Но геология в ее современной традиции больше связана с Геттоном (Hutton, 1726–1757), шотландским натуралистом и мыслителем конца XVIII века, со времени которого, все увеличиваясь в своей мощности, идет современный рост этой науки о нашей планете как целом (§ 24, п. II).
Первые проявления симметрии, научно обоснованные, восходят к тому же Стенону. Ибо этот глубокий естествоиспытатель не только положил основы геологии (и учению о мозге), но он же дал и основной закон кристаллографии – закон постоянства гранных углов, иначе давно называемый законом Стенона.
Больше чем через столетие после смерти Стенона, исходя из закона его имени, понятие симметрии было введено в науку. Это сделано французскими учеными Роме де Лилем (1736–1790) и Гаюи (1743–1822).
Роме де Лиль первый построил модели кристаллических многогранников, делая их из гипса и дерева, в которых исходил из закона Стенона – постоянства гранных углов, – и на основе этих углов, в природе постоянно наблюдаемых, восстановил ту идеальную форму геометрии, которая этим многогранникам при таком способе их построения отвечает (§ 7). Открытие Стенона заключалось в том, что он нашел в бесконечном разнообразии природных и искусственных многогранников то природное явление, которое дает точку опоры, для того чтобы привести это природное явление, то есть кристаллизацию, к единому определенному выражению для всех без исключения кристаллов.
Роме де Лиль в Париже обобщил закон Стенона благодаря тому, что, соединившись вместе с механиком Каранжо, построил первый прикладной гониометр – точный простой прибор, который позволил ему доказать, что наблюдение Стенона может быть распространено на все кристаллы[331].
Дальше улучшения и уточнения шли с большой быстротой, и в конце XVIII и в начале XIX века были открыты геометрические законы природных и искусственных многогранников – геометрические законы природной симметрии.
Два явления имели здесь огромное значение. Во-первых, английский физик и химик Уоллстон[332] в Лондоне усовершенствовал гониометр, основав его на отражении луча света от грани кристалла, и благодаря этому доказал, что постоянство гранных углов есть определенное свойство химических соединений и что точность измерения может быть доведена в обстановке лабораторий до десятков секунд и даже меньше, если вносить необходимые поправки.
Во-вторых, одновременно проф. Гаюи в Париже для кристаллов, обладающих спайностью, доказал, что кристалл при спайности распадается на все меньшие и меньшие многогранники, не всегда отвечающие наружной геометрической форме кристаллического многогранника, но строящие этот многогранник благодаря своему строго параллельному размещению в пространстве. То есть все одинаковые векторы бесчисленных многогранников спайности, на которые может быть разбит кристалл, в неразбитом кристалле строго векториально параллельно размещены в пространстве.
Явления спайности были открыты и правильно поняты в своем значении крупным шведским минералогом и химиком И. Г. Ганом (1745–1818) еще раньше работ Гаюи и почти одновременно шведом Т. Бергманом (1735–1784), также химиком и минералогом, в 1773 году. Раньше них, в XVII веке, явления спайности были независимо поняты в своем значении де Гульельмини. Таким образом, несколько ученых (это бросается в глаза) независимо сделали основные выводы из явления, ими же установленного, что многогранники спайности располагаются в кристаллическом многограннике строго векториально параллельно. Но Гаюи сделал из этого вывод, которого не сделал Ган, но сделал Бергман. А именно: Гаюи предположил, что мельчайшие многогранники спайности отвечают молекулам.
В это определение Гаюи была внесена в ближайшие годы основная поправка, сделанная А. Ампером (1755–1836) и независимо от него Годэном. Мы теперь знаем, что эта последняя поправка как раз и отвечает реальности. Многогранники спайности отвечают не молекулам, а атомам: они построены из центров атомов.
Это последнее представление вошло в науку только в конце XIX века, как я указывал в первой главе (§ 8–9).
39. Вывод, указанный Ампером и Годэном, вошел в жизнь только в конце XIX века независимо от их исканий. Я не буду здесь рассматривать исторически путь этого открытия, что я сделал достаточно подробно в другом месте[333]. Он привел к законам симметрии как к законам распределения атомов определенных химических соединений и их твердых растворов в кристаллическом состоянии пространства.
В течение всего XIX столетия целый ряд исследователей, нередко не зная о работах друг друга, иногда повторяя их и не зная об идеях Ампера и Годэна, пошли по этому же пути.
Среди них я упомяну только двух: работы И. Гесселя (1796–1872) в 1891 году, проф. в Марбурге, и работы А. Браве (1811–1863) в Париже. Много лет после смерти Гесселя оказалось, что он предвосхитил работы геометрической мысли, которая шла в самом конце XIX столетия[334].
Работы Браве, которые для кристаллографии не пошли дальше Гесселя, имеют для нас особое значение. Браве был первый, который в начале 1850‑х годов, изучая явления симметрии, обратил внимание на математические законности, в том числе и на геометрические явления симметрии в живом веществе. Это был ботаник, который занимался и кристаллографией. Совсем молодым, в разгар своей работы, он был вырван тяжелым недугом из своей среды и как инвалид прожил еще долгие годы. Начатая им работа о симметрии живых организмов не была никем продолжена при его жизни.
Только в XX веке химик Ф. М. Йегер в Гронингене в Голландии (1877—?)[335] и проф. Г. В. Вульф (1863–1925) в Москве[336] дали сводку многочисленных, но большей частью случайных наблюдений для симметрии живого вещества, то есть животных и растений, сводку проявлений геометрических свойств их тела.
А. В. Шубников, ученик Г. Вульфа, недавно, в 1940 году, так резюмировал наши знания в этой области: «Что касается организмов, то для них мы не имеем такой теории, которая могла бы ответить на вопрос, какие виды симметрии совместимы и какие несовместимы с существованием живого вещества. Но мы не можем не отметить здесь тот в высшей степени замечательный факт, что среди представителей живой природы, пожалуй, чаще всего встречаются как раз простейшие из невозможных для затвердевшего окристаллизованного “мертвого” вещества виды симметрии (пятерная симметрия)»[337].
40. Резкое отличие симметрии тела живых организмов от природных, то есть земных косных тел, выражается не только в указанном А. В. Шубниковым проявлении элементов симметрии. Это отличие (§ 25) было выявлено много раньше Л. Пастером в явлениях правизны и левизны. Новая сводка этих явлений была дана Г. Ф. Гаузе в Москве[338], который говорит об асимметрии протоплазмы.
Явления правизны и левизны не вошли в степени, отвечающей их научному и философскому значению, в научное сознание. Они, мне кажется, отвечают пропущенному в элементарной геометрии постулату или геометрической аксиоме о правизне и левизне в геометрических телах и явлениях.
Из прекрасной сводки Гаузе видно, что все основные необходимые для жизни химические молекулы протоплазмы встречаются только в стерически левых формах, то есть в таких стереохимических структурах, в которых центры гомологических точек – атомы располагаются по левым спиралям.
Очень часто при этом их растворы вращают плоскость поляризации света влево, и, выделенные в кристаллических многогранниках – монокристаллах, то есть твердых молекулах, они дают только левые разности, так называемые левые оптические изомеры.
