Научный аппарат фактов и эмпирических обобщений резко отличает науку от других сторон духовной деятельности человечества, от философской в частности, где такового аппарата нет. Научная гипотеза и даже научная теория есть преходящее явление, научный факт и основанное на нем эмпирическое обобщение незыблемы. Периодическая система Менделеева останется незыблемой, как бы ни менялись объясняющие ее теории. Законы Ньютона не тронуты, хотя понимание их сейчас и в XVIII веке в корне иное. Научный аппарат миллиардов фактов, сведенных в систему, обработанных обобщающей мыслью, есть та сила, которая сейчас перестраивает жизнь человека и населенные им области планеты. Научные гипотезы и научные теории важны прежде всего тем, что они вызывают и возбуждают рост научного аппарата, позволяют видеть и обобщать новые факты, в значительной мере их создают.
В XVIII веке, когда создавалось описательное естествознание, аппарат получил название системы природы. Но это название сейчас явно не отвечает действительности, так как количество научных фактов, в него входящих, получаемых не наблюдением, а научным опытом, созданием мысли человека, все резче в нем преобладает.
5. Возвращаюсь к представлению о физическом пространстве. Мы можем рассматривать правизну-левизну как чрезвычайно чувствительный индикатор физического состояния пространства. Этот индикатор дает резко различную картину в основных группах природных тел и природных явлений биосферы, в живом веществе и в косной среде.
Мы имеем сейчас в своем распоряжении огромной важности обобщение для косных природных тел, в частности для монокристаллов, для пространства, занятого однородным твердым состоянием химических соединений. Это состояние правильно называется в новой кристаллографии кристаллическим пространством[214]. Для кристаллического пространства уже в начале XIX столетия один из величайших физиков с широкой обобщающей мыслью А. М. Ампер (1775–1836) учил в Collège de France в Париже, что кристаллы указывают на распределение в пространстве атомов, а не молекул, как думали в то время. Независимо те же идеи ясно развивал А. М. Годэн (1804–1880). Но это окончательно поняли и научно доказали независимо от них только в конце XIX – начале XX века. В 1881–1883 годах Е. С. Федоров (1853–1919) дал глубокую геометрическую основу научным теориям распределения материальных точек в кристаллическом пространстве. А в 1886 году к этому вопросу совсем иным математическим путем, исходя из учения о группах, подошел немецкий математик А. Шёнфлисс (1853–1928). Они оба в начале 1890‑х годов вывели и математически характеризовали независимо друг от друга резко различным путем возможность существования в кристаллическом пространстве только 230 определенных групп распределения гомологических точек. Из их числа большинство в природе и в лаборатории сейчас найдены; все найденные в них попадают; они, таким образом, доказаны научными наблюдением и опытом.
Удобно выделять – как федоровские группы и как единственно возможные кристаллические пространства – эти определенные Е. С. Федоровым и А. Шёнфлиссом группы гомологических точек, строящие монокристалл.
В начале XX века Л. Зонке (1842–1897), потом П. Грот (1843–1927), Ж. Фридель (1865–1933) и другие обобщали явление и стали говорить не о гомологических точках, как говорил Е. С. Федоров, но об атомах, приравняв монокристалл к молекуле. В 1912 году открытие Лауе, Фридрихом и Киппингом в Мюнхене при участии Грота рентгенометрического метода – создание новой кристаллохимии – доказало опытным путем правильность научной теории Федорова и Шёнфлисса.
Научное значение работ Е. С. Федорова (1853–1919) недостаточно сознается в нашей стране. Имя его должно стоять для нашего времени рядом с именами Д. И. Менделеева (1834–1907) и И. П. Павлова (1849–1937), его старших современников.
6. Что такое кристаллическое пространство? И как проявляется правизна и левизна в нем?
Можно утверждать без всяких гипотез и предположений, что кристаллическое пространство отвечает единственно возможным, однородным размещениям в трехмерном пространстве Евклида материальных атомов. Оно отвечает определенному химическому соединению или его растворам, в атомах построяемым; оно выражается в формулах молекул, определяет распределение в них атомов.
Молекулы нам не видны, но явление можно видеть, так как оно же проявляется в монокристаллах, в однородных кристаллических многогранниках, характеризующих определенные химические соединения и их твердые растворы.
Иначе атомы химических соединений в Евклидовом пространстве трех измерений проявляться не могут.
Е. С. Федоров был прав, когда утверждал, что совпадение выводов его теории с опытом и с наблюдениями служит доказательством существования атомного состояния материи. Но это согласие доказывает большее. Выразим наш вывод несколько иначе.
Полное совпадение с теорией доказывает, что в однородном физическом Евклидовом пространстве трех измерений никогда химически отграниченные материальные точки, то есть атомы, не могут приблизиться друг к другу на расстояние порядка меньшего, чем 10–8 см. Могут быть реальными только такие геометрические представления о пространстве, которые не противоречат этому условию, и для определенных химических соединений – или для их твердых растворов – не может быть в однородной среде дисперсности, этому противоречащей.
Среди кристаллических пространств такого характера могут быть отличены кристаллические пространства, проявляющие левизну-правизну, и такие, в которых она не проявляется. Первые характеризуются отсутствием центра симметрии, плоскостей симметрии и осей сложной симметрии. Таких федоровских групп – кристаллических пространств – среди 219 может существовать[215] только 11.
Кристаллические пространства – федоровские группы – отвечают молекулам и монокристаллам определенных химических соединений (или их растворов). Реально мы имеем дело не с твердым однородным состоянием «вещества», а точнее с его химическими соединениями, определенными и неопределенными, – с их твердыми монокристаллами. Одновременно молекулы или монокристаллы при данных температуре и давлении не могут принадлежать к двум различным федоровским группам. Явление полиморфизма указывает, что в других термодинамических условиях они переходят в другие группы, но в таком случае вся молекула или весь монокристалл переходит из одной группы в другую.
Так как молекулы отвечают кристаллическому пространству, а не составляющим его дисперсным частицам, размер которых (атомов) определяется 10–8 см, то этим определяются размеры молекулярных дисперсных частиц. Самые мелкие из них не переходят границ 10–7 см, самые большие 10–8 см. Это мельчайшие части кристаллического пространства. Атомы в них располагаются, выявляя их химические формулы, согласно законам федоровских групп. В право-левых федоровских группах правизна и левизна проявляются в одной и той же право-левой группе – в одном и том же кристаллическом пространстве. Мы увидим ниже значение этого вывода.
7. Мы видим, таким образом, что в материальной (то есть атомной) однородной среде, в кристаллическом пространстве, право-левые его проявления не распадаются на два различных пространства, как это обычно думают – думал и Пастер – и как, в сущности, вытекало из идей Федорова. Этот строго, логически правильный вывод, в сущности, определяет характер Евклидова пространства трех измерений для атомной среды. Выдерживается ли это и для других геометрических построений, требует рассмотрения. Отсюда следует, что однородное Евклидово материальное пространство, в форме ли молекул или монокристаллов, резко геометрически отличается от физического вакуума.
В нем не может быть раздельности левизны и правизны. В физическом вакууме они могут быть разделены. Это легко видеть, освещая вакуум левым или правым кругово (или эллиптически) поляризованным светом. То же самое может быть получено во всякой грубо однородной дисперсной среде – в твердой аморфной и зернистой, в жидкой, в газообразной.
