Из архива Льва Баньковского
Рубрикаторы Систематизация и классификация
УДК ББК
Б 34 Б 34
Баньковский Л.В. Рубрикаторы. Систематизация и классификация / Л.В. Баньковский. – Березники, 2013.
Л. Баньковский писал: «Различные учебные и специализированные учреждения нашей страны и мира накопили громадный информационный потенциал. Принцип системного подхода обеспечивает целостность представления знаний о нашей планете за счѐт введения единой методологической базы, построения единой тактики и стратегии формирования банка данных. Приобретение информационных знаний, выработка информационных умений предполагает овладение рациональными приѐмами самостоятельного ведения поиска информации как ручным, так и автоматизированным способом; освоение формализованных методов аналитико-синтетической переработки информации; применение эффективных технологий для подготовки и оформления результатов своей самостоятельной познавательной деятельности. Полидисциплинарный подход в работе с информацией означает синтез достижений ряда взаимосвязанных дисциплин, изучающих феномен нашей планеты». В сборник включѐн «Рубрикатор» по геологии и смежным наукам, изданный в период работы автора в Пермской комплексной геологоразведочной экспедиции (1971-1975), приложение № 3 к пособию «Опасные ситуации природного характера» об информационной культуре, очерки об основателе биологической системологии А.А. Любищеве, а также системологические схемы и таблицы, извлечѐнные из других работ учѐного.
ББК
На правах рукописи
© Л.В. Баньковский, 2013 © Составители: Н.Н. Литвинов А.В. Литвинова
ISBN
1
Содержание 5 – Рубрикатор научно-технической информации по геологии и смежным наукам для технических библиотек геологического профиля 9 – Таблица многоаспектного индексирования научно-технической информации по естественным наукам 9 – Источники схем и таблиц Таблицы и схемы 10 – Классификация и принципы организации и динамики систем 11 – Схема классификации основных проблем и наук о человечестве 12 – Структурные уровни системы «Природа» 13 – Система жизни (Система органического мира) 14 – Сущность системного подхода к изучению опасных ситуаций природного характера: 14 – Земля и еѐ литосфера 15 – Гидросфера 16 – Биосфера. Ноосфера. Космосфера 17 – Опасные и экстремальные ситуации в природе и обществе 18 – Факторы выживания в экстремальных условиях опасных природных ситуаций 19 – Схема взаимосвязей психических явлений у человека в экстремальных условиях 20 – Междисциплинарные аспекты фундаментального понятия безопасности жизнедеятельности «опасность» 21 – Формы интеграции знаний в учебном курсе «Безопасность жизнедеятельности» 22-23 – Психология: основные понятия, разделы, отрасли, теории, школы, подходы, направления 24 – Основные экологические аспекты и стимулы современных психологических и психофизиологических исследований 25-26 – Концепции и модели детской одарѐнности 27 – Модель обучающегося и выпускника ОЦ «РОСТ» 28 – Схематическое изображение «Человека Естественного» 29 – Башня Культуры 30 – «Разрез» Башни Культуры 31 – Культурология в системе смежных отраслей знаний 32 – Структура культурологии и еѐ основных исследовательских методов с точки зрения системного подхода 33 – Схема «генного аппарата» культуры 33 – Картины мира 34 – Структуры культуры мышления и культурного мышления 35 – Структуры культуры чувств и нравственного чувствования 36 – Структуры культуры деятельности и культурной деятельности 37 – Место Уралистики и Пермистики в системе Россики 38 – Уральская региональная культура 39 – Пермистика и Россика 2
40 – Структура социальной экологии 41 – Царства растений и животных. Схемы 42-43 – Царство растений. Списки 44-45 – Царство животных. Списки 46 – Царство животных. Пермский край 47 – Мир птиц Пермского края 48-50 – Царство минералов (Схема и список) 51 – Функции и символы Птицы в народном быту (птичьи ипостаси и метаоморфозы) 52 – Языки мира. Древо 53 – Язык как знаковая система 53 – Системология. Схема 54 – Формирование информационной культуры студентов по курсу опасных ситуаций природного характера, по геологии и смежным наукам [Текст] 55 – Классификация стихийных бедствий и экзогенных процессов 56 – Некоторые модели взаимодействий между различными стихийными бедствиями 57 – Краткий рубрикатор по отраслям геологии и смежным наукам 58 – Краткий обзор факторов эволюции Вселенной с целью упорядочения тезауруса информационно-поисковых систем по опасным космическим ситуациям [Текст] 58 – Схема поиска единства основных природных противоположностей в трудах естествоиспытателей прошлых эпох 63 – Прецессия и усугубляющийся наклон свободно вращающегося и тормозящегося волчка 64 – Строение Галактики 65 – Образование космических спиралей в Метагалактике 68 – Структура метеорологии и смежных отраслей знания 69 – Классификация метеоритов 70 – Классификация астероидов 71 – Классификация атмосферных явлений 72 – Классификация атмосферных опасностей по условиям возникновения и эволюции 73-74 – Классификация облаков 75 – Электронно-ядерный ливень: потомство первичной космической частицы Статьи и очерки 77 – Человек и природа 79 – Древо природы 81 – Служба информации 83 – Узоры на окнах 85 – Биологию поверил математикой 87 – Система жизни 89 – Целеустремлѐнная жизнь 3
91 Геологи и ЭВМ 93 – Тащить понятое время 95 – Равновесие в природе 98 – Наука – системология 101 – У истоков системологии 103 – Творчество и этика 104 – Мост через время 106 – Линия Эмпедокла 112 – Геологи в океане информации 114 – Высокие орбиты разума 127 – Стеклянное окно в морозных кружевах 132 – От систематики живой природы и биосистемологии экосистемологии 136 - Писатель и Зубры 141 - Методика системного изучения регионов на примере Урала 159 – Три Мира 160 – Схема „генного аппарата‟ культуры [Первоисточник]
4
к
ТЕКТОНИКА Пермская комплексная геологоразведочная экспедиция
РУБРИКАТОР научно-технической информации по геологии и смежным наукам для технических библиотек геологического профиля [с более поздними редакторскими правками]
ОБЩЕСТВО 01 Общество в целом. Марксистско-ленинское учение о природе и обществе 02 Социалистическая общественно-экономическая формация 03 Капиталистическая формация 04 Докапиталистические формации 95 Военное дело
НАУКИ 06 Наука в целом 07 Философские науки 08 Социальные науки 09 Технические науки 10 Математика 11 Механика 12 Физика 13 Химия 14 Медицина 15 Биология. Биохимия. Биофизика 16 Геология 17 География 18 Геодезия 19 Геофизика 20 Астрономия
ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (добывающие и перерабатывающие) 21 Искусственная природная среда 22 Техника и промышленность в целом 23 Горная промышленность 24 Химическая промышленность 25 Нефтяная промышленность 26 Газовая промышленность 5
27 Угольная промышленность 28 Металлургия 29 Машиностроение 30 Электротехника 31 Вычислительная техника 32 Радиоэлектроника 33 Приборостроение 34 Лесная и деревообрабатывающая промышленность 35 Строительство и архитектура 36 Лесная промышленность 37 Пищевая промышленность 38 Сельское хозяйство
ТЕХНИЧЕСКИЕ СИСТЕМЫ (обслуживающие) 39 Торговля. Заготовки 40 Общественное питание 41 Коммунальное хозяйство 42 Транспорт 43 Связь 44 Почта. Полиграфия
КУЛЬТУРА И ИСКУССТВО 45 Культура 46 Народное образование 47 Язык 48 Литература 49 Искусство 50 Атеизм. Наука и религия 51 Здравоохранение 52 Физкультура и спорт
ЖИВОТНЫЕ И РАСТЕНИЯ 53 Животные ископаемые 54 Растения ископаемые
ПОЛЕЗНЫЕ ИСКОПАЕМЫЕ 55 Месторождения рудные 01 Месторождения различных групп металлов 02 Месторождения чѐрных металлов 03 Месторождения цветных металлов 04 Месторождения благородных металлов 05 Месторождения радиоактивных металлов 06 Месторождения рассеянных металлов 6
56 Месторождения неметаллических полезных ископаемых 01 Месторождения минеральных строительных материалов 02 Месторождения вяжущих материалов 03 Месторождения огнеупорно-керамического сырья 04 Месторождения химического сырья и агрономических руд 05 Месторождения пьезооптического сырья драгоценных камней 06 Месторождения изоляционных материалов 07 Месторождения отбеливающих земель 08 Месторождения прочих видов неметаллического сырья 57 Месторождения горючих полезных ископаемых 01 Месторождения угля 02 Месторождения горючих сланцев 03 Месторождения торфа 04 Месторождения нефти 05 Месторождения природных газов 58 Геосферы в целом 59 Атмосфера. Климат 60 Гидросфера 61 Литосфера (См. ниже) 62 Мантия 63 Ядро 64 Горные породы в целом. Фации. Формации 65 Магматические породы в целом 66 Известково-щелочные магматические породы 67 Щелочные магматические породы 68 Метаморфические породы 69 Осадочные породы в целом 70 Песчаные горные породы 71 Глинистые горные породы 72 Соленосные породы. Гипсы 73 Карбонатные породы 74 Кремнистые породы 75 Железосодержащие породы 76 Органогенные породы в целом 77 Ископаемые угли 78 Нефтесодержащие породы 79 Газосодержащие породы 80 Кристаллы 81 Минералы 01 Самородные элементы. Интерметаллические соединения 02 Арсениды. Сульфиды. Селениды. Теллуриды. Сульфосоли 03 Галогениды 04 Окислы 05 Нитраты. Танталаты. Титанаты 06 Карбонаты. Нитраты 07 Бораты 7
08 Сульфаты 09 Селениты и теллуриты 10 Вольфрамиты. Молибдаты. Хроматы 11 Фосфаты. Арсенаты. Ванадаты 12 Силикаты 13 Органические соединения 14 Искусственные минералы 82 Элементы и их простые соединения 01 Металлиды. Карбиды. Бориды. Фосфиды. Нитриды 02 Сульфиды 03 Галоидные соединения 04 Окислы 05 Силикаты. Титанаты. Цирконаты. Тораты. Станнаты 06 Прочие соединения кислородных кислот 07 Органические соединения 83 Планеты и спутники 84 Метеориты. Космическая пыль 85 Звѐзды 86 Галактики 87 Вселенная
Рубрикатор НТИ по тектонике и смежным наукам Изометрические структуры
Макрорельеф Микрорельеф
Рельеф
Линейные структуры
01 02 03 04 05 06 07 08
Литосфера в целом Глыбы Плиты Тектонические пластины Блоки Геосинклинали Авлакогены Флексурные зоны
09 10 11 12 13 14 15
Валы Разломы Антеклизы Синеклизы Своды Впадины Локальные а) поднятия и б) прогибы Горсты Грабены Приразломные дислокации Карст Вулканы Бары Рифы Морские донные отложения и образования Русловые формы Дельтовые образования
16 17 18 19 20 21 22 23 24 25
Ландшафты. Стратиграфия. Литология 8
Источники схем и таблиц на следующих страницах: Природоведческие игры для детей и взрослых // Учѐные записки Соликамского пединститута: – В.7: Мат-лы 14-й науч.-практ. город. конф. преподавателей, учителей, студентов и школьников «Проблемы регионального образования в условиях Верхнекамья» 29-30 апреля 2008: в 4-х ч. Ч.3. – Соликамск: РИО ГОУ ВПО «СГПИ», 2008. – С. 122-139. История и экология [Текст]: очерки об истоках исторической гидрогеографии; монография / Л.В. Баньковский. – Соликамск: РИО ГОУ ВПО «СГПИ», 2008. – 356 с. Опасные ситуации природного характера [Текст]: Учебно-методическое пособие: Ч. 1 / Л.В. Баньковский. – 2-е изд. – Соликамск: РИО ГОУ ВПО «СГПИ», 2008. – 230 с. [а также Ч. 2, рукопись]. Дом-птица и птица в доме // Наука и жизнь. – 2009. – № 9. – С. 96-100. Конкурсная работа «Опыт разработки управляющей системы в муниципальном учреждении детского дополнительного образования с лингвокультурологической направленностью» [Рукопись]. 9
