108872 (765322), страница 5
Текст из файла (страница 5)
На пороге XX в. было открыто явление радиоактивности. У Вернадского сразу же проявился интерес к радиоактивности, который не покидал его всю жизнь. Это проявлялось в его личных изысканиях и работах его учеников, в организационной деятельности, в контактах с зарубежными, работающими в этой области учеными.
В 1907 г. по инициативе В. И. Вернадского, А. П. Карпинского, Ф. Н. Чернышева Академия наук начинает планомерные работы по изучению радиоактивных минералов России. С этого времени все вопросы научного, организационного и финансового обеспечения исследований в области «проблемы радия» надолго становятся одним из важнейших пунктов личной программы великого естествоиспытателя.
Открытие радиоактивности с самого начала понималось Вернадским как крупнейшее научное достижение, которое должно оказать громадное влияние на развитие наук о Земле. Тепловой режим Земли, энергетика геологических процессов, геологическое время и другие естественнонаучные проблемы в свете учения о радиоактивности получили новое объяснение, потребовали решения новых задач.
В Геологическом музее стали накапливаться радиоактивные минералы, начала создаваться научно-техническая база радиологической аппаратуры. Далеко не все понимали необходимость работ в этой области, большинство считали их не имеющими практической ценности. Это тормозило исследования. Со свойственным ему оптимизмом Вернадский настойчиво и последовательно проводит в Академии наук программу работ по изучению радиоактивности.
15 сентября 1910 г. была учреждена Радиевая комиссия Академии наук. Вернадский представляет в эту комиссию записку «О необходимости исследования радиоактивных минералов Российской империи», которая включала следующие разделы: значение радия; радиоактивные руды вне России; запасы радиоактивных элементов в земной коре; уран в земной коре; торий в земной коре; радий и его аналоги в земной коре; состояние знаний о радиоактивности поверхности России; обзор месторождений радиоактивных минералов России; общие задачи исследования радиоактивных минералов в России. В этой записке ученый формулирует широкую научную программу с учетом работ, ведущихся за рубежом, а также мировоззренческой и социальной перспективы этой проблемы.
«Задачи дня в области радия» — так назвал свой доклад Вернадский 29 декабря 1910 г. на Общем собрании Академии наук. Это было выдающееся событие не только в жизни ученого, но и в науке. В докладе открытие радиоактивности охарактеризовано как победа атомистического представления о структуре мира. Это событие имеет большое значение для всех людей. О его будущем Вернадский говорит так: «Перед нами открылись источники энергии, перед которыми по силе и знанию бледнеют сила пар, сила электричества, сила взрывчатых химических процессов. Мы, дети XIX в., на каждом шагу свыклись с силой пара и электричества, мы знаем, как глубоко они изменили и изменяют всю социальную структуру человеческих обществ, больше того, как глубоко они меняют более мелкую бытовую обстановку человеческой личности, охватывают самые медленно сдвигающиеся навыки и привычки, переживающие без изменения целые исторические периоды. А теперь перед нами открываются в явлениях радиоактивности источники атомной энергии, в миллионы раз превышающие все те источники сил, какие рисовались человеческому воображению». В 1911 г. Вернадский начинает подготовку экспедиций по поиску в стране радиоактивных руд, в следующем году он уже руководит этими экспедициями.
Мысли Вернадского о радиоактивности направлены и на решение насущных практических задач человечества. Еще в 1914 г. в Петрограде на Первом Всероссийском съезде по борьбе с раковыми заболеваниями ученый одобрил работы одесских медиков по применению радиоактивных минералов для лечения болезни; съезд высказался за создание «Лиги борьбы против раковых заболеваний».
Один из институтов, создание которых предусматривалось планами КЕПС, был Радиевый. Осенью 1921 г. Вернадский смог заняться организацией Радиевого института. С 1 января 1922 г. Радиевый институт начал функционировать как самостоятельное научное учреждение в структуре Академии наук. Вернадским была поставлена задача: «Радиевый институт должен быть сейчас организован так, чтобы он мог направлять свою работу на овладение атомной энергией».
