергского человека, но- вые находки в окрестностях Гейдель- берга”, напечатанном в научном жур- нале „Материалы о природе первобыт- ной истории восточной Германии” за 1938 г. [9] сообщает о своих наблю- дениях над германским населением Прибалтики, принадлежащим, по ан- тропологической классификации, к восточно-балтийской расе. В числе этих наблюдений фигурирует следую- щее. Интенсивность голубизны глаз у голубоглазых и круглоголовых пред- ставителей восточно-балтийской ра- сы, оказывается, подвержена значи- тельным колебаниям, причем эти ко- лебания автор объясняет... различиями в интенсивности умственной деятель- ности, которая будто бы связана с изменениями кровяного давления в мозгу. Эта галиматья вызвала сердитую рецензию даже в расистском „Жур- нале общего естествознания”, хотя выводы „ученого" автора как будто бы не противоречат расистской кон- цепции об умственном превосходстве голубоглазых представителей герман- ского народа над темноглазыми. Де- ло, следовательно, заключается в уме- нии подать расистскую мысль в нау- коподобной форме. Данный же автор испортил все дело, попытавшись при- мкнуть к общему хору с негодными голосовыми средствами. Что говорить дальше о развитии и пропаганде учения об антропогене- зе в фашистской Германии, если на- ряду с указанными сочинениями, име- ющими хотя бы отдаленное отноше- ние к науке, в широком читательском кругу продолжают иметь хождение потрясающие по безграмотности кни- жонки писателей-популяризаторов, вроде произведения „писателя” Гер- мана Гауха „Новые основы изучения рас” или Евгения Георга „Исчезнув- шие культуры". В этих произведениях под видом популяризации расовой те- ории преподносится читателям такая дикая галиматья, что зарвавшихся ав- торов одергивают даже критики-ра- систы. Герман Гаух в своей исклю- чительной по цинизму и наглости книжонке [4] пытается аргументи- ровать мысль, что понятие „человек” приложимо только к северной расе. Все же остальные „несеверные” расы занимают промежуточное положение между человеком и животными и не заслуживают стоять рядом с чело- веком в его культурной истории. Евгений Георг в своем претендую- щем на ученость сочинении дока- зывает ни более, ни менее как реаль- ность существования известных со- временному человечеству по ассирий- ским барельефам человеко-зверей. Этот „писатель” развивает мысль, что такие существа действительно были распространены в древнем мире и являлись результатом содомических актов между людьми и животными. Эта дикая мысль подверглась су- ровому осуждению даже со стороны фашистской критики. В рецензии на эту книгу расистский обозреватель в статье, напечатанной в журнале „Народ и раса” за 1936 г., распекает неумелого „популяризатора”: „То, что в книге Георга подробно обсуж-
№ 5—6 Падение .биологической науки в фашистской Германии 13 даются теософские проблемы, оспа- ривается учение о наследственности, искажается расовая наука и, кроме того (это уже на совести перепу- ганного критика — А. С.), имеется пропаганда ламаркизма, большевизма и паневропы, показывает, на какой путь может привести оккультизм*. Само собой разумеется, что всё не- угодное для расизма, выставляющее идеологию мракобесов и изуверов в смешном и нелепом виде, фашист- скими критиками обязательно будет приписано „либерализму", „марксиз- му* и „большевизму". Идеализм как мировоззрение и как метод исследования отражается почти на всей продукции германской биологической мысли. Потеря почвы под ногами, утрата перспективы исследования как результат глубо- кого внедрения идеалистических тен- денций в германскую биологическую науку' вызвали в последние годы в Германии появление таких работ, которые можно считать только по- рождением безвременья, плодом мрач- ной эпохи гибели научной мысли. Отказавшись от материалистических методов исследования* вернувшись к кантианской трактовке мира, допу- ская существование непознаваемых, сверхчувственных сил, наука обречена постоянно сознавать свое бессилие в решении основных вопросов, обре- чена давать не решения, а полуреше- ния, не заключения, а догадки при разработке общих проблем биологии. Такова, например, работа некоего проф. Эрнста Шульце „Перелет птиц и переселение народов*, вышедшая из печати в 1941 г. [•]. В этой книге по- ставлен вопрос о причинах сходства путей перелета птиц и путей пересе- ления народов, известных из истории. Автор пытается представить как очень близкие, а в некоторых случаях и как прямо совпадающие пути пере- лета птиц с мест, гнездования в теплые страны на время зимних холодов, изу- ченные в настоящее время, и пути, по которым двигались племена и на- ции в периоды, известные в истории под названием эпохи переселения на- родов. Не учился ли человек у птиц в выборе путей переселения? — спра- шивает автор и отвечает положи- тельно на этот вопрос. Едва ли стоит пускаться в под- робную полемику по этому вопросу. „Разрешение* вопроса о выборе путей переселения народов, сделанное авто- ром, поражает свой наивностью. Мог ли человек учиться у птиц тому,что сделалось доступным для изучения только в конце прошлого и в теку- щем столетии с помощью кропотли- вой техники кольцевания птиц и наб- людения десятков тысяч специалистов и любителей — орнитологов? Извест- но, что пути перелета различных птиц совершенно неодинаковый пере- крещиваются между собой. Что же определило подражание одному, а не другому виду птиц? Конечно, даже самое поверхност- ное знакомство с предметом позво- ляет обнаружить пренебрежение ав- тора и здравым смыслом, и логикой, и знанием биологических и истори- ческих фактов и закономерностей. Но дело не в этом. Сам автор, невиди- мому, не считает свою точку зрения нуждающейся в особой аргументации. Дело в том, что его точка зрения разрешает придать особый вид и особое значение процессу расселения „нордической расы* в Европе, то- му процессу, которым усиленно за- нимаются фашистские историки. От- нюдь не низменные экономические факторы, не перенаселение, не низ- кий уровень производительных сил и не стихийные бедствия привели к пе- редвижению огромных человеческих масс по поверхности Европы и Азии во II и IV — V веках. Эти передвижения, оказывается, были связаны с теми же, пока неясными, чувствами направле- ния, которыми руководствуются пти- цы при перелетах. Отсюда легко прийти к любым вымышленным путям расселения „арийцев*, „северной ра- сы", „германцев* и т. д., которые изобретаются фашистскими истори- ками при полном игнорировании под- линных исторических фактов. Чего стоит только смехотворная „теория* Розенберга, изложенная им в его про- изведении „Миф XX столетия*, в ко- тором родина „нордической* расы— исчезнувшая Атлантида — помещает-
14 Природа 1942 ся в Северном Ледовитом океане и изображается в виде центра, из кото- рого будто бы звездообразно расхо- дились пути расселения „нордиче- ской" расы по земному шару. Нечего и говорить, что книги, подобные книге Шульце, представляют собой отлич- ный источник „биологической11 аргу- ментации для той „исторической0 стряпни, которой занимаются мало- грамотные, но претенциозные, идео- логи фашизма. Идеалистическая трактовка ми- ра и отказ от познания объективных его закономерностей не могут не привести к открытой поповщине, к прямой пропаганде тезиса о мире между религией и наукой. Вслед за Максом Планком, выпустившим в 1938 г. седьмым изданием книгу „Ре- лигия и естествознание", в которой знаменитый физик провозглашает при- мирение религии и науки, не менее из- вестный биолог Макс Гартман высту- пил в 1940 г. с книгой „естествознание и религия". Эта книга представляет собой доклад автора на собрании немецкого Протестантского объе- динения 3 марта 1939 г. В проспекте этой книги, выпущенной издатель- ством Фишера, говорится: „Положи- тельное отношение к религии и вере в бога становится все более и более за- метным, и количество естествоиспыта- телей, которые открыто, хотя и раз- личными путями, и на различных осно- ваниях, приходят к религии и вере в бо- га, повышается. Из доклада Макса Гартмана становится совершенно яс- ным, что философия и естествознание; равно как и многие известные их пред- ставители, не относились и не отно- сятся ни в какой мере отрицательно к религии. Любой естествоиспытатель— достаточно назвать великого физика Планка—показывает в настоящее время свое сочувственное отношение к религии и вере в бога". Слова бесхитростной рекламы представляют собой тяжкое обвине- ние германской науки и ее выдающих- ся представителей. Если владелец крупнейшего издательства в Герма- нии причисляет большинство герман- ских естествоиспытателей к числу защитников религии и веры в бога, если клерикальный германский жур- нал .Схоластика" выражает „вели- кому ученому Планку горячую бла- годарность за его открытое испове- дание истинной веры", чего стоит наука, поддерживаемая этими стол- пами естествознания? Глубочайшим маразмом, тлетворным запахом разло- жения веет от когда-то знаменитых естествоиспытателей, павших до уровня ученых обывателей. Наряду с рафинированным идеа- лизмом, находящим свое выражение в поисках примирения между религией и наукой выдающимися учеными Германии, и в германской печати за- цвели пышным цветом грубейшая ми- стика, дикие суеверия и возрожденное язычество в форме так называемых „оккультных наук". Оккультные нау- ки, именуемые апостолами этих наук „арийской мудростью" („Arisches Weistum), проникли в частные „науч- но-исследовательские" учреждения, в популярную литературу, в обыватель- ский обиход и получили большое рас- пространение. Характерно, что жрецы оккультных наук — ученые „ариосо- фы“, „теософы", хироманты, астроло- ги и многие другие — пропагандируют исповедуемую ими веру как подлин- ную „старо - германскую" мудрость, как „арийскую науку". При этом упорно подчеркивается расовый хара- ктер „арийской мудрости". Основана даже особая „расовая школа" под громким названием „Сва- стика". Этой „школой" „научно" обосновывается хиромантия, опре- деление по рукам расовой принадлеж- ности („Hand und Fingeradeldiagno- stik"), наследственных задатков, душе- вных и физических тягот, конституции, болезней и пр., с целью способство- вать проведению расовой политики в Германии. Книга владельца этой „ра- совой школы", вышедшая под назва- нием „Арийская мудрость", имела довольно большое распространение среди фашистствующих обывателей „третьей империи". Возродились общества оккультис- тов, из которых наибольший интерес вызвало общество, учрежденное в память основоположника оккульти- зма в Германии -Карла Гутера, под
№ 5—б Падение биологической науки в фашистской Германии 15 названием «Дейче Гутербунд". Дея- тельность этого общества, с его астро- логией, чтением мыслей, определе- нием характера по почерку, культом талисманов и амулетов, сопровожда- лась такой неумеренной спекуляцией на расистской терминологии, что вызвало даже суровый окрик в фаши- стской «научной" печати. Но что говорить об этих грубей- ших суррогатах науки, создаваемых в период упадка культуры пройдо- хами, играющими на человеческом суеверии? Эти суррогаты находят сво- его потребителя в среде городского мещанства и мелкой буржуазии фа- шистской Германии. Однако было бы неправильно от- носить распространение средневеко- вых суеверий и возрождение мистики и чертовщины в Германии исключи- тельно к этим менее культурным слоям германского населения. Вот, например, книга профессора Йенс- кого университета Ганса Бергера „Психэ", выпущенная издательством Фишера в 1940 г. Эта книга рас- считана отнюдь не на читателя сред- ней квалификации. Это — „научный" трактат, изложенный довольно труд- ным языком, требующим определен- ной специальной подготовки. Предмет книги — „парапсихологические явле- ния", а именно: „передача мыслей на расстояние". В проспекте книги проводится грань между предметом книги и прочимиблизкими предметами, относимыми некоторыми также к группе „парапсихологических явле- ний*— столоверчением, материали- зацией, вызовом духов и т. д., как будто эта грань в самом деле суще- ствует! Как столоверчение, так и пе- редача мыслей на расстояние есть результат распространения диких суеверий, - которые не имеют ничего . общего с наукой, со здравым смыслом и возрождаются всегда, когда общий культурный уровень населения при- ходит в упадок. История науки насчитывает немало периодов упадка, периодов глубочай- шей деградации и отказа от познания объективной действительности. Исто- рия культуры насчитывает немало пе- риодов расцвета грубых суеверий, развития магии, волховства и знахар- ства. „Сношения с тенями умерших" процветали в Римской империи в период ее упадка. Умирающий фео- дализм оставил страшный след в ис- тории средних веков созданным бре- довой фантазией церковников миром демонов, ведьм и колдунов и борьбой с ними. Французская аристократия на- кануне революции, в конце XVIII сто- летия, обеспечила шумный успех кол- дунам— шарлатанам вроде Калиос- тро, Месмера и им подобным. Спири- тизм, столоверчение и всяческие суеверия получили широкое распро- странение в кругах русской буржуазии накануне Великой Октябрьской социа- листической революции. Одновременно создавались и при- обретали эфемерную славу идеали- стические философские системы по- лузабытых ныне схоластиков-реали- стов, модных идеологов заката капи- тализма— Ницше и Шпенглера, идео- логов реакционного мещанства — Авенариуса и Маха, доморощенных русских философов начала XX века вроде Соловьева, Лопатина и т. д. История показала непрочность и кратковременность этих идейных течений. Развитие передовой научной мысли, утверждение прогрессивных общественных систем ведут к тор- жеству материализма. И как бы яро- стно ни защищали свои позиции идеологи германского фашизма, как свирепо ни старались бы апостолы расовых теорий удержать сознание народа на уровне мрачных идей сред- невековья, как ни пытались бы ли- деры расизма спрятать звериное лицо германского империализма под мас- кой биологической науки, все их попытки, все их старания безнадежны. Германский фашизм обрек себя на гибель своей теорией и практикой кровопролитных человеконенавист- нических войн во имя бредовой идеи о мировом господстве „нордической" расы. Наука в гитлеровской Германии прошла длинный путь унижения, по- ругания и глумления, дойдя до уровня средневековья. И гибель германского фашизма под бременем своих пре- ступлений будет одновременно нача-
16 Природа 1942 лом возрождения германской научной мысли, ее освобождения от пут идеа- лизма и мистики. Лите ратура [l]Beurlen К. Das Gesetz der Ueber- wlndbarkeit des Todes in der Blologie. Bress- lau, 1933. [2] В о 1 k L. Das Problem des Menschwerdung.Jena, 1926, [3]Freidenberg W. Vorlaufer und Nachfolger des Homo Hel- delbergensis, neue Funde aus Heldelbergs Umgebung. Beitr. zur Natur - und Urgeschuchte Westdeutschlands. 2. Lief., 1938. [4] Gau ch H. Neue Grundlagen des Rassenforschung. [5] G e о r g E. Verscholl. Kulturen. [6] S c h u 11- z e E. Vogelzug und Menschenwanderungen. 1941. [7] V e r s 1 u у s J. Hirngrdsse und hormo- nales Geschehen bel der Menschwerdung. Wien, 1939. [8] Рогинский Я. Я. Критика теории Больна. Антропологический журнал, № 3, 1933. [9] Шмальгаузен И. И. Пути и за- кономерности эволюционного процесса, 1939.
ГЕОЛОГИЯ И ВОЙНА н. л. БЫХОВЕР В условиях современных войн, когда успехи фронта находятся в прямой зависимости от количества и качества поступающего вооруже- ния, от развития и темпов работы промышленности, вопрос о макси- мальном сокращении сроков ввода в эксплоатацию дополнительных и но- вых источников стратегического ми- нерального сырья приобретает исклю- чительное значение. В соответствии с этим с первых дней войны пере- строилась работа советских геологов, которые успешно проводят поиско- вые и разведочные работы на всей обширной территории нашей великой страны, открывают много новых место- рождений черных, цветных и ред- ких металлов, угля, нефти, строитель- ных материалов, оптического и дру- гих видов сырья, необходимых обо- ронной промышленности. Советские геологи учли основные требования военного времени и обратили особое внимание на сокращение сроков раз- ведок открытых и известных место- рождений минерального сырья, повы- шение эффективности геолого-разве- дочных работ путем повышения коэ- фициента использования оборудова- ния, применения новых методов и приемов работы, развития соцсорев- нования и стахановского движения. В условиях военного времени на- шими геологами уделяется особое внимание вопросам быстрого обобще- ния результатов геолого-съемочных и поисково-разведочных работ, выяв- лению дополнительных ресурсов обо- ронно-минерального сырья без спе- циальных разведочных работ, путем ревизии и переоценки месторождений полезных ископаемых и горно-рудных районов, установлению возможности расширения добычи на действующих рудниках и т. д. Одновременно перед, геологами встала и другая не менее важная за- дача, которая заключается в непосред- ственном геологическом обслужй- вании нужд фронта—нужд действую- щих частей Красной Армии. Возникла необходимость в развитии военной геологии, в разрешении геологических проблем непосредственно на всех участках фронта от Черного до Ва- ренцова моря и в привлечении геоло- гов для военной работы не только в тылу, но и на передовых позициях. В этом отношении в широкой геоло- гической практике имеется сравни- тельно мало опыта, так как значение военной геологии по существу было признано только к концу первой мировой войны, когда в армиях вою- ющих сторон впервые появились специалисты-геологи. Таким образом, геология как наука, способная оказать существенную и конкретную помощь действующей армии, долгое время не признавалась военными специали- стами. Военные инженеры, которым больше всего приходилось сталки- ваться с явлениями геологии, очень часто во вред делу игнорировали работу геологов. Даже в начале первой мировой войны, когда прикладное значение геологической науки явилось бесспор- ным и общепризнанным и геология широко и разнохарактерно применя- лась почти во всех отраслях хозяй- ства, геологи не были привлечены к работе на фронтах. В то же время в германских войсках прибегали к помощи „волшебного жезла" для поисков подземных вод в секторе С.-Миэль. Этот же способ применяли и в царской армии—в штабе принца Ольденбургского. Между тем, еще задолго до войны командование всех стран, придавая большое значение знаниям физико- географических особенностей театра военных действий, пользовалось, хотя и бессознательно, данными геологии и геоморфологии. Эпизодически отдельными военны-
is Йрйродй 1942 ми специалистами поднимался вопрос о значении геологии в военном деле. Так, еще в 1826 г. инженер-полковник Грунер (Grouner) обратил внимание на значение геологии для войны. Позднее, в 1855 г., к такому же зак- лючению пришел и австро-венгерский штабной офицер Шмидбург (R. Baron Chmidburg). В 1868 г. выходит в свет работа генерал-майора Дж. Портлока (J. Е. Portlock), в которой высказы- ваются следующие' взгляды: „В нас- тоящее время геология является подлинной наукой, базирующейся на фактах и подчиненной точным зако- нам, вследствие чего становится вер- ным руководителем практического деятеля. Военный также найдет в геологии ценные указания, намечая план действия как при наступлении, так и при обороне“ [7]. Поцидимому, независимо от них на военные пот- ребности в геологии указывал в 1882 г. Парандир (Parandier). К этому времени значительные успехи геологии и расширение сфе- ры ее прикладного применения начи- нают все больше и больше обращать на себя внимание военных специали- стов. В программах отдельных воен- ных учебных заведений появляются курсы геологии. Так, например, лей- тенант-полковник артиллерии Ч. Ку- пер Кинг (Charles Cooper King), круп- ный, широко образованный геолог, читал курс военной геологии (1886— 1896) в Чемберлейском училище. Совмещение военных и геологических знаний позволило Кингу впервые по существу обосновать значение геоло- гии в военных операциях. В 1893— 1894 гг. французский полковник Ва- лет (Vallet) прочитал в пехотной школе курс военной геологии. Развитие во второй половине прошлого века военной топографии приводит к необходимости использо- вания геоморфологии как научной базы для осознания генетических соотношений между формами релье- фа и геологической историей. Появ- ляется много работ по военной то- пографии, главным образом француз- ских географов, в которых вопросы формирования рельефа и его харак- тер тесно увязаны с геологическими структурами и историей их развития. В опубликованной в 1885 г. рабо- те А. Марта (A. Marga) о значении геологии для военных операций уже отчетливо говорится: „Характер поч- вы, познаваемой при помощи геоло- гии, в значительной мере влияет на проходимость района и, следовательно, указывает на те трудности, которые армии должны преодолеть в походе. В гранитной области дороги сохра- няются хорошими во все времена года, тогда как в глинистых местах они становятся грязными после осен- них и весенних дождей и пыльными летом...". Физическая география с помощью геологии, на основании геологических и топографических карт определяет типы неблагоприятных областей. Этим определяется расположение линий обороны и пунктов, подлежащих укреплению [®]. В этой работе автор всесторонне и детально увязывает военные вопросы с геологическим строением горных районов, окружаю- щих парижский бассейн. Аналогичные вопросы освещены многими другими французскими офицерами, которые явились в этой области пионерами. Этому, несомненно, способствовало широкое развитие во Франции воен- ного искусства, а также своеобраз- ное развитие геологического строе- ния северной и восточной Франции, где наблюдается особенно тесная генетическая связь между формами рельефа и гидрографической сетью, с одной стороны, и стратиграфией и тектоникой — с другой. Однако и здесь геология как наука, способная оказать существенную помощь воен- ным, не получила широкого при- знания. Иногда в мирное время (до пер- вой мировой войны) г.еологи привле- кались в качестве временных или постоянных консультантов для об- служивания военного строительства. Разрешая вопросы водоснабжения крепостей, укрепленных районов и армейских лагерей, участвуя в строи- тельстве различных долговременных укреплений, геологи в процессе своей практической деятельности внедряли в сознание -военных специалистов
№ 5—6 Геология и война значение для военных целей геологи- ческих знаний и пути их широкого применения и использования. В то же время появляются военные со спе- циальным геологическим образова- нием, которые снова’в разное время и в разных странах поднимают во- прос о создании военной геологии. Так, например, незадолго до начала первой мировой войны вопрос о не- обходимости создания регулярной военно-геологйческой службы и под- готовки специальных кадров военных геологов был поставлен капитаном немецких инженерных войск В. Кран- цем (W. Kranz), который долгое время как специалист-геолог участвовал в строительстве крепостей и укреплен- ных районов. В своей статье, опуб- ликованной в начале 1914 г., Кранц, основываясь на многочисленных при-, мерах военного строительства, пока- зывает необходимость регулярного участия геологов в армии. Игнориро- вание геологических исследований, по данным Кранца, часто приводило к излишней трате огромных средств и времени; например, буровая сква- жина, проведенная на глубину в 110 м, при наличии водоносного горизонта с достаточным дебетом хорошей по качеству воды на глубине 25 м; нарушение установки тяжелого ору- дия в связи с наличием плывунов в разрезе; возникновение крупных на- рушений, вызванных оползневыми явлениями, и много других приме- ров недочетов, которых легко было избежать при участии геологов и таким образом сохранить миллионы марок, потраченных впустую. Считая военную геологию специ- альной профессией, Кранц рекомен- довал с целью подготовки кадров направить избранных офицеров в университет для прохождения в те- чение трех лет курса геологии. Эти предложения были обсуждены и одоб- рены прусским геологическим коми- тетом в марте 1914 г., однако, реаль- ных результатов не было достигнуто. Особенно широко этот вопрос деба- тировался в Германии в первые годы мировой войны, когда немецкие гео- логи, мобилизованные в армию, ис- пользовались не по специальности, 2* __________________________________ а для организации войскового водо- снабжения пользовались „волшебны- ми жезлами". Только к концу 1916 г. в германской армии развертывается работа геологов, которая к концу войны приобретает уже достаточно широкий размах. В выпущенных к тому времени военных руководствах и инструкциях отражено значение геологии. Так, например, в инструк- ции о позиционной войне, опублико- ванной 15 декабря 1916 г., делаются следующие указания об использова- нии геологов: „При производстве «окопных работ можно сберечь много труда, обращаясь за советом к гео- логам и другим компетентным лицам по вопросам о выборе благоприят- ных позиций, особенно в смысле уда- ления воды, о проведении тоннелей и галлерей, расположении колодцев и сборе необходимых материалов" [5]. В России также неоднократно в разное время и разными лицами под- нимался вопрос о желательности участия геолога на фронте. Так, например, в 1916 г. геологом А. С. Гинзбергом, привлеченным Комите- том военно-технической помощи к участию в составлении карты строи- тельных материалов по западному фронту, были высказаны следующие соображения: „Вопрос о каменных строительных материалах в районе, непосредственно примыкающем к ли- нии фронта, в связи с различными военно-техническими потребностями приобрел в настоящее время весьма важное значение. Проведение желез- нодорожных веток, нуждающихся в балласте, устройство новых шоссей- ных дорог и усиленный ремонт ста- рых, для чего необходимо иметь хо- роший камень, потребность в цементе и бетоне, тот или иной характер грунта при рытье окопов — все эти вопросы тесно связаны с наличностью соответствующего строительного ма- териала и умением его находить. Ха- рактер строительных материалов каж- дой местности находится в непосред- ственной зависимости от ее геологи- ческого строения, ввиду чего при поисках строительных материалов явилось бы весьма желательным при- сутствие геолога".
20 Природа 1942 Позднее, уже в апреле 1917 г., в связи с поднятым студенческими орга- низациями вопросом о широком и организованном привлечении техни- ческих кадров страны для обслужива- ния фронта, А. С. Гинзберг в своем док- ладе в комиссии сырья [2] снова воз- вращается к вопросу о необходи- мости привлечения геологов в армию; при этом автор расширяет сферу деятельности геологов, возлагая на них задачу поисков глауконита, охры и цветных глин, принятых по инициа- тиве Комитета военно-технической помощи в качестве красок для маски- ровки окопов под цвет местности, организации водоснабжения и др. В докладе приводится и проект струк- туры организации геологов при рус- ской армии, которая носит довольно четкий и стройный характер: „При каждом штабе командующего фрон- том учреждается должность глав- ного геолога, руководящего рабо- тами по линии фронта и ближайшего тыла; вместе с тем он составляет сводку всех геологических данных, поступающих в его распоряжение, могущих послужить к более полному выяснению геологического строения местности, благодаря возникновению целого ряда искусственных обнаже- ний и выемок, вызванных фортифи- кационными работами. В непосред- ственном подчинении ему находятся по одному геологу при штабах армии и по два геолога при каждом корпусе. Первые должны быть знакомы с ги- дрогеологией, один же из корпусных геологов должен быть опытен в бу- рении; должности корпусных геоло- гов могут замещаться и студентами, специалистами в геологии. Для при- дания подвижности и независимости от других войсковых частей при кор- пусных геологах должны быть созданы небольшие рабочие отряды, снабжен- ные собственными передвижными средствами и надлежащими инстру- ментами. Кроме того, было бы весьма по- лезным привлечь к службе в инженер- ные войска и дружины горных инже- неров, знакомых с взрывными и под- земными работами, столь важными при позиционной войне, где продви- жение в сторону неприятеля произво- дится сапой и подземными галле- реями®. Все эти попытки создания единой организации геологов на фронтах первой мировой войны не увенчались успехом. Однако потребность в гео- логическом обслуживании стихийно возникала в армиях и к концу войны удовлетворялась организованными на ряде фронтов гидротехническими отрядами. Исключением служил юго- западный фронт, на котором была создана специальная гидрогеологиче- ская организация во главе с геологом Короневичем. Без достаточной решительности привлекались геологи во французскую и в экспедиционные армии Англии и Америки, Следует, однако, отметить, что в разной степени, но во всех армиях воюющих сторон геологи и геология получили право гражданства к концу мировой войны. Основные за- дачи, стоявшие тогда перед геоло- гами, вытекали из позиционного ха- рактера войны и заключались глав- ным образом в организации войско- вого водоснабжения, обосновании фортификационных работ и особенно подземно-минных галлерей, поисках строительных материалов и составле- нии различного рода специальных геологических карт. Несмотря на но- визну вопроса, специфику работ в условиях фронта, отсутствие возмож- ностей для детальных исследований, геологи с возложенными на них за- дачами справились. В этом отноше- нии представляет интерес оценка ра- бот геологов со стороны военных специалистов.Приведем, например, вы- держку из выступления бригадного генерала Лидделя на заседании Английского геологического общества 1919 г.: „Я хочу сказать как старый член инженерного штаба и бывший инженер армии, какое огромное зна- чение имела для нас геологическая информация во всех отраслях военно- инженерного дела. Очень жаль, что до начала войны мы не имели необ- ходимых нам геологических сведений, но этот пробел был быстро воспол- нен работой капитана Кинга прежде всего и затем --полковника Дэвида...
№ 5—6 Геология и война 21 работа их была в высшей степени ценной и точной. Вопрос о водоснаб- жении был, пожалуй, самым важным. Чтобы дать вам представление о том, с какими проблемами приходится иметь дело геологам, я приведу в пример наступление третьей армии (к которой я принадлежал), продол- жавшееся с 21 августа до 11 ноября. Нам надо было пересечь почти пустынный край шириной в северном конце около 20 км и в южном околц 25 км, в котором практически не было поверхностной воды. Водоносный мел залегает на глубине 21—55 м под поверхностью земли. Мы сумели пе- рейти через эту пустынную местность главным образом благодаря точному знанию геологических условий, а так- же благодаря исключительной удаче в том отношении, что многие разрушен- ные германские сооружения оказались поправимыми. Перебросить 300 000 человек, 100000 лошадей через подоб- ный край является подвигом, с кото- рым, я думаю, мало ^то может срав- ниться. Тогда мы главным образом зависели от результатов бурения. Во время наступления мы провели 13 бу- ровых скважин глубиной около 75— 90 м; в некоторых случаях буровые станки были на одной линии с поле- выми орудиями и в двух случаях ра- ботавшие бригады, к несчастью, по*. страдали от артиллерийского огня. Бурение было в высшей степени удачным и в результате армия была снабжена водой" [4]. На этом же заседании бригадный генерал Р. Н. Гарвей дал следующую оценку работе геологов: «Геологиче- ская информация, которой мы поль- зовались при постройке убежищ, играла чрезвычайно важную роль. Реред всеми операциями 1917 г. мы должны были построить огромное количество подземных убежищ для специальной защиты генерального штаба, и мы знали, где можно соору- жать их, благодаря систематическому бурению, производившемуся под ру- ководством геологов. Однажды мы хотели устроить убежище в холме; оно должно было состоять из двух Длинных тоннелей, соединяемых под холмами галлереей. Один из них мы провели в совершенно сухом грунте, другой почти сразу попал в сырой. Приближалось седьмое число, а к этому времени было абсолютно необ- ходимо закончить работы для диви- зионного штаба. Я присутствовал на работах в то время, когда минеры встретили сырую глину 6 м мощности. На следующий день я послал полков- ника Т. Э. Дэвида. Он вернулся и сказал: ,Вы начали работу не там, где следует, если вы поведете второй тоннель на 30 м влево от первого, все пойдет хорошо". И мы последо- вали его совету и выполнили построй- ку убежища без затруднений. Это имело абсолютную практическую цен- ность, так как решило вопрос о том, будет ли дивизионный штаб иметь убежище — грунт был такой сырой, что невозможно было устраивать убежище близ поверхности. По дан- ным систематического бурения пол- ковник Дэвид установил существова- ние участков, где глина имела такую мощность, что можно было строить убежище между верхним сырым слоем глины и зелеными песками. Работы велись по этому благоприятному пласту глины, и тем, что мы смогли дать в этом районе безопасные под- земные убежища войскам, мы цели- ком обязаны информации полковника Т. Э. Дэвида и его помощников. Спа- сение минных галлерей от затопления предсказанием повышения уровня воды в мелу было действительно фактом. Пока мы не имели этих сведе- ний,мы потеряли очень важную мин- ную систему на шесть недель, в течение которых она была затоплена... Я ска- зал достаточно для того, чтобы по- казать, что с точки зрения минера консультация геологов всегда необ- ходима на войне* [4]. Опыт первой мировой войны окон- чательно обосновал громадное значе- ние геологии в военном деле и выд- винул необходимость в широкой под- готовке специальных геологических материалов, а также выявил потреб- ность в проведении дополнительных геологических исследований в мирное время. Успех работы геологов на фронте, как показал опыт, во многом зависит не только от квалификации
22 Природа 1942 специалистов, но и от степени геоло- гической изученности территории и детальности имеющихся геологиче- ских материалов. В условиях фронта, особенно в условиях современной ма- невренной войны, фактор времени является решающим и в работе гео- логов. Задачи, которые в мирное время решаются месяцами, а иногда и годами, должны быть разрешены в несколько дней или даже часов. Ра- бота геологов на фронте приобретает исключительную оперативность, яв- ляется весьма ответственной, и по- этому она всегда по возможности должна быть обеспечена высокока- чественными геологическими мате- риалами и выполняться специалистами высокой квалификации. В этом отно- шении характерный пример приводит бригадный генерал Д. Э. Эдмонс — бывший главный инженер английской экспедиционной армии: „Германский генерал прибыл в музей со своим штабом; геологи были призваны к нему; он ругал их на чем свет стоит за то, что они не информировали его о том, что генерал Р. Н. Гарвей контрминирует под германской мин- ной системой, и держали его в заб- луждении, что минные работы ниже были не возможны. Он приказал всех геологов, имеющих более сорока лет, отправить обратно в Берлин, а до сорока лет — на фронт. Мораль этого может быть такова, что лучше иметь двух первоклассных геологов, как у нас, чем 20 второстепенных герман- ских* [<]. За время советской власти и осо- бенно за годы сталинских пятилеток, когда геолого-разведочные работы проводились с небывалым в мире раз- махом, вырос огромный коллектив высококвалифицированных инжене- ров-геологов, полностью владеющих знанием недр своей родины. Накоп- ленный за это время материал яв- ляется вполне достаточным для' ра- боты фронтовых геологов при реше- нии любых оперативных задач. Во время войны с белофиннами ленин- градские геологи своими знаниями и работой оказали существенную по- мощь действующим частям Красной Армии и выполнили ряд сложных за- даний командования в сроки, изме- ряемые иногда часами. Прорыв сильно укрепленной,„линии Маннергейма* с минимальными потерями и максималь- ной эффективностью обусловил необ- ходимость в детальном знании геомор- фологических особенностей и геологи- ческого строения театра военных действий на Карельском перешейке. Нашими войсковыми частями широко использовались составленные по за- данию командования фронта карты проходимости, распространения мощ- ностей и литологического состава четвертичных отложений, распростра- нения валунных полей и выходов ко- ренных пород. Знание геологического строения пограничной части терри- тории Финляндии позволило быстро решать вопросы, связанные с водо- снабжением войск, военно-полевым строительством и т. п. С первых же дней великой отече- ственной войны для обслуживания фронта был привлечен большой кол- лектив специалистов-геологов, кото- рый не только справился со всеми возложенными на него задачами, но в процессе работы значительно рас- ширил область применения военной геологии, выработал ряд совершенно новых методов и приемов работ гео- лога в условиях войны и овладел минимумом военных знаний. Опыт работы геологов показал, что в усло- виях современной высоко-маневрен- ной войны наибольший удельный вес в работе военного геолога занимают вопросы водоснабжения. Эти вопросы всегда являлись предметом особого внимания командования армии всех времен, и немало известно примеров из военной истории, когда успехи в военных операциях целиком опреде- лялись состоянием водоснабжения. Широко известны затруднения италь- янских оккупационных войск в Абис- синии (1935), которые для организа- ции водоснабжения войск специально выделили пять инженерных батальо- нов и две гидротехнические роты. В Нефазите (близ Асмара) был про- ложен водопровод длиной в 5 км. В районе Адуа за 10 дней было про- бурено 120 скважин и построено несколько бетоййых колодцев.
№ 5-6 Геология и война 23 В условиях современной войны, когда темпы концентрации и переме- щения огромного количества войск исключительно быстрые, существую- щие источники водоснабжения очень часто являются недостаточными. Особенно это ощутимо при отсут- ствии в районе открытых водоемов, рек, озер, прудов и пр. В таких слу- чаях возникает необходимость бази- ровать всё водоснабжение на исполь- зовании подземных вод, т. е. проходке шахтных колодцев и бурении сква- жин. При этом особое значение при- обретают знания гидрогеологических особенностей района, которые позво- ляют точно определить место зало- жения скважины или колодца, зара- нее знать, на какой глубине будет встречена вода, какого качества и дебета. Знание геологии и гидрогео- логии района позволило геологам вы- полнять задания командования точно в намеченные сроки и в соответствии с поставленными военно-тактическими задачами. Так, на одном из безвод- ных участков Н-ского фронта в два- три дня было организовано во- доснабжение крупной армейской груп- пировки войск'путем* строительства большого количества колодцев глу- биной всего лишь от 1,5 до 3 м. В условиях зимнего времени, как по- казали химические и бактериологи- ческие анализы, эта вода оказалась вполне пригодной для питья. В то же время на другом участке с ана- логичным стратиграфическим разре- зом, но в обстановке, не лимитиро- ванной временем, были пробурены скважины глубиной до 50 м и полу- чена вода из внутриморенных песков, залегающих под толщей ленточных глин мощностью до 30 м. На од- ном участке фронта были устроены колодцы с песчаными фильтрами, сквозь которые пропускались болот- ные воды с последующим их хлори- рованием. Часто бурение скважин на воду происходило непосредственно на передовых линиях фронта под мино- метным и артиллерийским обстрелом, причем успешному выполнению зада- ния немало способствовало примене- ние механических стцнков-самоходов. Специфика отечественной войны— широкое применение бомбардировоч- ной авиации и превращение населен- ных пунктов в основные узлы обо- роны— заставила обратить особое внимание на водоснабжение городов. Характерно в этом отношении следую- щее сообщение ТАСС от 25/XII 1941 г. о занятии Гонконга японскими вой- сками: „Губернатор Гонконга сооб- щил... гарнизон продолжал борьбу, отвергнув три предложения о сдаче. Вскоре начал вызывать беспокойство недостаток воды. Крупный резервуар попал в руки японцев, водопровод был уничтожен бомбардировкой. Управление общественных работ упор- но работало над восстановлением водопровода, но противник снова его разрушил. Два дня назад остался однодневный запас воды. Число жертв среди гражданского населения велико. В этих условиях продолжать сопро- тивление было невозможно". Таких роковых случайностей нашим воен- ным геологам удалось избежать свое- временным созданием в ряде населен- ных пунктов дублированного децент- рализованного водоснабжения. В слу- чае выхода из строя центрального водопровода в действие вступают пробуренные артезианские скважины, временные насосные станции и т. д. Фашистские орды, отступая под сок- рушительными ударами доблестных частей Красной Армии, уничтожают населенные пункты и выводят из строя водоисточники; советские гео- логи, двигаясь на запад, быстро вос- станавливают и создают новые пункты водопользования. Не менее важным участком работы фронтового геолога является вренно- полевое строительство. Сооружение укрепленных районов, строительство окопов, противотанковых рвов, убе- жищ, временных и долговременных огневых точек и т. д., поскольку это связано с выемкой грунтов и горных пород, требует постоянного участия специалистов-геологов. Знание харак- тера и состава грунтов, мощности наносов, условий залегания коренных пород, режима подземных вод, глу- бины залегания водоносного горизонта и т. п. позволяют правильно наметить участки строительства, точно опре?
24 Природа 1942 делить сроки работ и необходимое оборудование, установить углы от- коса, характер крепления и мероприя- тия по борьбе с поверхностными и подземными водами. Пренебрежение этими данными приводит иногда к весьма печальным последствиям, о чем свидетельствуют многочисленные примеры из практики различных войн. В одних случаях войска не успе- вают закрепиться в указанный коман- дованием срок, так как район оказы- вается сложенным крепкими известня- ками или другими твердыми породами и, следовательно, строительство око- пов требует значительно больше вре- мени и специальных инструментов; в других случаях обваливаются и осы- паются крутости, которые не были заблаговременно укреплены. Особенно часты примеры, когда войскам при- ходилось покидать не только отдель- ные точки, но и целые укрепленные районы в связи с обильным притоком грунтовых и поверхностных вод. Уча- стие геологов в фортификационных работах позволяет заранее избавиться от всех случайностей и быть в курсе всех могущих встретиться затрудне- ний. Строители одного из оборони- тельных участков для усиления воен- но-тактических свойств противотан- кового рва пустили в него воду из специально для этого запруженной речки, протекающей вблизи. Это, по существу невинное, вызванное вполне здравыми рассуждениями, мероприя- тие в данном случае привело к весьма нежелательным последствиям. Затоп- ление рва и подпор воды в речке вызвали общее повышение грунтовых вод в районе, и в результате этого были подтоплены законченные строитель- ством огневые точки. Подобное меро- приятие, сознательно проведенное на другом участке фронта, вынудило немцев покинуть оборудованный огне- вой рубеж. Существенную помощь строите- лям укрепленных районов геологи оказали в самой организации работ. Так, например, трасса одного круп- ного противотанкового рва прохо- дила по заболоченному участку и для его проходки был запроектиро- ван мощный водоотлив и соответ- ствующее оборудование. Однако кон- сультацией геолога было установлено, что заболоченный участок образо- вался не за счет подпора воды ниже- лежащими подземными водами, а вследствие наличия мохового покрова, мощность которого не превышала нескольких десятков сантиметров, и исключительно слабой фильтрацион- ной способности почвообразующих пород (горизонт С). Вскрытие этого горизонта и обнажение, таким обра- зом, подстилающих его сухих песков позволили без затруднения осуще- ствить проходку рва без специальной организации водоотлива. Если выработки котлованного типа не встречают у строителей обычно особых затруднений, то при проходке подземных выработок приходится часто обращаться за помощью к гео- логу. Строительство одного очень крупного командного пункта встре- тилось с большими затруднениями при проходке штольни в сыпучих песках, вызвавших обрушение кровли и образование на поверхности боль- ших воронок. Для удержания кровли до крепления выработок строителями был намечен ряд вариантов и в том числе химическое закрепление песков, проходка забивной крепью и др. Однако от этих мероприятий при- шлось отказаться ввиду отсутствия достаточного количества реактивов и медленных темпов проходки забив- ной крепью. Наблюдения геолога за поведением кровли в местах, где отдельные линзы песков оказались увлажненными, позволили предло- жить и практически осуществить простой и оригинальный метод, кото- рый заключался в искусственном увлажнении песков кровли и тем са- мым в их временном закреплении до установки крепежных рам. Технически это осуществлялось также весьма просто. Много творческой инициативы проявлено советскими геологами на работах по созданию оборонительных рубежей, которые в условиях совре- менной войны должны быть в первую очередь противотанковыми рубежами. В соответствии с этим использова- лись все возможные физикогеогра-
№ 5—6 Геология и война 25 фические особенности местности для создания противотанковых препятст- вий. Созданные заболоченные участки и большие искусственные водные пре- грады значительно охладили перво- начальный пыл наступающих фаши- стских орд, и многие тысячи их нашли свой бесславный конец на подступах к этим рубежам. Таким образом, ока- залось, что проведенные гидротехни- ческие мероприятия являются весьма важным и эффективным фактором в общем комплексе оборонительных сооруженний. При этом следует учесть, что обычный объем работ, необходимый для затопления какой- либо площади (строительство времен- ных плотин), неизмеримо меньше объема работ для проведения других противотанковых препятствий, в част- ности, строительства противотанко- вых рвов и др., для соответствующей площади. Локальный характер и относитель- но незначительный объем работ по- зволяют проводить их быстро и скрытно от неприятеля. Попутно от- метим, что подобного рода меро- приятия (затопление и заболачивание) позволило в 1940 г. благополучно эвакуировать из района Дюнкерка франко-английские войска и спасти их от полного окружения, и уничто- жения. Много внимания в работе, геоло- гов уделялось вопросам обеспечения военно-полевого строительства мест- ными естественными строительными материалами, поискам сырья для про- изводства минеральных маскировоч- ных красок, разведке дорог, установ- лению физико-механических свойств грунтов, проходимости отдельных районов. Для решения ряда специ- фических военных задач широко при- менялись новые методы и аппаратура геофизики. Роль фронтовых геологов в условиях горного театра военных действий с предельной четкостью определяется комбригом Н. Н. Биязи: иПрежде всего отметим важность инженерной разведки. Топографиче- ское знакомство с горным театром предотвратит выбор неудачной пози- ции, облегчит устройство убежищ, постройку окопов, нахождение воды, прокладку дорог, предохранит от обвалов, осыпей и размывов, облег- чит добычу строительных материалов, устройство искусственных наводне- ний, обвалов и лавин, разведку оборонительных работ противника, его позиций и пр. Инженерная раз- ведка определит доступность района для того или иного рода войск. В этом отношении большое значение имеет характер почвы, познаваемый при помощи инженерной разведки, вскрывающей те трудности, которые войскам придется преодолевать на походе. Так, в каменистой местности дороги сохраняются хорошими в тече- ние всего года, тогда как в глинистых местах они становятся грязными и труднопроходимыми после дождей или же пыльными в сухое время" р]. Из изложенного видно, что основ- ные вопросы, подлежащие разреше- нию инженерной разведкой, требуют обязательного участия геолога. В рамках журнальной статьи не представляется возможным более или менее подробно охарактеризовать всю мрогогранную работу советских геологов по обслуживанию фронтов великой отечественной войны Приве- денные нами примеры характеризуют лишь незначительную часть проведен- ных работ. Однако и они в доста- точной степени характеризуют значе- ние геологии в условиях войны и в связи с этим роль и задачи советских геологов в тылу и на фронте. Л итература 1. Биязи, Н. Н. Военная техника в горах. Воениздат, 1940. 2. Г и н з б е р г, А. С. Труды комиссии сырья, в. IV (отдельный оттиск). 3. Brooks А. Н. The use of geo- logy on the western front. U. S. geolog. Servey. Prof, . 128, D. Washington, 1920. 4. King. Geological work on the western front. Geogr. journ., v. LIV, № 4, Oct. 1919. 5. KranzW. Die geologie in Ungcnieur Baufach. Verlag von Ferdinand Euke in Stuttgart, 1927. 6. Mar- g a A., Geographle militaire. P. I. Ceneralites la France, Paris, 1885. 7. P о r 11 о c k. J. E. A Rudimentary treatise on geology. London, 1868.
О ГЕОЛОГИЧЕСКОМ СТРОЕНИИ ОКЕАНОВ Проф. В. В. БЕЛОУСОВ Одним из узловых вопросов со- временной геологии является вопрос о геологической природе океаничес- ких впадин. Если геологическое строе- ние континентов нам известно в результате непосредственных наблю- дений, то изучение геологии областей, скрытых под мощной толщей воды, естественно, встречает огромные за- труднения. Наши соображения о строе- нии земной коры под океанами могут основываться лишь на косвенных данных и сопоставлениях. Мы не должны поэтому удивляться, если в этой проблеме обнаруживаем боль- шие и острые разногласия. Многие геологи стоят на точке зрения резкой геологической обосо- бленности континентов и океаничес- кого дна. Они утверждают, что океаны и континенты представляют собой первичные формы структуры Земли, обладающие совершенно различной природой и разной историей. Особое распространение эта концепция полу- чила в Новом Свете. Геологи европейской школы в боль- шинстве своем держатся противо- положного взгляда, полагая, что строение и развитие земной коры под континентами и океанами не имеют принципиальных различий. Решение этого спора приобретает исключительно большое значение, если принять во внимание, что водой покрыто свыше семи десятых поверх- ности Земли. Пока мы не ответили на вопрос, едина ли или различна геологическая природа океанов и континентов, мы, очевидно, вовсе* не можем себе составить сколько-нибудь полного представления о внутреннем устройстве нашей планеты и об истории ее развития. До недавнего времени, пока све- дения о распределении глубин в океанах были еще очень недостаточны, исследователи пытались решать во- прос о строении океанического дна, основываясь главным образом на данных геофизических измерений (сейсмических и гравиметрических). В последнее время все чаще при- бегают к другому методу, основан- ному на анализе рельефа океаниче- ского дна, предполагая, что особен- ности этого рельефа подскажут решение интересующего нас вопроса. Этот метод стал возможным лишь после того, как современная океано- графия обогатилась достаточно точны- ми и полными батиметрическими картами. В настоящей статье мы намерены как раз заняться рассмотре- нием с этой точки зрения некоторых основных форм рельефа океаниче- ского дна. Но прежде чем приступить к выполнению нашей задачи, следует убедиться в доброкачественности избранного метода, в том, что путем изучения распределения глубин мы действительно можем приблизиться к пониманию его геологического строения. В свое время Э. Зюсс широко применил „орографический" метод к изучению геологии континентов. В основу было положено предположе- ние о совпадении горных цепей со’ складчатыми зонами и равнинных областей—с платформами. Действи- тельно, мы знаем, что смятие в склад- ки сопровождается поднятием земной коры и формированием на месте смятой зоны возвышенного рельефа. Опираясь на эту закономерность, Зюсс пытался своим -методом выяс- нить распределение на поверхности Земли складчатых зон и платформ. Этот метод не может считаться вполне достоверным, так как возвы- шенная область на поверхности Зем- ли всегда подвергается интенсивному размыву, быстро искажающему ее первоначальную форму, а подчас и полностью уничтожающему ее. Поэ- тому судить йо рельефу континентов
№ 5—6 О геологическом строении океанов 27 о распределении на их территории зон вздымания земной коры чрез- вычайно опасно: некоторые из таких зон, будучи глубоко размыты, могут совершенно ускользнуть от нашего внимания, другие же вследствие того же размыва изменят свое направле- ние и свои очертания. Еще затруднительнее будет наше положение, если мы попытаемся тем же орографическим методом устано- вить распределение на поверхности континентов зон прогибания земной коры. Дело в том, что прогибание коры на материках и в мелком море (в пределах шельфовой области) обязательно сопровождается накопле- нием осадков, что почти или пол- ностью компенсирует прогибание, так как эти осадки заполняют обра- зующуюся впадину. В итоге, впадины на месте прогибания коры не обра- зуется, и то, что здесь имело место прогибание, мы можем установить, лишь констатировав большую мощ- ность (толщину) накопленных осадков. Отсюда необходимо сделать вывод, что в условиях континентов поверх- ностные явления размыва и накопле- ния осадков значительно искажают первичные результаты вертикальных движений'земной коры. Совершенно иные условия встре- чают нас на дне океана. Размыв атмосферными водами прекращается, как только мы с материка спускаем- ся до уровня моря. В зоне шельфа— в мелком море с глубинами до 200 м, происходит интенсивный донный раз- мыв, вызванный волновыми коле- баниями частиц воды. Но глубже 200 м явления размыва практически вовсе отсутствуют, и возникающему там рельефу с этой стороны не гро- зит никакой опасности. Аналогично проявляет себя и процесс отложения осадков. Впадина, возникшая в результате прогибания земной коры на континенте, быстро (в геологическом масштабе времени) заносится продуктами разрушения соседних возвышенностей. Еще более интенсивно идет процесс накопления осадков в мелком море — в зоне шельфа: здесь прогибание коры настолько быстро компенсируется накоплением осадков, что оно почти никогда не сказывается в рельефе дна. Но как только мы покидаем шельф и переходим в эону континен- тального склона и абиссальных глубин, мы наблюдаем несравнимо более слабый процесс седиментации, кото- рый на больших глубинах практически сходит на-нет. Поэтому, если на дне океана происходит прогибание земной коры, оно должно вести к образова- нию впадины, форма и размеры которой всецело определяются тек- тоническим движением коры и не испытывают никакого заметного иска- жения со стороны процесса накоп- ления осадков. Вывод ясен: в отличие от конти- нентов и шельфов, дно океанов в своем рельефе должно сохранять первичный результат тектонических вертикальных движений земной коры, не измененный ни размывом, ни накоплением осадков. Поэтому тот орографический метод, который для континентов сомнителен, для океанов является вполне достоверным. Познакомимся теперь, в целях подготовки к стоящей перед нами задаче, с общей схемой последователь- ности тектонических движений на Земле, так как без знания этой схе- мы невозможно было бы по наблю- даемому сейчас конечному результа- ту судить о предыдущем геологиче- ском развитии местности. Современ- ная геология дает следующую схему развития основных тектонических процессов. История Земли распадается на циклы, построенные по сходному общему плану. Наиболее изученными являются последние три цикла — кале- донский, герцинский и альпийский. Первый из них соответствовал кем- брийскому и силурийскому периодам, второй — охватывал время с девона до пермского периода включительно, а последний продолжался с триа- сового периода до четвертичного. В каждом цикле поверхность Земли расчленена на геосинклинали и плат- формы. Последние имеют округлые или неправильные очертания, тогда как геосинклинали обладают вытя- нутой формой поясов или зон.