10
11
12
13
14
15
16
17
18
19
20
21
22
23
24
25
26
27
Схематическое изображение «Человека Естественного»
28
29
«Разрез» Башни Культуры
30
31
32
33
34
35
36
Место Уралистики и Пермистики в системе Россики 37
38
39
40
41
42
43
44
45
46
47
48
49
50
51
52
53
ФОРМИРОВАНИЕ ИНФОРМАЦИОННОЙ КУЛЬТУРЫ СТУДЕНТОВ ПО КУРСУ ОПАСНЫХ СИТУАЦИЙ ПРИРОДНОГО ХАРАКТЕРА, ПО ГЕОЛОГИИ И СМЕЖНЫМ НАУКАМ Современный прирост естественнонаучных знаний опережает темпы смены поколений специалистов, работающих с информацией по опасным ситуациям природного характера, геологии и смежным наукам. Различные учебные и специализированные учреждения нашей страны и мира накопили громадный информационный потенциал в науках о Земле. Принцип системного подхода обеспечивает целостность представления знаний о нашей планете за счѐт введения единой методологической базы, построения единой тактики и стратегии формирования банка данных. Приобретение информационных знаний, выработка информационных умений предполагает овладение рациональными приѐмами самостоятельного ведения поиска информации как ручным, так и автоматизированным способом; освоение формализованных методов аналитико-синтетической переработки информации; применение эффективных технологий для подготовки и оформления результатов своей самостоятельной познавательной деятельности. Полидисциплинарный подход в работе с геологической информацией означает, что студент синтезирует достижения ряда взаимосвязанных дисциплин, изучающих феномен нашей планеты. Углубление содержания блока изучаемых дисциплин достигается за счѐт использования информационного потенциала геологии и смежных наук. Прагматическая направленность обучения предполагает вооружение студентов знаниями и умениями для решения конкретных задач по опасным ситуациям природного характера, геологии и смежным отраслям знаний. Формализация и алгоритмизация представления необходимых материалов по данному учебному курсу обеспечивает снижение временных и интеллектуальных затрат при обработке и поиске информации. Блочно-модульный способ представления информации по опасным ситуациям природного характера и защите от них заключается во введении в базу данных курса обязательных блоков со следующей структурой: I. Опасные ситуации в литосфере I.1. Землетрясения I.2. Извержения вулканов I.3. Сели I.4. Оползни I.5. Обвалы и осыпи I.6. Лавины I.7. Абразия берегов I.8. Эрозионные процессы (эрозия почв, изменение русел рек, пыльные бури, курумы) I.9. Природные пожары II. Опасные ситуации в атмосфере II.1. Циклоны и бури II.2. Шквальные бури и смерчи II.3. Экстремальные осадки и снежно-ледниковые явления II.4. Грозы, градобития II.5. Экстремальные температуры воздуха III. Опасные ситуации в гидросфере III.1. Наводнения III.2. Цунами
54
55
56
В совокупности блоки и работа с ними формируют системное, целостное представление о динамике нашей планеты, дают студентам необходимые знания в области поиска, обработки и использования необходимой информации. Для ориентации студентов в науках о Земле и основах геодинамики предлагается следующий краткий рубрикатор по отраслям геологии и смежным наукам:
Вулканология Геоакустика Геодезия Геодинамика Геокартография Геокриология Геомагнетизм Геометрия недр Геометрология Геомеханика Геоморфология Геономия Геопатология Геостатистика Геосъѐмка Геотектоника Геотермика Геотехнология Геотомография Геофизика Геохимия Геохронология Геоэлектрика Гидрогеология Гляциология Гравиметрия Динамическая геология Инженерная геология
Историческая геология Карстоведение Космическая геология Кристаллография Литология Минералогия Минерагения Металлогения Мерзлотоведение Морская геология Неотектоника Охрана недр Палеонтология Палеогеография Палеоэкология Петрография Петрология Петрофизика Планетология Реология Сейсмология Спелеология Стратиграфия Структурная геология Теоретическая геология Экологическая геология Экономическая геология
57
Краткий обзор факторов эволюции Вселенной с целью упорядочения тезауруса информационно-поисковых систем по опасным космическим ситуациям
Рис. 35. Схема поиска единства основных природных противоположностей в трудах естествоиспытателей прошлых веков (Наиболее опасные космические явления показаны звѐздочкой)
I. Единый процесс дифференциации космической материи I.1. Плотностная (гравитационная) дифференциация: Вихри Декарта. Первым естествоиспытателем, поставившим поиски всеобщего механизма космических сил на единую твѐрдую теоретическую основу, был великий французский учѐный Рене Декарт (1644). Все звѐзды и даже вся Вселенная были, по его представлению, совокупностями различных вихрей. В общем вихревом движении космоса в роли легчайших частиц выступала самая тонкая и самая пронизывающая материя огня, в роли более плотных образований – материя воздуха, которую сам учѐный сравнивал не только с песчинками и маленькими пушинками, но даже – вот воображение! – с 58
кончиками тончайших струн. Третьим элементом во Вселенной Декарта была обладающая малым движением материя Земли. Все элементы декартовой материи были смешаны в звѐздных и планетных вихрях, но вследствие неодинаковой плотности двигались по-разному, постоянно взаимодействуя друг с другом в соответствии с разработанным Декартом «принципом упорства». Учѐный представлял себе тяготение как силу, возникающую от центростремительного движения материй Земли и воздуха. Однако Декарт не был всюду последователен в развитии своей концепции. С одной стороны, разрабатывая вихревую модель образования и эволюции Земли, он дальновидно полагал, что именно неуклонное стремление к уплотнению материи в недрах планеты вытесняет из земных толщ огонь и воздух. Но отчего же тогда в другом месте своего знаменитого трактата, где речь шла о строении Вселенной, звѐздные вихри работали наоборот? И доводом тому, что наиболее плотные элементы звѐздных систем выносились вихрями наружу, Декарту служил пример центробежного движения тяжѐлых лодок на крутых излучинах рек. Каковы же причины столь странного противоречия в эволюции планетных и звѐздных декартовых вихрей? С физической точки зрения поведение различных частиц в вихревых потоках определяется двумя основными факторами: относительной плотностью частиц и тем, в какой стадии эволюции находится сам вихрь – формируется он или распадается. Выходит, что у Декарта планетные вихри тормозились, а звѐздные, напротив, ускоряли своѐ вращение и расширялись? К сожалению, интересные мысли французского учѐного не получили должного внимания и поддержки в трудах его последователей. Вот разве только Ньютон в настойчивых поисках механизма тяготения несколько раз обращался к декартовому «принципу упорства» и разрабатывал концепцию особой космической материи, «выдавливающей» тела из своих более плотных слоѐв в менее плотные. Ньютон создал эту гипотезу в возрасте 36 лет, отказался от неѐ и снова вернулся к ней незадолго перед смертью. Гораздо известнее оригинальная ньютоновская концепция гравитационного дальнодействия, согласно которой сила тяготения между небесными телами распространяется на огромные расстояния и даже через пустоту. «Весомая» материя в абсолютном ньютоновском пространстве была выделена как главенствующая, а «невесомую», отличающуюся, по Декарту, большой подвижностью, Ньютон «остановил» и счѐл целиком «флегматической». Такие преобразования представлений о строении материи привели к тому, что следовавшие этим путѐм Ньютона физики и астрономы надолго отказались от совершенствования математических основ явления всемирного отталкивания. Кант, Шеллинг, Гегель и другие философы долгое время безуспешно пытались объяснить естествоиспытателям всю важность не только философского, но и естественнонаучного совместного анализа притяжения и отталкивания. И Эйнштейн не мог оставлять без внимания все эти основательные советы потому, что при разработке теории тяготения он прежде всего стремился достичь логической простоты, стройности и гармоничности. Разумеется, он отдал должное необыкновенно привлекательной концепции об 59
одновременном существовании во Вселенной явлений тяготения и отталкивания. Но мысль Лапласа о подобии звѐздных движений хаотическим движениям молекул газа была принята Эйнштейном и дожила почти до нашего времени. Наверное, поэтому в ньютоновской механике и в общей теории относительности осевое вращение большинства небесных тел во всех основных расчѐтах просто не принималось во внимание. Это и неудивительно: учѐные трѐх последних веков хорошо знали о вращении Солнца и планет, а вращение звѐзд было открыто спустя год после открытия Эйнштейном принципа эквивалентности, а изучено спустя ещѐ двадцать лет. И только сравнительно недавно прояснилась важнейшая особенность эволюции крупных небесных тел – заметное вековое замедление осевого вращения из-за приливного трения и отодвигание их от центров массгравитирующих систем. Благодаря глубокому изучению процессов звездообразования современные учѐные постепенно приближаются к более совершенной концепции равновесной Вселенной, в которой притяжение и отталкивание были бы полностью совмещены и сбалансированы. Новое решение мировых уравнений, найденное Фридманом, а затем открытие Хабблом разбегающихся галактик неопровержимо свидетельствовали, что человек живѐт в расширяющейся Метагалактике. Значит, всемирное отталкивание не только существует в природе вообще и компенсирует тяготение в частности, но и активно проявляет себя в специфических, вполне самостоятельных процессах отталкивания? Но разбегание галактик не исключает одновременного многоступенчатого схождения огромных объѐмов газопылевой космической материи к начальной области Большого Взрыва. Итак, основным критерием разделения орбит космических тел и крупных частиц на две категории – сходящиеся к центрам масс и расходящиеся от них является, по-видимому, их средняя плотность. Если эта плотность менее средней плотности центрального тела системы, частица рано или поздно сольѐтся с этим или другим встретившимся на еѐ пути более массивным телом. Если же средние плотности вращающихся космических тел превышают средние плотности доминирующих гравитирующих масс, то эти тела рано или поздно уйдут на окраины включающих их космических систем.
