Роль Вернадского в истории науки

ВВЕДЕНИЕ 

Можно долго  перечислять научные открытия, идеи Владимира Ивановича Вернадского  в 
области знаний наук земле, природе. Указывать на новые направления, которые он заложил, рассуждать о значении его научной и общественной деятельности.

  Обладал исключительно широким диапазоном интересов, глубокой интуицией и поистине пророческим даром новых путей развития научной мысли. К числу великих сынов Земли, сумевших первыми увидеть и осознать новые, неизвестные до этого людям явления в ее историческом развитии, должно быть по праву отнесено и имя гражданина нашей страны Владимира Ивановича Вернадского.

  Он  родился всего через два года после отмены крепостного права  в России. Пережил три революции в России и две мировые войны. Его называют Ломоносовым XX века. Заложил основы комплекса, новых в настоящее время, бурно прогрессирующих научных направлений и концепций. Он был основоположником геохимии, космохимии, биогеохимии, генетической минералогии; внес огромный вклад в кристаллографию, почвоведение, гидрохимию, метеоритику.

Вернадский увидел переломный характер века в новом  состоянии

человека и  человечества, в коллективной форме  его Разума как главной черте новой эпохи. Он соединил естествознание и историю, творимую людьми. В своих работах показал, что переход биосферы в ноосферу — не локальный эпизод во Вселенной, а закономерный и неизбежный естественноисторический этап развития материи, науковедение, история философии. 
 
 

  МИНЕРОЛОГИЯ

С этой поры начинается расцвет его творчества. В то время  эта наука ставила перед собой весьма ограниченные цели. Минералоги считали, что их задача должна сводиться в основном к всестороннему описанию минералов и систематизации их. Условиями образования минералов тогда интересовались мало. Вернадский подошел к минералогии с совершенно новой точки зрения: он выдвинул идею эволюции всех минералов и тем самым поставил перед минералогией новые задачи, значительно шире и глубже прежних. Главная цель минералогии, по Вернадскому, - изучение истории минералов в земной коре. Минералоги не могут ограничиваться изучением лишь химического состава и физических свойств минералов, но должны обращать особое внимание на условия образования минералов и дальнейшую их «жизнь» в различных частях земной коры, на те изменения, которые происходят при метаморфизме и выветривании. Он установил пути превращения одних минералов в другие и указал на громадную роль этих процессов, в частности при образовании месторождений полезных ископаемых. Минералогия, по определению Вернадского, является химией земной коры и историей слагающих ее минералов. Жизнь полностью подтвердила правильность намеченного им пути развития этой важной науки. Владимир Иванович внес много нового в изучение различных групп минералов. Особенно ценны его исследования соединений углерода (основы всего живого на Земле) и силикатов - группы минералов, составляющих главную массу земной коры. На основе разработанных им идей Владимир Иванович систематизировал данные о большинстве минералов и дал новую классификацию их.

К началу XX века минералогия оставалась еще описательной наукой, происхождение многих минералов было неизвестно. Вернадский уже в своих минералогических работах показывает, что минералы являются продуктом природных химических процессов. Им создается генетическая минералогия и химические основы систематики и классификации материалов. По Вернадскому, минералы — особая форма комплексных соединений химических элементов, они представляют собой следы происходивших когда-то на Земле физико-химических процессов. На основе не кабинетных рассуждений, а большого экспериментального и экспедиционного опыта Вернадский утверждает, что география минералов имеет также право на существование, как и география животных и география растений 

  Но  каждый минерал — это сложное  химическое соединение. Изучая происхождение и развитие минералов, их распространение, — мы изучаем химическую эволюцию вещества Земли. Так, еще в минералогических экскурсиях Вернадский задумался над проблемами геохимии, из генетической минералогии начинала вырастать принципиально новая научная дисциплина, предпосылки для возникновения которой ранее существовали только в самом общем виде. Изучение химии минералов позволило Вернадскому перейти к исследованию химических элементов горных пород и рудных месторождений земной коры, выяснению их роли и места в геологической истории Земли. Свидетельством высокой оценки современниками работ Вернадского по минералогии стало избрание его в 1906 г. в Академию наук по минералогии и назначение заведующим Минералогическим отделением Геологического музея имени Петра Великого.

