Глава XI

ВЕЧНОСТЬ ЖИЗНИ И БРЕННОСТЬ АТОМА

Никогда еще ни одна заграничная поездка не давала так много творческому уму Вернадского, как несколько недель, проведенных в Бретани и в Лондоне летом 1908 года.

Французский полуостров Бретань, окруженный с моря Атлантическим океаном и Ла-Маншем, а с суши – низменностями, славился своей суровостью, мрачной и дикой природой. Громадное пространство занимали невозделанные земли, поросшие степными травами. Над ними неизменно или ветер, или туман, одно сменяло другое, навевая на людей тоску.

Однако многое здесь напоминало и суровость горной страны. Почва состояла из шифера и гранитных масс, с обнаженными хребтами и вершинами, перерезанными глубокими оврагами. Выходя к берегам, они образовывали крутые скалистые бухты и глыбы. О них разбивались, достигая невероятной высоты, громадные волны бурного моря.

Именно выходы пород привлекли сюда Владимира Ивановича, а морские купания – Наталью Егоровну.

Однажды они углубились внутрь полуострова и очутились среди скал, гранита и клочьев тумана, разрываемых ветром. Наталья Егоровна заметила, что таким, вероятно, был первозданный хаос на Земле. Ветер вывернул наизнанку ее легкий зонтик и не давал возможности вывернуть его обратно. Владимир Иванович помог ей и, отдавая зонтик, огляделся. Он никогда не представлял себе, да и не пытался представить, зримый лик Земли в догеологические времена. Чистый мыслитель по типу ума, он не испытывал потребности в чувственных представлениях.

Но, оглянувшись, чтобы увидеть этот первозданный хаос, он согласился, что догеологические времена театральный художник, пожалуй, мог бы изобразить таким образом.

Вернадские приехали сюда отдыхать, и Владимир Иванович удерживал свой ум от привычной деятельности.

Но уже на другой день на берегу, следя за тем, как Наталья Егоровна у края воды собирает гальку, он заметил, что, несмотря на запрещение, его ум действует и мыслит.

Творческое мышление развивается не по типу цепной реакции – начавшись в одной точке и постепенно расширяясь, охватывая весь материал, подходит к обобщениям. Скорее оно похоже на деревенский пожар в скученном поселке, где вопреки ожиданию огонь то перебрасывается через два дома на третий, то переходит через улицу, то возвращается назад, так что иногда, ко всеобщему изумлению, среди сплошь выгоревшей деревни вдруг остались невредимыми две-три одинокие избы.

Мысли Вернадского возвращались к живому веществу. Так он называл совокупность однородных живых организмов, вроде туч саранчи, где применимы число и мера, как при изучении горных пород и минералов. Переходя в своей постановке преподавания минералогии от изучения химических соединений, какими являются минералы, к изучению химических элементов, входящих в их состав, Вернадский все более и более убеждался в чрезвычайном значении для истории элементов живого органического мира. Роль живого вещества в истории таких элементов, как кислород, углерод, азот, фосфор, он выяснил давно, но оказывалось, что такое же большое значение живое вещество имеет и в истории таких, далеких от организмов элементов, как кремний, железо, марганец, медь, алюминий.

По расчетам Вернадского, половина известных в то время химических элементов была тесно связана в своей истории с живым веществом. Эти элементы по весу составляют почти всю земную кору, и, естественно, загадка жизни обращалась в загадку планетной организованности, планетного механизма.

– Было ли когда-нибудь и где-нибудь начало жизни и живого или жизнь и живое такие же вечные основы космоса, какими являются материя и энергия? Характерная ли жизнь и живое только для одной Земли или это есть общее проявление космоса? Имела ли она начало на Земле, зародилась ли в ней? Или же в готовом виде проникла извне в нее с других небесных светил?

Вернадский задавал себе один вопрос за другим, сверяясь со всей своей памятью и познаниями. Там, где собственной памяти или познаний оказывалось недостаточно, он обращался за новыми знаниями к книгам как к великой памяти человечества. Но ответа не находил.

Полный хозяин в минералогии и геологии, он знал, что не только в настоящих геологических условиях, но на протяжении всех известных геологических веков на Земле существовала жизнь, одинаковым образом отражавшаяся на химических процессах земной коры. И нигде не было ни малейшего признака самопроизвольного зарождения организмов. Наоборот, все указывало на то, что во все это время – десятки и сотни миллионов лет – живое происходило всегда из живого.

Современные организмы непрерывно связаны с организмами прошлыми, и живое вещество составляет единое во времени явление с живым веществом древнейшей геологической эры.

