Ферсман

XVI. ГЕОХИМИЯ ЛАНДШАФТА

В то время когда Ферсман работал над книгой «Цвета минералов», он увлекался идеями энергетики природных соединений и раскрытием сложной картины влияния на свойства вещества отношений между электрическими полями слагающих его атомов. Именно под этим углом зрения он размышлял о связи окраски минералов с их химическим составом и происхождением.

Задача написания книги о цветах горных пород и минералов ему, тончайшему знатоку всех оттенков минеральных форм, по началу казалась простой. Но уже заканчивая книгу, он с горечью признавался в предисловии: «Вместо доступного и захватывающего очерка о цвете и самоцветах я написал полунаучный трактат».

Вероятно, в этой пристрастной оценке Ферсман-исследователь взял верх над Ферсманом-поэтом, который воспринимал природу как пышный праздник красок и форм и мечтал свое красочное видение мира сообщить другим. Но нет в творчестве Ферсмана второй книги, в которой наука и поэзия образовывали бы такой монолитный сплав. Назовут «Воспоминания о камне». Это произведение в большей степени писательское. Это скорее лирический дневник, след его душевных переживаний. А в «Цветах минералов» перед нами сама внушившая их жизнь, сама наука. Мы как бы застигаем ученого наедине с природой и становимся не созерцателями, а участниками этой проникновенной беседы, полной глубокого смысла и красоты.

Поблекшие от времени воспоминания, переплетаясь с новыми впечатлениями, возрождались на страницах книги для новой жизни.

На маленьком «газике», в сопровождении полуторатонки, подхватывавшей собираемые на ходу минералогические образцы, Ферсман в 1935 году проделал две с половиной тысячи километров по Южному Уралу. Главной целью этого своеобразного автопробега явилось выполнение весьма ответственного академического поручения.

В то время на Южном Урале начали разрабатывать новые руды хрома, марганца, никеля, прежде неведомые в этой части Урала. В связи с таким исключительным ростом производительных сил края определилась необходимость организовать крупную комплексную экспедицию, которая приняла бы на себя выяснение ряда крупнейших межотраслевых проблем. Выполнение этой задачи взял на себя Совет по изучению производительных сил при Академии паук СССР.

Бывали случаи, когда крупные стройки новых заводов подчас обгоняли окончательные изыскания. Рудные базы уточнялись одновременно с возведением заводских стен.

Уральские, а в дальнейшем алтайские экспедиции знаменовали такое продвижение вперед советской науки, которое позволяло ей устранить этот разрыв.

Южноуральская комплексная экспедиция разбросала свои многочисленные и разнохарактерные отряды на огромных пространствах Башкирии, Челябинской области, Оренбургскою края и Западного Казахстана. В ее ведение входили не только вопросы геологии и геохимии во всей их необъятной сложности, но и вопросы лесного хозяйства, поиски энергетических ресурсов, исследование почв — словом, определение контуров строительства уже будущих лет.

Ферсман, на которого Академия наук возложила руководство этой экспедицией, решил ознакомиться с деятельностью отрядов на местах их работы. К нему присоединился сменивший его на посту директора Минералогического музея профессор Владимир Ильич Крыжановский. Он рассчитывал, опираясь на непреходящее увлечение Ферсмана, с его помощью попутно собрать богатую жатву в пользу коллекций Минералогического музея. В этом намерении он вполне преуспел. Свидетельством тому явилась вскоре открывшаяся в Москве выставка минералов Южного Урала, на которой были экспонированы интереснейшие образцы, собранные во время этой экспедиции.

Ферсман начал свой путь с центра своих юношеских паломничеств — с тех прекрасных мест, где недалеко от ильменских озер за первой грядой хребта, на склоне гор, недалеко от железной дороги, среди сосен и лиственниц установлен чугунный памятник Владимиру Ильичу Ленину. На каменном миаскитовом постаменте прибита чугунная доска, на которой навечно вылиты слова ленинского декрета о создании первого и единственного в мире заповедника камней:

«Ввиду исключительного научного значения Ильменских гор на Южном Урале у Миасса и в целях охраны природных богатств, Совет Народных Комиссаров постановляет: объявить Ильменские горы на Южном Урале у Миасса Государственным минералогическим заповедником, т. е. национальным достоянием, предназначенным исключительно для выполнения научных задач страны.

Председатель СНК В. Ульянов (Ленин). 14 мая 1920 года».

Избрав Ильмены своей основной базой, Ферсман посетил семь партий академической экспедиции, повидал десятки рудников, копей, крупнейших строек мирового масштаба.

Перед путешественниками, как на киноленте, пронеслись картины природных богатств Южного Урала.

«Специальная выставка минералов Южного Урала в нашем Минералогическом музее в Москве должна отразить наши впечатления и наши сборы», — писал Ферсман, подводя итоги автопробега.

«Но главное выставка минералов не может передать, — продолжал он, — она не даст той картины, которая наиболее резко врезалась в нашу память, не расскажет о тех людях, с которыми мы встречались и которые — каждый по-своему понимают и строят новую жизнь в старом Южном Урале… Это сила крепких рабочих натур, новых директоров предприятий, рудников, разведочных партии, твердых волей и строящих общее дело.

Это большие строители новых городов, грандиозных комбинатов, пришедшие на пустое место и в несколько месяцев покрывшие десятки квадратных километров сетью железнодорожных путей, шоссейных дорог и горами строительных материалов».

Он обращался к киноорганизациям и спрашивал их, почему они не дают картин, правдиво рисующих быт сотен партий молодежи — разведчиков, геологов, геохимиков — в борьбе за природные богатства, за разгадку того, что кроется под покровом лесов и зеленых полей. «Неужели есть где-либо большая занимательность, большая глубина впечатлений, — восклицал он, — чем в этом грандиозном росте никому не известных строек Блявы, Халилова, Орска, с их размахом не меньшим, чем Магнитогорск?!»

И, проводив Ферсмана из Орска, где между бараками и закутами с кривыми заборами уже пролегали линии будущих жилых кварталов и на месте старого поселка скотопромышленников рождался город мощных комбинатов, никеля и электрической энергии, — один из арсеналов победы в грядущих схватках, — задержимся вместе с ним на привале в прогоркшей от полынного духа степи, на просторе, раскинувшемся под темнеющим небом с распущенными парусами плывущих облаков.