  Как кристаллограф, Вернадский занимается исследованием пространственной структуры минералов, отвлекаясь от их динамики. Как почвовед, минералог, геолог он изучает изменение тех же объектов во времени, при этом пространственный аспект часто отодвигается на второй план. Занятия кристаллографией привели Вернадского к проблемам строения материи, зависимости ее свойств и состояния от этого строения. Именно на этом глубинном уровне по его мнению следует искать объяснение непонятным явлениям природы.

  Сначала в Метеоритном отделе Минералогического  музея, затем в специально организованной Комиссии по метеоритам под его руководством создается коллекция метеоритов. Они представляются Вернадскому продуктами внеземных химических реакций. С их помощью он стремится проникнуть в далекое прошлое минералов Земли.

  Жизнь минералов Вернадский связывает  с жизнедеятельностью живых клеток. Протягиваются связующие нити от геохимии и минералогии к биогеохимии, которую он только что начинает формировать как науку.

  С ростом интереса к явлениям радиоактивности  и появлением необходимости изучения месторождений радиоактивных минералов под руководством Вернадского начинается подбор всех известных в те годы радиоактивных минералов. Для этого используются всевозможные пути: экспедиции учеников, поездки за рубеж, обмен с заграничными музеями, подарки зарубежных ученых из минералогических коллекций.

  Как своеобразный минерал рассматривает  Вернадский воду. Им формируется самостоятельное научное направление — минералогия природных вод. Ее основное содержание: 1) о вездесущности воды

в верхней  части планеты; 2) о единстве природных  вод; 3) о разных формах связи природных вод с окружающей средой (между молекулами воды, между водой и газами, между водой и жидкостями, между водой и твердыми телами, между водой и организмами); 4) о геосферах, слагающих земную кору и ее облекающих, проникнутых каждая своими водами и отвечающими им «неоднородными равновесиями»; 5) диссимметрии земной коры, резко разделяющей воды суши и воды Мирового океана; область диссимметрии распространяется в пределах тропосферы, гидросферы, коры выветривания, стратисферы, метаморфической геосферы и гранитной геосферы; 6) о закономерной смене подземных атмосфер в геосферах, что отражается на газовой составляющей природных вод; 7) о большой зависимости природных вод биосферы от их географического места на поверхности планеты; 8) о динамической, физической, химической зональности природных вод, в том числе и подземных; 9) об энергетике природных водных растворов в земной коре; 10) об основах минералогической классификации природных вод. Работы Вернадского в этой области определили дальнейшие направления в изучении вод Земли в гидрологии и других науках, изучающих природные воды и их связи со средой. 

От геохимии — к биогеохимии

  Генетический  подход к изучению почв и минералов, вообще к исследованию природы привел Вернадского к геохимии, которая в начале XX века не имела единой концепции. Вернадский не только выявил закономерности концентрации и рассеяния химических элементов в формировании Земли и ее оболочек (т. е. создал концепцию геохимии), но и наполнил отдельные разделы этой науки конкретным научным содержанием, много сделал для развития прикладных направлений геохимии.

Вернадский разработал основы новой науки - геохимии, которая сразу же приобрела важное значение как в чисто научном, так и в практическом отношении. Геохимия, в отличие от минералогии, - это наука об истории атомов в земной коре и во Вселенной. Геохимия изучает законы распространения и распределения атомов химических элементов в Земле и условия образования их скоплений, т. е. месторождений.

