Самоорганизация и неравновесные
процессы в физике, химии и биологии
 Мысли | Доклады | Самоорганизация 
  на первую страницу НОВОСТИ | ССЫЛКИ   

В.И. Вернадский. Планетное значение жизни
от 19.06.05
  
Мысли


Только научным изучением симметрии можно выяснить, какие геометрические пространственные состояния могут на Земле встречаться

113. Больше 10 лет тому назад, в 1931г., я остановился в докладах в Ленинградском обществе естествоиспытателей, в Обществе испытателей природы в Москве и в Академии наук в Ленинграде на том противоречии, которое резко выявляется в структуре научной работы и в научной концепции Вселенной, из нее вытекающей. Я тогда говорил (В. Вернадский. Биогеохимические очерки. М.; Л., 1940, с.175): Переворот, совершающийся в нашем XX в. в физике, ставит в научном мышлении на очередь пересмотр основных биологических представлений. По-видимому, он впервые позволяет в строго научной концепции мироздания поставить в Космосе на подобающее место явления жизни. Впервые в течение трех столетий вскрывается возможность преодолеть созданное ходом истории мысли глубочайшее противоречие между научно построенным Космосом и человеческой жизнью - между пониманием окружающего нас мира, связанным с человеческим сознанием, и его научным выражением. С XVI в. это противоречие проникает всю нашу умственную жизнь и глубочайшим образом на каждом шагу нами ощущается. Его последствия неисчислимы -.
За это последнее десятилетие в этой области знания сделаны большие успехи, и явления жизни выявились как планетный процесс на нашей Земле с большей, чем тогда, яркостью. Можно сказать, что за эти годы нам впервые выявились, с одной стороны, основные черты хода жизненных процессов на нашей планете в течение геологического времени, а с другой стороны, мы сейчас впервые можем утверждать научно несомненно с большей определенностью существование биосферы и вне нашей планеты, на земных планетах - Марсе и Венере, по крайней мере (§16,117).
Картина, которая при этом выясняется, несомненно, не отвечает тому большому месту, которое научные дисциплины биологических наук и особенно наук гуманитарных, т.е. наук о человеке, занимают в структуре науки XX в. Но это последнее теснейшим образом связано с резким изменением с научной поправкой наших неправильных представлений о положении человека на нашей планете, следовательно, в Космосе, сейчас меняющихся. Ибо, как мы увидим, исторически, т.е. в ходе геологического времени в своей жизни человек подошел к резкому изменению понимания своего положения на нашей планете вследствие перехода ее в новое состояние, в ноосферу (§199). В ноосфере геологическая роль человека ведущая.
В этих новых условиях главная геологическая сила человечества строится ростом той части гуманитарных наук, которые связаны с науками о природе, с математикой и науками техническими. В них, можно сказать, стихийно идет быстрое создание новых научных дисциплин.
114. Как часть планетного земного живого вещества мы инстинктивно и бессознательно ярко чувствуем загадку жизни - своего существования и существования жизни. Я бы сказал, что это самое глубокое проявление самосознания, когда мыслящий человек пытается определить свое место не только на нашей планете, но и в Космосе. Научным эмпирическим путем он приходит к сознанию единства всего живого - от микробов (и даже вирусов; §220-222) и до человека - и к невозможности сомнения в существовании вплоть до микробов таких проявлений сознательности, какие мы резко научно выявляем от невидимых простым глазом инфузорий и до человека включительно. Перед нами в течение тысяч поколений стоит загадка неразрешенная, но принципиально разрешимая - загадка жизни при наличии воздействия процессов, идущих в живом веществе, на атомы и даже в чистом виде и на изотопы, резко проявляющихся в ряде организмов, и, вероятно, во всех, меня эта загадка приводит к признанию реального значения для современников гилозоистических и пантеистических представлений, которых нет на современной нам стадии науки в окружающем нас научно построенном Космосе.
Это загадка жизни для нас, но не в окружающей нас реальности. Она указывает только на непонимание нами реальности. Поэтому, мне кажется, остается чувство неудовлетворения и стремление искать большее, когда перед нами вскрывается новая и простая научная схема хода жизни на нашей планете и в Космосе в аспекте геологического времени, как это имеет место сейчас в палеонтологии.
Едва ли можно сомневаться, что по мере того, как геологические процессы будут глубоко изучаться, их не земной только, но планетный характер будет выявляться все с большей резкостью. Но и теперь связь Земли с Солнечной системой проявляется в геологии на каждом шагу. Для нашей планеты эмпирически установлено существование жизни в самых древних нам доступных отложениях, нам на нашей планете известных. С другой стороны, нигде не нашли мы в биосфере горных пород, которые указывали бы на их образование в течение геологического времени в отсутствие живого вещества. Даже массивные породы как вулканические, так и плутонические, носят в себе несомненные следы существования живого вещества в условиях их образования.
И правильно, как следствие этого эмпирического вывода, в последнее время введено американскими геологами представление криптозойского эона, т.е. скрытно-жизненного, отвечающего самым древним по возрасту и самым длительным по времени периодам геологической истории нашей планеты. Эмпирически, таким образом, мы не нашли указаний на время, когда живого вещества на нашей планете не было. Жизнь на ней геологически вечна (Я указал на это еще в 1926г. говоря о логике естествознания и выставив геологическое обобщение, что мы не видим на нашей планете геологического времени, когда на нашей планете не было бы живого вещества. Криптозойская эра является из этого следствием). В криптозойском эоне жизнь доказана на нашей планете только в водной среде, в том числе и в океанах, и никаких остатков наземной жизни нам пока не известно. Некоторые думают, что ее тогда на суше и не было, что, по другим соображениям, маловероятно.
Здесь же коснусь этой проблемы кратко. В палеонтологической истории, как мы теперь ее знаем, мы видим, что на суше резко господствует по геологическому значению и по массе два типа (Phylum) из 13 животных типов: позвоночные и членистоногие (главным образом насекомые).
Для обоих из них мы наблюдаем мощное развитие, резкое количественное их преобладание. Даже в наше время, в психозойскую эру (§38), точные эмпирики-натуралисты могут поднимать вопрос, какой из этих двух типов находится в апогее своего планетного значения. Для позвоночных вопрос явно идет о роли человека в ноосфере. Для него и для позвоночных вообще сейчас почти нет сомнения, что их эволюционные предки не жили на суше, а жили в океанах или в водных бассейнах суши (Это главным образом основывается на том, что в эмбрионах всех позвоночных наблюдаются щели, которые у рыб, амфибий и т.п. позднее являются местом развития жабр. Самой ткани жабр в эмбрионах млекопитающих нет). Для насекомых (в широком смысле) мы имеем обратное явление. Водные насекомые (морской и пресноводной фауны) ничтожны по числу и явно могут считаться приспособившимися к чуждой им водной стихии. В то же время количество видов насекомых превышает во много раз количество видов всех других организмов. Мы далеки еще от точного установления здесь числа их, и правы те энтомологи, как, например, Говард, которые считают, что число видов насекомых, пока нам неизвестное, колеблется между двумя и десятью миллионами (В настоящее время описаны 625 000 насекомых (Н. Huxley); по J. Smart, описана примерно половина видов. Для млекопитающих описано 3750 видов. Для насекомых ежегодно описываются 10 000 видов, для млекопитающих - ежегодно 50). Нельзя, однако, не отметить, что если мы возьмем личиночные стадии насекомых, то мы увидим другую картину (Большое число видов насекомых проводит личиночную стадию в водных бассейнах, главным образом наземных). Если сравнивать по массе людей и насекомых, последние, по-видимому, преобладают в значительной мере в форме подземной жизни. Можно думать, что насекомые являются исконными обитателями суши и их эволюционный путь совершался в тропосфере и в геохорах.