Но, в свою очередь, и биологи также твердо знали, что ни в природных, ни в лабораторных условиях никто никогда не наблюдал самопроизвольного зарождения, а все до сих пор производившиеся опыты синтеза живого неуклонно давали отрицательные результаты.

И Вернадский пишет в Новую Александрию, где Самойлов уже занимал кафедру минералогии сельскохозяйственного института:

«Тогда жизнь есть такая же часть космоса, как энергия и материя», – и тут же напоминает, что, «в сущности, ведь все рассуждения о приносе зародышей на Землю с других небесных тел в основе своей имеют то же предположение вечности жизни».

Гипотезой о вечности жизни начинается длинный ряд неожиданных, почти сказочных обобщений Вернадского, навстречу которым шли не менее удивительные и неожиданные открытия, совершенно менявшие мышление натуралистов XX века.

Бесстрашие самобытной мысли подсказывало Вернадскому иногда спорные выводы и обобщения. Но в конкретной своей научной деятельности он всегда, по сути дела, руководствовался диалектико-материалистическим методом. Только это и позволило ему завершить становление геохимии как науки, увидеть намного раньше других громадное геологическое значение радиоактивности, создать биогеохимию и подойти к анализу положения и роли человечества на нашей планете.

В 1896 году французский физик Анри Беккерель указал на способность соединений урана испускать лучи особого свойства, названные тогда беккерелевскими лучами. Заинтересованные этими лучами, Мария Склодовская и ее муж Пьер Кюри открыли новый химический элемент, названный ими радием. Радий обладал излучающей способностью в миллион раз большей. Вскоре Склодовская-Кюри указала, что та же способность свойственна еще одному элементу – торию.

Одновременно с работами Кюри явление радиоактивности исследовал Резерфорд. Экспериментально доказанное явление радиоактивности обратилось в научный факт.

Были найдены и другие радиоактивные элементы: полоний, актиний, радон, ионий. Еще позже оказалось, что по крайней мере два элемента из давно известных, калий и рубидий, обладают, хотя и в слабой степени, той же способностью.

В 1902 году после открытия радия и полония начали вскрываться самые неожиданные последствия этого открытия.

В 1903 году Пьер Кюри открыл в радиоактивных элементах непрерывное, идущее вместе с распадом атома тепловое лучеиспускание, прямо пропорциональное количеству радиоактивно распадающихся атомов и времени. Кюри всегда интересовался геологическими науками и заключил, что материя земной коры проникнута атомами, практически являющимися неиссякаемым источником ее нагревания.

Через три года эти научные идеи получили подтверждение в работах английского физика Стрётта.

Столь важные и для геологической науки следствия новейших открытий физики были в то время только достоянием физиков. По крайней мере Вернадский узнал о них впервые лишь на Дублинском съезде Британской ассоциации наук в августе 1908 года.

Заседания происходили в здании Тринити-колледжа, принадлежавшего старинному Дублинскому университету. С докладом выступил профессор минералогии и кристаллографии Джон Джоли. Речь его была посвящена геологическому значению открытия явлений радиоактивности.

Джоли первый, как геолог, понял значение нового геологического фактора. Выступая перед виднейшими представителями науки, он попытался объяснить некоторые загадочные явления, давно уже установленные геологами.

Джоли объяснил, например, загадочное явление «плеохроичных двориков», или ореолов. Так называются окрашенные кольца вокруг микроскопических включений радиоактивных минералов, содержащихся в горных породах. Происхождение их объяснить никто не мог. Джоли существование этих «двориков» связывал с включениями радиоактивных минералов. В подтверждение своей догадки Джоли вместе с Резерфордом воспроизвел явление «двориков» в лаборатории, доказав их радиоактивное происхождение: они образуются в результате изменения окраски нерадиоактивных минералов под действием излучений радиоактивных включений.

– Существование «двориков», – добавил он, – как следов нахождения определенных радиоактивных элементов могло бы служить доказательством того, что процесс их распада шел в течение геологического времени с тем же темпом, с каким он идет сейчас.

Ссылаясь на точные числа присутствовавшего на заседании Стрётта, Джоли показал повсеместность атомов радия в земном веществе и атмосфере. Исходя из этих данных, он сделал вывод, что количество получаемого радиоизлучением тепла так велико, что, принимая во внимание постоянную температуру Земли, нахождение радия должно с глубиной практически уменьшаться.

– Если бы количество урана, тория и образовавшихся из них элементов в толще Земли такое же, какое мы наблюдаем вокруг нас, то Земля была бы расплавленным или раскаленным телом, – сказал он. – Во всяком случае, количества тепла, испускаемого радиоактивными элементами, совершенно достаточно для объяснения крупнейших геологических явлений, таких, как существование магмы в глубине с температурой около тысячи градусов, вулканических извержений, смещения континентов и создания гор, не говоря уже о горячих источниках.