Неяркая и негустая зелень на пологих сопках, бурые каменистые срезы почв вдоль железнодорожного полотна, черные вороны, слетающиеся в низины. Орел, дремотно парящий над бескрайной пустошью, да еще одногорбый верблюд, надменно влекущий повозку с мешками по дороге, дымящейся пылью. Степь!..

На невысоких увалах на левом берегу полусонной Ори Ферсман, пользуясь «попутным ветром», искал свои любимые яшмы. «В степи это дело довольно хитрое, — рассказывал он об этих поисках. — Надо смотреть на каждую рытвинку или промоину, надо следить за каждой мелочью в ровной степи, чтобы подметить в ней камень».

Но вот издали он рассмотрел какую-то ямку, потом другую, третью. Вокруг лежали камни, осколки яшм, как щепки около срубленного дерева. Вот, наконец, настоящие шурфы и выработки, а вокруг них целые штабели камня.

Если тяжелой кувалдой разбить серую, неказистую глыбу, внутри нее открывается дивный рисунок, незабываемый и непередаваемый: то кричаще резкий, то мягкий, переливающийся без теней.

— Это экспортный материал. Осторожно! Не трогайте! — закричал маленький человек, быстро направляясь из своей землянки навстречу путникам. Но тотчас его суровое лицо расплылось в улыбку. Это был старый уральский горщик Семенин, старый искателе счастья в копях Мурзинки и Ватихи. Много прекрасных дней провел с ним Ферсман в поисках самоцветов на Среднем Урале, а сейчас он был поставлен здесь начальником орских яшмовых ломок.

В то время как неутомимая маленькая машина заправлялась бензином и маслом для очередного перехода, а спутники сладко посапывали в глубине палатки, Ферсман перед отходом ко сну при свете доброй старой «летучей мыши» завершал рабочий день запоздалыми записями в путевом журнале.

«На живописных крутых склонах Урала, — писал он, — около деревни Наурузово, смотрели знаменитые месторождения ленточных кушкульдинских яшм, тёмнокрасных, с густо или яркозелеными полосками».

Записная книжка для того и придумана, чтобы регистрировать факты. Но мысль исследователя ищет места каждому из этих фактов в какой-то стройной системе. На отдыхе цепь раздумий все чаще приводила Ферсмана к замыслу готовящейся книги «Цвета минералов». Заготовки для нее не были просто ящиком с надписями: «желтый», «красный», «зеленый», куда можно было бы бросать в беспорядке все минералы определенного цвета. Эта книга должна была подобраться к новой постановке сложнейшего вопроса, который томил Ферсмана еще с тех пор, как он не мог на него ответить первым посетителям Минералогического музея в Петрограде, почему мел — белый, сапфир — синий, а земля грязнобурая…

С кристаллами дело обстояло проще, но вот изменчивые пестрые камни, и среди них в первую очередь яшмы, представляли собой наиболее твердый орешек для исследователя.

«Нет другого минерального вида, который был бы более разнообразен по своей окраске», — писал о яшме Ферсман. В яшме переплетаются все тона, за исключением, быть может, только чисто синего. Как истолковать, скажем, прекрасные фантастические картины, которые проявляются на шлифованных срезах вот этих самых орских яшм?..

Вот бушующее море, покрытое серовато-зеленой пеной на горизонте, сквозь черные тучи пробивается огненная полоска заходящего солнца. Надо только врезать в это бурное небо трепещущую чайку, и перед нами буря на море.

Вот какой-то хаос красных тонов, что-то бешено мчится мимо пожара, и огонь и черная сказочная фигура резкими контурами выделяются на фоне огненного хаоса.

Вот мирный осенний ландшафт: голые деревья, чистый первый снег, кое-где еще остатки зеленой травки.

Вот лепестки и цветы яблони; они упали на поверхность воды и тихо качаются на волнах заснувшего пруда.

Опытному мастеру-художнику достаточно было бы увидать на камне эти волшебные картины, и, осторожно врезая иногда веточку, иногда полоску неба, он мог бы тотчас усилить прекрасные узоры природы и дать им сюжет и форму.

А Ферсман ставил перед собой гораздо более дерзкую задачу — объяснить их… Это и было темой его новой книги.

Книга, по существу, писалась и тогда, когда Ферсман с Крыжановским рылись в грязных пыльных отвалах боковых пород рудников Блявы и по обыкновению разбивали молотком глыбы камней. Вдруг один из них разлетелся в руках Ферсмана на несколько ярких прозрачно-синих осколков. Радуясь нежданно богатой находке, Ферсман бросил образец своему другу и спутнику, сидевшему недалеко на куче камней. Он хотел поразить взор лучшего в Союзе знатока минералов зрелищем купоросов замечательной окраски. Но Крыжановский мельком посмотрел на подброшенный ему камень и отложил его в сторону. Ферсман глянул вслед его движению и с удивлением обнаружил, что не было уже больше ни ярких синих красок, ни плотных кристаллов. В сухом воздухе Южного Урала достаточно было нескольких минут, чтобы кристалл лишился входящих в его состав молекул воды, нарушилось возникшее между ними и ионами меди отношение и медная соль вернулась к безводному состоянию, превратилась в белый порошок.

«Такие факты незабываемы, они учат нас вникать в тайну их возникновения», — записал Ферсман в своем путевом дневнике.

Эта фраза вместе со всем эпизодом, который вызвал ее к жизни, перешла в «Цвета минералов» и отложилась в рассказе о роли воды и гидроокислов в минералообразовании.

Отдельные страницы книги складывались и в те часы, которые Ферсман провел на Семеновском руднике, около Баймака, где он в оцепенении остановился перед сверкающей пестротой открывшейся перед ним картины. Его поразили там совершенные по красоте образования пленок на натечных массах бурого железняка — лимонита. Бережно, не без труда, путешественники спустили в рудник легковую машину и погрузили на нее те огромные образцы, которыми и сейчас гордится Геологический музей в Москве.

Для натуралиста такие сильные впечатления и переживания — не мимолетная радость. Они могут стать источником новой мысли, началом научного открытия. Без таких переживаний и без вдумчивого отношения к ним натуралист превращается в ремесленника.

