Александр Гумбольдт. Его жизнь, путешествия и научная деятельность

Глава V. Открытия Гумбольдта

В предыдущей главе мы говорили о жизни Гумбольдта по возвращении из Америки; скажем теперь несколько слов о его научной деятельности.

Работы Гумбольдта представляют столь обширную энциклопедию естествознания, что самое сжатое изложение их потребовало бы порядочной книги. Мы ограничимся поэтому только кратким перечнем его важнейших открытий.

Все они связаны в одно целое идеей физического мироописания. Она определяет отношения Гумбольдта к исследуемому предмету. Так, например, он изучал состав атмосферы с Гей-Люссаком. Гей-Люссака вопросы о газах интересовали с чисто химической и физической стороны и привели к открытию законов объемных отношений; Гумбольдт видит в атмосфере оболочку земного шара, состав которой имеет огромное значение для всего органического мира, и с этой точки зрения занимается ее исследованием.

О работах первого периода его деятельности мы уже упоминали; здесь будем говорить только об открытиях, сделанных в эпоху от американского до азиатского путешествия. Этот период его деятельности можно назвать периодом открытий; последующие годы жизни были посвящены уже главным образом продолжению и развитию сделанных раньше исследований и сведению их в одно целое в «Космосе».

Перечисляя открытия Гумбольдта, начнем с атмосферы, перейдем к растительному и животному миру, далее к строению земной коры, к физике земного шара, орографии и географии и наконец – человеку.

Исследования химического состава воздуха, которые Гумбольдт начал еще во время службы обер-бергмейстером и продолжил впоследствии вместе с Гей-Люссаком, привели к следующим результатам: 1) состав атмосферы вообще остается постоянным; 2) количество кислорода в воздухе равняется 21 проценту; 3) воздух не содержит заметной примеси водорода. Это было первое точное исследование атмосферы, и позднейшие работы Реньо, Буссенго и других подтвердили в существенных чертах, данные Гумбольдта и Гей-Люссака.

Температуре воздуха посвящен целый ряд исследований Гумбольдта.[4]

Распределение тепла на земной поверхности, представляет крайне запутанное явление. Различное удаление земли от солнца в разные времена года, вращение земли, наклонение ее оси к эклиптике, воздушные течения, испарение воды и прочее, и прочее – все эти условия влияют на температуру местности и, переплетаясь и сталкиваясь различным образом, производят такой хаос в распределении тепла, что разобраться в нем с первого взгляда кажется просто невозможным.

Во всяком случае, прежде чем открывать причины различия температуры, нужно знать самые факты, то есть иметь картину распределения тепла на земном шаре и метод для дальнейшей разработки этой картины. Эту двойную задачу исполнил Гумбольдт, установив так называемые изотермы – линии, связывающие, места с одинаковой средней температурой в течение известного периода времени; например, с одинаковой годовой, летней (изотеры), зимней (изохимены) и прочей температурой.

Работа об изотермах послужила основанием сравнительной климатологии, и Гумбольдт может считаться творцом этой сложнейшей и труднейшей отрасли естествознания.

Ученый мир встретил работу Гумбольдта с величайшим сочувствием; всюду принялись собирать данные для пополнения и исправления изотерм. В первой его монографии об этом предмете (1818 год) мы находим только 57 мест с определенной средней температурой (годовой, по временам года, по самым жарким и самым холодным месяцам); в «Центральной Азии» (1841 год) число их достигает уже 311; в «Мелких сочинениях» (1853 год) – 506. Эти числа могут служить до известной степени меркой успехов климатологии, устремившейся по проложенному Гумбольдтом пути.

Кроме работы об изотермах, Гумбольдту принадлежит ряд капитальных исследований о климате южного полушария, о понижении температуры в верхних слоях воздуха и причинах этого понижения, о влиянии моря на температуру нижних слоев воздуха, о границах вечного снега в различных странах и другие, излагать содержание которых мы не будем. Все они важны не столько детальной разработкой предмета – что было невозможно при недостатке данных, – сколько мыслью, общими взглядами, лежащими в основе его исследований и послужившими руководящей нитью для дальнейшей разработки затронутых им вопросов.

О взглядах его на причины различия климатов мы упомянем позднее в связи с его последующими работами об этом предмете.