28 Природа 1942 В геосинклинали цикл явлений начинается с прогибания земной коры, которое становится постепенно все более интенсивным и захватывает все более широкую зону (фиг. 1,А — В). На некоторой стадии наступает „инверсия геотектонического режи- ма", которая выражается в образова- нии на месте осевой части геосинкли- нали интенсивного поднятия — цен- Фиг. 1. Развитие колебательных движе- ний в геосинклиналях. Стадии А л В — По- гружение геосинклинали; С — инверсия; D — разрастание центральной геоантиклинали; Е— горное поднятие без «предгорных впадин"; Е'— то же с „предгорными впадинами"; F — обрушение „овала оседания"; G — распреде- ление субгеосинклиналей и субгеоантиклина- лей на месте бывшей геосинклинали. СГА— субгеоантиклиналь; СГС — субгеосинклиналь. тральной геоантиклинали (фиг. 1, С). В дальнейшем наблюдается соче- тание двух одновременных процессов: 1) продолжающегося погружения и расширения всей геосинклинали и 2) разрастания и поднятия централь- ной геоантиклинали, как бы вложен- ной внутрь геосинклинали. Взаимное наложение этих двух процессов ведет к тому, что по обеим сторонам рас- ширяющейся центральной геоантикли- нали сохраняются зоны прогибания земной коры, постепенно раздвига- ющиеся (фиг. 1, С — D). Но вну- треннее поднятие преобладает над общим погружением и последнее постепенно вытесняется первым, в результате чего окраинные зоны погружения становятся все более узкими. В зоне центральной геоантикли- нали слои в несколько приемов (фаз) сминаются в складки, и здесь же об- разуются гранитные интрузии. Таким образом, на основе геосинклинали к концу цикла возникает складчатая зона. Цикл развития геосинклинали заканчивается большим поднятием земной коры. Последнее либо пол- ностью поглощает всю ширину быв- шей зоны погружения (бывшей геосинклинали, так как следует счи- тать, что с прекращением общего прогибания земной коры геосинкли- наль отмирает), либо, что случается чаще, на перифериях поднятия со- храняются узкие зоны прогибания земной коры.— краевые субгеосинкли- нали (они часто называются „предгор- ными впадинами") (ср. фиг. 1, Е и Ег). После этого на месте бывшей гео- синклинали наблюдается складчатая зона и крупное горное поднятие. Наступает эпоха „макроколеба- ний*, занимающая переломное время между концохМ одного цикла и нача- лом следующего. В эту эпоху на фоне интенсивного общего поднятия в результате растяжения земной коры происходит ее растре- скивание. По трещинам магма выли- вается на поверхность, и вдоль тре- щин образуются многочисленные вул- каны. Те же трещины, отделяя пол- ностью некоторое участки земной
5 —6 6 геологическом Строении океанбв 29 коры, способствуют их обрушению. Образование глубоких .овалов оседа- ния" на фоне общего вздымания коры весьма типично для этой эпохи (фиг. 1, F). Наиболее часты обрушения в центральных частях поднятий, где вздымание земной коры было макси- мальным, тогда как периферические части горного поднятия, менее подняв- шиеся, обычно уцелевают от обру- шения. Последнее, однако, в ряде случаев вовсе может не проявиться, и тогда весь процесс ограничится вздыманием земной коры. На фиг. 1 возникающие в резуль- тате всех перечисленных движений структуры показаны в разрезе. Уже отмечалось, что в плане геосинкли- нали имеют форму поясов или зон. Последние обладают тенденцией рас- падаться на примыкающие один к дру- гому овалы, в связи с чем геосинкли- наль по своему простиранию то рас- ширяется, то суживается (фиг. 2). Эта Фиг. 2. Участок геосинклинали в плане- Внешний контур—границы геосинклинали; 1— горные поднятия (передовые субгеоантиклина- ли); 2—овалы оседания. четковидная форма наследуется гор- ным поднятием, рождающимся из гео- синклинали, а когда поднятие усло- жняется овалами оседания, последние приурочиваются к внутренним частям эллиптических расширений. В резуль- тате в эпоху макроколебаний соз- дается картина горных дуг, соответ- ствующих периферии первоначаль- ного горного поднятия и опоясываю- щих внутренние овалы оседания. В качестве примеров можно указать на дуги Карпат и Динарских гор, окай- мляющих венский овал оседания или на дуги Копет-Дага и Южноиран- ских цепей, ограничивающих иранский срединный овал оседания. Платформы развиваются в течение цикла проще геосинклиналей. Снача- ла они испытывают сравнительно не- значительное опускание земной коры, заканчивается же для них цикл общим поднятием, которое также обладает гораздо меньшей интенсивностью, чем горные поднятия на месте геосинкли- налей. Складчатость носит здесь зача- точную форму, гранитных интрузий не образуется, а поверхностные вулканические излияния редки и незначительны. Обычным является расчленение платформ на области низших порядков, испытывающие мед- ленные поднятия и опускания друг относительно друга. Такие участки относительного поднятия и опускания называются соответственно субгеоан- тиклиналями и субгеосинклиналями. Медленные диференциальные движе- ния земной коры в субгеосинклиналях и субгеоантиклиналях составляют по отношению к упомянутым выше об- щим опусканиям и поднятиям плат- формы в течение цикла частные явле- ния: платформа целиком опускается и поднимается со всеми включенными в нее субгеосинклиналями и субгеоан- тиклиналями. После макроколебаний начинает- ся новый цикл с нового прогибания геосинклиналей. Но от цикла к циклу происходят изменения в плане рас- пределения геосинклиналей и плат- форм на поверхности Земли за счет того, что некоторая часть территории, занятая в предыдущем цикле гео- синклиналями, становится теперь об- ластью платформ. Площадь послед- них, таким образом, постепенно уве- личивается. Новые участки платформ несут в себе субгеосинклинали и субгеоантиклинали, причем сущест- вует закономерность, связывающая эти вновь образующиеся зоны с рас- положением бывшей геосинклинали (фиг. 1, G). На месте .предгорных впадин” сохраняется медленное про- гибание земной коры (краевые субгео- синклинали); на перифериях заклю- чительного поднятия формируются субгеоантиклинали, т. е. зоны медлен- ного поднятия (передовые субгеоан- тиклинали); на месте же центральной части бывшей геосинклинали, где в
30 Природа 1042 эпоху макроколебаний обычны боль- шое поднятие и обрушения овалов оседания, возникают субгеосинкли- нали, называемые нами внутренними. Для последних типично распадение на отдельные эллипсы, соответствую- щие овалам оседания. В качестве примера укажем Урал. Здесь в течение герцинского цикла существовала геосинклинальная зона, ось максимального прогибания кото- рой проходила по, так называемому, Тургайскому проливу (меридиональ- ная низменность между Уралом и горным Казахстаном). В конце гер- цинского цикла (карбон-пермь) на месте геосинклинали возникло гор- ное поднятие, максимум которого снова соответствовал Тургайскому проливу. У подножья его сохранялись краевые субгеосинклинали: предура- льская с одной стороны и джезказ- ганская— с другой. На фоне горного поднятия произошло обрушение ова- лов оседания. С начала альпийского цикла вся зона уральской геосинкли- нали стала платформой и причлени- лась к ранее существовавшей русской платформе. Этот новый платформен- ный участок оказался разделенным на субгеосинклинали и субгеоанти- клинали в соответствии с указанной выше закономерностью: по перифе- риям, на месте „предгорных впадин", сохранились краевые субгеосинклина- ли, дальше внутрь обнаруживаются горные хребты Уральский и Улу-Тау, представляющие собой в тектониче- ском отношении передовые субгеоан- тиклинали и соответствующие окраи- нам существовавшего в конце герцин- ского цикла большого горного под- нятия; наконец, в центре распола- гается „внутренняя субгеосинклиналь*, совпадающая с осями бывшей гео- синклинали, горного поднятия и ова- лов оседания герцинского цикла. Мы будем называть послегерцин- скими субгеосинклинали и субгеоан- тиклинали, возникшие после отмира- ния герцинской геосинклинали, т. е. существующие с начала альпийского цикла. Аналогичным образом следует называть послекаледонскими те суб- геосинклинали и субгеоантиклинали, которые существуют с начала герцин- ского цикла и образовались после превращения каледонской геосинкли- нали в платформу. Раз образовавшись, платформа сохраняется в течение всей последу- ющей геологической истории. При этом отмечается исключительная ус- тойчивость плана распределения суб- геосинклиналей и субгеоантиклиналей. Проходят циклы, платформа испыты- вает неоднократные общие опускания и поднятия земной коры, она то за- ливается морем, то осушается, а вну- треннее расчленение ее на области медленных относительных поднятий и опусканий низшего порядка сохра- няется в одном и том же виде. Все перечисленные вертикальные движения коры, если они происходят в зоне мелких морей или на матери- ках, неизбежно сопровождаются яв- лениями накопления (в областях опу- скания) и размыва (в зонах поднятия), которые всегда стремятся выравнять рельеф. Исключение составляет эпоха Макроколебаний, когда вздымание и происходящие на его фоне обруше- ния проявляют себя столь бурно,что размыв и накопление почти не успе- вают нивеллировать поверхность, и в эту эпоху на поверхности Земли со- здается резкий рельеф. Мы уже знаем, что на дне океа- нов все вертикальные движения должны выражаться в рельефе в чистом виде и в полном размере. Циклы представляют собой явле- ние планетарного масштаба: во всех геосинклиналях и на всех платфор- мах циклы проходят почти в точно- сти синхронно, и, таким образом, в каждый данный момент вся земная поверхность переживает какую-либо определенную стадию цикла. Последнее установлено на основа- нии изучения истории современных континентов. Ноесли исходить из пред- положения, что геологическая приро- да континентов и океанов сходна, то естественно распространить закон синхронности и на океаны. Следова- тельно, мы должны предположить, что сейчас дно океанов находится в той же стадии геотектонического цикла, что и современные континенты. От- сюда, зная стадию, переживаемую
№ 5—6 О гебтогическом бтроеййи океанбв 51 сейчас континентами, мы можем пре- дугадать, какие именно структурные единицы можно найти на дне совре- менных океанов. Наблюдения на континентах пока- зывают, что сейчас мы переживаем эпоху макроколебаний, следующих за альпийским тектоническим циклом. Отсюда проистекают все характерные черты современной эпохи: высокое стояние континентов, которые в дру- гие эпохи были в значительной сте- пени покрыты морем, резкий рельеф, большое развитие вулканов, земле- трясения, связанные с перемещением отдельных глыб земли, разбитой глу- бокими трещинами. Какие же основные структурные формы наблюдаются в нашу эпоху на поверхности Земли? Очевидно, те, которые вообще характерны для эпо- хи макроколебаний. Геосинклиналей сейчас на земной поверхности нет, так как те, ' которые существовали в альпийском цикле, закончили свое развитие, а новые еще не начали об- разовываться. Сейчас могут наблю- даться зоны интенсивного вздымания земной коры на месте бывших аль- пийских геосинклиналей альпийские горные поднятия: последние услож- нены часто овалами оседания; рядом с горными поднятиями мы можем ви- деть интенсивно прогибающиеся кра- евые субгеосинклинали („предгорные впадины*); наконец, на месте плат- форм альпийского цикла существуют Фиг. 3. Часть юго-восточной Азии. 1— альпийские горные поднятии; 2—краевые суб- геосинклинали, заполненные осадками (индо- гангская депрессия); 3—впадина в дне океана. субгеосинклинали и субгеоантикли- нали. Вот эти перечисленные структур- ные элементы и следует искать на дне современных океанов. Чтобы проверить наши предполо- жения и ориентироваться на дальней- шее, попытаемся прежде всего про- следить какие-нибудь из перечислен- ных структурных единиц в том месте, где они переходят с континента в океан. На фиг. 3 дана схема юго-восточ- ной Азии. На ней видно, что у южных подножьев Гималаев располагается индо-гангская депрессия. В тектони- ческом отношении она является ти- пичной краевой субгеосинклиналью или предгорной впадиной: здесь зем- ная кора испытывала^ и испытывает до сих пор интенсивное прогибание, компенсированное накоплением осад- ков, мощность которых очень велика. Горная цепь, возникшая на основе альпийской геосинклинали, тянется из Гималаев в Бирму и отсюда на Су- матру и Яву. И вот тут у южного подножья гор на дне океана мы об- наруживаем длинные впадины, вытя- нутые вдоль побережья Суматры и Явы. Эти впадины углублены по срав- нению с соседними участками дна на 3—4 км. Не подлежит сомнению, что мы имеем дело с продолжением той же индо-гангской краевой субгеосин- клинали, но если на континенте она выполнена осадками, то здесь накоп- ления осадков не было, результат тектонического прогибания коры со- хранен для нас в своем первоначаль- ном виде и выражен в рельефе дна. Следовательно, уже первая попыт- ка оказывается удачной и подтвер- ждает, что на дне океанов повторя- ются континентальные структурные единицы и что там сохраняется пер- вичный тектонический рельеф. Подобные узкие сильно вытянутые в длину и глубокие впадины, называ- емые часто „впадинами Мейнеса*, широко распространены в океанах, где они занимают закономерное ме- сто— на внешней стороне „остров- ных дуг*. Такие впадины окаймляют дуги Алеутских, Курильских, Япон- ских, Филиппинских, Марианских ост- ровов, а также островов Тонга, Керма- дек, Антильских, Южно-Сандвичевых (фиг. 9).
32 Природа 1942 С морфологией впадин Мейнеса можно познакомиться по более под- робной схеме впадины Кермадек и Тонга (фиг. 4). Мы видим, что эти Фиг. 4. Впадины Тонга и К< рмадек. Глубины в метрах. углубления, имеющие не более 150 км в ширину, прогнуты по сравнению с соседними участками дна более чем на 4 км. Островные дуги представляют со- бой частично затопленные водами океана внешние цепи горных областей, возникших из геосинклиналей альпий- ского цикла. Это — передовые суб- геоантиклинали по принятой нами терминологии. Поэтому все впадины Мейнеса должны рассматриваться как краевые субгеосинклинали. Последнее подтверждается тем, что не только зондская впадина имеет свое про- должение на континенте: например, впадина, опоясывающая антильскую дугу, продолжается на материке на территории Венецуэлы в „бассейне Ориноко”, где мы видим типичную краевую субгеосинклиналь, заполнен- ную осадками. Превращение лишенной осадков океанической впадины в „предгорную впадину*, заполненную мощными оса- дками, происходит при переходе не только из океана на материк, но и с глубокого моря в область мелково- дья: кермадекская впадина не протя- гивается к югу вдоль Новой Зелан- дии, хотя последняя представляет со- бой окраину альпийской горной цепи, подобную островам Тонга и Керма- дек; но достаточно бросить взгляд на батиметрическую схему, чтобы уви- деть причину этого: у берегов Новой Зеландии мы попадаем в область малых глубин, т. е. в зону накопле- ния осадков (фиг. 5). Краевая субгео- синклиналь здесь продолжается, но она выполнена осадками и поэтому в рельефе дна не сказывается. Как толь- ко, двигаясь дальше на юг, мы ми- нуем этот мелкий участок дна и сно- ва попадаем в область больших глу- бин, впадина в рельефе дна опять об- наруживается, так как мы снова ока- зываемся в области, где накопления осадков почти не происходит. Обратимся теперь к сравнению континентальных и океанических стру- ктур другого типа. Африка, кроме горной области на крайнем севере (Атлас), и Южная Америка, кроме цепи Анд, представ- ляют собой альпийские платформы. Они расчленены на субгеосинклинали и субгеоантиклинали (фиг. 6). Пер- вые представляют собой участки от- носительного погружения земной ко- ры, компенсированного соответству- ющим большим накоплением осадков. Вторые являются зонами относитель- ного поднятия и несут на себе ме- нее мощный покров осадков. Если мы обратимся теперь к ба- тиметрической схеме Атлантического океана (фиг. 6), то увидим на дне его ряд крупных впадин. Сопоставляя размеры их и характер очертаний с обликом субгеосинклиналей соседних континентов, мы получаем полную уверенность, что в обоих случаях имеем дело со структурами одного типа. Но если на континентах проги- бание земной коры компенсировано
№ 5—6 О геологическом строении океанов ЗЙ осадками, то на дне океана этого нет и там тектонический рельеф сохра- нился в своем первоначальном виде. Отсюда мы заключаем, что тектони- стично рассмотрен выше. Между Аф- рикой и Южной Америкой мы наблю- даем на широком пространстве суб- геосинклинали и субгеоантиклинали илимм I ,---дно (ушменсиробам- Жм жжоплвнм»^ Фиг. 5. Схема глубины блж» Новой Зелалдни. Глубины I ме/првд , Предюртн бЛадинв' __ — — — — Выраи/енная Ь — рельефе Оно ческие условия Африки и Южной Америки распространяются и на дно Атлантического океана и в этом при- мере мы снова находим подтвержде- ние нашим предположениям о геологи- ческом единстве материков и океанов. Теперь нетрудно будет подверг- нуть общему беглому рассмотрению геологическую структуру океаниче- ских депрессий (фиг. 9)., Атлантический океан ча- на основе платформы альпийского цикла. Аналогичная структура дна океана наблюдается и севернее. Неподалеку от восточного берега Северной Америки протягивается на материке цепь Аппалачских гор. Она возникла в конце палеозоя из геосин- клинали герцинского цикла. Совре- менный Аппалачский хребет соответ- ствует западной периферии герцин- ского горного поднятия. Выутренная 3-Природа, ' /4 5—6
34_____ г Природа 1S42 часть его располагалась восточнее, и там, на месте максимального взды- мания "земной коры, завершившего развитие герцинской,.геосинклинали, иг. 6. Атлантический океан и прилегаю- щие континенты. /—альпийские горные под- нятия; 2— альпийские овалы оседания (неко- торые); 3—альпийские субгеоантиклинали; 4—альпийские субгеосинклинали; 5—глубины от 0 до 4000 м; б—глубины от 4000 до 5000 м; 7—глубины свыше 5000 м. образовались с начала альпийского цикла, когда вся эта зона стала плат- формой,внутренние субгеосинклинали. К территории внутренней субгеосин- клинали принадлежит примыкающая к океану Пьедмонтская низменность. Несомненно, что эта субгеосинкли- наль распространяется на некоторое расстояние и под воды Атлантики, что подтверждается распределением глубин (фиг.6). То же строение характеризует Мексиканский залив. Он также пред- ставляет собой послегерцинскую внутреннюю субгеосинклиналь, воз- никшую на месте центральной зоны герцинского горного поднятия. Со- хранившаяся периферическая часть гёрцинской складчатой цепи (передо- вая субгеоантиклиналь) окаймляет Мексиканский залив с севера. Со стороны Европы к Атлантиче- скому океану точно так же подхо- дит альпийская платформа, расчле- ненная на субгеосинклинали и суб- геоантиклинали. Несомненно, что и здесь подобная структура распро- страняется на большое расстояние по дну океана. Например, Бискайский залив является затопленным продолже- нием аквитанской субгеосинклинали. Особый интерес представляет сре- динный вал Атлантического океана, хорошо видимый на схеме глубин. Этот вал тянется вдоль всего океана по его оси с севера на юг, от Ислан- дии до самых южных пределов, где он поворачивает на восток и огибает с юга Африку. Глубина воды над ва- лом колеблется между 2 и 3 км, но местами падает до 1 км, тогда как по обе стороны его глубина увели- чивается до 5—6 км. К валу приуро- чивается ряд островов: Исландия, Азорские, св. Павла, Вознесения, св. Елены, Тристан да-Кунья, Диего-Аль- варес, а в месте поворота вала на восток также Линдси и Буве. Геологическая природа этого вала вызывала многочисленные разногла- сия. Сейчас для нас не подлежит сом- нению, что этот вал представляет со- бой мощное вздымание земной коры на месте закончившей свое развитие геосинклинали альпийского цикла, т. е. мы имеем дело с горным подня- тием, гомологичным таким молодым горным цепям, как Альпы, Кавказ, Гималаи и т. п. Что является подтверждением этой точки зрения? Острова, расположенные на валу, имеют вулканическую природу. Мож- но установить, что вулканы эти воз- никли в третичное время, т. е. в конце альпийского цикла. Мы видели выше, что когда геосинклиналь заканчивает свое развитие и наступает эпоха ма- кроколебаний, земная кора на месте своего наибольшего вздымания рас- трескивается и на поверхность изли- вается магма. Эта схема как раз под- ходит к данному случаю. К сказанному следует добавить, что на севере Англии, на Шпицберге-
№ 5—6 О геологическом строении океанов 35 не и на восточном побережье Грен- ландии обнаруживается складчатость альпийского возраста. В перечислен- ных областях она носит окраинный характер, а в центральных частях се- верной Атлантики она должна быть более интенсивной. Следовательно, в течение альпий- ского цикла в средней части Атлан- тического океана приблизительно в меридиональном направлении протя- гивалась геосинклиналь, ограниченная с востока и запада платформами, рас- члененными на. субгеосинклинали и субгеоантиклинали. С окончанием цикла и наступлением эпохи макро- колебаний (в конце третичного перио- да) на месте геосинклинали прои- зошло интенсивное поднятие земной коры, сопровождавшееся расколами и вулканическими излияниями. Так как поднятие вала происходило на дне океана и вал не подвергался размыву, поверхность его, надо полагать, от- носительно ровная и не похожа на поверхность горных цепей, располо- женных на континентах и глубоко и сложно изрезанных эрозией. Следовало бы ожидать существова- ния по периферии срединного вала Ат- лантики узких впадин Мейнеса — краевых субгеосинклиналей. Пока мы их не знаем здесь. Возможно, что причина лежит в недостаточной изу- ченности рельефа дна. Но можно до- пустить, что они вовсе не сохрани- лись, так как и на континентах в не- которых случаях краевые субгеосин- клинали близ, горных поднятий отсут- ствуют: поднятие настолько интен- сивно развивается, что захватывает и зоны краевых субгеосинклиналей. Долгое время предполагали, что альпийские складчатые цепи Среди- земноморья протягиваются поперек Атлантического океана и непосред- ственно соединяются с альпийскими же складками Антильских островов. Теперь известно, что это не так. Складчатая зона Средиземного моря замыкается дугой в районе Гибрал- тарского пролива и дальше на запад не продолжается. Точно так же и острова Центральной Америки обра- зуют замкнутую дугу, связывающую горные цепи севернбй Венецуэлы через Антильские острова со склад- ками Гондураса и Гватемалы. Караибское море, лежащее внутри антильской дуги, представляет собой типичный молодой овал оседания, образовавшийся в недавнее время на месте большого горного поднятия земной коры, завершившего здесь развитие альпийской геосинклинали. Антильские острова и Венецуэльские Анды соответствуют периферии этого поднятия (передовая субгео- антиклиналь). Ту же природу имеет и западная часть Средиземного моря. Этот мо- лодой овал обрушения, сформиро- вавшийся в конце третичного перио- да, со всех сторон окружен горными цепями (Аппенины, Сицилия, Атлас, Риф, Бетские Кордильеры, цепь Ба- леарских островов, Провансальские горы, Приморские Альпы), по своему строению соответствующими, подоб- но Антильским островам, периферии альпийского горного поднятия. Индийский океан. Этот океан имеет много общего в своем строе- нии с Атлантикой (фиг. 7). Как и там, в средней части океана протягивается приблизительно в меридиональном направлении от Аравии через острова Мальдивские, Чагос, Амстердам к острову Кергелен и дальше к Ант- арктике широкий и .высокий подвод- ный вал. Приуроченные к этому валу острова имеют в большинстве слу- чаев вулканическое происхождение. Едва ли могут возникнуть сомнения в том, что происхождение Средне- индийского кряжа такое же, как и срединного вала Атлантики, т. е. что и здесь, рассекая океан на две части, протягивалась в течение альпийского цикла геосинклиналь, которая, закон- чив свое развитие, породила круп- ное вздымание коры. То, что мы имеем здесь дело с альпийской складчатой цепью, подтверждается молодыми складками полуострова Оман (юго-восточная Аравия), являю- щимися продолжением океанического вала на континенте. Другим подтверж- дением являются узкие длинные впа- дины на дне океана, обнаруженные у подножья Среднеиндийского кряжа в Аравийском море и к западу от
36 Йриррдй 194S острова Чагос. Это—типичные впа- дины Мейнеса. Мы уже знаем, что они являются краевыми субгеосин- клиналями и их место как раз там, Фиг. 7. Рельеф Индийского океана, /—материки и острова; 2— глубины до 2000 м; 3—глубины от 2000 до 4000 м; 4— глубины от 4000 до 5000 м; 5—глубины свыше 5000 "м. где они обнаружены: у подножья горного поднятия. Наконец, следует отметить, что через острова Крозе, принца Эдуарда и Буве вал Индий- ского океана соединяется с валом Атлантики, что указывает на род- ственность этих образований. За пределами срединного вала дно Индийского океана представляет со- бой платформу с впадинами и вы- пуклостями, соответствующими суб- геосинклиналям и субгеоантиклина- лям. Тихий океан. Тихий океан изу- чен значительно хуже Атлантического и Индийского. Лучше всего известно распределение глубин в западной части океана — в области островных дуг. Отчасти эта область нами уже рассматривалась выше. Глубокие уз- кие впадины Мейнеса, как выяснено, являются краевыми субгеосинклина- лями. Островные дуги представляют собой раздробленные, подвергнутые частичному обрушению передовые субгеоантиклинали, а внутренние мо- ря (Берингово, Охотское, Японское, Восточнокитайское, Банда, Целебес- ское, Сулу) имеют ту же геологи- ческую природу, что и Караибское море, т. е. являются молодыми ова- лами оседания, осложнившими собой центральные части альпийских гор- ных поднятий. Альпийская складчатая зона зани- мает в этой части Земли обширную площадь. С юга и юго - запада она ограничена Гималаями, Бирмой, Су- матрой, Явой, Новой Гвинеей и Но- вой Зеландией, а с северо-востока — Камчаткой, остоовами Курильскими, Японскими, Марианскими, Бисмарка, Соломоновыми, Фиджи, Тонга, Кер- мадекскими (фиг. 9). От Новой Зе- ландии хорошо выраженный под- водный вал тянется к Южной Земле Виктории (Антарктика). Мы имеем перед собой в этом случае продол- жение альпийского горного поднятия, не усложненного овалами оседания, Фиг. 8. Структура Антарктики и приле- гающих областей, /—альпийские горные под- нятия на дне океана; 2—альпийские горные поднятия на континентах; 3—альпийский овал оседания; 4—глубокие впадины в дне океана. в противоположность области, ле- жащей между Азией и Австралией. Картийа становится более запу-
№ 5—6 О геологическом строении океанов 37 тайной в области, расположенной между Антарктикой и Южной Аме- рикой. От Южной Земли Виктории горное поднятие разделяется на две ветви. Одна пересекает Антарктику, выходит из-под ледяного покрова последней на земле Грейама и через дугу Южносандвичевых островов соединяется с цепью Анд. Другая от островов Баллени в виде широкого подводного вала тянется на северо- восток к плато Альбатрос. Между океанского побережья Южной, Цен- тральной и Северной Америки тя- нется на материке горная цепь Анд и Кордильер, образовавшаяся в сов- ременном виде из альпийской гео- синклинали. Характер строения этой цепи свидетельствует, что мы имеем здесь дело главным образом с вос- точной половиной складчатой зоны тогда как западная ее половина должна быть погружена под воды океана; следует думать, что этой за- < ЕЗ 4 50 3 втпттп Фиг. 9. Структурная схема океанов. Г—альпийские горные поднятия на дне океана; 2—альпийские горные поднятия на континентах; 3—аль- пийские овалы оседания (в пределах океанов и морей); 4— кра вые субгео- синклинали, выраженные в рельефе дна; 5—альпийские платформы. двумя этими ветвями обнаруживается обширная эллиптическая впадина. Можно думать, что в этом юго-во- сточном углу Тихого океана аль- пийское горное поднятие сильно расширяется, захватывая область от Антарктики и Южносандвичевых островов до плато Альбатрос вклю- чительно, и осложняется огромным овалом оседания (фиг. 8). Такое объяснение согласуется с тем, что можно предполагать отно- сительно строения дна Тихого океана в полосе, примыкающей к американ- скому материку. Вдоль всего Тихо- топленной части горного поднятия соответствует зона меньших глубин, примыкающая к континенту. В этом случае область больших глубин, рас- полагающуюся между Южной Аме- рикой и плато Альбатрос, мы должны считать овалом оседания. Остается центральная наименее изученная часть Тихого океана с ее базальтовыми вулканическими остро- вами Кука, Товарищества, Самоа, Гавайскими и многочисленными ко- ралловыми островами Микронезии. В сторону этой центральной части океана обращены краевые субгеосинк-
38 Природа 1942 линали (впадины Мейнеса) западной и северной частей океана. С востока она окаймлена рассмотренным выше альпийским горным поднятием Аме- рики. Все это свидетельствует о том, что средняя часть Тихого океана является альпийской платформой. Такому толкованию не противоре- чит наличие многочисленных вулка- нических островов, так как излияния базальтов происходят и на платфор- мах, как это наблюдалось, например, в разные эпохи в Индии, в Африке, у нас на Сибирской платформе, в Южной Америке. Расположение вулканических островов параллель- ными грядами с ВЮВ на ЗСЗ пока- зывает, что платформа подверглась раскалыванию в этом направлении. В предыдущем изложении мы не пытались решить все вопросы гео- логии океанов. Нашей целью было лишь показать применимость „бати- метрического" метода к изучению тектонического строения океаниче- ского дна. При этом нас интересо- вало лишь современное строение океанов и его зависимость от рас- пределения альпийских платформ и геосинклиналей. Более отдаленной историей океанов мы пока не зани- мались и она, конечно, не может быть выяснена тем же методом. Очень часто проблему геологи- ческой природы океанов пытаются решать, основываясь на составе гор- ных пород, слагающих дно океана. Наблюдения над быстротой распро- странения сейсмических волн, позво- лили установить, что в то время, как дно Атлантического океана сло- жено, додобно континентам, грани- том, дно центральных частей Тихого океана образовано базальтом и сиа- лическая оболочка Земли здесь имеет разрыв. В этом обстоятельстве ви- дели не только признак особой гео- логической природы Тихого океана, но и причину постоянства этой океа- нической впадины: предполагалось, что более тяжелый базальтовый участок коры стремится постоянно занимать более низкое положение. В. И. Вернадский недавно указал, что мы значительно больше прибли- зимся к правильному толкованию явлений, если в данном случае поме- няем местами причину и следствие. В самом деле, сейчас известно, что граниты представляют собой сложное образование, являющееся результатом воздействия некоторых глубинных веществ на осадочную и метаморфическую оболочку Земли. Гранитная магма не поднимается в готовом виде из подкоровых недр планеты. Оттуда в земную кору про- никают некоторые высокоактивные летучие продукты (К, Na, Н, SiO2 и др.), вступающие в своеобразное хи- мическое взаимодействие с осадоч- ными и метаморфическими породами, в результате чего последние „грани- тизируются". Но представим себе, что какой- то участок Земли лишен осадочных пород. Тогда поднятие веществ-гра- нитизаторов останется втуне и гра- ниты здесь не возникнут. Отсюда следует, что если центральная часть Тихого океана всегда была океаном и поэтому лишена осадков, то там граниты не могли образоваться. С этой точки зрения не отсутствие гранитов обусловливает океаниче- скую впадину,а, наоборот, отсутствие гранитной оболочки предопреде- ляется океаническим режимом, тогда как образование океанической де- прессии вызывается какой-то более общей причиной. Большой интерес неоднократно возбуждал вопрос о причинах час- того расположения островов дугами. Происхождение последних в свете сказанного ясно. Оно тождественно происхождению горных дуг на кон- тинентах. Подведем итоги. Применение ба- тиметрического метода приводит к убеждению, что на дне океанов зем- ная кора совершает те же верти- кальные тектонические движения, что и на континентах. Как и на конти- нентах, в океанах существовали и геосинклинали, и платформы, раз- вивавшиеся по тем же законам, кото- рые установлены наблюдениями на материках. Следовательно, в основе своей геологическая природа океа- нов и материков одна и та же и
№ 5—6 О геологическом строении океанов 39 тектоническое развитие нашей пла- неты идет едиными путями на всей ее поверхности. Создается впечатление, что зна- чение всей проблемы в геологиче- ской литературе было отчасти пре- увеличено. Континенты и океаны представляют собой лишь крупные неровности на поверхности Земли, формы ее рельефа. Всё геологиче- ское различие между ними обуслов- ливается тем, что континенты и мел- кие моря подвержены размыву и на- коплению осадков, тогда как океа- ническое дно лежит вне сферы действия этих процессов. Границы же между материками и океанами в этом смысле случайны и определя- ются количеством воды, имеющейся на Земле и скопившейся в депрес- сиях на ее поверхности. К этому можно прибавить, что с точки зре- ния рассматриваемых здесь вопросов, размыв, перенос и отложение осадков представляют собой вторичные явления, связанные с наличием ат- мосферы и воды. В отношении планет, вполне сходных с Землей по своему тектоническому развитию, но лишен- ных атмосферы и воды, проблема континентов и океанов, очевидно, существовать не может. Мы не знаем пока причины обра- зования на поверхности Земли столь крупных неровностей, определивших расчленение ее на континентальные выступы и океанические впадины. Во всяком случае причина эта лежит не в обособленной геологической природе тех и других: грубое искрив- ление земной поверхности должно обусловливаться какими-то более об- щими факторами. Сейчас можно лишь поставить вопрос, насколько такие крупные формы рельефа Земли ус- тойчивы и насколько они могут пе- реходить, со временем, одна в другую. Мы знаем, что океаны от цикла к циклу частично разрастаются за счет обрушения овалов оседания. Так, в недавнее время к океанам присоеди- нились такие овалы оседания, как Ка- раибское море и внутренние моря восточной и юго- восточной Азии. Кро- М' того, наличие под Атлантическим океаном гранитного слоя, хотя и бо- лее тонкого, чем на современных материках, свидетельствует, в свете изложенных выше соображений, что дно Атлантического океана когда-то было местом мощного отложения осадков и, следовательно, принадле- жало к поверхности континента или было мелким морем. Таким образом, превращение континента в океан в ис- тории Земли имело место. Достовер- ных же следов обратного процесса мы пока не знаем и здесь остается неясность, хотя следует принять во внимание, что следы такого об- ратного процесса трудно отыскать, поскольку на дне океана не проис- ходит существенного накопления осадков и поэтому не остается сви- детелей океанического периода жизни того или иного участка, сейчас со- ставляющего часть континента. Несомненно, что на долю буду- щих океанических геологов, которые спустятся в пучины в усовершенство- ванных батисферах и будут изучать геологию океанов с помощью гео- логического молотка, выпадет воз- можность сделать открытия, кото- рые могут потрясти основы наших геологических представлений. На- пример, на континентах мы никогда не видим наиболее поверхностных слоев земной коры в зонах, подвер- гнутых складчатости и горному под- нятию, так как эти слои всегда унич- тожены размывом. Мы думаем сей- час, что смятие слоев в складки происходит на значительной глубине внутри земной коры, тогда как близ поверхности слои не сминаются и тут предполагается лишь общее их вздымание, сопровождаемое, быть может, растрескиванием. На дне океа- нов эти поверхностные слои можно было бы наблюдать, и результаты таких наблюдений будут исключи- тельно важны для понимания меха-. низма образования складок. Далее, наблюдениями на дне океа- на можно будет решить вопрос о значении накопления осадков в текто- нических явлениях. Геосинклинали, историю которых мы узнаем, изучая геологические разрезы на континен- тах, при своем прогибании заполняют- ся мощными толщами слоистых осадо-
40 Природа 1942 иных пород. Позже эти осадки, так же как и породы, лежащие в их ос- новании, сминаются в складки. Бу- дет ли наблюдаться и в какой форме смятие в складки пород «фундамен- та*, если прогибание геосинклинали не сопровождается накоплением осадков? Наконец, какой процесс заменяет образование гранитов там, где нет осадков? Несомненно, что в соответ- ствующей стадии цикла летучие ак- тивные вещества поднимаются из недр и на дне океана. Но не находя здесь осадочной или метаморфичес- кой оболочки, они не могут вызвать гранитизацию. На что тратится в та- ком случае их энергия? Изучив этот вопрос, мы осветили бы чрезвычайно сложную проблему гранитообразо- вания. Здесь перечислены лишь немногие вопросы из тех, которые поставят перед собой когда-нибудь океаноло- ги. Но это дело будущего. Сейчас же наша задача состоит в детальном изучении рельефа океанического дна для более полного выяснения выра- женных в этом рельефе тектониче- ских форм, и этот путь может при- вести к освещению многих вопросов геотектоники.
РЕАЛЬНЫЕ КРИСТАЛЛЫ И РЕНТГЕНОГРАФИ- ЧЕСКИЕ МЕТОДЫ ИЗУЧЕНИЯ СТЕПЕНИ ИХ СОВЕРШЕНСТВА Э. Е. ВАЙНШТЕЙН Реальные кристаллы, с которыми имеет дело экспериментатор в лабо- ратории или техник, использующий кристаллические вещества в произ- водстве, далеки от идеального крис- таллического строения, о котором идет речь при теоретическом рассмо- трении поведения кристаллов при воздействии на них тех или иных физико-химических факторов. Более того, опыт показывает, что ряд очень существенных для практи- ки характеристик кристаллического тела — его прочность, способность деформироваться, химическая стой- кость, способность колебаться как целое в радиотехнических устрой- ствах, пьезосвойства и1 многие дру- гие— в значительной степени опре- деляется отступлениями в строении реальных составов от идеальных. Большую роль играют также про- цессы, которые происходят на гра- нице между зернами, составляющими истинный кристалл. Вот почему изу- чение реальной структуры кристалли- ческих тел и ее влияния на макро- скопические свойства веществ зани- мает одно из центральных мест в теории твердого тела. XX столетие, ознаменовавшееся в области теории твердого тела успеш- ным внедрением представлений об электрической природе сил, дейст- вующих между атомами кристалли- ческой решетки, в области экспери- ментальной характеризуется появле- нием и обособлением ряда областей, основывающихся на представлениях о структуре реальных составов и ставящих своей целью увязать опре- деление физико-химических констант кристалла со способом его получе- ния, предварительной историей, спо- собом и качеством его обработки. Эти исследования, имеющие большое научно-техническое значение, напри- мер, в металловедении или промыш- ленности образивных материалов, в свою очередь, обогащают наши поз- нания о структуре реальных кри- сталлов. С точки зрения систематики де- фектов, встречающихся в реальных кристаллах, необходимо различать две группы нарушений. 1) Нарушения, не затрагивающие элементарной ячейки. Этот вид на- рушений, определяющийся условиями роста кристалла, проявляется в виде так называемой мозаичной структуры, характерных наростов на гранях, так называемых вициналоидов и вици- налей, трещин и пор в кристал- ле, в наличии дендритной структуры и т. д. 2) Нарушения решетки внутри элементарной ячейки. Этот вид де- фектов проявляется в наличии не- занятых мест (дыр) в решетке, стати- стическом распределении одного или нескольких сортов атомов по таким положениям в решетке, что число положений превосходит число рас- пределяющихся между ними атомов и т. д. Наличие дефектных мест, межкле- точных пор (так называемых Locker- stellen) у реальных кристаллов, мо- гущих достигать размеров нескольких атомных расстояний, и присутствие на поверхности кристаллов микроско- пических трещин, способных в про- цессе деформации распространяться в глубь образца, определяют пони- жение действительной прочности кристаллов по сравнению с теорети- чески вычисленной и ход деформаций
42 Природа 1942 в конкретных кристаллических об- разцах. Правда, роль указанных выше дефектов оценивается разными авто- рами по-разному. Так, Смекал считает роль пор определяющей. Слабыми местами, по его мнению, должны быть места скоплений микроскопи- ческих межклеточных пор. С его точки зрения, процесс деформаций приводит к „залечиванию" слабых мест кристалла. Наоборот, акад. А. Ф. Иоффе слабыми местами крис- талла считает области, структура которых больше всего приближается к идеальной. С его точки зрения, деформация нарушает идеальность кристаллов и приближает его к поли- кристаллу. Пониженная механическая прочность реальных кристаллов свя- зывается им с присутствием^] на по- верхности кристалла микротрешин, на которых образуется перенапряжение и развитие которых приводит к преждевременному разрушению крис- талла1. Согласно этой теории, повышение прочности кристалла при его дефор- мации в воде трактуется как резуль- тат устранения поверхностных нару- шений. Изучение механических и электрических свойств реальных крис- таллических тел под руководством акад. Иоффе у нас, в Советском Союзе, ведется на протяжении почти 40 лет и привело к созданию стройной кар- тины этих явлений. Аналогичными вопросами за рубежом занимались Смекал и его школа, Поляни, Шмидт и Боас, Бургерсы, Тейлор и др. В рамках настоящей статьи мы не сможем осветить сколько-нибудь подробно весь комплекс вопросов, относящихся сюда, тем более, что некоторые из них еще далеки от окончательного решения. Мы не будем даже касаться многочисленных попыток классификации указанных выше дефектов кристалла. Отсылая интересующихся резуль- татами исследования механических 1 В последнее время удалось установить, что часто роль микротрещин (так называемых трещин Гриффитца) могут играть и; рушения решетки, связанные с предварительной де- формацией кристалла. свойств кристаллов к нескольким монографиям, имеющимся на русском языке Р, 2], мы обратим главное свое внимание на рентгеновские ме- тоды изучения дефектов кристалла, роль которых возрастает с каждым годом. Уже первые работы Дарвина и Мозли [3] поставили в порядок дня вопрос о структуре реальных крис- таллов и вызвали ряд теоретических попыток объяснить механизм отра- жения рентгеновских лучей от них. Именно эти попытки привели Дар- вина, Комптона и далее Эвальда, Веллера, Лауэ и др. к формулиро- ванию основных положений так назы- ваемой динамической теории рассея- ния рентгеновских лучей кристаллами и к представлению о мозаичной (в понимании Дарвина) структуре реаль- ных кристаллических тел. Дальнейший успех в этом направлении связан преимущественно с именем Брегга и его сотрудников, превративших метод исследования абсолютной интенсив- ности отражения рентгеновских лучей различными кристаллами в ' чувст- вительный метод для определения степени их совершенства. Область отражения от реальных кристаллов С кристаллографической точки зрения кристалл характеризуется со- вершенной правильностью располо- жения образующих его атомов, так что расстояние между отдельными атомными плоскостями в нем строго одинаково вдоль любого кристалло- графического направления. Если на такой кристалл, содержащий Р атом- ных плоскостей на расстоянии а друг от друга, падает пучок рентгеновских лучей, то, как следует-из геометри- ческих условий отражения, полуши- рина максимума отражения е0 при данной длине волны связана с пара- метрами, характеризующими кристалл соотношением: _ х 1 m е° 2acos0 Р Формулу (1) легко понять, если исходить из простейших представле-
ДО» 5—6 Реальные кристаллы и рентгенографические методы изучения 43 ний о характере отражения от идеаль- ного кристалла. Для простоты допустим, что каж- дая отражающая плоскость кристалла отражает, независимо от другой, не- которую часть падающей радиации, находясь под углом 0-}-е к направ- лению падающего пучка лучей. Роль поглощения нами не будет прини- маться во внимание. В направлении 6 отражение от всех плоскостей будет находиться в фазе. Увеличение угла до O-j-e приводит к появлению фа- зовых различий между отражениями от различных плоскостей. Для отра- жения от двух последовательных плоскостей разность фаз составит 4ка величину -г-е cosa и, значит, разность Л фаз между крайними рефлексами бу- дет —г— pecosO. В этом случае ре- Л зультирующая амплитуда отраженной волны, которая максимальна в направ- лении угла 0, снижается до нуля, когда крайнее различие фаз стано- вится равным 2к и отраженный пучок разбивается на две взаимно интер- ферирующие группы лучей. Равенство pe0cos9 = 2* позволяет вычислить Л X 1 е°= 2iEos0 р'Н ПРИНЯТЬ ее за вели’ чину полуширины максимума отра- жения. Из формулы (1) для величины е0 для каменной соли при отражении Х=0,71 А°(КаМо) от плоскости (100) можно получить значения порядка нескольких секунд, если принять чис- ло пересекаемых лучом плоскостей не превышающим 105. Для боль- шинства реальных кристаллов, однако, область отражения значительно больше. - Учет взаимодействия волн, отра- женных и падающей на кристалл, значительно снижает эффективную глубину проникновения рентгеновских лучей в вещество, но не решает проблемы, так как и в этом варианте теории не удается получить доста- точного согласия между теоретиче- ским и экспериментально наблюдае- мым значением величин коэфициента отражения и ширины области интер- ференции. Выход из затруднения был найден в том, что реальный кристалл рассматривался состоящим из ряда идеальных блоков, повернутых друг относительно • друга на небольшие углы. Такой кристалл должен отра- жать как на внешних, так и на внут- ренних блоках, что значительно уве- личивает как общую интенсивность отраженного излучения, так и собст- венную ширину области отражения. Строго говоря, несовершенство кристалла может быть описано двояко. С одной стороны, атомы кристалла могут рассматриваться лежащими на поверхностях, в большей или меньшей степени отличных от плоских; с другой стороны, можно говорить о собрании отдельных идеальных бло- ков, составляющих друг с другом малые дискретные углы. Рассмотре- ние поверхности таких кристаллов, как, например, NaCl, дает возмож- ность считать первую точку зрения более соответствующей физической стороне дела, нежели вторая, не- сколько искусственная схема. Однако последняя более удобна для матема- тической обработки следствий, выте- кающих из такого допущения, и поэтому является общепризнанной для описания . структуры реальных кристаллических тел. В последнем случае вопрос математически сво- дится к учету влияния так называ- емой экстинкции — уменьшения амп- литуды волны, падающей на последо- вательные атомные плоскости крис- талла вследствие отражения от вы- шележащих. Джемс [4], исследуя отражения от кристаллов корунда — А12О3, получил серьезные доказательства существо- • вания блочной структуры кристаллов. Кривая, полученная им в этом случае, указывает на наличие нескольких достаточно совершенных блоков, на которые оказывается разбитой отра- жающая плоскость (330). Еще более непосредственные доказательства мозаичной (в рассмат- риваемом нами смысле) структуры реальных кристаллов получили Ренин- гер [5] и Эвальд и Ренингер [®], иссле- дуя кристаллы каменной соли. Они использовали очень тонкие пучки
44 Природа 1942 рентгеновских лучей и показали, что угловая область отражения от очень малых участков кристалла, освещен- ных рентгеновскими лучами, не пре- вышает 14,2". Это находится в сог- ласии с величиной 10", полученной Эвальдом из динамической теории. Обсуждаемые результаты тем более разительны, что для этой же каменной соли разными исследователями, изу- чавшими ее совершенство с помощью значительно более широких пучков, получены значения ширины отраже- ния во много раз превышающие 14" Ренингеря. Так, Брегг, Джемс и Бо- занкет [7] нашли ее равной 900", Дэвис и Штемрель [8] (опыты которых будут более подробно рассмотрены ниже) — 300", Киркпатрик и Росс [9] — 87", Бозорт и Хаворт [10] — 400." Количество и величина идеальных фрагментов сильно зависят от исто- рии и природы кристалла. Впервые исследования соотношения интенсив- ностей отражения в разных порядках отражения для некоторых реальных кристаллов провел Брэгг [п]. Им же были определены относительные коэ- фициенты отражения тех же веществ. Для этих целей Брэггом был исполь- зован обычный спектрограф с одним кристаллом. Наличие белого излуче- ния, сопутствующего характеристиче- скому, делало результаты подобных измерений недостаточно точными. Поэтому Комптон [12] применил в дальнейшем для измерения коэфи- циентов отражения схему двойного спектрографа. В этих условиях пер- вый кристалл играет роль монохро- матора. Малый коэфициент отражения, полученный Комптоном для каменной соли и кальцита, как оказалось, связан был с тем, что автор допустил не- которое отклонение от параллелизма в положении двух кристаллов спек- трографа, так что в отражении от второго кристалла участвовала лишь небольшая доля энергии, отраженной от первого. На это указали в своей работе Дэвис и Штемпел [13]. Авторы провели систематическое изучение кристаллов каменной соли и кальцита, показав при этом, что существующее различие в результа- тах, получающихся для этих крис- таллов, непосредственно связано со степенью их совершенства. Поль- зуясь схемой двойного спектрографа, они сравнивали интенсивность пучков до и после отражения от второго кристалла по ионизации, которую пучки производят в камере. Полу- ширина линий при этом оказалась независящей от ширины щели, напря- жения на трубке и тока, проходящего через нее. В то же время она сильно зависела от величины углов отра- жения, природы кристалла, степени обработки поверхности и ее одно- родности. Авторами отмечался не- большой рост отражательной способ- ности кристаллов при возрастании длины волны падающего излучения. Величина полуширины максимума от- ражения в угловой мере для кальцита лежала в интервале 16—18", в то время как для каменной соли она достигала значения 300". Существо- вание на поверхности каменной соли областей, различающихся по направ- лению, делало кривую интенсивности несимметричной в отличие от соот- ветствующих кривых для кальцита. Отношение энергии максимального отражения от второго кристалла к энергии в максимуме при отражении от первого принималось Дэвисом и Штемпелом за меру отражательной способности второго кристалла и выражалось в процентах. Этот про- цент для кальцита достигал 47% и значительно снижался для NaCl. Пе- ремещая щель вдоль поверхности кристалла каменной соли, исследо- ватели установили некомпланарность отдельных отражающих областей кристалла. Как оказалось, шлифовка поверхности практически не влияет на ширину отражения, приводя, од- нако, к большому росту процента отражения. Таким образом, серией работ, к которым нужно отнести также ин- тересное исследование Васастерна [14] путем измерения области отра- жения рентгеновских лучей реальны- ми кристаллами, было установлено существование кристаллов, сильно отличающихся по своей структуре от идеально - совершенных и прибли-' жающихся больше к мозаичным. На
№ 5—6 Реальные кристаллы и рентгенографические методы Изучения 45 это указывает также тот факт, что экспериментальные данные в неко- торых случаях значительно больше совпадают с выводами кинематической- теории Лауэ, нежели с более строги-, ми теориями, в которых принято во внимание взаимное влияние отражен- ной и падающей радиации. Несовершенство кристаллов и интен- сивность отражения рентгеновских лучей от них Еще более чувствительным и мно- гообещающим методом исследования степени совершенства кристаллов, нашедшим широкое применение, ока- зался метод, основанный на количе- ственном изучении интенсивности отражения рентгеновских лучей. Моз- ли и Дарвин [15] в 1914 г. дали оценку величины абсолютной интен- сивности отражения сплошного спек- тра от куска кристалла NaCl. Тогда же Дарвиным [1й] была выведена теоретическая формула для интен- сивности отражения совершенным кристаллом. Экспериментально полу- чаемая величина интенсивности оказа- лась в 10—15 раз больше вычисленной по этой формуле. Учет эффектов, связанных со взаимодействием отра- женных и падающей волн, хотя и приводит к уменьшению глубины проникновения- пучка рентгеновских лучей в кристалл и, следовательно, позволяет несколько увеличить об- ласть углов, в которых происходит отражение, не только не помогает объяснить колоссальное различие в величинах интегрального отражения, но, наоборот, с этой точки зрения оно становится еще более непонятным. Было допущено существование мо- заичной структуры кристаллов. Ве- личина отдельных идеальных фраг- ментов при этом должна быть на- столько мала, чтобы в пределах каж- дого из них можно было пренебрегать поглощением от отражения. Получа- ющаяся таким образом формула для интенсивности характеризует идеаль- но-мозаичный кристалл, отражающий по законам, установленным впервые еще Лауэ в его кинематической теории рассеяния рентгеновских лу- чей. Если рассматривать кристалл настолько малым, что поглощением, обязанным отражению, можно пре- небрегать, то, как легко показать, величина интенсивности отражения от такого образца пропорциональна его объему. В самом деле, Дарвин [17] показывает, что если пренебре- гать величиной обычного поглощения по сравнению с долей энергии, пре- терпевшей отражение от атомной плоскости, то амплитуда отраженной волны: лХ е2 Q sinO ' тс2 (2) Здесь: X — длина волны падающей радиации, 0 — угол Брэгга,/7 — струк- турная амплитуда, е — заряд электро- на, т — масса электрона, с — скорость света, л — число участвующих в от- ражении атомов. Результирующая амплитуда пред- ставляется, в силу наших допущений, суммой амплитуд, отраженных отде- льными плоскостями кристалла. При этом следует учитывать фазовые раз- личия -Iе— • sin 0, существующие ме- Л жду отраженными от последующих плоскостей лучами. Если для изме- рения интегрального отражения за’ ставлять кристалл вращаться вокруг „отражающего положения" с постоян- ной угловой скоростью ,и" и при- нять за меру суммарного отражения Еи> . величину p = -j—, где Jo—интенсив- но ность лучей, падающих на кристалл перпендикулярно его поверхности, то, как показали Дарвин и Комп- тон: T=QV’ Jo где Q= NW / sin20. е2 \21-|-cos220 me2) 2 ’ W Здесь: 6 — угол Брэгга, TV—число отражающих центров в единице объема, F—структурная амплитуда, X — длина волны, е,ш,с — константы, .. . 1 + cos220 V — объем кристалла, —1=------по-
46 Природа 1942 ляризационный множитель Томсо- на. Безразмерная величина остает- Jo ся постоянной при отражении от дан- ной кристаллической грани кристалла. С другой стороны, если J0R(b)— энер- г* гия отражения, то -г- I /?(в)й9, где •*0 J de — область отражения. Если кривая интенсивности /?(0) вычерчивается в абсолютных единицах, то площадь ее дает интегральное от- ражение. Однако, если размеры идеального кристалла превосходят 1 000 атомных слоев, то уже нельзя рассматривать отражения от отдельных атомных плоскостей кристалла независимо друг от друга. Дарвин[1в], впервые отметивший необходимость учиты- вать этот эффект, показывает, на- пример, что если при отражении от плоскости (200) NaCl ослабление интенсивности падающего пучка до -у ее начальной величины при уче- те лишь обычного поглощения насту- пает при прохождении 2.105 атомных плоскостей, то учет так называемой экстинкции, ослабления, обязанного отражению лучей на плоскостях идеального блока, уменьшает эту величину в 100 раз (до величины 2.103). Поэтому если величина совер- шенных кристаллических фрагментов в NaCl больше, чем несколько тысяч плоскостей, то нижние слои его не будут принимать участия в отраже- нии и интегральное отражение уже не будет пропорционально объему. Экстинкция зависит от жесткости падающего излучения. Дарвинр9] по- казал, что для совершенного кристал- ла объема V, состоящего из т пра- вильно расположенных плоскостей, каждая из которых отражает q — часть падающей амплитуды, равенство (3) заменяется: ^=Q./g^), (4) •4 mq ' 7 Формула (4) вырождается в соот- ношение (3) при малых т и q. Иными словами, вышеприведенное равенство (3) справедливо для очень мягкого излучения или для кристаллов малых размеров. Для малых mq-. tghfnnz) 1 . 2 , —------ 1 — ъ~(яг<7)2 + ^(mqY. mq 3 4 1 15v Для каменной соли и молибдена излучения q — 3-10“4, и если т по- рядка 10*, то mq недостаточно мало для применения формулы (3). Иное дело при т = 103. Тогда различие в формулах не превосходит 3%. Таким образом, если размеры кристалла превосходят величину, соответствующую т = 103, когда применение формулы (3) безусловно оправдано, в руках экспериментатора оказывается способ для распознава- ния физической природы кристалла, степени его совершенства. Величины интегрального отраже- ния, подсчитываемые по формулам для совершенного и мозаичного кри- сталлов, являются нижним и верхним пределами, между которыми нахо- дятся истинные значения р для реаль- ных кристаллов, величины идеальных блоков в которых колеблются в ши- роких пределах. Заметим, что фор- мула: 8 7W е2 1 + cos20 ... --------------------2 ’ (5) определяющая, по Дарвину, интег- ральное отражение от совершенного кристалла, выведенная на основе пред- положения, что амйлитуда отражаю- щейся от плоскости волны много больше поглощения лучей в ней, при- водит к полной независимости р от коэфициента поглощения вещества. Соответствующая поправка была вы- числена Принсом[20], учитывающим эффект поглощения чисто классиче- ски, и позднее Колером [21] в более общем виде. По Принсу величина, фигурирующая в теории Дарвина как отклонение показателя преломления от единицы,-представляется комплек- сной величиной, мнимый член которой есть нормальный коэфициент погло- щения -г-u. Здесь |i — линейный коэ-
№ 5—6 Реальные кристаллы и рентгенографические методы изучения 47 фициент поглощения вещества. Учет поглощения несколько уменьша- ет здесь интегральное отражение так же, как и в кинематической теории. Однако, в то время как там оно играет решающую роль, в ди- намической теории оно, в сравнении с экстинкцией, фигурирует лишь в качестве поправочного члена. В этом случае коэфициент отражения р в области „полного отражения" по Дарвину уже отличен от едини- цы. Формула для отражения от мо- заичного кристалла с учетом погло- щения имеет вид: _ №Л® / е2 V l + cos220 _ Р 2[isin20\J тс2) 2 Наряду с несколько различной за- висимостью формул (5) и (6) от дли- ны волны, наиболее замечательным различием обеих формул является зависимость от фактора F. В случае мозаичного кристалла р зависит от F2, в то время как для довершенного кристалла справедлива линейная за- висимость. Различие между двумя случаями обязано существованию пра- вильных фазовых соотношений меж- ду компонентами радиации, отражен- ными от каждой части совершенного кристалла, и отсутствию этого для мозаичного. Экспериментальное исследование отражения от реальных мозаичных кристаллов привело Брэгга [2г] к об- наружению значительного возраста- ния эффективного коэфициента пог- лощения вещества при отражении под углом Брэгга. Это явление, полу- чившее 'впоследствии название вто- ричной экстинкции, связано с суще- ствованием в кристалле блоков, на- правления которых почти параллель- ны. Для данного кристалла ее значе- ние зависит от закона, по которому ориентированы однородные части кристалла, и от направления, по ко-т торому луч проходит сквозь кристалл. Как показали Брегг, Джемс и Бозан- кет[23], в случае отражения от (200) NaCl вторичная экстинкция достигает значения, равного половине нормаль- ного коэфициента поглощения. Весь- ма вероятно, что в других кристал- лах ее значение достигает еще боль- ших величин. По существу как пер- вичная, так и вторичная экстинкция зависят от степени экранировки ни- жележащих слоев верхними, прини- мающих на себя часть энергии, ко- торая в иных условиях была бы от- ражена. Если в случае первичной экстинкции нижележащие слои при- надлежат к тому же однородному блоку, что и верхние, и между отра- женными ими волнами существуют постоянные фазовые соотношения, то в случае вторичной экстинкции эти слои разделены другими фраг- ментами и таких постояннных фазо- вых соотношений нет. В вышеуказанной работе была сде- лана попытка учесть эффект вторич- ной экстинкции на основании экспе- риментального материала. Оказалось, в согласии с дальнейшими теорети- ческими исследованиями Дарвина, что коэфициент линейного поглоще- ния в формуле (6) должен быть с этой целью заменен эффективным |лэ = |i -р gQ, где fi — постоянная для данного кристалла величина, завися- щая от степени его совершенства. Что же касается возможности учесть влияние первичной экстинкции и вве- дения соответствующей поправки в формулу для отражения от мозаич- ного кристалла, то в этом отношении трудности весьма велики, так как для этого нужно было бы измерить действительную величину малых бло- ков идеальных кристалликов. Однако заметим, что, повидимому, для таких кристаллов, как NaCl, вторичная экстинкция является более существен- ной величиной, нежели первичная. Если несовершенство реальных кри- сталлов описывать как искривление атомных плоскостей, как это обсуж- далось выше, то, несмотря на то, что понятие первичной экстинкции, зависящей от степени „идеальности" кристалла, в этом случае, строго говоря, теряет смысл, всё относяще- еся ко вторичной нисколько не утра- чивает своего значения.