I.2. Физико-химическая дифференциация: в мире звѐзд, атомов, молекул. Этот наиболее исследованный вид глубочайшего разделения космической материи на мельчайшие компоненты и одновременного синтеза из таких «кирпичиков» длинного ряда новых материальных агломераций является по существу составной частью плотностной дифференциации, но обычно изучается отдельно. Ещѐ в первой четверти ХХ века по ньютоновскому закону всемирного тяготения было рассчитано притяжение между элементарными частицами внутри атома. Тогда же исследователи решили: раз получившиеся при расчѐтах силы всемирно притяжения в микромире невелики, то при дальнейших вычислениях динамических характеристик микрочастиц гравитацию можно не учитывать вообще. И взаимное влияние внутриатомных частиц было выделено 60
в три класса взаимодействий – электромагнитных, ядерных и так называемых слабых. С коперниковских времѐн наука ведѐт изучение скоплений небесных тел как планетарных систем. И лишь немногим более ста лет исследователи пытаются проникнуть в тайны атомного ядра, окружѐнного удивительно подвижной, переменчивой оболочкой лѐгких электронов-«планет». В 1911 году «пудинговую» модель атома Д. Томсона, согласно которой электроны вкраплены в положительно заряженную равноплотную атомную массу, сменила дальновидная гипотеза Э. Резерфорда об атоме, подобном Солнечной системе. С тех самых пор различные естествоиспытатели спорят о том, насколько планетарная модель атома подобна космическим системам, не является ли такое подобие чисто внешним свойством атомов. Основатель квантовой атомной теории Н. Бор предложил и защищал «принцип соответствия» как своеобразный мост между звѐздами и планетами, с одной стороны, и атомами – с другой. В. Гейзенберг был сторонником «принципа неопределѐнности», принципа, почти совершенно отрицающего связь между классической небесной и атомной механиками. Как выяснилось в последние годы, атом действительно не похож на целиком стационарные модели планетных и звѐздных систем времѐн Ньютона. Неожиданные открытия современными астрономами звѐзд взрывающихся и звѐзд, делящихся на отдельные части, позволили более внимательно анализировать внутриатомные явления. Ведь естественная радиоактивность атома и в особенности быстротечное, спонтанное деление атомных ядер более всего напоминает эволюцию звѐзд. Интересно, что ещѐ с конца прошлого века звѐзды и атомы изучаются практически одним и тем же инструментом – спектрографом. Спектроскопические открытия в макро- и микромире почти аналогичны. В 1928 году астрономы впервые обнаружили и измерили вращение спектрально-двойных звѐзд. И в том же самом году российскими физиками А. Терениным и Л. Добрецовым было открыто вращение ядер атомов. С точки зрения принципа неопределѐнности всегда казалось, что теоретически предсказанное в 1925 году вращение электронов вокруг собственной оси можно признавать лишь условно, на самом же деле электроны не вращаются. Однако подошло время новых, гораздо более чувствительных методов физических исследований. Сначала возникла новая область науки – радиоастрономия, а вслед за этим событием в 1944 году Е. Завойский стал основателем атомной радиоспектроскопии. После анализа так называемой сверхтонкой структуры атомных спектров было изучено осевое вращение ядер и подтверждено давно уже предполагавшееся вращение электронов. До тех пор, пока ядро и электроны мыслились маленькими гироскопами лишь сугубо условно, никто не предлагал использовать энергию вращения атома для какихнибудь практических человеческих потребностей. После открытия электронного и ядерного парамагнитного резонанса, для достижения которого с помощью коротких электромагнитных волн производится переориентация осей вращения ядер и электронов, вереница прежних неопределѐнностей в этой области познания атома существенно поубавилась. 61
Были созданы высокоточные эталоны частоты (времени), построены ядерные гироскопы, найдены способы использования вращения атомных частиц при поиске полезных ископаемых и в биологических исследованиях. А сами физики в результате таких открытий получили редкое по своей эффективности средство изучения внутриатомной структуры и динамики элементарных частиц. Одна из сравнительно недавних интереснейших новостей связана с выяснением «точечной» структуры протонов и нейтронов. Появились также основания говорить об их осевом вращении – ещѐ одном важном, пусть пока не до конца понятом сходстве мира звѐзд и атомов. Развернувшиеся исследования внутриатомных процессов позволили изучать проявления всемирных тяготения и отталкивания не только в мире звѐзд, но и в микромире. После открытия античастиц и обнадѐживающих экспериментов с ними появилась гипотеза о тахионах – высокоскоростных частицах с мнимой массой. Астрофизики увидели аналогию отталкивающихся электрических зарядов с антигравитацией. А специалисты по общей теории относительности предсказали существование антигравитирующих частиц, отталкивающихся от гравитонов. Недавние открытия свидетельствуют о том, что электромагнитные ядерные и так называемые слабые взаимодействия в микромире могут имеет не какуюто особую, пока ещѐ неизвестную природу, а целиком гравитационную. Но в зависимости от вида элементарных частиц действие казалось бы давно знакомых сил тяготения в микромире в той или иной степени ослаблено силами отталкивания, причѐм само это отталкивание не что иное, как проявление вездесущей гравитации. Оказывается, чем больше возбуждена элементарная частица, чем меньше еѐ плотность, тем сильнее проявляется гравитационное отталкивание. Именно поэтому наиболее лѐгкие частицы покидают сверхплотные внутриатомные образования с субсветовыми скоростями. Астрономические исследования одинаково свидетельствуют, насколько едина в своѐм развитии наша Вселенная. Даже самые далѐкие группы звѐзд нашей Галактики «подчиняются» действию еѐ ядра. Наш Млечный Путь входит в систему галактик, также обращающихся вокруг общего центра тяжести. Нет сомнения, что и у Метагалактики существует ядро, влияние которого простирается до самых отдалѐнных звѐздных систем. Такие же зависимости существуют и в очень сложном, пока ещѐ трудно поддающемся исследованию атомно-молекулярном мире. Но физикохимическая дифференциация вещества Вселенной, очевидно, существует. На основании тщательного изучения состава и физико-химической структуры Галактики современные астрономы пришли к выводу, что сейчас в Млечном Пути можно наблюдать звѐзды по крайней мере пяти «генераций». Это означает, что вещество из звѐзд первого «поколения» четыре раза рассеивалось по Галактике в результате космических взрывов и силами аккреции вновь собиралось в звѐзды.
62
II. Всеобщность свойств ротационных процессов в Космосе Гироскопы
Вселенной:
единство
разнообразия.
Все космические тела – пространственные ротаторы. Устойчивые или неустойчивые, замедляющиеся или ускоряющиеся, прецессирующие, наклоняющиеся, «ложащиеся на бок» и переворачивающиеся – все они типичные космические «волчки». Как известно по Солнечной системе, вековое изменение наклона оси вращающегося космического тела зависит от темпа торможения вращения его приливными силами или ускорения вращения в результате спорадического переуплотнения и уменьшения его поперечника при вековом сжатии. В последние годы в разных астрономических учреждениях нашей страны и за рубежом проведены математические расчѐты устойчивости положения осей вращения небесных тел. Известна аналогия вращающихся небесных тел со свободными гироскопами. При замедлении их вращения оси гироскопов неуклонно наклоняются, пока не происходит падения гироскопов на опорную поверхность. Поскольку у космических тел нет опорной поверхности, они при замедлении вращения могут оставаться «лѐжа на боку», когда их ось совпадает с плоскостью эклиптики, а при дальнейшем замедлении вращения могут и продолжить свой поворот относительно первоначального положения.
II.1.
Рис. 36. Прецессия и усугубляющийся наклон свободно вращающегося и тормозящегося волчка. Репродукция картины Ж.-Б. Шардена «Мальчик и волчок» 63
Рис. 37. Строение Галактики
Если образовавшийся угол наклона оси вращения превышает 90°, то у космического тела по отношению к системе возникает так называемое обратное вращение. Практика наблюдательной астрономии показывает, что многие космические тела проявляют свою взрывную активность (хотя и значительно меньшую по масштабам по отношению ко всей системе), в том числе и «лѐжа на боку». Об этом могут свидетельствовать, в частности, наличие сферической составляющей в ядрах галактик (и галактического балджа на рис. 37), обратное вращение некоторых звѐзд в звѐздных системах, орбиты малых тел солнечной системы, круто наклонѐнные к плоскости эклиптики и т.д. II.2. Выстраивание иерархии космических спиральных систем: единство Вселенной за витками космических спиралей. Наиболее крупномасштабные ветви космических спиралей – это свидетельства цикличности рождения квазаров из центра Метагалактики, их приливного торможения вращения, последующего деления и векового перехода всех этих структур по спирали на более широкие орбиты. Космические спиральные структуры – важнейший и наиболее богатый класс структур в активных космических средах. Наиболее изученными во Вселенной являются спиральные галактики: на их долю приходится около двух третей видимой массы Метагалактики. Спиральная форма космических образований независимо от их возраста целиком обязана такому универсальному эволюционному фактору Вселенной как приливное торможение вращения крупнейших и крупных космических тел, их прогрессирующее вековое переуплотнение, расчленение на тесные кратные системы и расхождение последних друг от друга по спиральным траекториям. Образно выражаясь, спираль является символическим своеобразным универсальным фракталом Космоса. Сложность анализа рождающихся галактических спиралей заключается в том, что переуплотнѐнные вращающиеся активные ядра галактик на начальном этапе своей эволюции не только наклоняют свои оси вращения, но «поворачиваются на бок» и даже 64
Рис. 38. Образование космических спиралей в Метагалактике
приобретают «обратное» вращение, что вызывает образование так называемых баров. II.3. Резонансные свойства движений космических тел – результат единого по своей природе процесса настройки вселенских «маятников». Системы космических тел, обращающихся по орбитам и одновременно вращающихся вокруг своих осей – это наиболее энергетическая разновидность колебательных систем Вселенной. Основными параметрами этих колебательных систем являются частоты, амплитуды, фазы, энергетика. Космические тела на орбитах неуклонно приобретают всѐ большую энергию от центральных тел всей иерархии космических систем при вековом вселенском центробежном перераспределении момента количества движения. Любые колебательные процессы, в том числе и космические, в единых системах обладают свойством синхронизации. На длительном эволюционном пути развития Вселенной синхронизация космических «маятников» достигла высокой степени действенности. Многие наблюдаемые резонансы во Вселенной – это целочисленные соизмеримости ротационных параметров космических тел и систем. Многочисленные примеры космических соизмеримостей свидетельствуют об универсальности процесса синхронизации пространственных ротаторов космоса, но также о том, что Вселенная не вышла ещѐ из эпохи энергетического развития, что препятствует окончательной синхронизации еѐ колебательных систем. Для ориентации студентов в науках о космосе предлагается следующий краткий рубрикатор по разделам астрономии (А) и смежным отраслям знаний: 1. Астрометрия (АМ) - фотографическая АМ - астрофотография - фундаментальная АМ - интерферометрия 2. Сферическая А 65
3. Наблюдательная А - всеволновновая А - радиоастрономия - радиолокационная А - микроволновая А - инфракрасная А - оптическая А - ультрафиолетовая А - рентгеновская А - гаммаастрономия - нейтринная А 4. Практическая А - геодезическая А - космическая А - радарная А 5. Небесная механика - астродинамика - аэромеханика 6. Околоземная А 7. Внеатмосферная А 8. Звѐздная А 9. Звѐздная динамика 10. Внегалактическая А 11. Астрофизика (АФ) - физика (Ф) планет и Луны - Ф Солнца - Ф комет и метеоров - Ф звѐзд и туманностей - Ф галактик и галактических ядер - физическая оптика - магнитогидродинамика - плазменная АФ - ядерная АФ - АФ высоких энергий - ядерная космохронология - палеоастрофизика - практическая АФ - теоретическая АФ 12. Космогония 13. Космология 14. Палеоастрономия 66