    Вернадский  всесторонне проанализировал всю  таблицу элементов Менделеева  с точки зрения геохимика. Он  разбил все химические элементы  по доле их участия в составе земной коры на группы и установил процентное содержание в земной коре многих элементов. Одним из важнейших в практическом отношении разделов геохимии является учение о парагенезисе элементов, о закономерностях связей элементов в минералах. Вернадский научно обосновал причины совместной встречаемости элементов в определенных местах земной коры, указал на закономерность в распределении участков с повышенным содержанием того или иного элемента и на их связь с геологическим строением района. Знание такой геохимической «зараженности» различными элементами дало возможность составить геохимические карты, облегчившие геологам поиски полезных ископаемых, особенно руд: ведь каждый минерал, каждая руда приурочены к определенным горным породам.

Доказывая химическое единство мира, он увидел в изучении земных атомов путь к познанию Космоса и выдвинул идею о материальном обмене и энергетическом взаимодействии между нашей планетой и Космосом, чем способствовал развитию нового научного направления — метеоритики 

В ряде работ Вернадский излагает идеи о  геохимических круговых процессах  первого и второго порядков, об их энергии, проявлении свойств химических элементов, пытается найти специфические особенности реакций в различных областях земной коры.

Обобщая данные о деятельности организмов и геохимические изыскания, Вернадский с геохимических позиций выявляет функциональную роль живого вещества как геологическую силу планетарного масштаба, закладывая этим основы биогеохимии. Биолог изучает конкретное проявление жизни, организм или вид; биогеохимик изучает всю совокупность живых организмов, — использование жизни, как отличительного признака изучаемых в биосфере явлений придало геохимии совершенно особый характер. Биологические исследования не могут ограничиваться изучением одного организма, организм нераздельно связан с земной корой и должен изучаться в тесной связи с ее исследованием. В биогенном потоке атомов, движущей силой которого является космическая энергия, проявляется и космическое значение живого вещества. Аккумулирование космической энергии живым веществом, распределение ее в биогеохимических циклах определяет и способность биосферы концентрировать эту энергию. Содержание в организме химических элементов для каждого организма есть видовой признак. 

В ряде работ Вернадский излагает идеи о  геохимических круговых процессах  первого и второго порядков, об их энергии, проявлении свойств химических элементов, пытается найти специфические особенности реакций в различных областях земной коры.

Обобщая данные о деятельности организмов и геохимические изыскания, Вернадский с геохимических позиций выявляет функциональную роль живого вещества как геологическую силу планетарного масштаба, закладывая этим основы биогеохимии. Биолог изучает конкретное проявление жизни, организм или вид; биогеохимик изучает всю совокупность живых организмов, — использование жизни, как отличительного признака изучаемых в биосфере явлений придало геохимии совершенно особый характер. Биологические исследования не могут ограничиваться изучением одного организма, организм нераздельно связан с земной корой и должен изучаться в тесной связи с ее исследованием. В биогенном потоке атомов, движущей силой которого является космическая энергия, проявляется и космическое значение живого вещества. Аккумулирование космической энергии живым веществом, распределение ее в биогеохимических циклах определяет и способность биосферы концентрировать эту энергию. Содержание в организме химических элементов для каждого организма есть видовой признак

  Рассматривая  биогеохимические функции живого вещества, Вернадский отмечает, что функции, связанные с питанием, размножением и дыханием организмов, давно существовали в биосфере. А вот функции, связанные с перемещением атомов в соответствии с потребностями организмов, начали реализовываться с появлением животных со сложным способом поведения. Это новая форма биогенной миграции, отличающаяся от простого прохождения химических элементов через тело организма, стала особенно значительной в результате антропогенной деятельности.

  В состав живого вещества, геохимически меняющего процессы в земной коре, Вернадский включил и человечество, рассматривая тем самым систему природы и систему общества в единстве. Замечательна по научной смелости его гипотеза об автотрофности человечества: «Для меня ясно, что переход человека в автотрофный организм через развитие научной работы есть естественный процесс, всецело попадающий в рамки других геохимических процессов. Точно так же как и весь рост культуры». Связанное с развитием научной мысли возрастающее геохимическое и геофизическое влияние человека на структуру и организованность биосферы интересовало Вернадского всю его жизнь и в той или иной форме отражено во всем его творчестве.