Влажность и давление воздуха также много занимали Гумбольдта.[5] Он показал, что в тропических странах воздух в ясные дни содержит почти двое больше воды, чем в Европе, определил верхнюю и нижнюю границу пояса облаков под тропиками, дал точные сведения о суточном колебании барометра в тех же странах, описал смену сухого и дождливого времени в тропическом поясе и выяснил ее причины, и прочее.

К области метеорологии относятся и работы Гумбольдта над температурой почвы, преломлением света в атмосфере и другие более частные и мелкие исследования, которых мы не будем перечислять.

Распределение растений на земном шаре находится в такой строгой зависимости от распределения тепла и других климатических условий, что, только имея картину климатов, можно подумать об установлении растительных областей. До Гумбольдта ботанической географии как науки не существовало. Было только имя ее и отрывочные указания в сочинениях Линка, Штромейера и других. Работы Гумбольдта[6] создали эту науку, дали содержание, существовавшему уже термину.

В основу ботанической географии Гумбольдт положил климатический принцип; указал аналогию между постепенным изменением растительности от экватора к полюсу и от подошвы гор к вершине; охарактеризовал растительные пояса, чередующиеся по мере подъема на вершину горы или при переходе от экватора в северные широты; дал первую попытку разделения земного шара на ботанические области; указал относительные изменения в составе флоры, в преобладании тех или других растений параллельно климатическим условиям.

С тех пор ботаническая география сделала огромные успехи. Собраны бесчисленные материалы из самых отдаленных частей света, появилась масса детальных местных исследований, наконец, общие труды Скау, Декандоля, Гризебаха, Энглера и других превратили набросок Гумбольдта в обширную науку. Тем не менее, принцип, установленный Гумбольдтом, остается руководящим принципом этой науки, и, хотя сочинения его устарели, за ним навсегда останется слава основателя ботанической географии.

Известные условия климата, почвы и пр. кладут известный отпечаток на растительность. Растения пустыни будут иметь нечто общее в росте, форме листьев и стебля, опущений и пр.; растения лесной области опять-таки имеют свой вид и так далее, так что ботаник, пересмотрев гербарий, может очертить общий характер местности, из которой взяты растения, прежде чем определит их. Таким образом, независимо от научной классификации, можно разделить растительность на известные группы. Этой задаче Гумбольдт посвятил «Идеи о физиономике растений», удовлетворяя, таким образом, своей художественной потребности не только описывать, но и рисовать природу.

Мы уже упоминали о массе новых видов, привезенных Гумбольдтом и Бонпланом из Америки. Заметим мимоходом, что многие из растений, украшающих наши сады и цветники, доставлены Гумбольдтом, так что любитель цветов, наслаждаясь видом и запахом своих любимцев, может с благодарностью помянуть великого натуралиста.

Исследования Гумбольдта в зоологии не имеют такого значения, как его ботанические работы. Из Америки им и Бонпланом привезено много новых видов; далее, Гумбольдт сообщил немало сведений о жизни различных животных, дал превосходную монографию о кондоре, очерк вертикального и горизонтального распространения животных в тропической Америке и прочее.

По анатомии и физиологии животных[7] ему принадлежат исследования над строением горла птиц и обезьян-»ревунов», об ужасном голосе которых упоминают все американские путешественники. Он изучил строение глотки у кайманов, благодаря которому они могут широко разевать пасть и хватать добычу под водою, не рискуя захлебнуться. Вместе с Гей-Люссаком он исследовал строение электрического органа у рыб, оказавшееся аналогичным устройством Вольтова столба; с Провансалем– дыхание рыб и крокодилов. Конечно, анатомия и физиология не относились непосредственно к его задаче, и эти работы были, так сказать, случайными экскурсиями в интересную область.

Работы Гумбольдта в геологии[8] имели огромное значение. В начале нынешнего столетия эта наука еще только начинала становиться на твердую почву благодаря трудам Вернера, Вильяма Смита, Кювье и других. Самые элементарные с современной точки зрения вопросы требовали еще разъяснения. Так, представлялось сомнительным, везде ли на земном шаре замечаются те же горные породы и тот же характер напластования, что и в Европе? В «Опыте о залегании горных пород в обоих полушариях» Гумбольдт отвечает на этот вопрос утвердительно, указывая на то, что строение земной коры сходно в обоих полушариях, что всюду она слагается из одних и тех же горных пород и представляет одинаковый порядок напластования.