15. Теоретическая А 16. Космонавтика - ракетная А - спутниковая А - спутниковая геодезия - астроориентация - астронавигация - космическая навигация 17. Планетология (ПЛ) - историческая ПЛ - науки о планете Земля - селенография - селенология 18. Гелиосейсмология 19. Астрохимия 20. Астрогеология 21. Астробиология - экзобиология - астроботаника - гелиобиология 22. Астросоциология - астропсихология - астрология - уфология
67
68
69
70
71
72
73
74
75
76
Человек и природа Вечерняя Пермь. – 1972. – 16 октября
Человек и природа. В каких взаимоотношениях они находятся? Учѐные прошлого столетия обсуждали эту проблему особенно горячо и противоречиво. «Географы-нигилисты», как и тургеневский Базаров, отводили природе лишь роль кладовой, хранящей запасы всего самого необходимого для человека. Ш.Л. Монтескье, Г.П. Бокль и другие сторонники концепции географического детерминизма, наоборот, доказывали, что вся жизнь человечества целиком подчинена условиям географической среды, в особенности климату и почвам. Некоторые же учѐные, так называемые поссибилисты, соглашались с тем, что природа оказывает влияние на эволюцию человека, а вот уже само человеческое общество, по их мнению, окружающей среде никак не подвластно. Для всестороннего анализа природы и общества современные исследователи предложили мысленно расчленить биосферу и ноосферу на более дробные оболочки и особенно тщательно рассмотреть те из них, которые связаны преимущественно с деятельностью человека. Советский географ Ю.К. Ефремов впервые ввѐл в научный обиход понятие антропосферы и социосферы, а ленинградский учѐный Л.Н. Гумилѐв выделил этносферу. В трудах известного советского геохимика В.И. Вернадского широко развито представление о ноосфере – оболочке разума. Сравнительно недавно появившиеся термины «антропосфера», «этносфера» и «социосфера», даже по одной своей форме явно не похожие и, конечно, не равнозначные, наглядно характеризуют следующие друг за другом этапы взаимодействия общества и природы. Около десяти тысяч лет тому назад на Земле в основном завершилось становление антропосферы. Человек того времени, живший в условиях первобытнообщинного строя, в поисках пищи ежеминутно и ежечасно входил в самый рискованный, непосредственный контакт с дикой и враждебной природой. Только такую природу и можно назвать кладовой, которая чаще скупа, чем щедра. Прошли ещѐ многие столетия, пока люди научились выращивать злаки, обзавелись домашним скотом, основательно освоили разные ремѐсла. Природа по-прежнему была враждебной человеку. Повторяющиеся наводнения и засухи, 77
связанные с неблагоприятным ходом естественных процессов, служили причиной перемещения целых народностей, нередко на многие тысячи километров. Области Земли с более или менее устойчивыми условиями существования постепенно становились центрами больших этнических объединений. Этносфера – это планетная оболочка взаимосвязанных в своѐм развитии народностей, приспособившихся к определѐнному тектоническому и климатическому режиму и защищѐнная от стихийных бедствий барьером сознательно устроенного сельскохозяйственного и промышленного производства. Следующий этап развития общества связан с формированием новой планетной оболочки – социосферы. Человеческое общество овладело разнообразнейшими природными ресурсами. После длительных поисков на значительной части территории планеты реализованы главные принципы совершенного общественного устройства. Человечество окружило себя сложной и довольно высокоорганизованной искусственной природной средой. И от всего этого природа стала во много крат щедрей, даже несмотря на то, что в стадию антропосферы она кормила по крайней мере в тысячу раз меньше людей, чем сейчас. Такова в общих чертах последовательность совершенствования взаимоотношений природы и общества. Многие естествоиспытатели и философы придумывали образные названия движущим силам земной жизни. В.И. Вернадский рассматривал явление всеобщего неуклонного «давления жизни». И.П. Павлов называл великим двигателем человеческой жизни «рефлекс цели». Кратко и ясно по этому поводу писал Ф. Энгельс: «Согласно материалистическому пониманию определяющим моментом в истории является в конечном счѐте производство и воспроизводство непосредственной жизни… С одной стороны – производство средств к жизни: продуктов питания, одежды, жилища и необходимых для этого орудий; с другой – производство самого человека, продолжение рода». И прежде, и в наши дни многие зарубежные учѐные стараются не замечать всей определѐнности слов Ф. Энгельса. Всѐ ещѐ не исчерпаны попытки развивать взгляды английского историографа А. Тойнби, который утверждал, что любой качественный скачок в развитии человеческих цивилизаций является «ответом на вызов природы». Но это совсем не так. Издавна народы прокладывали каналы, строили дамбы, как могли, берегли свои поля. Но проходили века, и большинство подобных искусственных сооружений было размыто, развеяно, занесено песками и илом. А. Тойнби называл все подобные факты «вызовом природы». На самом деле здесь налицо вызов человека природе. В социосфере наряду с традиционной тенденцией биологического самосохранения ныне особенно отчѐтливо сознаѐтся тенденция социального самосохранения человечества. Движение за мир, против оружия массового уничтожения, против наиболее опасных и распространѐнных заболеваний, за здоровую среду обитания – всѐ это элементы борьбы не только за 78
общепланетную совокупность физически и нравственно здоровых людей, но и за высокоорганизованную социосферу настоящего и будущего. Л. Баньковский, В. Баньковский Человек в мире информации
Древо природы Вечерняя Пермь. – 1972. – 1 августа
Три с четвертью века назад на страницах «Начал философии» Р. Декарта появилось необычное и яркое сравнение наук с ветвящимся деревом. С тех пор в поисках главного стержня системы человеческих знаний различные исследователи не раз обращались к этому сравнению. Развитие как ведущий и всеобщий принцип природы был предугадан Г. Гегелем, а впервые научно обоснован и положен в основу классификации наук Ф. Энгельсом. Концепция развития нашла полное подтверждение во всех последующих естественнонаучных и философских исследованиях и сыграла немалую роль в самых разных областях науки и практики. Ныне на фундаменте этой концепции стоит вся разветвлѐнная служба научной информации, непрерывно вбирающая в себя все стороны научных знаний о развивающейся природе. В соответствии с принципом развития построены многие библиотечнобиблиографические классификации, справочные рубрикаторы и указатели. Классификации наук определяют содержание библиотечных каталогов, позволяющих читателю ориентироваться при поиске нужной литературы и облегчающих работникам библиотек выдачу книг. Не найдѐт читатель вовремя нужную книгу, пропустит некстати интересную статью, – посетует на «невезучесть». Иное дело – чтение специалиста. Если важные книги и другие документы остаются вне поля зрения учѐного и инженера, то это влечѐт за собой или существенные убытки на производстве, или потерю темпов и отставание в научных исследованиях. Поэтому во всех областях современной человеческой деятельности возникли специальные службы, взявшие на себя обязанность непрерывного информационного сопровождения сложных исследований, широкого оповещения специалистов о самых последних достижениях науки и техники. Для того, чтобы иметь в поле зрения массу всевозможных публикаций, число которых удваивается в среднем каждые десять-пятнадцать лет, 79
потребовались новые средства обработки, хранения и поиска информации. Значительную часть этой трудоѐмкой работы оказалось возможным автоматизировать, применяя электронно-вычислительную технику. Быстро выяснилось, что пока невозможно создать автоматические информационные устройства, «понимающие» тексты на обычном человеческом языке. Для машин были придуманы упрощѐнные, так называемые информационно-поисковые языки (ИПЯ). При их помощи специалистиндексатор переводит любые документы в набор цифр, которые затем закладываются в «память» машины. Зашифрованные таким образом сведения при необходимости извлекаются с соответствующей «полки» машины и снова переводятся на язык запроса. Трудно научить машину быть не слишком «многоречивой» в ответах и «вспоминать» только требуемые аспекты обширного запаса информации. Ещѐ в тридцатые годы, когда об электронно-вычислительных машинах для информационных целей не было и речи, индийский библиотековед Ш. Ранганатан разработал очень своеобразный метод многоаспектной, фасетной классификации библиотечных фондов. Фасетный принцип Ранганатана обнаружил редкие преимущества в соединении с современной электронной техникой и существенно облегчил решение проблемы индексирования, хранения и поиска многоцелевой информации. Такие информационно-поисковые системы (ИПС) используются сейчас в различных научных учреждениях и в общем удовлетворяют запросы специалистов соответствующих отраслей. Но, как это всегда бывает, на место одной решѐнной проблемы становится другая, не менее важная и сложная. В наше время взаимопроникновение всех наук – настолько реальная тенденция, что информационная служба уже не мыслится иначе как многоотраслевой и единой. Применение здесь существующих ИПС пока ещѐ сильно затруднено необходимостью «многоступенчатых» переводов с разных информационно-поисковых языков. Ликвидация «вавилонского столпотворения» среди столь разноязычных машин – одна из самых насущных проблем науки информатики. Возникшая ситуация усугубляется тем, что с развитием науки и техники очень быстро обновляется терминология различных отраслей знания, возникают новые науки, требующие включения новых классификационных звеньев в довольно-таки жѐсткую структуру современных ИПС. Темпы совершенствования информационной службы во многом определяются ныне результатами совместной работы философов, естествоиспытателей, библиографов, языковедов, математиков, инженеров. Философский и естественнонаучный принцип развития природы, положенный Энгельсом в основу классификации наук, в настоящее время обеспечивает возможность построения единого генетического ряда объектов природы. Каждый из взаимообусловленных и взаимосвязанных природных объектов индексируется в различных аспектах (фасетах), отражающих вещественный состав, структуру, происхождение, особенности динамики и историю развития объекта. Подобный анализ природных объектов и явлений позволяет вести автоматические обработки, хранение и поиск информации с использованием преимуществ многоаспектных, так называемых дескрипторных ИПС. Перемещение в низшие подразделы систематической классификации наиболее 80
неустойчивых, постоянно совершенствующихся понятий об объектах природы делает подобную информационно-поисковую систему относительно стабильной в условиях быстро развивающейся науки. Создание универсальной информационно-поисковой системы, повидимому, обещает в будущем объединение традиционных философской, педагогической и библиотечно-библиографической классификаций наук в единую, универсальную классификацию знаний человека о Вселенной. Л. Баньковский, В. Баньковский, научные комментаторы «ВП»
Служба информации Вечерняя Пермь. – 1973. – 4 июля
В наше время стали уже совсем привычными на рабочих столах стопки пахнущих свежей типографской краской брошюр или папок с эмблемой оперѐнной стрелы. Это значит, что специалисты находятся под опекой работников службы информации. Задача этой недавно появившейся службы – регулярное оповещение научно-исследовательских институтов, производственных организаций, учебных учреждений о всех важных новостях в той или иной отрасли науки и техники. Основные методы информационного обслуживания специалистов были разработаны и прошли испытание временем в существующей многие десятилетия библиотечной службе. Только раньше обычно не информация ходила к специалистам, а специалисты к библиотечным полкам. 81
