Избранные труды академика А.Е.Ферсмана. Том 4

Несколько неожиданно для меня самого настоящее исследование превратилось в целый объемистый том моей «Геохимии». Сначала это должно было быть лишь краткое исследование о применении периодической системы Менделеева к геохимии, и небольшая брошюра должна была кратко отразить влияние этого закона на развитие кристаллохимии и геохимии. Затем, в связи с докладом на юбилейном Менделеевском съезде осенью 1934 г., мне пришлось углубиться в эти вопросы, и я не мог ограничиться только формальным указанием того, что сделано, без более глубокого анализа проблемы в целом. Я счел необходимым попытаться подойти и к самой Менделеевской таблице н к геохимии с точки зрения идей энергетики; блестящие обобщения В. И. Вернадского толкали меня на этот путь, и поэтому скоро проблемы энергии кристалла в достижениях М. Борна и А. Ф. Капустинского сделались исходными точками моих исканий. Задача разрасталась в целое исследование. В сущности таким образом я стал подходить к последнему тому моей «Геохимии», как я его замыслил в самом начале, в котором я хотел вывести основные законы природных процессов из главнейших химических параметров атома. Сейчас именно эта идея вылилась у меня в виде целой монографии, и, не желая задерживать ее изложение, я решил посвятить ей настоящий, третий том «Геохимии», нарушив несколько намеченный вначале порядок изложения.

Однако к этому решению меня побуждала еще и следующая мысль. И том первый и еще в меньшей степени том второй моей «Геохимии» не могли удовлетворить меня своим анализом: они вылились как бы в систематизированный обзор самих фактов и явлений, определяющих ход геохимических процессов, но не давали настоящего геохимического освещения природных явлений, не входили в их анализ с точки зрения строения атома и его оболочек.

Мне приходится сейчас несколько возвращаться назад, снова углублять основные положения и методы анализа и, вооружившись новыми приемами, идти на пересмотр и критический анализ всего накопленного эмпирического материала. И идея геосфер в первом томе и идея концентров во втором получают сейчас совершенно иное толкование, а сами кларки представляются нам как некоторые энергетические уровни, определяющие перераспределенпе первичных систем элементов. Таким образом, третий том выливается в углубленный геоэнергетический анализ природных процессов на основе изучения периодического закона. Потребуется еще много труда, а также и привлечение к коллективной работе товарищей по научной работе пока мне удастся довести работу до последнего тома. Но, во всяком случае, когда будут печататься последние тома, первые потеряют в своей свежести и актуальности; бурно развивающиеся идеи современной кристаллохимии, особенно на новых путях энергетического освещения ее законов, позволят совершенно по-новому построить целый ряд глав, и энергетическое мировоззрение, динамика процессов должны будут подчинить себе спокойную электростатику современных шариков, слагающих геометрически законченные, но безжизненные постройки кристалла. Очевидно, что только волновая механика сможет расчистить пути в этом направлении.

Что касается настоящего тома «Геохимии», то началом его исследования явилась по существу правильная, но неверно объясненная идея 1932 г. о кларках как энергетических уровнях. Сейчас мне ясны ошибки старых выводов, основанные на недоучете роли наружных электронных оболочек и периодического закона Менделеева.

В настоящем своем виде мое исследование разделяется на четыре главы.

Глава 8 1 возвращает нас прежде всего к Менделеевской системе и дает детальный анализ свойств вещества на основе современных представлений.

Глава 9 посвящена энергии решетки, ее определению, применению; дается детальный анализ теории эков (энергии ионов в кристалле), явлений поляризации и рассматривается энергетика природных процессов и ее основные законы.

Глава 10 дает фактический анализ, на основании геохимических и геоэнергетических данных, трех важнейших природных ассоциаций элементов: протокристаллизации, телокристаллизации в пегматитах и кристаллизации халькофилов. Детальный фактический анализ позволит мне перейти к формулировке законов парагенезиса минералов и элементов.

Глава 11. Эта глава вновь возвращает нас к двум основным понятиям, которым посвящено изложение первого тома «Геохимии»,— клар-кам и геосферам. Сначала я подвергаю детальному анализу с точки зрения строения атома теорию кларков, а затем перехожу к энергетическому объяснению характера и свойств отдельных космических и земных систем элементов. Идея уровней энергии переносится на вопросы не только самих химических реакций, но и на проблемы строения геосфер.