48 Природа 1942 Изучение отражательной способ- ности ряда реальных кристаллов Сравнение наблюдаемых в опыте значений с теоретически вычислен- ными встречает ряд серьезных труд- ностей, связанных с определением значений температурного, структур- ного и атомного факторов. Атомный фактор 77(26Х) дает представление об условиях интер- ференции между сферическими вол- нами, испускаемыми различными за- рядами в атоме. При этом исходят из наперед заданного расположения электронов в атоме. Величины F для расчета по формулам интенсивности обычно берутся из теоретических кривых, вычисленных по методу То- маса-Ферми или Хартри, рассма- тривающих электронную оболочку атома как электронное облако, плот- ность которого меняется в зависи- мости от расстояния до ядра и угла. В статье Брегга и Веста [24] приве- дена стандартная таблица F = F(0) для Cs(Z = 55), подсчитанная на основе модели Томаса. При очень малых углах /7(29Х) равно числу электронов в атоме. Это допущение предполагает, что частота рентгеновских лучей выше, чем собственная частота колебаний электронов в атоме. Для тяжелых атомов необходимо принять во вни- мание примерное равенство частот. Такую поправку можно вычислить, пользуясь обычной теорией диспер- сии. Марк и Сциллард [25] получили прямое доказательство резкого изме- нения рассеивающей способности атома, когда частота падающей ра- диации проходит через значение, характерное для края поглощения атома. Величина коэфициента поглоще- ния при данной длине волны для кристалла, состоящего из ряда раз- личных атомов, подсчитывается по формуле: Н = Р где р — плотность и /—процент со- ставных частей в единицах мас- сы. Коэфициент поглощений, отвечаю- щий другой длине волны,изменяется примерно пропорционально X3. Влияние температуры на интенсив- ность отражения исследовалось впер- вые теоретически Дебаем и Уэлером, а экспериментально Джемсом и его сотрудниками. Так, Джемс[25] опре- делил значение коэфициента В в фор- муле е~в sin2 в, характеризующей влия- ние температуры для кристаллов ка- менной соли. Он оказался при ком- натной температуре равным 6,64. По Комптону [27], величина В для Моа- радиации для хлористого натрия рав- на 2,6 и для кальцита 0,18. Для алю- миния, по данным Эренберга и Ше- фера[28], величина температурного фактора с учетом энергии абсолют- ного нуля колеблется от значения 0,927 при комнатной температуре и отражения от плоскости (111) до 0,599 для плоскости (024). В работе Джемса и Фирсар9] определены зна- чения температурного фактора для натрия и хлора. При переходе от второго порядка отражения к шесто- му величина фактора падает от 0,952 для натрия и 0,956 для хлора соот- ветственно до 0,659 и 0,698. В настоящий момент достаточно полно исследовано сравнительно не- большое число кристаллов. Это в первую очередь кристаллы каменной соли[30], хлористого калияр1], метал- лического алюминияр2] и, наконец, кальцитар3]. Каменная соль В табл. 1 приведены результаты исследования, проведенного Бреггом, Джемсом и Бозанкетомр4]. Авторы использовали данные о температур- ном факторе кристаллов NaCl, полу- ченные Джемсом в другой работе. Как видно, экстинкция особенно сильно проявляется в низких поряд- ках отражения, так что в высоких ее влияние почти не сказывается. С другой стороны, температурный фак- тор, который в низких порядках от- ражения близок к единице, в высо- ких порядках при sin9 = 0,6 сводит отражение до 0,1 ее величины. Цифры последних двух колонок позволяют судить, насколько-близки кристаллы
№ 5—6 Реальные кристаллы и рентгенографические методы изучения 49 ТАБЛИЦА 1. Каменная соль RhKa, X = 0,614 А, р = 10,7 Sin 6 F (Fo =28) В ычисл, РХЮ6 для совер- шенного кристалла р X Ю выч. для несовершенного кристалла Набл. РХ10* без поправки поправка на вторич- ную экстин- кцию Факт, t* t® с двумя поправка- ми 0,05 26,7 53,98 3004 0,1 23,2 23,40 1148 725 1076 678 605 0,2 16,7 8,29 284,5 251 220,3 194,5 138 0,3 14,2 4,57 527,5 123,5 71,4 69,2 37 0,4 11,2 2,60 55,5 55,0 19,2 19,1 8,7 0,5 8,3 1,45 21,5 21,5 4,28 4,28 1,5 0,6 6,4 0,86 10,0 10,0 0,98 0,98 — каменной соли к мозаичному ти- пу. Все наблюдаемые числа ниже вы- численных. Это вызвано влиянием пер- вичной экстинкции, увеличивающей- ся с ростом совершенства кристалла и становящейся особенно заметной в низких порядках отражения. Некото- рую долю погрешности следует от- нести за счет неточностей в подсче- те F. Хартри указывает, что значе- ния F, вычисленные по его методу па- дают с ростом в менее сильно, чем это должно быть на самом, деле. Таким образом, критерий совершенства приобретает особую чувствительность в области с не очень большим углом отражения. Если допустить, как это сделали Брегг. Джемс и Дарвинр5], что разница в значениях двух послед- них столбцов табл. 4 обязана исклю- чительно влиянию первичной экстинк- ции, то можно попытаться оценить среднее число плоскостей в однород- ных блоках. Возьмем значения р для sin6 = 0,1. Из таблицы имеем: tgh^ W5 mq 672 4 Так как 9=2,10“4, то zn = 3050. Принимая во вниманйе предыду- щие замечания относительно F, полу- ченную величину т следует рассма- тривать как верхний предел для толщины фрагмента. Алюминий Металлический алкУминий изучал- ся Джемсом, Бриндли и Вудом [••]. Авторы использовали Ка-радиацию молибдена. Температура 17°. Данные, полученные авторами, сведены в табл. 2. Т АБЛИЦА2. Алюминий МоКа, t’= 17* С Плоек. Углов, градусы Наб- люд. Выч. для со- вершенного кристалла Вычислен, для мозаич- ного крис- талла 111 8°, 43 580 19,6 818,3 200 10’,6 433 16,2 618,6 222 17°,40 144,1 6,3 157,9 4000 20°,32 86,4 4,47 91,3 333 27°,6 26,2 2,19 28,3 600 31 °,45 12,2 1,31 12,0 444 37°,23 4,95 0,76 5,14 800 44’,33 2,10 0,40 2,09 555 49°,23 1,43 0,37 1,39 Как видно, р наблюдаемое на опы- те, значительно больше величины р, подсчитанной по формуле для совер- шенного кристалла, превосходя ее для отражения от (111) более чем в 30 раз. С другой стороны, согласие с данными, полученными из формулы для мозаичных кристаллов, вполне удовлетворительное. Любопытно, что наибольшее различие в значениях р соответствует малым углам 6, что находится в согласии с общим ходом зависимости вторичной экстинкции от угла. Первичная экстинкция, неви- димому, почти полностью отсут- ствует. Такие же указания на мозаичную структуру кристалла дает анализ ре- зультатов исследования сельвина. 4— Природа, № 6—6
50 Природа 1042 Ал маз Кристаллы алмаза впервые изучал Брегг[37]. Малый кристалл алмаза вращался и подвергался в течение этого времени действию рентгенов- ских лучей. Его плоскости давали структурные амплитуды двух типов. Одна из них в К2 раз превышала другую для соответствующих углов падения. Ординаты кривых, которые строились по точкам, представляв- шим значения интегральной интенсив- ности, относились друг к другу тоже как 2: 1. Если бы суммарная интен- сивность была пропорциональна ква- дратам факторов F, как это имеет место в мозаичных кристаллах, со- ответствующее отношение было бы 2:1. В дальнейшем к сходным резуль- татам пришли Эренберг, Эвальд и Марк[38], изучавшие ширину и интен- сивность отражения от алмаза. К выводу о большой степени совер- шенства алмаза пришел Марк [зв], изучавший расходимость отраженного пучка рентгеновских лучей на рас- стоянии 10 м от кристалла. Он по- казал, что для некоторых кристаллов величина расходимости близка к зна- чению, вычисленному для совершен- ного кристалла. Наконец, рассмотрение результа- тов работы Бриндли[40] показывает, что интенсивность лучей, отражен- ных алмазом, хорошо согласуется с формулой Дарвина. Алмаз, повидимому, ближе всех до сих пор изученных кристаллов приближается к совершенному. Кальцит Первое исследование кальцита было произведено в 1917 г. Компто- ном [41j. Он нашел, что интенсив- ность отражения от пего значитель- но- меньше, чем это следует из ки- нематической теории Лауэ и форму- лы для мозаичного кристалла. На работу Дэвиса и Штемпеля мы уже указывали в этом обзоре. Авторы обращали внимание на узость области отражения от каль- цита, не превосходящую 16—18". Мы иллюстрируем степень совер- шенства кальцита табл.3, заимствован- ной из работы Брегга, Джемса и Дарвина [42]. ТАБЛИЦА 3. Rh (к = 0,615 А) Sin в F Fo=50 Со- верш. рХЮ« Несоверш. pXio® Наблюл. pX10* 0,1 41,2 30,9 1220 240 0,2 25,6 9,4 280 70 0,3 15,9 3,8 63 27 0,4 12,2 2,08 24,5 8,6 0,5 10,4 1,69 12,2 2,4 Малые значения интенсивности указывают на значительную степень совершенства кристалла СаСО3. К результатам, согласующимся с вы- шеуказанными, приходит на основа- нии своих опытов и Паррат, устано- вивший крайнюю узость области от- ражения от кальцита и несомненное влияние первичной и вторичной экстинкции на отражение от каль- цита. Литература [1] Б о а с В. и Ш м и д И. Пластичность кристаллов в особенности металлических. ГОНТИ НКТП, 1938. [2] Классен — Неклюдова М. В. Пластические свой- ства и прочность кристаллов. ГТТИ, 1933. [3] Moseley a. D а г w i n. С. Phil, mag., 26, 1024, 1913. [4] James, Z. f. Krist., 89,306, 1934. [5] Renn inger. Naturwiss., 22, 334, 1934.[6] Ewald a. Renningen Int. conf, on phys., London, 2,57, 1935. [7] Bragg, James a. Bosanquet. Phil., mag., 42, 1, 1924. [8] D a- v i s a. S t e m p e 1. Phys, rev., 17, 608, 1924. [9] Kirkpatrick et Ross. Phys, rev., 43, 596, 1933. [10] Bozorthet Haworth. Phys, rev., 45, 821, 1934. [11] Braggw., Phil, mag., 27,881, 1914. [12] Compton, A. Phys, rev., 9, 29, 1917. [13] Davis a. Stempel. Phys.rev., 17,608, 1924. [14] Wasast-erna. Soc, sci. Fenn., 11, No. 5. [15] Moseley a. Darwin, Phil, mag., 26, 1024, 1913. [16] Darwin C., Phil, mag., 17,675, 1914. [17] D ar w i n C., Phil, mag., 43,800, 1922. [18] Darwin C., Phil, mag., 17, 815,1914. [19] D a r v i n, C., Phil, mag., 27, 1922; 43, 800, 1927. [20] Prins I., Z. f. Phys., 63, 477, 1930. [21] Kohler, Erg. d. exakten. Naturwiss, 9, 10, 1930. [22] Bragg W., Phil, mag., 27, 881, 1914. [23] Bragg W., James R. a. Bosanquet, Phil, mag., 42,1, 1921. [24] Bragg W. a. Wes, Z. f, Krist., $9, 1928. [25] Mark a. Szilard, Z. f. Krist., 23, 638 1925. [26] J a-
№ 5—6 Реальные кристаллы и рентгенографические методы изучения 51 го е s R., Z. f, Krist., 89, 295, 1934 [27] Comp- ton A., Abstr. f. paper of Phys, soc., April 20 — 21, 1917. [28] Eherberg W. u. Scha- ferK., Phys. Zschr., 3, 97, '1932. [29] James R„ L. f. Krist., 89, 295, 1934. [30] Br agg W., James R. a- Bosanquet. Phil, mag., 42, 1, 1921. [31] James R, Waller a. Hart- ree. Proc. Roy. soc., 118, 334, 1928. [32] Ja- mes R. a. Brindly Proc. Roy. soc. 121. 155, London, 1928. [33] Compton A., Abstr, f. paper of Phys, soc., April 20 — 21, 1917. [34] Bragg W., James R. a. Bosanquet. Phil. Mag., 42, 1, 1921. [35] Bragg W., D a r- w i n C. a. J a m e s R., Phil, mag , 1,897, 1926. [36] J a m e s R., Brindly, Wood, Proc. Roy. soc.. 125, 401, 1929. [37] Bragg W. Proc. Phys, soc., 33, 304, 1921. [38] Ehren- berg, E w a 1 d a. M a r k, Z. f. Krist., 66, 547, 1928. [39] Mark H., Naturwiss. 13,49/50,1842, [40] Brindly. Proc. Roy. soc, A, 140, 306. London 1933. [41] Compton A., Abst. f. paper of Phys, soc., April 20 — 21, 1917. [42] Bragg W„ Darwin C. a. Jam»», Phil, mag., 1,89, 1926.
СВЕРХМИКРОСКОПЫ И УЛЬТРАТЕЛЕСКОПЫ Г. Г. СЛЮСАРЕВ Назначение многих оптических систем — давать увеличение изобра- жения рассматриваемого предмета; увеличение является поэтому основной характеристикой оптической системы. Естественно, что и астрономы, и мик- роскописты в высокой степени заин- тересованы в том, чтобы их приборы давали наибольшие возможные уве- личения. Однако если последить за увеличениями, наиболее охотно при- меняемыми астрономами, то можно заметить быстрый рост увеличений после изобретения в XVII веке пер- вых астрономических труб, достиг- ший своего апогея в XIX веке, после появления гигантских рефлекторов Росса с их увеличением в несколько тысяч раз, а затем наступившее разо- чарование большими увеличениями, падение последних до цифр порядка 500—800 и далее состояние полной стабилизации. С микроскопами наб- людается аналогичная картина с не- которым отставанием по времени, вызываемым тем, что хорошие ми- кроскопы появились лишь в конце XIX века, в то время как хорошие теле- скопы изготовлялись на полсотни лет раньше. Но и здесь увеличения ред- ко превышают 1000—2000 и то в исключительных случаях. Для сторон- него человека создается впечатление какого-то застоя оптической техники тем более удивительного, что он как- то сразу обрывает блестящие успехи оптического приборостроения, после- довавшие за появлением первых ми- кроскопов и зрительных труб. Нашлось немало людей, которые увидели в этом явлении результат невежества и косности астрономов и микроскопистов, не сумевших найти способы перешагнуть ставшие явно недостаточными увеличения, в то время как достаточно знать элемен- тарную схему построения изображе- ния через оптическую систему, чтобы иметь возможность ’бесчисленным количеством способов получить лю- бое желаемое увеличение. Чрезмерная легкость решения за- дачи должна была бы предостеречь от слишком легкомысленного отно- шения к ней. Очень простым опытом можно убедиться, что большие увели- чения вредны. Достаточно заменить окуляр зрительной трубы или ми- кроскопа сильным микроскопом, что- бы получить увеличение в десятки или сотни тысяч раз. Если объектом для преобразованной зрительной тру- бы служит звезда, то ее изображе- ние будет представляться в крайне непривлекательном виде большого, размытого и слабо светящегося пятна без определенных контуров, перели- вающего всеми цветами радуги и при этом весьма быстро и неправиль- но перемещающегося в поле зрения окуляра. Какие-нибудь подробности рассматривать в этой картине невоз- можно. Изображение светящегося предмета весьма малых размеров в микроскопе отличается от описанного выше тем, что оно неподвижно, но в остальных отношениях представ- ляется также размытым, радужным; в некоторых случаях появляется ряд ярких и резких колец или полос, окружающих изображение. Эти коль- ца никакого отношения к предмету не имеют. Какие причины вызывают появле- ние описанных выше недостатков? Большое увеличение само по себе не служит такой причиной, но оно их выявляет и усиливает. Причина быстрых передвижений изображения лежит в колебаниях воздушных слоев, отделяющих пред- мет от объектива трубы. Эти коле- бания равносильны появлению воздуш- ных клиньев, показатель преломления которых отличен от показателя бли- жайших слоев; изображения звезд
№ 5—6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы 53 перемещаются в поле зрения окуля- ра; кроме того, общий фокус опти- ческой системы воздушный слой — астрономическая труба меняет свое положение и по глубине, что вызы- вает дополнительную нерезкость. Единственный способ устранить этот недостаток — строить обсерватории на высоких горах, тщательно иссле- дованных в отношении режима ветров и состояния атмосферы. Чем больше увеличение, тем больше колебания изображения, тем труднее различимы какие-нибудь детали. Основными причинами размытости изображения являются, с одной сто- роны, принципиально не устранимая диффракция в оптических системах, через которые рассматривается пред- мет; с другой стороны, практически не устранимые, но в некоторых слу- чаях уже доведенные до крайне ма- лой величины аберрации оптической системы, вследствие которых лучи по выходе из системы собираются не в точку, а в кружок рассеяния конечной величины. Рассмотрим под- робнее первую из перечисленных причин. Диффракция вместе р интерферен- цией являются наиболее убедитель- ными доказательствами волновой природы света в той трактовке, ко- торую ей дали Гюйгенс и Френель. Если из идеальной, полностью исправленной от аберраций оптиче- ской системы выходит сферическая волна, нормали которой, представляю- щие лучи геометрической оптики, пересекаются в центре О (фиг. 1) волны, то никакого изображения в виде математической 'точки в точке О не получается, как это должно было следовать из геометрической оптики. Теория Гюйгенса-Френеля говорит, что в окрестности точки О, вследствие взаимодействия всех .ко- лебательных движений, распростра- няющихся к точке О, создается очень сложное распределение освещенности, зависящее от контура (С) волновой поверхности и от длины волны коле- баний. В наиболее важном для прак- тики случае, когда контур (С) являет- ся окружностью, распределение осве- щенностей около точки О представ- ляется следующим образом. Точка О служит центром светлого круглого пятна, яркость которого падает от центра к краям. Это пятно окружено попеременно светлыми и темными кольцами, яркость которых быстро убывает. Если провести прямую ли- нию через точку О, яркость вдоль прямой изменяется согласно фиг. 2; по оси ординат отложена яркость, причем за единицу принята яркость в точке О; по оси абсцисс отложена величина п, имеющая следующее значение: 2к , . П = -г— е sin со Л (1) где я — 3,14, X — длина волны лучей, е' — расстояние рассматриваемой точ-
54 Природа 1942 ки А (фиг. 1) от центра пятна, — угол, под которым виден радиус вы- ходного зрачка оптической системы или угол, образуемый с осью крайним лучом пучка. То обстоятельство, что изображе- ние точки не представляет собой точку, а пятно конечного диаметра, приводит к тому, что изображения двух точек, слишком близко распо- ложенных друг к другу, сливаются: вместо двух точек глаз видит одну. Теряется подобие между предметом и его изображением. Теория показы- вает, а опыт подтверждает, что ког- да расстояние между двумя светящи- мися точками одинаковой яркости таково, что максимум А одного изоб- ражения совпадает с первым мини- мумом В другого изображения, в ре- зультирующей от сложения освещен- ностей картине глаз еще различает два изображения; если расстояние меньше, центральные пятна сливают- ся, глаз видит практически одно пят- но и оптическая система „не разре- шает" рассматриваемых точек. Гра- ница различения соответствует зна- чению п = 3,83. Поэтому наименьшее разрешаемое расстояние для любой оптической системы микроскопа, зри- тельной трубы, фотографического объектива в предположении, что объект самосветящийся, получается из соотношения: Применение этой формулы к случаю микроскопа приводит к формуле: 0.61Х ei —------- «1 Sin где ej — наименьшее расстояние меж- ду двумя точками или штрихами, которое еще может быть разрешено; пг — показатель преломления среды, в которой погружен предмет; о>1 — угол, под которым первая линза ми- кроскопа видна из центра предмета. Для зрительной трубы важен наи- меньший видимый угол а, отделяющий две, еще разделяемые светящиеся точ- ки (звезды) одинаковой яркости. Этот угол а определяется формулой: 122 « =----, D где D — диаметр объектива трубы (точнее входного зрачка), выраженный в миллиметрах. Из формул для разрешающей си- лы микроскопа вытекает невозмож- ность различить два штриха, если 0,6Х расстояние между ними меньше-----, «1 так как синус не может быть больше единицы. Принимая /г! = 1,6 — наи- большее значение показателя прелом- ления применяемых для иммерсии жидкостей, получаем ei<^0,4X. Это не значит, что невозможно ридеть предмет, размеры которого меньше 0,4 X, т. е. 0,2 и-. Увидеть его можно с помощью специального осветителя, но он представляется в виде светя- щейся точки, без формы и без струк- туры. Никакое увеличение не помо- жет, так как изображение, подлежа- щее увеличению, представляет собой размытое бесформенное пятно. Возвращаясь к изображению точки в микроскопе, мы легко приходим к заключению, что применение больших увеличений никакой пользы оказать не может. Изображение точки имеет вид пятна, окруженного кольцами и не подобного предмету. Чем больше увеличение, тем больше расхождение; кроме того, при больших увеличениях появляются незаметные раньше раз- личные оптические явления, как штрихи, полосы, точки, не имеющие отношения к предмету, а вызванные световыми явлениями в среде пред- мета, в глазу наблюдателя и т. д. Точно так же астрономическая труба, каково бы ни было ее увели- чение, не позволяет разделить две звезды, если угловое расстояние, их 122- отделяющее, меньше Увеличи- вая диаметр объектива, можно увели- чить его разрешающую силу, что объясняет стремление конструкторов оптиков изготовлять зеркала и объек- тивы все большего диаметра. В на- стоящее время в США изготовлено для грандиозного отражательного те- лескопа зеркало диаметром в 5 м,
№ 5—6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы 55 разрешающее согласно формуле (4), 122 /IV ---= ----- . С помощью такого 5000 \ 40 ) объектива можно на поверхности лу- ны разделить точки, находящиеся на расстоянии 45 м; на поверхности Марса при наиболее благоприятных условиях, т. е. когда Марс ближе всего подходит к земле (56 X Ю6 км), можно разделить точки, находящиеся друг от друга на расстоянии 7 км. Можно, конечно, различить и гораздо более мелкие предметы, но они бу- дут видны лишь как точки, без вся- кого намека на форму. Например, простой карманный электрический фонарь на поверхности луны, направ- ленный на землю, будет виден в боль- шую трубу диаметром в 100 см; два фонаря, находящиеся друг от друга на расстоянии менее 40 м, будут видны как один, но в два раза ярче. Для того чтобы разглядеть сигналы с Марса, даваемые с помощью такого же фонаря, потребовался бы объек- тив диаметром в 150 м. Современный прожектор диаметром в 2 м с дугой высокой интенсивности был бы виден с поверхности Марса в ,трубу диамет- ром в 30 — 40 см, если только Марс не был бы освещен солнцем; однако, для того чтобы определить, хотя бы самым грубым образом, форму зер- кала, т. е. отличить, например, круг-4 лое от квадратного, потребуется тру- ба диаметром в 50 км. Также, как и в случае микроскопа, применение сверхбольших увеличе- ний не может оказать никакой помо- щи. Изображения звезд окажутся размытыми, темными, подверженными быстрым колебаниям; на темном фо- не поля зрения будут появляться различные оптические явления, при- чины многих недоразумений и ошибок, примеры которых будут приведены ниже. Нетрудно подсчитать, какое уве- личение у астрономической трубы является наиболее рациональным с точки зрения разрешающей силы. При малых,увеличениях диффракци- онное изображение небесного светила еще воспринимается как точка, но глаз различает мало' подробностей вследствие того, что они видны под слишком малым углом. При слишком больших увеличениях размытость изображения скрадывает все подроб- ности и появляется ряд посторонних объекту оптических явлений. Так как глаз при минимальном диаметре его зрачка — 2 мм—разрешает 1'дуги, то наилучшим увеличением следует счи- тать такое, при котором пятно рас- сеяния диффракционного изображения видно под углом в 1' или несколько больше. При этом выходной зрачок, т. е. изображение объектива окуля- ром, должен иметь диаметр около 2—1,5 мм; это позволяет определить величину наилучшего увеличения ув по формуле: где D — диаметр объектива, выражен- ный в миллиметрах. Самые большие современные рефракторы, диаметр которых лежит в границах 80—100 см, допускают увеличения не более 400— 800. Увеличения в 2—3 раза боль- ше То еще допустимы; но дальнейший рост увеличения вреден. Сверхбольшие увеличения имеют следствием еще один крайне сущест- венный недостаток: они вызывают понижение яркости изображения, особенно ощутимое, когда объектом наблюдения являются планеты, коме- ты, туманности и вообще объекты, обладающие конечным видимым уг- лом. Яркость перечисленных объек- тов В', рассматриваемых в трубу, связана с яркостью самих объектов В одним из соотношений: 1) В' = кВ, л D если увеличение у не более чем---, , d где D — диаметр объектива, d — диа- метр глазного зрачка, а к — коэфи- циент пропускания трубы, величина, всегда меньшая единицы; D2 2) В' = кВ— , d2y2 „ D если у больше — d
56 Природа 1942 D Обозначая через у0 величину —— > которую можно было бы называть нормальным увеличением, можно на- писать формулу для В' в виде: - v 2 В' = кВ Т2 Если только у больше т0, происходит уменьшение яркости изображения. При рассматривании объектов, угловой диаметр которых после уве- личения трубой меньше минуты дуги (в эту категорию попадают все звез- ды), яркость В' определяется следую- „ гг D щим образом. Пусть То =-----. d 1. Пока увеличение трубы у0 та- ково, что выходной зрачок (изобра- жение объектива через окуляр) боль- ше зрачка глаза, т. е. пока у меньше То, яркость В' равна: В' = кВт2 и растет пропорционально квадрату увеличения. 2. Когда увеличение т равно То или немного больше, яркость В' остается постоянной и равной В' = кВто2- ' 3. Когда мы переходим к сверх- большим увеличениям, диффракцион- ное изображение звезды, даваемое объективом, не может больше счи- таться точкой и начинают действо- вать законы, относящиеся к объектам видимым под конечными углами; та- ким образом, в этом случае мы имеем: В' = кВто2 (—Y \ 7 J и при т намного больше То происхо- дит большое падение яркости изоб- ражения в противоположность тому, что изложено в элементарных курсах оптики. Очевидно, случай сверхболь- ших увеличений там не предусмат- ривался. Таким образом, переход к увели- чениям, превышающим „нормальное", приводит к двум вредным следствиям: к размытию и к потемнению изобра- жений независимо от того, какие небесные объекты рассматриваются. К этому следует добавить упомяну- тое выше увеличение колебаний изоб- ражений и всех других недостатков, связанных с аберрациями астрономи- ческой трубы. Типичные ошибки изобретателей сверхтелескопов довольно ярко отра- жены в предложении „ультрателеско- па“, рассылавшемся по различным на- шим научным учреждениям в 1941 г. на заключение. Мы несколько оста- новимся на соображениях автора изо- бретения потому, что они указывают на серьезные недостатки преподава- ния физики в средних и высших учеб- ных заведениях, следствием чего яв- ляются неправильные представления о свойствах оптических систем. Автору „ультрателескопа" извест- ны перечисленные выше три препят- ствия, стоящие на пути к сверхболь- шим увеличениям. Для их преодоле- ния он предлагает следующие про- стые способы. Для повышения яркости изобра- жений, которая при сверхбольших увеличениях становится крайне малой, он предлагает в схему оптики астро- номической трубы вставить дополни- тельную линзу, образующую проме- жуточное изображение и превращаю- щую астрономическую трубу в зем- ную, так как промежуточная линза оборачивает изображение. Этой линзе он придает значительные размеры и при этом ссылается на известную формулу, согласно которой яркость изображения пропорциональна квад- рату диаметра объектива. Промежу- точная линза, по мнению автора, иг- рает роль объектива по отношению к окуляру, а следовательно, ее раз- мер определяет яркость изображения; рисунок, иллюстрирующий это поло- жение, повторен здесь. Объектив 01 (фиг. 3) дает изобра- жение А звезды; оно как самостояте- льный объект излучает и покрывает оборачивающую линзу О2 светом, ко- торый в дальнейшем попадает в оку- ляр 03 и в глаз наблюдателя. Если бы изображение Л было самосветящимся предметом, рассуж- дения автора быйи бы правильны.
№ 5—6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы 57 Но Л является изображением звезды, даваемое объективом Лучи, образующие изображение Л, заключены в конусе А Л Вг В2 Л А2 и не выходят из этого конуса. Части B2D2 Л2С2'второй линзы бездействуют и размеры ее не могут влиять на яр- кость изображения (если только она не меньше, чем следует по величине све- тового конуса). Рассматривать изоб- ражения объекта, даваемые оптиче- скими системами, как самостоятельные источники, обладающие всеми свой- ствами последних, — одна из наиболее распространенных ошибок среди лиц, мало знакомых с оптикой. Иногда на такую ошибку толкает йеправильное понимание принципа Гюйгенса, согла- сно которому всякая точка, до кото- рой дошло колебание, сама становит- ся источником колебаний. Следует помнить, что принцип Гюйгенса уточ- няется добавлением Френеля, который по существу сводит волновую оптику к геометрической, если пренебречь диффракционными явлениями, не иг- рающими роли в вопросах, связанных с вопросами световой энергетики. Вторым препятствием на пути к сверхбольшим увеличениям является диффракция. И здесь взгляд автора на диффракцию до последней степени упрощен и сводит диффракцию к от- ражению лучей от блестящего и ост- рого края линзы объектива. Хотя в небольшой мере, особенно при боль- ших углах диффракции, такое дей- ствие и происходит, но оно незначи- тельно и при изучении вопросов, свя- занных с разрешающей силой опти- ческих приборов, им можно прене- бречь. ( Сущность явления — в волновой природе света: диффракционные яв- ления вызываются тем, что световые пучки ограничены; при этом важна только форма ограничивающего кон- тура; цвет края, вид его, материал, из которого изготовлена деталь, ог- раничивающая световые пучки, без- различны. Поэтому предложение авто- ра устранить диффракцию введением за оправой объектива диафрагмы из черного картона никаких изменений в диффракционной картине не внесет. Вторая ошибка изобретателя так- же очень распространена; она заклю- чается в том, что диффракционным кольцам приписывают все вредные последствия диффракции. На самом де- ле яркость диффракционного кольца, по сравнению с яркостью центрального пятна, так ничтожна, что кольца вид- ны только в специальной лаборатор- ной установке. Таким образом, если бы даже ав- тору и удалось устранить диффрак-, ционные кольца, то размытость изо- бражения и все другие недостатки сверхбольших увеличений остались бы полностью. Жертвами несколько легкомыс- ленного отношения к слишком боль- шим увеличениям являются иногда и опытные заслуженные астрономы. Примером могут служить знаменитые < каналы на Марсе. Итальянский астро- ном Скиапарелли предпринял в 1877— 1878 гг. на своем небольшом реф- ракторе Миланской обсерватории систематическое исследование плане- ты Марс и обнаружил на ней сетку тонких линий, пересекающих планету по всем направлениям. Он назвал ли- нии каналами, впрочем, не придавая этому термину общепринятого толко-
58 Природа 194® вания (нужно помнить, что в его тру- бу нельзя было увидеть полосы, ши- рина которых не превышала бы 50— 100 км). Но американский астроном Лоуэл, продолжавший наблюдения Скиапарелли в своей собственной об- серватории, разглядел также эти ка- налы и создал, ставшую впоследствии популярной, теорию каналов, прове- денных разумными существами. Эта теория была вскоре опровергнута последующими наблюдателями, поль- зующимися значительно более мощ- ными инструментами, например, фран- цузом Антониади, разглядевшим вме- сто узких линий отдельные темные сгустки, которые при малой разре- шающей силе инструмента и неподо- бающе сильных увеличениях сливаю- тся и создают впечатление тонких линий. От каналов на Марсе осталось лишь воспоминание в виде бесчис- ленных романов о марсианах, кото- рые, впрочем, чрезвычайно усилили интерес к астрономии. Это лишний раз показывает, что и ошибки в на- учных исследованиях имеют свою положительную сторону. Интересно отметить, что Галилей, первый наблюдавший небесные све- тила в трубу, сам оказался жертвой диффракции и, вероятно, плохого ка- чества своей трубы. Направив свою трубу на Сатурн, он обнаружил на нем какой-то странный придаток, природу которого, несмотря на мно- гократные попытки, длившиеся много лет, открыть ему не удалось. Диаметр его объектива равнялся 35—40 мм; при таком объективе можно теоретически разделить две точки, угловое рассто- яние которых равно 4", т. е. в 5 раз меньше, чем угол, под которым вид- на малая ось кольца Сатурна в наи- более благоприятных условиях для наблюдения, и, следовательно, можно было ожидать, что кольцо будет ясно различимо. Чем объясняется тот факт, что Галилей не распознал кольца? Пови- димому, отчасти вследствие плохого качества трубы, отчасти и потому, что ему в голову не могла притти мысль о возможности существования колец вокруг небесных светил. Тайна кольца Сатурна была раз- гадана лишь Гюйгенсом при помощи им самим изготовленного объектива с фокусным расстоянием в 4 м; диа- метр его был, повидимому, не менее 10 см. Любопытно, что понадобилась разрешающая способность инструмен- та, превышающая в три раза ту, ко- торая необходима в настоящее время любому любителю астрономии, раз- глядывающ°му кольцо Сатурна в тру- бу диаметром в 30—40 мм при двад- цатикратном увеличении. Но люби- тель заранее уже знает, что он дол- жен увидеть. Примером оптических обманов, вызываемых диффракцией, может служить „вулкан на Меркурии", мно- гократно наблюдаемый в небольшие трубы в виде яркого пятна на тем- ном диске планеты во время прохож- дения последней перед диском солнца. Лабораторные опыты, показав, что наблюдаемое пятно создано диффрак- цией, прервали развитие появившейся теории о вулкане громадной величи- ны, действующем на поверхности Меркурия. Теория изображения в микроскопе. Мы до сих пор не разделяли микро- скопа от телескопа и разрешающую силу одного и другого выводили на основании одного и того же предпо- ложения о том, что предмет является самосветящимся. На самом деле в по- давляющем количестве случаев в микроскоп наблюдают предметы бо- лее или менее прозрачные, освещен- ные конденсором; это обстоятельство меняет в основе подход к теории изображений, даваемых микроскопом; оно привело знаменитого физика Аббе к созданию своей теории, о которой будет сказано ниже. С пер- вого взгляда его теория не имеет ни- чего общего с общей' теорией, и странным кажется тот факт, что Аббе приходит к тем же значениям для предела разрешающей силы микро- скопа. Для Аббе предмет играет роль оптической системы, вызывающей явления, которые микроскоп воспри- нимает и передает наблюдателю в виде картины, тем более подобной
№ 5—6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы 59 предмету, чем структура последнего грубее и чем больше численная апер- тура микроскопа. В качестве такого предмета Аббе принял диффракцион- ную решетку; она удобна тем, что ее теория хорошо изучена, и вместе с тем она является наиболее простым объектом, обладающим периодической структурой. В основных чертах Аббе строит свою теорию следующим образом. Пусть Р (фиг. 4) — сечение диф- тров; лишь точка 5Ь лежащая на оси, не является спектром в обычном смы- сле слова, так как она ахроматична. Спектры 5b S^.. Sp являются вторич- ными источниками света, действую- щими когерентно, т. е. они обладают свойством давать интерферирующие между собой пучки. Если в объекта/ попадает лишь один спектр, напри- мер, 5Ь в фокальной плоскости оку- ляра виден лишь серый фон, лишен- ный всякой структуры; при наличии фракционной решетки плоскостью чертежа, О — объектив микроскопа, АЛ1 — плоскость, в которой полу- чается изображение решетки через объектив. Пусть некоторый точечный источник света, расположенный на бесконечности, излучает параллель- ный пучок света, падающий на ре- шетку, Из теории диффракционной решетки известно, что существует определенное число направлений .аь а2)...«р, для которых лучи, рассеивае- мые соответственными прозрачными частями решетки, усиливая друг дру- га по принципу Гюйгенса - Френеля, образуют спектры 5j, 53, S?... Это слу- чается тогда, когда разность хода между любыми двумя лучами равна целому числу длин волн. Если обоз- начить через а период решетки, т. е. расстояние между соответствующими точками ее, через а — угол лучей с осью, через X — длину волны и k — целое число, то: a sin а - ЛХ и спектры расположатся на рассто- яниях f tga от оси; зависимость от X обусловливает существбвание спек- двух спектров образуется, как в опы- те Юнга, ряд полос, попеременно светлых и темных, схожих с предме- том— решеткой лишь в отношении числа светлых и темных мест. Математическая разработка явле- ний интерференции в этом случае по- казывает, что чем больше спектров участвует в образовании изображе- ния, тем последнее точнее воспроиз- водит предмет. Число спектров тем больше, чем больше численная апер- тура микроскопа и чем тоньше струк- тура предмета. Уменьшение апертуры уменьшает число спектров, а сле- довательно, искажает изображение. При некоторых условиях освещения кажущаяся резкость увеличивается, т. е. контуры подробностей делаются более тонкими, и это обстоятельство вводит в обман наблюдателя. В по- гоне за резкостью он забывает, что рассматриваемая им в микроскоп кар- тина имеет мало общего с предметом. Мы видим, что в теории Аббе ка- чество изображения, т. е. его боль- шее или меньшее сходство с предме- том, обусловливается числом спек- тров,образующих окончательное изоб-
60 Природа 1942 ражение. Основным правилом для ми- кроскописта, рассматривающего пе- риодическую структуру, является сле- дить за диффракционными спектрами в фокальной плоскости объектива и всеми имеющимися у него средствами увеличить их число. По теории Аббе предел разреша- ющей силы микроскопа определяется переходом числа спектров с двух или больше до одного. Этот переход происходит либо при уменьшении периода структуры, что сопровож- дается увеличением углов а, либо при уменьшении апертуры микроскопа и срезании пучков, образующих допол- нительные спектры. При этом пере- ходе картина интерференционных по- лос исчезает, оставляя вместо себя серый, бесструктурный фон. Если светящаяся точка находится на оптической оси микроскопа, тео- рия Аббе дает для наименьшего раз- решаемого расстояния формулу: л е =--------. «1 sinoii Если светящаяся точка отводится с оси (так называемое „косое осве- щение"), ех уменьшается и может быть доведено до величины: OjSX ®1 — “—;---• П181ПО>1 Такое увеличение разрешающей силы объясняется тем, что при косом ос- вещении центральный спектр, сме- щается в сторону и в фокальной плоскости объектива помещается два спектра на противоположных концах, расстояние между которыми в два раза больше, чем при центральном поло- жении источника. Формула приводит к результату, весьма близкому к полученному ра- нее для самосветящихся объектов. Это с первого взгляда странное сов- падение объясняется тем, что само- светящиеся объекты, излучающие широкие пучки света, и объекты, освещенные широкими пучками кон- денсора, ведут себя одинаково, как это было показано Лауэ и акад. Ман- ,'дельштамом. Наконец существует еще вид объ- ектов, наиболее часто встречающийся в практике микроскопистов- студени- стые вещества, содержащие включе- ния с другим показателем преломле- ния, например, клетки. Они не имеют периодической структуры и не попа- дают под теорию Аббе. Теория изо- бражения таких объектов, даваемого микроскопом, очень сложна и начало ее было положено акад. Рождествен- ским. Пучки, идущие из источника света, проходят через среды с раз- личными значениями показателя пре- ломления, интерферируют между со- бой и образуют сложные интерферен- ционные рисунки около контуров, которые могут быть причиной оши- бок при рассматривании изображения. Таким образом, каков бы ни был рассматриваемый в микроскоп объект, если только его структура достаточно мелка, его изображение не подобно ему: ряд подробностей отсутствует, сглаженный диффракцией; на конту- рах разглядываемых предметов появ- ляются штрихи, полосы, кольца. Размеры и форма мелких точко- образных деталей искажены. Все эти недостатки подчеркиваются и усили- ваются, когда применяются большие увеличения; оптический обман вероя- тен тем более, что изображения темне- ют и в темноте еще легче ошибиться. Ошибки в работах микроскопистов. Микроскописты, как правило, ме- нее знакомы с теорией изображения, чем их коллеги астрономы, которых необходимость заставляет быть одно- временно и оптиками. Их основная ошибка заключается в некритическом отношении к рассматриваемой карти- не, основанном на глубокой вере в то, что изображение, видимое в мик- роскоп, в точности воспроизводит предмет, лишь увеличивая его раз- меры. Немало крупных ошибок даже среди авторитетных специалистов вызвано таким упрощенным взглядом на работу микроскопа. Некоторые из этих ошибок мы здесь рассмотрим1 без ссылок на источники. 1 Материалом, иллюстрирующим высказан- ные здесь соображения, я обязан д-ру. Я. Е. Элленгорну, которому приношу искрен- нюю благодарность»-
№ 5—6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы 61 Одна работа по микроскопии по- священа определению размеров край- не маленьких частиц, диаметром не превосходящих несколько десятых микрона. Для этого автор определял размеры изображений большого чис- ла частиц и брал среднее в надежде на то, что статистика компенсирует неточность измерений. Однако вслед- ствие диффракции, как было указано выше, размеры изображений частиц, близких по своим размерам к наи- меньшим разрешаемым расстояниям, все оказываются увеличенными, так как точка изображается кружком. Поэтому никакие средние не могут поправить систематически получае- мую погрешность. При изучении диатомовых водо- рослей структура панцырей их имеет исключительное значение для систе- матики диатомей. По форме и распо- ложению штрихов определяют, к ка- кому виду относится рассматриваемая диатомея, и при этом определении допускают ошибки, которые приводят к неверному определению вида. Панцыри диатоме^ имеют почти строго периодическую структуру, причем настолько тонкую, что ряд подробностей лежит за пределами различения самых сильных микроско- пов. Особое значение для классифи- кации диатомей имеют продольные и поперечные полосы на панцыре. Од- нако от внимания ряда исследовате- лей ускользало то обстоятельство, что в зависимости от способа освещения можно совершенно из- менить вид изображения, получая только поперечные или только про- дольные полосы. Получение тех и других одновременно требует весьма тщательно обдуманного способа осве- щения, обеспечивающего достаточ- ную разрешающую силу в двух на- правлениях. Необходимо следить за расположением спектров в фокальной плоскости объектива и с помощью косого освещения добиться наиболь- шей возможной разрешающей силы в интересующем наблюдателя напра- влении. Так как указанные меры не были приняты, у авторов, занимаю- щихся классификацией диатомей, встречаются самые противоречивые результаты: у одного на панцыре нет никаких штрихов, у другого— продольные, у третьего — лишь попе- речные, у более опытных наблюдате- лей — квадратная сетка штрихов. Раз- личие результатов, полученных с одинаковой аппаратурой, вытекает лишь из различных способов осве- щения предмета. Еще частая ошибка у микроско- пистов, вызываемая все той же верой в подобие между изображением и предметом, заключается в следующем приеме. Когда картина в фокусе оку- ляра сложна и не поддается простому толкованию, наблюдатель чертит ряд рисунков и рассматривает их с боль- шого расстояния, добиваясь того, чтобы рисунок произвел на него та- кое же впечатление, как и картина в микроскопе (Шифф). Этот прием ва- риируется еще следующим образом: вместо рисунка изготовляется из ни- ток, проволок, трубок, шаров и т. д. такая комбинация предметов, которая при рассматривании с соответствую- щим освещением воспроизводит на- блюдаемую в микроскоп картину (Шеде). Эти приемы, конечно, в корне неправильны и приводят к Ошибкам, тем более значительным, чем тоньше структура рассматриваемого объекта. Перечень возможных ошибок ми- кроскопистов мы на этом прервем. Каждый микроскопист должен пом- нить, что изображение, рассматривае- мое в микроскоп, связано с объектом весьма сложным образом; сходство между объектом и изображением тем меньше, чем тоньше структура пред- мета и чем больше применяемое уве- личение. Особенно следует остере- гаться больших увеличений: они при- водят к тому, что выходящие пучки становятся очень узкими, глаз рабо- тает в неестественных условиях край- не малого зрачка, а это в свою оче- редь вызывает новые диффракцион- ные явления в глазу, появление энто- птических пятен, точек и тому подобных мешающих зрительных ощущений. Наилучшим увеличением следует считать такое, при котором пучок, выходящий из микроскопа,
62 Природа 1942 имеет диаметр от 2 до 1 мм; из этого вытекает такая формула для увели- чения Г микроскопа, фокусное рас- стояние которого равно f: 250 __ zzjsincoj 500 А Г =----=• 250- —----*=-----, где d— f d/., d диаметр выходного зрачка микроскопа; при</=2—1 мм получаем для Г значе- ние численной апертуры от 250 до 500. В наиболее мощных объективах ми- кроскопа численная апертура не превышает 1,5. Максимальное увели- чение, которое такие микроскопы могут давать без заметного искаже- ния изображения, не превосходит 500—700. Кроме того, в настоящее время можно считать достигнутым предел для численной апертуры, так как величина sin^j практически дошла до единицы, а значение «1 навряд ли может быть значительно увеличено. До тех пор, пока мы пользуемся ви- димым светом для рассматривания предметов через микроскопы, величи- на X также не может быть умень- шена. Таким образом, можно считать, что та разрешающая сила, которой обладают наши наиболее мощные объективы микроскопов, не может быть заметно увеличена, а в резуль- тате нельзя рассчитывать на то, чтобы увеличение современных микроскопов могло быть повышено. Пределы возможностей оптических систем. Многие из причин, ограничивающих возможности оптических систем, ле- жат в самой природе света и по- этому никаким образом не могут быть устранены. К таким причинам отно- сится явление диффракции, которое ставит предел увеличению оптических систем. Но из принципиальной невоз- можности устранения диффракции ни- сколько не вытекает, что достигнуты пределы познания природы с помощью света. Можно только сказать, что диф- фракция нарушает подобие между предметом и его изображением, давае- мым оптической системой, и, начиная с какого-то определенного увеличе- ния, это нарушение настолько сильно, что между предметом и его изображе- нием не остается никакого сходства. Предел этот зависит от структуры предмета, от . численной апертуры микроскопа или от диаметра объек- тива зрительной трубы, от способа освещения объекта, увеличения опти- ческой системы, длины волны света. Укорачивая длину волны, напри- мер, применением ультрафиолетового света и специальной оптики из про- зрачного для этой части спектра ма- териала и фотографируя изображение или рассматривая его на флюоресци- рующем экране, можно добиться уве- личения разрешающей силы раза в два по сравнению с обычной оптикой. Однако значительные трудности, свя- занные с рассматриванием изображе- ния, мешают распространению ука- занного метода. Значительно дальше можно подвинуться в направлении увеличения разрешающей силы с по- мощью электронных микроскопов, на которых мы здесь останавливаться не будем. Напомним только, что электронный микроскоп в принципе позволяет рассчитывать на увеличе- ние разрешающей силы в тысячи раз по сравнению с обычным микроско- пом; практически же до сих пор уда- лось увеличить ее сравнительно не- много (не более 10 раз). Можно ли перейти за пределы, установленные самой природой света? Все’зависит оттого, что понимать под выражением „видеть предметы в оптическую систему". Если его пони- мать в обычном смысле, т. е. пред- полагая, чТо изображение в точности воспроизводит предмет, как мы его видели бы на более близком расстоя- нии, то перейти за пределы, обусло- вливаемые приведенными выше фор- мулами, невозможно, точно так же, как, например, нельзя взвешивать миллиграммовый предмет.с помощью весов, чувствующих грамм. Но можно понимать „видение" более широко, подразумевая под „видением* слож- ный процесс, в котором, помимо не- посредственного и протекающего без участия сознания чисто зрительного восприятия, происходит сознательная работа мозга, дополняющая работу глаза всем приобретенным ранее опы- том и выключающая из сознания все то, что связано исключительно с де-
№ 5-6 Сверхмикроскопы и ультрателескопы фектами глаза. В данном случае сле- дует исключить все искажения, обусловливаемые диффракцией, и вос- становить картину, которая получи- лась бы при отсутствии диффракции. Диффракционное изображение точки имеет вполне определенное, хорошо известное распределение освещенности (фиг. 2). Если предмет хоть сколько-нибудь отличается от точки и обладает размерами и фор- мой, диффракционная картина ме- няется, так как происходит наложе- ние бесконечного числа таких картин одной на другую и в результате по- лучается сглаживание хода освещен- ности по диаметру. Если вместо одной точки имеются две; расположенные как угодно близко, хотя бы ближе, чем наименьшее разрешаемое рас- стояние прибора, с которого произ- водится наблюдение, диффракционная картина подвергается изменению, хотя глаз и не различает наличия двух точек. Теоретически возможно, зная рас- пределение освещенности в диффрак- ционной картине, определить форму и размеры предмета. Однако реше- ние этой задачи представляет гро- мадные затруднения в случаях, когда предмет имеет сложную структуру; в простых случаях, например, если на- блюдается звезда, которую можно принимать за равномерно светящийся диск, или пара бесконечно удаленных звезд, можно на основании исследо- вания диффракционной картины опре- делить видимый диаметр звезды в первом случае и угловое расстояние между звездами и их относительную яркость во втором случае. Примене- ние такого метода, предложенного акад. Вавиловым, наталкивается на ряд практических затруднений, как, на- пример, на плохое качество получае- мых фотографий звезд, не позволяю- щих точно мерить распределение ос- вещенности. Но все затруднения не носят принципиального характера и 6 развитием техники будут устра- нены. Прибор Майкельсона для измере- ния видимых диаметров звезд также использует диффракцию, но иным путем. В этом приборе для получе- V ния диффракционной картины выре- зают две щели по краям объектива или для усиления чувствительности прибора переносят с помощью плос- ких зеркал М\, Мг, (фиг. 5) щели на большое расстояние друг от друга (до 10 м). Изображение светя- щейся точки, даваемое прибором Майкельсона, представляет собой диф- фракционную картину, соответствую- щую одной из щелей, но исчерчен- ную темными полосами, которые вызваны интерференцией лучей, иду- щих из двух щелей, как в опыте Юнга. При увеличении угловых раз- меров звезды полосы размываются и при определенной зависимости между угловым диаметром источника и рас- стоянием между зеркалами Afi и Л42 полосы совершенно исчезают. Меняя расстояние между зеркалами — щеля- ми и М2 таким образом, чтобы получилось размытие полос, можно определить видимый угловой диаметр звезды. Немало имеется и других возмож- ностей извлечь из изображений, да- ваемых оптическими системами, боль- ше, чем дает непосредственное на- блюдение. Много нового дает увели- чение контрастности изображения, предложенное акад. Линником, а так- же трехцветная фотография в ультра- фиолетовых лучах, разработанная Е. М. Брумбергом в лаборатории акад. С. И. Вавилова, с помощью которой
64 Природа 1942 получаются цветные снимки, — конеч- но, в условных цветах, — не только более контрастные, чем обычные се- рые снимки, но позволяющие в неко- торой степени судить о химической природе отдельных частей объекта. Рельеф наблюдаемого объекта обри- совывает интерферометр акад. Лин- ника, накладывая на изображение сет- ку горизонталей и превращая фото- графию объекта в топографическую карту. Вероятно, будет придумано еще немало приспособлений, имеющих целью извлечь все, что только воз- можно, из тех возможностей, которые волновая природа света может пре- доставить работе оптических прибо- ров, но если и удастся продвинуться вперед в этом направлении, то не на- много и притом придется преодоле- вать большие технические и теоре- тические затруднения. Коренная революция в оптике мо- жет быть осуществлена лишь с по- мощью электронных пучков, длина волны которых может быть доведена до значений в тысячи и десятки тысяч меньше, чем длина волны ви- димого света. Несмотря на очень большие экспериментальные трудно- сти, задерживающие развитие элек- тронно-оптических приборов, элек- тронные микроскопы уже в настоящее время позволяют во многих случаях получить эффективные увеличения, превосходящие во много раз увели- чения самых сильных микроскопов, и здесь открываются весьма широкие перспективы. Все же нужно помнить, что сложность, громоздкость и услов- ность тех изображений, которые дают электронные микроскопы, не позволят им вытеснить чисто оптические ми- кроскопы. Для изобретателей предо- ставляется большое и благодарное поле деятельности, но необходимо направить эту деятельность не на бесплодные искания бесполезных сверхувеличений, а на трудную, кро- потливую работу по усовершенство- ванию оптических приборов как в отношении их конструкции, так и в отношении углубления их теории.