Новыми идеями о роли воды в минералообразовании отмечены те страницы книги, которые отлились из наблюдений в рудниках Южного Урала и рассказывают о происхождении окраски тонких пленок окислов и гидратов железа или марганца на железных рудах или валунах пустынного загара, о причинах пестрой «побежалости» цветов некоторых медных руд или цветистых пленок на донецком антраците. Общая причина этих изменчивых цветов — интерференция световых волн[90] — явление, которому обязаны своим возникновением муаровые переходы тонов на крыльях бабочки или радужные переливы нефтяной пленки на спокойной водной глади.

Незаметно, но непрерывно Ферсман работал над осуществлением своего замысла и во время путешествия на Кавказ.

Профессия человека накладывает свою печать на свойственное ему видение мира, и это придает особую прелесть самому драгоценному дару нашей жизни — дару человеческого общения. В эпоху грандиозного обогащения наук, в эпоху слияния чувства и мысли в Советской стране совсем не случайно то, что в поэзию приходят образы науки, а наука начинает говорить поэтическим языком. Разве мы, люди разных профессий и одной судьбы, не обогащаем друг друга, обмениваясь выработанным годами опытом особого видения мира?

Вероятно, моряк, ботаник и минералог одинаково воспринимают прелесть южной растительности, с равным удовольствием любуются блестящей листвой цитрусов, нежной зеленью чайных кустов. Но вот, например, у Ферсмана их правильные ряды вызывали, кроме того, еще и геометрические образы. Шпалеры приморских садов напоминали ему о великих законах кристаллов, о решетках, по сеткам которых выстраиваются атомы в своих упорядоченных постройках.

С палубы уходящего в Батуми теплохода Ферсман следил за игрой двух красок, поразивших его воображение в потийском порту. Налево, как конусы маленьких вулканов, один за другим вдоль каменного мола высятся массы буро-черной земли. Огромные экскаваторы медленно, уверенным движением своих пастей захватывают из вагонов тонны руды, высоко поднимают ее к небу, потом со скрежетом бросают ее черным дождем на вершину конуса. Это лучшая в мире марганцевая руда — осадок древних морей, которому суждено быть поглощенным пылающими жерлами печей металлургических цехов. Из черной земли родится новый металл для машин и снарядов… А справа медленно и тихо извлекает экскаватор белоснежную муку. Растут белые конусы, ослепительно сверкающие на южном солнце. Это привезенный из Хибин камень плодородия — апатит. Он пришел сюда из скал Хибинских гор, вынесенный горячими парами и расплавами из глубин земли.

«Так скрещиваются в потийском порту, — тут же записывал Ферсман свои наблюдения, — пути марганца и фосфора, пути двух различных атомов природы. Менделеевская таблица дала им два номера: 25 и 15 — черному 25 и белому 15; два нечетных номера — числа вечно кружащихся вокруг них электронов. Всеоду они избегают друг друга, всюду расходятся в пути — в глубинах ли магм — земных недр, на земной ли поверхности, в технике ли человека. Только издали переглядываются в потийском порту черные и белые конусы — их судьбы различны в истории природы и человечества: номер 25 друг номеру 26 — железа, металла войны; номер 15 друг номеру 19 — калия, атома жизни, мирного роста природы».

В промежутках между поездками Ферсман в своем обширном московском кабинете, среди уходящих в тьму книжных полок, в ночной тишине посылал в знакомые далекие края самого быстрого гонца — бессонную мысль.

Чередой перед ним проходили воспоминания, пестрая вереница фактов. Порой они напоминали движение громоздящихся друг на друга, ломающихся, исчезающих и вновь всплывающих льдин в ледостав на бурной реке. Пути находок определяются прежде всего как результаты напряженной, целеустремленной работы мысли, имеющей свои истоки в окружающей общественной среде. Главная мысль, окрыленная большим чувством и направленная к определенной цели, вызывает из полузабытых тайников тысячи родственных звучаний, настежь открывает память, обогащается множеством воскресших воспоминаний и, наконец, загорается в сознании сотнями ярких огней сложившегося и прочувствованного замысла…

Физическое ощущение движения попрежнему необходимо было Ферсману для завершения работы его мысли. На маленьких обрывках бумаги, первых, подвернувшихся под руку, на полях газеты, на листке из полевой тетради или на измятой обертке от коллекционного образца мелким, бисерным почерком он записывал, где придется — на привале, в вагоне поезда, — свои думы о виденном. Затем, подобно тому, как минералог приводит в порядок собранные им образцы, располагая их в той последовательности, какую подсказывает сложившееся у него представление об общем минералогическом ландшафте местности, так и Ферсман составлял, перекладывал свои обрывки, и когда уже наполнялась содержанием и крепла большая обобщающая мысль, он отдиктовывал сразу статью, сообщение, книгу. Стенографистки не выдерживали такой затяжной работы: они сменяли одна другую по нескольку раз. А ученый ходил большими шагами по комнате, заложив руки за спину, и говорил. В эти часы перед ним всегда во множестве были лица его внимательных слушателей — он запоминал их во время своих поездок.

Исходную идею его книги читатель неоднократно встречал на протяжении этого повествования. Однако напомним ее: окраска минералов, земли и камня неразрывно связана с природой атомов химических элементов.

Минералоги, как отмечал Ферсман, подчас с пренебрежением проходят мимо законов цвета, хотя, казалось бы, им не должно быть безразлично, почему окись железа всегда буро-красная, турмалины и бериллы — пестрые, изменчивой окраски; почему медный купорос и его растворы всегда синие, а когда купорос выветрится и потеряет свою воду, он делается белым.

Привычка в жизни и даже в науке обладает огромной связующей силой. Привыкнув сочетать тот или иной минерал с определенной окраской: например, считать железный колчедан золотисто-металлическим камнем, цирконий — бурым или буро-красным, каменную соль — белой, окислы трехвалентного железа — бурыми или коричневыми и т. д. и т. п., — минералоги часто забывают, что, в сущности, они далеко еще не разобрались в причинах окраски природных соединений, не поняли до конца, как своеобразно и реально претворяются в них глубочайшие законы строения атома.