Общий список литературы заканчивает настоящий том.

Я не могу кончить это предисловие, не подчеркнув исключительной трудности и сложности поднятых мною проблем. Это подчеркивание совершенно необходимо потому, что я вижу многочисленные упущения и промахи в своем изложении, и ряд ошибок весьма вероятен в отдельных частях моего исследования.

Охватить во всех деталях все тонкости современных физических и химических представлений мне было не под силу; проблемы кристаллохимии, термохимии, химической физики и физической химии с ее атомными представлениями переплетаются с задачами минералогии, геологии, геохимии и геофизики; в этом сложном переплете явлений и понятий часто из-за деревьев не видно леса, и нужно нередко мысленно прорубать в анализе природных процессов целые просеки, чтобы увидеть более широкие горизонты и не заблудиться среди самых простых положений.

Будучи уверен в правильности основного пути решения геохимических задач, я охотно буду выслушивать все замечания, возражения и критику, ибо без них идти дальше вперед нельзя.

Наши современные кристаллохимические представления основаны на измерении  расстояний,   радиусов,   объемов.   Линейка    с  делениями сотых долей ангстрема сделалась основным масштабом кристаллохимии для понимания закона образования химических соединений; и совершенно независимо от нее второй меркой природных процессов служил терм о-м е т р, который строил здание термохимии как совершенно независимое архитектурное сооружение, не имевшее ничего общего ни с шариками Гольдшмидта, ни с геометрическим их сочетанием. Сейчас настало время широко использовать третью меру — вольтметр и электрический счетчик, которые должны связать воедино обе эти постройки и дать* новую — связывающую радиус иона с калорией, деформацию шаров с вольтами возникающих диполей и геометрические ряды твердых шариков с волновыми колебаниями электромагнитных частиц. Именно к такой попытке-в области геохимии направлена настоящая книга во всей ее смелости постановки проблем, во всей решимости стать на новые пути отыскания единых, хотя бы пока и не очень точных уравнений природы, связывающих основные химические параметры атомов между собою в конкретных  условиях  земной коры.

Около 30 лет моей работы были посвящены задаче выяснить взаимоотношения между геохимическими процессами и свойствами элементов, и лишь сейчас я пытаюсь свести воедино основные выводы и объединить их вокруг теории парагена —некоторого, еще пока не полностью обоснованного, скорее эмпирического выражения, намечающего пути энергетического понимания геохимических процессов. Я пытаюсь в настоящей книге объединить н наново сформулировать огромный накопленный опыт науки, пытаюсь переложить на новый язык тот фактический материал, который я свел в своей «Геохимии», пронизывая новым энергетическим мировоззрением молодую геохимическую мысль.

Я чувствую огромную ответственность за этот решительный шаг, но пытаюсь дерзать своей мыслью и своими исканиями. Я прекрасно понимаю, что тот уровень научной истины, на который я попытался сейчас стать, будет очень скоро заменен новым, более глубоким и более устойчивым уровнем,— такова судьба и задача всякой научной работы. Но в своем решении я хотел бы руководствоваться прекрасными словами Фритьофа Нансена (1927): «Только движимое фантазией исследование является действительно продуктивным, идет смело вперед — и достигает цели».

Я хочу, тем не менее, в этой книге остаться натуралистом, точные эмпирические наблюдения и факты поставить в основу моих построений и сами построения так приспособить к объяснению природных условий,чтобы можно было их легче отбросить, когда новые факты, точно наблюденные и точно сопоставленные, вырастут за пределы старых идей.Прекрасно говорил Д. И.   Менделеев в «Основах химии»1:

«Здание науки требует не только материала, но и плана, и оно воздвигается трудом, необходимым как для заготовки материала, так и для кладки его и для выработки самого плана. Научное миросозерцание и составляет план—план научного здания. Притом, пока нет плана,— нет и возможности узнать многое из того, что уже было кому-либо известно, что уже сложено. Многие факты химии, не нанесенные на ее план, часто открывались не раз, а два, три и более раз».

Эти идеи должны служить оправданием моей геоэнергетической попытки. Я стремлюсь вложить в некоторый план всю систему многочисленных разрозненных фактов природных явлений для того, чтобы в их многообразии отыскать единство  законов,  управляющих ими.