Однако общепринятого объяснения этих явлений существованием внутри Земли тепла, оставшегося от ее космического происхождения, Джоли отвергнуть не решился.

– Ход радиоактивного распада совершенно независим от сил природы, известных на Земле, – заявил он дальше. – Изучая его, мы устанавливаем генеалогию вновь образующихся в его результате элементов. Количественные соотношения между ними неизменны, так как, разбиваясь, радиоактивные атомы дают начало новым элементам, имеющим свою, совершенно отличную индивидуальность. Явление радиоактивности самым основным образом меняет наши представления. Оно связывает материю со временем в том смысле, что элемент материи современной науки – атом – имеет строго определенную длительность, конечное существование и неизбежно распадается в ходе времени! – торжественно провозгласил Джоли в заключение.

Русскому гостю докладчик не мог сказать большего. Ученик Менделеева, Вернадский прибыл сюда еще с менделеевским представлением неизменности элементов, неделимости атома. Все это теперь в один миг рушилось.

Благодаря при прощании докладчика, Вернадский с полной искренностью сказал ему:

– Вы открыли мне глаза!

На другой день последовали выступления Джозефа Томсона, Стрётта, ныне лорда Релея, возведенного в звание пэра Англии за научные заслуги, и ученика Томсона – Эрнеста Резерфорда. Все это были химики и физики – экспериментаторы, последовательно после Максвелла занимавшие должность директора знаменитой Кавендишевской лаборатории, люди широкого кругозора, с огромными интересами и с глубоким охватом окружающего.

Наибольшее внимание привлек Резерфорд. Это был довольно плотный, невысокий человек с голубыми, очень веселыми глазами и выразительным лицом. Он беспрерывно двигался на кафедре, говорил очень громко, не умея снижать голоса, и в этом чувствовалась простота и искренность новозеландского фермера, сыном которого он был.

Через несколько лет Резерфорд указал, что изучение радиоактивности привело быстро к пониманию, как устроен атом.

Всем известная теперь модель атома по Резерфорду есть не что иное, как некая солнечная система, состоящая из ядра – солнца и электронов – планет.

Все это противоречило основам тогдашней физики, казавшимся незыблемыми. Ведь электроны, вращаясь вокруг центра, должны терять свою кинетическую энергию и рано или поздно упасть на ядро! Трудно было освоиться и с новым понятием материи, атом которой состоит из ядра и находящихся в постоянном движении электронов подобно тому, как находятся в непрерывном движении планеты Солнечной системы.

И тем не менее научная подготовка Вернадского, научная атмосфера, в которой он сам жил и мыслил, были таковы, что ему понадобились не века, не годы, а только часы и дни для того, чтобы примкнуть полностью к научному движению, в корне менявшему все основы человеческого мировоззрения, основы всех наук.

Отсюда начинается научный подвиг Вернадского – долгая и страстная борьба с геологами за новое решение геологических проблем. В геологии тогда господствовала теория Канта – Лапласа. Землю представляли остывающим огненным шаром, на котором зародилась жизнь, как только достаточно охладилась его кора. Геологи сравнительно недалеко отходили от библейских дат сотворения мира – 7000 лет назад. Они считали возраст Земли в 100—200 миллионов лет.

Джоли, указывая на достаточность радиоактивного тепла для объяснения ряда явлений, не решился вступить в борьбу с привычной огненно-жидкой теорией происхождения Земли.

Это сделал Вернадский.

Глава XII

ПУТЬ В КОСМОС

Из книг, полученных во время отсутствия хозяев и стопкой сложенных на письменном столе в кабинете, Владимир Иванович обратил внимание на книгу «Данные геохимии» американского химика Кларка, только что вышедшую в свет.

Кларк всю жизнь занимался геологическими проблемами, стремясь установить количественный состав земной коры и отдельных ее частей. Собрав огромный материал, Кларк привел числовые данные по главнейшим химическим элементам. Он шел путем, указанным ранее другими учеными, но поставил задачей получение конкретных, точных, а не приблизительных чисел.

Владимир Иванович оценил достоинства книги, но заметил и пропуски необходимейших данных о почвах, о живом веществе, о новой литературе.

Через несколько дней, передавая книгу Ферсману, он сказал:

– Числа Кларка интересны и нужны, мы ими будем пользоваться, но на фоне новой атомистики, новой химии и физики геохимия представляется мне наукой об истории земных атомов, а не о количественном составе земной коры. Вот такую геохимию мы и будем развивать теперь.