ЕСТЕСТВЕННЫЕ НАУКИ И СТРОИТЕЛЬСТВО СССР ВОЙНА И ИНТЕНСИФИКАЦИЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЛЕСНЫХ ТЕРРИТОРИЙ Проф. А. П. ИЛЬИНСКИЙ „Изучать лес, его строение, его жизнь оторванно от одновременного изучения среды бесцельно, это бу- дет изучением чего-то нереального или уже неживого". Временное выпадение из хозяйст- венного оборота, в силу военных со- бытий, части территории нашей стра- ны требует срочных мер к возможно полному использованию огромных пространств, лежащих вне сферы во- енных действий. Значительную долю их составляют, так называемые, лес- ные площади. В состав их входят не только пространства, пойрытые древо- стоями, но также и вырубки, гари, луга, дороги, нередко также более или менее обширные водные прост- ранства и пустыри. Основной плановой продукцией лесных площадей, слагающихся из столь разнородных угодий, до сих пор является почти исключительно древесина. На ней сосредоточено почти всецело внимание нашего лесного хозяина. В этом легко убе- диться, не только работая в любом из лесничеств, но и взяв лучший советс- кий учебник по общему лесоводству проф. М. Е. Ткаченко р]. В части его, посвященной лесоводству, говорится исключительно лишь о мероприятиях по выращиванию древесины. Лес, по Ткаченко, только „боль- шая совокупность деревьев" и „свое- образный элемент ландшафта" [’]. И если от Ткаченко, крупного ученого с исключительной эрудицией и боль- шим кругозором, ускользает биоце- нологическая сущность, леса, без уче- та которой невозможно планомерное Б-Природа, М Б—6 Г. Н. Высоцкий (1930). управление всей жизнью леса, то многие рядовые работники лесхозов и лесничеств, подавленные к тому же огромным разнообразием форм отчет- ности и бесконечными запросами, буквально „из-за деревьев не видят леса". Узко технический подход к лесу, недоучет того, что лес прежде всего является биоценозом, сильно сужает горизонт лесного хозяина и лесоустроителя и мешает им плано- мерно использовать все возможности, предоставляемые лесом. , А возможности эти очень велики. Некоторое представление о них мож- но составить, например, по тому, что до войны крестьяне выручали за гри- бы и лесные ягоды около 200 млн. золотых рублей —сумму, превышаю- щую стоимость экспортировавшейся за границу древесины f1]. А йедь и грибы и ягодники до сих пор по су- ществу находятся вне поля зрения лесного хозяина. Никакого за ними ухода не ведётся и эксплоатируются они по большей части хищнически. Между тем большинство наших лес- ных деревьев является облигатными микотрофами, и опыты по заражению дубовых сеянцев грибом, входящим в состав дубовой микоризы, дали по- ложительные результаты [2]. Следо- вательно, лесной хозяин заинтересо- ван в микофлоре и по линии основного своего производства. Значительно менее разработана методика разведе-
66 Природа 1942 ния в лесу съедобных грибов, часть которых входит в состав микориз, хотя и здесь имеются ударные опы- ты [3]. Наши пятилетние наблюдения над развитием биоценозов в сосно- вых посадках в Воронежской лесо- степи показали [4], что самочинное появление рыжика (Lactarius delicio- sus) в сосновых молодняках строго закономерно, и, следовательно, его можно и нужно предвидеть. Урожай плодовых тел рыжика в нормальные или дождливые годы настолько велик, что допускает, например, в изучав- шемся нами Савальском лесничестве, как показал опыт 1941 г., предприня- тый в значительной мере в резуль- тате наших исследований, заготовку его промышленными организациями. За малинниками, развивающимися как под пологом, так особенно пыш- но на гарях и лесосеках, не только нет никакого ухода, но они часто стаптываются при неорганизованном сборе чуть ли не на половину. При небольшом уходе, который состоит в основном в удалении отмерших по- бегов и прореживании живых, урожай „ягод” (многокостянок) малины уве- личивается. Положительно влияет так- же на урожай малины, нередко по- вышая его вдвое, вынос в малинники пчелиных ульев. Увеличивается при этом не только количество плодов, но и их вес. По данным Украинской пчеловодной станции, вес 100 плодов малины, завязавшихся из цветов, за- щищенных от посещения насекомых, равнялся 56 г, а завязавшихся в ре- зультате опыления при помощи на- секомых—119 г [5]. Пчеловодство в большинстве широколиственных и хвойношироколиственных лесов не только возможно, но и прибыльно: недаром свыше 42% всех пасек бывш. Казанской губ. помещалось в ле- сах |3]. В некоторых лесах уже давно не древесина, а другие лесопродукты являются их главной продукцией. Насколько косны при этом формы лесного хозяйства и психология лес- ных хозяев, показывает следующий факт. В кедровых лесах Сибири се- мена Pinus sibirica, или, так называе- мые, кедровые орешки, являются бо- лее ценным продуктом, ’чем древе- сина этого дерева. Отсутствие ухода за кедром в целях получения боль- шего количества семян и особенно безобразные хищнические приемы их сбора вынудили В. И. Ленина еще в 1921 г. подписать, в качестве предсе- дателя Совета труда и обороны, дек- рет об упорядочении сбора кедровых орехов f1]. В ореховых (из грецкого ореха Juglans regia) лесах южной Кир- гизии урожай „ореха” (косточек пло- дов) значительно ниже, чем в За- падной Европе. В то время как 140- летнее дерево при уходе за ним дает в Европе до 450 кг „ореха” [•], сред- ний урожай одновозрастного дерева в Киргизии составляет всего 17 кг [’]. Сейчас валовой урожай ореха в южной Киргизии превышает 40 тыс. тонн [7]. Только одна полная реали- зация его дала бы огромные суммы, не уступающие выручаемым за дре- весину. При уходе же за лесом, на- правленном к повышению урожая плодов, Киргизия могла бы давать Союзу от 337 до 675 тыс. т „ореха* и такое же количество мякоти и на- ружной оболочки плода. Последние содержат 50% красящих веществ и 18% таннидов, т. е. могут быть испо- льзованы для изготовления красок и в кожевенной промышленности. Плодами ореха не ограничивается почти не используемая до сих пор продукция благодатных киргизских лесных территорий. Они дают, кро- ме того, около 24 тыс. т свежих или 4,5 тыс. т сухих яблок. Это без всякого ухода. Средний урожай на яблоню без ухода — 36 кг. Яблони же, оставшиеся от расчистки леса и по- павшие на пашню, дают до 1 т яб- лок. Таким образом, по С. Я- Соко- лову, даже при элементарном уходе в Киргизии можно получить от 127— 254 тысяч т яблок 7. Вкус их, вели- чина и форма очень варйируют. Есть очень сладкие и крупные. 1 К сожалению, и в наших садах средний урожаИ яблони колеблется между 30 и 40 кг на дерево, так что пока расчеты эти несколь- ко оптимистичны. Р$д.
№ 5—6 Естественные науки и строительство СССР 6? Селекция не только киргизских, но и диких яблонь европейской части СССР очень перспективна. Кроме ореха и яблок, в тех же киргизских лесах можно получить еще значительное количество плодов алычи, фисташки и барбариса. В ре- зультате ботанических исследований Наркомзем СССР 5.VIII. 1932 г. и Сов- нарком Киргизии 7.IV. 1933 г. по- становили организовать в Киргизии орехо-лесосовхозы. Предстоит еще большая работа, пока это дело будет налажено как следует. Необходимо уточнить данные по урожаям дей- ствительным и возможным. До сих пор они весьма приблизительны, почти не выяснена их ритмика и ко- лебания от года к году. Необходимо разработать методы эксплоатации, включая сюда и меры ухода. Необ- ходимо, наконец, преодолеть инерцию производственников и заготовителей. До издания упомянутых выше поста- новлений, Союзплодоовощь, которому были поручены заготовки ореха и фисташки, систематически не выпол- нял плана. В 1931 г., например, по ореху было выполнено 52% плана, а по фисташке всего 36°/о. К сожалению, в литературе мы не нашли анализа причин этого явления. При проведении мероприятий по интенсификации использования лесных территорий, являющихся в их сово- купности ломкой современных устоев лесного хозяйства, неизбежны в пер- вое время неудачи и ошибки. Послед- ние нужно исправлять, а первые не должны обескураживать. Необходимо только, чтобы наука в этой работе не отставала от практики и чтобы среди лесного персонала господствовало убеждение в необходимости прово- димых ' мероприятий. Тогда успех обеспечен. В качестве иллюстрации укажу на историю использования в качестве гутаперченоса бересклета бородавчатого (JEvonymus verrucosa). В советской научной литературе за последнее время появился ряд работ, посвященных биологии и культуре этого ценного растения [2,8,10] Таким образом, с этой стороны дело обстоит благополучно. Во многих, вероятно, лесничествах-предписание о заготовке корней бересклета было встречено сначала, как это пришлось наблюдать нам в одном из них, как докучливое от- влечение от „дела*1, т. е. привычных мероприятий по уходу за древостоями и их эксплоатации. Однако в послед- ние годы, когда премии за работы по бересклету (заготовка корней и зак- ладка питомников) не только руко- водящему персоналу лесничества, но и работницам на питомниках, значи- тельно превысили размеры премий по другим разделам работы и были получены благодарственные письма с заводов, почувствовался резкий пере- лом настроения в лесничестве. Бере- склет завоевал у лесного персонала права гражданства. Перестройка лесного хозяйства пойдет быстро и безболезненно, если она будет опираться на крепкую и здоровую теорию. Трудно использо- вать все возможности леса без учета его биоценотической сущности, не зная законов развития или движения биоценозов, сменяющих друг друга во времени и в пространстве на лес- ной территории. Закономерности раз- вития древостоев, найденные нашими советскими и зарубежными лесовода- ми, не исчерпывают вСей совокупно- сти процессов, происходящих в лесу. Приступая к активной перестройке лесных биоценозов, способствуя раз- витию одних компонентов лесных би- оценозов и уничтожая или подавляя развитие других, все время приходи- тся помнить, что компоненты эти свя- заны с остальными компонентами био- ценоза частью непосредственно, ча- стью же, и большей, косвенно. Массо- вое развитие чистотела[п] в жердня- ках сосновых посадок в степи и лесо- степи возможно только при известном прореживании древесного полога. Бу- дучи занесен в посадке, обычно в виде семян, чистотел на 2—3-м году начина- ет расселяться под пологом сосны. Расселение идет, как путем самораз- брасывания семян, причем нормально растение передвигается таким путем за год на 0,8 м, так и с помощью му- равьев. С помощью муравьев расте- ние передвигается на расстояние до 10 м в год. Еще большее расстояние проходит чистотел благодаря мерам 5*
68 Природ! 1942 ухода за лесом. Так, при выволаки- вании срубленных сосен на межквар- тальную дорогу волочащейся кроной вырываются целые особи чистотела и, если это происходит летом, иног- да обсеменяют почву на несколько десятков метров. Чистотел подавляет развитие не только других травянис- тых растений, но в засушливые годы снижает даже прирост сосны. Влияет он также на состав фауны и на по- верхностные горизонты почвы. Доходность лесной территории может быть повышена не только пу- тем эксплоатации даваемых ею про- дуктов, но также и путем введения нового для нее растения или живот- ного. Так, например, попытка куль- туры под пологом жердняков ряда лекарственных растений, сделанная нами в Воронежской области, позво- ляет надеяться на положительные ре- зультаты в отношении Hydrastis ca- nadensis и Podophyllum peltatum. Очень перспективным является разведение в наших дубравах китай- ского дубового шелкопряда [12]. В 1938 г., в результате выкормки его гусениц на 700 га дубовых молодня- ков, получено сырья для изготовле- ния тканей, необходимых не только для изготовления одежды, но и для обо- ронной промышленности, на 1419000 руб. При скармливании даже 0,5 всей листвы дубки тем не менее не гиб- нут и быстро оправляются на следу- ющий год. Даже при столь энергич- ном скармливании теряется не более 1,5 м3 дубовой древесины на 1 га. Использование же только 1—2% пло- щади дубовых лесов СССР, позволит нам добиться мирового первенства по производству шелкового сырья.' Но вводить то или иное растение или животное, чуждое данному био- ценозу или даже области, приходит- ся очень осторожно. Необходимо помнить, что некоторые виды как ра- стений, так и животных иногда чув- ствуют себя за пределами коренного счоего ареала лучше, чем на родине и расселяются по новой для них тер- ритории значительно энергичнее [13], нередко даже подавляя при этом ко- ренное население [14]. Примером та- кого нежелательного расселения эк- зота является поведение Rhus toxico- dendron, введенного в посадки в Ве- лико-Анадольском лесничестве. Здесь это растение образовало сплошной ядовитый ковер под пологом дере- вьев. Наши пятилетние работы в Са- вальском опытном лесничестве Воро- нежской области показали [15], что в засушливые годы красная бузина (Sambucus racemosa') вводимая, сог- ласно инструкциям, в качестве под- леска в сосновые посадки, значите- льно снижает прирост сосны. Если добавить к этому, что бузина затруд- няет естественное возобновление сосны и удорожает и затрудняет уход за последней, а также учесть то, что, будучи введена в какой-нибудь квар- тал, она расселяется затем самочинно с помощью птиц по всему лесному массиву, что ее очень трудно выве- сти,- так как она способна давать кор- невые отпрыски, то придется при- знать, что целесообразность введения бузины в степные сосновые посадки окажется более чем сомнительной. Учитывая все вышесказанное мож- но наметить в самых общих чертах пути интенсификации использования лесных территорий. Они будут ва- риировать в зависимости от геогра- фического положения лесничества или лесхоза, степени экономического развития района, в котором, послед- ний находится, состояния и харак- тера путей сообщения и т. д. Кроме того, при планировании лесного хо- зяйства приходится предвидеть зна- чительно дальше вперед, чем при планировании сельского хозяйства. В данный момент наиболее эффек- тивными обещают быть мероприя- тия интенсификации использования лесных площадей в южной части СССР, начиная с зоны хвойно-широ- колиственных лесов. В основном они сведутся к следующему. По породам первого яруса необ- ходимо выяснить, не является ли при данной экономической обстановке более выгодным не ограничиваться хозяйством только на древесину, а использовать также и пасоку (берёза, клен), живицу (пихта, сосна), почки (береза), кору (ель, осокорь, береза), цветы как непосредственно в каче-
№ 5—6 Естественные науки и строительство СССР 69 стве лекарственного сырья (липа), так и медоноса (липа, клен), плоды и се- мена (кедр, бук, дуб, грецкий орех) и золу от сжигания ветвей (ильмо- вые) [1В]. По породам II яруса и под- леску необходимо разработать мето- ды побочных хозяйств на плоды (яб- лоня, рябина, груша, ягодные кустар- ники, лещина, шиповник, сев. амери- канские ирги), корневые системы (бе- ресклет), • кору (крушина слабитель- ная). По травяно-кустарничковому по- крову работа должна итти в несколь- ких направлениях: 1) разработка ме- тодов эксплоатации и обогащения естественных зарослей (брусника, черника, земляника, лекарственные и технические дикорастущие растения); 2) введение под полог ценных много- летних травянистых растений и кус- тарничков; 3) культура на пустырях, противопожарных дорожных обочи- нах, в междурядьях и на лесосеках пи- щевых, технических и лекарственных растений как однолетников (положи- тельные результаты получены [16] с картофелем, кукурузой, фасолью и целым рядом других растений), так и многолетников (кок-сагыз, белладон- на, аконит, эстрагон и др.); 4) посев кормовых трав в одних случаях и выпас овец [”], как мера борьбы с вредным травяным покровом — в других; 5) упорядочение и регламен- тация сбора грибов и разведение под пологом (рыжик, груздь, белый гриб, подосиновик, подберезовик) и на по- лях (шампиньон, масленок) наиболее ценных сортов съедобных грибов; 6) развитие в лесах пчеловодства; 7) разведение ценных животных как местных (лиса, бобр, барсук, ди- кая коза, лось, сколия), так и экзо- тов (енотовая собака, китайский ду- бовый шелкопряд); 8) временный выпас домашних животных и птиц (свиней в дубравах III—IV бонитета, улучшающих почвенные условия, рост и возобновление дуба, кур с целью борьбы с вредными насекомыми) с целью не только получения животных продуктов (мяса, яиц и т. п.), но и направления происходящих в лесу процессов в желательную для нас сторону; 9) привлечение птиц (раз- вешивание дуплянок, борьба с бес- цельным разорением гнезд, разведе- ние кустарников с сочными плодами) для улучшения санитарного состояния леса; 10) ввиду того, что динамика лесных биоценозов еще почти не изу- чена, необходима широкое разверты- вание стационарного комплексного всестороннего изучения ее с целью разработки методов управления ею. Интенсивное использование лесных территорий и связанная с этим пере- стройка устаревших основ лесного хозяйства не только позволят цам легче пережить трудности военного времени, но и укрепят экономическую мощь нашей прекрасной родины в эпоху мирного строительства. Литература [1] Ткаченко М. Е., проф., Асосков А. И., доц., Синев В. Н. ассист. Общее лесо- водство. Л. 1939. [2] Б а р а и е й А. В. Опыты внесения микоризных грибов в почву. Лесн. хоз. 10, 45— 47, 1940. [3]. Самуцевич М. Разведение лесных грибов. Советская ботани- ка, 1, 1938. [4] И л ь и н с к и й А. П., проф. (ред.). Труды лесостепной экспедиции, т. 1, изд. ГЭНИИ, Л. 1941. [5] Г у б и н А. Ф., Кова- лев А. Л., Комаров П. М., Таранов Г. Ф. и Титов В. А. Пчеловодство М. 1941. [6] Reebmann. Juglans regia und Juglans nigra. Mitt&il. d. Deutsch. Dendr. Geseisch. 1907. [7] Красовский П. А., С о к о л о в С. Я. и Соснин Л. И. Ореховые леса южной Кир- гизии. Труды БИН АН СССР. Сер’. V. Расти-' тельное сырье, 1, 299—393, 1938. [8] Страт а- н о в и ч А. И. и др. Бересклет. Труды ЦНИИЛХ, Л, 1938. [9] Сахарова-Тимофеева Н. Л. Окультивирование б?ресклета бородав- чатого. Лесное хозяйство 7, 1940. [10] Га бай В. С. и др. Раз, едение бересклета бородавча- того на плантациях и под пологом леса в pare рнах водоохранной зоны. ВНИИЛХ, вып. 13 I 17, Результаты н.-исслед. работ по лесно- му хозяйству за 1938 и 'за 1939 гг. 1940. [И] Ильинская В. Б. Чистотел и его распространение в Савальской даче. Труды лесостепной экспедиции, ГЭНИИ, в. 1, 72-82 Л., 1941. [12] Архангельский П. К. Раз- ведение дубового шелкопряда. Лесное хозяй- ство, 5, 44—48, 1932. [13] Ильинский А. П. Ареал и его динамика. Советская ботаника, 5, 3-11,1933. [14] Ильинский А. П. Расти- тельность земного шара Л., 1937. [15] Ильин- с к и й А. П. Фитогеография и степные лесо- насаждения. Советская ботаника, 8, 1939. [16] Lustig Е., Die Zwischenkultur im Forst. Wien 1940. [17] Высоцкий Г. H., акад. Малень- кое дополнение. Лесное хозяйство, 7, 1939. [18] Крылов А. Н. Мои воспоминания. Казань, 1942.
ПРИРОДНЫЕ РЕСУРСЫ СССР АРКТИКА И КРАЙНИЙ СЕВЕР КАК МОЩНЫЙ ИСТОЧНИК ПИЩЕВЫХ РЕСУРСОВ ДЛЯ СССР Проф. А. Ф. НИКИТИН Интенсивный прирост населения СССР требует освоения огромных пустых пространств нашего Севера, для чего необходимо прежде всего обеспечить ^население местными пи- щевыми ресурсами. Арктика завоевана нами, но в пищевом отношении еще не освоена и так же, как и крайний Север, не- правильно считается районом, только потребляющим пищу, а не произво- дящим ее. Между тем, огромные пространства Арктики и крайнего Севера богаты разнообразными пи- щевыми ресурсами как животного, так и растительного происхождения. К пищевым ресурсам животного про- исхождения относятся морские звери, рыбы и беспозвоночные, наземные животные, при промышленном исполь- зовании которых мясная туша и съедобные внутренние органы в нас- тоящее время остаются неиспользо- ванными и выбрасываются в море или где попало на суше, К этой же категории относится бесчисленное множество птиц, считающихся, как и мясо арктических животных, „несъе- добными". К пищевым ресурсам рас- тительного происхождения относятся морские водоросли, лишайники, гри- бы, ягоды, витаминные 1 травы, клу- беньковые растения и пр. За отсут- ствием сведений об их местонахож- дении, способах приготовления и хранения эти пищевые богатства также остаются неиспользованными. Есть научные данные, свидетель- ствующие о высоких питательных качествах как жиров (богатство их непредельными углеводородами), так и мяса животных (полноценный белок, содержащий в своем составе почти все аминокислоты), а также данные, свидетельствующие о высоких свой- ствах растительных продуктов (ви- тамины, иод и пр.). Есть основание рассчитывать, что Арктика и крайний Север не только могут прокормить свое население, но еще дать значи- тельную продукцию остальному на- селению нашей страны. Все полярные народы многие столетия живут за счет местных пи- щевых ресурсов; с давних пор по- требителями пищевых продуктов Арктики и крайнего Севера счита- ются китайцы и японцы, а в новей- шие времена — шведы, норвежцы, гер- манцы и американцы, использующие эти продукты для массовой заготовки консервов и мороженого мяса. Наблюдаемое у нас пренебрежи- тельное отношение к изысканиям новых пищевых ресурсов и господ- ство предрассудков, отрицающих питательное значение этих ресурсов, в настоящий момент являются недо- пустимыми, если не преступными, так как из-за этого население СССР ежегодно теряет миллионы килограм- мов ценного пищевого материала. Но для использования местных пищевых ресурсов Арктики ее надо изучать, надо организованно и социа- листически использовать ее. Дело не в том только, чтобы брать у Арктики то, что она имеет, надо брать так, чтобы не истощить ее, как это делали хищники-капиталисты, почти истре- бившие китов и некоторые другие виды животных. Мало того, при со- циалистическом строе эти богатства можно увеличить, можно от Арктики взять то, чего она -сейчас не имеет и не дает. Мы создаем новые свойства растений и животных, акклиматизируя их в Арктике; мы создаем новые условия существования, необходимые как для растений и 'йивотных, так и
№ 5—6 Природные ресурсы СССР 71. для человека (защита от сильных холодов, сильнейших бурь, полярной ночи и пр.). Опыты акклиматизации растений и животных дали уже хо- рошие результаты: продвижение и тех и других достигло высоких широт. Местные пищевые ресурсы Арктики и крайнего Севера животного происхождения Издавна известно, что мир мор- ских животных, населяющих высокие широты, небогат по числу видов, но неисчислим по количеству особей: эти животные составляют богатство арктических морей и являются при- тягательной силой для промышлен- ников всех стран. Постоянное пребывание в воде, имеющей почти всегда температуру около нуля градусов, способствовало развитию в организме этих животных жира. Жир скопляется, главным об- разом, под кожей толстым слоем — до 50 см и более. Такое скопление жира играет роль изолятора, сохра- няющего тепло животных, придает пловучесть их телу, защищает его от ранений. Количество накопленного жира у некоторых животных исчис- ляется многими сотнями килограммов. Тысячи судов ежегодно направлялись в Арктику для добычи жира и кож. Капиталисты наращивали свои капи- талы, а животные исчезали со света. Исчезла „морская корова”, вымирает морской бобр и котик, уменьшаются в числе киты, моржи и даже тюлени. Однако добыча морских животных до сих пор изумительно велика и при- быльна, но только социалистическое хозяйство может предупредить пол- ное исчезновение этих полезнейших животных. Киты занимают первое место среди морских животных по своему промышленному значению. В север- ных- морях ежегодно убивают по 1278 китов, дающих в среднем 1750020 галлонов (галлон — 4;5 л) жира. Ки- товый промысел в СССР начался в 1932 г. с постройкой китобойной флотилии „Алеут”, работающей в Беринговом и Чукотском морях и добывшей в 1935 г. 487 китов1. Киты разных видов сильно вариируют по величине: от 33 до 15 м и менее в длину и в соответствии с этим дают жира от 16 т (синий кит — Balaenop- tera musculus L.) и до 4—8 т (фин- вал — Balaenoptera physalus L.), серый кит — (Rachianectes glaucus Copf.), горбатый кит — (Megaptera, nodosa Bonn.) и др. Китовое мясо служило основной пищей для населения берегов север- ных морей. В настоящее время оно употребляется, главным образом, в консервированном виде в Японии, Норвегии, Америке и других странах. „Надеюсь, что у человечества хватит здравого смысла, чтобы использовать китов только как пищу“, восклицает известный арктический исследователь Стефансон1 2. Белуха (Delphinopterus leucas Pall.) относится к отряду китообраз- ных, водится во всех северных морях. Это огромное животное, около 1000 кг веса. Мясо его употребляется в пищу в Норвегии, Гренландии и некоторых других странах. Местными жителями и промышленниками употребляется также мясо сивучей и морских ко- тиков. Наиболее многочисленным зверем северных морей является тюлень. В середине прошлого столетия на рын- ках появлялось до миллиона шкур и огромные количества жира этого зверя. Охота на тюленей у нас произво- дится в Белом море, где ежегодно собирается не менее 3—4 млн. голов гренландского тюленя, образующего здесь самое большое стадо в мире. Так как от убитого зверя берется только кожа и сало, а туша бро- саетсяв море,то мы теряем здесьсотни тысяч килограммов мяса. Некоторые определяют эту потерю в 10 000 т3. Моржи (Qdobenus rosmarus = О. trichechus) многочисленны во всех 1 Зенкович. Хищническое истребление мирового стада китов. Природа, 1935, № 4, стр. 64—68. ’Стефансон. Гостеприимная Арктика, стр. 323, изд. ПУСМП, 4935. 3 Мурман. Перспективы второй пяти- летки. Материалы Ленинградской областной плановой комиссии, стр. 46—57, 1932.
72 Природа 1942 северных морях, особенно в Карском море, у земли Франца-Иосифа, у Чукотских берегов; зимой скопляются в Беринговом море. Это огромный зверь, до 1 500 кг весом (самка вдвое меньше); взрослый самец дает до 450 кг жира, самка — до 230 кг* 1 1. Морж, так же каки тюлень, является источником питания для полярных народов, которые употребляют в пищу и мясо, и жир, и даже кожу животного. О мясе дают хороший отзыв Нансен и другие полярники, а также промышленники-зверобои. В 1931 г. моржовое мясо заготовлялось в Мурманске в соленом виде. Известно употребление в пищу „по нужде® мяса некоторых других животных, как, например, сивучей, морских котиков. Обильны также в северных морях беспозвоночные животные: съедобные моллюски (лит- тарина, мидия, гребешок, сердцевид- ка, устрица, мактра* мия и многие другие, крабы, креветки т. д.), мясо которых совсем не используется. По общему отзыву мясо морских млекопитающих животных отличается следующими особенностями: оно име- ет крупноволокнистое строение, тем- ного цвета и обладает запахом рыбь- его жира. Кулинарное искусство без труда уничтожает эти неприятные для непривычного потребителя осо- бенности путем обработки мяса рас- солами, состоящими из соли, уксуса, перца, лаврового листа и пр. Повар Кузякин положил начало решению проблемы по использованию мяса морских животных в пищу непри- вычных к нему европейцев. „Мясо морского зверя, — говорит он2 — при умелом приготовлении может с ус- пехом применяться и явиться укра- шением меню полярной станции®. Он приготовлял блюда из мяса моржа, тюленя и белого медведя. Тюленье мясо давно уже употреб- ляется в пищу в Норвегии и Швеции, а в первую мировую'войну эти страны снабжали тюленьим мясом Германию. 1 Чапеки й, Морж Карского моря. Труды Арктического института, т. 67, 1936. 1 Кузякин, Советы полярного повара, изд. ГУСМП, 1939. По своему химическому составу мясо морских млекопитающих, как видно из прилагаемой таблицы, пред- ставляет ценный пищевой продукт: оно содержит много белковых ве- ществ— от 23 до 31%; жиров — от 0,9 до 4,2% (больше, чем тощая говядина: белков — 20,5% и жиров — 3,5%). Мясо беспозвоночных также богато белковыми веществами, ко- торых содержится у моллюсков до 11%, у ракообразных до 25%; богато оно и жирами, которых содержится у тех и у других до 2—2,5%, и уг- леводами: у первых их содержится до 6%, у вторых — до 2,5%. т. е. больше, чем в конине. Важная особенность химического состава мяса морских млекопитающих, рыб и беспозвоноч- ных заключается в том, что белок их по своему строению является белком полноценным, содержащим почти все главные аминокислоты (табл. 1). В мясе морских беспозвоночных найдены элементы, находящиеся в морской воде в едва уловимых коли- чествах, как-то: иод, бром, медь, марганец, цинк, фосфор, железо, кобальт, никель, мышьяк и др. Мно- гими авторами отмечено также на- личие витаминов. Так, противоцин- готный найден в мясе, коже, над- почечной и других железах и в крови тюленя1, а также в печени, в. мясе, жире и икре рыб. Витамин А найден в мясе дельфинов, в печени акулы, китовом и тресковом жире. Витамин Д найден в тресковом и дельфиньем жире, в мясе некоторых рыб, в печени акулы. Некоторые витамины содержатся и в мясе беспозвоночных. Есть данные, говорящие, что мясо кита, тюленя, устриц и других мор- ских животных удобоваримо и легко усваивается, не уступая в этом от- ношении говядине. Жиры морских животных богаты непредельными кислотами и с от- крытием способа гидрогенизации при- обретают большое пищевое значение, как лучшее сырье для получения маргарина высшего качества2. 1 Nature, 143, 1939. 2 Орлов, Новые виды пищевого сырья.— Всесоюзный институт-димии пищевых средств Наркомснаба, 1933.
№ 5—6 Природные ресурсы СССР 73 Таким образом, мясо морских млекопитающих и беспозвоночных является пищевым продуктом высо- кой ценности. Употребление его в пищу широко распространено в Аме- рике в мороженом, в соленом и копченом виде, а также в виде самых разнообразных консервов. Во многих 1936 г., увеличился в 2’Д раза, дос- тигнув 2000 000 центнеров, и, не- сомненно, рыбная добыча здесь еще не исчерпана1. Распределение рыб по отдельным бассейнам Арктики и край- него Севера и сейчас еще далеко не изучено. По Книповичу, здесь насчи- тывается около 150 видов морских ТАБЛИЦА I Аминокислоты Китовое мясо1 Моллюск Pecten1 Палтус1 Треска3 Коровье мясо4 Гликокол 0 0 }0,86 Аланин 4,66 — — 3,53 Валин 6,25 — 0,79 3,88 1,08 Лейцин 3,54 8,78 10,33 2,46 2,31 Пролин • 1,51 2,28 3,17 1,68 1,16 Фенилаланин 2,59 4,90 3,04 2,31 0,73 Аспарагиновая кислота . . 1,47 4,37 2,73 0,61 2,03 Глютаминовая кислота . . 3,28 14,88 10,13 5,24 6,67 Серин 0,49 — — 0,51 — Тирозин 2,40 1,95 2,39 2,40 0,86 Аргинин 6,48 7,38 6,34 6,68 1,42 Гистидин 3,44 . 2,02 2,55 2,29 0,68 Лизин 9,48 5,77 7,45 8,35 1,45 Аммиак 0,91 1,08 — 0,75 0,34 Триптофан Следы Следы — — 0,38 Цистин и цистеин.... — — — — 0,23 странах устрицы и мидии разводятся предпринимателями с промышленной целью. В течение ряда последний лет у нас заготовляются Камчатским ак- ционерным обществом консервы из крабов, а в 1942 г. на наших даль- невосточных китобойных судах на- мечена заготовка китового мяса. Между тем еще в прошлом году было выброшено в море 2 000 т китового мяса®. Северные моря богаты также рыбным населением, обилие которого обусловливается чрезвычайным раз- витием планктона, являющегося пи- щей для рыб. Улов рыбы у Мурман- ских бёрегов за пятилетие, с 1932 по ‘Tressler. Marine products of commerce. New-York, 1923. “Ильин. Рыба как пищевой продукт, 1911. 3 Рёйхарт. Пищевая и питательная цен- ность рыб и морских животных, 1927. 1 Шарненок, Балашова, Соловье- ва, Л ь в о в а, Аминокислотный состав коро- вьего мяса. Вопросы питания, т. 3, в. 1, 1934. * .Известия* от 20 февраля 1942 г. и проходных рыб. „Колоссальные рыбные богатства островов крайнего Севера должны быть максимально использованы, чтобы трудящиеся на- шей родины получали как можно больше рыбы лучшего качества", говорят специалисты2. Акулы полярных морей принад- лежат к ряду видов, из которых наиболее многочисленным является встречающаяся в Баренцовом море большими стадами полярная акула — Somniosus microcephalus — длиной до 3—5 м и более и весом до 400 кг. Промышленниками используется жир печени и кожа, а мясо бросается в море. Печень ее содержит до 50% жира, который считается специали- стами более ценным, чем тресковый. 1 Акад. Книпович. Гидрология морей и солонэватых вод. 1938; Определительные таблицы морских и проходных рыб Европей- ского Ледовитого океана,- а также морей Белого и Карского, изд. 2- е, 1926. 1 Дедов и Копытов. За рыбохозяйст- венное использование островов Советской Арк- тики. Рыбное хозяйство, № 6, 1939.
74 Природа 1942 Мясо акул давно употребляется в пищу в Японии и Китае, а в последнее время в разных странах Европы, например, в Германии, Норвегии, Англии, а также и в Америке. Переходя к обзору сухопутных животных Арктики и крайнего Севера, главное внимание следует обратить на северного оленя, который до сих пор составляет богатство „оленных" племен. Общее поголовье оленей на Советском Севере в 1932 г. достигало свыше 2 млн, что составляло подав- ляющую часть всех оленей, находя- щихся на земном шаре1. Это пого- ловье можно в значительной мере увеличить и, следовательно, повысить цищевые ресурсы страны. Свежее мясо оленей является прекрасным, по своему химическому составу и усво- яемости, пищевым продуктом; оно поддается самой разнообразной ку- линарной обработке и из него можно приготовлять равные виды консервов1. Изумительное оленье молоко по своему виду, консистенции и вкусу напоминает коровьи сливки. Оно весьма богато жиром, содержание которого в нем колеблется от 12 до 30% (среднее — 18°/0), в то время как в коровьем молоке содержится от 2—3 и в редких случаях до 6% жира (в среднем 3,6%). В настоящее время устраиваются специальные молочные фермы, на которых суточное коли- чество молока от одной самки колеб- лется от 200 до 300 см3, а в единич- ных случаях добывается до 1,5 л. Следовательно, постепенно выраба- тывается порода большой удойности2. Ценное мясо дает лось, обитающий в северных лесах до 69° северной широты; в глубокой Арктике до сих пор водятся мускусные быки, кото- рых следует акклиматизировать и в других ее районах; затем зайцы, песцы, белки и много других мелких животных, мясо которых, по отзывам путешественников, промышленников и охотников, вполне съедобно, а по мнению некоторых, и вкусно, но бро- 1 Ра д и о н о в, Вопросы технологии про- дукции оленеводства. Советское оленеводство, в. 4,1935. ’Соловьев, Молочное оленеводство в Тофаларии. Советское оленеводство", в. 4,1934. сается на месте, после снятия шкурки. Всем известно, какое неисчислимое количество птиц разных видов при- летает гнездиться, на крайний Север. В некоторых гнездовьях, как, на- пример, на птичьем базаре на Новой Земле, в губе Безымянной, насчиты- вается до 1,5 млн. птиц. Из этих птиц большинство считается несъедоб- ными из-за запаха мяса, неприятного привкуса, жесткости и тому подобных причин, которые легко устранимы при кулинарной обработке. Одних только обычно употребляемых в пищу птиц в 1931 г. было заготов- лено около 4,5 млн1. Добыча даже этих птиц в общем слабо организована и может быть в несколько раз увели- чена, а если использовать и „несъе- добные" в наше время породы птиц, то пищевые ресурсы сильно увели- чатся. Яйца птиц собираются слабо, в 1935 г. собрано всего лишь 300000 штук, между тем продукция птичьих базаров на одной только Новой Земле исчисляется разными исследователями от 1,5 до 6,5 млн. яиц ежегодно. Разными авторами отмечается пре- восходный вкус мяса следующих птиц: моевки, чернозобой гагарки, глупыша, поморника и многих других. Краткий обзор местных пищевых ресурсов животного происхождения на крайнем Севере показывает, какое серьезное значение имеет он для нашей страны, в особенности в усло- виях данного исторического момента. Капиталистическое хозяйство ве- дет к уменьшению поголовья»зверя (киты, моржи, бобры, котики, соболь и пр.), не следит за правильным распределением животных по терри- тории, не охраняет от массовой гибели при эпидемиях и бескормице (в холодные зимы), не. защищает прирученных животных от хищных зверей и т. д. Новая постановка жи- вотноводческого хозяйства и зверо- водства возможна лишь при социа- листических условиях с использо- ванием всех данных науки и практики. Регулирование промысла преду- предит сокращение поголовья мор- 1 Проблемы Севера, 1939.
X» 5—6 Природные ресурсы СССР 75 ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЯСА МОРСКИХ И СУХОПУТНЫХ животных АРКТИКИ И КРАЙНЕГО СЕВЕРА (в процентах) Название животного Вода Белковые вещества Жиры Зола Примечание I. Морские млекопитающие Киты. Свежее мясор] . . . Белуха. Delphinopteras leu- 71,20 23,10 4,20 1,20 cas[‘J]. Свежее мясо .... 71,44 28,96 0,92 1,54 Тюлень, разные виды и пол[3] 60,46—70,26 25,50-31,00 1,02—1,62 1,15—1,25 II. Рыбы Треска. Gadus morrhua[*] . 81,18 15,40 0,25 0,99 Пикша. Gadus aeglifl- 3,32 nus[5] 79,70 16,44 0,53 Палтус. Hyppoglossus vul- 1,06 gar«[e] 75,24 18,53 5,16 Камбала морская!8] .... 82,67 14,60 0,53 1,41 Голец. Salvelinus alpinus[7] 65,97 14,75 11,2 1,26 Самец 68,21 15,00 11,25 1,30 Самка Омуль. Coregonus autumna- //sfe] 71,42 18,62 8,77 1.19 Акула. Squalus aranthias[9] 59,1-71,6 17,80 10,50—11,80 3,50-5,00 III. Морские беспозвоночные А. Моллюски Углеводы 0,23-0,24 4 10 Мидия Двинская!18] .... 86,30-88,40 7,20—9,30 0,4-0,9 0,8-0,9 „ американская!1] . . 84,20 8,70 1,1 1,9 Устрица европейская!8] . . 80,52 9,40 2,04 1,96 6’,44 3,2-3,4 , американская!11] . 8И4-88.3 6,0—7,6 1,31—1,6 1,1—2,1 Гребешок. Pecten[11] . . . 83,60 11,4 0,70 2,50 Сердцевидка. Cardium[&] . 92,00 4,16 0,20 1,23 2,32 Б. Ракообразные Краб. Carcinus /яелах[8] . . Омар. Homarus america- 73,81 15,83 1,32 Г, 62 2,42 * nusP] . - 68,6-84,3 11,6—25,4 1,5-2,5 1,6—4,0 0 9 Омар тихоокеанский!11] . . Креветки. Crangus vulga- 77,80 18,10 1,10 2,50 0,50 n's!11] 79,29 14,88 0,80 2,84 2,19 0,20 1,00 — „ — тихоокеанские!11] . 70,80 25,40 2,60 Раки тихоокеанские!11] . . 81,20 16,10 Ж. 50 1,30 IV. Сухопутные млекопитающие Северный олень, свежее!15] 73,20 21,20 3,40 1,30 0,90 мясо (бедро, вырезка, ссек) Северный олень, молоко; от и до 54,5—70,6 — 12,0-30,4 1,28-1,60 Белки и са- хар 12,42—15,64 » , , среднее!1’] . 65,27 — 18,30 1.47 14,86 Белка. Sciurus vulgarisp*] 30,0-32,0 57,1-61,2 5,7-9,2 0,56—1,1 Экстрактив- ные веще- ства 6,31-10,61 V. Птицы Утка дикая[8] 72,54 22,65 3,11 1,20 Куропатка]6] 72,42 24,26 1,43 1,39 Кайры. (Urla lomvia) яй- 77,10 Ц0[13] 13,20 10,50 1,00 Куриное яйцо[8] 73,7 13,40 10,50 1,00
76 Природа 1942 ского зверя} ветеринарный надзор увеличит поголовье оленей; зверо- водческие фермы обеспечат наличие любого зверя; акклиматизация и се- лекция дадут новые, приспособленные для крайнего Севера породы домаш- них и диких животных, рыб и беспоз- воночных; реакклиматизация исчезаю- щих арктических и северных живот- ных, как, например, мускусного быка, лося, бобра и др., обеспечит рассе- ление этих животных на более ши- роких пространствах и т. д. До настоящего времени очень хорошо акклиматизировались в Арк- тике домашние свиньи, есть удачные примеры акклиматизации коров, яков и некоторых других животных. Ко- ровы Якутской АССР, дававшие раньше до 500—1000 л молока в год, заменены в последнее время поро- дами, дающими до 2 500 л в год1 мо- лока лучшего качества, с содержа- нием 4,5—5% жира и более2. Разумеется, приведенные анализы требуют критического отношения: они производились в разных странах, по разной методике, лицами разной квалификации, без точных научных дат и в очень ограниченном коли- честве; мясо большинства животных совсем не подвергалось анализу. Крайне недостает данных об усво- яемости мяса, а между тем это осо- бенно интересно по отношению к новым видам животных, мясо кото- рых до сих пор не употребляется, в пищу. Необходимо организовать, в науч- но-исследовательских институтах про- изводство анализов как свежего мяса, так и, в разных видах, заготовки мяса всех, могущих служить пищевым продуктом животных; унифицировать методику; сопровождать каждый анализ научными данными, указав 1 Богорад, Якутская АССР, 1939. 3 Недокучаев, Сельскохозяйственное дело в Якутии. Сборник ^Якутия", изд. Ака- демии Наук СССР, 1927. точное наименование вида животного, местообитание, пол, возраст, время убоя, точно обозначив часть туши, из которой взята проба, и т. д. Однако критическое отношение к прежним анализам не имеет суще- ственного значения для решения поставленного нами вопроса. При- веденные нами краткие данные с несомненностью свидетельствуют что, Арктика и крайний Север богаты пи- щевыми ресурсами животного проис- хождения, которые в настоящее вре- мя почти целиком пропадают, и что развитие этих ресурсов имеет широ- кие перспективы. Литература к таблице анализов [1] Tressler, Marine products commerce. New York, 1923. [2] Друккер и Г а к и ч к о, Тихоокеанская белуха как промышленное сырье. Труды Всесоюзного института рыбного хозяйства и океанографии, т.3, 1936. [3] Га- кичко и Сур ж ин, там же. — Петров, Физико-химическая характеристика сырья Гренландского тюленя; Труды Всесоюного института рыбной промышленности, т. 1,1933.— Казанский, Использование мяса тюленей для консервов. Консервная промышленность, № 6—7, 1931. [4] И л ь и н, проф., Рыба как пище- вой продукт, 1911. [5] И о л ь с о н, проф., Жиры водных животных, 1934. [6] Konig, Chemie d. menschlich. Nahrungsmittel. Bd. 2, 1920. [7] Ильин, проф,. Химический состав Ново- земельского гольца. Труды Арктического института,!. XVII, 1935. [8] Труды Научно- исследовательского института полярного зем- леделия, животноводства и промыслового хозяйства, 1938. [9J Д е в е л ь, проф., Пище- вые продукты из мяса акулы. Консервная поомышлепность,№ 8—9, 1931. [10] Кутьин, Двинские мидии. Сборник научных работ Архангельского областного санитарно-бак- териологического института. 1939. [11] То- вароведение пищевых продуктов, под. ред. проф Церебитинова, т. IV, 1938. [12] Родионов, Вопросы технологии продукции оленеводства. Советское оленеводство, в. 4, 1935. [13] Соловьев. Молочное оленевод- ство в Тофаларии. Советское оленеводство, в 4. 1934. [14] Карташов, проф. и Ми- хайлов, проф., К использованию в консервной промышленности тушек белок и каракулевых ягнят. Консервная промыш- ленность, Ns 5, 1931, [15] Ты ров а. Яйца кай- ры и мясо оленя. Сборник научных работ областного санитарно - бактериологического института, в. 1, 1939. I
НОВОСТИ НАУКИ АСТРОНОМИЯ О СЕЛЕКТИВНОМ ПОГЛОЩЕНИИ В ГАЛАКТИКЕ В одной из книжек международного жур- нала „The Astrophysical Journal* за 1940 г. из- вестные исследователи цвета звезд фотоэле- ктрическими методами С. еббинс, Гаффер и Уитфорд излагают свои результаты изучения цветов 1332 звезд ранних спектральных клас- сов. Вдобавок к 733 звездам, исследованным ими к 1934 г., теперь они располагали дан- ными о цветах 600 звезд типа В. Эти цвета определялись на 15-дюймовом рефракторе Мэдисонской обсерватории, а также на 100- дюймовом рефлекторе Маунт-Уилзонской об- серватории. Первоначально (в 1934 г.) они не шли дальше звезд слабее 7. 5-й видимой звездной величины и южнее 15“ склонения. Сейчас они изучили все звезды типоз от 0 до В2 се- вернее =40“склонения, вошедшие в известный дреперовский каталог спектральных типов. Кроме того, сюда были добавлены еще. так называемые, С-эвезлы, а также некоторые другие интересные объекты из других источ- ников, Авторы реферируемой работы нашли, что избыток цвета звезды чрезвычайно силь- но коррелирован с интенсивностью линий меж- звездного происхождения!. Наиболее покрасневшие В-эвезды, как и следует ожидать, сильно сконцентрированы к экваториальной галактической плоскости. Осо- бенно много сильно покрасневших звезд вблизи галактического центра. Наоборот, они не встре- чаются вблизи галактического антицентра. Ав- торы нашли, что в нескольких ярких местах Млечного пути — в малом облаке в Стрельце, в облаке в Лебеде, в движущемся скоплении в Персее — вообще нет неокрашенных ₽-звезд. Следовательно, в этих областях налицо силь- ное поглощение. Если бы они были прозрач- ны, то эти яркие области казались бы еще более яркими. Авторы нашли, что селективно- поглощающая материя распределена в Галак- тике неправильно — облачным, клочковатым образом. По их мнению, эта неравномерность в распределении селективно-поглощающего материала лишает смысла понятие среднего коэфициента галактического поглощения. Проф. М. С. Эйгенсон. ФИЗИКА ФИЗИЧЕСКИЕ И ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ МИТОГЕНЕТИЧЕСКОГО ИЗЛУЧЕ- НИЯ Энергетические основы возникновения ми- тогенетического излучения, являющиеся одним 1 Об этих вопросах см. в статье О. А. Мель- никова в „Природе", № 1, 1941. из основных вопросов митогенеза, оставались до последнего времени неясными. Митогенети- ческое излучение мы рассматриваем как уль- трафиолетовую хемолюминесценцию, т. е., как ультрафиолетовое свечение, возникающее при химических экзотермических реакциях. Возникновение ультрафиолетовой хемолю- минесценции не было до сих пор известным, так как в'Се обнаруженные, связанные с хими- ческими процессами, свечения относились к видимой области спектра. Достаточно вспом- нить, например, многочисленные случаи свече- ний, распространенные'в животном и расти- тельном мире (светлячки, бактерии и т. д.). Возникновение видимого свечения не пред- ставляет, судя по всему, больших затруд- нении с энергетической точки зрения, так как эквивалент тепловой энергии для квантов види- мого света не очень велик, порядка 54—70 больших калорий (к. кал.) на моль, например, энергетический эквивалент фотонов зеленой области спектра с длиной волны в 5000А, ха- рактерный для свечения, равен приблизитель- но 5э - 60 к. кал. на моль. Другое положение вещей мы имеем, одна- ко, при возникн вении ультрафиолетовой хе- молюминесценции, где тепловой эквивалент энергии значительно выше. Например, для Еозникновения ультрафиолетовых фотонов сре- дней области, с длиной волны ЗОООА, тре- буется энергия порядка 90—100 к. кал. Для воз- никновения же более короткого ультрафиоле- та, соответствующего наиболее активн й ми- тогенетической области и поэтому специаль- но нас интересующего, от 1900 до 2500А тре- буется еще большая энергия, выражающаяся для 1900А очень внушительной цифрой в 150 к. кал. Вместе с тем все или во всяком случае большинство химических ферментативных про- цессов обладают ничтожной валовой тепло- тностью, т. е. общий энергетический баланс ре- акций выражается всего лишь в нескольких больших калориях на моль. Выход из этого противоречия был найден лишь за последнее время и благодаря специ- альным исследованиям получил прочное экс- периментальное обоснование. Первоначальный толчок для его выяснения был дан фотохимиком Франкенбургером 'еще в 1934 г. Франкенбургер, анализируя несоот- ветствие между энергетическим балансом ре- акций и возникновением ультрафиолетового митогенетического излучения, стал на един- ственно правильную точку зрения. Он гово- рит, что, принимая во внимание ничтожную интенсивность митогенетического излучения порядка 1000—10000 квантов на 1 см2 в се- кунду, достаточно допустить, наряду с проте- канием обычных этанов химических реакций, обнаруживаемых химическим путем, и очень редкие, но очень энергетические, т. е. высоко- теплотные акты. Возникновение ультрафиоле- товых фотонов он связывает с этими актами
78 П р ирода 1942 Такими энергетическими актами являются, по его мнению, рекомбинации или воссоединения простых радикалов и атомов. Действительно, как известно, выделение энергии при таких рг комбинациях, т. е. их теплотность, очень ве- лико. Например, рекомбинация двух атомов кислорода в молекулярный кислород связана с выделением энергии 118 к. кал. на мрль, т. е. достаточной для возникновения кванта сре- днего ультрафиолета. Таким образом, мы должны себе- предста- вить, что при любых ферментат1Ж1ых реак- циях, наряду с предполагаемыми в химии эта- пами процессов, приводящих к возникнове- нию обычных стойких элементов, обнаружива- емых химическим путем, в очень редких слу- чаях происходит и значительно более глубокий распад молекул до простых радикалов и ато- мов. Примером таких простых радикалов явля- ются гидроксил—ОН, карбонил > СО=ами- ногруппа— NH2 и т. д. Наряду с этим могут освобождаться и элементарные единицы, как атомарный кислород, водород и т. д. Развивая свою гипотезу дальше, Франкен- бургер вводит представление о том, что воз- никающая при рекомбинациях атомов и ради- калов энергия не выделяется непосредственно в виде фотонов ультрафиолета, а поглощает- ся сначала окружающими молекулами суб- страта или продуктами их расщепления, под- нимая этим самым их энергетические уровни. Обратные переходы на нормальные уровни связаны уже с выделением энергии в виде фотонов с длиной волны, соответствующей данному веществу. . Это допущение было необходимо Франкен- бургеру для объяснения разнообразия спектра- льного состава излучения, различного для раз- личных субстратов. Действительно, в случае непосредственного выделения энергии в виде ультрафиолетовых фотонов при самих актах рекомбинаций, разнообразие спектров должно было бы быть ограничено набором возможных атомов и радикалов, количество которых во- все не велико. Таким образом, молекулы ‘’субстрата, или продукты распада являются флуоресцентами, а митогенетическое излучение мы должны рас- сматривать как хемофлуоресценцию или, соот- ветственно принятой в физике терминологии д^я данного рода свечения, как сенсибилизо- ванную флуоресценцию. В течение нескольких лет взгляды Франкен- бургера являлись очень интересной и правдо- подобной гипотезой. За последнее время гипо- теза получила не только широкое эксперимен- тальное обоснование, но в некоторых отноше- ниях была настолько перестроена и углублена, что современное объяснение возникновения митогенетического излучения можно считать вполне удовлетворительным с точки зрения всех энергетических требований. Основное принципиальное затруднение, ко- торое встречает представление Франкенбурге- ра в своей первоначальной форме,заключается в том, что при слаботеплотных ферментативных процессах, при которых, как известно, фермент нужно рассматривать как катализатор, количе- ство возникающих радикалов и атомов не дол- жно хоть в сколько-нибудь значительной сте- пени превышать количество их в чистом суб- страте. Но излучение возникает только при прибавлении к субстрату фермента, сам же субстрат не излучает. Следовательно, необхо- димо допустить, что ферментативные реакции протекают при участии каких-то не обнаружи- ваемых до сих пор энергетических факторов, необходимых для возникновения излучения. Такими факторами, как мы увидим, являются видимый свет и кислород воздуха. Присутствие этих двух факторов необходимо таким образом, для возникновения свободных радикалов и атомов. Мы увидим это при раз- боре отдельных ферментативных реакций. Сей- час же мы коротко остановим я на принципе обнаружения радикалов, основанном на изуче- нии эмиссионных спектров. При этом в основу положены следующие соображения: выбраны вещества, способные к фотодиссоциации, про- дукты диссоциации которых изучены; другими словами, необходимая на расщепление затрата энергии заранее известна. Возможны при этом j^a следующих варианта: 1) энергия фотона облучения достаточна и для расщепления дан- ного тела, и для возбуждения одного из воз- никающих при этом радикалов; 2) энергия фотонов недостаточна и для расщепления, и для возбуждения, т. е. радикалы возникают в невозбужденном состоянии. При этом, при дос- таточно мощном потоке квантов облучения, возможны случаи, что за время своего суще- ствования радикал поглотит второй фотон и, таким образом, придете возбужденное состо- яние. Оказывается, что из интересующих нас радикалов только—ОН (гидроксил) удовлетво- ряет первому условию. Действительно, энергия, необходимая для расщепления—Н2О2 рав- на—51,9 к. кал. Энергия возбуждения—ОН рав- на 93—к. кал. Следовательно, при подсвечива- нии коротким ультрафиолетом — 1900А (150 к. кал.) поглощение одного фотона может привести к появлению уже возбужденного ра- дикала—ОН (51,9+93=144,9 к. кал.). Именно поэтому обнаружение—ОН возможно при облучении митогенетическими интенсивностя- ми, в то время как =СО и—NH2 обнаружи- ваются только^ при|подсвечивании значительно более сильными источниками, например, водо- родной трубкой или кварцевой лампой. Появление спектра флуоресценции ОН при облучении Н2О2 Длина волны подсвечивания (А) Калорий- - ность (к. кал.) Появление по- лосы ОН 3050—3 100А (’/о) 1900 150 78 1940 146,3 55 1980 143,4 —3 Для получения эмиссионного спектра от карбонильной группы>СО, возникающей при фотодиссоциации ацетона, согласно расчету, необходима энергия двух фотонов. Действи-
№ 5-6 Новости науки 79 тельно, эмиссионный спектр>СО содержит в интересующей нас области полосу 2030А. Энергия, необходимая для возбуждения этой длины волны, составляет 140 к. кал. Прибли- зительно такого же порядка энергия нужна для расщепления ацетона, т. е. для освобож- дення>СО. Другими словами, возникновение возбужденного радикала возможно лишь при поглощении при каждом акте двух фотонов. Если это так, то зависимость между интен- сивностью флуоресценции и подсвечивания должна принять квадратичную форму1. Дей- ствительно, этот вывод вполне подтверждает- ся опытом. Источник облучения — водородная трубка •Полная интен- Ослабление сивность вдвое Длительность 3 мин. экспозиции 1 мин. 45’сек. 4 мин. ЗОсек. Эффекты индукции 60 °/0 5 % 41 % 1 % Аналогичным образом, соответственно йред- варительному расчету был обнаружен эмисси- онный спектр NH, имеющий характерную линию в области 2530А и получающийся при фотодиссоциации NH3. Мы перейдем теперь к разбору отдельных излучающих ферментативных реакций, необы чайно демонстративно показывающих необхо- димость кислорода и видимрго света. При этом следует отметить, что различные реак- ции ведут себя в этом отношении неодина- ково. В некоторых излучение исчезает в тем- ноте несмотря на присутствие кислорода, в дру- гих, наоборот, необходим только кислород и излучение наблюдается и при полном затем- нении. Для трех химически хорошо изученных реакций эти различия находят удовлетвори- тельное объяснение при расчете их энергети- ческого баланса. Мы имеем в виду: 1) глюко- зу + зимаза, 2) мочевину + уреаза и 3) глицил-глицин + эрепсин. Первая из них со- храняет свое излучение полностью в темноте, требуя только участия кислорода. При анаэроб- ных условиях и на свету сохраняется толь- ко длинноволновая часть спектра. Две осталь- ных требуют присутствия и света, и кислорода. Вычисление энергетического баланса мы поясним на конкретных примерах. Возьмем наиболее ясный случай — расще- пление мочевины ферментом уреазой. Класси- ческими продуктами этой гидролитической реакции являются 2NH3 и СО2. Однако от- дельные этапы ее, судя по всему, до сих пор 1 Квадратичная зависимость означает сле- дующее: если вероятность поглощения фотона молекулой можно выразить как 1/п, то веро- ятность поглощения двух фотонов=1/п2, т. е интенсивность флуоресценции пропорциональна квадрату интенсивности облучения; например, при ослаблении интенсивности облучения вдвое интенсивность флуоресценции' уменьшится в четыре раза. неясны. Ввиду того, что нас интересует ис- ключительно энеогетическая сторона реакции, мы сделаем фиктивное предположение о рас- щеплении молекул субстрата на возможные радикалы и атомы и о их.последующих реком- бинациях. Рассмотрим теперь с этой точки зрения реакцию шаг за шагом: 1) отщепление 2NH2 требует затраты энергии в—120 к. кал.; 2) рас- щеплени Н20-»Н-|-Н4-О требует — 220 к. кал.; 3) расщепление атмосферного кислорода на два атома О2О4-О требует затраты энергии в — 118 к. кал. Таким образом, общая сумма затра- ченной энергии равна —458 к. кал. на моль. По- ложительная энергия связана с рекомбинация- ми, причем нас должны интересовать не те рекомбинации, которые должны происходить в подавляющем большинстве случаев и давать стойкие, обнаруживаемые химически продук- ты синтеза = СО+=О -»СО2 и — NH24- — Н = NH2, а те редкие рекомбинации, которые можно охарактеризовать как побочные этапы глав- ной реакции. Действительно, главное „русло реакции*, во - первых, ничего не дает в энергетичес- ком смысле, так как мы знаем, что общая те- плотность реакции пачти равна нулю, т. е. при- близительно столько же энергии, сколько выигрывается при рекомбинации =СО-}- = О—>СО2 и — NH2 4 H—»NH2, тратится на от- щепление — NH2ot=CO и на расщепление Н2О, и, во-вторых, при этих этапах реакции не остается свободных радикалов, наличие ко- торых, как мы знаем, установлено эксперимен- тально. Однако как редкие случаи мыслимы и сле- дующие предположительные „побочные* ре- комбинации: 1) NH2+NH2 = NaH4 (гидра- зин) дает 4-69 к. кал.; 2) 2(H-t-0)—»2(ОН) дает 4-220 к. кал.; 3) ОН 4- ОН—»На О, дает±51 к' ка^ 4- 340 к. кал. на моль. При таких рекомбинациях могут оставаться свободными радикал =СО и. атом =О, кото- рые нас особенно интересуют, так как их ре- комбинация достаточно теплотна для возник- новения линии 1940А. Действительно, ради- кал =СО был обнаружен путем подсвечива- ния резонантной длиной в члны, т. е. фотона- ми, характерными для собственного эмиссион- ного спектра радикала. (Обнаружение атомар- ного =0 невозможно, так как в доступной для нашего исследования ультрафиолетовой об- ласти он прозрачен). Обшая .сумма освободившейся от всех реком- бинаций энергии равна, таким образом, 340 к. кал. на моль, т, е. разница между общей за- траченной энергией и суммой положительной энергии (дефицит) составляет—118 к. кал. на моль. Это недостающее количество энергии предположительно покрывается двумя фото- нами видимого света с тепловым эквивалентом энергии приблизительно в 60 к. кал. каж- дый, т. е. зеленоголуоой областью спектра с длиной волны 4370А. ' Этот расчет получает очень хорошее экспе- риментальное подтверждение. 1. При подсве-
Природа 1942 чивании более длинноволновой частью спек- тра, например, зеленым светом, фермента ।яв- ная реакция не излучает. Приведем в каче- стве примера один опыт в цифровых данных. Система уреаза + мочевина Длина волны 4250— 4300А монохромати- ческого под- (лиловый) свечивания ' 4700А голубова то-зеле- ный 5000А (зеленый) Эффекты излучения 70% 34% 4% 2. Между интенсивностью флуоресценции и подсвечивания была обнаружена квадратич- ная зависимость. Аналогичным образом разберем вторую фер- ментативную реакцию расщепления дипепти- да глицил - глицина ферментом эренсином. Структурная формула глицил-глицина выра- жена следующим образом: Н NH, О Н О с\°/ Z \ Z С -г С тг NH.-C — С /б ? / \ Н Н С. Предположим, что произошел разрыв свя- зей, обозначенных буквами ,а" до „е": а) С—N = — 60 к. кал. b) С—N - — 60 к. кал. с) С—Н - — 93 к. кал. d) С—Н — — 93 к. кал. е) С—С = — 71 к. кал. Кроме того, разрыв молекулы НаО -> Н + ОН требует—110 к. кал. и разрыв О2—* 04-0 = — 118 к. кал. Общая сумма затраты энергии равна, таким образом, — 595 к. кал. на моль. Предположи- тельные рекомбинации дают следующую поло- жительную энергию: 1) присоединение H+NH в правой половине расщепленного дипептида, т. е. восстановление гликокола, дает+87 к. кал.; 2) так называемое свертывание двух ва- лентностей >С=, т. е. превращение четырех- валентного углерода в двухвалентный осво- бождает =+120 к. кал.; 3) соединение такого двухвалентного >С с >0 дает+167 к. кал.; 4) Н+Н—»Н2 дает + 108 к. кал. Общая сумма энергии равна, следователь- но, +482 к. кал. на моль. Дефицит в—113 к. кал. может быть пок- рыт двумя фотонами видимого света не мень- ше 57 к. кал. каждый. Фотоны такой калорий- ности относятся к зеленой части спектра с длиной волны в 5000А. При этом свобод- ными могут остаться радикалы — NH», >СО, —ОН и атом>О. Экспериментальная проверка схемы этой реакции была проведена в трех направлениях. Во-первых, как и в случае с мочевиной и уреазой, было испытано подсвечивание более длинноволновой областью спектра, оказавшей- ся неэффективной. Длина волны мо- Зеленый Красный свет (5000А) свет (6000А) подсвечивания ' ’ ' Эффекты излучения 63% 6% Во-вторых, как и в первом случае, была обнаружена ясная квадратичная зависимость интенсивности митогенетического излучения от интенсивности подсвечивания. В-третьих, экспериментально были обнару- жены все три радикала:—NHa (или>Ь1Н), >СО и—ОН. Третий пример касается процесса гликолиза, сохраняющего, как мы уже говорили выше, излучение в темноте и нуждающегося только в присутствии кислорода. Расще..ление молекулы глюкозы на две три- озы, которое, согласно структурному изобра- жению, можно представить себе по изобра- женной здесь пунктирной линии, интересует нас только с точки зрения энергетического ба- ланса; поэтому мы рассматриваем его здесь чисто схематически, не касаясь реальных слож- ных этапов реакции, вклю 1ающих, например фосфорилирование. Разрыв двух связей С—С требует 150 к. кал. на моль. Одна из триоз типа ОН \ — С н при дисмутации в молочную кислоту осво- бождает +83 к. кал. Остается поэтому пока дефицит в — 67 к. кал. Если представить себе вторую триозу строением Н ОН ОН । । । — с — с —с — I । г ОН Н Н расчлененной на атомы и радикалы и приба- вить еще затрату энергии на расщепление О2 и Н2О, то получается следующий валовой рас- ход энергии: Дефицит = — 67 к. кал. Отщепление ЗН = — 280 к. кал. Отщепление ЗОН =— 240 к. кал. Разрыв двух связей С—С =—140к. кал. Расщепление'^'О2—*04-0 =—118 к. кал.