Наземная флора, появившаяся в конце кембрия, получила свое, нам родное развитие только с начала мезозоя: раньше растительные организмы были близки к водорослям, чужды современной наземной растительности и сохраняли сходство с морскими водными организмами. И нельзя не считаться с мнением альгологов, что наземные растения эволюционировали из высших зеленых водорослей. На это указывают и косвенные данные, например, то, что некоторые липоидные химические соединения водорослей, например, ситостерол, характерный стерол для явнобрачных, обычны и в зеленых водорослях.
Криптозойский эон Шухерта и Денбара занимает в делении геологического времени втрое большее время, чем то, которое прошло с начала кембрия и до современности, когда процесс эволюции форм организмов явно эмпирически был более быстрым.
115...Состояние наших знаний о длительности жизни на нашей планете может быть сведено сейчас к следующим бесспорным положениям.
Во-первых, самые древние точно определенные породы на поверхности геохор наблюдаются в восточной Карелии, в уранинитах пегматитовых жил в Онежском граните: на основании анализа К.А. Ненадкевича, возраст их равен 1800 млн. лет и относится, по классификации Шухерта и Денбара, к нижнему криптозою.
Следующее характерное для подразделения криптозоя число было определено в Кейстоне, в Южной Дакоте: 1420 млн. лет, оно относится к среднему криптозою. И, наконец, время позднего криптозоя - 720 млн. лет, основано на определении уранинита из Катанги в Конго (c 1972г. обл. Шаба в Заире). Основываясь на этих данных, можно дать, округляя, следующую схему геологического времени:
Криптозой 1500 млн. лет
Палеозой 300 около 500 млн. лет
Мезозой 130 млн. лет
Кайнозой и современная эпоха 60 млн, лет
На всем протяжении двух миллиардов лет жизнь уже существовала и эволюционировала. Но, как мы увидим (§103), криптозойская эра дает нам совсем другое представление о ней, чем ближе лежащие геологические эры.
Никакого сомнения нет, что самое большое эмпирическое число, здесь указанное явно реально, устанавливает существование еще более древних геологических процессов, по-видимому, от криптозоя неотличимых, так как оно получено для уранинита пегматитовых жил, прорезающих онежские граниты, и их жильные породы, в них проходящие, друзиты. Таким образом, ураниниты моложе друзитов и гранитов. Для данной геохоры это самые молодые геологические явления. Онежский гранит может иметь возраст много больше 2 млрд. лет. Ясно сейчас, что 1800 млн. лет - случайное число, и длительность жизни на нашей планете превосходит, может быть, намного, 2 млрд. лет. Чрезвычайно характерно, что длительность криптозоя, даже исходя из чисел Шухерта и Денбара, втрое превышает длительность геологических отложений, начиная с нижнего кембрия и до современного.
В кембрии мы видим резкий скачок в характере жизни для нас до сих пор совершенно загадочной. Он хорошо выражен недавно Шухертом и Денбаром. Они говорят: Больше чем в течение 50 лет шли самые тщательные поиски ископаемых на всем протяжении докембрийских пород, и результат был поразительно мал -. Поиски шли на всем земном шаре: в Западной Европе, в Африке, в Азии (у нас в Сибири), в Америке, в Австралии. Наиболее интересные результаты были получены в Австралии Тильярдом, случайно погибшим при автомобильной катастрофе в разгар этой работы. Эти работы Тильярда заставляют меня более оптимистически смотреть на возможные результаты дальнейших исследований, чем это делают американские ученые (Результаты работ Тильярда ими не приняты во внимание). Но едва ли можно отрицать существование важного скачка в нижнем кембрии и эволюционном процессе.
Как будто бы выясняется, что скачок этот заключался не в резком изменении количества живого вещества на нашей планете, а в резком ускорении процесса эволюции, как бы взрыва эволюционного процесса, чрезвычайного одновременного разнообразия морфологических изменений.
Начиная с самых нижних кембрийских пород, остатки ископаемых, в зависимости от физических условий геохор, в изобилии наблюдаются на всей поверхности нашей планеты. С этого времени можно представить себе историю каждого континента или всей планеты в эволюции форм жизни из периода в период без перерыва. Вопрос ясно идет не о количестве жизни, но о ее разнообразии.
Разнообразие теснейшим образом связано с экспансией живого вещества, с проникновением его в новые области обитания. В криптозойском эоне мы имеем дело прежде всего с известковыми водорослями, микроскопическими в своих индивидах и образующими целые известняки. Они очень близки к некоторым водорослям, живущим и ныне в океанах, озерах и текучих водах. Их остатки образуют мощные горные породы. Никаких растений более высокой степени организованности в криптозойских слоях не находили. Животные остатки состоят из морских червей и близких к ракообразным (последнее некоторыми отрицается).
Трудно представить себе, чтобы в это время не существовало в водных бассейнах и океанах мощной жизни: микроскопических животных и растительных организмов, не обладающих скелетными частями, следовательно, для нас исчезающих. На это указывают с несомненностью мощные отложения осадочных морских пород, богатые графитом, биогенное происхождение которого не может возбуждать сомнений по его свойствам и условиям нахождения. Отмечу пока только, что биогенное происхождение природных соединений кальция, кремния, углерода, водорода, кислорода, азота, железа, марганца уже здесь проявляется очень резко. Их биогеохимические функции (§176) в строении биосферы уже существовали.
Надо заметить, что уже давно канадский геолог В. Доусон доказал, что углерод, рассеянный в виде графита в гренвильских слоях в Онтарио в Канаде, превышает по массе количество углерода каменных углей карбона.
Этого надо и ожидать, учитывая большую длительность криптозойской эры. Никаких остатков, позволяющих определить форму организмов этих органогенных пород, не сохранилось. Такие же находки органогенного графита мы имеем и для других криптозойских пород: Финляндии, Скандинавского щита, СССР. По-видимому, в течение этого времени уже существовали суша и океан и, в общем, континенты в значительной части оставались континентами на тех же местах, где находятся и сейчас, как правильно в первый раз указал американский геолог Д. Дана (1813-1895). Тихий океан оставался все это время океаном.
Я оставлю в стороне те теоретические построения, которые широко распространены сейчас в геологии и которые допускают передвижение континентов на нашей планете. Мне кажется, факты, по крайней мере пока, противоречат этому представлению.
116. Мне представляется чрезвычайно важным тот эмпирический вывод, который приходится сейчас сделать. В результате трехвековой истории геологии можно утверждать, что нигде на нашей планете не встречены отложения, в которых жизнь отсутствовала бы и нет никаких даже косвенных данных, чтобы мы могли научно допустить ее отсутствие в данных геологических явлениях.