Представление о геохимии как науке об истории земных атомов возникло у Вернадского просто и естественно, почти незаметно. Оно было подготовлено постановкой преподавания минералогии, работой над «Историей минералов земной коры», «Опытом описательной минералогии». Тут все, начиная с генезиса минералов, направлялось к геохимии, и создаваемой Вернадским новой науке не хватало только названия.

Впервые произнесенное за полвека до того Шенбейном, а теперь Кларком слово «геохимия» нашло у Вернадского готовое, хотя и совершенно иное, чем у них, содержание.

Вернадский ставил задачей новой науки – изучение истории атомов, понимаемых как химические элементы на нашей планете. Но уже в первом своем чисто геохимическом выступлении он вышел далеко за пределы поставленной задачи. В изучении земных атомов он видит путь к познанию космоса.

В конце декабря 1909 года в Москве собрался очередной XII съезд русских врачей и естествоиспытателей. На открытии геологической секции Владимир Иванович выступал с докладом «Парагенезис химических элементов в земной коре».

Стройный, нисколько не горбящийся и оттого кажущийся выше, он, как всегда, явился за три минуты до начала заседания и ровно в восемь часов поднялся на кафедру. Интерес к докладу был огромный. Исследования Вернадского по распределению рубидия, цезия, лития, таллия и других элементов в земной коре пользовались большой известностью. В них Владимир Иванович стремился выяснить количественный состав Земли и найти закономерность парагенезиса этих элементов.

Теперь от докладчика ожидали обобщений в этом направлении, и Владимир Иванович не обманул ожиданий. Он представил слушателям восемнадцать природных изоморфных рядов, в которых и дал общую схему распределения химических элементов в земной коре. Изоморфные ряды Вернадского открывали законы распределения парагенезиса химических элементов.

Касаясь работ Кларка и выработанной его последователем, норвежцем Фохтом, таблицы валового состава земной коры и отдельных ее участков, Вернадский обратил внимание слушателей на явную недостаточность количественного метода исследования в данной области.

– В земной коре, – сказал он, – порядок чисел, выражающих распространенность разных химических элементов, колеблется в огромном масштабе. В миллионы и десятки миллионов раз одни элементы более распространены, чем другие. Одно дело – индий и галлий – соединения, которые никогда до сих пор не были встречены нигде в весомом количестве, и другое дело – кислород и кремний, составляющие по весу более двух третей всей земной коры, всюду находящиеся в любых количествах. То и другое принадлежит к явлениям разного порядка, не сравнимым и не укладывающимся в рамки одного, обычного количественного химического анализа. Их так же мало можно сравнивать и из этого сравнения черпать обобщения, как мало можно сравнивать движения материальных предметов на земной поверхности с движениями эфира. Масштабы движений несравнимы. Бесполезно относить в одну логическую категорию явления, наблюдаемые при движении мельчайшей материальной частицы, производимой машиной на земной поверхности, и движения электрона или атома гелия, хотя бы законы этих движений одинаково выражались формулами механики. Мы придем этим путем к абстрактным, малосодержательным, с точки зрения натуралиста, обобщениям. Так же мало сравнимы друг с другом обычные и редкие элементы земной коры.

И вот для редких элементов Вернадский выдвигает новый путь изучения – изучение распространения их следов в минералах и участках земной коры, изучение их рассеяния среди природных химических соединений.

Подлинный натуралист-мыслитель, Вернадский неуклонно стремился создать из бесчисленных отрывочных научных фактов стройную и по возможности полную картину величественной жизни Вселенной.

– Для рассеяния элементов, – говорил он дальше, – найден могущественный метод исследования. Бунзен и Кирхгофф применили спектральный анализ к химии, положили начало спектроскопии минералов и земной коры, но, к сожалению, эта область знания не обратила на себя того внимания, какое выпало на долю спектроскопии небесных пространств. А между тем здесь мы обладаем более тонкими и разнообразными приемами исследования. Улучшение методов качественного химического анализа создало еще более чувствительные приемы, чем анализ спектра. В последние годы явления радиоактивности еще дальше раздвинули рамки исследования следов вещества. Фактов накопилось много, но не осознана даже общая картина, ими создаваемая. Чтобы охватить ее в немногих словах, надо обратить внимание только на одну основную ее черту. В каждой капле и пылинке вещества на земной поверхности по мере увеличения тонкости наших исследований мы открываем все новые и новые элементы. Получается впечатление микрокосмического характера их рассеяния. В песчинке или капле, как в микрокосмосе, отражается общий состав космоса. В ней могут быть найдены все те же элементы, какие наблюдаются на земном шаре, в небесных пространствах. Они находятся всюду и могут быть везде констатированы – они собраны в состоянии величайшего рассеяния…