№ 5—6 Новости наукй 61 Расщепление Н2О—*Щ-ОН=—ПО к. кал. —595 к. кал. на моль. Можно принять различные рекомбинации, при- водящие к покрытию этой затраченной энергии, причем свободным остаются атомы^>С<^и >0- Мы приведем лишь одну из возможностей. 1) Свертывание двух валентностей у трех дает+360 к. кал. 2) >С+0< дает-|-167 к. кал. 3) 4Н+4ОН—»4Нг0 дает+440 к. кал._____ Общая сумма =~967 к. кал. Таким образом, приход энергии полностью покрывает расход, т. е., при всей произволь- ности допущения именно данных рекомбина- ций они оправдывают себя тем, что основной вывод о сохранении излучения в темноте под- тверждается опытом. Способность гликолиза к излучению в тем- ноте, несомненно, имеет глубокое биологичес- кое значение Действительно, процессы рас- щепления углеводов являются одним из основ- ных процессов метаболизма и во всяком слу- чае они обусловливают излучение крови и органов, т. е. поддерживают непрерывное лу- чистое поле внутри организма. Мы оставляли пока в стороне вопрос об •кспериментальном подтверждении второго по- ложения Франкенбургера, утверждающего, что энергия, возникающая при рекомбинациях ато- мов и радикалов, поглощается присутствующи- ми в растворах способными к флуоресценции телами. Если это правильно, ?о следует ожи- дать, что при прибавлении, к системе: фермент и субстрат какого нибудь третьего тела, заве- домо не принимающего участия в данной реак- ции, может возникнуть спектр излучения дан- ного тела. Опыты в полной мере подтвердили эти выводы, и мы постараемся на некоторых примерах показать всеобщность этого прин- ципа. Чаще всего ферментативной системой являл- ся облученный предварительно гликокол, ис- пускающий в течение многих часов спектр из- лучения с линиями 2290-2300А и 3040-3080А. Прибавление к гликоколу глюкозы вызывает, наряду с известными уже полосами, возникно- вение новых линий, специфичных для спектра флуоресценции глюкозы. Таким образом, прин- цип передачи энергии рекомбинации находя- щимся в данном растворе телам и испу- скание ими 'этой энергии в виде излучения вполне подтверждаются на опыте. Такого ро- да хемофлуоресценция представляет, невиди- мому, общий принцип возникновения ультра- фиолетового свечения при химических реак- циях. Необходимо было, конечно, перекинуть мос- тик между описываемым явлением и флуорес- ценцией в обычном смысле слова. Это возмож- но было сделать на тех телах, которые флуо- ресцируют и при облучении ультрафиолетом от физических источников и спектр излучения которых известен. Наиболее удобным для это- го оказался хорошо изученным бензол. Сопо- ставление митогенетических спектральных дан- ных с классическим спектром флуоресценции бензола показало полную эквивалентность обы- чной и сенсибилизованной флуоресценций. Описанным методом была исследована флуо- ресценция и некоторых простых ионов, в том числе и РО4. Последние данные приводят нас, таким об- разом, к следующему важному выводу: мито- генетический спектральный анализ характери- зует не качество протекающих процессов, а указывает на наличие тех или иных тел как принимающих, так и не принимающих участия в данной реакции. Вся совокупность изложенных в этой ста- тье фактов характеризует, таким образом, ми- тогенетическое излучение как очень слабую хемофлуоресценцию:' а) Энергия, необходимая для излучения, обусловлена рекомбинациями атомов и ради- калов, для возникновения которых необходимо подсвечивание видимым светом и присутствие кислорода или наличие хотя бы одного из этих факторов. Ь) Энергия рекомбинаций поглощается при- сутствующими в субстрате телами, отдающими ее в виде флуоресценции. с) Эти высоко энергетические акты нас- только редки, что они не отражаются на об- щем энергетическом балансе реакций, опреде- ляемых обычными химическими методами. Анна Гурвин. ДЕЛЕНИЕ УРАНА, ВЫЗВАННОЕ а-ЧАСТИЦАМИ Как и вестно, уран под действием ней ров- ной бомбардировки делится на два осколка. Такое же деление может происходить и под действием бомбардировки дейтонами (ядрами тяжелого водорода), а также гамма-квантами. Деление п д действием заряженных частиц затруднено тем, что между этими частицами и ядром урана имеются электрические силы, мешающие столкновению. Поэтому, в то время как даже весьма медленные нейтроны спо- собны вызвать деление, дейтоны должны иметь для этого энергию в 8 млн. электрон-вольт. Для того чтобы вызвать деление более тя- желыми частицами, необходимо иметь возмож- ность разогнать их до еще больших энергий. Такая возможность появилась с постройкой в Беркелее (Калифорния) нового циклотрона, который является сейчас самым мощным в мире (см. „Природа" № 4, 1941.) В номере „The Physical Review" от 15 ап- реля появилось письмо Е. Ферми и Е. Сегре, в котором они сообщают о том, что им удалось наблюдать деление, вызванное а-частицами. Эти а-частицы, полученнь е на новом цик- лотроне, имели в их опытах энергию в 32 млн. электрон-вольт. Литература Phys. Rev, 59, 680, 1941 Я. Смородинский. 6— Природа, № 5—в
8^Природа 194Й ГЕОЛОГИЯ СЕЙСМИЧЕСКИЕ РАЙОНЫ СССР Опубликованная в Большом советском ат- ласе мира сейсмическая карта СССР предста- вляет попытку сейсмического районирования нашей родины. Сейсмические районы, наме- ченные Мушкетовым и Орловым в 1893 г., [1] в основном остались те же самые. Мушкето- вым уже тогда были намечены три главные сей- смические области, а именно: Кавказ, Турке- стан и Забайкалье, на долю которых прихо- дилось наибольшее число землетрясений. Так, по данным Мушкетова, среднее число земле- трясений на один год для Кавказа было опре? мощных тектонических сбросов и впадин (За- кавказье и район к северу от Иссык-Куля). В этом кратком очерке мы не рассматриваем положения очагов землетрясений по инстру- ментальным данным, но помещенная в сбор- нике трудов Сейсмологического института (в. 2) „карта плотности распределения очагов землетрясений" дает возможноста заметить хо- рошее совпадение их с более активными сей- смическими районами, на которые приходится и наибольшая * плотность распределения этих очагов [’]. Сейсмическое районирование СССР, поми- мо теоретического интереса, имеет большое значение при проектировании гражданских и промышленных сооружений, возводимых в ТАБЛИЦА 1 Область Районы Число дней с землетря- сениями за 30 лет Среднее число в год Сил а в бал- лах самого значитель- ного земле- трясения М.-К. Альпийская складча- 1) Крымский 55 1,8 VIII тость среднеземноморс- 2) Кавказ и 100 3-.6 VH-VIII кой зоны Закавказье 398 13,0 IX Среднеазиатская 3) Копетдагский 33 _ 1,1 VIII 4) Памир-Алайский 481 16,0 VIII-IX 5) Тяньшанский 342 11,0 IX Сибирь (без Приморья) 6) Алтайский 47 1,6 VI 7) Прибайкалье 120 • 4,0 VII-VIII 8) Приморье Приморская 9) Сахалинский | 236 7,9 VII 10) Камчатский VIII Всего . .. 1802 60 делено как 6,4 а для Туркестана и Восточной Сибири (включая Забайкалье) по 2,9 земле- трясения в год. В каталоге землетрясений на территории СССР [*] мы наметили следующие сейсмичес- кие районы (табл. 1). Рассматривая отдельные группы очагов землетрясений, описанных в каталогах (л. I и 11), можно видеть, что наиболее многочислен- ные группы располагаются в районах горных систем, принадлежащих к более молодым складчатым сооружениям альпийской зоны. Здесь располагаются очаги главным образом тектонических землетрясений и лишь по побе- режью Тихого океана (Камчатский район) до- вольно много менее глубоких очагов вулка- нических землетрясений. Наиболее сильные землетрясения приурочены к районам более сейсмических районах. На основе указанной нами выше карты, Стройиздат Наркомстроя выпустил в 1940 г. специальную инструкцию с указанием норм и основных требований для проектирования различных тгпов построек. Редкие случаи землетрясений," наблюдавшиеся в Арктике и в средней части Урала, не пре- вышали 5—6 баллов и природа их оконча- тельно не установлена. Таким образом, в на- стоящее время можно считать, что основные районы с высокой сейсмической активностью располагаются в горных системах, находящих- ся вдоль южных и юго-восточных границ СССР. Часть оЧагов землетрясений распола- гается под поверхностью дна Черного и Каспий- ского морей, а другая вдоль побережья Тихо- го океана, намечая одну высокосейсмическую зону тихоокеанскогсггвулканического кольца.
№ 5—6 Новости науки 83 Л и те ратур! [1] МушкеговИ. и ОрловА., Каталог землетрясений Российской империи, Спб., 1893. [2J Каталог землетрясений на территории СССР, в. 3. Труды Сейсмологического инсти- тута Академии Наук СССР, № 95, изд. 1941 г. [3J Сборник трудов Сейсмологического института Академии Наук СССР, в. 2. В. В. Попов. .ИМАТРОВСКИЕ КАМНИ" В ОКРЕСТ- НОСТЯХ ЛЕНИНГРАДА Как известно, иматровскими камнями, или фунтиками, называются круглые или плоско эллипсоидальные серые конкреции, сро шие- ся из нескольких индивидов, часто покрытые параллельными бороздками (слоистость) и со- стоящие из углекислой извести с песком и глиной. Впервые иматровские камни были описаны Гофманом в 1837 г. На Иматровском водопаде эти камни находят почти повсюду в ленточных глинах [3—5]. Ленточные глины с фигурными стяжениямн, под названием „иматровских камней*, эпизоди- чески упоминались и другими геологами в работах по некоторым отдельным пунктам Ленинградской области. Во время наших геологических исследова- ний на группе Талабских островов на Псково- Чудском озере нами были собраны иматров- ские камни в виде своеобразных крылатых фигурных стяжений, причудливо изогнутых. Такие фигурные стяжения иматровских камне* были рассеяны по всему оползневому север- ному склону о. Белова н на севере и востоке о. Залита. Одни из них валялись на песчаном пляже в полосе прибоя, другие из мелкой воды озера выставили на поверхность воды свои крылатки, но больше всего их было на оползневом склоне берегового обрыва. Раз- меры конкреций от 5 до 25 см в диаметре и больше. Разбитые ударами волн конкреции, после обработки их волнами, образовали своеобраз- ную глинистую гальку. Фигурные конкреции, как и образовавшаяся из них галька, состояли из слоистой, тонко отмученной ленточной глины, песчаных прослоек и углекислой извес- ти. Своеобразную форму они приобретают во время оползневого сползания по склону берегового обрыва. Причудливо измятые про- слойки ленточных глин с п >и ыпкой песка, сцементированных углекислой известью, на летнем солнце засыхают на оползневом скло- не и во время ливней, а также в осенне- весеннее время сползают в озеро. Песчаный материал в озере легко обмывается и осво- божденные от приставших частиц глинисто- известковые конкреции выбрасываются на озерный пляж в виде своеобразных крылатых иматровских камней. В дни великой отечественной войны, ког- да под руководством советских геологов, в целях укрепления рубежей на подступах к городам и селениям Ленинградской области были перекопаны грандиозные участки земли, никогда еще нетронутые лопатой, умножились многочисленные факты и наблюдения по гео- логии, а иногда даже были выявлены новые месторождения стратегического сырья — раз- личные стройматериалы, погребенные торфы и пр. Во время этих работ на отвалах и в стенках противотанковых рвов нам неодно- кратно приходилось наблюдать и разнообраз- ные по форме иматровские камни. Земляные работы по военной геологии показали, что иматровские камни имеют весьма широкое распространение в окрестностях Ленинграда н по всей Ленинградской области. Неоднократно иматровские камни нами наблюдались и на выбросах воронок от артил- лерийских снарядов и авиабомб, как и в стен-' ках воронок. В нарушениях целинных участ- ков земли снарядами и бомбами, иматровские камни принимали вид таких же крылатых конкреций, как и в районе с оползневыми явлениями по берегам Талабских островов. Тяжелые танки, проходя по ленточным гли- нам четвертичных осадков, также часто вы- ворачивают иматровские камни своими гусе- ницами, а иногда выдавливают, создают свое- образные крылатые фигуры из ленточных глин с углекислой известью и песка, которые, за- сыхая на солнце, образуют своеобразные иматровские камни. Геологические наблюдения, накапливаемые в грозные дни войны на фронте и в тылу, необходимо вшире изучать, чтобы их с пользой использовать не только в настоящее время, но и в период послевоенного строительства. Литература [1] Бы хов ер, Н. А., Военная геология. Природа, №5—6, 1942. [2] Дзенс-Л и т о в с- к и й, А. И. Талябские острова на Псковском озере. Псковский набат, № 77, 1922. [3] Ле- винсон-Лессинг, Ф. и Струве, Э. Петрографический словарь. М. Л., 1137. [4] Ферсман, А. Е. Занимательная минералогия. М. — Л., 1937. [5] Hoffman, Geogr. Beob. auf einer Reise von Dorpat nach Abo, 1837. Проф. А. И. Дзенс- Литовский. МИНЕРАЛОГИЯ МИНЕРАЛЬНАЯ ШЕРСТЬ И ВОЗМОЖНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА ТЕРМО-ЗВУКОИЗОЛЯЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ В ТАТАРСКОЙ АССР Директивными органами неоднократно ука- зывалось на необходимость всемерного исполь- зования ресур ов месторождений местного значения, полезные ископаемые которых мо- гут обслужить потребности края в том или ином минеральном сырье. В Татарской АССР известные месторож- дения неметаллических ископаемых пока ис- пользуются далеко не в полной мере и не в тех масштабах, которые могли бы быть. К таким объектам, в частности, относятся карбо-
84.Природа , l§4t натные породы, мергели, глины и пески. Обусловливается это в значительной мере слабой их изученностью. Между тем, совершен- но очевидно, что разнообразные формы при- менения неметаллического минерального сырья в промышленности немыслимы без углублен- ного и всестороннего исследования свойств, которыми в основном предопределяются его техническая пригодность и качественная цен- ность. Поэтому изучение новых путей про- мышленного использования имеющихся неме- таллических ископаемых, а также выявление новых направлений применения их остаются попрежнему основной задачей хозяйственных и научно-исследовательских организаций. В данном очерке мне хочется обратить внимание на возможности получения из имею- щихся неметаллических ископаемых минераль- ной шерсти и на базе ее термо-звукоизоля- ционных материалов. Минеральная шерсть представляет собой нежную, перепутанную хлопьевидную массу, состоящую из тонких, гибких волоконец, напоминающих по виду хлопок, вату. Длина волоконец колеблется от 1 см до 1 м, а диа- метр их от 2 до 15 р.. Цвет шерсги белый, иногда зеленоватый и буроватый. По химичес- кому составу шерсть представляет смесь, состоящую в основном из четырех компонен- тов: SiO2 (37—40о/о), А12О3 (9—16%), СаО (25—41°/0) и MgO (10—16°/0). Подчиненную роль в ее составе играют окислы железа (1—3%), щелочи (2—4%) и сера. Температура плавле- ния минеральной шерсти колеблется от 450 до 800° и даже несколько выше. Коэфициент теплопроводности у нее низкий; он колеблет- ся в пределах 0,230—0,280. Состоящая из огромного количества тонких волоконец, шерсть обладает большой пористостью, неболь- шим объемным весом, низкой гигроскопич- ностью, влагоемкостью, она довольно огне- упорна, не подвержена коррозийности и гние- нию, обладает звукопоглотимостью и является сравнительно недорогим продуктом. Тонна сырой шерсти в США стоит 20—25 долларов. Минеральная шерсть за границей поступает на рынок в сыром и обработанном виде. В сыром виде минеральная шерсть применяется для фильтрации кислот, коррозийных жид- костей, в качестве упаковочного материала при транспортировке химических реактивов, для набивки пустотелых пространств в строи- тельном деле и т. д. В обработанном виде минеральная шерсть является высокоэффективным термоизоляцион- ным материалом. Она употребляется при строительстве гражданских и промышленных сооружений в виде гранулированной шерсти, войлока, плиток, пластин, рулонов, блоков, досок для теплоизоляции промышленного оборудования, аппаратуры и ответственных строительных конструкций в металлургии, химических производствах, во флоте, авиации, в железнодорожном транспорте и т. п., для наружного покрытия паровых котлов, водо- нагревательных, плавильных, химических уста- новок, паропроводов, для устройства внутрен- них ставней в домах, обкладки стенок инкубаторов, ледников, холодильников, изо- термических вагонов и т. п. Наряду с этим минеральная шерсть, обладая слабой звукопроводностью и огнеупорностью, широко используется как в сыром, так и в обработанном виде при строи+ельстве акусти- ческих сооружений, как-то: театров, кино, аудиторий и частных домов, для изоляции по- мещений от шума моторов, вентиляторов и т. п. В технике имеется два способа получения минеральной шерсти: во-первых, из доменных шлаков — шлаковая шерсть и, во-вторых, из природного минерального сырья — горная шерсть. Первым способом минеральная шерсть была получена впервые в 1870 г. в Германии и позднее (в 1901 г.) у нас на Белореченском металлургическом заводе, а вторым способом — в 1897 г., в США, где к 1937 г. функциониро- вало 44 завода с выпуском продукции на 6 мил. долларов. В качестве сырья для производства горной шерсти употребляются: 1) глинистые доломиты или известняки, 2) мергелистые доломиты или известняки, 3) смеси глин, известняков, доло- митов и кварцевого песка в виде шихты с соответствующим содержанием компонентов, 4) известняки и кварцевый песок. Основным требованием при получении гор- ной шерсти из одной породы или из шихты нескольких пород является получение смеси, в которой содержание кислых и основных составных частей отвечало бы соотношению 1:1, или, точнее, выдерживалось бы в пре- делах 0,8—1,5. Избыток SiO2 значительно повышает плавкость смеси. Это же в свою очередь требует большого расхода топлива, и к тому же волоконца шерсти получаются более грубые. Соде; ж ни А1,О3 и MgO по- вышает вязкость, но при довольно понижен- ных температурах дает доброкачественную шерсть. Плавка горной шерсти производится в ва- тержакетных и иногда шахтных печах за счет расплавления горной породы или 'шихты из смеси их. Топливом служит антрацит, кокс и др. Расплавленная масса при спуске подвер- гается воздействию сильной струн пара или сжатого воздуха. Благодаря этому расплавлен- ная масса распадается на отдельные капель- ки, которые при падении вытягиваются в нити. Для характеристики и химического состава сырья, оказавшегося вполне пригодным для получения горной шерсти, приводим следую- щие данные: S1O2 А1гО3 США 39,3—46,5 13,5-16,1 Канада 33,7-44,3 13,7—21,2 И дия 25,5-49,2 5,4-1 =>,4 СаО MgO США 21,3-32,5 11,6—16,8 Канада 21,4-30,6 13,3-18,9 Индия 21,0—18,1 4,0-18,8 Если исходить из приведенных требований к сырью, то перспективы организации произ- водства горной минеральной шерсти для тер- мо-звуко-изоляциоййых материалов в Татарии
№ 5—б Новости науки 85 не вызывают сомнений. Сырье с подобными качествами имеется почти повсеместно и за- частую является отбросом при производстве строительных и других материалов. Глинистые доломиты и известняки, мергелистые доломиты, доломитовые мергеля, пески, глины, пригод- ные, повидимому, для означенной цели, поль- зуются широким развитием в отложениях та- тарского яруса, белебеевской и уфимской сви- тах, а также местами и в других образова- ниях. Сама же организация производства не требует крупных капиталовложений. Для конкретного разрешения этого вопроса требуется лишь выяснение двух моментов: во-первых, экономики производства, т. е. рын- ка сбыта, и, во-вторых, уточнение района с подходящим сырьем при постановке надле- жащих технологических испытаний. Решение последнего вопроса наиболее целесообразно искать в восточных, северо-восточных и цен- тральных районах Татарии, где имеются мес- торождения сырьевой базы и месторождения минерального топлива. При этом ни в коей мере не исключается возможность организа- ции производства минеральной шерсти и в других районах Татарии. Проф. Л. М. Миропольский. БИОХИМИЯ i УГЛЕКИСЛОТА КАК ФАКТОР ЖИЗНЕДЕЯТЕЛЬНОСТИ ГЕТЕРОТРОФНЫХ ОРГАНИЗМОВ И ТКАНЕЙ До недавнего времени принималось, что углекислота является источником углеродис- того питания зеленых растений и хемосинте- зирующих микроорганизмов (нитрифицирую- щих бактерий, железобактерий и др.), впер- вые открытых С. Н. Виноградским. Вместе с тем она является отбросом жизнедеятель- ности животных и растений. Как составная часть внутренней и внешней среды организ- мов, углекислота и ее соли принимают учас- тие в регулировании реакций последней. Если не считать этого ее значения, то для большей части представителей органического мира она в остальном являлась элементом ненужным, а в больших количествах вредным. Появившиеся в течение последних лет ра- боты заставляют нас в корне изменить наши взгляды на значение и роль углекислоты в жизнедеятельности клетки значительного ко- личества животных и растительных организ- мов. Оказывается, что имеется ряд гетеро- трофных микроорганизмов и между ними ши- роко распространенные представители окру- жающей нас микрофлоры, — которые не в со- стоянии развиваться без наличия некоторого количества углекислоты в окружающей их среде; кроме того, способностью связывать углекислоту обладают не только зеленые рас- тения и хемосинтезирующие бактерии, но и гетеротрофные микроорганизмы, а также не содержащие хлорофилла ткани растений и животных. Не исключена вероятность, что эта способность является в большей или меньшей степени свойством клетки многих тканей, но разные клетки и ткани проявляют это свой- ство при различных условиях. Впервые с фактом необходимости углекис- лоты для развития микроорганизмов пришлось столкнуться медицинской микробиологии. При- мером такого патогенного микроорганизма является Bacillus abortus, возбудитель инфек- ционного выкидыша коров, близкий к возбу- дителю мальтийской лихорадки, патогенный также и для человека. Этот микроорганизм отказывался расти в атмосфере, лишенной углекислоты; наоборот, повышенное давление углекислоты способствовало рошу этого мик- роба. Необходимость углекислоты для ряда гетеротрофных микроорганизмов сначала ус- тановили РоквЗлл и Хайгбергер; более поздние работы подтвердили результаты работ этих исследователей; Валлей и Ретгер нашли, что углекислота необходима для ряда микро- организмов и что небольшое повышение дав- ления углекислоты по сравнению с обычным благоприятно отзывается на росте таких ми- кроорганизмов, как Lactobacillus acidophilus, Bacterium pullorum (микроб белого поноса цыплят) и В. pneumoniae.Yладстон, Файлдс и Ричардсон установили, что пропускание воз- духа или газа, лишенного углекислоты, при- останавливает развитие палочки тифа, кишеч- ной палочки, бактерии синего гноя, палоч- ки сибирской язвы, дифтеэийной палочки н анаэробов Bacillus sporogenes и В. Welchii. Что касается способности связывать углекис- лоту, то она была установлена и для не со- держащих серы пурпурных бактерий {Athio- rhodaceae) в присутствии органических соеди- нений, являющихся в данном случае донато- рами водорода. В 1936 г. Вуд и Веркман[’] опубликовали работу, в которой, установив образование пропионовокислыми бактериями янтарной кислоты при сбраживании глицерина, они могли объяснить этот факт только тем, что эти бактерии присоединяют к трехуглерод- ному соединению углекислоту; при проверке оказалось, что мы имеем в данном случае эквимолекулярные количества образовавшейся янтарной кислоты и использован: ой углекис- лоты. Прежде чем перейти к дальнейшему изло- жению работ по фиксации углекислоты гете- ротрофными микроорганизмами, остановимся на работах об отношении этих микроорганизмов к углекислоте, выполненных в СССР. В Советском Союзе впервые на возможность усвоения углекислоты гетеротрофным микро- организмом {Aspergillus niger) указал в 1921 г. покойный А. В. Лебедевр]. Этот исследователь считал, что по химизму аутотрофный и гете- ротрофный способы питания близки между собой. По его мнению, при обмене веществ в растительной клетке имеется близкая связь между углекислотой и органическими кислота- ми; последние вместе с альдегидами и угле- кислотой являются веществами, играющими роль в синтезе, в то время как сахара и спирты
86 Природа 1942 имеют значение только как энергетический материал*. Вторая работа, посвященная вопросу о значении углекислоты для гетеротрофных мик- роорганизмов, принадлежит Т. В. Аристов- ской[*] и была выполнена в лаборатории микробиологии Естественно-научного института им. П. Ф. Лесгафта. Еще до того, как Т. В. Аристовская начала свою работу, И. А. Вольфсон, при определении потребления сахара Bacillus felsineus и Gra- nulobacter pectinovorum в связи с образованием этими микроорганизмами летучих жирных кис- лот, нашла в ряде случаев преувеличенные ци- фры для последних по сравнению с потреблен- ным сахаром. Так как И. А. Вольфсон не имела возможности, по независевшим от нее обсто- ятельствам, подвести баланс углерода, то эти цифры не были включены в опубликованную ею работу; но все же явилось предположение, что эти данные, возможно, свидетельствуют о новом случае фиксации углекислоты гетеро- трофным микроорганизмом. Задачей, которую ставила себе Т. В. Ари- стовская, было более полное выяснение во- проса об отношении гетеротрофных микроор- ганизмов к углекислоте. В своей работе автор прежде всего устанавливает, что ряд микро- организмов: Staphylococcus aureus, Bacterium fluorescent, В pyocyaneum, Azotobacter chroo- coccum, A. agile и некоторые другие, совсем не развиваются или показывают слабое раз- витие в отсутствии углекислоты в окружающей их атмосфере. Этот факт устанавливается следующим образом: культуры микроорганиз- мов на твердых и жидких средах ставятся под колокол, куда одновременно помещается кри- сталлизатор с 50/0 раствором едкого натра для поглощения углекислоты; в неопубликованных сериях опытов через жидкость с развиваю- щейся культурой продувался ток воздуха, ли- шенного углекислоты. Если углекислота необходима для развития микроорганизмов, то какую роль она играет при этом? Роквэлл и Хайгбергер считают, что углекис- лота ассимилируется микроорганизмами. Гес связывает это влияние с дыханием. Для того чтобы установить, может ли угле- кислота служить источником углеродистого питания для гетеротрофных микроорганизмов, Аристовской ставились культуры в растворах минеральных солей с минеральным источником азота без органических углеродистых соеди- нений. Такие микроорганизмы, как Bacterium pyocyaneum,Mycobacterium rubrum M. aurantia- cum, Aspergillus oryzae, дали развитие при 5—6 пересевах на указанной выше среде, ко- торые представляли собой каждую серию опытов; другие микроорганизмы дали развитие только при первых двух или четырех Пересе <ах. Ввиду того, что отсутствие роста у неко- торых микроорганизмов могло быть связано 1 В 1926 г. Б. Л. Мазур опубликовал работу, д которой устанавливается усвоение углекислоты туберкулезной палочкой, но он в своей работе не затрагивает вопроса о спо- собности гетеротрофов вообще усваивать угле- кислоту. с недостатком или отсутствием ростовых ве- ществ, в дальнейшем были поставлены опыты в этом направлении, но эти опыты не были доведены до конца. В связи с предположением, что промежуточ- ным продуктом при ассимиляции углекислоты могут являться органические кислоты, что из углекислоты может образоваться карбоксил органической кислоты, были поставлены опыты замены углекислоты, как необходимого фактора роста, органическими кислотами. Оказалось, что некоторые микроорганизмы растут в атмосфе- ре, лишенной углекислоты, если к питательной среде прибавляются соли муравьиной кислоты (Bacterium pyocyaneum), щавелевой кислоты (Staphylococcus aureus, Bacterium pyocyaneum, В. Rablnowltschi) или лимонной кислоты (В. fluorescent). Некоторые микрооргани/мы оказались спо- собными развиваться на минеральной среде с минеральным источником азота и с иеточником углерода в виде муравьинокислого и щавеле- кислого натрия. Как показали произведенные анализы, как муравьиная, так и щавелевая кислота потребляется некоторыми довольно распространенными гетеротрофными микро- организмами (Bacterium pyocyaneum, Mycoba- cterium. rubrum, Aspergillus oryzae). Рост на средах с единственным источником углерода в виде приведенных выше солей, в которых углерод входит только в карбоксильную груп- пу, служит убедительным доказательством, что, вопреки недавно высказанному мнению (Тау- сон), довольно обычные гетеротрофные микро- организмы способны редуцировать карбок- сил. Результаты приведенных опытов е доста- точной ясностью показывают, что для ряда гетеротрофных микроорганизмов углекислота является элементом, необходимым для их раз- вития, и что имеется достаточно оснований для того, чтобы утверждать, что многие гете- ротрофы обладают способностью развиваться аутотрофно. Если для ряда микроорганизмов этого не удалось доказать, то не исключена вероятность, что при удачно подобранных ус- ловиях эту способность удастся выявить; ко- нечно, у одних микроорганизмов она при этом будет проявляться в большей степени, у дру- гих в меньшей степени. Что касается источника энергии, за счет которой происходит редукция углекислоты, то он может быть химическим, как это прини- мается для процесса нитрификации, так как в большей части опытов в качестве источника азота служил фосфорнокислый аммоний; дей- ствительно, слабая реакция на азотистую кис- лоту была установлена для культур Bacterium pyocyaneum, но этот же микроб развивался аутотрофно и при азотнокислом калие как источнике азота. Принимая во внимание имев- шееся в литературе указание венгерского исследователя Фехера о развитии зеленых растений (почвенных в 'дорослей и мхов) в темноте при наличии источника невидимой лучистой энергии, Г. Л. Селибер [•] высказал предпол 'жение о возможности участия и • данном случае такого источника энергии. Мы не будем здесь подробнее останавли- ваться на этом вопросе, а коснемся его в свя-
№ 5—б Новости науки 87 зи с применением углекислоты с радиоактив- ным углеродом как индикатором, который да- ет возможность установить, что предоставляе- мая микроорганизму углекислота входит в качестве составной части в те вещества, ко- торые он образует. В этом направлении в США был произведен ряд работ, подтвердив- ших и расширивших результаты, которые по- лучили Вуд и Беркман [7]. Уже на основании первых работ американских исследователей (Рубен, Гассид и Камен)' об усвоении зеленым растением в темноте углекислоты, содержа- щей радиоактивный углерод, можно было пред- положить, что углерод в данном случае явля- ется не только индикатором, но в качестве радиоактивного вещества может представлять собой и источник энергии. В появившейся в 1941 г. работе Иозио Нисина, Сиозо Эндо и Хирота Накаями японские исследователи ус- танавливают, что суспензии Bacterium coll в результате действия радиоактивного углерода, присоединяя к пировиноградной кислоте угле- кислоту, образуют яблочную и фумаровую ки- слоту. Если такой источник энергии, как радиоак- тивный углерод с кратковременным периодом полураспада в полчаса, оказывается, может иг- рать роль в усвоении углекислоты, то мы вправе поставить вопрос о том, не может ли радий, находящийся в организме, оказать та- кое действие. С этим тем более следует счи- таться, что акад. В. И. Вернадским и его сотрудниками установлено, что живые орга- низмы — одни в большей, другие в меньшей степени — обладают способностью концентри- ровать радий. Возможно, что энергия, необхо- димая для связывания углерс^д^, берется из раз- ных источников, но это является специальным вопросом, которого мы здесь касаться не будем. Не останавливаясь на работах, выясняющих химизм образования янтарной и других орга- нических кислот пропионовокислыми бактери- ям^ и Bacterium coli, коснемся кратко обра- зования уксусной кислоты и метана из угле- кислоты. Выделенный Виринга подвижный спорооб- разующий анаэроб синтезирует уксусную кис- лоту из углекислоты и водорода. Реакция идет следующим образом: 3NaHCO, + 4На = CH3COONa 4- 4- Na2CO3 4- 4НаО. Образование уксусной кислоты пропорцио- нально давлению водорода; в 24 часа культу- ра может переработать 4,5 л водорода. Синтез уксусной кислоты из СО2 осущест- вляется также при посредстве Clostridium aci- di urici. Предположение о таком синтезе воз- никло потому, что при анаэробном сбражива- нии гипоксантина этим микробом получается больше одной молекулы уксусной кислоты на 1 молекулу субстрата. Баркер, Рубен и Бек проверяли это предположение, применяя ра- диоактивный углерод. При действии микро- организма на гипоксантин, гуанин и урат нат- рия в атмосфере С"Ог и азота фракция лету- чих кислот была радиоактивна, нелетучий ос- таток после сбраживания урата натрия содер- жал 46°/о редуцированного С", 2/з которого находилась в растворе, а 1/3 в микробных телах. Согласно современным представлениям, при метановом брожении также имеет место ре- дукция углекислоты; реакция идет по формуле: 4Н2А + СО2 = 4А + СН4 4-2Н2О. Первые работы в этом направлении были выполнены Баркером в лаборатории Клюйнера в Дельфте; мысль о таком направлении процес- са принадлежит покойному Зенгену. При этом брожении культуры Methanobacterium Оте- lianskii превращают первичные и вторичные спирты в соответствующие кислоты и кетоны. Изучение ассимиляции углерода показывает, что существует линейное отношение между эти- ловым спиртом, окисленным в уксусную кис- лоту, и образованным клеточным материалом. На каждый грамм углерода субстрата (Et ОН 4-СОг) около 60 мг углерода ассимилируется. Изучением баланса углекислоты и применением радиоактивной углекислоты было показано, что в клеточный материал превращается и углерод этилового спирта, и углерод углекислоты. Но нуждаются в углекислоте и обладают способностью связывать углекислоту не только такие растительные микроорганизмы, как бак- терии и грибы, но и изученные в этих отно- шениях пока в единичных случаях простей- шие, причисляемые к животным. Свободная от бактерий культура Chilomonas paramecium в атмосфере, лишенной углекислоты, в течение первых нескольких дней давала всегда меньше 1/3 числа микроорганизмов, которое получа- лось в культуре, аэрируемой обыкновенным воздухом. Автор этой работы Жан считает, что в данном случае играет роль буферная способность бикарбоната, образующегося при наличии углекислоты. Для trypanosoma lewisi Сиарл и Рейнер ус- тановили способность связывать углекислоту. Углекислота активирует анаэробное и аэроб- ное разложение глюкозы и аэробное разло- жение глицерина. При анаэробном разложе- нии глюкозы образуется янтарная, молочная, пировиноградная и уксусная кислоты, при этом потребляется углекислота. Как и в опытах Вуда и Беркмана [7] с пропионовокислыми бактериями, количество потребленной углекис- лоты эквивалентно количеству образовавшей- ся янтарной кислоты. На основании приведенных выше работ сле- дует считать установленными необходимость углекислоты для ряда гетеротрофных ми- кроорганизмов и способность многих из них усваивать углекислоту. Фиксированная уже кислота может итти и на образование про- дуктов обмена, и на построение тела микроор- ганизмов. Углекислота принимает также участие в раз- личных синтетических реакциях в тканях выс- ших животных; в образовании мочевины, в синтезе щавелевоуксусной и а-кетоглута- ровой кислоты из солн пировиноградной кис- лоты печенью голубя и в образовании глико- гена из молочной кислоты у крысы. Мы оставляем открытым вопрос о том, сле- дует ли включать в эту группу явлений и об- разование карбаминогемоглобина. Еще до того, как начали изучать вопрос о связывании углекислоты животными тканями, образование мочевины объясняли синтезом из
88 Природа 1942 углекислоты и аммиака без участия или с уча- стием орнитина (Кребс). Но тогда не обращали внимания на то, что мы в данном случае имеем дело с принципиально новым для животного организма синтезом 1. В настоящее время Ритгенберг и Уэлш и Эванс и Слотии устанавливают синтез моче- вины из углекислоты тканью печени крысы, пользуясь бикарбонатом с радиоактивным угле- родом; в синтезированной мочевине исследо- ватели находили радиоактивный углерод. В 1940 г. Кребс и Эгглестон [4] нашли, что измельченная ткань печени голубя образует одни и те же продукты, при прибавлении со- ли пировиноградной кислоты и соли щавелево- уксусной кислоты, а именно соли а-кето- глутаровой, фумаровой, яблочной, янтарной и лимонной кислот. Они объясняли это тем, что соль пировиноградной кислоты, присоединяя к себе углекислоту, сначала образует соль щаве- левоуксусной кислоты. Эванс нСлотин (9], поль- зуясь углекислотой с радиоактивным углеро- дом, пришли к заключению, что при образо- вании измельченной ткани печени голубя из пировиноградной кислоты а-кетоглутаровой на каждую молекулу последней, вероятно, идет одна молекула углекислоты. Чрезвычайно важной реакцией, в которой принимает участие углекислота, является об- разование гликогена из молочной кислоты. Мы имеем в данном случае дело с одной из основных реакций углеводного обмена у жи- вотных. Этот факт был установлен на крысах, которым вводили бикарбонат с радиоактивным углеродом после того, как их кормили per os лактатом или вводили последний посредством желудочного зонда; в образованном гликогене было установлено наличие радиоактивного углерода. Авторами этих работ являются Кон- нант, Соломон, Венесланд и др. Что касается растительных тканей, то Рубен и Камен установили усвоение небольших ко- личеств радиоактивного углерода измельчен- ными корнями, ячменя. Фостер, Карсон и Рубен [*], принимавшие деятельное участие в выяснении вопроса о фиксации углерода гетероторофными систе- мами, говорят, что при помощи радиоактив- ного углерода установлено, что ряд тканей, как животных, так и растительных организмов, об- ладает способностью фиксировать углерод., Нами' использованы те работы, которые были нам доступны в оригинале или с кото- рыми мы познакомились по рефератам библио- графических изданий. Из йриведенного выше краткого обзора ра- бот последних лет видно,’что ряд гетеротроф- ных систем (организмов и тканей) обладает 1 Интересно отметить, что мочевина была первым органическим соединением живого организма, которое удалось синтезировать вне организма химическим путем из неорганиче- ских соединений; Веллер осуществил этот син- тез в 1828 г. Через 100 слишком лет такой необычный для наших воззрений факт, как связывание углекислоты животной тканью, устанавливается также на синтезе животной тканью мечевины из углекислоты и аммиака. той удивительной способностью усваивать углекислоту, которая раньше считалась свой- ственной одним зеленым растениям, а со вре- мени открытия С. Н. Виноградским нитрифици- рующих бактерий и ограниченной группе ау- тотрофных бактерий. Пока на способность фиксировать углерод исследовано еще малое количество животных и растительных тканей. Можно надеяться, что в настоящее время, пос- ле открытия таких неожиданных явлений, за- ставляющих нас в корне изменить наши взгля- ды на роль и значение углекислоты, интерес к этой проблеме вызовет появление большого числа исследований, которые нам. во многих отношениях разъяснят механизм действия углекислоты и ее роль в обмене веществ жи- вотного и растительного организма, поскольку это будет касаться не хлорофиллоносных тканей. Для микробиологии исследование этого вопро- са имеет особенное значение; в данном случае открыт новый фактор, с которым следует счи- таться при регулировании микробиологических процессов. Может быть, исследования в этой области дадут нам в руки биокатализаторы, с помощью которых мы получим возможность синтезировать различные вещества из углеки- слоты и других соединений или элементов. Американские авторы Фостер, Карсон и Рубен [’] свою сводку работ о значении угле- кислоты в жизнедеятельности животных и ра- стений озаглавили „Spiritus vltalis“. И действительно, мы здесь имеем дело с фактором первостепенного значения. Если для зеленых растений углекислота представляет собой исходный продукт, из ко- торого впоследствии синтезируются самые разнообразные соединения, то и в животной ткани, и не хлорофиллоносных тканях растений углекислота, если она там перерабатывается, должна в некоторых стадиях процессов играть существенную роль. Как справедливо указы- вают Эванс и Слотин [°], нет необходимости, чтобы раз образованная углекислота непремен- но была выделена, она может снова принять участие в обмене веществ организма и пред- ставлять собой своего рода разновидность составной части ткани. Открытие новых тканей и организмов, способных усваивать углекисло- ту, даст нам возможность лучше изучить меха- низм процесса, играющего такую исключитель- но важную роль в жизни на нашей планете. Укажем здесь, что такие аутотрофы, как высшие зеленые растения, ведут одновремен- но с типичным для них аутотрофным образом жизни и гетеротрофный образ жизни, что они являются одновременно и аутотрофами, и са- профитами. Рядом работ, выполненных преи- мущественно французскими исследователями в конце прошлого и в начале нынешнего столе- тия, показано, что растения всасывают своими корнями различные органические соединения (сахара, глицерин, метиловый спирт и азотис- тые органические соединения) и что всасыва- ние этих веществ корнями может оказать бла- гоприятное влияние на развитие растений и на процесс усвоения углекислоты листьями. Из этих работ ни теория, ни практика не сделали еще надлежащих выводов. Но на этом вопросе мы здесь подробно останавливаться не можем; он заслуживает особого обсуждения.