Процессы выветривания, в частности, резко выраженные в биосфере, всегда биогенны и биокосны. Микроскопическая жизнь в них играет ведущую роль. Не говоря уже о других геологических эрах, и в криптозое эти процессы выветривания ничем в основном не отличимы от современных. Одновременно мы не видим никаких признаков эволюции минералов (за исключением биогенных и биокосных минералов; §169-170), которые всегда те же, их мы встречаем в криптозое, и создание их мы сейчас видим. Отсюда мы должны сделать вывод, что на всем протяжении истории нашей планеты, от самых древних отложений криптозойской эры и до современных, мы не только видим те же самые минералы, но непрерывное образование их в условиях биогенных процессов, причем косвенным образом этим путем эволюция видов - животных и растений (§137) может проявляться и проявляется в биогенных и биокосных минералах в их разновидностях (К сожалению, эти минералы чрезвычайно мало изучены. Так как мы знаем, что всякая природная вода есть биокосное тело, то для вод, морской и океанической в том числе, должен отражаться эволюционный процесс живого вещества. К сожалению, природные воды так же, как и природные газы, недостаточно учитываются минералогами. Среди природных газов биогенные газы преобладают, Одни терпены должны давать тысячи видов).
 Итак, на всем протяжении геологической истории от криптозоя и до современного, биосфера уже существовала и она была широко проникнута живым веществом. Биосфера геологически вечна.
В геохорах суши и ниже их (гл. XVII) живое вещество концентрируется и концентрировалось на поверхности планеты, переходя вглубь везде, где была связь с тропосферой, наземной или подводной.
Не только воды, как было указано, но и другие жидкие минералы, как, например, нефти, являются биокосными телами. Только природные, обычно слабые растворы кислот, например, серной кислоты или соляной, лишены жизни.
Гидросферу же живое вещество проникает насквозь, сосредоточиваясь в планктоне и в бентосе, на дне и в шельфах. В сущности весь океан проникнут самоподвижным живым веществом и являлся главным его вместилищем.
В состав суши под геохорами входят значительные глыбы осадочных, метаморфических и массивных пород, т.е. происходит как бы проникновение биосферой стратисферы, метаморфических и гранитной оболочек (§153); последние две чуждые современной биосфере. Жизнь всегда глубоко проникает в довременную стратисферу, которая является частью современной биосферы, одной из ее геосфер. Проникает она и в более глубокие оболочки, например гранитную, когда она выходит на один с ней уровень.
В коре выветривания, которая колеблется в мощности от сантиметров до немногих километров (§51), жизнь проникает ее всю, но процентно занимает незначительную массу и находится в рассеянном состоянии. Она идет и глубже в стратисферу. Эти черты биосферы являются геологически вечными, наблюдаются на всем протяжении геологической истории и, вероятно, имеют планетный характер.
Переход илов и осадков океанов в осадочную оболочку, к сожалению, недостаточно хорошо изучен. Образование их в значительной части биогенное. Но та жизнь, которая сосредоточивается в них, как осадочных породах, совершенно иная, чем та, которая наблюдалась в них, когда они были илами и морскими осадками. С одной стороны, наблюдается латентная жизнь спор, которая сосредоточена и в морских илах и осадках, с другой стороны, - новая полноценная жизнь бактерий и грибов, в значительной степени новых их эволюционных форм, приспособившихся к подземной жизни вне океанов. К сожалению, это огромное по своему значению явление в природе совершенно не изучено и недооценено в своем планетном значении. Обычно рассматривают эту микроскопическую жизнь как случайно попавшую сверху из геохор и из коры выветривания в данный исторический момент. Впервые, мне кажется, в 1891г. профессор Ф. Штапфф в многолетней работе при прорытии Симплонского туннеля в Альпах доказал на больших глубинах существование своеобразной, независимой от наземной, подземной жизни. Она изменилась в своей морфологии под влиянием того же эволюционного процесса, охватывающего все живое. Она состоит, по-видимому, в подавляющей массе из низших анаэробных растительных организмов - грибов и бактерий, морфологически только сейчас научно точно выясняющихся (Штурм). Их биологическое значение связано с тем, что они выделяют огромное количество газов, среди которых преобладают азот, сероводород, углеводороды.
117. Такой планетный характер биосферы и живого вещества косвенно может считаться подтвержденным вероятием их нахождения на двух ближайших к Земле планетах - Марсе и Венере, земных планетах (§16). Доказательства их существования косвенные и связаны с биогенным характером нашей атмосферы, точнее тропосферы, о чем я буду говорить ниже (§155-157) и с тем, что атмосфера этих планет содержит только те газы, которые на Земле биогенного происхождения. Мы не можем с этим эмпирическим обобщением не считаться, так как для нас сейчас ясно, что атмосфера Земли генетически не связана с явлениями тяготения, как это долгое время и до сих пор принимается астрономами и допускается геологами, и от чего мы теперь должны отказаться, так как такое допущение резко противоречит эмпирическим фактам (§146).
Газовая атмосфера Земли биогенного происхождения, и создание ее есть основная биогенная функция живого вещества. Температурные условия Марса и Венеры не выходят из поля существования живого вещества, которое мы теперь должны рассматривать не только как земное явление, но как явление планетное. Газы Венеры - угольная кислота, вода, муравьиный альдегид (?), а Марса - вода, угольная кислота, кислород (азот?). Температура для Венеры, ее атмосферы, по измерению около + 55° С. Температура Марса гораздо ниже и колеблется, но не противоречит возможности существования жизни.
Нельзя забывать, что биогенное происхождение атмосферы нашей Земли является эмпирическим обобщением, т.е. логическим выводом из точных данных научного наблюдения, причем химический анализ тропосферы и стратосферы резко противоречит тому логическому выводу, который вытекает из астрономической теории происхождения атмосфер планет в приложении ее к Земле. Если бы эта теория была верна, то количество кислорода с высотой должно было бы уменьшаться по отношению к азоту, тогда как на больших высотах (до 40 км), где это должно было бы резко сказываться, такого уменьшения кислорода по отношению к азоту не наблюдается. Отношение О2 к N2 остается неизменным, как в высоких слоях тропосферы, так и в нижних слоях стратосферы.
Это проще всего можно представить себе так, что образование свободного молекулярного кислорода О2 идет в результате разложения угольной кислоты и воды хлорофильными организмами и количество его зависит от темпа жизни, неизменного в течение геологического времени, а образование свободного молекулярного азота N2 от такого же разложения сложных азотистых соединений тел организмов бактериями и грибами, выделяющими азот и разрушающими кислородные соединения азота воздуха и воды. Если эти два темпа выделения кислорода и азота неизменны или мало изменяются в течение геологического времени, то получается то постоянное отношение между ними, какое реально наблюдается, причем, очевидно, никакого отношения к их удельному весу может не наблюдаться. Мне кажется, кроме того, что сейчас геология достигла такого состояния, что астроном должен в своих суждениях о планетах прежде всего с этим считаться. В этом отношении планетная астрономия, мне кажется, должна, как правило, считаться с эмпирическими выводами геологии в большей мере, чем она это теперь делает.