В одной из своих записок Вернадский указывает, что в Радиевом институте должно быть три связанных в работе и управлении, но раздельно построенных сектора-отдела: физический (и космофизический); геохимически-геофизический; химически-технологический. Кроме этого, должен быть особый, возможно государственный фонд радия, которым должен распоряжаться особый Междуведомственный Комитет.
Радиевый институт объединил три учреждения: минералогическую, позже названную радиогеохимической, лабораторию при геологическом и минералогическом музее Российской Академии наук, существующую с 1911 г.; Коллегию по организации и эксплуатации пробного Радиевого завода, находящегося около пристани Тихие Горы на реке Каме, преобразованную в 1921 г. в специальную Радиевую лабораторию при Академии наук; Радиевое отделение Государственного Рентгенологического и Радиологического института. Вернадский пишет: «Я решился принять на себя обязанности директора Радиевого института лишь при условии связи его с Академией наук в полном сознании, что только этим путем можно избежать всяких осложнений для Академии при явно совершенно необходимой правильной реорганизации Государственной исследовательской работы в этой области. Оставлять дело в старом стиле дальше было невозможно, с другой стороны Российская Академия наук первая больше 10 лет тому назад организовавшая изучение радия в России и до сих пор стоит во главе этого дела, работы ее ослабленные с 1914 года не прерывались и не закончены и всякая иная комбинация организации этого дела грозила бы разрушением достигнутых результатов. Создание Государственного Радиевого Института при Российской Академии Наук является лишь необходимым следствием его работ в этой области. Оно же даст возможность сохранить Российской Ака- демии Наук в своих руках распоряжение запасами радия, столь необходимого в интересах научной работы».
В 1922 г. Вернадский тревожно спрашивает: готово ли человечество к неизбежному и близкому овладению энергией атомного распада, употребит ли оно эту энергию для расширения своего благосостояния или самоуничтожения? До Хиросимы и Нагасаки оставалось 23 года...
Комплексный, межотраслевой характер мирных исследований радиоактивности убедительно прослеживается по первой Производственной программе Радиевого института на 1922 г., в которой значатся темы: исследование радиоактивности почвы и атмосферы и влияние ее на растительный и животный мир; связь явлений радиоактивности с электромагнитными излучениями коротких волн и тяготением; влияние радиоактивности на условия кристаллизации; изучение роли живого вещества и истории радиоэлементов в земной коре; спектроскопия живого вещества; химическое исследование живого вещества и выделение чистых изотопов из природных тел и живых организмов.
Вернадский большое внимание уделял вкладу Радиевого института в естественнонаучные исследования. 20 ноября 1934 г. он выступил на заседании Ученого совета Радиевого института, в котором сказал: «В настоящее время, в связи с изучением радиоактивных явлений, в геологии происходит такой же перелом, как и при основании учения о стратиграфии. Впервые на возможность определения абсолютного возраста пород по радиоактивным данным указал П. Кюри. 10 лет тому назад в Вашингтоне мнение геологов и радиологов в отношении продолжительности геологических периодов разошлись примерно на полмиллиарда лет. В настоящее время мнение склонилось к цифре, данной радиологами, — двум миллиардам лет. Второй вопрос, о шкале геологического времени, еще не получил разрешения. Разрешение обоих вопросов у нас может быть сделано легче, чем в других странах. Необходимо учитывать, что в течение геологических периодов земной шар меняет свой состав вследствие радиоактивного распада. Количество выделяющейся при радиоактивных явлениях энергии с избытком достаточно для теплового баланса Земли. Изучение радиохимических процессов почти еще не начато. Необходимо учитывать, что они аккумулируются в наиболее древних участках земной коры. Необходимо включить определение геологического времени по радиоактивным данным в текущую геологическую работу. В первую очередь перечисленные работы должны быть поставлены в Радиевом Институте. Эти работы должны быть проведены к Международному Геологическому Конгрессу, который будет у нас в 1937 году».