А чаще всего они несправедливо думают о цвете, как о самом ненадежном признаке минерала. В самом деле, как ему верить, если, скажем, совершенно бесцветный, прозрачный, как стеклышко, горный хрусталь, черный марион, фиолетовый аметист, дымчатый раух-топаз, зеленый празем — это все один g тот же минерал — кварц![91] В «Цветах минералов» Ферсман спорит с этими привычно несовершенными взглядами. Снова начинает звучать главная тема его творчества: минералогия не мертвый свод описаний, и минералы, которые она изучает, не мертвые. Они создаются и изменяются в той же мере, в какой не прекращается жизнь атомов в земной коре. Опытный минералог прежде всего диагност процессов рождения минералов. А какой диагност может пройти мимо тех показаний, которые может дать ему зависимая от этих процессов и потому переменчивая окраска!

Так, например, увидев на скале сине-зеленые потеки, минералог правильно делает заключение о присутствии здесь медных или отчасти никелевых руд. Белые выцветы позволяют ему безошибочно говорить о растворимых солях щелочей с галоидами или комплексными кислородными кислотами.

Но минералог-геохимик этим не ограничится. Он знает, что цвет минерала изменчив и зависит от условий его образования. Ему известно, что, как правило, интенсивность окраски минерала слабеет с падением температуры его образования. Так, например, темно-бурые, почти черные кристаллы оловянного камня связаны с высокими температурами в горячих газовых скоплениях. По мере охлаждения этих скоплений из них выпадают все более светлые, желтые или даже зеленоватые кристаллы. Таким образом, минералог-геохимик по цвету минерала может сделать правильный и очень важный вывод об условиях образования найденного камня, а отсюда следует заключение о возможном присутствии определенных спутников данного минерала.

Но этого мало!

Зоркий глаз геохимика по едва уловимым оттенкам цвета, густоты тонов, блеска может заключить, откуда взят образец. Одинаковые минералы из разных месторождений имеют свои особенности окраски. Таким образом, цвет связывает воедино прошлое минерала и его географию.

Стоит подумать, о чем напоминают, например, покровы черных базальтовых пород, которые разлились на сотни тысяч километров Сибири. Они напоминают о тех грандиозных катаклизмах, при которых, некогда поднявшись по неведомым путям из разогретых глубин, эти магмы застыли длинными черными полосами. Мрачными утесами застыли они сейчас на берегах сибирских рек и громадными черными колоннами окаймляют их берега. Такими же массами черных базальтов залиты глубины океанов. Из них же образованы разбросанные среди морских просторов вулканические острова.

Эти мрачные, звенящие, как металл, породы характеризуют темнозеленые и черные кристаллы оливинов и авгитов, этих силикатов с закисью и окисью железа, магнитный железняк, блестки магнитного колчедана, богатое железом базальтовое стекло.

В силу внутренней логики образа Ферсман вспоминал далее пестрые, витиевато разрисованные гранитогнейсы Карелии, серые граниты Урала, «веселые» граниты Забайкалья. Эта жизнерадостная характеристика в его устах звучала вполне естественно: граниты встречают путника светлыми тонами, и лишь отдельные точки черного биотита, железистой слюды или темнозеленой роговой обманки разнообразят картину.

Среди этих светлых тонов еще светлей вырисовываются жилы пегматитов с белым кварцем, светлым полевым шпатом, редкими отдельными сверкающими самоцветами. Разведчик радуется, когда на фоне белых и розоватых тонов пегматитов он увидит черную точку, — нередко она может открыть ему месторождение важных редких минералов.

Оставив область мрачных расплавленных пород и их спутников, Ферсман переходил к химическому образованию пород на земной поверхности.

Он мысленно улыбался светлым тонам белых, желтых, розовых, серых, лишь изредка черных от примесей угля известняков юга… Это известняки, осевшие в глубинах меловых и третичных морей, это ослепительно белые меловые скалы у Белгорода, Изюма или Инкермана, слепящие вас даже тогда, когда вы несетесь мимо них в вагоне поезда. Они начинают царство белого цвета.

Он вспоминал также белоснежные скалы по Цилве на Урале, на берегах Суры в Поволжье. Это уже были гипсы, те самые гипсы, которые вместе с известняками встречаются в толщах Северного Кавказа, Средней Азии и Крыма. Самые чистые, белые сорта гипса минералоги называют алебастром, и трудно назвать что-либо белее его. Впоследствии алебастру Ферсман посвятил одну из новелл в своих «Воспоминаниях о камне».

Мысль его летела еще дальше, туда, где на почвах и на берегах лиманов выступают белые, бело-желтые, как сахарная пудра, иногда розоватые, красноватое, легко выцветающие на солнце, иногда сероватые от пыли и глины, но все же белые соли озер Заволжья, Крыма, Казахстана, Средней Азии и Западной Сибири«. На память приходили знаменитые соляные копи Илецка. Это уже были не те полузаброшенные подземные арестантские дворы, с которыми мы встречались в описаниях путешествий его юности. Последние, самые недавние впечатления говорили о них как об отлично механизированных подземных заводах с камерами, залитыми электрическим светом, отраженным многоцветным сверканием зеленоватых кристаллов. В зарисовке этого подземного пейзажа пока еще только намеками проглядывал общий замысел книги: «Прозрачные сосульки солей, как льдинки, свешиваются со стенок камер, всюду шуршит белоснежная мука, всюду соль — эмблема белого, прозрачного, растворимого, — писал Ферсман, — соль, как одно из начал вещества у алхимиков, как величайшая проблема современной кристаллохимии, проблема сочетания положительных и отрицательных зарядов электричества».

Когда Ферсман за своим столом приводил в порядок эти наброски и время от времени поднимал глаза, он уже видел за окнами снег, лежавший пушистыми массами на темных крышах.

По улицам шелестела поземка. На трубах повисали прозрачные сталактиты льда, и шестигранные снежинки, играющие морозным утром, напоминали- ему о минерале, который не должен был быть забыт, — о твердой воде. Он писал: «Еще одно белое химическое соединение — на этот раз кислорода и водорода — еще один подвижный, легкоплавкий, летучий, легкорастворимый минерал земной поверхности».

Мысль формировалась, отчеканивалась, приобретала направление и глубину.