В частности, в другом явлении - в тепловом режиме планет астрономы не считаются с тем значением, основным и первостепенным, какое в геологии имеет радиоактивный распад атомов, его энергия. Для меня совершенно ясно, что учет этого явления совершенно изменил бы их основные выводы. Особенно это касается ближайших к нам планет: Венеры и Марса.
118. Полученное нами эмпирическое обобщение о геологической вечности живого вещества на нашей планете и научная вероятность его существования на Венере и Марсе, мне кажется, может иметь важные следствия. По-видимому, живое вещество, которое там существует, отвечает в своей основной массе скорее всего подземной и микробной поверхностной жизни нашей планеты. Но надо иметь в виду, что на Марсе найден свободный кислород и вероятно нахождение хлорофильных растений. Присутствие на Земле в течение всего геологического времени живого вещества не позволяет нам научно ставить вопрос, которым много занималась человеческая фантазия и гипотетические научные и философско-религиозные построения о начале жизни на нашей планете, и попытаться достигнуть экспериментальным путем создания живого вещества из косной материи. Существование его, больше чем вероятное на других планетах, но позволяет связывать его только с нашей планетой. Надо искать не следов начала жизни на нашей планете и вообще на планетах, но материально-энергетических условий проявления планетной жизни.
Несколько лет тому назад, в 1938-1939гг. (Проблемы биогеохимии. Вып.II), я попытался установить то отличие, которое может быть обусловлено научной методикой в живом веществе, т.е. в совокупности живых организмов от остальных земных природных тел. Для меня ясно, исходя из результатов научного опыта и наблюдения, что отличие жизни в таком ее понимании, как живого вещества планеты, не заключается в существовании каких-нибудь особенных, свойственных только ей жизненных сил, которые до сих пор ищутся неудачно в течение столетий в результате анимистических и виталистических представлений или энтелехии Дриша. Мне представляется, что результаты огромного труда и усилий мысли, здесь затраченных, могут считаться отрицательными. С середины прошлого века и в начале нашего они вызвали большое брожение в биологии, но научные результаты этого движения скорее могут интересовать философов, но не науку.
Эти силы только по названию и, мне кажется, ошибочному философскому толкованию могут быть сравниваемы с теми энергетическими или материальными проявлениями - силами натуралиста, с которыми натуралист должен и может считаться и на которых строится современное естествознание.
Точный логический анализ, как мне это ясно, при допущении их существования приводит к противоречиям.
Понятие силы в естествознании играло огромную роль в XVII, XVIII и в первой половине XIX столетия. Целый ряд основных законов, основанных на эмпирических наблюдениях, связан с этими представлениями о природных силах. В наш век научного атомизма все эти силы могут быть сведены к проявлению быстрого движения, с космической скоростью 1) материальных - атомы, электроны и 2) энергетических частиц - фотоны. Те жизненные силы, которые принимались в биологии, не являются силами ни того, ни другого рода. Они не могут быть отнесены к энергетическим проявлениям, которые научно связаны с законом сохранения энергии, так как они ему не подчинены. С другой стороны, они тем менее могут быть отнесены к проявлению движения материальных частиц. Таким образом, они остаются вне тех сил, с которыми имеет дело натуралист, если они существуют.
Они не входят в область тех физико-химических явлений, которые проявляются в жизненных процессах и, в частности, в том живом веществе, в виде которого жизнь проявляется в биохимических и в геологических процессах, наблюдаемых естествоиспытателями.
Законы физики и химии в живом веществе те же самые, которые мы наблюдаем во всей остальной природе, но они не охватывают целиком всех явлений жизни. Это часто забывают.
Есть одна область явлений, которая в сущности лежит в основе всего естествознания и которая только сейчас на наших глазах выясняется во всем своем значении. Это пространственная геометрическая материальная основа всех земных материальных и энергетических проявлений, которая вошла в научную мысль как симметрия природных явлений (§124 и сл.).
Мне кажется, только немногие ученые физики и кристаллографы подошли конкретно и глубоко к этой области земных явлений, которых раньше абстрактно касались математики и которые в предсмертных записях
одного из величайших натуралистов Пьера Кюри (1859-1906), глубоко вдумывавшегося в основы знания своего времени, связаны с состояниями земного пространства, чего раньше до него никто не думал.
В конце жизни, в последнем своем выступлении в 1884г. Луи Пастер перенес вопрос о причине отличия живого от косного (подобно П. Кюри в XX в.) к пространственным проявлениям, но он искал его в космических просторах, через которые проходит в своем движении Солнечная система.
Кюри перенес ее на нашу планету, на материальную ее обстановку.
Мне придется для понимания дальнейшего углубиться в это понятие, которое, к сожалению, из-за того, что П. Кюри был раздавлен ломовым в Париже, прежде чем он смог развить свою мысль, остается вне кругозора натуралистов, хотя, как раз, мне кажется, был прав П. Кюри, который считал это одним из самых основных научных вопросов дня.
В 1938-1939гг. я писал (Проблемы биогеохимии. Вып. IV, с.3): Кюри расширил понятие диссимметрии, перенеся его в область физики, физических полей...Когда в 1905 году он вернулся к этим вопросам, он мыслил уже о состояниях пространства, заменив и в корне изменив этим новым понятием понятие диссимметрии. Внезапная смерть 19 апреля 1906 года прервала эту работу, и никто не поднял выпавшую из его рук нить. Кюри, говоря о состояниях пространства, резко и определенно передвинул всю проблему, поставленную Пастером, в другую плоскость: из проблемы кристаллографической в глубь основных геометрических представлений...
119. Прежде чем перейти к состояниям земного пространства Кюри (§129), необходимо остановиться на той неточной логической установке, которая сейчас царит в новой физике, когда она имеет дело с окружающими ее природными явлениями.
К каким природным явлениям относится пространство-время Эйнштейна или пространство Ньютона? В обоих случаях говорится, что мы имеем дело с Космосом или точнее с физическим пространством-временем и с пустым пространством Эвклида. В действительности Ньютон имел дело с пространством нашей Солнечной системы, а Эйнштейн и физики XIX-XX вв. реально имели дело главным образом с нашей галаксией, с галаксией Млечного пути, т.е. с одной из спиральных туманностей.
Только после В. Гершеля (1738-1822) и В.Я. Струве (1793-1864) мы вышли настоящим образом за пределы Солнечной системы. В основу всего дальнейшего изложения я вношу это уточнение о естественных телах, как объект научной работы, т.е. Солнечной системы и галаксии Млечного пути вместо Космоса и реальности. Эта поправка далеко не безразлична, так как ясно становится теперь, что, например, галаксии как спиральные туманности имеют неповторяемое определенное сложное пространственное строение, отличное от такого же строения солнечных систем. И, несомненно, в их пространствах это должно отражаться. Не только физико-химическое пространство в пределах нашей планеты сложно и неоднородно и не может быть сравниваемо с пространством Солнечной системы, в котором она находится, без поправок и оговорок, но и пространство нашей Солнечной системы не может быть сравниваемо без поправок и оговорок, с пространством нашей Галаксии Млечного пути, в котором она находится. И те и другие являются разными, с точки зрения их пространства, естественными телами. Во всем дальнейшем изложении я буду говорить только об этих естественных телах и постараюсь оставить в стороне такие неопределенные представления, как Космос и реальность, которые явно разнородны.
