22904 (Минералогия и кристаллография в России), страница 2

Но до конца 1830-х годов ни в одном из высших учебных заведений мы не встречаем отдельного курса кристаллографии; должно быть одним из первых был курс кристаллографии, читанный профессором Соколовым по Розе в начале 1840-х годов. Соколов, талантливый профессор Петербургского университета и Горного института, имел громадное влияние на развитие в России минералогических и геологических знаний; он оставил незначительные печатные работы по минералогии, но его руководство минералогии в 1830 - 40 годах употреблялось почти во всех университетах. Из этого руководства видно, что к началу 1830-х годов почти все ныне известные минералы из русских месторождений были известны и тогда, кроме изумруда, алмазного шпата, диаспора, аксинита, волконскоита и некоторых других описанных впоследствии Кокшаровым . В основу своей классификации Соколов положил химический состав минералов, причем обращал главное внимание на основания, а не на кислоты. В этом руководстве встречаются оригинальные мысли; так, автор полагает, что "щелочи присутствием или отсутствием своим полагают на минералы печать единства; что в сложных солях сильнейшие основания имеют в образовании физических свойств гораздо большее участие, нежели основания слабейшие; что несмотря на одинаковую кристаллообразовательную способность равносильных и притом однообразных веществ (substances isomorphes), положено, однако, различие в общеобразовательной силе между теми из сих веществ, кои не имеют щелочных свойств и щелочами". Соколов предостерегает от увлечения на основании одного или двух анализов устанавливать новый минеральный вид и предугадывает громадное значение изомерных смесей, в то время еще почти не исследованных.

На кристаллическую форму минералов Соколов обращает мало внимания и не считает возможным выделять новые виды на основании кристаллографических различий минералов. Отрицательное отношение к кристаллографии держалось у нас до конца сороковых годов, когда первые работы Кокшарова резко дали толчок совершенно иному направлению. В тридцатых и сороковых годах в России не появлялось работ по кристаллографии, если не считать сочинения академика Купфера : "Handbuch der rechnenden Krystallonomie" (Санкт Петербург, 1831), в которой дана полная теория измерения кристаллов при помощи отражательного гониометра и вычисления кристаллографических постоянных. Купфер первый в России начал заниматься точными гониометрическими измерениями, но его работы, имевшие значение на Западе, прошли как-то стороной в русском ученом мире. Минералогическое общество, основанное в 1817 г., поставило своей задачей заниматься "минералогией во всем пространстве этого слова", но членами этого общества до начала 1840-х годов не только не было сделано каких-нибудь более или менее значительных исследований по минералогии, но и вообще напечатано очень мало (за исключением Севергина) работ, хотя бы и компилятивных, по вопросам этой науки.

Упомянем заметки профессора Соколова: "Минералогическое описание острова Паргаса", "О нахождении лазуревого камня в России", "О нахождении малинового шерла в России", "Мысли об уральских золотоносных россыпях", из которых только первое основано на личных наблюдениях автора, затем "Химическое исследование разных родов хребтоуральской платины" профессора Мухина (1842), "Химическое исследование вертита" академика Гесса и некоторые другие анализы минералов, произведенные этим академиком. В это время большое распространение получает паяльная трубка, которую с наибольшим успехом применял секретарь Минералогического общества Верт. Среди рассеянных по Ингерманландии валунов Верт открыл лабрадоры, а в валунах близ Петергофа он нашел два новых минерала - вертит и ксенолит; при помощи паяльной трубки были открыты еще: уваровит, кеммерерит и гидроборацит. В 1842 - 45 годы горным ведомством командирован за границу Кокшаров; он занимается там непосредственно под руководством Розе, Вейса и Делафосса; наибольшее влияние оказал на него Науман. Вернувшись в Россию, Кокшаров предпринял целый ряд точных кристаллографических измерений русских минералов; в 1847 г. выходит его первая работа о новом минерале багратионите, а уже в 1853 г. печатает он первый том своих "Materealien der Mineralogie des Russlands"; к 1888 г. таких томов было издано 9 немецких и 5 русских ("Материалы для минералогии России"); в них подробно описаны, главным образом, с кристаллографической стороны почти все встречающиеся в России минералы, в числе которых установлены автором и новые минеральные виды - багратионит, ильменорутил, кочубеит, валуевит и мурзинскит, а также впервые описаны русские - эвклаз, фенакит, брукит, желтый канкринит, медная слюдка и волластонит.