Еще раз нам приходится убеждаться в том, что в творчестве Ферсмана взор художника неотделим от взора исследователя. Временами лишь та или другая сторона его единой сущности берет верх, но обычно они проявляются вместе, подкрепляя друг друга. Однако приходит момент, когда видение художника отступает на второй план и первенствующее место занимает вновь логический аппарат аналитика. Существует ли между ними непримиримое противоречие? Кто посмеет это утверждать! Созданные художником картины не меркнут, не тускнеют. Они не теряют своей художественной многогранности, но в них с наибольшей отчетливостью выступают важные, определяющие их черты. Исследователь сводит их вместе, располагая в строгой последовательности. Ее подсказывает мысль геохимика. И оказывается, что это последовательный переход от более глубоких расплавленных масс к химическим осадкам поверхности, от температур более высоких к температурам более низким, от металлов и металлических соединений к типичным солям.

В самом деле, получившийся ряд картин начинают самородные металлы в рудных скоплениях. Температура их образования — 1500 градусов, и свойственный им цвет — металлически-черный. За ними следуют сернистые соединения, из числа которых наиболее типичным является металлически-желтый пирротин. Температуре образования в 1000 градусов соответствуют железистые силикаты базальтов и габбро, такие как оливин, кстати оказать, чаще всего встречающийся в метеоритах, или пироксен, с геохимического изучения которого начал свою научную жизнь Менделеев, — черно-зеленые и светлозеленые минералы.

800–500 градусов — полевые шпаты и кварцы: белые, розоватые, желтоватые.

50–10 градусов — известняки и соли: белые и бесцветные.

0 градусов — снег и лед: белый и голубой.

Первая мысль исследователя: не случаен ли построенный им ряд, не выхвачен ли он по произволу воображения из длинной цепи природных соединений?

Нет, он в достаточной степени закономерен.

Ферсман сам мог бы назвать исключения из него, которые, как всегда, интересны, важны, но лишь подтверждают правило. Общий же вывод не подлежал сомнению. «Химические соединения глубин, порождения более высоких температур, темны, серы, окрашены угрюмо, тогда как химические соединения, образующиеся на поверхности из растворов, радостны, светлы, белы, прозрачны. И одновременно с этим последовательным рядом окрасок мы переходим от тяжелых, твердых, прочных, нерастворимых и тугоплавких соединений к прозрачным, легким, мягким и хрупким кристаллам, растворимым в воде, подвижным и неустойчивым», — записывал он.

Выходило так, что окраска минералов оказывалась только внешним выражением глубоких закономерностей, лежащих в основе природы, закономерностей, изучаемых молодой наукой о законах сочетаний и распределения атомов в земной коре.

Как две крайности природы, перед исследователем вырисовывались металлическое состояние, с одной стороны, и прозрачные соли, с другой. На одной стороне — металлы со всеми их характерными чертами: сплошным барьером для световых лучей видимого спектра, плотные, тяжелые, темные, нерастворимые, малоизменчивые вещества. С другой стороны — соли: мягкие, прозрачные, светлые, «бесцветные или белые, легкорастворимые постройки из резко положительных и отрицательных ионов, аккуратные, точные, симметричные.

Ферсман был уже «одержим» своей книгой, когда во время заграничной поездки, ненадолго прервавшей его работу, мчался в автомобиле мимо прибрежных дюн Остенде. Откинувшись на сиденье машины, он размышлял главным образом о том, почему так замечательно белы, чисты, лишены ярких тонов пески северного побережья Франции, Бельгии и Германии? «Как отличны эти белоснежные дюны от песков наших среднеазиатских пустынь», — записывал он, отдыхая от бешеного рейса. Мысль исследователя, для которой наиболее характерна именно неотвратимая устремленность к поставленной цели, связывала эти краски — краски холодного Севера — с низкими степенями окисления. Белые пески напоминали геохимику об условиях, в которых происходило разложение всех окрашенных систем с накоплением лишь белых, симметричных построек.

После возвращения Ферсман перечитал первоначальные заметки и остался недоволен.

Схема, голая схема!

Не все так светло, чисто, радостно и бело на земной поверхности, как это представлено в написанных начерно главах.

В природе существуют не только контрасты. Большое место в ней все-таки занимают переходы.

Может быть, химические осадки морей, соляных озер характеризованы верно. Нет спору, наши известняки, мелы, гипсы, песчаники, мраморы вообще очень светло окрашены, но ведь, помимо этих химических осадков, окружающая нас неживая природа состоит из множества образований других цветов.

Прошел месяц-другой, и вместо чистой, белой картины снежного ландшафта перед окнами появляется совсем иная картина, которую определяет бурая, коричневая, черная весенняя грязь. А краски осени с ее буро-красной листвой, черной мокрой землей и столь же грязными водами!..

И снова мысленный взор исследователя обращается к картинам наших средних или северных широт.

Вот стаял снег, и обильные мутножелтые весенние воды сносят песчаники, перемывают ледниковые глины, растворяя в них соединения железа, которые вскоре глубоко в земле осядут темными коричневыми слоями. Ветер насыпает серые песчаные дюны, серые бурые почвы покрывают горные породы. Обычная жизнь Земли проходит в серых тонах, лишенных ярких и чистых красок. Но ведь и это также не случайно! В сложных химических реакциях земной поверхности под влиянием кислорода и угольной кислоты воздуха, органической жизни и воды разрушаются минералы глубинных пород. Все растворимое растворяется. Все подвижные соли — натрия, кальция, магния, хлора, серная и угольная кислоты — переходят в растворы, уносятся в моря и океаны. Остается неподвижный остаток, который почвоведы называют «корой выветривания».

Проста ли эта россыпь частичек глины, песка, силикатов и кварца?

О нет! В ней тоже кишит сложнейшая химическая жизнь, управляемая своеобразными законами физико-химии. Система этих мельчайших частичек обладает способностью удерживать в себе тяжелые, несимметричные атомы элементов и с легкостью отдает «шарики» ионов. В этой своеобразной системе трудно установить отдельные минеральные виды или даже определенные химические соединения. Зато она представляет обширное поле для наблюдений особых законов поведения коллоидов — тех частиц, размеры которых измеряются миллионными долями сантиметра.

А окраски растительности? Разве можно их оставить в стороне, говоря о красках земной поверхности? Цепкая и неутолимо жадная память тотчас восстанавливает картины, одна другой ярче.