Много Вернадский затрачивает усилий на приобретение оборудования, создание новых уникальных установок. В 1937 г. в Радиевом институте был запущен первый советский циклотрон. Записки, статьи, выступления тех лет проникнуты заботой Вернадского об обеспечении института необходимым оборудованием, борьбой с бюрократизмом, вниманием к молодым ученым... Вокруг него сформировалась группа талантливых ученых, которые в последующем продолжили отечественные работы в области «проблемы радия».
7. Рождение радиогеологии
Вернадский оценил радиоактивность с точки зрения геолога. Он настаивал на том, чтобы в радиоактивном распаде видеть важный источник энергии глубинных геологических процессов. Наряду с лучистой энергией Солнца радиоактивный распад служит источником тепловой энергии Земли. Со свойственной ему научной широтой Вернадский успехи радиационной физики переносит в геологию, дополняя уже начатые им геохимические исследования. Он дает научное определение целей и задач радиогеологии: «Радиогеология изучает ход радиоактивных процессов в нашей планете, их отражение и их проявление в геологических явлениях». В качестве ближайших задач новой ветви геологической науки он называет для радиогеологии: 1) выяснение древнейших участков суши; 2) установление гелиевого дыхания Земли как меры радиоактивного распада во всей нашей планете.
Зарождение и развитие радиогеологии произошло благодаря объединению усилий геологов, химиков и физиков, обративших внимание на изучение радиоактивности горных пород и минералов: В. И. Вернадский, А, П. Соколов, А. Е. Ферсман, К. А. Ненадкевич, А. П. Герасимов, В. Г. Хлопин и др. Радиогеология использует данные и методы радиохимии и ядерной физики, затрагивает вопросы космогонии и астрофизики.
Радиоактивные элементы присутствуют во всех минералах. Их распад сопровождается выделением тепловой энергии, вызывая определенные геологические процессы. Для геологии важным является вопрос о содержании радиоактивных элементов (радия, урана, тория) в земной коре. Открытие радиоактивности позволило по-новому подойти к оценке возраста Земли. Стало возможным выявление древнейших минералов. Радиогеология позволила в общих чертах представить далекое прошлое нашей планеты и установить длительность того геологического и космического времени, которое не отражено в каменном материале. Определение абсолютного геологического возраста минералов и горных пород — одна из наиболее детально разработанных проблем радиогеологии.
Однако радиогеология охватывает и другие актуальные проблемы геологических наук: тепловой режим и тектоническое развитие Земли, выяснение скорости течения различных геологических процессов в далеком прошлом, исследование древнейшей догеологической истории Земли и даже космической предыстории ее вещества. Радиогеоло- гия, по мнению Вернадского, влияет на другие науки: «Науки о Земле начинают меняться под влиянием явлений радиоактивности, как 24 года назад менялись науки физические и химические».
Как считает ученый, подготовительный период в выяснении геологической роли радиоактивности закончился в 1935 г. «Сейчас можно и нужно говорить о новой создающейся науке — о радиогеологии — науке о радиоактивных свойствах нашей планеты, о происходящих в ней, ей свойственных, особых радиоактивных явлениях. Эта новая отрасль знания находится в быстром становлении и должна быть сейчас освоена и продумана теоретически и практически, ибо она имеет для нас не только глубочайшее значение, так как связывает с новой физикой и новой химией в конкретной земной обстановке — науки о жизни, о нас самих, но и потому, что она дает в руки человека и новые формы овладения природой, новую силу».