Мы видим в нашем Млечном пути проекцию многочисленных других галаксий, лежащих за пределами пространства Млечного пути, немногие свойства которых мы можем тоже изучать.
В основу современного точного естествознания кладется представление о естественном (природном) теле или о естественном (природном) явлении. Только такие тела изучаются натуралистом реально, будь это астроном, геолог или физик, который касается природных тел. Естественное или природное тело - это есть всякое природное, независимо от нас обособленное в пространстве и во времени от других природных тел и природных явлений, материальное или материально-энергетическое проявление. С точки зрения пространственных явлений мы различаем в окружающей нас земной, т.е. планетной среде естественные тела: горные породы, почвы, океаны, минералы, кристаллы, животные, растения и т.п. То же видим мы за пределами нашей планеты и Солнечной системы; газовые туманности, галаксии или спиральные туманности, космическая пыль, кометы, метеориты, тектиты и т.п. Из этого перечисления ясно, что нас окружающее в высшей степени неоднородно, и понятие космоса или реальности слишком неопределенно и двусмысленно для современного расцвета естествознания, есть остаток изжитых натуралистом представлений.
Доступная точному научному изучению реальность резко для нас распадается на несколько пространственно ограниченных естественных тел. Таковы: 1) пространство нашей галаксии Млечного пути; 2) пространство нашей Солнечной системы, обособленное в Млечном пути; 3) пространства планет ее, обособленные в пространстве Солнечной системы и 4) пространство нашей планеты - Земли, неразрывно с нами связанное и наиболее глубоко нам доступное.
В основе всего описательного естествознания, которого касается и физик, лежит представление о разнородности естественных природных тел и явлений в среде, им изучаемой. Коренное изменение произошло в начале XX в., в 1905-1915гг., 37 лет назад, когда глубокий мыслитель и математик А. Эйнштейн, тогда в Мюнхене, а ныне здравствующий в США, положил начало коренному перевороту нашего понимания окружающей нас реальности.
Этот переворот по своему значению сравним с тем, который произвел англичанин И. Ньютон (1643-1727) в Кембридже более 270 лет назад; прошло с тех пор более 10-12 поколений. Основные ньютоновы достижения сохранились, получили дальнейшее развитие, но понимание их коренным образом изменилось. Ньютон понимал реальность в рамках древнего эллинского миропредставления. Нельзя забывать той исторической научной обстановки, в которой он работал.
В это время впервые на основе открытых в XVI и XVII столетиях рукописей эллинских геометров и математиков, их изданий и переводов, творческая мысль западноевропейских ученых в этой области знания подняла нить, упущенную несколько столетий назад, и быстро перегнала достижения древних ученых (поскольку они были тогда известны), положив начало новой математике.
Ньютон закончил и математически оформил идею Аристарха Самосского, жившего больше чем за тысячу лет до него, о вращении Земли вокруг Солнца, дал научное строение Солнечной системы, точное и с тех пор нерушимое геометрическое о ней представление.
В конце XVII в. он закончил работу двух веков до него: Коперника, Кеплера и Галилея. После долгой борьбы с картезианством его идеи вошли в жизнь только во второй половине XVII в. и окончательно овладели наукой только в конце его и в начале XIX в., когда создалась небесная механика. Но еще в XIX в. такой крупный мыслитель и натуралист как Гёте (1749-1832) стоял в стороне от его мировоззрения.
Идеи Ньютона вошли в науку с коренной поправкой физиков: пустое трехмерное Эвклидово пространство Ньютона было заменено тем же пространством, заполненным материальным континуумом - световым эфиром (Гюйгенс) .
Говоря о Ньютоне, нельзя забывать о другой черте характера его личности и его обстановки, о среде его веры, аналогичной пуританам - его современникам, но иной, чем у них, среди которой он жил. Ньютон был глубоко верующим христианином, занимавшимся не только наукой, но и теологией. Для него одно было неотделимо от другого.
и Христианство его было в значительной степени субъективно, как было субъективно христианство его великого современника Мильтона, тоже глубоко верующего христианина и философа-материалиста, считавшего души человека, дьяволов и ангелов материальными.
Ньютон был если не одинок в своем понимании христианства, то принадлежал к ничтожной кучке людей, с ним согласных. Он принимал единого бога и считал Христа только человеком. Но в то же время он принимал библию как истинный факт, который руководил его жизнью, и много сил потратил на то, чтобы точно определить время создания и конца того временного мира, в котором он жил, для понимания которого он открыл законы всемирного тяготения.
Законы мира, которые он открыл, для него были законами временного, имеющего конец мира. К апокалипсису он относился как к истине, указывающей ближайшее будущее. Свое пустое пространство он рассматривал как атрибут бога и в нем допускал как бы мгновенное действие сил тяготения на расстоянии, что казалось для науки его времени невозможным и кажется таким и теперь. В действительности он ввел в науку теологическую мысль, допуская чудо, постоянно существующее и непрерывно действующее, проявление - атрибут единого бога.
В среде, где он жил, было мало людей, которые могли так серьезно верить, как Ньютон. Вдумываясь в биографию Ньютона и в его работу над апокалипсисом, нельзя признать правильным обвинение его Лейбницем в безбожии в печатном памфлете на французском языке, с которым он обратился к одному из членов английской королевской семьи. Ньютон отвечал на это обвинение не сам, а ответ был дан тоже в виде памфлета, с его согласия, одним из его друзей Кларком, так же, как и он, теологом. Книга эта до сих пор интересна как исторический памятник. Но надо отметить, что Ныотон не мог примириться с действием всемирного тяготения на расстоянии как бы мгновенно, как это он принял для своих законов. В течение больше чем двухсот пятидесяти лет блестящее, первое в то время в истории науки, подтверждение природных законов такого масштаба - и с такой точностью - и дальнейшее их развитие заставляют считаться с фактом. Сохранились указания, однако, что Ньютон искал объяснения мгновенного действия тяготения в развитии идей Фотье дю Дюийе (1664-1753), швейцарского ученого, объясняющего тяготение давлением мелких двигающихся частиц, заполняющих Космос.
Научная мысль пошла по другому пути. Физики и астрономы XVII и XVIII столетий не могли последовать Ньютону и заполнили пустое пространство Ньютона физическим пространством - гипотетической всепроникающей всемирной жидкостью (континуумом), световым эфиром (Гюйгенс). Только при этом условии научное представление о силе тяготения (силах всемирного притяжения материи) могло иметь место.