Интересно, что читатели обычных библиотек и подопечные службы информации – чаще всего одни и те же люди. С одной стороны, они преследуют цель самообразования, ведь наука и техника настолько быстро уходят от содержания институтских и университетских программ, что остаться специалистом своего дела можно лишь при условии постоянной самостоятельной работы с книгой. С другой стороны (или правильнее сказать, в первую очередь), специалисты озабочены задачей быстрого и правильного решения вполне конкретного служебного задания. Так почему же всѐ-таки информационная служба не осталась внутри библиотек, а стала вполне самостоятельной? Да, значительно выросли количество и объѐм изданий по каждой специальности, в том числе и литературы документального, узкопрофильного характера. Но нельзя сказать, что служба информации возникла лишь после того, как специалисты неожиданно пережили нечто похожее на информационное наводнение. Дело не только в этом. У специалистов с каждым годом множились и усложнялись запросы. Например, инженерам чаще всего требовались самые подробные сведения не только по крупным машинам и агрегатам в целом, но и по их отдельным узлам и даже деталям. И весь библиотечный справочный аппарат, построенный по систематическому принципу, оказался не в состоянии помочь такому глубокому поиску. Были необходимыми исчерпывающие данные по различным элементам природных и технических объектов, а существующие предметные библиотечные каталоги могли отослать читателей только к картотекам с литературой по очень крупным системам объектов. Вылавливать узкие, предметные сведения из потока книг и журналов путѐм их «сквозного» просмотра оказалось работой чрезвычайно трудоѐмкой. Таким образом, библиотечная служба, обладая сравнительно немногочисленным персоналом, стеснѐнная традиционными объѐмами служебных помещений, оказалась не в состоянии принять в свои «берега» большой дополнительный поток необычных читателей и специфической литературы. Поэтому новый груз задач и взяла на свои плечи служба информации. Многие специалисты, сравнивая библиотечную и информационную службы, нередко преувеличивают роль последней, опираясь лишь на нынешний уровень обеспечения обеих служб техническими средствами обработки, хранения и поиска информации. Действительно, многие отраслевые службы информации первыми освоили так называемые дескрипторные и другие информационные поисковые системы, которые при использовании электронновычислительной техники способствуют механизации и автоматизации трудоѐмких операций с носителями информации. Но в недалѐком будущем произойдѐт вполне естественное выравнивание возможностей библиотечной и информационной техники. Поэтому всегда насущный, очень важный критерий технической оснащѐнности информационной и библиотечной служб не является единственным при оценке работы этих служб. Более существенным фактором является качественная сторона эффективности работы обеих служб, то есть наиболее полное, релевантное 82
удовлетворение запросов потребителей информации. И именно в этом направлении специалистам библиотечного и информационного дела уже сейчас приходится решать труднейшие проблемы. Не является ли нынешнее существенное перекрытие сфер действия обеих служб во многом экономически неоправданным? Как устранить ненужный параллелизм в работе служб? И уж поскольку произошло организационное и методическое обособление службы информации от библиотечной службы, то нельзя ли использовать это своеобразное преимущество любой только что возникшей отрасли человеческого знания для того, чтобы сделать рывок к решению наименее изученных практических и научных проблем массовых коммуникаций? Разработка и успешное использование специальных предметных словарей для кодирования и поиска нужной информации подчеркнули совершенно исключительную роль принципа предметизации в информационной службе. Будущее службы информации во многом связано с дальнейшим развитием и углублением этого принципа. Предметные многоаспектные каталоги, положенные в основу справочных информационных фондов (СИФ), помогут специалистам получить необходимые сведения за самый короткий срок. В организации службы информации находит всѐ большее отражение такая важная особенность современной научно-технической революции, как необычная подвижность научных и инженерных кадров, их ориентация на наиболее важные и сложные участки решения неотложных задач науки и техники. Фактор профессиональной подвижности, во многом зависящий от эффективности службы информации, способствовал быстрому развитию средств физики, геологии, биологии, химии. На пороге своего решения находится проблема регистрации и государственной защиты не только открытий и изобретений, но и передового опыта, новых технологий, методик исследований, научных гипотез. Ведь именно с этих этапов и начинаются все пути к изобретениям и открытиям. Передний край современной науки перемещается в область психологии творчества, к исследованиям очень тонких механизмов способности человека к познанию и действию. Способствовать овладению научными основами управления процессами творчества, начиная с их начальных этапов, – такова одна из важных ближайших задач информационной службы. В. Баньковский, Л. Баньковский
Узоры на окнах Вечер. Пермь. – 1973. – 26 декабря [?]
Полвека тому назад в журнале «Известия Биологического НИИ», который издавался в пермском университете, появилась необычная статья «О форме естественной системы организмов». Автором еѐ был Александр Александрович Любищев – доцент кафедры зоологии университета. В этой статье (за десять лет до появления первых зарубежных работ по теории систем) Любищев разработал и строго обосновал научную классификацию естественных биологических систем. Однако значение пермских и более поздних статей 83
Любищева далеко не исчерпывалось вкладом в методологию научного исследования, которую ныне принято называть системным анализом, или системным подходом. Разрабатывая свою знаменитую теорию эволюции органического мира, Чарльз Дарвин прежде всего опирался на наблюдаемые общие признаки организмов и на основании такого сходства делал вывод о родстве растений или животных, их принадлежности к той или иной ветви эволюции природы. Но уже в дарвиновские времена было хорошо известно, что, например, внешне очень похожие друг на друга ихтиозавр, акула и кит отнюдь не родственники и на генеалогическом древе очень далеки друг от друга. Киты и дельфины не рыбы – это было понятно уже Аристотелю и не повлекло за собой за собой ошибок в систематике рыб и млекопитающих. Но кто может поручиться, что такой критерий родства не приведѐт к ошибкам при изучении видового состава насекомых? Сам Дарвин, которому после выхода в свет «Происхождения видов» приходилось непрерывно отстаивать от всяческих нападок свою великую теорию, не очень-то углублялся в дискуссию по поводу постулата «сходство есть доказательство родства». Совершенствуя генеральное направление своей теории, английский учѐный без особых доказательств рассматривал все известные ему биологические парадоксы только в пределах бесконечно разветвляющегося древа природы. Однако в двадцатом веке триумфальное шествие дарвинизма по планете не помешало Любищеву и многим другим учѐным-биологам видеть за несущественными, казалось бы, противоречиями важнейшие нерешѐнные проблемы теории эволюции. Интенсивная работа в этом направлении привела Любищева к выводу, что в природе одновременно существуют не один, а два одинаково вероятных пути развития органического мира. И если из очень сложного мира насекомых перейти к более понятным группам организмов, то примером одной стороны эволюции можно считать первый в истории Земли выход растений и животных из океана на почти необитаемую сушу. Другая же сторона эволюции связана с постоянным уплотнением вещества биосферы на ограниченном по размерам материке или даже целом небесном теле. Например, неуклонное наступление мирового океана на древние континенты вызвало переселение части млекопитающих с довольно плотно населѐнной суши в углубившуюся и расширившуюся водную сферу. В связи с очень существенным обогащением понятия органической эволюции изменилось содержание термина «естественный отбор». Приспособление существующих и вновь возникающих организмов к жизни в уплотняющейся биосфере связано не только с их борьбой за существование, но и в не меньшей степени с возможностью сосуществования. Поскольку общая биомасса и объѐм низших организмов значительно превышает соответствующие параметры высших растений и животных, то представители относительно несложных организмов отличаются иногда очень развитой способностью соединения в новые самостоятельные ассоциации. Так, всем известные лишайники – удивительный по степени взаимодействия симбиоз двух совершенно различных организмов: гриба и водоросли. 84
Изучая вполне конкретные проявления межвидовой гибридизации насекомых и растений, А.А. Любищев в то же время деятельно разрабатывал философские аспекты слияния и взаимопроникновения биологических систем. Наделѐнный даром редкой настойчивости и изобретательности, среди морозных узоров на стѐклах окон учѐный впервые увидел давно отыскиваемый мост между мирами органической и неорганической природы. Сказочные ледяные узоры когда-то с волнением разглядывал и описывал К.А. Тимирязев. Почему же причудливые кристаллы льда на замороженных окнах так сильно напоминают растения? Что общего у «мѐртвых» минералов и живых организмов? И вот, наряду с ледяными узорами, разветвляющимися точно «по Дарвину», Любищев заметил кристаллики льда, уплотняющиеся и проникающие один в другой точно так же, как прорастают друг через друга кристаллы в недрах Земли. Как поразительно похожи эти оконные кружевные узоры на мир растений и животных, живущих и развивающихся в уплотняющейся биосфере! Всѐ-таки прав был тридцатитрѐхлетний пермяк-зоолог, предлагавший в далѐком 1923-м те самые оригинальные принципы систематики, которые ныне так кстати пришлись специалистам по теории систем. Л. Баньковский, В. Баньковский Из истории пермской науки
Биологию поверил математикой Вечерняя Пермь. – 1974. – 14 ноября
Даже опытные биологи с удивлением покачивают головами, когда узнают, что их коллега собрал коллекцию из тринадцати тысяч земляных блошек и что у пяти тысяч этих насекомых хозяин коллекции препарировал органы. Может быть, этот необыкновенно усидчивый и педантичный энтомолог кроме земляных блошек ничем в своей жизни и не занимался? Нет, оказывается, квалифицированными советами биолога Александра Александровича Любищева постоянно пользовались самые различные специалисты и, как это ни странно, историки, литературоведы, философы и даже специалисты по теории информации. Да и сам Любищев целью своей жизни считал не физиологию и систематику земляных блошек, а решение едва ли не всеобъемлющей проблемы – создание естественной системы всего органического мира. Началось же всѐ с «букашек». Ученик реального училища Саша Любищев больше всего на свете интересовался насекомыми, которых ловил великое множество. Особенно многих хлопот стоило узнать, как же всѐ-таки называется тот или иной удивительный жучок или кузнечик. Чтобы не докучать взрослым постоянными вопросами, начинающий энтомолог очень рано научился пользоваться специальными определителями и, может быть, поэтому ещѐ в юности пришѐл к мысли о несовершенстве справочных биологических пособий. 85
Когда же Александр Любищев стал студентом, он понял, что существующие определительные таблицы отражают лишь достигнутый уровень знаний: все определители были построены в форме ветвящихся деревьев, точно так же, как строилось в учебниках биологии иерархическое древо эволюции животных и растений. Проникнуть в пока ещѐ скрытые закономерности органического мира и создать новую совершенную систему организмов Александр Александрович решил с помощью любимой им математики. Работая в Симферополе, Любищев узнал, что в только что открывшемся на далѐком Урале Пермском университете собрались очень способные молодые математики, которые, ломая укоренившиеся традиции, ищут приложения математики к другим наукам. Любищев перебрался в Пермь. А два года спустя стал доцентом кафедры зоологии университета. Давние раздумья Любищева и первые дискуссии с математиками Пермского университета уже в октябре 1921 года легли в основу необычной в то время статьи «О перспективах применения математики в биологии». В университете Любищева окружали не только энтузиасты математических дисциплин. Не менее одержимы своей наукой были и пермские биологи. Обширные научные исследования по неврологии беспозвоночных вѐл очень деловой и энергичный зоолог Ю.А. Орлов. На кафедре зоологии работал человек удивительно разносторонних научных интересов и способностей энтомолог В.Н. Беклемишев. Особенно близкие отношения сложились у Любищева с Беклемишевым. Оба были бесконечно преданы энтомологии и оба чувствовали в себе силы браться за решение труднейших общебиологических проблем. В 1923 году Любищев опубликовал свою едва ли не самую значительную статью «О форме естественной системы организмов», в которой впервые очень чѐтко и дальновидно сформулировал найденные им принципы классификации органического мира. Конечно, от открытия общих принципов построения системы до полного раскрытия их содержания в самой естественной системе было ещѐ далеко. И, как бы предупреждая коллегу о трудностях предстоящего пути, Беклемишев писал: «Достижение такой цели возможно лишь при выполнении двух условий: во-первых, необходимо сознательно поставить себе целью создание естественной системы структур и правильно понимать значение такой системы, во-вторых, необходимо расчистить пути к ней предварительной критикой главных понятий в области учения о структуре». Любищев с самых первых своих статей начал серьѐзнейший спор с основателем эволюционной теории Чарльзом Дарвиным, который признавал только бесконечно разветвляющуюся эволюцию и практически никак не учитывал реально существующее в природе параллельное развитие отдельных видов, их естественную гибридизацию и симбиоз. Со всей страстью и одержимостью молодости Любищев одну за другой пишет и публикует в Перми статьи по труднейшим проблемам теории эволюции: «Понятие эволюции и кризис эволюционизма», «О природе наследственных факторов», «Понятие номогенеза». 86