Ферсман вспоминает розовый сад в окрестностях Ходжента, где он не знал, чему больше дивиться — одуряющему ли тонкому пряному запаху сложных эфиров или чарующей красоте чего-то, не определяемого словом, не выражаемого фотографией и не передаваемого кистью живописца.

Откинувшись на спинку кресла, он победно улыбался: физика бралась выразить это неуловимое в точных формулах, в непререкаемых по своей убедительности расчетах. Ведь, в конечном счете, сочетания атомов предопределяют и законы окраски тел. Нужна ли, полезна ли такая глубина узнавания? Да, несомненно, она необходима. Быть может, не для того, чтобы разлагать на составные элементы цвет лепестка розы, но, чтобы, зная его природу, искусственно создавать такие же и еще более яркие окраски, которые нужны людям и в технике, и в быту, и в искусстве. Ведь, в сущности, природные красители почти оставлены в химической технике. Вооруженный сложнейшими формулами и уравнениями, человек создал из продуктов перегонки угля, смолы, бензина, нефти свои искусственные краски. Но поиски новых красителей не закончены. Человеку еще много придется учиться, прежде чем он найдет красители, столь же устойчивые и прочные, как окраски химических соединений минеральных тел, такие же нарядные, как переливающиеся зеленовато-желтые тона урана, сверкающего в хрустале, золотисто-красные или желтые цвета стекол с золотом и редкими землями…

Ферсман продолжал вспоминать буйные цветы и травы предгорий и альпийских лугов Алтая, вздымающиеся выше головы всадника, расшитый самыми причудливыми красками низкий ковер цветущих забайкальских степей, яркие заросли Средней Азии, Киргизии, Казахстана…

От яркозеленых красок листвы, хвои, трав, кончая пестрыми сочетаниями цветочного ковра, исследователь переходил к буро-желтым цветам отмирающих клеток коры деревьев, древесины. Мы знаем эти желтые, бурые, красные окраски осенней листвы, темные, почти черные тона оголенных на зиму деревьев. Эти осенние соломенно-желтые поля, выгоревшие желтые и бурые склоны, темные тона лесов… Все это оттенки цветов, наиболее привычных для минералога. Пользуясь его обиходным словарем, можно оказать, что они говорят о первом этапе химических превращений, что характерно и для блекложелтых покровов осени, мутноржавых весенних вод, несущих в растворе гуминовые кислоты, для темнорыжих тонов торфяников с отмершими водорослями и растениями. Потом идут бурые тона погребенных углей — от смолисто-бурых до настоящего черного антрацита, почти с природным металлическим блеском — и абсолютно непрозрачных графитов.

Мысль геохимика, привлекая себе в помощь показания рентгеновских лучей, с легкостью истолковывает эту цепь последовательных превращений, сопровождающихся сменой цветов.

Легкие, светлобурые «молодые угли», черный уголь и полуметаллический графит — все они состоят из мельчайших, весьма сходных колец углерода. Растет удельный вес вещества, сжимаются углеродные кольца. Лучи света наталкиваются на непроходимый барьер и не могут проникнуть через вещество. Уходя от поверхности земли, покрываясь новыми слоями осадков, подчиняясь влияниям температур и давлению глубин, древесина и клетки растений кончают цепь своих превращений черным, непрозрачным углем и графитом.

Нет, раздумья о пестроте цветочного убора лесов и лугов отнюдь не лирическое отступление замечтавшегося геохимика! Его мысль захватывает широкий простор явлений и фактов, но целеустремленность ее проявляется все более четко.

Вот он уже размышляет о том, что «багрец и золото» осенней окраски деревьев и кустарников обязаны накоплению тяжелых металлов: ванадия, свинца, серебра, цинка, урана…

Разве не об этом свидетельствует кусочек обыкновенной золы в очаге — этот крохотный «рудник» таких редких и ценных металлов, как германии и ванадий? Пройдут десятилетия, и — вот тема для фантастического романа! — человечество заставит растения добывать рассеянные в природе металлы.

Как разрастается, как усложняется замысел книги!..

К географии ландшафтов и цветов Ферсман присоединяет географию геохимических явлений. Картину внешних соотношений цветов он постепенно подводит к великому закону строения и свойств атомов.

После очередного недолгого перерыва Ферсман вернулся к своей книге, которая уже вся целиком жила в его сознании. Он испытывал ощущение, которое всегда выдает творческую натуру, — ощущение непререкаемой жизненной необходимости завершения начатого труда.

Ученый снова перечитал наброски первых глав.

В них содержались некоторые любопытные наблюдения и думы о минералогии будущего. Какой глубокий интерес и значительность приобретают отдельные наблюдения фактов природы, когда с точностью наблюдения натуралиста соединяется глубокий анализ физика и химика! Современная геохимия стоит на одном из подступов к этой науке будущего.

Ферсман нарисовал уже два длинных ряда картин. Нельзя сказать, чтобы закономерности, которыми они связывались, проглядывали очень резко, но, во всяком случае, они, несомненно, указывали на то, что законы распределения цветов в природе должны быть связаны с самой основой тех химических реакций, которые кладут начало сочетаниям веществ.

Только теперь — нужно отдать должное выдержке, которая понадобилась ему, чтобы избежать искушения сделать это раньше! — Ферсман решил обратиться к самым любимым картинам самоцветов и цветных камней, само наименование которых свидетельствует о том, как много для них значил цвет.

Почему не с них он начал?

Потому что он хотел в своей книге итти тем путем, которым идет сама наука: самые, казалось бы, обычные, постоянно окружающие нас краски природы оказались самым сложным предметом для объяснения. Разобраться в них может помочь строение конструкции наиболее простых, наиболее упорядоченных тел природы — кристаллов.

О глубоко продуманном выборе такой последовательности изложения говорит нам и то, что Ферсман не упустил случая попутно обрушиться на формалистические традиции многих современных минералогических музеев. По его мнению, они совершенно не дают правильного впечатления о тех действительных тонах, которыми наделены скалы, горы, каменоломни, забои, отвалы или штабели руды[92]. «Минералог по старой привычке выбирает не типичное, а то редкое, выделяющееся, совершенно необычайное, что обращает его внимание и в чем справедливо он ищет более ярких и резких проявлений тех законов, которые управляют миром камня. Но он не должен забывать в увлечении редким кристаллом о середняке — о том, из чего состоит девяносто девять сотых минерального царства, ибо в нем нередко таятся самые любопытные и «скрытые от глаз» ископаемые»[93].

