Олег Писаржевский - Ферсман

• Название: Ферсман
• Автор: Олег Писаржевский
• Издательство: Молодая гвардия
• Жанр: Биографии и Мемуары
• Год: 1955

Книга посвящена жизни и научной деятельности замечательного ученого Александра Евгеньевича Ферсмана (1883–1945).

---

Надо было целые отряды исследователей заинтересовать стремлением прочесть в природе историю странствований отдельных химических элементов.

Таков был общий смысл проникновенных бесед Вернадского с его учениками. А когда он устало замолкал, заключив живой разговор, одиннадцать участников минералогического кружка переглядывались: пора! Заседание закрывалось до новой встречи через пять-шесть, а то и восемь месяцев.

В ежегоднике геологии и минералогии появлялся отчет: такие-то лица сделали такие-то сообщения; библиотека Минералогического общества приобрела столько-то новых книг; в коллекцию поступило столько-то новых минералогических приобретений.

Все это были наружные вехи, которые указывали, что под этой зеркальной тишиной таилось движение. Казалось, что так и должно быть: познание природы, как река, сливается из тысячи подобных незаметных струй. Вольно и неторопливо течет эта река в отведенных ей берегах. Не зашелохнет, не прогремит…

Где-то там, далеко за пределами этого тихого мирка, раздавались грубые, нетерпеливые голоса практиков. Для них минерал был лишь материалом, который в редких случаях они соглашались принять в том виде, в каком создавала его слепая природа. Инженеры и техники где-то бились уже над созданием искусственных материалов, которые должны были обслуживать многообразные нужды человечества.

Но все эти голоса доносились до кафедры минералогии Московского университета приглушенно, и отклик на них был пока еще очень слаб.

К университетскому периоду жизни Ферсмана относится одно его интересное исследование — интересное главным образом с методической стороны, в духе главных устремлений школы Вернадского того времени.

В 1907 году после сдачи всех государственных экзаменов Ферсман был оставлен при университете для подготовки к профессорскому званию. Традиционная двухгодичная командировка в Гейдельберг привела его в лабораторию знаменитого кристаллографа Виктора Гольдшмидта. Как еврей, тот был лишен возможности занимать кафедру при университете и вел лишь некоторые необязательные занятия со студентами. Свою лабораторию Гольдшмидт содержал на собственные средства, в которых не был стеснен. Он воспользовался присутствием Ферсмана, чтобы осуществить весьма дорогостоящее исследование алмазов.

По его поручению Ферсман объехал ряд крупнейших ювелирных мастерских Запада, отбирая наиболее интересные кристаллы природных алмазов для их изучения.

«Во Франкфурте, Ганау, Берлине, — рассказывал Ферсман, — на особых столах рассыпались десятки тысяч каратов природных алмазов. Целые часы я отбирал наиболее диковинные кристаллы этого диковинного минерала».

Гольдшмидт хотел получить новые данные об условиях образования кристаллов и был крайне заинтересован в совместной с Ферсманом работе над алмазами. В лице молодого русского исследователя он приобретал не ученика, а вполне компетентного и талантливого ученого-сотрудника. Ферсман с первых же шагов проявил свое виртуозное мастерство в измерении кристаллов. Он почерпнул его у своего великого вдохновителя — замечательного русского кристаллографа Евграфа Степановича Федорова, внесшего революционный переворот не только в кристаллографию, но и в минералогию в целом. В то время когда Ферсман посетил Гольдшмидта, в Россию к творцу новой науки о кристаллах и новых методов их исследования, к профессору Петербургского горного института Федорову стекались кристаллографы, петрографы и минералоги со всего мира Там гостил профессор Баркер, специально командированный Оксфордским университетом для занятий под руководством Федорова, и профессор Дюпарк из Женевы, и профессор Джимбо из Токио, и многие-многие другие. Весь ученый мир переходил на новые методы исследования, которые не только убыстряли изучение кристаллов, но позволяли закономерно связывать внешнюю форму кристаллов с их химическим составом. Этими новыми методами исследования минералов Ферсман овладел в совершенстве, и он повез их в Европу.