Любищев настаивал на том, что в дарвиновские времена многие стороны эволюции органического мира были совершенно не изучены и нередко только поэтому считались второстепенными. Дарвин же в борьбе с многочисленными противниками самой концепции эволюции природы не мог отвлекаться на разбор парадоксальных биологических ситуаций. Однако то, что было недоступным естествоиспытателям XIX века, в нашем столетии обрело вполне определѐнную научную форму и значимость. На самом рубеже веков оказались заново переоткрыты правила наследования признаков, обнаруженные ещѐ современником Дарвина Грегором Менделем. Была установлена химическая природа «элементов» Менделя, ранее казавшаяся сплошной фантазией, а теперь получившая название «генов». В 1920 году на Третьем Всероссийском съезде селекционеров молодой саратовский биолог Н.И. Вавилов рассказал об открытом им законе гомологических рядов в наследственной изменчивости. Этот закон, названный участниками съезда «вавиловской периодической системой», утверждал соответствие рядов наследственной изменчивости у генетически близких видов и родов организмов. Всѐ новые и новые открытия в палеонтологии, энтомологии, микробиологии и других науках свидетельствовали о том, что представители органического мира во все времена эволюционировали не только в расходящихся ветвях, но и в ветвях параллельных. Многие же растения и животные возникли и возникают при соприкосновении и срастании ветвей генеалогического древа природы. В отличие от всех своих предшественников, раскрывающих значение отдельных структур и функций органического мира, Любищев посвятил свою жизнь доказательству наличия в естественной системе организмов трѐх важнейших подсистем. Он сформулировал принцип обязательного и равноправного существования трѐх путей эволюции органического мира, подчинѐнных единым закономерностям развития природы. Уже в самые последние годы правота концепции Любищева была подтверждена новыми замечательными исследованиями явлений гибридизации на молекулярном и клеточном уровнях. И если бы ещѐ был жив Дарвин, то он наверняка согласился бы с Любищевым. Л. Баньковский Новая книга об учѐном
Система жизни Звезда. – 1974. – 4 окт. (№ 234/16900) Писатель Даниил Гранин – известный мастер захватывающего сюжета. Наверное, не много найдѐтся людей, которые бы не читали его романов «Иду на грозу» и «Искатели», увлекательных очерков о зарубежных поездках, повестей и рассказов о Василии Петрове, Франсуа Арачо, о современных инженерах и учѐных. Новая биографическая повесть Д. Гранина «Эта странная жизнь», вышедшая недавно в издательстве «Советская Россия», посвящена выдающемуся советскому биологу Александру 87
Александровичу Любищеву, начинавшему свою деятельность в Перми.
«Как в старину открывали земли, как астрономы открывают звѐзды, так писателю может посчастливиться открыть человека». Многоопытному человековеду Гранину повезло открыть такого редкого героя, что, пожалуй, впервые в своѐм творчестве писатель решил отказаться от испытанного приѐма – занимательного сюжета с тайной, борьбой и опасностями. Нельзя сказать, чтобы перипетии судьбы избегали героя новой гранинской книги. Ещѐ как жаловали! Но в том-то и суть, что за долгую жизнь Любищева ничто не могло нарушить его удивительной системы научной работы. Поэтому и в книге речь идѐт не столько о событиях в жизни учѐного, сколько о Системе, которая одинаково хорошо преодолевает и житейские невзгоды, и труднейшие научные проблемы. Более полувека тому назад двадцатишестилетний военный химик Любищев решил вести учѐт времени. С тех пор не было вечера, когда бы учѐный не записал в часах и минутах краткий перечень выполненной им работы. Ни один месяц и ни один год в жизни Любищева не могли начаться без подведения итогов сделанному за прошедшие месяц или год, без разработки подробных планов на близкое и отдалѐнное будущее. Любищев подразделял своѐ рабочее время на первую и вторую категории, регистрировал время «нетто» и «брутто», различал «стандартные и нестандартные способы времяпрепровождения». Война, смерть близких, болезни, служебные неприятности – ничто не могло отменить ставшего для учѐного привычным такого общения со временем. Гранин утверждает, что его герой приобрѐл специальное, обычным людям неведомое, чувство времени. И все эти совершенно исключительные, отточенные практикой взаимоотношения Любищева со временем служили одной единственной цели – попытке создать совершенную естественную систему организмов. В 1918 году, начиная бессменную работу на научном поприще, Любищев отмечал, что приступить к выполнению главной задачи сможет «не раньше, чем через лет пять, когда удастся солиднее заложить математический фундамент». Это решение и привело начинающего учѐного в Пермь, где в только что открывшемся университете собирались молодые талантливые математики. В их числе был тѐзка Любищева – Александр Александрович Фридман, отнюдь не без основания писавший тогда: «Компания математиков здесь очень дружная и весьма симпатичная». В Перми Любищев написал свои первые работы: в октябре 1921 года – «О перспективах применения математики в биологии», в 1923-м – «О форме естественной системы организмов», в следующем году – «Понятие эволюции и кризис эволюционизма», в 1925 году – «О природе наследственных факторов» и в 1927-м – «Понятие номогенеза». Вслед за этими программными работами следовали многие десятилетия ещѐ более напряжѐнного научного труда, организованного по самой строгой системе учѐта и планирования времени. Система Любищева работала безупречно, но в годы полной научной зрелости учѐный понял, что поставленная в юности цель была чрезвычайно сложна и требовала в сущности ещѐ одной такой же жизни. 88
Прослеживая становление Системы Любищева, Гранин решился использовать очень рискованный для биографической книги литературный приѐм: показать во всех подробностях лишь одну сторону жизни учѐного. Ещѐ в самом начале книги писатель честно предупредил читателя, что не собирается рассказывать о сущности биологических идей своего героя, ибо открытая и реализованная Любищевым технология творчества существовала «независимо от всех остальных его работ и исследований». Такое обособление способа организации труда учѐного от системы жизни реального человека не прошло бесследно для повести. Писатель оказался принуждѐнным показывать своего героя не столько в среде своих коллег по науке, сколько на фоне очень своеобразных исследователей, работающих на стыке сугубо технических наук и производства. На самом же деле в Любищеве талантливый естествоиспытатель и «технолог» нераздельны, и поэтому гранинские критерии логичности и нелогичности поступков учѐного не всегда убедительны и правомерны. В особенности это относится к той черте характера Любищева, которую сам учѐный называл «неослабевающим интересом к разнообразным и всѐ более широким занятиям». Гранин полагает, что необычайно обширные литературные, исторические, философские и многие другие исследования биолога Любищева в какой-то мере дискредитировали его строжайшую систему экономии времени: неужели в условиях жестокого цейтнота, в котором учѐный, не дойдя до цели, оказался на склоне лет, литературные «увлечения» не есть поступок вопреки логике? И всѐ же при всех тяжѐлых сомнениях чуткость и проницательность не изменяют Гранину: «А может, биологические проблемы, поднятые Любищевым, затрагивали множество укоренившихся предрассудков, – размышляет писатель. – Куда бы он ни обращался – к диалектике, к истории, к механике, к учениям Коперника, Галилея, к философии Платона, – повсюду он умудрялся видеть вещи иначе, чем видели до него. Он наталкивался на чужие заблуждения: куда бы он ни ткнулся, повсюду они возникали, – и он обязательно должен был расправляться с ними…». Гранин не без основания называет Любищева предтечей новой биологии. История показывает, что только до поры до времени существующая система знаний кажется вполне завершѐнным, стройным зданием. Прорыв учѐных в мир ранее неведомых природных закономерностей неизбежно влечѐт за собой переоценку основ многих воззрений. И только после утверждения новых научных концепций нелогичные «странности жизни» их первооткрывателей оказываются безупречно логичными. С. Владимиров Досье научных публикаций
Целеустремлѐнная жизнь Звезда. – 1975. – 17 июля В центре внимания критиков и учѐных новая книга Д. Гранина «Эта странная жизнь» и его герой Александр Александрович Любищев 89
В прошлом году в издательстве «Советская Россия» вышла документальная повесть Даниила Гранина «Эта странная жизнь» об учѐномбиологе Александре Александровиче Любищеве, начинавшем свою научную деятельность на кафедре зоологии Пермского университета. Удивительные судьба и технология творчества Любищева, описанные в книге и журнальном варианте повести («Аврора», № 1-2, 1974), взволновали учѐных. Обсуждения повести состоялись в ленинградском Доме учѐных и новосибирском Академгородке. На страницах журналов «Знание – сила» и «Вопросы литературы» своѐ мнение о книге и еѐ герое высказали академики Р. Хохлов и Н. Амосов, доктора геолого-минералогических наук И. Крылов и С. Мейен, профессор Ленинградского университета Р. Баранцев, кандидаты физико-математических и биологических наук Ю. Шрейдер и М. Голубовский. Очень своеобразны литературоведческие оценки книги о Любищеве. В. Ревич («Литературное обозрение», № 8, 1974) отмечает, что повесть с трудом поддаѐтся жанровой классификации, однако несомненно, что герой повести выписан как один из революционеров современной научнотехнической революции. Литературный критик В. Дмитриев также обращает внимание на отсутствие в повести внешнего сюжета, сквозного действия, портрета, пейзажа, интерьера. На первый взгляд кажется даже, что Гранин обходится без образного строя. Вместе с тем Дмитриев пишет: «Гранин одним из первых, если не первый в литературе, не исключая документальной, открыл в новой своей книге тип учѐного-искателя, для кого само искание несравненно ценнее находок, сколь бы значительны они ни были». Итак, в центре внимания прежде всего сам Любищев как учѐный, как личность. Да, действительно, Любищев был одним из немногих учѐных, наших современников, следующих за своими увлечениями в области, далѐкие от основной специальности. Любищев написал немало основательных научных работ по философии, математике, физике, литературоведению, истории, экономике сельского хозяйства. Однако Любищев не был просто учѐнымискателем. Ещѐ в юношеские годы он поставил перед собой цель – разработать «подобно Линнею» совершенную естественную классификацию организмов – и шѐл к этой цели всю свою жизнь, создав для этого даже специальную систему планирования, использования и учѐта времени. Разрабатывая «периодическую систему» органического мира, Любищев стал основателем новой отрасли науки – биологической системологии, важнейшего звена общей теории систем. Будучи доцентом кафедры зоологии Пермского университета, Любищев в 1923 году опубликовал необычную для того времени статью «О форме естественной системы организмов», в которой впервые систему животного и растительного мира подразделил на три основные подсистемы, объясняющие существование радиально расходящихся, параллельных и соприкасающихся, сходящихся путей органической эволюции. И только совсем недавно со всей очевидностью стало ясно, почему зашли в тупик те концепции эволюции, которые разрабатывались Л. Берталанфи (считающимся основателем системного анализа), Тейяром де Шарденом и многими другими известными зарубежными биологами. Эти учѐные 90