Явившись в начале своей деятельности сторонником Вернера, Гумбольдт впоследствии сделался одним из главных двигателей плутонической теории, развитой главным образом Леопольдом фон Бухом. Гумбольдт не высказывался за нее вполне резко и определенно, но в значительной степени разработал аппарат фактов, на которых она построена. Теория эта признает огненно-жидкое ядро земного шара, делит горные породы на осадочные и происшедшие путем остывания расплавленной массы, объясняет образование гор поднятием земной коры (учение Эли де Бомона), признает связь вулканов с огненно-жидким ядром и пр. Короче, она объясняет многие геологические явлений «реакциями огненно-жидкого ядра на твердую оболочку», по выражению Гумбольдта.

Последний оказал содействие ее торжеству главным образом своими исследованиями о вулканах. Он указал на широкое распространение вулканических явлений, на связь отдаленных и разбросанных вулканов, которые, по его мнению, являются различными трубами общего очага, находящегося внутри земли; на особенности в географическом распределении вулканов, говорящие в пользу теории Буха, и др.; приурочил к одной общей причине разнообразные явления вулканов, сопок, горячих ключей и пр., указывал на связь вулканов с землетрясениями… Вообще в этих исследованиях с особенным блеском проявилась его способность к обобщению.

Учение об огненно-жидком ядре, о связи с ним вулканов и тому подобного одно время казалось незыблемым догматом науки. Мы все учили его в школах. Теперь оно колеблется; теорию поднятий можно считать совершенно оставленной, да и «огненно-жидкое ядро» находит все больше и больше противников… Будущее покажет, на чьей стороне истина; здесь же, конечно, не место входить в подробности боя, разгоревшегося между геологами…

Во всяком случае, Гумбольдта мы должны признать одним из главных столпов учения, долгое время господствовавшего в науке.

Собственно, к физике земли относятся его исследования над земным магнетизмом,[9] одним из любимых его предметов. В этой области принадлежит ему несколько важных открытий. Он первый фактически доказал, что напряженность земного магнетизма изменяется в различных широтах, уменьшаясь от полюсов к экватору. Ему же принадлежит открытие внезапных возмущений магнитной стрелки («магнитные бури»), происходящих, как показали позднейшие исследования, одновременно в различных точках земного шара под влиянием неразгаданных еще причин. Далее, им было открыто вторичное отклонение магнитной стрелки в течение суток (стрелка не остается неподвижной, а перемещается сначала в одном направлении, потом в противоположном: Гумбольдт показал, что это явление повторяется дважды в течение суток). Он же показал, что магнитный экватор (линия, соединяющая пункты, где магнитная стрелка стоит горизонтально) не совпадает с астрономическим. В работе, предпринятой вместе с Био, он пытался определить магнитный экватор, но недостаток данных заставил авторов предположить здесь гораздо большую правильность чем существующая в действительности. Позднейшие исследования показали, что магнитный экватор представляет весьма неправильную кривую, и, соответственно этому, местности с одинаковым наклонением и склонением магнитной стрелки распределены далеко не так правильно, как думал Гумбольдт. Тем не менее, его важные открытия и масса данных, внесенных им в науку, дают право назвать его и в этой области если не создателем, то одним из главных двигателей.

Собственно, географические открытия Гумбольдта мы уже перечисляли в главе об американском путешествии. Введенный им способ изображения местности в виде профилей быстро вошел в общее употребление. Так, он был применен Парротом и Энгельгардтом для Кавказа, Валенбергом – для швейцарских Альп и Карпат и так далее. Исследования его над морскими течениями можно считать началом новой отрасли знаний, разросшихся в обширную науку благодаря, в особенности, работам Мори.

Наконец, человеку посвящено было также немало трудов Гумбольдта. Но эти исследования по самому характеру своему не поддаются краткому изложению. Все собранные им данные о древней цивилизации ацтеков, о политическом состоянии испанских колоний, равно как и общие взгляды на отношение между человеком и природой, расслабляющее действие тропической природы на культуру и т. п., находятся в различных томах «Американского путешествия».

Вот краткий перечень важнейших работ великого натуралиста. Конечно, он может дать лишь крайне слабое понятие о массе фактов, внесенных им в науку, особенно же о мыслях, брошенных им в обращение, развитых другими и вошедших в общее сознание; масса эта так велика, что мы и сами не можем дать себе отчета, чем мы обязаны Гумбольдту.