В конце XIX в., когда идея о свете как волнообразном движении эфира, казалось, окончательно вошла в жизнь, существование эфира казалось доказанным. Как раз в это время динамическое представление о материи входило в жизнь, и я помню прекрасно один из разговоров с моим товарищем по Московскому университету, одним из крупнейших ученых профессоров физики П.Н. Лебедевым, который утверждал, что он уверен только в существовании светового эфира. Мы все не заметили, как быстро исчезло представление об эфире и заменилось той научной атомистикой, расцвет которой мы переживаем. Все попытки доказать вещественный эфир экспериментально окончились неудачей. Результаты опытов дали отрицательный ответ. Научно- математическая критика (главным образом Лоренца в Голландии) нанесла последний удар в 1906г.
В это время, в 1905г., появилась впервые теория относительности А. Эйнштейна, заменившая пространство Ньютона, как оно понималось в XIX в., пространством-временем Эйнштейна (Идея о физическом пространстве-времени не принадлежит Эйнштейну, а развивалась много раньше и имеет длинную историю. Корни ее идут в XVIII в., научный, не философский вывод был, мне кажется, впервые сделан венгерским математиком М. Паладжем (1859-1924) в Будапеште). Она произвела огромное впечатление. Но можно сказать, что только после второго мемуара Эйнштейна 1915г. в пространстве-времени его теории относительности трехмерное пространство Эвклида, всем казавшееся понятным (Представление об Эвклидовом пространстве как геометрически наиболее простом связано со школьной традицией, привычкой. Образно представить бесконечное пространство Эвклида невозможно, как невозможно представить себе конкретно бесконечность. И чисто геометрически Эвклидово трехмерное пространство не является самым простым), исчезло, и в строении мира в физических природных процессах выдвинулось на первое место не пространство, как это было в ньютоновском представлении. По указанию Эддингтона после 1915г. в концепцию теории относительности вошла как основная часть в 1918 г. относительность мерила правила (Н. Weyl).
Создалось новое миропредставление, где роль пространства не была столь основной, какую она играла в ньютоновском представлении и во всех основных земных процессах до Эйнштейна.
120. С 1915г. - второго мемуара Эйнштейна - ход научного знания быстро выдвинул ряд новых идей и эмпирических достижений, значение которых не меньше, чем значение идей, выдвинутых Эйнштейном. В результате создалась новая физика XX столетия, находящаяся в бурном расцвете. Мы сейчас видим, что коренное изменение началось еще до Эйнштейна. Четыре новые большие области знания, считая идею Эйнштейна, в XX в. охватили и охватывают научное понимание реальности.
Во-первых, понятие пространства-времени теории относительности Эйнштейна. Он считал, что его пространство-время охватывает всю реальность, изучаемую физиками, правильнее сказать, естествознанием. В действительности, как указано в §119, доступное научному изучению не выходит за пределы одной галаксии Млечного пути. В Млечном пути мы видим проекции других галаксий, независимых от него в виде правых или левых спиральных туманностей, но пространственных свойств их мы пока изучать не можем. Реально научно мы с ними сталкиваемся. Явно, что эти спиральные туманности так же, как скопления космической пыли, угольные ямы астрономов, только проектируются в нашу галаксию, а лежат за ее пределами.
Во-вторых, в 1901г., за 4 года до Эйнштейна, немецкий физик Планк, сын самостоятельно мыслившего философа, создал понятие кванты, не обратившее вначале на себя внимание, но которое в 1925г., благодаря немецкому математику В. Гейзенбергу в Вене, давшему основные идеи, выросло в новую отрасль науки - квантовую механику, играющую сейчас огромную роль в работе новой физики. Оно связало концепцию Эйнштейна с научной атомистикой, охватившей науку XX в.
В-третьих, идея, которая выдвинута, мне кажется, одновременно в философии и в физике в начале 1930-х годов: в 1930г. философом и математиком Ле-Руа в Париже и в 1931г. физиком Н. Бором в Копенгагене. Но, мне кажется, те же идеи появились раньше, в 20-х годах. Корни их идут в XVII век. Это идея, ярко высказанная Ле-Руа, о коренном различии материально-энергетическом в макроскопическом и микроскопическом разрезах мира, Реальное проявление этого явления мы видим в человеческой личности и в многоклеточном ее строении. В 1939г. она была внесена в физику в двойственном характере ее законов - молярных и микроскопических - английским астрономом и философом А. Эддингтоном.
Широкое проникновение этих новых идей в физику вызвало в ней расцвет философских исканий, главным образом так называемой философской теории познания, созданной в XVIII и XIX столетиях в основном, немецкой философией идеалистических течений. Широкое влияние философии в физике резко бросалось в глаза по сравнению с другими отраслями естествознания, где под влиянием успехов той же физики в области радиоактивности и смежных дисциплин примат науки выдвинулся на первое место и значение философии отходит на второй план.
В-четвертых, тот же А. Эддингтон, в 1939г., охватив научным путем теорию познания как научную эпистемологию (Эпистомология - другое название для теории познания. Это не философская, а научная теория познания) поставил в рамки влияние философии на физику, так как эпистемологические выводы всецело подчинены тому же критерию, как и все научные факты и научные обобщения, т.е. научному опыту и наблюдению.
Мы видим здесь тот же процесс выделения из философии новых наук, который в XIX в. изъял из философии логику и психологию, а в XX в. теорию познания. Я думаю, прав Эддингтон, указывающий на большое значение этого подчинения научному критерию - опыту и наблюдению - эпистемологии. Она тем самым вышла из области философии.
В результате новых представлений пространство в аспекте реальности отходит на второй план по сравнению с прежними научными представлениями. Пространство-время Эйнштейна не есть пространство геометра, к которому мы привыкли. Когда говорят о том, что пространство Эйнштейна является римановским пространством четырех измерений - это только приближенная попытка выразить пространство-время Эйнштейна. В теории относительности приходится образно принимать во внимание замкнутое геометрическое сферическое пространство, имеющее свою иную, чем эвклидова, геометрическую структуру, но не охватывающее целиком пространство - время Эйнштейна, а только приближающееся к нему с достаточной для теории относительности точностью, но, возможно, сильно от реальности отличающееся. Когда говорят, что пространство Эйнштейна есть не эвклидово, а римановское пространство 4 измерений, это лишь приближенно отвечает действительности, нельзя оба эти явления (ньютоново, эвклидово пространство и часть пространство-времени Эйнштейна - римановское) так в научной работе сравнивать.
Мне кажется, что мы не можем сейчас ответить на вопрос, как проявляется пространство-время Эйнштейна в пределах нашей планеты (Мне кажется, что мы имеем дело здесь со следующими двумя обстоятельствами: Эйнштейн, не делая опытов, глубоко логически проанализировал основные представления механики {мысленный опыт) и, проводя до конца логически свою мысль, приходил к заключениям, противоречащим ньютоновской механике, явно для всякого мыслящего человека. Мысль его шла при этом в бесконечном пространстве, чисто идеально подобно ньютоновскому. И затем, он искал подтверждения некоторых из выводов в космическом пространстве астрономов, в явлениях, которые могут наблюдаться в пространстве галаксий, даже не солнечных систем. При этих условиях я считаю логически возможным и правильным не принимать во внимание пространства Эйнштейна, поскольку я имею дело с ограниченными физико-химическими пространствами в пределах нашей планеты, в точке его пространства).