Геометрические котанты, установленные Кокшаровым для громадного числа минералов, особенно для групп природных и углекислых солей, апатитов, авгитов и роговых обманок считаются до сих пор наиболее точными. Полувековая научная деятельность Кокшарова наложила характерную печать на этот период истории минералогии в России, который можно назвать "национально-описательно кристаллографическим". Верным последователем Кокшарова является профессор и академик Еремеев , так же всю жизнь свою посвятивший исследованию и описанию кристаллографического habitus'a русских минералов; но работы Еремеева далеко уступают по точности работам Кокшарова. Несмотря на то, что с введением в шестидесятых годах новых уставов в высших учебных заведениях были образованы две кафедры - минералогии и геологии, все же кроме Кокшарова и Еремеева в России, до конца восьмидесятых годов, можно указать лишь на химико-минералогические работы профессора Санкт-Петербургского университета Пузыревского "О составе канкринита" (1857) и "Исследование нескольких русских апатитов" (1860), а также на монографию приват-доцента Санкт-Петербургского университета М. Ерофеева "Кристаллографические и кристаллооптические исследования турмалинов" (1870), могущую служить образцом для подобных работ и поныне; в ней Ерофеев развивает теорию "скучивания кристаллов". (Эту же теорию проводит в 1890-х годах и приват-доцент Санкт-Петербургского университета А. Карножицкий в своих работах об оптических свойствах турмалинов и о вицинальных плоскостях.)

Причина этого явления лежит, во-первых, в том, что главные научные силы еще более, чем в 1-й половине текущего столетия отвлекались в область геологических исследований, во-вторых, для оригинальных работ по минералогии и кристаллографии, для постановки и разрешений массы возникавших среди западноевропейских ученых вопросов, требовалось хорошее знакомство с физическими методами исследований и с высшей математикой, между тем как кафедра минералогии была приписана к естественному факультету, на котором высшая математика не читается вовсе, на физику же обращено очень слабое внимание. Не удивительно, что до начала 1890-х годов профессора минералогии в русских университетах не дали ни одной сколько-нибудь значительной работы по минералогии или кристаллографии и что самая выдающаяся работа по кристаллографии в России сделана профессором физики и технологии артиллерийского училища и академии А.В. Гадолиным . В этой работе, носящей название "Вывод всех кристаллографических систем и их подразделений из одного общего начала" и напечатанной в "Записках Императорского Минералогического Общества" за 1869 г. (в 1896 г. эта работа появилась по-немецки и включена в серию "Ostwalds Klassiker"), автор, исходя из представлений об однородности кристаллического вещества, выводит чисто теоретическим путем из общих положений симметрии все возможные кристаллографические группы, числом 32... "Очевидные аналогии, - говорит он в введении к этой работе, - существующие не только между голоэдрическими, гемиэдрическими и тетартоэдрическими формами данной системы, но и между различными системами, возбудили в нас мысль отыскать одно общее начало, из которого можно было бы не только вывести, как последствие, все уже образовавшиеся в кристаллографии группы, но и предсказать все группы, которые еще может быть придется образовать по мере новых открытий науки".

Развив мысль, что и кристаллографическая форма есть в сущности такое же физическое свойство кристалла, как и все прочие так называемые физические свойства, Гадолин этим объясняет упомянутую выше связь между наружной формой и физическими свойствами, которые вообще все зависят от проявления частичных сил. "Вследствие этого особенную важность принимает рассматривание направлений, одинаково расположенных относительно кристаллических граней". Такие направления он называет равными и в одну и ту же группу относит все кристаллы, в которых число и расположение равных направлений одинаково. "Большинство из числа групп, образованных этим чисто теоретическим путем, - говорит автор, - тождественны с теми группами, которые уже в настоящее время приняты в науке. За этим остаются из этих теоретических групп еще некоторые, к которым еще не найдены в природе соответствующие формы". И предсказания Гадолина оправдались: в его время было известно не более 22 групп кристаллических строений; в настоящее время их уже 28 и все они находят соответствующее место в его теории. Работа Гадолина не оказала своевременного влияния на русских кристаллографов и минералогов, и только в конце 1880-х и начале 1890-х годов многочисленные работы Федорова являются оригинальным продолжением и развитием идеи Гадолина. В 1885 г. Федоров поместил в "Записках Императорского Минералогического Общества" свое капитальное сочинение "Начало учения о фигурах", существенная часть которого изложена им еще в 1881 г. Затем появились "Симметрия конечных фигур" (1889), "Симметрия правильных систем фигур" (1891), "Краткое руководство кристаллографии", "Основной закон кристаллографии" (1893) и другие.

