Чтение онлайн

Мысль Вернадского упорно, долгие годы проникала в тайну симметрии. Впервые он задумался над симметрией еще в университете. Изучение кристаллов опирается на это понятие. Оно пришло сюда из геометрии и обосновалось настолько прочно, что его стали считать почти исключительно принадлежностью кристаллографии.

Учебный курс кристаллографии сопровождается демонстрацией разнообразных геометрических фигур, макетов, наглядно иллюстрирующих исключителььнй порядок, господствующий в мире кристаллов. Определяются плоскости симметрии -- как бы зеркала, отражающие, порой многократно, одну и ту же фигуру. Выделяются оси симметрии, вращаясь вокруг которых кристалл попеременно, поворачиваясь на один и тот же угол, принимает одинаковые положения.

К тому времени, когда Вернадский от учебных упражнений перешел к самостоятельному изучению кристаллов, были убедительно доказаны основные теоремы симметрии в кристаллографии.

Если в геометрии возможны, по существу, бесконечные варианты фигур с различными видами симметрии, то для кристаллов число этих вариантов резко ограничено. В работах Е. С. Федорова было дано самое полное и очень своеобразное развитие идеи симметрии в приложении к кристаллам.

Читая в конце прошлого века свои лекции по кристаллографии, Вернадский обратил особое внимание на проблему симметрии. По своему обыкновению основательно углубившись в историю этого понятия, Вернадский пришел к мысли, что оно выступало в разных обличьях, хотя на это редко обращали внимание исследователи. Во-первых, симметрия в геометрии. Она основана на анализе и сопоставлении идеальных фигур во всем их разнообразии.

Во-вторых, симметрия в кристаллографии. Здесь она переносится из геометрии на реально существующие объекты. Рассматриваются идеальные фигуры, как и в геометрии, но только для частных кристаллических форм. Возникает новая проблема: почему кристаллы обладают лишь ограниченными видами симметрии?

В-третьих, идея симметрии имеет философское значение: она направляет поиски мировой гармонии в науке, искусстве.

Специальными исследованиями проблемы симметрии Вернадский не занимался до 30-х годов. К этому времени он, помимо кристаллографии, сумел охватить много наук: минералогию, геохимию, биологию, радиогеологию, биогеохимию. В статье 1927 года он счел необходимым рассматривать симметрию как свойство пространства, физической разнородной среды. Такова идея симметрии в естествознании.

Кристалл -- это частность, одна из бесчисленных разновидностей пространства. К любой из этих разновидностей приложимо понятие симметрии не только как геометрической абстракции, описывающей форму объектов, но и как выражения внутренней структуры реального пространства. "Для естествоиспытателя... пустое незаполненное пространство не существует... Реальное пространство натуралиста совпадает с той физической средой, в которой идут наблюдаемые им явления..."

Вернадский, прекрасно зная историю идей, вполне отдает себе отчет, что его мысль высказывалась раньше (он ссылается на Л. Пастера, П. Кюри, А. Гельмгольца). Кому-то, возможно, покажется, будто Вернадский просто-напросто воспользовался имевшейся идеей и частично ее подработал. Однако надо помнить, что знал он ее три десятка лет и только спустя такой срок вернулся к ней, осмыслил ее по-своему, заново.

Можно предположить -- на мой взгляд, с большой долей вероятности, -- что он вполне самостоятельно пришел к новому пониманию симметрии на основе своих собственных исследований. Лишь затем, развивая свои идеи, он обратился к истории науки, сочтя совершенно необходимым упомянуть о своих предшественниках.

Прежде всего Вернадский обращал внимание на всеобщность симметрии для окружающего нас мира: "Принцип симметрии в XX веке охватил и охватывает все новые области. Из области материи он проник в область энергии, из области кристаллографии, физики твердого вещества, он вошел в область химии, в область молекулярных процессов и в физику атома. Нет сомнения, что его проявления мы найдем в еще более далеком от окружающих нас комплексов мире электрона и ему подчинены будут явления квантов".

Тут речь идет о принципе симметрии, об учении о симметрии, в которое как частности включаются случаи нарушения симметрии (диссимметрии) или ее отсутствия (асимметрии). И еще. Вернадский в свой перечень объектов, охваченных симметрией, включает фактически всю реальность, все реальное пространство мира (за исключением разве только космического вакуума, для которого принципы симметрии почему-то не разрабатываются до сих пор).