Не ясно, каковы пределы Космоса, которые захватываются сферическим пространством-временем Эйнштейна, ограничиваются ли они нашей галаксией или это пространство-время захватывает всю Вселенную, доступную изучению, исходя из нашей планеты?
Всеобщности признания, какую поколениями многовековой научной и школьной традиции имело пространство Эвклида, пространство - время Эйнштейна не получило. В действительности пространство Эйнштейна, если это действительно пространство, которое можно сравнивать с пространством Эвклида, конечно, сферическое и четырех измерений, т.е. одна из форм римановской геометрии. Оно единое, захватывающее весь эйнштейновский Космос.
Неоднородное пространство, которое мы научно изучаем на нашей планете - Земле, геометрически отвечает точке в Эвклидовом пространстве Ньютона и в пространстве-времени Эйнштейна. Изучая геометрические состояния этого пространства, мы приходим к парадоксу, что мы не можем выходить за пределы геометрической точки, как бы научно работаем в пределах этой точки.
121. В пространстве-времени Эйнштейна и в пространстве Ньютона до него наша планета является точкой. Говоря о планетных состояниях пространства, мы можем не считаться с представлениями Ньютона и с представлениями Эйнштейна, поскольку они выходят за пределы нашей планеты. Оба представления это делают.
В пределах планеты Земли мы имеем дело только с планетным состоянием пространства и других пространственных проявлений на ней не видим, поскольку мы из ее пределов не выходим. По сравнению с Солнечной системой или с галаксией мы для нашей планеты находимся в том же самом положении макроскопического и микроскопического разреза мира, о котором говорилось в предыдущем параграфе (§120).
Для Земли - точки - выявлением ее планетного пространства являются пространственные проявления ее земных естественных тел и явлений. Они определяются симметрией. Я рассматриваю симметрию, согласно Кюри, как состояние физико-химического пространства. Она отвечает природной геометрии. Только научным изучением симметрии можно выяснить, какие геометрические пространственные состояния могут на Земле встречаться. Земное пространство есть всегда физико-химическое пространство. Очевидно, оно многообразно. Многообразие это может выясниться только научным наблюдением и возможно, что мы можем выйти здесь за пределы эвклидовой геометрии, ибо все геометрии одинаково правильны и какие из них проявляются в окружающей нас среде, мы не знаем. Это нельзя решить a priori. Но можно решить только из научного изучения симметрии. Если они реально существуют, то они в ней выявятся.
Я рассматриваю явления симметрии как эмпирически изучаемые и научно охватываемые пространственные проявления земных природных тел. Насколько я могу судить, такое понимание симметрии, выросшей в целое научное течение, является необычным. Я сам пришел к этому простому пониманию только на 60-м году моего размышления о симметрии (см. §123). Мне кажется, такое состояние нашего понимания природных явлений связано со сложной историей понимания в естествознании пространства, как оно проявляется в окружающей нас природе. Прежде чем идти дальше, надо на этом остановиться.
Натуралист редко подвергал его исследованию. Он брал готовые результаты, частью абстрактной геометрии, частью математики (теория чисел), частью философских исканий (Гельмгольц, его физическое пространство). Натуралист, исходя из школьной рутины, все время мыслил о едином пространстве, но не о разных природных пространствах, не о состояниях пространства. Он не сознавал, что пространство нашей планеты и вообще пространство планет есть особые пространства, нигде, кроме планет, не наблюдаемые. В течение тысячелетий, говоря о природных или естественных телах, он не сознавал и не утверждал (что сейчас приходится делать), что каждое природное тело и каждое природное явление имеет свое собственное материально-энергетическое специфическое пространство, которое натуралист изучает, изучая симметрию.
Утверждая это, я ввожу в геологию новое определение - пространство земной реальности, то, которое всегда изучает неизбежно натуралист. В частности, геолог изучает пространственные явления (т.е. явления симметрии) только в пределах нашей планеты, только в земном планетном пространстве, в виде различных его состояний. Ничто не указывает, чтобы в этом планетном пространстве проявлялись все те геометрические свойства, которые проявляются, например, в пространстве галаксии или Космоса, в котором наша планета является математической точкой со своей характерной для нее массой. Обратное больше чем вероятно. Он может, однако, распространять свои выводы на группу планет, сходных с Землей, на земные планеты (§117).
Стоя на реальной почве натуралиста, мы работаем в ограниченном пространстве планеты и можем, оставив в стороне ненужные нам гипотезы, держаться только планетного пространства, определить отношение которого к космическому пространству Эйнштейна мы можем только, когда точно геометрически изучим планетное пространство в его основных проявлениях. В планетном пространстве, характеризуемом симметрией, едва ли могут проявляться без серьезных поправок свойства пространства галаксии Млечного пути, которое отвечает пространству Эйнштейна.
Мы изучаем проявления пространства планетного, только изучая земные, или как их называют, естественные тела и естественные явления. Мы их можем изучать с пространственной точки зрения, только исходя из их симметрии. Как я вижу теперь, мне пришлось пережить в моей молодости, в 80-х годах и следующих, попытку решить вопрос о том, имеем ли мы дело с естественным телом в данном частном, но очень важном случае, на поднятом В. В. Докучаевым споре между геологами и агрономами, является ли почва особым от минералов и горных пород естественным телом или нет. Такого рода случаи в истории науки редко встречаются. Вопрос был решен в положительную сторону и в настоящее время не вызывает никакого сомнения. Пространственно почва выделяется от всего окружающего, и мы можем говорить о пространстве почв как отличном от пространства горной породы или минерала или живого организма. Можем различать пространственно разные почвы, так же как мы различаем пока менее точно разные кристаллические пространства минералов и химических соединений. Наша планета в конце концов пространственно чрезвычайно разнородна, но эта разнородность может быть сведена к разным планетным физико-химическим пространствам.
Физико-химическое пространство почвы совсем иное, чем физико-химическое пространство минерала или горной породы или водного раствора. В основе лежит материально-энергетическая среда, причем для реального пространства физические состояния материи играют первостепенную роль.
Однородных состояний пространства, отвечающих состояниям материи на нашей планете, мы имеем несколько: твердое (монокристаллы, аморфные, мезоморфные тела), жидкое, газообразное, глубинно-планетное состояние, физический вакуум.
Твердые тела в однородном состоянии обыкновенно не достигают больших объемов и в больших массах являются зернистыми, песчаными и т.п. Газообразные занимают все пространства сплошь до конца в виде однородной массы и могут переходить в физический вакуум. Их молекулы подвижны так же, как жидкости, подвижность которых ограничивается твердой средой
В настоящее время вопрос о том, что мы имеем дело с разными состояниями пространства, наиболее выяснен для кристаллических пространств, число которых в планетном пространстве бесконечно, но может быть сведено к 229 основным типам (§127). Очевидно из всего сказанного, что планетное пространство неоднородно и разнообразно.
Пространство геометра однородное, неограниченное и беспредельное, может быть только пустым или заполнено не материальной, а энергетической средой, например фотонами. Для однородного газообразного и жидкого состояния материи оно может захватывать большие объемы, но все-таки ограниченные. Таковы газообразные звезды и газовые туманности, занимающие огромные пространства. Таковы жидкие массы, вроде океанов Земли, которые занимают тысячи кубических километров. Вероятно, таково же то глубинно-планетное состояние материи, которое занимает внутренность планет, и нашей Земли в том числе. В твердом состоянии однородное пространство всегда очень ограничено. Оно образует в нашей природе огромные скопления неоднородных тел, каковыми являются горные породы, строящие континенты и острова, в которых однородные пространственные состояния микроскопически мелки.