В своих работах Федоров проводил мысль, что правильности кристаллического строения можно свести к вопросу о свойствах геометрических фигур, могущих при повторении заполнить пространство без промежутков. "...Теоретики по структуре кристаллов, - говорит он, - имеют в виду в своих соображениях центры тяжести кристаллических частиц, но совершенно игнорируют среду, окружающую эти частицы. Мы можем мыслить эти частицы с небольшой частью окружающего их пространства, как равные и симметричные твердые тела, которые правильно слагаются друг с другом, выполняя пространство. Эти воображаемые твердые тела я назвал стереоэдрами, и показал, что соответственные точки этих фигур и составляют в пространстве правильные системы точек (простые или двойные). Стереоэдры, слагаясь в определенном для каждой системы чисел, образуют параллелоэдр, т. е. фигуру, выполняющую пространство в параллельном положении... Стереоэдры обуславливают кристаллическую фигуру вещества, а параллелоэдры и есть те сложные частицы, сложившись в которые вещество стало кристаллом...".

Итак, автор свел свою задачу к нахождению всех теоретически возможных параллелоэдров и разложение их на стереоэдры, и получил этим путем 229 различных кристаллических строений, по отношению к которым 32 класса Гадолина являются общими отделами. Нужно заметить, впрочем, что доселе мы не в состоянии опытным путем проверить существование таких детальных подразделений кристаллографических строений, какие устанавливают нам теоретические изыскания Федорова и некоторых других западноевропейских ученых (Шенфлис, Зонке, Вульф ). Кроме чистой кристаллографии, Федоров работал по вопросам физической кристаллографии и минералогии; упомянем о работах его полевых шпатах и о "Теодолидном методе минералогии и петрографии". Вообще конец 80-х и начало 90-х годов открывают новую эру в истории кристаллографии и минералогии в России: русские ученые начинают работать по всем отделам этих наук. Хотя появляются еще работы, близкие по своему характеру к работам предыдущего периода, которые мы назвали национально-кристаллографически-описательными, но даже и эти работы ставят гораздо более широкие задачи, чем простое кристаллографическое описание форм; укажем на обширную монографию К. Глинки : "Альбиты из русских месторождений", которая, хотя и преследует главным образом кристаллографическое описание, но стремится дать и фактическое обоснование для некоторых пунктов теории Чермака о полевых шпатах; кроме того, автор присоединяет химические и оптические исследования альбитов.

К этой же категории нужно отнести и работы - профессора Пренделя о "вилуите" и отчасти Карножицкого о "Евгении Максимилиановских копях". В области физической кристаллографии укажем работу Колленко: "Полярное электричество кварца по отношению его кристаллографического характера"; работы профессора Вульфа: "Свойства некоторых псевдосимметрических кристаллов в связи с теорией кристаллического строения вещества" и "К вопросу о скоростях роста и растворения кристаллических граней". В последней работе автор пришел к интересному результату, что между скоростями роста и растворения грани кристалла не существует никакой простой взаимности и что "скорости роста грани кристалла пропорциональны капиллярным постоянным грани относительно маточного раствора". К этой же группе относится и работа профессора В. Вернадского "Явление скольжения кристаллического вещества", в которой автор стремится определить положения плоскости скольжения к элементам симметрии. Химическому исследованию минералов и вопросам о генезисе их посвящено также несколько больших работ наших ученых, таковы: "О группе силлиманита и о роли глинозема в силикатах" В. Вернадского и исследования профессора Земятченского железных руд и каолинитовых образований Южной России; в последней работе, кроме минералогического описания и химических исследований этих образований автор, с целью выяснить генезис их ставит целый ряд опытов. В. Агафонов.

Список литературы

Для подготовки данной работы были использованы материалы с сайта http://www.rulex.ru/