№ 5—б Новости науки 89 Литература [1]. Аристовская Т. В. Микробиология, 10. №6,701—715, 1941 [2]. Foster, Carson. Ruben. Chronica botanica, 6, № 15 337 1941; цит. no .Nature", 148, № 3742, 19, 1941. [3]. Ewans a. Slotin, Biol. chem. 141, 439—450, 1941. [4] Krebs a. Eggleston. Bioch. 34. 1383-1395, 1940 [5]. Лебедев. Известия Дон- ского гос. университета 1921. [6]. Се л и б е р. Микробиология (сдано в печать). [7]. Wood Н. D. u. Werkman С. Н. Bioch. Journ. 30 № I. 1936, 32, 34, 1938. Проф. Г. Л. Селибер. БОТАНИКА О КЛАССИФИКАЦИИ ЗАБОЛОЧЕННЫХ ПОЧВ В СВЯЗИ С НУЖДАМИ ОБОРОНЫ Одной из задач почвоведения является характеристика проходимости различных болот и заболоченных пространств в зависимости от их природных признаков. Более или менее крупные болотные мас- сивы в их естественном состоянии являются довольно серьезным препятствием не только для движения танковых и мотомеханизирован- ных частей. Кроме того, известно, что боль- шую роль в отношении проходимости могут играть искусственные водные преграды: затоп- ленные и заболоченные полосы, устраивае- мые на пути продвижения противника. Орга- низация таких искусственных заболачиваний и затоплений, а также борьба р ними требуют знания свойств различных заболоченных и болотных почв. Эффективность искусственного заболачи- вания в отношении проходимости заболоченных территорий в каждом пункте в сильной степени зависит от исходных естественных свойств почвенного покрова. Для указанной цели мо- гут применятся подтопления (повышением уро- вня грунтовых вод или затопление (напуском воды) ранее уже более или менее заболочен- ных участков. В связи с этим весьма важно иметь ясное представление о соответствую- щих свойствах заболоченных и болотных почв. Надо учитывать, что вопросы проходимо- сти территорий являются весьма сложными, так как, с одной стороны, проходимость опре- деляется целым комплексом внешних факторов, а, с другой, условия проходимости не вцолне одинаковы для различных родов движения. Так как вопросы проходимости различных почв далеко еще не достаточно разработаны, то и предлагаемая классификация заболочен- ных почв является схематизированной и даже несколько упрощенной. Однако ознакомление с имеющимися руководствами показывает, что и в таком, несколько сокращенном виде эта классификация может быть полезной1. Заболоченность почв устанавливается по наличию торфянистого или торфяного покрова и по его мощности, а также по признакам 1 См. В. И, Дворяшин. ^Военная гидро- техника. Изд. ВИА, М. 1940. оглеения в минеральных почвенных горизон- тах. При соответствующих условиях водно-воз- душного режима, первые признаки заболачи- вания появляются в почве очень быстро: об- разуются синеватые и зеленоватые полосы и прожилки и охристые пятна, происходит обес- цвечивание бурых подгумусовых горизонтов, увеличивается вязкость почвы, изменяются некоторые химические свойства. Но образо- вание настоящих болотных почв с торфяным горизонтом и вязким однородным серо-синим глеем происходит очень медленно, веками. По степени заболоченности почв устанав- ливаются следующие три градации: 1. Слабо заболоченные почвы, характери- зующиеся отсутствием торфянистого горизон- та при наличии ясных признаков оглеения в виде обесцвеченных, серых, синеватых и зеле- новатых пятен и разводов и бурых охристых выделений под перегнойным горизонтом. 2. Сильно заболоченные почвы с наличием оторфованного горизонта до 50 см мощности, при сплошном, резко выраженном оглеении минерального горизонта, подстилающего тор- фянистый горизонт. Глеевый горизонт сильно заболоченных почв имеет более или менее однородный серо-синеватый, иногда зеленова- тый цвет и отличается повышенной вязкостью. 3. Болотные почвы с торфяным горизонтом мощностью более 50 см. В болотных почвах под торфом или перегноем залегает вязкий синий или зеленоватый глей. Кроме степени заболоченности почв, боль- шое значение имеет также различный харак- тер заболачивания, обусловленный типом ув- лажнения. Следует различать три основные категории заболоченных и болотных почв в зависимости от особенностей их водного пита- ния: 1) заболоченные и болотные почвы на- мывного питания; 2) заболоченные и болот- ные почвы грунтового питания; 3) заболочен- ные и болотные почвы атмосферного увлаж- нения. Каждая из этих категорий отличается специфическими свойствами в отношении про- ходимости и, как правило, характеризуется определенными условиями залегания. 1. Почвы намывного питания, заболачиваю- щиеся от застоя речных вод в пониженных участках поймы в сфере более или менее интенсивного отложения аллювиального осад- ка, как правило, не имеют ни торфянистого покрэва, ни перегнойного горизонта. Верхний горизонт этих почв имеет иловатый, глинис- тый состав и светлокоричневую, сизоватую окраску, не ограниченную по цвету от ниже- лежащих горизонтов. 2. Почвы грунтового питания, связанные с постоянным уровнем грунтовых вод, отличаю- щихся обычно заметной жесткостью, харак- теризуются образованием ясно выраженного темноцветного перегнойного — „дернового" го- рчз.онта. Этот горизонт может быть оторфован или покрыт сверху бурым торфянистым гори- зонтом различной мощности, но во всех случаях при грунтовом питании под торфом имеется темноцветный перегнойный горизонт. 3. Почвы атмосферного увлажнения имеют моховой покров, образующий торфянистую подушку большей или меньшей мощности. Кро- ме того, при слабом заболачивании в них все-
90 Природа 1942 № п.п. Названия почв Краткая характеристика условий увлаж- нения растительности и местоположения Свойства в отношении проходимости 1 2 3 4 1 Слабо-заболочен- ные луговые по- чвы. Относятся к. категории почв намывного питания. Встречаются в речных поймах: в межгривных понижениях прирусловой по- лосы и в центральной части пойм под лу- гами с довольно разнообразным составом растительности. Заболачивание происходит от застоя речных полых вод. Находятся в сфере интенсивных отложений аллювиаль- ных осадков, в силу чего часто отличают- ся слоистым сложением. Серьезных препятствий для проходимости в ес- тественном состоянии не представляют. При по- вышении уровня грунто- вых вод значительное ухудшение проходимо- сти может наступить по истечении более или ме- нее значительного вре- мени. При заболачива- нии напуском воды, в случае глинистого соста- ва, возможно быстрое ухудшение проходимо- сти. 2 Сильно-заболо- ченные луговые почвы. Относятся к категории почв намывного питания. Встречаются преимущественно на широких низменных заливаемых равнинах озеровидных расширений пойм. Раститель- ность луговая с господством осок (осоки острой, прибрежной, водяной) или корне- вищных высоких злаков (манника водяно- го, тростника). Почвы большей частью гли- нистые, нередко с сильно заиленным верх- ним горизонтом. Могут представить не- которое препятствие для прохождения мотомех- частей даже и в естест- венном состоянии, осо- бенно в первой полови- не лета вскоре после па- водка, который обычно в таких местах затяги- вается. При заболачива- нии напуском воды бы- стро становятся трудно- проходимыми. 3 Слабо-заболочен- ные дерновые по- чвы. Находятся в связи с грунтовыми водами, уровень которых в летний период проходит на глубине 60—70 см от поверхности. Встре- чаются в низинах, в притеррасных частях пойм, на широких надпойменных террасах (например, в Полесье), иногда на склонах в контакте с полосой, где выклиниваются грунтовые воды. Растительность — траня- ные ельники (на глинистых и суглинистых почвах) и сосняки (на песчаных почвах), с примесью пушистой березы, осины, чер- ной ольхи, широколиственных пород; в подлеске этих лесов — ивы, крушина лом- кая, смородина, черемуха и др. В густом травяном покрове — высокие травы: лес- ные и болотно-лесные папоротники, хвощи, лабазник, калужница, вейники. В моховом покрове — лесные зелёные мхи с примесью болотных. При уничтожении этих лесов (рубка, пожары) на месте их развиваются луга с господством злаков, преимуществен- но дерновинных, особенно щучки дернистой, а также собачьей полевицы, душистого ко- лоска, белоуса, или мелких корневищных или дерновинных осок с примесью низко- го разнотравья (болотная фиалка, манжет- ки, лютик и мн. др), или разнотравья (гра- вилат поручейный, купальница, лабазник, калужница, лугово-бологные виды бодяка). В моховом покрове таких суходольно-ни- зинных лугов увеличивается количество болотных мхов. В естественном состоя- нии легко проходимы, но лесная растительность может служить препят- ствием для автотранспор- та и танков- При искус- ственном заболачивании значительное ухудшение проходимости может на- ступить быстро только в случае суглинистого ме- ханического состава вер- хних горизонтов почв.
Ка 5—6 Новости науки 91 1 2 1 з 1 4 4 Сильно - заболо- ченные дерновые почвы. Связаны с грунтовыми водами, уровень ко- торых в летний период проходит на глуби- не 30 — 50 см. от поверхности. Часто так- же заливаются полыми водами в период паводка-. Встречаются в низинах, в притер- расных частях пойм. Часто окружают бо- лее или менее широким кольцом болотные массивы. Растительность— черноольшат- ники с примесью березы пушистой, хвой- ных пород, а на юге также широколиствен- ных с подлеском из ив, смородины и др., с более или менее густым травяным покро- вом из высоких трав (болотно - лесные папоротники, хвощи, калужница, крапива пушистая и др.). Моховой покров или от- сутствует или состоит преимущественно из болотных мхов. После сведения этих лесов заболачивание увеличивается, начинается формирование торфяного горизонта, возни- кают сильно заболоченные луга переход- ные к низинным болотам (осоковые, гипно- во - осоковые, сфагново - осоковые и пр.) В естественном состоя- нии трудно проходимы. При искусственном забо- лачивании становятся непроходимыми. 5 Болотные травяно- и травяно-мохово- - торфяные поч- вы (низинные бо- лота). Связаны с грунтовыми водами, уровень ко- торых в летний период проходит на глуби- не 0 —20 — 30 см от поверхности. Могут представлять собою более или менее мощ- ные, насыщенные водою торфяно - илова- тые толщи. Встречаются в древних озер- ных котловинах, в притеррасной полосе речных пойм, на широких низменных аллю- виальных равнинах, иногда на склонах у выходов грунтовых вод. Растительность — преимущественно осоковые болота, с господ- ством корневищных или кочкообразующих осок; часто встречаются также травяные болота с господством злаков — тростника, манника или вейников. Моховой покров или отсутствует или состоит из зеленых (гипновых) мхов, иногда с примесью белого мха (сфагнума). Древесный ярус чаще отсутствует, но иногда подобные боло- та поростают пушистой березой или черной ольхой. В естественном состоя- нии трудно проходимы или непроходимы. При искусственном заболачи- вании становятся непро- ходимыми. в Слабо - заболочен- ные мелкоотор- фованные почвы. Заболачивание происходит от застоя поверх- ностных вод в почвенной толще. Встреча- ются на плоских водоразделах под замохо- велыми лесами и в периферических частях широких озеровидных пойм. Чаще всего на этих почвах встречаются леса — длин- номошники: ельники на тяжелых (глинис- тых и суглинистых), сосняки на легких (песчаных) почвах или временники этих лесов — березняки. Почва в этих лесах по- крыта мхом — кукушкиным льном, иногда с примесью белого мха (сфагнума). Г В естественном состоянии легко проходимы. При искусственном заболачи- вании значительное ухуд- шение проходимости мо- жет наступить быстро только при глинистом, ме- ханическом составе почв.
92 Природа 1942 7 Сильно- заболо- ченные торфянис- тые почвы. Заболачивание происходит от застоя повер' хностных вод в почвенной толще и во вла- гоемком торфянистом покрове. Часто имеют связь и с грунтовыми водами (при условии, если они не имеют заметной жесткости), залегающими в летний период на глубине 50 — 70 см от поверхности1. Встречаются пре- имущественно на плоских, слабо дрениро- ванных равнинах под замоховелыми лесами — беломошниками (ельники или сосняки с покровом из белого мха - сфагнума). Час- то окружают кольцом моховые болота. Мо- гут встречаться и в пойменных условиях — в периферической части широких озеровид- ных пойм, затопляемых в паводок более или менее чистыми водами, лишенными взве- шенных частиц. В естественном состоя- нии проходимы, хотя и могут иногда замедлять продвижение. При искус- ственном заболачивании рекомендуется напуск воды, так как повышение уровня грунтовых вод в большинстве случаев бу- дет неэффективным в си- лу неоднородности поч- венного профиля — нали- чия водоупорных гуму- совых и гумусово - же- лезистых .ортзандовых • прослоек. Глубина залегания уровня грунтовых вод может вариировать в сильной степени, в за- висимости от механического состава почвы. 8 Болотные мохово- торфяные почвы (верховые и пере- ходные болота). Относятся к категории почв поверхностно- го увлажнения, но могут иногда иметь связь и с грунтовыми водами, при условии, если последние не имеют заметной жесткости. В летний период в ямах и канавах, не име- ющих стока, уровень воды устанавливает- ся на глубине 0 — 20 см от поверхности. Встречаются обычно на плоских водораз дельных равнинах, часто окружают озер- ные котловины, нередко образуя торфяные сплавины (плавающие на воде моховые по- д>шки). В речных долинах и низменных аллювиальных равнинах могут непосредст- венно соприкасаться с болотными травяно- моховыми почвами. Растительность довольно однообразная — сплошной покров из .белого мха* (сфаг- нума). В травянисто - кустарниковом яру- се преобладают пушица, некоторые корне- вищные осоки, болотные кустарники (ба- гульник, голубика, андромеда, на севере — карликовая березка). Иногда эти болота облесены низкорослой сосной или пушистой березой. В естественном состоя- нии трудно - проходимы или непроходимы. При искусственном под- топлении становятся не- проходимыми. гда выделяется подзолистый горизонт под тор- фянистым, а также независимо от степени за- болачивания — темнокоричневый или бурый горизонт под торфом, пропитанный подвиж- ными, вмытыми сверху гумусовыми вещества- ми. Нередко такие гумусовые горизонты вмы- вания образуют под торфом плотные, водо- упорные слои. Схематически все основные подразделения заболоченных и болотных почв представлены в таблице: на стр. 100—102. При оценке проходимости заболоченных и болотных почв в их естественном состоя- нии и при искусственном заболачивании необ- ходимо учитывать следующие их свойства: 1. В сильно заболоченных и боютных поч- вах с малой мощностью торфа (не более 70 — 100 см) большое препятс вие для проходи- мости танков может представлять вязкость глеевого горизонта. Это свойство глея прояв- ляется особенно резко при глинистом или суг- линистом составе грунтов, подстилающих торф. При искусственном заболачивании увеличение вязкости минеральных грунтов хотя и проис- ходит, но далеко не до той степени, которая характеризует старый болотный глей. Высу- шенный глеевый грунт (например, на стен- ках карьеров, в кучах, выброшенных из ка- нав на болоте) при повторном увлажнении в значительной степени утрачивает свою вяз- кость. 2. Очень существенное свойство в отноше- нии проходимости болот — их кочковатость. Этим свойством обладают в особенности лес- ные (так называемые переходные) травяцо- моховые болота, а также кочковато - осоко- вые низинные болота. Высокие тумбовидные кочки, образованные осокой и достигающие 50—70 см высоты, могут сильно затруднить проходимость. Такие ко^ди очень часто ветре-
№ 5-6 Новости науки 93 чаются также и по краям моховых болот с выпуклым профилем. В большинстве случаев именно края таких болот являются наиболее обводненными и поэтому особенно трудно про- ходимыми, тогда как центральные, повышен- ные участки заметно суше и легче проходимы. Болота намывного питания с большим или меньшим участием грунтового увлажнения, расположенные в речных поймах, также мо- гут быть кочковатыми, но кочки на них обыч- но не достигают особенно крупных размеров (20 —40 см). В юго - западных районах (По- лесье) кочковатость болот может быть очень большой и в пойменных условиях. 3. Многие моховые болота, расположенные среди лесов, отличаются обилием пней в тол- ще торфа. Из таких пней л. гко можно делать завалы по дорогам и тем сильно затруднять движение. 4. В зависимости от местных особенностей и времени года, а также от погоды, различ- ные болотные почвы могут иметь разную про- ходимость в естественных условиях, но в сред- нем можно считать, что мохово-торфяные болотные почвы атмосферного увлажнения (так называемые „верховые" болота) имеют более плотный моховой ковер и более прохо- димы, чем травяно - торфяные или травяно- мохово - торфяные грунтового увлажнения (так называемые „низинные* болота) при ус- ловии, что мощность торфа в последних не менее I м. Из моховых болот непроходимыми чаще всего являются сильно обводненные с повер- хности, с крупными мочежи.ами и озерками в торфяных берегах. Такие болота распростране- ны в северных областях лесной зоны и в ле- сотундре. А. А. Завалишин и Е, М. Лавренко. ЗООЛОГИЯ ПОЧЕМУ БАБОЧКИ ХЛОПКОВОЙ СОВКИ ВЫБИРАЮТ ОПРЕДЕЛЕННЫЕ РАСТЕНИЯ ДЛЯ ЯЙЦЕКЛАДКИ Хлопковая совка (ChL ridea obsoleta Fabr.) является одним из наиболее серьезных вреди- телей хлопчатника, кукурузы и помидор. Она выбирает для яйцекладки определенные виды растений. Среди культурных видов, наиболее предпочитаемых для яйцекладки, следует вы- делить: львиный зев (Antirrhinu ч majus\, нут (Cicer arietinmn), бамию (Hibiscus esculentus), канатник (A hutiloa avicennae), хло ча ник (ви- ды Gcssypium), кукурузу (Zea mays), помидоры (Solatium lyc persicum), табак (Nicotiana ta- baccum), Dolichos lablab и некоторые другие. Среди дикорастущей флоры в Азербайджане, где нами проводились исследования, яйце- кладку привлекают: белен > (Hyosciamus niger), дурман (Datura stramonium), черный паслен (Solanum nigrum) и в меньшей степени дру- гие виды. Способность бабочек находить эти растения поразительна: летящая в сумерках, иногда на высоте нескольких метров, бабоч- ка моментально опускается на нужное ей рас- тение, даже если последнее окружено густой травой и, отложив одно-два яйца, вылетает, чтобы так же быстро найти другой экземпляр растения того же вида. Разные виды неодинаково привлекают хлопковую совку, и степень предпочитаемости зависит не только от видовых особенностей растения, но и от фазы его развития, физио- логического состояния и сорта. Так как фи- зиологическое состояние, интенсивность роста и отчасти стадии развития тесно связаны с экологическими факторами и агротехникой, то эти последние также влияют на степень заражения культуры яйцами. Так, например, после полива или после внесения удобрения улучшается состояние растения, усиливается его рост, и эти условия определяют большую привлекательность культуры для бабочек. Если сравнивать между собой разные вилы, напри- мер, хлопчатник и бамию или хлопчатник и нут или львиный зев, то ок.зывается, что хлопчатник почти всегда меньше привлекает бабочек для яйцекладки, чем остальные. Это обстоятельство имеет огромное значение для борьбы с вредителем и для защиты наиболее ценной культуры—хлопчатника от массовых повреждений. На основе избирательной сю- собности бабочек- выработаны методы прима- ночных культур, применяемые в США, в Аф- рике, Австралии и у hic в Азербайджане и на Северном Кавказе. У нас на полях с хлоп- чатниками высеивается нут в количесгве обычно 2°/о от площади хлопчатника. Бабочки летят на нут, откладывают основную массу яиц на эту культуру, а яйца, гусеницы и куколки на нуге затем планомерно уничто- жлюгся. Однако нут, кик показали исследова- ния последних лет, не удовлетворяет всем требованиям приманочной культуры. В Азер- байджане летом, во время жары, нут переста- ет привлекать бабочек, а весной он служит хорошим источником питания гусениц и повы- шает плодовитость бабочек, если гусеницы питались в бобиках. Поэтому если борьба с совкой на нуте проводится недостаточно тща- тельно, то могут возникнуть новые очаги раз- множения хлопковой совки и последняя пере- ходит на хлопчатник. Ввиду этого необходимо изыскать более эффективные приманочные культуры, обладающие гораздо большей при- влекающей силой в течение всего периода развития вредителя и обладающие такими свой- ствами, которые бы вызывали высокую смерт- ность гусениц при питании на них. Для того чтобы найти хорошие приманоч- ные культуры, нужно прежде всего знать, ка- кие же факторы и свойства ра -тений привле- кают бабочек для яйцекладки. Данный вопрос изучался мной как руководителем работ, ор- ганизованных Естественно-научным институтом им. П. Ф. Лесгафта, Азербайджанским фили- алом Академии Наук СССР и Азербайджанским научно-исследовательским хлопковым институ- том в 1937—1940 гг. Проводимые нами наблю- дения и специально поставленные опыты по- казали, что бабочек хлопковой совки привле- кают те растения, которые обладают желези- стым опушением, и в том случае, если же- лезистые волоски функционируют, т. е. выде- ляют капельки жидкости. Как правило, чем
94 Природа IMfe сильнее выделения волосков, тем выше при- маночные свойства растения. Однако оказалось, что при сравнении разных видов между собой это правило не всегда имеет место и, очевидно, имеют значение химические вещества, выделя- емые волосками. Из литературных данных известно, что волоски нута выделяют преимущественно ща- велевую кислоту. Поэтому было решено ис- пытать, привлекают ли и вызывают ли яйцек- ладку выделения волосков, взятых без растения, и чистые растворы органических кислот. Так как выделения железистых волосков содержат, кроме кислот (притом неизвестно каких), еще и другие вещества основного характера,то ста- ло необходимым выделить их и испытать в том же направлении. Многочисленные и разно- образные опыты, на которых здесь не прихо- дится останавливаться, показали, что хлопко- вую совку привлекают для яйцекладки выделе- ния железок, которыми смачивалась фильтро- вальная бумага, и некоторые органические кислоты, содержавшиеся в этих выделениях. Наиболее резко положительно реагировали бабочки на 0,6—0,1°/0 раствора муравьиной кислоты и 1,0— 0,1% раствора щавелевой кис- лоты. Когда в садке помещались кружки фильтровальной бумаги, смоченные Э1ими кислотами и чистой водой или с сахаром, то бабочки 80—90% яиц откладывали на кружки с кислотой, а остальные 10—20% на кружки с водой, марлевые, деревянные или стеклянные стенки садка. Указанные кислоты были найдены в железистых выделениях всех исследованных нами растений—хлопчатнике, нуте, белене и канатнике. Обнаруженные в этих же выделе- ниях аммиак и амины (в том числе тримети- ламин) не привлекали яйцекладку бабочек и в ряде опытов вызывали отрицательною реакцию. Чрезвычайно ярко иллюстрируют реакцию бабочек на муравьиную и щавелевую кислоты следующие опыты. Если бабочке преподнести ветку, смоченную. щавелевой кислотой и кос- нуться ею усиков или лапок, то бабочка мо- ментально подгибает брюшко и выбрасывает одно яйцо за другим. Ватка, смоченная мура- вьиной кислотой, привлекает уже на расстоя- нии, бабочки направляются к ней и .выстре- ливают' яйца. Также, на расстоянии 20 см и более, в садках привлекает фильтровальная бу- мага с муравьиной кислотой. Эту реакцию яйцекладки следует противопоставить реакции' на питательное вещество, например, на раствор сахара когда бабочки хлопковой совки и других видов развертывают хоботок. Судя по подги- банию брюшка и выбрасыванию яйца, можно определить в лаборатории, привлекает ли растение бабочек для яйцекладки. Одни веще- ства бабочки чувствуют лишь при контакте с ним, так обстоит дело с нелетучей щавелевой кислотой, другие—летучие, как муравьиная кислота, воспринимаются на расстоянии, и поэтому, если ампутировать усики, реакции яйцекладки не наблюдается. Интенсивность выделительной функции во- лосков у хлопчатника наибольшая в период роста и цветения, поэтому именно в это вре- мя хлопчатник сильнее всего заражается хлопковой совкой. Опыты в полевых условиях и в вегетаци- онных сосудах показали, что обрезка точек роста (чеканка) хлопчатника, применяющаяся для ускорения созревания, уменьшает привле- кательность хлопчатника для яйцекладки сов- ки. Параллельно нами отмечено прекращение выделений железистыми волосками и их смор- щивание. У канатника и бамии максимальное развитие железистых волосков наблюдается на плодах, и именно на плоды этих видов откла- дываются яйца. Не останавливаясь на других примерах и деталях избирательной способнос- ти, можно притти к заключению, что она основана на химическом чувстве, локализован- ном в усиках и чувствительных сенсиллах лапок бабочек. До сих пор господствовало мнение, что хлопковая совка откладывает яйца на те рас- тения, которые служат источником некоторого питания для бабочки (Fletcher 1929, Barber 1937, Стрельников. 1940) или являются хоро- шим кормом для гусениц (Nuttycombe, 1930; Thomas a. Dunnam, 1931, и др.) Однако наши исследования показали, что это неверно. Многие виды, привлекающие бабочек для яйцекладки, не выделяют нектара вообще, или не имеют его в период яйцекладки (ку- куруза, нут, черный паслен и т. д). Выбор растений для питания или, с другой стороны, для яйцекладки протекает *совершен- но независимо и самостоятельно, как нами установлено специальными экспериментами. Нет также связи между заботой о потомстве и избирательной способностью в яйцекладке. Этот вывод является особенно интересным и важным в практическом отношении. Так, на бамии, паслене, канатнике происходит массо- вое вымирание гусениц вследствие того, что эти виды служат плохим кормом для гусе- ниц. Следовательно, можно подобрать ассор- тимент приманочных культур, на которых будет происходить вымирание потомства и мероприятия по борьбе с яйцами, гусеницами и куколками в таких условиях могут быть сведены к минимуму. Изучение причин, привлекающих бабочек для яйцекладки на определенные виды и сорта и в определенные фазы развития растений приводит к следующим выводам. Приманочные культуры имеют эффективное значение, когда их железистые волоски интенсивно функцио- нируют в течение всего лета (с начала мая до октября) и выделяют органические кислоты, преимущественно летучие. Этому условию удовлетворяет культура львиного зева. Пита- ние гусениц должно сопровождаться большой смертностью, как, например, это имеет место с сорняком Solatium nigrum. Для уменьшения привлекательных свойств хлопчатника следует применять мероприятия по ускорению развития, более раннему созре- ванию с тем, чтобы, в период лёта наиболее вредоносной третьей генерации совки, рост хлопчатника был бы замедлен или прекращен. Этому способствует чеканка, уже введенная в практику. Так как виды и сорта хлопчатника весьма различно привлекают бабочек хлопко- вой совки, то возможно путем селекционной работы выделить формы, слабо заражаемые этим вредителем. Д-р б. н. Л. Лозина-Лозинский'
ИСТОРИЯ И ФИЛОСОФИЯ ЕСТЕСТВОЗНАНИЯ ГАЛИЛЕЙ В ИСТОРИИ АСТРОНОМИИ (К трехсотлетию со дня смерти) Проф.^Н. И. ИДЕЛЬСОН Первая астрономическая доктрина, более или менее детально разрабо- танная, есть греческая система кон- центрических сфер. В ее первичной форме, предложенной Евдоксом Книд- ским (около 410—350 до н. ».), она Галилео — Галилей. (1564—1642). Рисунок Панова с масля- ного портрета Сустерманса, находящегося во Флоренции в галлерее Уффици.
96 Природа 1942 была .призвана воспроизводить види- мые движения планет помощью четы- рех сфер для каждой планеты. Все эти сферы вращались равномерно вокруг осей, пересекающихся в одной точке, но наклоненных друг к другу под различными углами; две сферы вращались с запада на восток, две в обратную сторону; периоды их вра- щений различны. Каждая из сфер, не- зависимо от ее собственного вращения, воспринимала движение всех внешних по отношению к ней. На экваторе самой внутренней из них, четвертой, находилась точка, изображающая дан- ную планету; составное движение ее, получаемое в результате сложения вращения всех четырех сфер, и дол- жно было воспроизводить, путем под- бора углов наклона осей и периодов их обращений, видимое нам движение планеты с характерными „стоя- ниями" и „петлями". Дальнейшее усо- вершенствование схемы Евдокса при- надлежит выдающемуся астроному Калиппу. В его системе полагалось по пяти сфер для Солнца, Луны, Мерку- рия, Венеры, Марса и по четыре для Юпитера и Сатурна; всего их было, таким образом, 33. Затем Аристотель подошел к той же проблеме, стремясь создать единую модель, которая ох- ватывала бы совокупность всех на- блюдаемых движений небесных тел; но он смог достичь этого только це- ной существенного осложнения по- строения Евдокса и Калиппа. Разумеется, мы не будем описывать здесь всех деталей аристотелевой схемы—которой, кстати сказать, нель- зя отказать в грандиозности,—и пред- почтительно поставим следующий вопрос: каково вообще назначение всего этого построения? На этот вопрос мы нигде не найдем лучшего ответа, как в одном положении, которое комментатор Ари- стотеля приписывает Платону1: „Платон принимает как основное правило, что небесные тела движутся круговым, равномерным и вполне правильным1 2 движением, и он ставит 1 Simplicil, in Aristotelis quatuor libros de Caelo commentaria, in lib. 2 comm., 43 и 46. 2 T. e. направленным всегда в одну сторону. тогда перед математиками следующую задачу: найти, с помощью каких, под- лежащих заданию равномерных и правильных круговых движений, ока- жется возможным спасти явления, представляемые планетами". В этих замечательных тезисах мы встречаем прежде всего априорный постулат, изгоняющий из построений астронома все движения, кроме вра- щений с постоянной угловой скорос- тью; постулат, который был заострен еще сильнее великим учеником Пла- тона: Аристотель считал необходимым ввести условие, что всякое враща- тельное движение происходит только вокруг некоторого неподвижного те- ла, являющегося для этого движения необходимым началом отсчета, и что для движений небесных тел таким неподвижным центром служит Земля; иными словами, в современной тер- минологии: всякое наблюдаемое с Земли движение есть абсолютное. Каждое из этих положений на долгие столетия легло тяжелым бременем на нашу науку. Далее в том же тексте Платона содержится и крылатое слово: „спасти явления"—то самое, ко- торое будет повторяться затем де- сятки раз у греческих астрономов и философов, у арабских астрономов и комментаторов IX—X веков, у па- рижских схоластов XIII—XIV веков, отзвук которого мы найдем у Копер- ника и будем переживать еще в тра- гедии Галилея. Совершенно очевидно, что схемы Евдокса, Калиппа и Аристотеля соот- ветствовали общей платоновой кон- цепции: они воспроизводили явления, и самое это воспроизведение уже давало все, чего философ ждал полу- чить от астронома; оно представляло собой познание явлений, оно давало им достаточное объяснение. Но, увы, эти схемы ничего не могли спасти: всякая точка любой из сфер всегда оставалась на одинаковом расстоянии от центра всех движений, т. е. от Земли. Но греки знали, например, что Марс и Венера в разные моменты своего движения обладают совершен- но различной яркостью; что видимый диаметр Луны в течение месяца изме- няется в отношении 12:11; эти явле
м 5—v История и философия естествознания 97 ния, и еще некоторые другие, они правильно объясняли как следствие изменения расстояний этих небесных тел до Земли. Отсюда вытекало, что обстоятельства движения небесных тел в системе сфер не могут найти сво- его спасения; греческой астрономии приходилось искать для этого иных пу- тей. И она нашла их в двух основных построениях, связанных с именами Гиппарха (II век до н. э.) и Птоломея (П век н. э.); то были: система экс- центрических кругов и система эпи- циклов. В немногих словах вот в чем суть дела: астрономы Греции установили, например, неравенство времен года. Так, Калипп нашел, что весна продол- жается 94 дня, лето 92, осень 89 и зима 90 дней; этот факт, очевидно, несовместим со схемой равномерного годичного движения Солнца по эклип- тике вокруг неподвижной Земли. Однако Гиппарх показал, что можно найти для Земли такое положение внутри круговой орбиты Солнца,— но не в ее центре, — что углы, под которыми будут усматриваться из Земли четыре части годичного круга Солнца, должны соответствовать по продолжительности равномерного движения Солнца как раз 94, затем 92, потом 89 и 90 дням. Таким образом, поместив Землю вне центра круговой орбиты, греческие астрономы полу- чали так называемую схему „непод- вижного эксцентра". Далее, Гиппарх показал, что прямые и обратные дви- жения планет можно воспроизвести, вообразив, что планета движется рав- номерно по окружности (называемой эпициклом), в то время как центр эпицикла равномерно вращается во- круг центра Мира по другой окруж- ности (называемой деферентом). Но греки были слишком тонкие геомет- ры, чтобы не заметить тотчас же, что обе схемы — неподвижного эксцентра и эпицикла — в смысле спасения явле- ний равноценны между собой. Так, например, неравномерное движение Солнца укладывается в любую из них; точно так же прямые и обратные движения планет находят двойное объяснение, так как можно всегда поменять местами эпицикл и деферент при условии перемены направления одного из составляющих движений. Для нас теперь все это простые тео- ремы из той главы Кинематики, ко- торая носит название „эпицикличе- ские механизмы". Но для греков то были открытия первого ранга, имев- шие немаловажное теоретике - по- знавательное значение. В самом деле, они ставили перед греческими астро- номами и мыслителями такую пробле- му: если данное движение допускает двойное объяснение, то какое же из этих объяснений соответствует дей- ствительности? Если же астроном откажется сделать такой выбор, то не получится ли, что ни одно из этих объяснений не может претендовать на соответствие действительности так, что оба они окажутся только удоб- ными фикциями, придуманными для спасения явлений? Так, Гиппарх по- лагал, что две различные гипотезы, одинаково соответствующие природе вещей, могут совпадать между собой в смысле получаемой из них схемы составного движения, и притом сов- падать „случайно". Напротив, Птоло- мей, которому пришлось в знамени- том „Альмагесте" значительно ослож- нить схему эпициклов, допустив не- равномерные движения центров этих окружностей по деферентам, дает ясно понять, что он не приписывает никакой реальности тем составляю- щим движениям, из которых у него получается движение планеты. По- этому Птоломей признает единствен- ным принципом всех построений астронома правило наибольшей прос- тоты: „Нужно применять, насколько возможно, наиболее простые гипо- тезы в построении движения све- тил; но если они недостаточны, нужно брать другие, наиболее подхо- дящие". На этих примерах видно, что гре- ческая астрономия существенно ото- шла от требований и от положений, установленных философами: она . до- пустила движения, происходящие, и притом с неравномерной скоростью, не вокруг материальных тел, а вокруг „пустых" центров — геометрических точек, какими являлись, например, центры эпициклов: примирить Пто- / 7—Природа, J* 6—6
98 Природа 1942 ломея и Аристотеля теперь оказалось невозможным; поэтому, когда араб- ские астрономы и философы обрати- лись в X—XII веках к изучению гре- ческой науки, они прежде всего осо- знали это противоречие, и поклонни- ки Стагирита начали борьбу против Птоломея, борьбу под лозунгом „на- зад к Аристотелю". Основоположни- ком этого течения являлся знамени- тый Аверроэс [Ибн-Рошд (1126—1198), которого Данте называет „il gran Com- mentatore"]. Отзвуки этой борьбы мож- но проследить в парижской Сорбон- не до XV века; в итальянских уни- верситетах она не заглохла еще в ту пору, когда в них был слушателем и работал Коперник (1496—1506). Наряду с этими главными построе- ниями, астрономия греков наметила и иные схемы, для нас здесь особен- но существенные; то были гелиоцен- трические системы мира, о которых до нас дошли только более или ме- нее глухие указания. Мы знаем, на- пример, что Гераклид Понтский (эпо- ха Платона и Аристотеля, IV век до н. э.) принимал для объяснения су- точного вращения небесного свода вращение Земли вокруг ее оси; Солн- це в системе Гераклида обращалось вокруг Земли, но Венера и Мерку- рий обращались не вокруг Земли, а вокруг Солнца. Мы узнаем, далее, из изумительного сочинения Архимеда, носящего название „Псаммит или ис- числение песчинок,* что Аристарх Самосский (живший в III веке до н. э. т. е. после Евклида и до Архимеда) предлагал законченную гелиоцентри- ческую систему мира, в которой не- подвижным полагалось только Солн- це, в то время как Земля, вместе с ее Олимпом, с обителью богов, об- ращалась вокруг Солнца так же, как и все прочие планеты, и вращалась во- круг своей оси. И мы читаем, что не- кий стоик Клеант обличал Аристар- ха, требуя ему возмездия за безза- коние и безбожие, — примерно так, как через 18 столетий доминиканцы обличали Галилея перед инквизицией. И если Аристарху не пришлось ис- пить сократовой чаши или испытать судьбу Галилея, то это не была, ко- нечно, вина благочестивого стоика. Эти семена дали слабые ростки в эпоху средневековья; они наметились более явственно в мышлении Николая Кузанского (1401—1464), — кардинала, философа и математика, одного из замечательных немецких гуманистов первого поколения, открыто призна- вавшего вращение и обращение Зем- ли; а еще через столетие эти же се- мена взошли неувядаемым цветом под ясным и глубоким взором великого астронома с берегов Вислы. II Отдаленными истоками учения Ко- перника является прежде всего не- удовлетворенность философских школ средневековья построениями Птоло- мея, особенно в связи с антитезой Птоломей — Аристотель; затем, от- звуки тех гелиоцентрических построе- ний греков, о которых мы только что упомянули. Кроме того, учение Коперника — что часто забывается — отвечало и некоторым конкретным запросам церковной культуры, имен- но требованиям исправления солнеч- ного и лунно-солнечного счисления. Свою новую систему мира, всю свою радикальную перестройку аст- рономии Коперник, осмотрительный и уединенный, скрывает от современ- ников, по его словам, „не девять, а четырежды девять лет*. И, когда се- мидесятилетним старцем он решается на опубликование „De Revolutionlbus Orbium Coelestium, Libri VI" \ то в посвящении книги папе Павлу III, из- ложив затруднения астрономов, он пишет: „Если бы гипотезы, которые они (астрономы) приняли, не были об- манчивыми допущениями, то все след- ствия, выведенные из них, были бы, без сомнения, подтверждены*. Из создавшегося нетерпимого по- ложения для Коперника выход один: явления надо спасать на основе до- пущений, правильных в их сущности, т. е. соответствующих природе вещей. Где же искать эти новые принципы? Оказывается, сама древность дает эти орудия Копернику: у древних авто- Вышло в НюренберТе в 1543 г.
J\fs 5—6 История и философия естествознания 99 ров он читает сообщения о Филолае и других пифагорейцах, доказываю- щих вращение Земли. „Воспользовавшись этим указа- нием,— говорит он, — я тоже стал размышлять о движении Земли; это мнение казалось бессмысленным; но я знал, что моим предшественникам была предоставлена свобода изобре- тать какие угодно измышленные кру- говые движения, чтобы спасти небес- ные явления; и я решил, что столь же легко и мне будет предоставлено право сделать попытку в этом на- правлении, именно испробовать, не окажется ли возможным, приписав Земле некоторые движения, найти в отношении обращений небесных тел доказательства, более точные, чем у моих предшественников". И вот в маленьком городке Фрау- энбурге, у устьев Вислы, в тени ста- ринного собора, великий польский^ас- троном в течение трех десятилетий строит гелиоцентрическую систему мира. „In medio omnium residet Sol“ (в середине же всего пребывает Солн- це); и далее следует такой могучий гимн этому светилу, что, читая эти строки, не знаешь, написаны ли они скромным каноником Фрауэнбургско- го собора или древним солнцепоклон- ником. Но эта высокая лирика не ме- шает методическому, математическо- му творчеству Коперника. По его сло- вам, „математическое пишется для ма- тематиков'. И он достигает грандиоз- ного: в его доктрине не только легко спасаются сложные движения планер; он первый за .всю историю человече- ской мысли устанавливает правильные значения расстояний планет от Солнца, принимая данным расстояние от Солн- ца до Земли. При этом замечательно, что переход от геоцентрической к ге- лиоцентрической системе достигается у него с помощью простого приема, который теперь тоже удобно трак- товать как задачу на обращение эпи- циклического механизма; наряду с этим переходом он обогащает чело- веческую мысль понятием относитель- ности движения, столь чуждым грекам и столь фундаментальным, как мы увидим, в миропонимании Галилея. „Всякая замечаемая'нами перемена положения предмета происходит, — по замечанию Коперника, — или вслед- ствие движения этого предмета, или же движения наблюдателя, или относи- тельного их движения; если же дви- жения и того и другого равны, то пе- ремещение незаметно". Однако, наряду с этим великим но- ваторством, Коперник во многом ос- тается насыщен птоломеевскими кон- цепциями; так, чтобы привести только один пример, Луна в его системе движется по эпи - эпициклу; кое в чем он просто ошибается — его ки- нематическое мышление оказывается недостаточным; это происходит, на- пример, при допущении, так называе- мого, „третьего* движения Земли, бес- цельность которого выяснил только Галилей. Но все это, конечно, не ос- новное; свою центральную доктрину о двойном движении Земли Коперник развивает с твердой и спокойной уве- ренностью: мир в действитель- ности таков, каким он раскрывается перед ним; Коперник вовсе не изла- гает одну из его возможных схем, а открывает некоторую реальность; ок несет человечеству абсолютное познание о движениях небесных тел; в этом его великое отличие от аст- рономов древности, для которых, как мы видели, основной задачей было спасение явлений ценой любых под- ходящих построений. Так вместе с новой системой мира зарождается и новая установка в человеческом по- знании вообще. Творение Коперника появилось, как известно, уже после смерти его ав- тора; и, словно в насмешку над со- кровеннейшим убеждением Коперни- ка о безусловном познании мира, оно выходит в свет обезображенное ано- нимным предисловием. Только зна- чительно позднее (1601), благодаря Кеплеру, выяснилось, что это „Ргае- fatio ad lectorem" написано неким богословом А. Осиандером, с кото- рым Коперник поддерживал перепис- ку в последние годы жизни. Вот что писал самозванный редактор: „Так как никакие рассуждения не позволяют астроному дойти до ис- тинных причин движения небесных тел, то он измышляет и воображает 7*
100 Природа 1942 какие угодно гипотезы так, чтобы, приняв эти гипотезы данными, мож- но было с помощью геометрии точ- но вычислять эти движения как за прошлое время, так и на будущее... И нет никакой необходимости, что- бы эти гипотезы были истинными и даже правдоподобными, достаточно одно — именно, чтобы вычисления, основанные на них, приводили к сов- падению с наблюдениями”. Так говорит лукавый богослов, же- лая, очевидно, сгладить острые углы , в творении Коперника: он говорит языком Маха в XVI столетии. Одна- ко только немногие адепты нового учения ясно усвоили и точку зрения Коперника, и смысл анонимного пре- дисловия. К их числу принадлежал тот гневный и нервный мыслитель, которому суждено было так траги- чески окончить свою жизнь. Джордано Бруно писал: „Несомнен- но, что Коперник верил в движения, так, как он это утверждал, и он до- казывал это всеми силами*. Далее Бруно говорит о некотором „вступи- тельном послании, присоединенном к книге Коперника неизвестно каким невежественным и высокомерным ос- лом..., который хотел, чтобы в этой книге другие ослы нашли бы тот салат и легкую пищу, которую он им оставил, а не рисковали бы уйти, не поев ничего...* Однако, если просматривать астро- номические работы, следовавшие за появлением „De Revolutionibus* на ближайшие три—четыре десятилетия, и выступления богословов — не толь- ко католиков, но и протестантов, на- пример, Меланхтона, знаменитого дру- га и последователя Лютера, — то со- здается, впечатление, что большинст- во останавливалось на точке зрения, близкой к предисловию Осиандера. Учение Коперника принималось как некоторая условность, не исключаю- щая учения Птоломея: обе доктрины можно оставить сосуществовать. Та- ким образом, средневековье тянуло назад; но оно тянуло как-то вяло и нерешительно: построениями Копер- ника уже пользовались для усовер- шенствования астрономических вы- числений. Еще характернее, что ко- гда в 1’582 г. папа Григорий XIII про- вел, наконец, долгожданную .реформу календаря, то в основу солнечного и лунно-солнечного исчисления была по- ложена длина года в ее определении, данном именно Коперником. Вообще ни о какой цензуре его книги и уче- ния речь не возникает, она переиз- дается1. Словом, ничто не предвещает той бури, которая пронеслась над знаменитой книгой через 73 года по- сле ее появления. Но в 1616 г., неожиданно для все- го культурного мира той эпохи, этот момент перелома наступает; с неве- роятной поспешностью, ровно в одну неделю, инквизиция выносит свой приговор учению, над созданием ко- торого один из величайших астро- номов работал в течение десятиле- тий. В заключительном декрете от 5 марта 1616 г., тайна появления кото- рое была только отчасти раскрыта даже перед главным участником дра- мы—Галилеем, Конгрегация индекса запрещенных книг объявляла: „...Поскольку до сведения этой конгрегации дошло, что ложная пи- фагорейская доктрина, совершенно противоречащая священному писа- нию, которую Николай Коперник из- ложил в книге ,De Revolutionibus", а Дидак Астуника в Комментариях на Иова, уже получила распростра- нение и многими признается... то эти книги, во избежание расползания по- добного учения к ущербу католиче- ской истины приостанавливаются рпередь до исправления*. Отсюда, как сказано в вводной части того же декрета, следовало, что „отныне никто, какого бы он ни был звания или положения, под угрозой наказаний, установленных Тридентским собором и в Индексе запрещенных книг, не - смеет этих книг печатать или содействовать их напечатанию, или под каким бы то ни было предлогом хранить у себя или читать*. Почему над тенью Коперника про- неслась именно теперь эта гроза? Почему даже предисловие Осиандера JB 1617 г. былоуаЙ третьё издание.
№ 5—6 История и философия естествознания 101 оказалось бездейственным в данный момент? III На рубеже XVII столетия, точнее между 1590 и 1615 гг., две личности, обе грандиозной творческой силы и ог- ромного темперамента, выступают на арену борьбы за коперниковское учение. В настоящее время нам, пожа- луй, даже трудно сказать, кто из обоих современников—Кеплер (1571 — 1630) или Галилей (1564—1642)—сделал больше для утверждения новой астро- номии. Роли Галилея и Кеплера в обо- сновании нового миропонимания пере- плетаются как хронологически, так и по содержанию. Но вместе с тем труд- но представить себе два интеллекта, работающих над одними и теми же проблемами и менее схожих друг с другом, чем были Кеплер и Галилей. Начать с того, что как математик Кеп- лер стоял,на наш взгляд, существенно выше Галилея; тот невообразимый вы- числительный и синтетический труд, который понадобился Кеплеру для того, чтобы установить в „Astronomia Nova" его первый и второй законы, стоял, как нам представляется, далеко за пределами возможностей Галилея. Но огромное математическое даро- вание Кеплера проявляется у него на фоне чрезвычайно интенсивного мистического настроения. Как древ- ний пифагореец, он мыслил мир наполненным числовыми и звуковыми гармониями. Так, в первой крупной работе „Mysterium Cosmographicum" (1596) он пытается построить гелио- центрическую систему мира на схеме правильных платоновых многогранни- ков. В одной из последних, именно в своих изумительных „Harmonices Mun- di" (1619), он пытается найти подход к той же проблеме на основе интер- валов в гамме музыки сфер. Из этой мистики вытекала и квази-физика Кеп- лера; всюду в^природе он видел про- явление сил, или, вернее сказать, про- явл ение астрологических „влияний" (influx!). Так, в солнечной системе само Солнце есть центр, испускаю- щий подобные „влияния" на планеты; эту идею Кеплер пытается сочетать с действием явлений магнетизма, как раз в ту пору изученных английским врачом Гильбертом (Gil- bert) в его знаменитой книге „De Magnete" (1600). Далее, в явлении приливов Кеплер видит проявление „влияний" Луны, и здесь он опреде- ленно идет вслед за всей астрологией, которая как раз в приливах видела неопровержимое доказательство дей- ствия небесных тел на земные явления и с болезненной смелостью распро- страняла его на условия радости и страдания, жизни и смерти людей. Кеплер сам был астролог; он состав- лял гороскопы; он предсказывал по- году по аспектам небесных тел и с серьезным видом оправдывался в тех случаях, когда они не сбывались. В этих безумных попытках соединить несоединимое — математику и мисти- ку-Кеплер провел всю свою, в сущности, страдальческую жизнь, ски- таясь по городам Штирии, Австрии, Чехии, преследуемый, если не за свое коперниканство, то за свой про- тестантизм, неся на своих плечах всю тяготу жизни гения в эпоху религи- озных гонений и войн. Кто же был Галилей? Здесь, где речь идет не о его биографии, доста- точно напомнить, что годы молодости он провел в Пизе как студент и неко- торое время был преподавателем уни- верситета (1581—1591); затем восем- надцать лет (1592—1610), о которых он вспоминал как о счастливейшем периоде своей жизни,—как профессор университета в Падуе, городе, при- надлежащем тогда Венецианской рес- публике; наконец, все остальные годы (1610—1642)—во Флоренции, как стар- ший математик и философ при дворе Медичисов; но из этих лет последние десять (1633—1642)—в деревушке Ар- четри близ Флоренции, как узник и мученик инквизиции, за каждым сло- вом и шагом которого пристально следили из Рима. Так, вся его жизнь протекает в Италии, в Венеции и в Тоскане, когда над этой страной уже прошло через полдень и клонилось к закату солнце эпохи Возрождения, когда великие достижения итальян- ской культуры в искусстве, в литера- туре, в науке изменили мышление людей, а открытия мореплавателей
102 Природа 1942 расширили и их деятельность, и их горизонты и когда жажда знаний охватила широкие круги горожан. Повидимому, не будет ошибкой, если, несколько схематизируя облик Галилея, мы скажем: он был инженер. Он был инженер в латинском по- нимании этого слова, где оно проис- ходит от „ingenium", т. е. творческого гения, изобретательского таланта, при- мененного к вопросам механики и технического конструирования: разу- меется, это был инженер, впитавший все традиции итальянского Ренесанса, с огромным литературным образова- нием, замечательный стилист и писа- тель. Но существенно подчеркнуть, что он первый из всех, размышлявших над проблемой мироздания, сочетал ее с циклом механических задач; решение же этих задач доставляли ему наблюдение и опыт, прошедшие через горнило математического обос- нования и доказательства. Более того, мы увидим, "что в течение долгих лет своей жизни он работал в сущ- ности над одной великой задачей: дать механическое доказатель- ство правильности и необходимости коперниканской системы. Этого до- казательства он не нашел, но в поисках его он создал основы всей современ- ной динамики и заложил фундамент всей современной астрономии. Самый метод его работы нам близок и по- нятен: схоластическое мышление, ко- торым человечество довольствовалось в течение столетий, ему просто не- навистно; вот, например, что говорит в .Диалоге о двух системах" его alter ego — Сальвиати, обращаясь к аристо- тельянцу Симпличио: „Я начинаю понимать теперь, что вы до сих пор принадлежите к ста- ду тех, которые, если им требуется узнать, как происходит то или иное явление, или если им нужно приоб- рести познание о действии природы, не пойдут на лодку (речь идет о сопротивлении воды)и не подойдут к луку или к артиллерийскому орудию, а удалятся в свой кабинет и начнут перерывать указатели и оглавления, чтобы найти, не сказал ли чего по этому поводу Аристотель; затем, удог стоверившись в точном смысле его текста, они уже больше ничего не желают и не придают цены тому, что можно узнать о данном явлении". Самостоятельное рассуждение, ос- нованное на опыте,—вот столь же простая, сколь и значительная схема галилеева метода; ни в одном месте многотомного собрания его трудов мы не найдем ни богословских, ни вообще потусторонних мотивов для обоснования того или иного поло- жения; он не набрасывает никакой мистической вуали на внешнюю при- роду; наоборот, книга природы для Галилея никем и ничем от человека не закрыта. .Вы может быть думаете, — пишет он в знаменитом памфлете „II Sag- giatore" (1623), обращаясь к иезуиту патеру Грасси, — что философия есть книга, принадлежащая воображению одного человека, как .Илиада" или как „Неистовый Роланд", — книги, в отношении которых наименьшее зна- чение имеет вопрос, верно ли то, что в них написано. Нет, синьор Сарси \ дело так не обстоит. Философия на- писана в той величественной книге, которая постоянно лежит открытой у нас перед глазами (я имею в виду вселенную), но которую невозможно понять, если не научиться предвари- тельно ее языку и не узнать те пись- мена, которыми она написана. Ее язык — язык математики, и эти пись- мена суть треугольники, окружности и другие геометрические фигуры, без помощи которых невозможно понять в ней по-человечески хотя бы одно слово; без них мы можем только кру- житься впустую по темному лабирин- ту*. Набрасывая эту ясную и много- значительную программу философии, или натурфилософии, Philosophia Naturalis, как станут говорить не- сколько позднее, — Галилей, действи- тельно, раскрывает миросозерцание, полярно-противоположное Кеплеру: в мире нет тех таинственных соот- ношений, которые грезились Кеплеру; мир познаваем; единые законы дейс- твуют и в его подлунной, и в надлун- ной сферах. 1 Псевдоним, под которым выступал Грасси.