Особый интерес вызывало у Вернадского приложение принципов симметрии к исследованию живых существ и всей области жизни -- биосферы, а точнее -поверхности нашей планеты.

Опыты Луи Пастера показали, что в живых клетках (в белках) плоскость света поворачивается влево. Следовательно, заключал Вернадский, пространство живого вещества обладает своими особыми качествами. Среди них он называл: существование более сложных форм симметрии по сравнению с кристаллами, отсутствие прямых линий и поверхностей, резкое проявление неравенства правизны и левизны. Все это он объяснял непрерывностью движения атомов ("вихрем атомов", по выражению Ж. Кювье) в живом организме. Кристалл -- неподвижная форма, живое существо -- динамическая. "В симметрии живого организма... мы должны считаться с новым элементом -- с движением, которое отсутствует в симметрии кристаллов..." Итак, "для живого вещества... резко проявляется неравенство правизны и левизны", -- писал Вернадский. Для живого!

Пора нам вспомнить ту часть введения к этой книге, где утверждалось, что Вернадский предвидел возможность различия правизны-левизны в мире элементарных частиц материи. Нет ли у нас тут противоречия? В одном случае речь идет о пространстве живой клетки, организованной в соответствии с постоянным обменом веществ. В другом -- о пространстве микромира, где стираются различия между живым и неживым.

Противоречия нет. Дело в том, что Вернадский предвидел не само по себе конкретное открытие физиков, а только его принципиальную возможность. Он вовсе не утверждал, что в микромире существует отличие правого от левого. Для такого утверждения в те времена не было никаких оснований. Однако он совершенно определенно усомнился в симметричности пространства нашего мира и предположил, что "...явления симметрии могут в нем проявляться только в ограниченных участках". Доживи он до успешных опытов, доказывающих глубокую внутреннюю диссимметрию пространства нашего мира, его бы это открытие не потрясло так сильно, как всех крупных современных физиков. Он был к нему подготовлен.

Возможно, секрет проницательности Вернадского таится в способности (выработанной в молодости) связывать конкретную научную проблему с общими, порой отвлеченными идеями. Скажем, изучение симметрии он связывал с поисками мировой гармонии (и отклонений от нее тоже). Он хорошо написал об истоках понятия симметрии: "... Чувство симметрии и реальное стремление его выразить в быту и в жизни существовало в человечестве с палеолита или даже с эолита, т. е, с самых длительных периодов в доистории человечества... который длился для палеолита около полумиллиона лет -- от 650000 до 150000 лет тому назад, а для эолита -- миллионы лет...

Это представление о симметрии слагалось в течение десятков, сотен, тысяч поколений. Правильность его проверена коллективным реальным опытом и наблюдением, бытием человечества в разнообразнейших природных земных условиях. Опыт многих тысяч поколений ясно указывает на глубокую эмпирическую основу этого понятия и ее существование в той материальной среде, в которой жил человек, в биосфере.

Нельзя забывать при этом, что симметрия ясно представляется в строении человеческого тела, в форме плоскостей симметрии и зеркальных плоскостей симметрии; в правых и левых кистях рук, в ступнях ног и т. д. Она же проявляется в гармонии человеческих движений, как танцах, так и в технической работе, где проявляется геометрическая закономерность.

Переходя к историческому времени, мы видим, что понятие "симметрия" выросло на изучении живых организмов и живого вещества, в первую очередь человека. Само понятие, связанное с понятием красоты или гармонии, было дано великими греческими ваятелями, и слово "симметрия"... приписывается скульптору Пифагору из Региума (Южная Италия, тогда Великая Греция), жившему в V в. до нашей эры". Вернадский очень точно заметил, что понятие симметрии вырабатывалось человеком для конкретных объектов. Действительность направляла развитие мысли. Однако с появлением философских учений, придававших числу и мере (а тем самым и симметрии) божественный смысл как символам единства мира, с бурным развитием геометрии, сводящей реальные объекты к идеальным схемам, положение начало меняться. Симметрия стала признаваться особым качеством, проявлением всеобщего однородного абсолютного пространства, которым наделил свою теоретическую модель Вселенной Исаак Ньютон.