В действительности в окружающей нас природе мы нигде не имеем дела с единым однородным пространством, а имеем дело со сложным природным явлением, понимание которого быстро входит в жизнь в последние годы с пространством-временем.
Но для времени мы не имеем такой древней традиции, которая создалась вокруг Эвклида. Чтобы упростить дальнейшее изложение, используя нашу привычку мыслить о пространстве отдельно от времени, (что в реальной природе, окружающей нас, в научном опыте и наблюдении мы по существу сделать реально не можем), я в дальнейшем изложении буду говорить только о пространстве, о земном пространстве, состояниях его, упуская, что надо говорить в сущности о пространстве-времени, или о пространствах-временах (Реально пространство-время мы видим в природе только в живом веществе (§132-133)).
Натуралист только с ними, а не с абстрактным единым пространством как целым имеет дело.
Пространство как целое есть математическое и философское обобщение, лежащее в основе геометрии. С этим целым натуралист также мало имеет дело, как он мало имеет дело с Космосом. В своей научной работе он сталкивается с отдельными природными телами, возможно, в разных пространствах находящимися и его составляющими. Натуралист имеет дело с физико- химическими пространствами (§125), в действительности - с монокристаллами, в их выявлении, как континуумов и дисконтинуумов, т.е. с кристаллическими пространствами (§127).
122. Эйнштейн стоял на эмпирической научной базе и в основном не противоречил ей. Даже, наоборот, ею пользовался для проверки своих выводов. Он использовал и то новое расширение геометрических знаний, широкое распространение которых мы видим в настоящее время и которое связано с допущением многообразия геометрий, частным случаем которой является геометрия древних - геометрия Эвклида.
Мысль о существовании разных геометрий в окружающей нас природе появилась в XVII и XVIII вв. в связи с логическим анализом постулатов и аксиом Эвклида. Возможно, что корни ее идут глубже. Мы имеем для древнегреческой и древнеиндийской геометрий только остатки существовавшей некогда литературы и обрывки бывших знаний. Ход истории древней геометрии является далеко не ясным и отрывочным.
В этом вопросе возможны и существовали две принципиально разные точки зрения. Во-первых, точка зрения о геометрической сложности окружающей нас реальности и, во-вторых, о господстве единой геометрии в окружающем нас Космосе. То представление о космическом пространстве как об одной из форм римановской геометрии (Эйнштейн) как будто бы приводит к представлению о геометрическом единообразии окружающего нас мира. Но, с другой стороны, эмпирическая неизбежность признания планетного пространства, отличного от пространства Космоса (§121) и входящего в рамки эвклидова, а может быть, и римановского пространства, заставляет натуралиста-эмпирика считать геометрическую структуру материальных и энергетических природных проявлений сложной.
Оставляя в стороне найденные позже в забытой литературе искания геометрической разнородности, можно считать, что впервые профессор Казанского университета Н.И. Лобачевский (1792-1856) вскрыл в 1830 годах, исходя из постулатов Эвклида, возможность существования геометрии, по существу от геометрии Эвклида отличной, геометрии, которая вошла в жизнь как геометрия Лобачевского. Лобачевский пытался проверить ее существование, измеряя треугольники, образованные отдаленными звездами, сумма углов которых по его геометрии должна была быть больше 180°. Эта попытка не привела ни к чему, и вопрос оказался гораздо более сложным.
В 1860 годах немецкий математик Риман (1826-1866) открыл новую геометрию.
Грубо характеризуя идеи Лобачевского и Римана, можно опираться на то, что в геометрии Эвклида сумма углов треугольника равна 180°, в геометрии Лобачевского она больше 180°, а в геометрии Римана она меньше 180°.
Сейчас до известной степени можно рассматривать, что в каждой из ветвей этих геометрий есть бесчисленное множество отдельных проявлений геометрий типа Эвклида, Лобачевского, Римана. Уже несколько десятилетий как идет синтетическая работа сведения этих геометрий в единое целое, и некоторые считают, что такой явится измененная геометрия Римана.
Переходя теперь к идеям Кюри (§118), мне кажется правильным во всем дальнейшем изложении говорить не о разных пространствах, а о разных состояниях земного пространства, ибо, как видно из окружающей нас природы, физико-химическими процессами пространство природных тел постоянно меняется.
Эти состояния более или менее обособлены, иногда вполне замкнуты, могут принадлежать к разным геометриям, учитывая возможность в ближайшем будущем единой геометрии. Физическое пространство может быть не материальным, а энергетическим, например пространство, заполненное только световыми лучами. Но такого мы в окружающей нас земной природе не видим. Химическое пространство всегда материально, состоит ли оно из атомов или из электронов. Земные пространства отвечают всегда состояниям физико-химического пространства, всегда материального или энергетически-материального. Они геометрически определяются симметрией (§121).
Продолжающиеся до сих пор попытки свести все природные проявления пространства или пространства-времени в их эмпирическом выявлении к одному Эвклидову пространству не привели к точным результатам и не дают ясной картины окружающего.
Мне представляется безнадежным и неоправданным научной логикой продолжать эти попытки. Мысль Кюри о диссимметрии как состояниях пространства открывает, мне кажется, нам новые возможности, новые пути понимания окружающих нас земных явлений.
Точное наблюдение реальности указывает, что в ней пространственные отношения - явления симметрии - лежат в основе всех ее химико-физических явлений, нами изучаемых, и области этих явлений бесконечно, но закономерно разнообразны.
Научным эмпирическим обобщением, а не гипотезой является вывод, что это разнообразие обусловливается разнообразием того пространственного субстрата, который лежит в их основе, т.е. симметрии. Явления симметрии, эмпирически проявляемые в земной природе, свои в каждом из природных земных тел и процессов, дают понятие о геометрических свойствах и геометрическом строении Земли как планеты, о состояниях ее пространства.
В естествознании положение учения о симметрии, охватывающей огромные области физики, химии (стереохимии), кристаллографии до сих пор не определено и не осознано в его значении.
Симметрия не есть дедуктивное отвлеченное представление, как часто думают о симметрии натуралисты, а есть эмпирически выработанное вначале бессознательно и, как мы видим дальше, идущее в глубь веков (§124) змпирическое обобщение, до известной степени бытовая точка зрения на окружающее, бытовое выражение, обработанное геометрической мыслью геометрических пространственных правильностей, эмпирически наблюдаемых в земной природе. Симметрия характеризует разные состояния земного пространства.
В.И. Вернадский. Химическое строение биосферы Земли и ее окружения. §113-122 из гл.15. Планетное значение жизни. М.: Наука, 1987, с.140-158
http://publ.lib.ru/ARCHIVES/V/VERNADSKIY_Vladimir_Ivanovich/_Vernadskiy_V.I..html

  


СТАТИСТИКА