Новые главы шли легко. Нужные образы лежали рядом; не нужно было ни напрягать воображение, ни призывать воспоминания — они всегда жили в сознании. За всю свою жизнь Ферсман ни разу не изменял своей первой юношеской привязанности к драгоценным камням.

Он рассказывал хотя и сжато, но вдохновенно о синих камнях, которые под именем сапфиров составляют славу Цейлона и Сиама, о сине-зеленых, как морская вода, уральских аквамаринах, о редких эвклазах бразильских песков, о русских лазуритах. Страницы его новой книги невольно перекликались с его же старой работой о самоцветах России, особенно когда он рассказывал о славе русских «цветников» — самоцветов — камнях зеленых.

Нет другой страны в мире, где были бы столь разнообразны и прекрасны камни зеленых тонов: изумруд — то густой, то почти темный, прорезанный трещинами, то сверкающий ослепительной зеленью. Целая гамма тонов связывает славнейшие зеленоватые или синеватые бериллы с густозелеными, темными аквамаринами Ильменских копей. Таинственно-прекрасен изменчивый александрит, в котором, по словам Лескова, «утро зеленое, а вечер красный». Это, кстати оказать, один из ярких примеров зависимости окраски от сил, соединяющих атомы…

Подчас досадуешь на то, что на страницах книги не могут быть рассыпаны камни. Минералогия — это та область, в которой труднее всего словами передать зрительное впечатление. Можно только поражаться настойчивости таланта, с которой Ферсман всю жизнь старался эту трудность преодолеть. Тому, кто никогда не бывал в минералогическом музее, трудно ощутить, например, красоту бархатного, густозеленого нефрита Саянских гор. Ферсмановское восхищение им было так заразительно, что многих читателей его описаний побуждало полюбоваться этим красивым, но мрачным камнем Сибири, в котором мы обнаруживаем все тона: от нежнозеленоватого цвета весенней травы до темного — цвета летней листвы. Всякий, кто хоть раз поддался очарованию реалистических сказок этого волшебного сказителя, не упустит случая полюбоваться и светлосерыми или стальными с зеленоватым отливом калканскими яшмами, темными, сине-зелеными камнями исключительной красоты с Южного Урала, зелеными порфирами Алтая.

Ферсман повторял в своей, книге о цветах минералов те вопросы, которые явились у него еще во времена первых юношеских путешествий по Уралу. Повидимому, именно к тем далеким временам следует отнести зарождение той общей идеи, которая пронизывает книгу.

Заканчивая обзор самоцветов и цветных камней, Ферсман останавливался в некотором смущении перед выводами из этих описаний. В созданной им пестрой картине восхищают все цвета радуги — все цвета солнечною спектра. Здесь сравнительно мало фиолетовых и синих тонов, но зато какое разнообразие оттенков — густозеленых, зеленоватых, голубых, красных, розовых, пурпуровых и желтых! Все картины, описанные им раньше, блекли по чистоте и яркости тонов перед самоцветами.

Но каковы же законы этого пестрого узора?

Цвет камня зависит от его состава. Однако — правы минералоги! — один и тот же минерал нередко встречается в самых разнообразных окрасках. Подобных примеров так много, что, повидимому, приходится говорить не об окраске самого соединения, образующего минерал, а о влиянии каких-то ничтожных посторонних примесей или о неустойчивом изменчивом состоянии ионов и атомов в самой молекуле. Но если это так, то тем более важно найти связь окраски с химическим составом. Ведь, кроме исключений, здесь существуют и правила.

Все соединения меди с кислотами зеленого или синего цвета. Таковы диоптаз, малахит, бирюза.

Соединения, содержащие закись железа, обычно зеленого, или зелено-желтого цвета, как, например, оливин — хризолит, нефрит и другие, а камни, содержащие окись железа, — красноватые, как гессонит и другие.

Минералы с хромом всегда ярко окрашены в фиолетовый, зеленый, красный или в тот и другой цвет одновременно, как рубины, александрит, изумруд и другие.

Соединения с марганцем — розового или красного цвета, — например, лепидолит, родонит, гранат.

Наряду с этим существуют окраски, в которых нельзя установить никакой химической зависимости. Таковы синие и сине-фиолетовые окраски лазурита, содалита. В этих окрасках сказывается строение самих кристаллов.

Как мы уже знаем, находящиеся в обычном своем состоянии, неповрежденные атомы не обладают свободным электрическим зарядом, но практически атомы, участвующие в химических соединениях в сложных атомных постройках, образующие земные разнообразные тела, заряжены одни положительным, другие отрицательным электричеством. Эти заряженные атомы недаром носят название ионов, что по-гречески означает «странник». Они блуждают, странствуют, перемещаются, как выражаются геохимики, мигрируют в земной коре. Из них строятся химические соединения и кристаллы, не только те, которые мы видим в больших чистых массах горного хрусталя и каменной соли, но и те своеобразные кристаллические, подвижные, колеблющиеся постройки, из которых состоят, по новейшим воззрениям, даже жидкости, включая воду.

В эти замечательные постройки проникают электромагнитные колебания — свет. Если сеточка атомов, из которых сложен тот или иной кристалл, симметрична, а кристаллические постройки прочны и сами по себе не заряжены электричеством, волны света, в тысячу раз большие, чем сама сеточка, спокойно проходят через кристаллы. Примером тому является белый прозрачный лед и горный хрусталь. Но если только мельчайшая решетка с узлами, в которых сидят маленькие ионы, не крепка, не симметрична, отдельные частицы самих атомов смещены, волна света не сможет здесь пройти «безнаказанно», как выражался Ферсман, — она потеряет часть своих колебаний и, значит, часть своих цветов. Часть ее спектра окажется захваченной, будет поглощена внутри кристалла и пойдет или на химическую реакцию, или на зарядку или перезарядку отдельных частей атома, или просто на его нагревание. И наш глаз, этот величайший по значению и тончайший по анализу орган восприятия мира, увидит кристалл ярко окрашенным в дополнительные цвета[94].