В годы своего студенчества он еще застал Е. С. Федорова в Москве. Гениальный ученый заведовал до 1905 года кафедрой геологии и минералогии в Московском сельскохозяйственном институте, созданном взамен разгромленной реакцией в 1892 году Петровской сельскохозяйственной академии. Эта кафедра, имевшая лишь подсобное значение для института, готовившего агрономов, стала в то время местом паломничества для молодых минералогов и кристаллографов не только Московского, но и Петербургского университетов, и даже Петербургского горного института.

Е. С. Федоров всех принимал, всем помогал, всех учил. Красивая голова уже стареющего профессора с откинутыми назад серебристыми кудрями и с седеющей бородой долгими часами склонялась над образцами новых приборов.

Обобщая фактический материал атомистики, накопившийся путем долголетних наблюдений и исследований сотен ученых, Е. С. Федоров математическим путем установил 230 разновидностей симметрических фигур, в которые могут слагаться атомы в кристаллических структурах. Каждая из 230 совокупностей элементов симметрии соответствует совершенно определенным положениям элементарных частиц кристаллических структур, то-есть атомов. В каждом из 230 видов симметрии, выведенных Е. С. Федоровым, могут кристаллизоваться лишь определенные химические соединения, так как характер вхождения атомов в химическое соединение не является произвольным. Закон кристаллографической симметрии позволяет, таким образом, проследить связь химического состава со строением кристаллов[18].

Алмаз — прекрасный пример зависимости свойства вещества не только от природы молекул, но и от их расположения в кристалле.

По составу алмаз ничем не отличается от графита: и тот и другой представляют собой чистый углерод, хорошо знакомый нам как одна из главных составных частей дерева, соломы, каменного угля. Прозрачный, сверкающий алмаз отличается от черного, мягкого, пачкающего графита только тем, что атомы углерода расположены в кристалле алмаза иначе, чем в кристалле графита.

Изучая кристалл, прежде всего измеряют углы между его гранями. В старину эти измерения производились прикладным угломером, а потом в помощь исследователю был использован луч света, отраженный от блестящих и гладких кристаллических граней. Отраженный луч направлялся в зрительную трубку. Поворачивая кристаллы на определенный угол, в ту же трубку улавливали и второй отраженный луч от второй кристаллической грани. Величина этого поворота показывала угол между двумя гранями кристалла. Для того чтобы в таком приборе перейти от одного угла к другому (а некоторые кристаллы представляют собой сложные многоугольники), нужно было весь кристалл на приборе переставлять медленна и нудно, подражая простаку-повару из ломоносовской притчи, который «вращал очаг вокруг жаркого». Этому-то занятию и посвящал целые дни трудолюбивый академик Кокшаров на протяжении всех сорока лет создания своей описательной минералогии. В старину работа на таком приборе — гониометре — в смысле точности и ловкости сравнивалась с искусством фехтовальщика. «Кристаллоизмерению, — писал один знаменитый минералог прошлого столетия, — научаются лишь с большим трудом, а чаще всего и вовсе не научаются».

Е. С. Федоров придумал поразительно простое и изящное усовершенствование этих измерений. Он заставил вращаться кристалл на гониометре в то время, как его исследователь спокойно сидел на одном месте, улавливая отблески и записывая отсчеты. Для этого он изобрел особый, универсальный, так называемый двукружный гониометр, который позволяет исследовать один и тот же кристалл с самых разнообразных сторон. Этот гониометр — незаменимое орудие всех минералогических исследований во всем мире.

Федоровский теодолитный столик: а — ранняя конструкция, б — современный пятиосный федоровский столик советской конструкции. Столик привинчивается к обычному микроскопу. Исследуемый препарат помещается посередине столика Федорова и может наклоняться вокруг осей последнего. Наклоняя столик в разные стороны, мы можем исследовать один и тот же кристалл в разных ориентировках.

Теодолитный метод заимствовал некоторые приемы астрономических измерений, отсчетов и вычислений. Каждая грань кристалла, вернее каждый отраженный от нее луч света, получает свое место на воображаемой сфере, описанной вокруг кристалла. Такая сфера условно покрывается отдельными точками (как звездами на небе). Относительное положение этих точек, отвечающее положению соответствующих им граней кристалла, измеряется примерно так же, как это делают географы, — по широте и долготе. Если эти точки нанести на бумагу, получается проекция кристалла, напоминающая обычные географические или астрономические карты.