попытались предсказать самые существенные особенности структуры биологических систем, не воспользовавшись открытиями Любищева, и в результате их многолетних, нередко оригинальных трудов оказалось, что круг подобных исканий ограничивался отнюдь не системой органического мира, а лишь третьестепенными еѐ подсистемами. Вот почему доктор физикоматематических наук Р. Баранцев при обсуждении книги Гранина сказал: «Вклад Любищева в системологию полностью пока не оценѐн, что, пожалуй, не совсем и удивительно, ибо ещѐ в 1923 году он был впереди своего времени, как теперь видно, по меньшей мере на пятьдесят лет». Видный специалист по теории информации Ю. Шрейдер с сожалением отметил: «Сам Любищев немного сбил всех нас со следа своими декларациями о рационализме… Успех Гранина состоит в том, что читатели говорят не об успехе его повести, а об открытии для себя еѐ героя. О людях науки так никто не писал». При преобладающей доброжелательной критике повести Гранина многие замечания в адрес писателя и его книги очень остры и категоричны. Столь резкая критика возникла в основном потому, что Гранин, назвав свою произведение «биографической повестью», не только не сообщил читателям время и место появления на свет своего героя, а также город, где он рос и учился, но не рассказал о главном в реальной жизни Любищева, его собственно научных исследованиях. Поэтому и литературоведы, и сам Гранин оказались вынуждены защищать от наиболее ортодоксальных читателей такое естественное и, в сущности, бесспорное право писателя говорить о своѐм герое только то, что больше всего писателю знакомо и что его интересует. Тем более, как заметил Гранин, он «не мог вникнуть в главную научную идею Любищева – это не всегда возможно даже специалистам». По этому поводу очень интересно сказал Ю. Шрейдер: «Нравственный порыв неустанного, беспощадного размышления – вот главное в Любищеве. В какие-то моменты Гранину не хватает такой беспощадности. Но ведь это только открытие в литературе темы науки как духовной деятельности, темы учѐных как людей, способных на духовный поиск и подвиг… Поэтому сама возможность делать Гранину упрѐки по высшему счѐту оборачивается похвалой его произведению». А вот мнение о книге ректора Московского университета, академика Р. Хохлова: «В повести звучит гимн человеку, безграничности его сил, его способности, покоряя время, находить и осуществлять себя». Л. Баньковский
Геологи и ЭВМ Звезда. – 1975. – 13 дек. (№ 290/17261)
В трѐх номерах экспресс-информации «Нефтегазовая геология и геофизика» опубликованы статьи об опыте применения электронных вычислительных машин в нефтяной геологии. Авторы статей – геологи объединения Пермнефть Ю.В. Щурубор, Н.Н. Марков, М.К. Ленских, Т.М. Мазунина и математики Г.Л. Русанова, З.М. Фахрудинова, А.С. Шарцев, 91
В.И. Сивцова – научили ЭВМ «Минск-32» не только вести очень трудоѐмкие расчѐты по определению запасов нефти и газа в пластах самых причудливых очертаний, но и обучили машину представлять результаты этих расчѐтов в виде сложного графического материала, то есть рисовать соответствующие геологические карты. Исследования пермских нефтяников по автоматизированной обработке геологической информации были высоко оценены Министерством нефтяной промышленности СССР. Объединению Пермнефть предложено возглавить все ведущиеся в отрасли работы по внедрению ЭВМ для подсчѐта запасов нефти и газа. Руководство этими работами поручено главному геологу объединения, заслуженному геологу РСФСР С.А. Винниковскому и директору информационно-вычислительного центра, кандидату геологоминералогических наук Е.А. Хитрову. Ещѐ несколько лет тому назад даже многие специалисты сомневались в возможности поручить электронным вычислительным машинам такую ответственную операцию, как подсчѐт запасов нефти и газа в земных недрах. Ведь представление этих расчѐтов в Государственную комиссию по запасам (ГКЗ) венчает как многолетние геологические и геофизические поиски продуктивных пластов, так и нередко долгие месяцы и годы бурения разведочных скважин. Вот почему с особенным вниманием и тщательностью нефтяные геологи всегда наносили на специальные структурные карты очертания областей распространения нефтегазоносных толщ, а затем разбивали их на отдельные участки-блоки и с помощью планиметров кропотливо подсчитывали площади и объѐмы этих блоков. Десятки специалистов многие месяцы тратили на составление отчѐтов для утверждения подсчитанных запасов нефти и газа в ГКЗ. Неужели с такими сложными навыками высококвалифицированных инженеров-геологов может успешно соревноваться электронная машина? И вот специалисты объединения Пермнефть убеждѐнно пишут: да, практика использования ЭВМ для подсчѐта запасов нефти и газа показала, что машина вполне вправляется и с трудными расчѐтами и с графическими операциями. Результаты работы ЭВМ по определению запасов нескольких нефтяных месторождений были одобрены ГКЗ. Более того, при сопоставлении автоматизированных вычислений с соответствующими ручными расчѐтами выяснилось, что обработка исходных геолого-геофизических данных в ЭВМ устраняет влияние такого нежелательного психологического фактора, как вполне понятная осторожность специалиста, не решающегося выводить контуры нефтегазоносной залежи сколько-нибудь далеко за границы вскрывших краевые части месторождения скважин. Беспристрастная машина, оказывается, не только рисует границы месторождения, но и точнее очерчивает поле нефтегазоносности, а, следовательно, и не приуменьшает запасы, как это невольно делает человек. Научить машину вот этой строгости и безошибочности расчѐтов было, пожалуй, самым трудным делом. Практически «от нуля» пермские нефтяники разработали более десятка машинных программ, с помощью которых весь очень сложный процесс подсчѐта запасов нефти и газа был расчленѐн на 92
отдельные, доступные машине операции. Так, программа «Планиметрия» позволяет произвести численное интегрирование карт нефтегазонасыщенной мощности, что необходимо для определения запасов полезного ископаемого, и в то же время даѐт ѐмкое описание строения месторождения. По программе «Блоки», используя это описание, можно узнать запасы отдельных частей месторождения, а это очень важно в связи с переблокировкой нефтегазоносного поля по мере его дальнейшей доразведки и при составлении проектов разработки месторождения. Очень интересна программа «Схождение», позволяющая одновременно и полно использовать при автоматизированных расчѐтах такие разнохарактерные исходные материалы, как данные глубоко бурения и сейсморазведки. Структурная карта, построенная по этой программе, даѐт более детальное изображение геологической обстановки, чем аналогичная карта ручной работы. Наряду с существенной экономией времени и повышением точности всех расчѐтов, возможность извлечения из большого массива данных новой информации – очень важная особенность современных ЭВМ, работающих по геологическим программам. Задачи, решѐнные специалистами объединения Пермнефть, рассматриваются как первый шаг к внедрению ЭВМ в процесс управления геологоразведочными работами, к созданию автоматизированной системы, способной не только быстро обрабатывать результаты геологических исследований, но и рассчитывать рекомендации относительно дальнейших геологоразведочных работ, то есть способствовать определению мест заложения очередных скважин, отбору проб, выбору скважин для испытаний. Совершенствование оперативного управления геологоразведочными работами при помощи ЭВМ ведѐт к существенному увеличению эффективности поисков и разведки нефти и газа. Л. Баньковский
«Тащить понятое время» Молодая гвардия. – 1976. – 26 мая
Как часто мы жалуемся на нехватку времени, как часто не успеваем сделать даже самые необходимые дела… О том, как научиться планировать своѐ время, о людях, которые сумели стать хозяевами лет и минут, рассказывает в своей статье В. Гаврилов. Так назвал взаимоотношения личности и времени Маяковский, и именно этим принципом руководствовались в своей жизни многие выдающиеся естествоиспытатели и инженеры. Знаменитый учѐный и полярный исследователь О. Шмидт, будучи ещѐ студентом, несколько дней перебирал университетские библиотечные каталоги и составлял список книг по философии, геологии, истории, музыке, химии, которые непременно нужно было прочесть до конца жизни. Целая ночь потребовалась на то, чтобы рассчитать, сколько же времени займѐт чтение. Оказалось, жить нужно не менее тысячи лет. Поразмыслив даже над существенно сокращѐнным списком, будущий учѐный решил читать книги 93
каждую свободную минуту. Основную часть своего плана Шмидт выполнил. И много лет спустя, когда среди самых эрудированных учѐных нашей страны потребовалось найти специалиста, способного быть главным редактором Большой советской энциклопедии, то все согласились с тем, что никто не выполнит эту труднейшую работу лучше, чем академик Шмидт. Конечно, первый главный редактор всемирно известной энциклопедии не первым окинул взглядом «гималаи» необходимых каждому образованному человеку книг. Французский филолог Литтрэ, посвятивший свою жизнь созданию всеобъемлющего «Словаря французского языка», работал над ним каждый день, начиная с 8 часов утра и заканчивая работу в 3 часа ночи. Кроме времени на завтрак и довольно поздний, в 6 часов вечера, обед, учѐный ежедневно отвлекался ещѐ лишь на два часа для работы над «Журналом учѐных». На удивление современникам неутомимый Литтрэ дожил до 80 лет. Начиная с юности, английский историк и социолог Бокль большое состояние, завещанное ему отцом, постепенно превратил в уникальную библиотеку. Точнее сказать, в своеобразное книгохранилище, занимавшее все этажи и пристройки дома Бокля. Энтузиаст науки сделал отчаянную по замыслу попытку использовать все эти книги для создания по возможности полной истории человеческой цивилизации, открытия общих законов развития человечества. Несмотря на почти неправдоподобную одержимость, целеустремлѐнная жизнь Бокля стала ярким и увлекательным примером для Писарева, Шелгунова и многих других русских и зарубежных революционных демократов. С большой заинтересованностью все поля книг Бокля исписал своими замечаниями Чернышевский и, не пожалев времени, подсчитал, что английский историк для одного лишь первого тома «Истории цивилизации» использовал 600 сочинений: «Из них французских 175, немецких 9, английских 1, древних (греческих только, или только в латинском переводе) и средневековых латинских 11, переводов с восточных языков 40». Более века прошло с тех пор, и вот в трудах естествоиспытателей и историков науки снова часто упоминается имя Бокля. Но на этот раз рядом с именем А. Любищева, всю жизнь непреклонно создававшего новую, лучшую, чем знаменитая линнеевская, систему органического мира. Сознавая всю тяжесть решаемой задачи и суровую ограниченность человеческой жизни, Любищев ещѐ в самом начале своего научного пути решил постоянно планировать научную работу в буквальном смысле по минутам, часам, дням, неделям, месяцам и годам. И не только так тщательно планировать свой труд, но и не менее придирчиво вести учѐт прожитого времени, анализ значимости и пользы проделанной работы. Такому решению необыкновенно настойчивый учѐный следовал всю жизнь. Человеку, впервые услышавшему о таком обращении со временем, может показаться, что оно представляет собой непрерывный бухгалтерский учѐт минут, не оставляющий времени на собственно творческую деятельность и даже противоречащий ей. На самом же деле вся большая и интересная жизнь Любищева совершенно не даѐт оснований для таких рассуждений. Наоборот, изучение биографии учѐного располагает к спору с теми исследователями, для 94
которых образцом работоспособности являются Наполеон, Эдисон и многие другие знаменитости, удлинявшие свой рабочий день за счѐт сокращения времени на сон до 3-4 часов. Образ жизни Любищева как будто нарочно противоречил традиционному здравому смыслу. Учѐный предпочитал спать не менее 10 часов в сутки, ежедневно находил время для занятий физкультурой, почти не ограничивал себя в знакомстве с новыми театральными постановками, не пропускал интересных концертов, постоянно очень и очень много читал. Более того, наряду со своими обычными биологическими исследованиями, он успевал плодотворно работать и стал широко известен в научных кругах как талантливый математик, философ, историк и литературовед. Историков науки и науковедов Любищев поразил не только необыкновенной дальновидностью и значимостью своих основных биологических работ, но ещѐ и тем, что за свою жизнь написал более двенадцати тысяч машинописных страниц научных трудов. Это довольно редкая продуктивность для любого учѐного. Любищев не скрывал секрета своей удивительной работоспособности. Он не раз писал о том, что разработанная и усовершенствованная им в течение многих десятилетий новая система обращения со временем привела к появлению особого, никогда и нигде не покидающего учѐного чувства времени. Именно это новое чувство не даѐт повода говорить о какой-либо обременительности «бухгалтерии учѐта и планирования времени», которая сама по себе постепенно становится практически незаметной для исследователя. В. Гаврилов
Равновесие в природе Вечерняя Пермь. – 1976. – 16 авг.