Нам пора расставаться с книгой «Цвета минералов», потому что в своем дальнейшем изложении она углубляет рассматриваемые проблемы настолько, что они становятся доступны лишь специалисту-поисковику. Но именно стремление вооружить этого искателя новым орудием исследования минералов — тонким пониманием законов их цветности — руководило Александром Евгеньевичем Ферсманом в написании его книги. Он в первую очередь адресовал ее полевым исследователям, «опытный глаз которых дороже всего». В другом месте — в своем большом труде, вышедшем в 1940 году («Геохимические и минералогические методы поисков полезных ископаемых»), — Ферсман на многих жизненных примерах доказывал, что геохимик-исследователь в цветности не только минералов, но и их сочетаний, в цветности почвенного покрова находит ряд руководящих идей, которые позволяют ему решать важнейшие промышленные задачи.

Так в Южной Африке поиски алмазоносных трубок всегда были связаны с отысканием бурых и буро-крас-ных холмов, представлявших собой продукты окисления дунитовых трубок. В Полярной Канаде открытие замечательных жил урановой руды и серебра было связано с нахождением тёмнокрасных жил, богатых гематитом и красным доломитом, которые прорезали на большом протяжении серые и серо-зеленоватые гнейсы. Тёмнокрасный цвет этих жил был настолько характерен, что поиски их велись непосредственно с самолета. Ферсман приводил также в пример характерные случаи побеления пород в связи с серными залежами в Средней Азии и т. п.

Обращаясь к широкому читателю, Ферсман должен был далее большое место в своей популярной работе уделить обширным проблемам природы света и цветов, затем — проблеме строения вещества. Тому, кто захотел бы познакомиться с этой интереснейшей книгой — а она до сих пор поучительна во многих отношениях, — предварительно придется усвоить некоторые исходные положения учения о цветах, познакомиться с тем, что представляют собою те электромагнитные волны, которые мы называем видимым светом, из чего построено вещество и каким образом мельчайшие единицы этого строения воздействуют на проходящий через них свет.

Здесь книжка Ферсмана перекликается с великолепным этюдом о физике зрения «Глаз и солнце», который оставил нам академик С. И. Вавилов.

В главе, посвященной очерку современных воззрений на строение вещества, с наибольшей полнотой открывается философская концепция книги «Цвета минералов».

В живописном очерке Ферсман рисовал те условия, при которых световые колебания видимого спектра способны гармонично «звучать» в сложном электрическом поле кристалла, и другие, при которых соответственная волна исчезает, погашается, превращается в тепловое колебание, уходит на повышение заряда, на возбуждение ионного слоя, вызывает те или иные энергетические возмущения в кристалле, но не проходит через него как световая волна. Внешне это выражается в том, что волна погашается, исчезает из видимого спектра, а вместе с тем белый свет заменяется иным. Обычно исчезает не одна определенная волна, а целая полоса волн, иногда очень резкая, иногда более размытая. Погашение полосы приводит к выявлению дополнительных цветов окраски.

Если погашаются фиолетовые, отчасти синие и еще больше зеленые тона, мы видим предмет оранжево-красным. Если наибольшее поглощение происходит где-либо в середине нашего видимого спектра, тогда достаточно небольшого перемещения линий этого поглощения, чтобы предмет вместо красного казался зеленым[95] и т. д. и т. п.

Чем менее упорядочен кристалл, тем шире будет охватывать полоса поглощения не только наиболее химически активные волны с большим числом колебаний, с большей энергией, находящиеся в фиолетовом конце спектра, но и синие и зеленые. В этом случае дополнительный спектр будет темнее, общее количество проходящего света уменьшаться, дополнительные цвета будут перемещаться вниз, окраска понижаться, углубляться, краснеть, темнеть и чернеть. И вот на пути от прозрачного кристалла мы приближаемся к крайнему пределу поглощения, к металлическому телу. Часть лучей отражается от него, а часть безвозвратно «погибает» в сложном электронном хаосе металла.

Ферсман с тревогой отмечал, что всем этим очень реальным картинам природы начинает противопоставлять себя «полумистическая мысль современных теоретиков волновой механики».

Все это не так, говорят они, нет никаких материальных частиц, никаких искажений, перемещений в кристаллических решетках, никаких окрасок.

«У греческого философа Демокрита атомы не имели своих качеств, цвета, вкуса. Они только заполняли пространство, — это были законы чистой геометрии и только. Современная физика пошла дальше: атомы потеряли в ней и свою геометрию, атом есть только символ, дифференциальное уравнение и только!.. Эксперимент незаконно приписывает ему и цвет, и масштаб, и тепло. Вещества нет, есть только математическое выражение… Так рисует современный теоретик физики В. Гейзенберг свои представления об атоме», — пишет Ферсман.

Легкая ирония в изложении взглядов идеалиста сменяется твердыми словами утверждения собственного «кредо» ученого-материалиста:

«Но не будем итти по этому пути; отказ от физически реального вещества заводит самого Гейзенберга в целый ряд противоречий. Для нас существует атом. Для нас электрон есть, может быть, не точка, но все же определенное облако. Для нас энергия неотделима от материи, как материя — от энергии и объема шаров; цвет, вкус есть объективно воспринимаемые явления, которые мы, может быть, представляем себе весьма грубо, схематично, может быть, даже неверно, но за которыми стоит конкретный, реальный мир, а не просто отвлеченное математическое уравнение».

Истинная наука всегда материалистична. Ее верные выводы всегда диалектичны, независимо от того, сознает или не сознает это исследователь. Но полный ее расцвет приходит тогда, когда это стихийное постижение действительной сущности явлений природы становится сознательным.

Ферсман достигал этой высоты.

«Новые геохимические идеи, — писал он, развивая те мысли, которые мы подчеркивали раньше, — есть лишь способ диалектического мышления. Это способ химического осмысливания природы, претворения застывших форм в динамические формы, изучения природы как сложной системы равновесия тех электромагнитных клубков, которые мы называем атомами. Нужно пытаться разгадать природу этих систем и их сочетаний и этим путем найти законы геохимии, из которых вытекает целый ряд крупнейших законов развития промышленности и хозяйства».