Хе 5—6____________История и философия естествознания___________________103 При таком коренном расхождении обоих миропониманий, естественно, что Галилей никогда не мог освоить творений Кеплера или оценить не- преходящее значение кеплеровых за- конов; и несмотря на дружественный и подчеркнуто комплиментный тон их переписки, у Галилея чувствуется ' как бы глухое раздражение против Кеплера. Наряду с этими внутренними расхождениями мы подчеркнем здесь еще одно, более внешнее, но нема- ловажное различие их установок: это вопрос о языке. Как известно, Кеп- лер не только все свои научные ра- боты, но и всю свою переписку на- учного характера писал по-латыни и притом на очень цветистой латыни. Галилей опубликовал по-латыни толь- ко „Sidereus Nuntius” (1610); на ла- тинском языке составлены им еще некоторые юношеские произведения, в том числе трактат „О движении" („De Motu“, 1590), при жизни не на- печатанные. Все остальное творче- ство Галилея и вся огромная пере- писка (за исключением научных пи- сем к иностранцам, в том числе и Кеплеру) — все это написано им на итальянском литературном языке Дан- те, Петрарки и Ариоста, который Га- лилей называет „тосканским”, т. е. флорентийским. По этим и многим другим осо- бенностям его творчества, мы заклю- чаем, что Галилей входит в исто- рию науки как новый, сильный и свежий темперамент; он—человек пе- редовой науки, который мог бы по праву применить к себе стих столь любимого им Данте: „L’acqua ch’io prendo giammai non si corse” — no водам, по которым я отправляюсь, никто еще не плыл”; и несомненно, он гораздо ближе и понятнее нам, чем Кеплер. Когда и как Галилей стал подхо- дить к проблемам космологии, уста- новить теперь довольно трудно. Во всяком случае его первые работы относятся сплошь к механике и к прикладным задачам; то были: „Тео- ремы о центрах тяжести твердых тел” (около 1585 г.); „Гидростатные весы („Bllancetta”, 1586); '„Трактат о дви- жении („De Motu”, 1590), в котором резко обнаруживаются первые рас- хождения с аристотелевой динамикой; „Краткие инструкции по военной ар- хитектуре” и „Трактат по фортифи- кации” (1592 и 1593); „Механика” („LeMeccaniche”,между 1593 и1599гг.), в которой содержится первая форму- лировка, так называемого, „золотого правила” Галилея и впервые приме- няется термин „момент” силы. Все перечисленные произведения Галилея при его жизни не. были опубликованы. После них с довольно большим интер- валом следует „Геометрический и военный циркуль” (Del compasso geo- metrico e militare”, 1606; то был про- порциональный циркуль, остроумно приспособленный для решения три- гонометрических задач). Уже самые заглавия перечислен- ных работ достаточно ясно обнару- живают, куда были устремлены основ- ные искания Галилея. Однако как всякий математик того времени он не мог остаться в стороне от астроно- мии; его подготовительные записки по этому курсу, составленные не поз- же 1595 г., были изданы посмертно в 1656 г. под названием Trattato della sfera ovvero cdsmografia”, т. e. трак- тат о сфере или космографии. Здесь даются, по современной терминоло- гии, только основы сферической ас- трономии, математической географии, краткие сведения о затмениях и т. п.; характерно, что здесь Галилей еще не находил нужным излагать точку зрения Коперника и в главе под ти- тулом „О том, что Земля стоит не- подвижно”, он говорит: „Настоящий вопрос заслуживает рассмотрения, так как имеется доста- точно значительное число великих философов и математиков, которые, считая Землю планетой, придали ей движение. Тем не менее мы, следуя за Аристотелем и Птоломеем, приве- дем здесь некоторые рассуждения, на основании которых можно полагать (si possa credere), что она совершен- но неподвижна”. Далее Галилей при- водит известные доводы Птоломея против гипотезы о суточном враще- нии Земли. С другой стороны, у нас есть вес
104 Природа IHt кое доказательство, что еще в эпо- ху чтения этого курса Галилей был .скрытым", если так можно выразить- ся коперниканцем. Об этом свидетель- ствует его письмо к Кеплеру от 4 ав- густа 1597 г., написанное в ответ на получение от Кеплера экземпляра .Mysterium Cosmographicum" (1596); здесь Галилей, поздравляя себя с тем, что встречает такого союзника в де- ле исследования истины, пишет, меж- ду прочим: „Твою книгу я прочту с тем боль- шей охотой, что на точку зрения Коперника я встал уже много лет тому назад, и мне удалось на основе ее найти объяснение многим явлениям природы, которые, без сомнения, не могут найти объяснение на основе общепринятых положений. Я записал много доказательств, и много опро- вержений рассуждений, основанных на противоположной точке зрения; но выпустить все это в свет я не ре- шался, устрашенный судьбой Копер- ника, нашего учителя, который хотя и заслужил -себе бессмертную славу у немногих, но со стороны бессчет- ного числа людей (ибо так велико число глупцов) подвергся лишь на- смешке и освисту. Я решился бы, дей- ствительно, продолжать мои рассуж- дения, если бы существовало много людей, подобных тебе, Кеплер, но их нет, и я откажусь от этих занятий". Разумеется, сейчас невозможно сказать, было ли искренним это реше- ние Галилея отойти от проблем миро- здания или последние фразы письма надо понимать как подчеркнутый ком- плимент Кеплеру, но так или иначе отказаться от этих занятий Галилею не пришлось, на счастье нашей науки. Его изобретательский гений натолкнул его на усовершенствование телескопа, и первые же наблюдения дали ему такой значительный доказательный материал в пользу доктрины Копер- ника, что утверждение ее становится одной из главных жизненных задач Галилея, не менее важной, чем теоре- мы мехдники и гидростатики или про- блемы строения материи и сопротив- ления материалов. i Первый цикл наблюдений был про- веден Галилеем^ в Падуе с 7 января по 2 марта 1610 г. Почему и как он их начал? „Месяцев десять тому назад, — пи- шет он в .Sidereus Nuntius*—до мое- го сведения дошло, что некий нидер- ландец (Belga quidam) изобрел „пер-, спективу", с помощью которой зем- ные предметы, хотя бы и значительно удаленные от глаза наблюдателя, мог- ли быть отчетливо видимы, как бы близкие...; это и послужило при- чиной к тому, что я целиком отдался такой задаче: найти основы устройства подобного инструмента и выяснить также, из каких материалов я мог бы построить его"... И это удается Галилею; не щадя, какой говорит, ни труда, ни средств, он добился кон- струкции, которая соответствовала приближению предметов более чем в 30 раз по сравнению С наблюдениями невооруженным глазом. .Перечислять, —продолжает Галилей, — какие имен- но и сколь значительные преиму- щества доставляет такой инструмент в делах сухопутных и морских, являет- ся делом совершенно излишним. Но я, оставив в стороне земное, обратил- ся к наблюдениям неба"1. И вот в достопамятную ночь на 7 января 1610 г. человек впервые за всю историю нашей культуры начи- нает изучать небо вооруженным гла- зом. То, что раскрывается перед ним, есть то, что каждый из нас увидал в молодости, скажем, в трехдюймо- вую школьную трубу, с той разницей, что каждый из нас знал наперед, чтб именно он должен увидеть в эту тру- бу; Галилей же этого не знал. И пе- ред ним неожиданно раскрывается этот изумительный, до сих пор нами до конца не разгаданный лунный ланд- шафт, с роскошной картиной мед- ленных восходов и заходов Солнца над кратерами, валами, пиками и хреб- тами лунной поверхности; далее, он сразу же замечает весьма значитель- 1 Название .телескоп* было придумано не- сколько позже филологом Demesianl (1576— —1614) по просьбе председателя римской Aca- demia del Lincei (Академия рысьеглазых), кня- зя Federico Cesi; сам Галилей пользуется в первых работах термином Perspicillum, кото- рое мы переводим словом .перспектива*, при- менявшимся на русском^языкс в XVIII веке
Xe S—6 История и философия естествознания 105 яое число слабых звезд, недоступных простому глазу; Млечный путь, как оказывается, есть почти везде скоп- ление звезд, скученных, и неразличи- мых без помощи трубы; наконец, са- мое удивительное: вблизи Юпитера при первых же наблюдениях обнару- жились какие-то особые звездочки; яг когда на следующую ночь добрый гений Галилея подсказывает ему пов- торить наблюдение Юпитера, звездоч- ки ужё* сместились со своих прежних положений относительно планеты; то же наблюдается и на третью, и на следующие ночи; постепенно Галилей убеждается в том, что эти четыре замечательные звездочки — подвиж- ные небесные тела, новые планеты — спутники Юпитера, существования которых никто никогда не подозре- вал. Действительно, было бы от чего притти в экстаз и в восхищение; куда- то далеко вдаль уходили схемы Ари- стотеля и Птоломея; как дым, рас- сеивалась та мистическая надстройка над Коперником, которую предлагал Кеплер; новый мир, реальный и вели- чественный, открывался перед чело- веком; материя этого мира представ- лялась ему в богатстве и в разнооб- разии, которое надлежало теперь осо- знать. Об этих открытиях Галилей пишет уже на утро после первых наблюде- ний детальное письмо во Флоренцию1 и сразу же приступает к составлению своего «Посланца от Звездного мира" („Sidereus Nuntius" опубликован в Венеции 1 марта 1610 г.); и самое за- мечательное и в этом письме, и в этой книге, это их спокойный, деловой тон, их стиль научного описания, снабжен- ного надлежащими рисунками; но как раз никаких экстазов, лирических от- ступлений,' или столь неизбежных в ту пору восхвалений „Творца", ссылок на тексты писания и т. п.; это замеча- тельный по точности отчет и дневник наблюдений, со включением в него некоторых общих выводов и замеча- ний. Так, дав описание лунной поверх- ности, Галилей показывает, как опре- 1 Письмо к Antonio Medici' 7 1 1610. делять высоту лунных гор по длине их тени, и говорит, что наибольшая высота получилась у него в 4 италь- янских мили (т. е. примерно на 71в меньше, чем дают современные на- блюдения). Далее оказывается, что если Луна подобна Земле по струк- туре поверхности, то и Земля подоб- на Луне, будучи, как и она, непроз- рачным телом, отражает солнечные лучи. Затем Галилей устами „Посланца" повествует нам о мире звезд: „Мы обратились к наблюдению того, что относится к сущности или к веществу (essentia seu materies) Млечного пути, и обнаружили с по- мощью Перспективы возможность сделать ее столь доступной нашему зрению, что все споры, которые в течение леков мучили философов, умолкли сами собой при наличии на- глядной очевидности, да и мы сами освобождаемся от многословного дис- пута. Действительно, — продолжает он, — Галактика не представляет со- бой ничего иного, как скопление бес- счетного множества звезд, как бы рас- положенных в кучах; в какую бы область ее ни направить Перспективу сейчас же становится видимым ог- ромное число звезд, из которых весьма многие достаточно ярки и впол- не ясно различимы; количество же звезд более слабых не допускает вообще никакого подсчета". Наконец, от звездного мира „Пос- ланец" переходит к новым планетам, обращающимся вокруг Юпитера (тер- мином „спутник" Галилей здесь еще не пользуется). В этом месте „Посла- нец" упоминает уже об учении Копер- ника; действительно, в этой системе многие усматривали ту трудность, что Луна, обращаясь в течение месяца вокруг Земли, вместе с Землей в те- чение года делает оборот вокруг Солнца (так что ее орбита, пользуясь терминологией древних, есть эпицикл). Но теперь в системе Юпитера, гово- рит Галилей, „мы имеем уже не одну, а целых четыре планеты, движущиеся вокруг Юпитера, подобно тому, как Луна движется вокруг Земли, и в то же время описывающие, вместе с Юпи- тером, в течение двенадцатилетнего
106 Природа 1942 периода его большую орбиту вокруг Солнца*. Галилей, очевидно, хочет здесь просто сказать, что система Коперника не исключает существова- ния планет со спутниками и что в этом отношении Земля является такой же планетой, как и Юпитер. Таково основное содержание .По- сланца от Звездного мира*. Он при- нес с собой доподлинный переворот в астрономии: перед ним .начинают отступать стены мира". И естествен- но, что с 1610 г. автор этой неболь- шой книги уже не только профессор Падуанского университета, знамени- тый лектор по математике и астро- номии; это, как тогда говорили, „Ко- лумб неба", человек, на земле еще не- бывалый. И несмотря на злобный то- пот завистников, из которых одни не умели пользоваться галилеевым ин- струментом, другие считали, что все видимое в него есть только оптиче- ский обман и иллюзия, третьи боялись приложить глаз к окуляру, четвертые просто отказывались смотреть в те- лескоп,— слава Галилея растет, пере- ливаясь далеко за пределы Италии. В сентябре 1610 г., бросив свою про- фессуру на службе у Serenissima, Га- лилей возвращается как триумфатор, несмотря на глухие предчувствия дру- зей, в родную Тоскану, ко двору мил- лиодеров-герцогов, получив долж- ность первого математика и философа у Cosimo II Medici; ему-то и был посвящен „Sidereus Nuntius*, и в честь его Галилей уже назвал спутников Юпитера .Планетами Медичи* (Side- ra Medicea). Какая-то особенная нервность сразу же создается вокруг его открытий. Венецианские сенаторы, римские кар- диналы, германские прелаты, эрудиты всех стран Европы стремятся полу- чить телескоп и посмотреть в него на земные и небесные дали. Галилей же в это время идет все дальше и дальше: он открывает последова- тельно необычайный вид Сатурна, затем фазы Венеры и солнечные пятна. Сатурна Галилей воспринимает как тройничную звезду. Кольцо Сатурна ему представлялось в виде двух звез- дочек, по одной с каждой стороны планеты. Однако через два года Галилей к величайшему изумлению увидел Сатурна одиноким и был не в состоянии объяснить это явление1. Открытие фаз Венеры имело в тот момент, пожалуй, наибольшее значение; Галилей писал о нем к Джу- лиану Медичи: .Я посылаю вам в зашифрованном виде известие о некотором новом моем наблюдении, из которого выте- кает разрешение весьма существен- ных контраверз в Астрономии и ко- торое, в частности, заключает в себе решительный аргумент в пользу пи- фагорейской и коперниканской сис- темы*. Через три года Галилей выступает с еще более значительным и ответ- ственным заявлением в книге о „Сол- нечных пятнах* (1613). „Эти явления — фазы Венеры — не оставляют никакого сомнения в том, как происходит движение Венеры; мы с абсолютной необходимостью приходим к выводу, соответствую- щему положениям пифагорейцев и Коперника, что она обращается вокруг Солнца, подобно тому как вокруг него же, как центра, обраща- ются и прочие планеты*. Трудно, пожалуй, было бы Гали- лею найти более решительные и чет- кие слова для заявления своих копер- никанских убеждений; к тому же в данном случае речь шла вовсе не о неожиданном наблюдении. Фазы Ве- неры были единственным из всех его открытий, которое он, как коперни- канец, мог подсказать наперед, прежде чем он увидел тонкий серебристый серп планеты в свой телескоп. Но если открытие фаз Венеры шло, таким образом, навстречу тео- ретическим ожиданиям коперникан- цев, то открытие солнечных пятен снова являлось таким "ясе неожидан- ным и чудесным, как и открытия в ночь на 7 января 1610 г.; здесь воз- никала задача совершенно иного рода, чем прежде; здесь предстояло еще 1 Только через 45 лет, в 1655 г., Христиан Гюйгенс дал правильное описание кольца Са- турна и показал возможность его исчезно- вений для земного наблюдателя, когда кольцо Сатурна усматриваемся ,в ребро".
5—6 История и философия естествознания 107 определить, что представляют собой 9ти темные пятна, видимые на ярком солнечном диске, появляющиеся, ме- няющие форму и затем исчезающие, но при этом всегда постепенно сме- щающиеся по диску Солнца в направ- лении с востока на запад. При жизни Галилея шел ожесто- ченный спор даже относительно са- мого приоритета открытия солнечных пятен. Одно несомненно: первенство правильного объяснения явления пя- тен принадлежит только Галилею: он первый раскрыл их основную при- роду, их принадлежность самому Солнцу; длительным рядом наблюде- ний он установил, что пятна возни- кают и исчезают только в ограничен- ной экваториальной зоне солнечной поверхности; анализируя их движе- ния, Галилей выпел из них, что само Солнце вращается вокруг оси с пе- риодом приблизительно в 28 дней (по современным определениям в 27,28 дня). Вся дискуссия явления пятен, при ясно выраженном убежде- нии, что говорить об их существе, т. е. об их физической природе, было бы еще преждевременно, — все это вмес- те взятое относится к самым мастерс- ким и блестящим моментам творче- ства Галилея. После ряда бессмертных открытий 1610 г. Галилей сделал в дальнейшем, уже значительно позже, всего лишь одно, но, пожалуй, самое трудное из всех с точки зрения наблюдательного искусства: то была либрация Луны. О ней сообщается, и то как бы вскользь, в .Диалоге", где говорится „об одном особенном явлении, наблю- денном недавно нашим академиком (т. е. Галилеем), из которого происте- кают два следствия: первое, что мы наблюдаем несколько больше полови- ны Луны, и второе, что движение Луны в точности относится к центру Земли". Последними словами Галилей имеет в виду подчеркнуть тот факт, что период обращения Луны вокруг Земли (так называемый звездный ме- сяц) в точности равен периоду враще- ния Луны вокруг ее оси; иначе, в течение больших интервалов времени к Земле обращалась бы последова- тельно вся поверхность Луны; на самом же деле точка, находящаяся в центре видимого нам лунного дис- ка, совершает только периодические колебания вокруг ее среднего поло- жения, открывая земному наблюда- телю не половину, а приблизительно 6/10 лунной поверхности. Это явле- ние либрации (которую Галилей назы- вает титубацией Луны) было открыто им из наблюдений двух деталей лун- ной поверхности: то были, в. совре- менных названиях, Mare Crisium, близ- кое к западному краю диска, и кра- тер Grimaldi у восточного края; либ- рация, приближая одну из этих дета- лей к видимому краю диска, отодви- гала другую, открывая, тем самым, еще некоторую часть лунной пове- рхности. Все перечисленные нами открытия Галилея и составляют его основной вклад в астрономию, вклад непере- ходящего значения; он дал ими пер- вый толчок к тому грандиозному раз- витию этой науки, которое было достигнуто в течение следующих трех веков. Каждый астроном, рабо- тающий теперь на мощных рефракто- рах и рефракторах обсерваторий, яв- ляется только продолжателем того де- ла, которое было начато Галилеем с его скромной трубой в ночь 7 января 1610 г. Однако роль Галилея в истории астрономии этим не исчерпана; мы ждем от него того объединяющего из- ложения, которое он обещал нам дать в книге о „Системе мира"; это обеща- ние он, действительно, выполнит через 22 года после появления „Посланца от Звездного мира" в своем знаменитом „Диалоге о двух системах мира"; но он сделает это только пройдя через ряд существенных тревог и испытаний, которым мы должны уделить здесь хотя бы немного строк. (Продолжение следует).
Д. О. ИВАНОВСКИЙ—ОСНОВОПОЛОЖНИК УЧЕНИЯ О ФИЛЬТРУЮЩИХСЯ ВИРУСАХ К 50-летию открытия фильтрующихся вирусов Чл.-корр. АН СССР X. С. КОШТОЯНЦ >• 12 февраля 1892 г. известный фи- зиолог растений Дмитрий Осипович Ивановский на заседании Российской академии наук сообщил об открытых им фильтрующихся болезнетворных агентах растений. Опытным путем он доказал, что сок больных растений, именно табака, пораженного, так на- зываемой, табачной мозаикой, будучи пропущен через самые мелкопористые фильтры, задерживающие все извест- ные бактерии, все же способен выз- звать болезнь у здоровых растений. Ивановский при этом пришел к не- ожиданному для своей эпохи выводу, что наряду с известными болезнетвор- ными микроорганизмами должны су- ществовать еще иные материальные структуры, чрезвычайно незначитель- ной величины, способные также вызы- вать инфекцию организмов. Весь даль- нейший ход развития науки показал, что Ивановский явился новатором в области биологии и медицины, что Ива- новский открыл неизвестные до него факторы, способные вызвать болезнь организмов, факторы, которые полу- чили в последующем название филь- трующихся вирусов. Вся мировая наука по справедливости оценила блестящий пионерский труд русского ученого, единогласно признав его „отцом вирусных исследований". В наши дни, когда дикая ненависть германских фашистов к русскому на- роду, к бессмертной культуре наро- дов нашей страны принимает столь чудовищные размеры, следует напом- нить, что германские фашисты, фаль- сифицируя историю науки, всячески пытаются отрицать роль русской науки и русских ученых в развитии мировой науки. Кровавый сподвижник Гитлера Розенберг смеет утверждать, что наш народ неспособен к само- стоятельному творчеству, что твор- чество русского народа подобно под- ражательному творчеству детей и что русские ученые являются эпиго- нами западноевропейской, конечно, в первую очередь германской науки. Этот дикий бред, к сожалению, про- никает также в серьезные научные справочники и монографии, издава- емые в Германии. Так, в капитальной сводке, посвященной исследованиям в области вирусов, именно в „Hand- buch der Wlrusforschung", изданной в 1938 г., проф. Доэр, давая историчес- кий очерк 'развития учения о вирусах и не имея никакой возможности не остановиться на знаменательной дате этой истории, именно 12 февраля 1892., все же, подтасовывая факты, пыта- ется доказать, что не Ивановский, а немец Адольф Майер в. 1886 г. про- извел первые опыты, доказывающие существование вирусов, и что роль Бейеринка в истории вирусологии больше, чем роль Ивановского. Доэр в своей сводке приходит к выводу, находящемуся в полном противо- речии с мировым научным мнением, что Ивановский „не может быть признан основоположником нового направления" в биологии и медицине. Что можно ожидать от такого „историографа" науки, как Доэр, если этот фашистский писатель в своей расовой ненависти пытается даже ума- лить историческую роль такого при- знанного пионера в области исследо- вания инфекционной природы болез- ней, каким является Луи Пастер! В той же сводке, давая справку о форми- ровании учения, согласно которому болезнетворными началами являются элементарные организмы или мик- робы, Доэр дает имена ученых в сле- дующей последовательности: Якоб Хенле, Луи-Жан Пастер и Роберт Кох! Но факты — упрямая вещь. Во всех сводках самого выдающегося совре- менного мастера учения о вирусах, американца Стэнли, впервые виде-
№ 5—6 История и философия естествознания 109 лившего из клеток препараты филь- трующихся вирусов, воздается долж- ное русской науке, и Стэнли при- знает Ивановского своим предшест- венником, создателем учения о филь- трующихся вирусах. Историческая дата открытия филь- трующихся вирусов Ивановским яв- ляется одним из многочисленных примеров тех блестящих проявлений русского ума, которые на протяжении XIX века не раз оплодотворяли раз- витие науки в узловые моменты ее движения вперед. Еще в конце 50-х годов, в полосу зарождения нашей самостоятельной отечественной науки, великий русский ученый-револю- ционер Н. Г. Чернышевский, вооду- шевленный философскими и научными трудами великих сынов русского народа — Белинского и Герцена, писал, что эти люди уже не зависели ни от каких посторонних авторитетов в своих понятиях и что „умственная жизнь нашего отечества произвела людей, которые шли наряду с мысли- телями Европы, а не в свите их уче- ников, как бывало прежде". Эти слова были произнесены в те годы, когда начала формироваться ‘плеяда рус- ских естествоиспытателей, которые принесли славу не только русскому народу, но и всему человечеству. Имена Сеченова, Менделеева, братьев Ковалевских, Мечникова, Бутлерова достаточно говорят за себя! С чувством глубокой националь- ной гордости мы можем отметить се- годня, что среди основателей совре- менной медицины мировая наука, наряду с французом Пастером, немцем Кохом, почетное место уделила Илье Ильичу Мечникову. Если Пастер и его сподвижники с исключительной убедительностью доказали, что в воз- никновении и развитии болезней у человека, животных и растений веду- щую роль играют внедряющиеся в эти организмы чужеродные элемен- тарные организмы, так называемые болезнетворные микроорганизмы, то Мечникову принадлежит великая честь раскрытия основных путей, по которым идет борьба организмов с этими болезнетворными, микрооргани- змами. Фагоцитарная теория Мечни- кова, столь блестяще аргументирован- ная обширными сравнительно-патоло- гическими данными, положила фак- тически основание современному уче- нию о механизмах образования невос- приимчивости организмов к болезням и способах борьбы с ними. В этой исторической цепи особен- ное значение для дальнейшего фор- мирования новейшей медицины при- обретает открытие Ивановского. Пас- теровская эпоха в медицине остано- вилась перед раскрытием тайны тех заболеваний, возбудителей которых нельзя было открыть методами выяв- ления заболеваний, вызываемых ви- димыми сквозь оптические приборы элементарными организмами мик- роскопической величины. Пастер и его сподвижники немало сделали для борьбы с такими заболеваниями, как бешенство, оспа и др., которые, как позже стало известно, вызываются фильтрующимися вирусами. Однако господствовавшая тогда микробная гипотеза природы инфекций не вме- щала в себя этих заболеваний, при- чиной которых были иные, еще неиз- вестные факторы. Вызывает огром- ное чувство уважения гигантский труд многочисленных ученых, пытав- шихся укоренившимися методами и подходами раскрыть причины назван- ных болезней. Но нужны были новые методы, новые подходы, нужно было открыть новый круг явлений природы, еще неизвестных человеку. И если гению Пастера мы обязаны раскры- тием того, что многообразный мир микроскопических организмов явля- ется причиной различных заболева- ний человека, животных и растений, то историческая заслуга Ивановского перед наукой заключается в том, что он впервые показал, что при некото- рых заболеваниях в больном организме существуют особые мельчайшие обра- зования, в тысячи раз более мелкие по своим размерам, чем все извест- ные бактерии, образования, способные проходить через самые мелкопорис- тые фильтры и являющиеся специфи- ческими возбудителями особых боле- зней. И за этими образованиями укре- пилось название фильтрующихся ви- русов. Открытием фильтрующихся ви-
ПО Природа 1942 русов была создана, таким образом, новая страница в истории биологии и медицины, и это — неоспоримая за- слуга русской науки перед мировой наукой! Ивановский был известен как кру- пный работник в области физиологии растений и в своих исканиях он был чужд задачам медицины. Но совер- шенно так же, как кристаллогра- фические работы химика Пастера и сравнительно - физиологические и эмбриологические работы зоолога Мечникова привели к новым откры- тиям в области теории и практики медицины, и работы Ивановского дали новый мощный толчок развитию медицины. На этих узловых примерах истории медицины мы видим огро- мное формирующее значение теорети- ческих изысканий в области естест- венных наук для развития медицины как прикладной области человече- ского знания. В настоящее время изучена и опи- сана большая серия разнообразных заболеваний человека, животных и растений, которые вызываются фи- льтрующимися вирусами, Бешенство у собак, оспа, желтая лихорадка, энцефалит, полиомиэлит, холера сви- ней, различные заболевания крупного и мелкого рогатого скота, различного рода герпесы, некоторые виды опу- холей у птиц и других животных, многообразные формы мозаичных за- болеваний у растений, патологиче- ские изменения пигментации цветов у растений и многие другие патоло- гические процессы, как теперь досто- верно известно, вызываются фильтру- ющимися вирусами. Долгое время, после открытия фильтрующихся вирусов Ивановским, глубокая тайна окружала природу этих образований. Были сделаны мно- гочисленные предположения об их природе. Одни думали, что фильт- рующиеся вирусы являются невиди- мой формой уже известных бактерий или какими-то малоизвестными эле- ментарными формами живых орга- низмов; другие утверждали, что эти вирусы должны быть отнесены к ка- тегории таких веществ, как фермент, и токсины. Но завеса над этой глубо- чайшей тайной природы была приот- крыта благодаря блестящим исследо- ваниям американца Стэнли, которому в 1935 г. из того же самого сока боль- ных мозаичной болезнью растений, с которыми работал Ивановский, уда- лось выделить фильтрующиеся ви- русы в виде кристаллического препа- рата. Это было для науки шагом огро- много значения,ибо только это могло дать возможность проникнуть в хи- мический состав и физическую струк- туру вирусов, давало возможность изучить природу активности вирусов. Исследования Стэнли и ряда его последователей, проведенные с при- менением новейших методов химиче- ского и структурного анализа, пока- зали, что вирусы представляют собой сложные белковые тела в массе своей с высоким молекулярным весом. И этот высокий молекулярный вес бел- ковой молекулы вируса является, по- жалуй, самой характерной чертой ви- русов, как особого порядка структур, существующих на нашей земле. Так, оказалось, что вирус табачной мо- заики обладает молекулярным весом, около 43 млгг.! Эта величина молеку- лярного веса оставляет далеко позади поражавшие нас до последнего вре- мени молекулярные веса таких бел- ковых тел, как тиреоглобулин (моле- кулярный вес —15 млн.) и гемоци- анин беспозвоночных животных. Из- вестно, что для немногих гемоциа- нинов моллюсков Сведбергом и его сотрудниками, методом ультрацентри- фугирования, были показаны молеку- лярные веса не выше 10— 12 млн. Бес- спорно нельзя не разделить удивления Стэнли по поводу того, что вирусы эти, изумительные белковые тела со столь высоким молекулярным весом (от 9 млн. для вируса мозаики карто- феля, до 42,5 млн. для вируса табач- ной мозаики), не были обнаружены в соках растений до настоящего вре- мени. Это тем более удивительно, что молекулярный вес растительных протеинов не превышает 30 тыс. По гигантским размерам своих молекул вирусные белковые тела резко отли- чаются от основной группы физиоло- гически-активных веществ, именно ферментов, а тайке бактериофагов.
№ 5—6 История и философия естествознания 111 Так, молекулярный вес пепсина равен 34 тыс., трипсина —36 тыс., т. е. в 200—1000 раз меньше, чем молекулы известных вирусов. Применение рентгеноструктурного анализа показало, что выделенная гигантская молекула вирусов имеет кристаллическую структуру. Истори- ческая справедливость требует ука- зать, что уже Ивановскому были извес- тны кристаллические образования в соке растений, больных табачной мо- заикой. Следует также указать, что в период проведения классических работ Стэнли известному советскому вирусологу Рыжкову удалось устано- вить наличие в тканях мозаичного табака веретеновидных образований, которые Рыжков также в 1935 г. обо- значил как белковые кристаллы. Большой интерес советских ученых к структуре вирусов и настойчивая попытка их распознавать важнейшую сторону природы вирусов, именно их структуру, были в значительной сте- пени лимитированы недостаточным уровнем развития техники структур- ного анализа в нашей стране. Успех Стэнли в значительной степени может быть объяснен именно тем, что в Америке к тому времени сложились новейшие точнейшие методы струк- турного анализа (в частности, рент- геноструктурного) и что Стэнли в своей работе был тесно связан с Упсальской школой Сведберга, где методы определения молекулярных структур получили свое гигантское развитие благодаря установке един- ственной в своем роде ультрацентри- фуги, столь необходимой для полу- чения достоверных сведений о моле- кулярных весах таких „капризных" тел, какими являются белковые тела. Однако надо отметить, что уже в 1935 и дальнейших годах советские ученые сделали немало в этом напра- влении. Морозов и Туревич дали но- вые методы импрегнации элементар- ных телец вирусов (путем протравы их таннином с последующим посере- брением)в целях увеличения размера вирусных телец и превращения их из ультрамикроскопических в доступные видению в обычных микроскопах. Со- ветские ученые, в особенности благо- даря трудам члена-корреспондента Академии Наук СССР Лебедева, при- ступили к конструированию совет- ского сверхмикроскопз в значитель- ной степени в тех же целях. Рыжков и его ученики дали более упрощен- ные и эффективные, чем у Стэнли, методы получения (осаждения) вирус- ных кристаллов. Кронтовская с сотру- дниками положила начало изучению вирусов в тканевых культурах. Детальный химический анализ вы- деленных фильтрующихся вирусов показал, что вирусы представляют собой сложные белковые тела. В наиболее простых случаях они со- стоят из аминокислот и нуклеино- вых кислот, в более сложных случаях, помимо этих, повидимому, главней- ших компонентов, в состав вирусов входят также углеводы и липоиды. Весь огромный интер'ес к фильтру- ющимся вирусам, вся загадка этих образований заключается в том, что они обладают способностью воспро- изводства, или,как говорят, способ- ностью размножения, Повидимому, именно эта способность лежит в ос- нове того огромного патогенного влия- ния, которым характеризуются филь- трующиеся вирусы. При попадании в протоплазму клеток того или иного растения или животного фильтрую- щихся вирусов, происходит исключи- тельно бурный процесс накопления ви- русного белка, подобного введенному. Вирусный белок, чужеродный по от- ношению'к белкам протоплазмы пора- женной клетки,начинает как бы „упо- доблять" себе белки протоплазмы клетки, лишая таким образом орга- низм того специфического для него как для вида, белка, при наличии кото- рого только и могут протекать нор- мальные физиологические процессы.В качестве примера можно привести случай мозаичной болезни табака: за 4 недели после заражения нормаль- ных клеток табака кристаллическим вирусом этой болезни количество введенного вирусного белка увели- чивается в миллион раз! Вновь обра- зующийся вирусный белок точно со- ответствует, по своему химическому составу и физической структуре, вве- денному вирусному белку. Громадные
112 Природа 1942 количества чужеродного белка начи- нают доминировать в химическом хо- зяйстве клетки. Таким образом, в клет- ках пораженного вирусным белком организма происходят неизвестные еще нам во всех химических тонко- стях процессы, которые ведут к моби- лизации аминокислот, нуклеиновых образований, а также углеводов и липоидов в порядке своеобразной „кристаллизации* новых масс слож- ных белков вокруг введенного извне вирусного белка. Когда говорят о размножении вирусов, забывают эту специфическую особенность воспро- изводства белковых тел типа вирусов, которая принципиально отличается от широко известных форм размноже- ния в его различных проявлениях у простейших организмов. Явления вос- производства фильтрующихся вирусов принципиально отличаются и от яв- лений кристаллизации в физико-хими- ческом смысле, и от явлений размно- жения простейших организмов. Эти явления представляют собой особую переходную форму воспроизводства. Важнейшей характеристикой филь- трующихся вирусов является то об- стоятельство, что описанное явление воспроизводства вирусов возможно только в протоплазме живых клеток. До настоящего времени никому еще не удалось вызвать воспроизводство („размножение”) вирусных белковых тел в искусственных средах и даже в кашице, приготовленной из свежих тканей растений, подвергнутых ви- русным заболеваниям. Этот факт с неоспоримостью доказывает, что само существование йирусныхтел, их обра- зование, накопление, т. е. воспроиз- водство теснейшим образом связано с химическими процессами обмена веществ живых клеток. Не обладая собственной ферментной системой, вирусные белковые тела, повидимому, используют сложную ферментную систему живых клеток в целях син- теза себе подобных белковых тел. Они мобилизуют ферментную систему и основные химические источники клетки для своих нужд и этим самым разрушают нормальный ход физиоло- гических процессов клетки и, по сути говоря, всю химическую основу жизни клетки. В этом — механизм вирусного заболевания; в этом — особенный ин- терес к проблеме вирусов. Эти глубокие нарушения физиоло- гических процессов клетки и ее хими- ческой основы затрагивают не только протоплазму клетки, но и ядро. Ог- ромная масса нуклеиновых тел, вовле- каемых в конструирование все увели- чивающихся масс сложной белковой молекулы вируса, ведет к разрушению, мобилизации также ядерной субстан- ции. Это не может не сказаться и сказывается на функциях и структуре не только самого пораженного орга- низма, но и потомства этих организ- мов, если организм, подверженный вирусным заболеваниям, еще продол- жает сохранять способность воспро- изведения себе подобных. В основе процесса воспроизводства вирусных белковых тел лежат, пови- димому, сложные аутокаталитические реакции, которые, как известно, при- нимают участие в новообразовании и росте организмов и самих каталити- ческих факторов. В .результате ауто- каталитических процессов происходит новообразование, прирост каталити- ческих веществ под влиянием этих с^амых веществ. Так, в результате аутокатализа, образуется, повиди- мому, ряд ферментов (достаточно со- слаться на работы Норсропа, показав- шие аутокаталитическую природу об- разования пепсина и трипсина), так образуются, повидимому, и вирусы. Аутокаталитические процессы пред- ставляют собой особую форму про- цесса ассимиляции — можно сказать, ее высшую форму. Аутокаталитиче- ские процессы ведут к уподоблению чужеродных по составу'и структуре соединений тем соединениям, которые оказывают каталитическое действие. Этот процесс уподобления предста- вляет собой центральную проблему общей физиологии. Не случайно еще Иоганесс Мюллер в своем знаменитом „Учебнике физиологии” рассматривал явления пищеварения и всасывания у животных как часть более общего явления регенерации. Действительно, каталитические процессы, происходя- щие в кишечном тракте животных, приводят через ряд химических реак-
X» 5—6 История и философия’~еетеетвознания ИЗ ций к превращению необозримого количества белковых тел различных видов растений и животных в белко- вое тело, характерное для взрослой особи данного вида. Разве не должен вызвать удивления тот факт, что ката- литические процессы пищеварения и всасывания и дальнейшие клеточные процессы у моллюсков ведут к образо- ванию гигантских молекул гемоциани- нов из преимущественно низкомоле- кулярных белков пищи этих организ- мов. Мы обязаны рассматривать биоло- . гические явления в их соотноситель- ной сложности. Как ни сложны явле- ния уподобления, происходящие в процессе пищеварения и всасывания у закончивших свой рост и диферен- цировку организмов, но все же они менее сложны, чем процессы уподо- бления,' происходящие в период дифе- ренцировки и роста организмов. Вели- чайшей загадкой всей биологии пред- ставляют собой те особые формы ассимиляции, которые лежат в основе репродукции потомками морфологи- ческих признаков и химических свойств предков. Мы еще не расшифровали на языке химических реакций процессов раз- вертывания признаков в развитии по- томства, т. е. закономерности процес- са непрерывности структур и состава организмов. Но мысль о том, что гены или, что более соответствует действительности, ядерный аппарат клетки в особых процессах ассими- ляции превращают питательные ве- щества клетки, вещества, в конечном счете доставляемые из внешнего ми- ра, в специфические вещества самих генов, самого ядерного аппарата и через это — в структуры развиваю- щихся частей организма и организма в целом, овладевает умами биологов. Вот почему автокаталитические про- цессы, биохимические процессы упо- добления чужеродных (питательных) белков привлекают внимание генети- ков. Вот почему устанавливается близкий контакт между генами и ви- русами, между этими двумя наиболее мощными аутокаталитическими систе- мами из всех известных нам белко- вых соединений. Я—Природа, № S—G Из-за огромного количества экспе- риментальных данных, мы имеем все основания рассматривать высокомо- лекулярные белковые тела типа филь- трующихся вирусов как одну из форм существования сложных белковых тел, обладающих высокой физиоло- гической активностью. Мы знаем простейшие формы действия сложных белковых тел на примере ферментов, нейрогуморов, некоторых витаминов и гормонов. Эти вещества, образуясь в результате сложных химических превращений в клетках организмов, сами становятся факторами регуля- ции, а также и интеграции физиоло- гических процессов как клеточных (местных), так и организма в целом. По существу говоря, и загадка уча- стия хромосомных телец клеточных ядер лежит еще в нераскрытом влия- нии химических веществ, синтезируе- мых в хромосомах, в их метаболиче- ской связи с протоплазмой, и прини- мающих участие в сложных явлениях наследования признаков. Фильтрую- щиеся вирусы занимают свое особое место в этой сложной системе фи- зиологических активных веществ или структур. Будущие исследования должны показать, следует ли рас- сматривать белковые тела типа виру- сов как одну из своеобразных форм сложных белковых тел, обладающих исключительным по своей силе влия- нием на физиологические процессы клеток организма (находящиеся, как правило, в противоречии с нормаль- ными клеточными процессами пора- женного организма), или же вирусные белковые тела являются какими-td неизвестными регрессивными формами и элементарных клеточных структур, или „обломками" этих структур. Пос- ледняя точка зрения высказывается ря- дом исследователей как советских, так и иностранных. Длительное пара- зитическое существование клеточных структур могло, действительно, при- вести к полному выпадению соб- ственных метаболических факторов, т. е. собственной ферментной систе- мы, и именно через это сделать вы- сокопатогенными гигантские белко- вые тела типа вирусов, благодаря возникновению новой чрезвычайно
114 Природа 194*2 специфической формы обмена ве- ществ, - осуществляемой через фер- ментную систему клеток пораженного организма. Можно без преувеличения сказать, что эта форма метаболизма занимает особое место в органической природе. Мы привыкли рассматривать ме- таболические процессы как характе- ристику живого, вместе с тем при- выкли видеть систему основных био- катализаторов, регулирующих мета- болизм, в самой живой системе. Па- радоксальное поведение вирусных тел ставит перед нами вопрос и о других формах метаболической активности, компенсаторного порядка. Есть ряд примеров из физиологии простейших организмов, которые сигнализировали нам сопряженность, зависимость метаболизма одного ор- ганизма от метаболизма другого. Прекрасным примером этого являют- ся описанные Шопфером явления ме- таболической зависимости в отноше- нии покрытия потребности в аневрине (витамин Bi) у некоторых дрожжей. Позволю себе напомнить, что еще в 1922 г. мной была высказана гипо- теза о подобной форме метаболиче- ского „симбиоза* на основании кон- кретного изучения соотношения ды- хания серобактерий, окисляющих се- роводород, и десульфутирующих бак- терий, редуцирующих сульфаты с образованием сероводорода в усло- виях минеральных ист<Учников Север- ного Кавказа. В биологии известны многочислен- ные случаи паразитических микро- организмов, и характерной их чертой является факт выпадения (в той или иной степени) ферментных систем в паразитирующих организмах. Факты сравнительной физиологии говорят о том, что подобная биохимическая редукция имеет место не только у одноклеточных (например, кровяных) паразитов, но происходит и в клет- ках многоклеточных организмов, в частности, железистых клетках. У ви- русных белковых тел эта биохимиче- ская редукция, повидимому, достигла Исключительных размеров. Однако этот вопрос нельзя еще считать решенным окончательно. Ис- следования ферментной активности вирусных белковых тел, быть может, дадут нам неожиданные результаты, и они еще ведутся. Ведь только не- давно блестящие эксперименты Эн- гельгардта и Любимовой показали нам ферментную активность белковой молекулы мышечного белка — мио- зина. Современная наука еще дискути- рует вопрос о том, что же собой представляют вирусные белковые те- ла: организмы или вещества? Есть дискуссия по этому вопросу, но нет еще ответа. Мы можем с уверенно- стью смотреть вперед и ожидать окончательного решения этого во- проса. Одно лишь можно сказать теперь, что глубочайшая мысль вели- чайшего сына немецкого народа — Фридриха Энгельсам том, что „жизнь есть форма существования белковых тел", с открытием и детальным изуче- нием сложных белковых молекул фильтрующихся вирусов приобретает особое значение и новые доказатель- ства. Один из выдающихся знатоков проблемы фильтрующихся вирусов англичанин Пирри лишь недавно го- ворил, что „слово „жизнь* есть про- сто выражение степени*. Огромное значение открытия Ивановского для теоретического естествознания заклю- чается именно в том, что им была открыта новая форма существования белковых тел. Хотя вирусы были открыты в ка- честве инфекционных агентов значи- тельно позднее инфекционных микро- организмов,, однако, идеальная цель точного естествознания — на языке химии выразить сущность процессов, в том числе и патологических, для случая вирусных заболеваний, пови- димому, приобретает ясные очерта- ния. Один из выдающихся представи- телей химического направления в об- ласти эмбриологии — кэмбриджский биохимик Нидгейм дал нам прекрас- ные примеры того, как тесно связаны между собой химия и морфология. В процессе жизнедеятельности клетки образуется целый ряд химических веществ высокой активности, которме
№ 5—6 История и философия естествознания 115 принимают участие в регулировании сложных процессов образования и развития форм организма от самых ранних стадий развития. Открытие Ивановским фильтрующихся вирусов и всё дальнейшее развитие учения о вирусах перекинули мост между хи- мией и патологией в том же направле- нии, как это было показано Нидгеймом для нормальных процессов формооб- разования. Проникая глубоко в сущ- ность вирусных заболеваний, во взаи- моотношения между внедрившимся в клетку пораженного организма филь- трующимся вирусом и протоплазмой клеток этого организма, современная биология и экспериментальная пато- логия стоят на пути к химической расшифровке причины вирусных за- болеваний и через это — к изменению новых методов борьбы с заболева- ниями. Советские ученые за последние 15 лет проделали огромную работу в деле распознавания ряда вирусных болезней человека, животных и расте- ний и разработки эффективных мер борьбы с ними. Уже в первую сессию комитета по Сталинским премиям, премия имени нашего вождя това- рища Сталина была присуждена груп- пе научных работников во главе с акад. Е. Н. Павловским, которые дали полную расшифровку причин тяже- лейшего заболевания, поражающего население на нашем Дальнем Востоке, именно, таежного энцефалита. Отваж- ные советские исследователи тайги — зоологи, бактериологи и клиницисты— с немалым риском для своей жизни развернули огромную работу по поискам вирусов этой болезни; от начала до конца установили очаги возникновения и пути циркуляции вирусов 6 природе до человека; дали эффективные методы борьбы с таеж- ным энцефалитом, избавив людей от этого ужасного заболевания. С чув- ством глубочайшего уважения совет- ские ученые будут вспоминать имена работников отделения биологических наук Академии Наук СССР, не пожа- левших своей жизни и здоровья для этой работы на благо человечества. Имена умершего сотрудника Инсти- тута микробиологии товарища Каган, а также тяжело заболевшего на- шего товарища Чумакова, впослед- ствии удостоенного Сталинской пре- мии, навсегда останутся в нашей па- мяти. Экспедиция акад. Павловского по таежному энцефалиту раскрыла новую страницу в истории учения о филь- трующихся вирусах. Акад. Павлов- ский, как выдающийся зоолог-эколог, обратил внимание на необходимость выявления переносчиков вирусов, их экологии и мер борьбы с ними для предотвращения вирусного пораже- ния людей. Прямые последователи акад. Павловского — сотрудники Ин- ститута эволюционной морфологии им. Северцова: Наумов и Фолитарек проделали огромную работу по изуче- нию мышевидных грызунов и клещей, принимающих участие в передаче (трансмиссии) вирусных заболеваний, детально изучили экологию этих пе- реносчиков и предложили эффектив- ные методы борьбы с ними. Так ро- дилось советское направление виру- сологии, в основе которого лежит принцип выявления путей циркуляции вирусов в природе. Этот путь изуче- ния циркуляции вирусных тел в при- роде (от одного организма к другому) оказался крайне плодотворным в ряде других работ, проведенных сотруд- никами отделения биологических наук Академии Наук СССР. В частности, прекрасные исследования Рыжкова, Сухова, Вовка по расшифровке тяже- лого вирусного заболевания злаков, передаваемого растениям, насекомым и названного „закукливанием зла- ков", дают яркий образец той слож- ной циркуляции вирусных тел, кото- ' рая происходит в природе. Эти ра- боты советских ученых ставят целый ряд новых вопросов и, в частности, вопрос о том, какие химические, структурные и физиологические мо- дификации претерпевают вирусы при их трансмиссии от одной формы ор- ганизма к другим или в общей фор- ме— при их циркуляции в природе. Трудно охватить все достижения советских вирусологов, но нельзя не отметить таких выдающихся работ, как работы Смородинцева по успеш- ной борьбе с гриппом, работ» печет-
116 Природа 1942 ного академика Гамалея по вирусному иммунитету, работы члена-корреспон- дента Академии Наук Н. Н. Петрова по вирусным опухолям, а также мно- гочисленные работы в области изуче- ния и борьбы с вирусными болез- нями растений, которые проведены за последнее время советскими учеными. Всё это говорит о том, что совет- ские ученые интенсивно работают в области изучения природы фильтрую- щихся вирусов и разработки таких эффективных методов борьбы с ви- русными заболеваниями, которые освободили бы человечество и народ- ное хозяйство от тяжелого вреда, наносимого возникшими в процессе эволюции белковыми телами вируса-, ми. Советские ученые во всей широте ставят перед собой задачу расшифро- вать одну из труднейших загадок ор- ганической природы — загадку филь- трующихся вирусов. Всем этим со- ветские ученые продолжают славные традиции великих русских ученых, среди которых имя Ивановского, открывшего впервые фильтрующиеся вирусы, занимает одно из почетных мест!
НАУЧНЫЕ СЪЕЗДЫ И КОНФЕРЕН- ЦИИ КОНФЕРЕНЦИЯ ПО ХИМИЙ ПРЕСНЫХ ВОДОЕМОВ В Киеве с 17 по 21 апреля 1941 г. состоя- лась конференция по химии пресных водо- емов, созванная Гидробиологическим институ- том Академии Наук УССР. Число докладчиков оказалось значительно больше указанного в разосланной до конфе- ренции программе. Приводим содержание, главным образом, тех докладов, тезисы которых были напечатаны и розданы на конференции. По содержанию они были разбиты на следующие группы: 1) хими- ческая статика и динамика водоемов, 2) мето- дика исследования водоемов, 3) биохимия во- доемов и водных организмов и 4) загрязнение и мелиорация водоемов. Открытась конференция вступительным словом директора Гидробиологического инсти- тута проф.Я.В.Ролл и докладом Г.Ю Верещаги- на (Ленинград) „О некоторых мало разрабо- танных вопросах химического взаимодействия водоемов с окружающей их средой”. Доклад- чик подчеркнул необходимость изучения в водоемах озерного типа влияния ледяного по- крова на солевой и газовый режим подледно- го слоя воды и увеличение р этом слое коли- чества газов и солености, а также обратил внимание на значение химического режима водных масс в галечных и песчаных группах для экологии бентоса. Доклад С.В.Бруевича и М.В.Федосова (Мос- ква) «Химический обмен между донными осад- ками и водной толщей водоема* затронул воп- рос о переходе веществ как из водной толщи в донные осадки, так и из донных осадков в водную толщу и необходимости, вследствие этого, изучения химизма грунтовых растворов. М. В. Тавбин (Киев) в докладе «Гидрохими- ческие особенности поемных водоемов Дне- пра* указал на однообразие химического ре- жима водоемов и на необходимость для клас- сификации их пользоваться подвижными ком- понентами (железом, фосфатом и т. п.) и учи- тывать вертикальное их распределение. В до- кладе приведены соображения о влиянии мак- рофитов на химический состав воды поемных водоемов. Из многих других докладов, заслуживающих внимания, упомянем некоторые более близкие микробиологии: С. А. Гусинской (Днепропет- ровск)—«Гидрохимия степных водоемов Украи- ны”,—указавшей, что протекающие в водоемах процессы могут быть сведены к окислительно- восстановительным и коллоидно-адсорбцион- ным. Участие населяющих воду организмов является как бы регулирующим фактором в первом процессе и незначительным во втором. В свою очередь химический состав воды влияет на распределение организмов и на их миграцию. Н. В. Ермаков (Киев) в докладе «О биохими- ческом направлении в изучении водоемов* поднял принципиальный вопрос о необходи- мости изучения как водоемов в целом, так и населяющих их организмов с «биохимических позиций”, так как до сих пор оценка продук- тивности водоемов производится на основании количественного учета биомассы, что не дает ясного поедставления о кормовой ценности ее. Органогенные отложения остаются также еще не затронутыми исследованиями в достаточной мере, несмотря на значение их для народного хозяйства. С. Н. Скадовский (Москва) доложил о рабо- тах сотрудников М. А. Мессииевой и В.Я.Пан- кратовой: «О факторах илообразования”, «Ак- тивные ферменты в иловых отложениях* и „Разложение пресноводного фитопланктона и роль микроорганизмов в этом процессе*, вы- яснивших происхождение и условия накопле- ния органических веществ в иловых отложе- ниях, а также наличие в них активных фермен- тов, могущих преобразовать органические ве- щества в илах без непосредственного участия организмов. Поступление в воду ид фитоплан- ктона органических веществ связано с ауто- лизом отмирающих клеток. Остатки водорос- лей под влиянием ферментов и микрооргани- змов, усиливающих действие ферментов, раз- лагаются жирорасщепляющими и целлюлоз- ными бактериями. Причинам появления запахов и привкусов в вод'1, наблюдавшихся в разных местах Со- ветского Союза, поснящены были три доклада: В. А. Реберг (Харьков) — «Причины возникно- вения запахов биогенного происхождения в воде открытых водоемов (Северный Донец)* — установил различное происхождение запа- хов, главным образом, не связанных с поступ- лением сточных вод. Наблюдавшиеся в Север- ном Донце запахи можно отнести к затхлым, землистым или рыбным, биогенного происхож- дения, но они зависят от разных причин. Ус- тановлена связь появления запахов от разви- тия водной растительности, донных отлржений и водных микроорганизмов (в том числе ак- тиномицетов). Для определения степени запаха докладчик пользовался количественным мето- дом «порога* Спаульдинга. Доклад иллюстри- ровался большим количеством таблиц и цвет- ными фотосъемками, показанными при помо- щи фонаря. Второй доклад — А. А. Егоровой (Москва) „О водных актиномнцетах как одной из причин запаха воды Москва - реки* дополнил исследо- вания 1939 и 1940 гг. бригады сотрудников- комиссии акад. Ферсмана. Появление земли- стого запаха в воде Москва-реки, помимо ак- тиномицетов, образующих пахучие вещества,
Ill Приреда 1942 вымываемые из береговых почв, в связи с изменением их адсорбционных способностей (высушивание и промораживание), при наступ- лении паводка или выпадении атмосферных осадков может быть вызвано также актиноми- цетами, находящимися в донных отложениях в значительном количестве (миллионы в 1 г). Число видов актиномицетов, обнаруженных в илах притоков Москва - реки, доходит до 20, но возможно, что их еще больше. На дне во- доемов они образуют хлопья со спорами. Вырабатываемые актиномицетами в воде ве- щества переходят в воду,, придавая ей земли- стый запах, свойственный актиномицетам. Та- ким образом, появление запаха в водоеме может зависеть и от развития на дне его в илах актиномицетов. Третий доклад по тому же вопросу был сделан С. Н. Скадовским (Москва) — .Некото- рые наблюдения над пленками осцилляторий в связи с вопросом о возникновении и аккуму- ляции запахов в речной воде". Некоторые ви- ды осцилляторий образуют вещества, придаю- щие характерные запахи воде и грунтам. Вы- яснена как зависимость между развитием пле- нок и физико-химическими свойствами грунта, так и соотношения между окислительно-вос- становительными свойствами среды и разви- тием пленки. Затем ряд докладов касался сточных вод н их влияния на население водоемов. Н. А. Мосевич (Ленинград) доложил „Иссле- дование влияния сточных вод промышленных предприятий и интересы рыбной промышлен- ности". Исследования докладчика, произведен- ные на р. Белой, установили, что основным загрязнением реки являются сточные воды не- фтеперегонных заводов. При этом неоргани- ческие компоненты являются допустимыми к сбросу в реку, а органические токсичны. Ве- дется экспериментальная работа по определе- нию степени токсичности для рыб отдельных компонентов нефти. М. М. Калабина (Москва), в докладе „Влия- ние сточных вод цветной металлургии на во- доемы", сообщила результаты исследования влияния токсичности веществ полиметалличе- ского комбината в Риддере и об естественном самоочищении водоема. Содержание доклада А. Е. Крисса (Москва) „Растительные обрастания как фактор биоло- гической коррозии бетЪна в речных водоемах" почти полностью излагается в статьях доклад- чика, помещенных в журнале „Микробиоло- гия" (1940—1941). По мнению докладчика, би- ологический фактор принадлежит к числу очень медленно действующих на бетон гидро- сооружений в чистых в >дах водоемов (Свирь, Волхов, канал Москва—Волга), исследованных группой сотрудников. Ряд докладов касался Учинского водохра- нилища. В докладе К. А. Гусевой (Москва) „Цвете- ние воды Учинского водохранилища, его прогноз и возможные меры борьбы с ним" со- общалось, что „цветение* вызывается рядом физико-димических факторов, из которых хими- ческим факторам следует отводить главную роль. Этот вывод основан как на наблюдениях в водоеме, так и подтвержден эксперименталь- ным путем. Для развития отдельных видов водорослей существуют определенные пределы концентраций N, Р, Ре и Afn. Учинской лабо- раторией разработаны методы, позволяющие предвидеть наступление вспышки „цветения", а следовательно, и принять своевременно со- ответствующие меры. Доклад А. В. Францева (Москва) „Эффект работы отстойного Учинского водохранилища" содержал указание, что основной причиной самозагрязнения является разложение в воде водной и болотной растительности, приводя- щее не только к развитию организмов, вызы- вающих появление запахов, но и к развитию кишечной палочки. Доклад А. А. Краюхина и И. Н. Шейко (Киев) „Загрязнение Днепра канализационными сто- ками Киева* устанавливает степень загрязне- ния днепровской воды и стремится к выясне- нию расстояний, на которых начинает обнару- живаться самоочищение реки от попавших- в нее загрязнений. Л. А. Шкорбатов (Харьков) в докладе „Ги- дробиологическое изучение Ольховского водо- хранилища в связи с сезонными изменениями гидрологических, химических и бактериоло- гических условий" дал характеристику измене- ний, происшедших за пятилетний промежуток между исследованиями 1932/33 и 1938/39 г. За этот период повысилась минерализация воды, увеличилось количество сульфатов и несколь- ко хлоридов. В составе планктона наблюдалось увеличение общего количества организмов и обогащение фитопланктона 46 видами, а зо- опланктона 11 видами. Обогатился также зо- обентос. Констатируется зарастание верховьев водохранилища гидрофитами. Сапробносгь не- сколько уменьшилась. По совокупности гидро- биологических и химико-бактериологических признаков, воду водохранилища следует при- знать вполне удовлетворительной и пригодной для технического,а при санитарной охране и для питьевого, водоснабжения. 3. С. Фейгина (Москва) в докладе „Микро- скопическое население Москва-реки на различ- ных этапах процесса очистки ее на черепков- ских очистных сооружениях и насекомые — обитатели этих соо ужений" сообщила, что существующие песчаные фильтры не могут служить нтежным барьером для водных мик- роскопических организ ов. Установлена связь между микроорганизмами годы и запахом ее в периоды преобладания определенных их форм. Установлена экспериментально возмож- ность загрязнения хлорированной воды кишеч- ной палочкой из кишечника циклопов. Докладчик указал на трудности борьбы с на- секомыми, покрывающими поверхность песка фильтров, стойкими к хлорированию и серни- стому газу, вследствие чего необходимы про- филактические меры. Чл-корр. А, Н. СССР Б. Л. Исаченко.