8. Учение о биосфере
В течение времени медленно выделяется из материала науки ее остов, который считается обязательным и не должен возбуждать сомнений. Такой остов для науки о биосфере к 30-м годам нашего столетия создал Вернадский. Он говорил об этом так: «Я ясно стал осознавать, что мне суждено сказать человечеству новое в том учении о живом веществе, которое я создаю, и что это есть мое призвание, моя обязанность, наложенная на меня, которую я должен проводить в жизнь, — как пророк, чувствующий внутри себя голос, призывающий его к деятельности. Я чувствовал в себе демона Сократа. Сейчас я сознаю, что это же учение может оказать такое же влияние, как книга Дарвина, и в таком случае, я, нисколько не меняясь в своей сущности, попадаю в первые ряды мировых ученых».
Еще в студенческие годы Вернадский поставил перед собой вопросы о закономерностях развития живой материи, о ее составе и свойствах, о соотношениях с неживой материей, о сущности жизни и т. д. В последние годы пребывания в Петербургском университете он размышлял над проблемами взаимоотношений природы и человека. Докучаев оказал сильное влияние на становление его взглядов. Нельзя разделить природные явления на независимые друг от друга части без вреда для получаемого вывода. Надо брать природу как целое. Такой подход стал характерен для всего научного и философского творчества Вернадского. Он работал по проблемам, не считаясь с научными рамками.
История человеческого общества — это история взаимоотношений человека с природой. В античное время ведущим признаком этих взаимоотношений были единство и гармония. В средние века — подчинение человека природе. В новое время — противопоставление человека природе, покорение, природы. Повсеместно природные биогеоценозы заменяются культурными. В природных экосистемах коренным образом перестраиваются биотические связи. Термин «биосфера» впервые был употреблен еще в начале прошлого века Жаном Батистом Ламарком. Геологический смысл в него вложил австрийский ученый Эдуард Зюсс. По Зюссу, биосфера — область нахождения живой материи; это статическое определение биосферы.
Основные идеи Вернадского о биосфере сложились к началу 20-х годов и были опубликованы в 1926 г. в книге «Биосфера», состоящей из двух очерков: «Биосфера в космосе» и «Область жизни». По Вернадскому, биосфера — организованная, динамическая и устойчиво уравновешенная, самоподдерживающаяся и саморазвивающаяся система. Основной чертой ее организованности является биогенная миграция химических элементов, производимая силами жизни, источником энергии которой является лучистая энергия Солнца. Вернадский так определил пространство, охватываемое биосферой Земли: вся гидросфера до максимальных глубин океана, верхняя часть литосферы материков до глубины 2—3 км, нижняя часть атмосферы (по крайней мере, до верхней границы тропосферы).
Вместе с другими геосферами биосфера образует единую планетарную экологическую систему высшего порядка, в которой действует единый планетарный механизм. В первой стадии происходит поглощение растениями солнечной энергии, углекислоты, воды и минеральных веществ. Вторая стадия — многократная трансформация и утилизация органических веществ, образовавшихся в виде биомассы, животными и микробами. Третья стадия — распад органических веществ до исходных минеральных продуктов с помощью микроорганизмов-минерализаторов. Динамическое равновесие всех этих процессов в масштабах планеты определяет существование жизни, направление биохимических процессов в твердых породах, воде и атмосфере планеты. На Земле есть и места, где это равновесие особо ранимо (например, в тропиках).
В начале XX в. изучение Вернадским роли живых организмов в химических процессах на поверхности Земли соотносилось с исследованием геохимии отдельных химических элементов, входящих в состав горных пород. Связующим звеном явились вопросы геохимии углерода. Поэтому ученый заинтересовался ролью отдельных видов — млекопитающих, птиц, рыб, растений; особенно его внимание привлек человек.
Изначальная, со студенческих пор полученная установка исследователя на изучение роли организмов в окружающей среде каждый раз получала все новый и новый материал в пользу значительного участия жизни в эволюции вещества планеты. Деятельность грызунов в степи, наблюдения за дождевыми червями, минерализующими органику почвы, геохимическая деятельность водорослей в водоемах — эти и другие наблюдения составляли творческую лабораторию уче- ного, в которой формировался биологический подход к осмыслению геохимических циклов земного вещества.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