ЮБИЛЕИ И ДАТЫ АКАДЕМИК КОНСТАНТИН ИВАНОВИЧ СКРЯБИН 2 мая 1942 г. советская наука и обществен- ность отмечают 25-летие со дня избрания акад. К. И. Скрябина первым профессором первой кафедры паразитологии в вузах на- шей страны. Этот замечательный ученый является ос- нователем научной советской гельминтологи- ческой школы, воспитателем целой плеяды гельминтологов, работающих в области вете- ринарии, медицины, биологии и агрономии в нашем отечестве, — орденоносцем, заслу- женным деятелем науки, лауреатом Сталин- ской премии. ту колоссальную недооценку роли гельминто- логического фактора в экономике животно- водства и в охране здоровья населения, кото- рая царила в то время в медицинских и ве- теринарных организациях, К. Й. с первых же шагов своей деятельности выступает в прес- се с настойчивым требованием организации при ветеринарной лаборатории научно-иссле- довательского «кабинета глистных болезней". Это требование являлось по тем временам более чем смелым, так как гельминтология как наука фактически тогда не существовала. Надо удивляться, с какой настойчивостью и Акад. К. И. Скрябин Наклонность к научной и литературной де- ятельности у Константина Ивановича Скряби- на проявилась еще в студенческие годы. Пер- вый период его работы, в отдаленном в те вре- мена городе Аулие-ата Туркестанского края, ознаменовался регулярным появлением в перио- дической печати статей, являющихся плодом его всесторонних наблюдений. Выявив огромную зараженность животных разнообразными гельминтами и вндя веочию целеустремленностью всю свою жизнь Кон- стантин Иванович посвятил идее оформления гельминтологии в отдельную самостоятельную науку, причем победу он одержал только пос- ле Великой Октябрьской социалистической ре- волюции, когда перед К. Й. открылись широ- кие возможности для реализации его новатор- ских научно-практических воззрений. Особенно широко развертывается деятель- ность К. И. с 1920 г. д Москве, где . ом орга-
12Л Природа 194£ ннзует кафедру паразитологии Московского ветеринарного института, гельминтологиче- ский отдел Института экспериментальной ве- теринарии и гельминтологическое отделение Тропического института Наркомздрава СССР. Эти три учреждения и явились основной базой при созидании Скрябиным новой для нашей родины гельминтологической науки. Его деятельность сыграла крупную роль не только в истории советской и мировой науки, но оказала значительное влияние на развитие социалистической культуры, поскольку основ- ным девизом всего направления школы Скряби- на являлась мобилизация научных и практиче- ских сил на борьбу с „очервлением" людей и животных, которое рассматривалось под уг- лом зрения неблагоприятных социально- бытовых и экономических факторов, господст- вовавших в дореволюционный период. „Стра- на, кристаллизующая новые рельефы общества, строящая новый быт, организующая здраво- охранение на базе профилактики, на принци- пах диспансеризации, — такая страна не мо- жет и не должна мириться с массовым очер- влением своих граждан. Такая страна обязана бросить на весь мир новую идею — клич об организации дела по ликвидации глистных инвазий. Этого требуют интересы культуры, интересы экономики". Так писал в свое вре- мя К. И. В другой своей работе К. И. следующими словами отобразил идейную сущность и мето- дические предпосылки своего дерзновенно-но- ваторского учения, которое по справедливо- сти должно именоваться скрябинизмом. „Планомерное гельминто-фаунистическое и эпидемиолого - эпизоотологическое обследова- ние страны для точного определения возбуди- телей гельминтозов и детального выявления источников заражения в каждой географиче- ской зоне; активное вмешательство во все тон- кости патологических процессов для радикаль- ного оздоровлен я гельминтозных больных; углубленное изучение агро -зооэкономической структуры каждой хозяйственной единицы, с целью ее рациональной медико - ветеринар- ной перестройки для предохранения от инвазий здоровых, — для поддержания агельминтозно- го статуса; широчайший размах санитарно- просветительной работы с целью внедрения техники оздоровительных мероприятий в гущу трудящихся масс; кардинальная ликвидация гельминтологической малограмотности вете- ринарного и медицинского персонала с целью вооружения их научными методами практи- ческой деятельности; обязательное вовлечение в повседневную противогельминтозную работу всех заинтересованных советских и партий- ных организаций. Не пациент к врачу, — а врачи к пациентам, причем не только к боль- ным, но и к гельминтоносителям. При этом не лечение единичных гельминтозных больных, а радикальная борьба с очервлением как всего населения по линии медицины, так и всего животноводства по линии ветеринарии с юри- дически узаконенным принципом обязатель- ной дегельминтизации каждого инвазирован- ного пациента; не гуманитарный акт индиви- дуальной помощи страдающему человеку, а крупное государственное санитарно-экономи- ческое и политическое мероприятие, интимно увязанное с задачами социалистического стро- ительства. Вот принципиальная сущность новой созданной, выросшей и окрепшей в Советской стране передовой научно - практической шко- лы, боевые лозунги которой гласят: „В бес- классовом обществе не должно иметь место очервление", “Страна, сбросившая паразитизм социальный, должна ликвидировать и парази- тизм гельминтологический". Руководством к действию указанной школы является уверен- ность в том, что Советский Союз явится пер- вой страной на земном шаре, которая избавит человечество от гельминтологического ига" (Скрябин). Как ученик школы Скрябина, я считаю уме- стным поделиться с общественностью, хотя и в краткой форме, впечатлениями о деятель- ности, которая для нас, его учеников, всегда была самым лучшим примером. Разработав метод полных гельминтологи- ческих вскрытий, К. И. совместно со своими учениками приступил к обследованию необъят- ных территорий нашего Союза, полностью не- изведанных в гельминтологическом отноше- нии. Этот коллектив, проделав свыше 200 специальных экспедиций, выявил основные очаги гельминтозов человека и животных в различных географических зонах СССР. Изу- чению собранного материала посвящено не- сколько сот работ, трактующих вопросы мор- фологии, биологии, систематики, филогении, экологии, географии, патогенеза паразитичес- ких червей и мер борьбы с соответственными гельминтозами. Благодаря этим работам, из ко- торых свыше 400 принадлежат перу Скрябина, наши представления о гельминтофауне челове- ка и животных и о принципах и методах оз- доровительных мероприятий перестроились за- ново. К. И. не относится к тому типу людей, ко- торые замыкаются в узкий круг своей специ- альности. Получив высшее образование в Ветеринарном институте, он с самого начала своей деятельности стремился к насаждению и развитию медицинской гельминтологии. В 1925 г. мы видим К. И. работающим по оздо- ровлению шахтеров Донбасса; в следующем году он изучает тропические заболевания людей и животных в знойном Туркменистане и на рисовых плантациях Ферганы. В 1927 г. он работает в шахтах Кузбаса, в улусах Ойротии и горной Шории, а в 1928 г. он вы- являет ряд новых, неизвестных науке заболе- ваний среди населей гя Дальнего Востока и оказывает гельминтологическую помощь ги- лякам, гольдам и удехейцам. При этом он про- никает в такие глухие уголки Дальневосточ- ной тайги, куда еще не вступала нога совет- ского врача, где господствовал шаман и где впервые имела место встреча населения с ме- диками и ветеринарными врачами. В 1929 г. мы видим К. И. в арктической зоне, на То- больском севере: здесь К. И. открывает очаг описторхозного заболевания печени людей и животных, расшифровывает причину распро- странения этих серьезных гельминтозов и раз- рабатывает комплекс оздоровительных меро- приятий. В 1932 г. К. Ц.. проводит огромную работу в 9 районах западной Грузии по оздо-
№ 5—6 Юбилеи и даты 121 ровлению местного населения от губительного анкилостомоза, снижающего на 25--ЗО°/о трудо- способность населения. Многочисленные доклады К. И. в различ- ных местностях СССР, от Архангельска до Кушки и Еревана и от Минска до Владивостока и Ник лаевска на Амуре, возбуждали интерес врачей к вопросам гельминтологии. На спе- циальных курсах, проводимых во всесоюзном институте гельминтологии, в Тропическом институте Наркомздрава СССР, на базе дру- гих учреждений и в экспедициях, К. И. пере- воспитывает врачей в гельминтологическом отношении, ломая старые традиции, основан- ные на недооценке глисттйях болезней чело- века и животных. В 1929—1931 гг. появляе,ся капитальная работа К. И. в двух томах: „Гельминтозы человека'; на этом, первом в мировой литературе руководстве по медицин- ской гельминтологии, воспитались тысячи врачей и студентов, выросло много научных деятелей. Мы не преувеличим, если назовем К. И. отцом медицинской гельминтологии Советского Союза. Его крупные заслуги от- мечены Наркомздравом, которым присвоено Скрябину почетное звание „отличника здра- воохранен я“ и степень доктора медицинских наук. Особенно же много сделал К. И. для ветеринарной гельминтологии, которая обо- гатилась целым рядом новых методов как лечебного, так и профилактического по- рядка. За эту работу К. И. удостое н высшей награды ордена Ленина. Все указанные мето- ды борьбы с гельминтозами животных разра- ботаны К. И. и его уч никами, главным обра- зом, на базе Всесоюзного института гельмин- тологии1, которому присвоено имя акад. К. И. Скрябина. Внедрение этих достижений в про- изводство спасает ежегодно от гибели огром- ное количество сельскохозяйственных жи- вотных, особенно молодняка. Только в одном 1940 г. методами Скрябина и его школы было оздоровлено свыше 1ч млн. животных, что нашло свое отображение на Всесоюзной сельскохозяйственной выставке. В настоящее время в каждом ветеринарном вузе СССР имеется кафедра паразитологии, причем почти все они возглавляются ученика- ми К. И. Все руководства для вузов и техни- кумов, а также крупные монографии и попу- лярные брошюры для широких масс населения созданы Скрябиным и учениками его школы; за некоторые из них К. И. присуждена Сталин- ская премия 1-й степени. К. И. хорошо известен как талантливый педагог: его лекции, излагаемые языком, сочетающим высокую культуру с предель- ной ясностью, насыщены богатым матери- алом, гармонически увязывающим глубокую теорию с задачами социалистического произ- водства. К. И. является талантливейшим аги- татором. Его выступления звучат боевым при- зывом за оздоровление человека, за рост и поднятие продуктивности животноводства. Бла- годаря его живому слову, его неустанной про- паганде, большинство его учеников сделалось такими же энтузиастами гельминтологии,-как и он сам. К. И. является крупнейшим общественным деятелем, проводящим разностороннюю кон- сультационную, редакционную, методическую культурно-просветительную работу. Нет надоб- ности лишний раз подчеркивать, что вся мно- гогранная деятельность К. И., направленная на поднятие социалистического животновод- ства и охрану здоровья трудящихся, содей- ствует укреплению обороны и экономики нашей великой родины. Гордостью К. И. является его детище—Все- союзный институт гельминтологии им. К. И. Скрябина. Всесоюзный институт гель- минтологии вырос в крупнейшее научно- исследовательские учреждение, которое можно поистине назвать кузницей гель- минтологических кадров и авторитет которого простирается далеко за пределы нашего оте- чества. Высокие качества К. И. как человека, как крупнейшего ученого привлекают в ин- ститут многочисленных учеников и деятелей самых различных специальностей: медицинских и ветеринарных врачей, биологов, зоотехни- ков, агрономов, которые формируются в из- вестную всему миру школу Скрябина. В этом институте, которым К. И. руководит лично, он наглядно показывает пример того, как надо работать советскому ученому. Пожелаем же академику К. И. Скрябину вместе с его учениками и коллективу его родного ВИГИС и впредь работать с преж- ним энтузиазмом, с той же .скрябинской' энергией, благодаря которой сделано столько полезного для нашего дорогого отечества. По- желаем, чтобы и в дальнейшем мы так же гордились работой К. И., как гордится теперь его заслугами перед родиной наша страна. Проф. Н. 77, Попов.
Графическое представление времени для различных эпох (Постановка вопроса). Процессы эволюционного характера для очень различных групп явлений — геологических, развития растений, животных, человека и его культуры — обладают тем общим при- знаком, что частота и разнообразие явле- ний в этих процессах с течением времени воз- растают. Поэтому когда изучаемый процесс расчленяют на эпохи по внутреннему содер- жанию происходящих изменений, то оказы- вается, что более поздние эпохи менее про- должительны, чем более ранние. Чередование эпох удобно изображать для наглядного представления в виде графических схем. Такие схемы нередко даются, но в со- вершенно качественном виде, без изображе- ния продолжительности эпох, в сущности по- тому, что сопоставление на одном чертеже эпохи с очень различной продолжительностью вызывает затруднения. Между тем возможность изображать коли- чественно продолжительность эпох нужно счи- тать очень желательной. Мириться с качест- венным изображением приходилось тогда, когда оценки продолжительности в геологии и архе- ологии (ыли очень недостоверными. Однако за последние десятилетия достигнуты столь большие успехи в определении геологических возрастов радиоактивными [1] и некоторыми другими методами, что основные вехи можно считать установленными довольно надежно, с точностью примерно до 20%. Целью настоящей статьи является предло- жение одного количественного способа для графического изображения продолжительности эпох. Всё рассмотрение вопроса мы проведем на геологической эволюции, а затем уж<- рас- пространим его и на другие группы явлений. , Пропорциональный масштаб. Прежде всего посмотрим, какой вид полу ,ает график для чередования геологических эр, если отрезки, изображающие на графике про- наибольшее значение, соответствующее началу эволюционного процесса — через То. Вверху чертежа, в направлении слева направо, отло- жены значения времени t, протекшего от начала этого процесса. Очевидно, что t= Го— — Т. Значения для основных дат прин ,ты следующие. Возраст земной коры (То) — — 240J млн. лет (2,4-Ю9 лет); начало жизни на земле—1200 млн. (1,2-10®); начало палео- зойской эры —550 млн. (5,5-108); начало мезо- зойской— 196 млн. (1,95-108) и начало третич- ной — 60 млн. лет (6, ЮТ). По 'ледниетри числа можно считать имеющими указанную выше точность до 20%. Первые два менее досто- верны, но важно то, что порядок их величины правильный, и, как будет видно дальше, даже значительные колебания в этих числах, если их порядок остается тем же, не отразятся существенно на характере результатов нашего рассмотрения. В полученном графике длительность геоло- гических эр, бесспорно, выражена очень на- глядно; однако этот график не оказывается удобным для того, чтобы обозначить на нем разделение эр на периоды, так как для более поздних эр густота подразделений получается слишком большой. Поэтому становцгся жела- тельным подыскать иной способ графического представления времени, в котором бы и дли- тельность эпох была отражена в определен- ной шкале, и расчленение самых поздних эр на периоды оставалось бы достаточно нагляд- ным. Переменный масштаб. Для указан- ной цели нужно, очевидно, представлять время в переменном масштабе, выбранном так, • тобы на графике более ра ние эпохи оказались относительно сокращенными, а бо- лее поздние —расширенными. Таких перемен- ных масштабов, которые формально удовлетво- ряют поставленному требованию, можно было бы указать очень много. В качестве простого примера на фиг. 2 приведен график, который, 0-^t ю3 г.ю3 г,4.ю3 а 3 о и протерозой палеозой - M„en3? I зои S г.4ю3 10е О -10е Фиг. 1. Последовательность геологических эр в пропорциональном масштабе. гм* 1.5 Ю3 ю* 5.10е межутки времени, брать пропорциональными этим промежуткам. Такая схема представлена на фиг. 1. Внизу чертежа, в направление справа налево, отложена величина возрастов (или дат), отсчитанных от настоящего момента. Будем обозначать эту величину буквой Т, а ее получается, если изображать дату Т отрезком по величине пропорциональным корню квад- ратному из значения Т. Можно видеть, что этот график поставленной цели формально удовлетворяет, но лишь в очень ограничен- ной степени. Например, он ие может быть
Xs 5—6 Varia 123 продлен вперед, на будущие «поди. Причина этой ограниченности лежит в том, что сделан- ный здесь выбор связи между датой Т и величи- ной изображающего ее отрезка не содержит большого внутреннего смысла, кроме одной формальной цели перспективного сокращения масштаба. К поставленной цели нужно итти иначе, итти путем выбора такой связи между временем и его изображением, ’которая соот- ветствует сути явлений. тоты п в момент начала процесса, т. е. при t = 0. Для большей простоты рассмотрения мож- но ввести вместо числа е число 2 в качестве основания степени, из соотношения е = 21,44221 и тогда.мы^получим для'л выражение*. ~л=л02м, I [(3) 1 а з о й протерозой палеозой мезозой кайнозой 4 4.10я 2.10я >,5.10я 10s 5.101 10s г— ior ibh Фиг. 2. Последовательность геологических эр в масштабе пропорциональном У Г. В самом деле, из чего по существу возни- кает потребность расширять масштаб для более поздних эпох? Из того, что в процессах эволюционного характера количество явлений, происходящих в единицу времени, иначе го- воря, частот , явлений — эту величину будем обозначать буквой п — с течением истинного времени t возрастает. Если бы мы знали действительный закон этого возрастания (либо в виде аналитического выражения величины л как функции от t, либо в виде зависимости, полученной экспериментально), то достаточно было бы для изображения времени t отклады- вать на графической схеме отрезки, пропор- циональные не самому времени, а соответ- ствующим значениям величины л, чтобы полу- чить шк,л> времени, на которой частота явле- ний оказалась бы повсюду одинаковой. Такая шкала, очевидно, и была бы наиболее удоб- ной для того, чтобы изображать последователь- ность эпох. Об истинном ходе возрастания частоты л с течением времени t известно очень немного, но можно утверждать, что если мы сделаем некоторое предположение в виде закона для этого возрастания, предположение, которое сколько-нибудь правильно выражает его об- щий характер, то нам удастся в какой-то мере приблизиться к поставленной це. и. Закон лавины. Самое простое предположение, которое можно сделать о ходе возрастания л стечением времени t — это за- кон лавинообразного возрастания. В математи- ческой формулировке это означает, что увели- чение частоты явлений dn, происходящее за малый промежуток времени dt, пропорциональ- но не только величине этого промежутка, но также и величине самой частоты л, уже до- стигнутой к рассматриваемому моменту t. Вводя еще коэфициент пропорциональности а, характеризующий скорость возрастания лавины, получаем диференциальное уравне- ние*. dn—andt. (1) Функция, удовлетворяющая этому уравне- нию, имеет вид: п = Поеа(, (2) где е означает основание 11атуральных лога- рифмов (равное 2.718...), а Лд есть значение час- где коэфициент а больше, чем Ь приблизитель- но в 1,442 раза. Дальше введем еще вместо коэфициента b его обратную величину с = i и тогда на- пишем л = л02ё" • W Смысл коэфициента с в этой формуле сле- дующий: он означает тот промежуток времени, в течение которого частота явлений л воз- растает в два раза; этот коэфициент очень наглядно характеризует скорость возрастания лавины. Представим, наконец, формулу для л через дату Г. Вводя обозначения, приведенные на стр. 135 (пропорц. масшт.) получим: Т -Т п = ' (о) Применение закона лавины к изображению хода различных групп явлений. Желая с помощью закона лавины изображать какой-либо вид эволюцион- ного процесса, мы должны располагать дан- ными о значениях двух постоянных, входящих в формулу (5), именно начальной даты То и коэфициента с. Обращаясь прежде всего к смене геологических эр, мы для То возьмем, как и раньше, значение 2,4-109 лет. Для о .енки же значения с примем во внимание высказы- ваемые геологами Холм! ом [2] и Бубновым[3] взгляды о возрастании геологической актив- ности в более поздних эрах, и, в час- тности. об увеличении скорости отложений. По мнению Бубнова, скорость отложений в кайнозое больше, чем в палеозое, в 4—5 раз. Мы возьмем для величины с значение, дающее несколько меньшее возрастание ско- рости, именно 400 млн. лет, выбрав эту цифру также еще как уд бную для вычислений. Из этих данных по формуле (5) вычислен перемен- ный масштаб и построен график, показанный на фигЗ. Общий вид графика, повидимому, дает удовлетворительное решение поставленной нами методической задачи. Отметим еще не- которые другие свойства этого графика. Масштаб для времени t увеличивается слева
124 Природа 1942 направо, удваиваясь через каждые 400 млн. лез; при 7 = 0 он оказывается в С;4 раза боль- ше, чем при Т— То. Далее, график может быть продолжен в обе стороны как для дат произвольно, просто с целью получить удов- летворяющую нас картину. За такое подходя, щее число возьмем 200 млн. лет. График дан на фиг. 4. -с-о 1.10я 1 1 1 н со аз ой протерозой палеозой мезозой кайнозой । । । 1 1 1 - “Г - 1 ПТГ Х\г/09 10я 5.10s 4.10s 3.10s 2.10s 10s 5 2,810я &. 10 9 1 1 1 1 1 /О7 1070 -107 Фиг. 3. Геологическая эволюция в лавинном масштабе. более ранних (т. е. больших), чем То=24ОО млн. лет, так и для дат, отно ящихся к будущим эпохам. В первом случае времена t формально имеют отрицательные зна ения, во втором же отрицательными будут даты Г. Предположим дальше, что лавинный мас- штаб законно применять также для изображе- ния хода некоторых частных случаев биоло- гической эволюции, например, к эволюции покрытосемянных растений или млекопитаю- 1,2.103 Протерозой палеозой мезозой кайнозой 1^10^/0я SJ°e 4!°6 3,0> 2t°a '0s 107 0 -I07 Фиг. 4. Биологическая эволюция в лавинном масштабе. Значения дат, больших чем То, располагают- ся на графике очень тесно вплоть до значе- ния Г=оо (или t = —оо), где график слева и кончается. Наконец, видно, что если в графике закон возрастания масштаба остается, а требуется изменить значение какой-либо даты, то это изменение будет отражаться в щих живот'ТГы^. Начальные даты и скорости того и другого процесса не одинаковы, но можно допустить, что по порядку величин они близки между собой. Тогда для обоих процес- сов подойдет один и тот же график, который мы построим, j-взяв значения Го = 125 млн. лет и с = 25 млн. лет. Этот график дан на ниЖний мел верхний мел нэп -031/0U Зоиен олигоцен миоцен пльо иен I l I I I I ‘ I I I 125.10s 10е 5Ю7 2.I07 Ю7 О ----- 1,25.10s О С ] НиАний I I . л/ел | верхний мел 5 а I Эоцен олигоцен миоцен плиоцен to £ <5 10s 0 -10s 1,25.10“ 10е- 5107 4.I07 ЗЮ7 2J07 Ю7 f Фиг. 5. Последовательность околотретичных и третичных эпох в пропорциональ- ном (вверху) и лавинном (внизу) масштабах. положении точки на графике тем меньше, чем дата больше. Поэтому, например, общий вид графика очень мало изменится, если сохраняя все остальные даты неизменными, мы возьмем То равным не 2400, а 2800 или 2000 млн. лет. Попытаемся теперь применить лавинный масштаб к изображению биологической эволю- ции. Значение То здесь будет равно 1200 млн. лет. Значение коэфициента с выберем очень фиг. 5 рядом с графиком в пропорциональном масштабе с целью сравнения. Вероятно, лавинный масштаб мог бы быть пригоден также для изображения эволюции физического типа человека со времени отделе- ния в миоцене его ветви от общих предков г антропоморфными обезьянами. Значение для Го здесь было бы на^дторядок ниже, чем в предыдущем случае, скажем, около 12 млн.
М 5—6 Varit 11Б Дошелль и шелль отель Пустье Верхн палео/, 1 питекантроп Синантроп (?) 1 ГейдельЬергСки й человек (?) Г Г~' 1 неандерталец исМп » разум /о6 9.10s 3.ios по* 6.io* 5.10* 4.10s 3.10s гю* 10s T~— О 7° 1 1 Дошелль _ , - Верхний палеолит Е 4 и шелль и ш с // о м у с т ье 1 1 питек и CanQHtri Гейд ель Ьерг с Ний челобен (’) неандерталец ископаемый розумн чел о» 1 Illi 1 Г 5,10s 4 । । । । । । ।—1—।—।— Ю* 3.10s 2.10s 10s 5.Ю4 1 104 । -ю4 T —---- Фиг. 6. Последовательность палеолитических эпох в^пропорциональном (вверху) и лавинном (внизу) масштабах. позднии мустье берхний палеолит (ориньян.солютье маалвн} Медолит (азиль, Тард^н. § 5 I поздний неандерталец ископаемый разумный челобен (расы-нроманьон.пшедмост. гримальди) росьтрибл. Н собрем. ро</ы близкие к еобр. 1,2510s 10s 9.10s 3.10* ПО4 6.104 5.1Q4 4JQ4 НО4 2Ю4 IQ4' О к- 1 Поздний мустье берхний палеолит (ориньян, солютре, мадлен) мезолит (озиль, та^денцаз) Неолит,бронза Железо 1 позд»ий неондерт ископаемый, разумный человек /расы: Нромоньон, тиеумост, Гримальди) росы, приближающиеся А современным росы близкие А современным j I I I i i I I । । । I l“i I J 1 Г I I I | r“ 125.10*10* 5.104 4Л4 3,;04 2.1Q4 Ю4 5.103 н.зЮ30-IO3 Фиг. 7. Последовательность“культурных*эпох разумного человека?в’пропорцио- нальном (вверху) и лавинном (внизу) масштабах. 1 Д р е б ни е бека , [Средние Река [нобо? бремя 3000 2000 1000 0 1000 2000 Т до нэ — —» Т после нэ Др ебн и е бека Средние бека Н о б о е бремя °° 3000 20001000 500 0 500 1000 1500 2000 Тдонэ — —— Тпосле н э Фиг. 8. Последовательность исторических эпох в пропорциональном2(вверху) и лавинном (внизу) масштабах. лет. Однако покамест еще изучено слишком мало промежуточных форм д/я большей части этого времени. Сколько-нибудь ясная картина этого развития известна только для послед- него миллиона лет (для плейстоцена), когда уже появляется прямоходящий питекантроп.
126 Прирада 1842 Поэтому мы не станем делать графика для этого случая, а перейдем теперь к изображе- нию эволюции разных видов надбиологических явлений и в первую очередь к эволюции ору- дий труда в палеолитические эпохи. История развития орудий труда, изучаемая доисторической археологией, начинается, при- мерно, со времени появления питекантропа. Мы примем здесь значения = 1 млн. лет и с = 200 000 лет. График в двух масштабах, пропорциональном и лавинном, дан на фиг. 6. примем равным 100 годам, что, вероятно, не преувеличивает действительную скорость раз- вития. Графики даны на фиг. 9. Изложенные в настоящей статье соображе- ния являются только попыткой постановки вопроса и имеют лишь ориентировочный характер. Дальнейшая их разработка автору, естественно, представляется полезной, но, разумеется, мнение тех, кто работает в упоми- навшихся здесь областях знания, должно быть исключительно ценным. f*> 1500 1600 1700 1750 1800 1850 1900 1950 Фиг. 9. Этапы развития науки нового времени в пропорциональном (вверху и лавинном (внизу) масштабах. Переходя дальше к следующему порядку величины, представим смену эпох культуры со времени, когда вырабатывался физический тип современного разумного человека и возни- кали такие надстроечные явления, как религия, искусство, речь. Примем здесь значения 7q = 125 000 лет и с = 25 000 лет. График в двух масштабах дан на фиг. 7. Здесь при вычисле- нии графика за момент даты Г=0 был при- нят не текущий 1942 г., а предстоящий 2000 г. нашей еры. В качестве еще следующего порядка вели- чины представим теперь историю развития государственных образований, т. е. политиче- скую историю, для промежутка времени от — 3000 лет до н. э. до + 2000 лет после н. э. Та- ким образом, 7# = 5000 лет. Значение для с примем равным 1С00 лет. Графики даны на фиг. 8. При рассмотрении этих графиков вид- но, что обычное разделение исторического материала на три эпохи: древних веков, сред- них веков и нового времени, получается в слу- чае пропорционального масштаба очень нерав- номерным, тогда как при лавинном масштабе с выбранным здесь значением коэфициента с это подразделение оказывается довольно равномерным и естественным. Наконец, как последний пример, представим историю развития науки нового времени в промежутке от 1500 до предстоящего 1950 г. Здесь /# = 450 лет; зиаченне коэфициента с Литература [1] И. Е. С т а р и к. Радиоактивные методы определения геологического времени. ГОНТИ НКТП, Л. — М., 1938.— [2] A. Holmes. The Measurement of Geological Time. Nature, 135, p. 680, 1935.— [3] S. v. Bubnoff. Das Alter der Erde und der Gang der Erdgeschichte. Na- turwiss., 23, p 506 — 511, 1935. К. Ф. Hecmypx. Справочник „Естествоиспытатели России и СССР". Московское общество испытателей природы приступило к изданию трехтомного биографо-библиографического справочника (типа словаря) под названием .Естествоиспы- татели России и СССР". Первый том упомя- нутого издания посвящен ботаникам. Предпо- лагается, что по каждому ботанику, личность которого будет освещена в справочнике, бу- дут сообщены следующие сведения: фамилия, имя, отчество, дата и место рождения, специ- альность (общая и частная), образование с указанием названия высшего учебного заве- дения и даты его окончания, ученая степень и дата ее присуждения, с упоминанием названия работы, за которую- она присуждена, про- фессорско-преподавательская деятельность,
Me 5—6 Varia 127 краткий, биографический очерк и анализ на- учного направления и основных заслуг в об- ласти специальности разбираемого автора. Же- лательно сообщить список основных экспеди- ций и экскурсий, выполненных автором, с ука- занием местностей, изученных им (маршруты и даты их проведения приводятся в общих чертах), число коллекций, собранных в этих поездках, и место их хранения. В заключение будет сообщена полная библиография, вклю- чающая список всех опубликованных работ автора (как мелких, так и крупных). Список должен быть составлен библиографически пра- вильно, т. е. с обязательным указанием пол- ного заглавия работы, места ее опубликования (если работа помещена в периодическом из- дании, то необходимо привести том, выпуск, год, страницы, число таблиц и т. д.). Кроме того, по каждому автору, сведения о котором будут помещены в справочнике, приводится список источников о нем (биографические ма- териалы, список работ и т. д., уже опублико- ванные в других местах). Московское общество испытателей при- роды поручило руководство подготовкой пер- вого тома издания, которое будет заключать до 50 печатных листов, С. Ю. Липшиц. От- ветственный редактор издания — акад. В. Л. Комаров, научный редактор—С. Ю. Липшиц. В целях экономии места упомянутые выше сведения должны быть изложены сжатым (те- леграфным) языком. Первый том этого издания охватит как ныне живущих и работающих ботаников, так и умерших. Обращаемся ко всем ботаникам Советского'?; Союза с просьбой срочно прислать составлен- ные по вышеуказанному плану сведения о сво- ей жизни и работе по адресу: Москва, 9, Мо- ховая 9, корпус 8. Московское общество ис- пытателей природы, редакции справочника .Естествоиспытатели России и СССР" (обяза- тельно заказным письмом). В интересах полноты справочника надеемся, что настоящая просьба найдет дружный от- клик среди большинства ботаников Советско- го Союза. Одной из основых задач, предпринятого обширного издания, является дать настольный справочный материал о всех деятелях нашей науки и вместе с тем осветить постепенный рост и величие'русской и советской бо:аники. Осуществление этого важного и ответствен- ного издания возможно лишь при дружной поддержке всего коллектива советских бота- ников. Переживаемая нами ответственная эпо- ха великой отечественной войны, когда мно- гие ботаники уходят из жизни, налагает на нас обязанность сохранить для будущих по- колений бесследно исчезающие, вместе с их смертью, ценные сведения о биографических датах, формировании и эволюции научного пути многих деятелей нашей науки. Поэтому мы рассчитываем, что наше обращение найдет быстрый отклик в среде всех ботаников Со- ветского Союза. С. Ю. Липшиц. Подводный горный хребет.1 Береговой и геодезической съемкой США открыт в Аля- скинском заливе, в ЗбО км на юг от острова Кадиак, подводный горный хребет, подни- мающийся до 2900 м над дном моря. При помощи эхолота этот хребет был прослежен на расстоянии более 22,5 км. Вершина хребта лежит на глубине 1500 м под поверхностью моря. Суда, снабженные эхолотом, могут про- верять свое место по этому хребту с такой же уверенностью, как по береговым знакам Б.П. Вейнберг Массовое плодоношение однолеток яб- лони. В 1940 г. близ г. Омска, на участке № 2 Плодоовощной станции Омского с.-х. инсти- тута им., С. М. Кирова наблюдался редкий случай массового плодоношения однолеток яблони сорта „Фермская хорошавка*. Летом 1938 г. дички сибирской яблони в количестве около 10000 штук были привиты глазками сибирского сорта яблони .Фермская хорошавка*, выведенного способом посева се- мян неизвестного крупноплодного европейско- го сорта яблони на бывшей .Лесной ферме* Омского с.-х. института. Весной 1940 г. деревца - однолетки были хорошо развиты, и многие из них к этому времени образовали боковые сучья. Перезимовка 1939/40 г. про- шла для этих однолеток благополучно и под- мерзаний не наблюдалось. Весной 1940 г. бо- лее половины (т. е. более 5000 штук) од о- леток обильно цвело. Почти все зацветшие однолетки в 1940 г. плодоносили. Чаще всего на одном деревце было 5—б плодов, но отдельные деревца дали до 20 яблок. Плоды однолеток были нормальной для данного сорта величины и такого же вкуса, как и плоды со взрослых деревьев „Фермской хорошавки*. Повидимому, столь раннему плодоношению способствовало то об- стоятельство, что дички для подвоя были частью старыми. Возможно, что прививкой к старому дичку можно вообще ускорить плодоношение. Интересно отметить, что одно- летки другого сорта „Анисик омский*, такого же возраста, как и описанные однолетки .Фермской хорошавки*, совершенно не пло- доносили в 1940 г., хотя росли на том же участке питомника. А. Н. Ипатьев. 1 Polarforcshung, 1940, № 1.
КРИТИКА И БИБЛИОГРАФИЯ Luyet В. J. and Gehenio Р. М. Life and Death of Low Temperatures. Ed. Bio- dinamica, Normandy Missouri, 1940. pp. 1—341, Жизнь и смерть при низких тем- пературах. Эта фундаментальная монография заключа- ет обзор на основе литературных данных того, что известно о выживаемости животных, растительных организмов и устойчивости вита- минов, гормонов, ферментов и вирусов при температурах преимущественно ниже 0°. Монография делится на три части. Первая посвящена обзору фактического материала о нижних температурных границах для различных живых объектов. Во второй части рассматри- ваются , физические явления, связанные с действием низкой температуры: основные прин- ципы теплопроводности, состояние переохла- ждения, явления замерзания и таяния (плавле- ния), роста кристаллов, витрификации, т. е. перехода жидкости при охлаждении не в кри- сталлическое, а в аморфное состояние, явления девитрификации, или перехода из аморфного твердого состояния в кристал- лическое, и некоторые другие. Изменения, происходящие в жидкостях при охлаждении и затвердевании, анализируются как на чистых растворах и в коллоидных системах, так и в живом веществе. Третья часть излагает тео- рии и фактический материал по механизму повреждений и смерти при низких температу- рах как в случае образования льда в организме, в тканях и клетках, так и при условии отсут- ствия образования льда, например, при пере- охлаждении. В конце книги имеется большой список литературы, изложенный в хронологи- ческом порядке с 1736 до 1939 г., и, кроме того, указатели литературы имеются для отдель- ных частей книги. Проблема жизни и смерти при низких температурах принадлежит к проблемам боль- шого философского и общебиологического значения, а вместе с тем из нее вытекают не менее важные выводы для разрешения задач чисто практического характера, Авторы моно- графии, стоя на точке зрения общебиологи- ческой важности данной проблемы, совер- шенно не обсуждают вопросов, связанных с использованием низких температур в сельском хозяйстве, животноводстве, медицине, приклад- ной химии и т. д. В своем предисловии, Лайт и Гехенио указывают на то, что задача моно- графии заключается в рассмотрении проблемы сохранения жизни и механизма смерти при низких температурах, проблемы, связанной ‘с вопросами о структуре живой материи и природы жизни, имеющей фундаментальное философское значение. Однако это высказыва- ние авторов не получило достаточного отра- жения в книге, и почти весь ее материал, в некоторых отделах достаточно богатый, в хронологическом порядке излагает освещен- ные уже в литературе факты, без критическо- го обсуждения и философского или практи- ческого трактования. К сожалению, фактический материал в пер- вой части монографии не может удовлетво- рить читателя своей полнотой, а тем более специалиста этой области. Так, морозоустойчи- вости высших рас-ений посвящается всего одна страница (69—70), и упоминается лишь работа одного автора (Молиша, 1897), Явле- ния морозо- и зимостойкости высших растений дали не только богатейший материал для тео- рии холодового воздействия, но и привели к важным практическим результатам в сельском хозяйстве и растениеводстве, о чем можно судить, например, по монографии Туманова, о работах которого (1931 — 1937) Лайт и Гёхе- нио вообще нигде не упоминают. Исследования основоположника учения об анабиозе и холо- доустойчивости животных известного ученого Бахметьева, занимавшегося именно теми во- просами, которые в первую очередь интере- суют авторов монографии, цитируются вскользь, поверхностно. Так, ничего не ска- зано о работах Бахметьева по анабиозу при низких температурах у насекомых и летучих мышей, по явлениям переохлаждения, темпе- ратурному скачку, критической температуре и т. д. По последним вопросам не упомина- ются работы Робинсона (Robinson, 1926, 1927, 1928) и Калабухова (1935). Из статей Лозина- Лозинского отмечен лишь один менее суще- ственный факт, а способность некоторых на- секомых (гусениц, кукурузного мотылька— Pyrausta nubilalis) переносить в замерз- шем состоянии температуру—30* и даже—80“ оказалась незамеченной, тогда как подобная холодоустойчивость насекомых существенно изменяет традиционные взгляды на анабиоз у пойкилотермных животных. Однако основным недостатком первой час- ти монографии является отсутствие физиоло- гического и экологического подхода к объяс- нению холодоустойчивости организмов и из- менений холодоустойчивости в процессе раз- вития и жизненного цикла. Лайт и Гехенио не затрагивают физиологических изменений растений и животных перед зимовкой и во время нее. Процессы .вызревания* раститель- ных тканей, закаливания растений, адаптив- ных изменений у животных при понижении температуры среды, как, например, повыше- ние холодостойкости в связи с дегидратацией, уменьшением количества свободной воды в тканях, накоплением жиров, переходом крах- мала у растений в растворимые сахара, уве- личением осмотического давления соков и т. д., не подвергаются обсуждению как приспособи- тельные реакции на понижение температуры в зимний период. Поэтому в монографии от- сутствует интересный материал по явлениям покоя, оцепенения, диараузе насекомых, спяч- ке млекопитающих и других г животных. Вне
j\f2 5—6 Критика и библиография 129 рассмотрения этих явлений нельзя понять причин холодоустойчивости и, нередко, необы- чайной выносливости организмов к холоду и образованию льда в тканях, и причин быстро- го вымирания под влиянием этих же факто- ров, когда организмы оказываются неподго- товленными к изменившимся условиям среды. Проблема жизни и смерти рассматривается авторами монографии только с физико-хими- ческой ючки зрения, а в связи с этим само существование организмов в охлажденном, замерзшем и анабиотическом состоянии не. подвергается анализу. Неясно, какого взгляда придерживаются авторы настоль кардиналь- ный вопрос, наступает ли полная остановка жизненных функций при температурах жидких газов, согласны ли они с выводами Клод Бер- нара (1878) и в новейшее время — Беккереля (Becquerel, 1904—19о9), о том, что жизнь мо- жет полностью прерываться, например, у се- мян, спор мхов и папоротников, у бактерий при температуре —180° и ниже. Даже в связи со своими интересными опытами по витрифи- кации Лайт и его сотрудники не анализируют этого вопроса, констатируя лишь наблюден- ные ими факты. Несомненно, наиболее интересной и ориги- нальной главой монографии является глава, посвященная исследованиям самого Лайта и его школы о нитрификации жидкостей, кол- лоидов и живых организмов. Витрификацией обозначают стеклообразное, т. е. аморфное состояние вещества, которое возникает при известных условиях охлаждения жидкости. В стеклообразном состоянии вещество мвотро- пично, иначе говоря, его физические свойства одинаковы по всем направлениям. Чтобы превратить водный раствор в стеклообразное состояние, нужно его охлаждать с очень боль- шой быстротой, благодаря чему жидкость как бы проскакивает зону кристаллизации и ста- новится аморфным твердым телом, прозрачным при обычном освещении и опаловым при по- ляризационном свете. В связи с большой ско- ростью процесса кристаллизации воды при ее охлаждении, чистую воду чрезвычайно трудно витрифицировать. Из стеклообразного состоя- ния, путем более или менее медленного отогре- вания, вещество может перейти в кристалли- ческое (девитрификация); при очень быстром отогревании оно может непосредственно стать жидким, минуя зону кристаллизации (Vitromel- ting). Из кристаллического же вещества нель- зя получить аморфное. Превращение жидкости в стеклообразное состояние связано с меньшим перераспределе- нием молекул, чем при кристаллизации, и с сохранением первоначального объема. По мне- нию Лайта, эти условия способствуют меньше- му повреждению протоплазмы. Так же, очевид- но, устраняется вредное механическое воздей- ствие кристаллов льда. Чтобы витрифицировать водный раствор желатины, необходимо его охлаждать с большой скоростью, а для этого брать минимальное количество жидкости, по- мещая ее в температуру жидкого воздуха (около—190°); при толщине объекта 0,1 мм он охлаждается до этой температуры в 1 секунду и становится стеклообразным. Витрификация рас- твор* желатины, так же, как и других раство- ров, зависит от концентрации. По данным Лай- та и его сотрудников, у 50% раствора жела- тины можно витрифицировать слой 0,3 мм толщины, а у 96%—слой толщиной только в несколько микронов. Исходя из этих опытов, Лайт предполагает, что организмы, толщиной до % мм, с содержанием воды до 50%, могут быть витрифицированы. Постановка опытов была следующей. Живые объекты помещались в очень тон- ком слое жидкой среды на покровное стекло или в пленке, захватываемой тончайшим метал- лическим кольцом диаметром в 2 мм, и таким путем охлаждались в жидком воздухе. Опыты, поставленные таким методом с простейшими— Euglena, Paramaecium, Colpoda и амебами, од- нако, показали, что представители трех классов Protozoa не переносят охлаждения до темпера- туры жидкого воздуха. По мнению Лайта, это объясняется тем, что простейшие содержат слишком много воды и потому замерзают с кристаллизацией. Более успешные результаты были получены с миксамебами, известная часть которых оказалась после отогревания живой; и их вакуоли сокращались в течение несколь- ких часов. Удалось также оживить сперма- тозоиды лягушки, но лишь после того, как их протоплазма была частично обезвожена путем предварительного содержания в 20—50% растворе сахарозы. Если обезвоживание про- изводилось в <20% растворе, охлаждение до температуры жидкого воздуха выдерживал 1% сперматозоидов, а в 40—50% сахарозе выжи- ваемость повысилась до 20%, о чем можно было судить по их подвижности. Особенно интересно в этих опытах то, что выживае- мость была одинаковой после 3 секунд и 5 дней пребывания в жидком воздухе. Эпидер- мис лука после такого же охлаждения имел значительное число живых клеток. Судя по тому, что в поляризованном свете плазма кле- ток эпидермиса была изотропична, здесь дей- ствительно наблюдался эффект витрификации. Выживаемость мха Mnium зависит от содер- жания в нем воды и метода отогревания. При 65% количестве воды и девитрификации Mnium погибает; если его быстро отогреть, когда кристаллизация не успеет возникнуть, мох остается живым. Если же Mnium содержит 30% воды, он выдерживает—190° и не погиба- ет как при быстром, так и при медленном ото- гревании. Авторы монографии приходят к вы- воду, что даже при такой низкой температуре не вся вода в растительных тканях замерзает. Опыты с мышечными волокнами лягушки по- казали, что после витрификации они сохрани- ли сократимость при воздействии электричес- кого тока, но нуждались в более сильном индукционном токе по сравнению с неохлаж- денными волокнами. Так же, как в опытах со сперматозоидами, длительность пребывания мышечных волокон при температуре жидкого воздуха не имела значения. В опытах Лайта и его сотрудников в большинстве случаев отсутствуют доказатель- ства того, что клеточный сок витрифицируется, и необходимо иметь больше фактического ма- териала для того, чтобы утверждать, что выживаемость при температуре жидких газов 9—Природа, № 5- G
1&б Природа 1§42 связана либо с отсутствием замерзающей воды в организме, либо с переходом ее в стекло- образное состояние. У авторов монографии имеются указания на то, что при быстром и сильном замораживании очаги кристаллизации могут возникать внутри клетки, вследствие чего не вызывается столь сильного обезвожи- вания протоплазмы, как при образовании кристаллов снаружи клеток, вытягивающих воду из последних. Впрочем, это положение противоречит общепринятому взгляду на то, что замерзание воды вне клеток менее опасно, чем внутри их. При большой быстроте кри- сталлизации кристаллы оказываются мельче, а в связи с этим их воздействие на плазму, повидимому, менее вредно. В наших опытах по замораживанию гусениц Pyrausta nubilalis при температуре твердой углекислоты (около— 80°), куколки бабочки Saturnia pyrl и личинки жука Scolytus multistriatus в жидком воздухе, в значительном количестве оставались жи- выми в течение 14—30 дней и более. В ре- зультате замерзания до совершенно твердого состояния насекомые были повреждены, но, судя по дыханию, после оттаивания, их клетки оставались живыми значительно дольше, чем у Лайта. Однако, исходя из теории Лайта, мы не вправе ожидать, что в этих случаях имела место витрификация, так как ей должны были препятствовать крупные размеры насекомых и количество воды, равное 55—65°/0веса их тела. Следовательно, можно предположить, что либо не вся вода в клетках замерзает, либо быстрая кристаллизация не убивает организмов, адаптированных к холоду. Судя по пережива- нию отдельных органов, изолированных кле- ток и тканей, их выносливость к низким тем- пературам значительно больше, чем целого организма. Поэтому при анализе причин смер- ти .под действием холода и образования льда необходимо обратить внимание на нарушения координации функций. Это положение отно- сится главным образом к высокоорганизован- ным животным. Действительно, смерть млеко- питающих наступает при их охлаждении в результате нарушения терморегуляции и пони- жения температуры тела на несколько градусов ниже нормы, когда о повреждении клеток говорить не приходится. Таким образом, необходимо различать две группы последствий охлаждения—повреждения клеток и тканей, вызывающих местные пато- логические явления, и нарушения общих фун- кций организма в связи с воздействием низких температур на нервную систему и терморегуля- торные процессы у высших животных. Мест- ные повреждения тканей растений нередко приводят к нарушению обмена веществ, в частности, процессов питания и транспирации. Отсюда вытекают практические задачи: с од- ной стороны, мероприятия, способствующие регенерации и восстановлению поврежденных морозом тканей, с другой—профилактического и лечебного характера против функциональ- ных расстройств под влиянием холодового фактора. В отношении последней задачи можно сказать, что она почти совершенно не затро- нута исследователями. Д-р б. н. Л. К. Лозина-Лозинский. Злаки СССР и США. Известный аме- риканский специалист по злакам А. С. Гичкок сравнительно недавно опубликовал сводку о злаках Соединенных Штатов Америки, кроме Аляски. Эта сводка получена в Академии Наук СССР только в 1942 г1. Почти одновременно вышла обработка се- мейств Gramineae флоры СССР Р. Ю. Роже- вица и С. А. Невского при участии Е. Г. Бо- брова, В. И. Кречетовича, Е. М. Лавренко, Б. К. Шишкина и дрг. Таким образом, пред- ставляется возможность сравнить состав флоры злаков значительных частей Палеарктики (СССР) и Неарктики (США). Природа указан- ных стран имеет много общего: как в СССР, так и в США обширные территории заняты хвойными и лиственными лесами, степями, пу- стынями и пр. Однако в пределах основной части США, кроме Аляски, которая указан- ной работой А. С. Гичкока не охвачена, от- сутствуют тундры, широко представленные в СССР, и имеются субтропические леса с паль- мами (в пределах Флориды), отсутствующие в СССР. В СССР всего насчитывается, согласно указанной сводке, 146 родов и 986 видов зла- ков (включая и недавно занесенные сорняки) и 4 рода и 34 вида культурных злаков. Таким образом, современная флора злаков СССР насчитывает 150 родов и 1020 видов. В США, по А. С. Гичкоку, представлены 159 родов и 1100 видов злаков, включая куль- турные. Количество видов в родах, более или менее обильных видами и общих для СССР и США, таково: СССР США Вготиз ...... 44...........36 Festuca...........51.............• 34 Puccinellia 40...........10 Glyceria............16.............18 Роа . .............107.............64 Eragrostis........ 9...............46 Melica..............19............17 Agropyrum s. 1. . . 91...........23 Koeleria............29............ 2 Avena s. 1..........32............. 6 Deschampsia ....13................ 6 Calamagrostis ... 59..........23 Agrostis............29 ...... 32 Alopecurus.........29.............. 9 Muehlenbergia ... 2..........55 Oryzopsis..........10.............12 Stipa s. 1..........65............32 Aristida ...... 5...........40 Chloris ...... 2..........15 Digitaria ...... 5..........15 Paspalum.......... 3 .'...........42 Panlcum............. 4...........160 Andropogon s. 1. . . 2..........32 Роды, более или менее обильные видами, встречающиеся в СССР, но отсутствующие в США, следующие: 1 A. S. Hitchcock, Manual of the grasses of the United States. United States Departament of agriculture, Miscellaneous publication, № 200 Waschlngton, 1935. ’ .Флора СССР/Л- II, 1934.
jqb 5—6 Критика и библиография 131 Celpodium ........... 14 видов Aegilops .....................9 . Из рода Aegilopi в США встречаются,'впро- чем, три вида, занесенные из южной Европы. Роды с более или менее зиачительным ко- личеством видов, встречающиеся в США, но отсутствующие в СССР, таковы: Triodia....................14 видов Sporobolus ........... 29 , Boutelona . . ......... 17 „ Как видно, флора злаков США (159 родов 1100 видов) богаче, чем флора злаков СССР (150 родов и 1020 видов), и это несмотря на то, что А. С. Гичкок понимает объем родов и отчасти видов более широко, чек! авторы фло- ры СССР. Это объясняется, конечно, тем, что в пределах США лучше выражены как сухие, так и влажные субтропики и даже тропики (первые на юго-западе, а вторые на юго-вос- тске страны). Общие СССР и США роды являются пре_ имущественно голарктическими. При этом коли чества видов в некоторых из этих родов в пре- делах СССР и США более или менее близки. В ряде же голарктических родов бросается в глаза большее количество видов в СССР, чем в США; это касается родов Pucclnellia, Роа, Agropyrum s. I,, Avena s. 1. (обилие видов в СССР за счет преимущественно переднеазиат- ских и средиземноморских однолетних настоя- щих овсов), Calamagrostis, Alopecurus, Пре- имущественно палеарктический род Koeleria, естественно, лучше представлен во флоре СССР. Обращает на себя внимание обилие во фло- ре США субтропических и тропических родов. Так, такие по преимуществу субтропические и тропические роды, как: Eragrostis, Muehlen- bergia, Arlstida, Chloris, Digitaria, Paspalam (во флоре СССР только три недавно занесен- ных вида), Panicum (во флоре СССР только четыре культурных или занесенных вида), Andropogon — представлены во флоре США значительными или очень большими количест- вами видов, а во флоре СССР небольшим чис- лом видов. Кроме того, во флоре злаков США имеется несколько тропических родов, вовсе не представленных во флоре СССР; из них со значительным количеством видов род Sporo- bolus. Впрочем, в Закавказье встречается один недавно занесенный из тропиков сорный вид Sporobolus. Род Bouteloua—эндемичный для флоры Центральной и Северной Америки. Род Triodia\ является австралийско-американским. Роды Colpodium и Aegilops, представленные во флоре СССР, являются средиземноморскими и переднеазиатскими. Таким образом, флора СССР обильна гол- арктическими видами. Это объясняется тем, что в пределах СССР имеется обширная зона тундр и лучше выражены бореальные хвойные леса. Значительное количество во флоре СССР представителей палеарктических и средиземно- морско-переднеазиатских родов понятно са- мо собой. Причины обилия во флоре США видов субтропических и тропических родов уже объяснены выше. Следует еще упомянуть, что в основном гондванский род Stipa лучше представлен во флоре СССР, чем США. Указанная выше работа А. С. Гичкока, мало у нас известная, представляет большой инте- рес. Во введении к этой работе сообщаются данные об использовании, распространении, морфологии, классификации злаков. Далее следуют описание семейства злаков, описания подсемейств и разделение их на трибы, опи- сания триб и разделение их на роды, описания родов и видов. В конце этой сводки приво- дится для каждого вида подробная синони- мика, список лиц, в честь которых названы те или иные злаки, с краткими биографиче- скими о них данными, словарик специальных терминов и индекс латинских названий. Все виды злаков иллюстрированы ориги- нальными рисунками. Для очень многих видов даны маленькие карточки их распространения в США (точками указаны штаты, в которых данный вид встречается). Для каждого вида приводятся: краткий ди- агноз, указания на условия обитания, распро- странение в США (по штатам), и кратко вне США. Приводятся также краткие данные об использовании в народном хозяйстве тех или иных зЛаков. Проф. Е. М. Лавренко.
Падпиеаяа к печати 1. X. 1942. Тираж ЗБОО акэ. Печ. л. g*/4. 12, П уч.-иад. Закаа М 0223. ПФ 4214 Татаалиграф при НКМП TAGCP. Каааяа, ул. Миалааавага, Ри-
Цена 6 руб, ИЗДАТЕЛЬСТВО АКАДЕМИИ НАУК СССР ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ СКИЙ ЖУРНАЛ, ПОПУЛЯРНЫЙ ЕС TEC TBEHIЮ-ИС ТОРИЧЕ- ИЗДАВАЕМЫЙ АКАДЕМИЕЙ НАУК СССР 32-Й ГОД ИЗДАНИЯ ПРИРОДА» 32-Й ГОД ИЗДАНИЯ Председатель редакционной коллегии акад. С. И. Вавилов. Ответственный редактор проф. В. П. Савич. Журнал популяризирует достижения в области естествознания в СССР и за гра- 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 представлены все основные отделы естественных наук, организованы также отделы: естественные науки и строительство СССР, география, природные регур сы СССР, история и философия естествознания, новости науки, научные съезды и кон- ференции, жизнь институтов и лабораторий, юбилеи и даты, потери науки, критика и библиографии. Журнал рассчитан на научных работников и аспирантов: естественников и бществеи- ников, на преподавателей естествознания выгших и средних школ. Журнал стремится удовлетворить запросы всех, кто интересуется совреленным состоянием естественных наук, в частности, ши юкие круги работников прикладного знания, сотрудников отрас- левых институтов: физиков, химикив, растениеводов, животноводов, инженерно техниче- ских и медицинских работников и т. д. .Природа" дает читателю информацию о жизни советских и иностранных научно- исследовательских учреждений. На своих страницах .Природа* реферирует .естестве'но- научн} ю литературу. Редакция: г. Казань, ул. Островского, 78, кв. 5. ПОДПИСНАЯ ЦЕНА: на год за 6 №№...................... 36 руб. на */я 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*.