Почти одновременно с книгой Чарльза Дарвина «Происхождение видов» в двух номерах журнала «Русский вестник» была напечатана статья известного русского учѐного-ботаника А.Н. Бекетова. В популярной журнальной статье Бекетов совершенно независимо от английского коллеги чѐтко выразил существо механизма приспособления живых организмов к физической деятельности и к внешней среде, надѐжно утвердил ведущую роль законов природы как регуляторов биологического равновесия. Замечательное дарвиновское обоснование закона прогрессивного развития органического мира покорило Бекетова, но общая биологическая концепция 95
автора «Происхождения видов» оставила чувство неудовлетворѐнности. Бекетов не мог согласиться с тем, что борьба за существование и естественный отбор являются самыми главными движущими силами эволюции живой природы. Новый важный закон необратимого развития органического мира был открыт в 1830 году бельгийским палеонтологом Л. Долло и гласил, что никакое повторение геологических и климатических условий никогда не приводит к возрождению вымерших форм организмов. Однако и теперь «за бортом» основных биологических представлений оставались факты взаимопомощи в природе, гибридизации и симбиоза, проявление изоляции и перенаселѐнности. Известные русские учѐные И.И. Мечников, И.Ф. Кесслер, П.А. Кропоткин пытались обобщить эти факты в новые законы, но недостаток необходимого материала, неточность и ограниченное содержание формулировок законов не удовлетворяли естествоиспытателей. В 1906 году на естественное отделение физико-математического факультета Петербургского университета поступил недавний выпускник одной из петербургских гимназий Александр Любищев. Любищев уже не застал знаменитого Бекетова, «столпа университета», заведовавшего первой в России созданной им самим кафедрой ботаники, декана физико-математического факультета в течение двадцати лет. Но в университетских стенах надолго остались жить лучшие бекетовские научные традиции: стремление к фундаментальным знаниям и дух высочайшей требовательности к результатам научных исканий. Несмотря на довольно узкую специализацию на кафедре биологии беспозвоночных, Любищев на всю свою жизнь вынес из университета запас неисчерпаемой энергии для широких общебиологических исследований и постоянное «бекетовское» ощущение дисгармоничности и незавершѐнности современных ему биологических концепций. С осени 1921 года Любищев работает доцентом кафедры зоологии Пермского университета и наряду с традиционными курсами лекций читает собственноручно написанные «Спецкурс эволюционной теории», «Учение о сельскохозяйственных вредителях», «Историю биологии». А два года спустя в «Известиях биологического НИИ Пермского университета» появляется одна из основополагающих работ Любищева – «О форме естественной системы организмов». В этой статье учѐный изложил совершенно новые принципы систематики растений и животных, впервые предложил анализировать органический мир Земли по трѐм в совокупности исчерпывающим проблему аспектам: обычному иерархическому, комбинационному и коррелятивному. В дальнейших работах Любищев доказывает, что широко распространѐнные в животном и растительном мире явления гибридизации и симбиоза не могут быть побочными следствиями роста дарвиновского древа природы. Все эти и родственные им явления по удельному весу в реальной природе не уступают тем, которые ныне составляют основу учения Дарвина. И поскольку гибридизация и симбиоз более всего проявляются среди низших животных и растений, Любищев, используя разнообразные математические методы, настойчиво ищет конкретные теоретические и эмпирические 96
закономерности, свойственные организмам с наибольшей на Земле биомассой и плотностью населения на единицу поверхности. Сложная, кропотливая работа, требующая препарирования многих тысяч насекомых и последующей обработки десятков тысяч измерений, заняла несколько десятилетий. Поддержка новому направлению исследований пришла с совершенно неожиданной стороны. Палеонтологи, получившие в своѐ распоряжение мощные электронные микроскопы, с удивлением обнаружили на срезах известковых оболочек ископаемых кораллов, моллюсков и строматолитов не только сезонные и месячные, но и недельные и даже суточные кольца роста. Тщательный подсчѐт этих колец и определение абсолютного возраста ископаемых организмов позволили составить точнейший календарь древней и древнейшей истории нашей планеты. Оказывается, продолжительность земных суток вполне закономерно возрастала на протяжении всей истории Земли и за последний миллиард лет увеличилась на целых два с половиной часа. При интерпретации этих новых палеонтологических данных на помощь биологам пришли специалисты в области теории равновесия небесных тел. Очень интересно, что теорию равновесия звѐзд и планет специалисты точных наук начали создавать на два с лишним столетия раньше, чем биологи приступили к поиску механизмов равновесия биосферы. Авторами теории звѐздных и планетных равновесий стали такие выдающиеся математики, как И. Ньютон, К. Маклорен, С. Ковалевская, П. Чебышев и многие другие. И вот теория, которая всего лишь несколько десятилетий тому назад казалась наглядным примером отвлечѐнных математических расчѐтов, своеобразным теоретическим полигоном для оттачивания математической логики, неожиданно нашла своѐ подлинное призвание. Согласно этой теории замедление вращения Земли на 2,5 часа влечѐт за собой уменьшение объѐма планеты и сокращение площади еѐ поверхности примерно на одну четвѐртую часть. Вполне естественно, что подобные темпы и масштабы эволюции нашей планеты не могли пройти бесследно для земной биосферы, которая при этом неуклонно уплотнялась и сокращалась в своих поверхностных границах. Долгое время геологи полагали, что сжатие земной коры происходит подобно сморщивающейся кожуре печѐного яблока. И лишь несколько лет назад специалисты по сейсмозондированию литосферы обнаружили в недрах планеты взаимно пересекающиеся этажи огромных сколовых поверхностей, по которым и происходит перекрытие надвигающихся друг на друга тектонических плит и утолщение коры, составляющее за последний миллиард лет несколько десятков километров. А открытие в пеплах недавно извергавшихся вулканов около полутора десятков аминокислот заставило многих исследователей вернуться к гипотезам о происхождении жизни на Земле в вулканических поясах. И действительно, для быстрой эволюции первичных аминокислот и других сложных органических соединений в составные части живых организмов большое значение имели взаимное перекрытие и уплотнение приповерхностных частей биосферы, что обусловливало как постоянный рост числа комбинаций и рекомбинаций компонентов первоначального живого вещества Земли, так и постепенную эволюцию островов жизни в организованную биосферу. 97
Не менее интересно и важно недавнее открытие геохимиками темпов накопления информации в биосфере. Оказывается, прирост биологической информации на Земле прямо пропорционален уплотнению биосферы в результате геологических процессов. Таким образом, и вековой, усиленный большим геохимическим круговоротом, рост концентрации живого вещества биосферы по вертикали, и уплотнение органического мира на сокращающейся земной поверхности одинаково подчинены направленному процессу развития планеты в целом. Оба эти процесса вместе составляют существо третьего закона природного равновесия – закона векового уплотнения биосферы. Несомненно, тысячу раз правы были Дарвин, Вернадский и Циолковский, утверждавшие распространение, «растекание» жизни сначала из океана на материки, а затем между материками до полного освоения всей поверхности Земли. Но существует в эволюции земной жизни и другая чрезвычайно важная еѐ сторона, которая пока наиболее отчѐтливо обнаруживается и изучается биологами на уровне низших растений и животных, обладающих наибольшими биомассой и плотностью на единицу объѐма биосферы. Как опытнейший биолог Любищев не мог не обратить внимания на широкое взаимодействие низкоуровневых природных биосистем и начал всесторонне изучать это взаимодействие более полувека тому назад. Замечательное природное явление уплотнения земной жизни учѐный дальновидно отразил в своей естественной системе организмов и сравнил это явление с врастающими друг в друга ледяными кристаллами на замороженном окне. То, насколько прав был Любищев в таких выводах, продемонстрировали новейшие достижения различных естественных наук. Как выяснилось, вековое уплотнение биосферы имеет вполне определѐнную естественноисторическую основу, связанную с направленностью развития Земли. Закон уплотняющейся биосферы является таким же важным регулятором природного равновесия, как законы прогрессивной эволюции и необратимого развития органического мира. Ныне же особенный интерес представляют внимательное изучение и учѐт проявлений нового закона при разработке проблем рационального использования природных ресурсов и охраны окружающей среды. Л. Баньковский, В. Баньковский
Наука – системология Вечерняя Пермь. – 1977. – 25 марта
В наш век информации всех специалистов окружают монбланы фактов. Ориентироваться среди них, находить верные пути к открытиям помогает новая наука о системах, у истоков которой стоял работавший в Пермском университете доктор биологических наук А.А. Любищев. Греческое слово «система» означает буквально «целое, составленное из частей». Это короткое, звучное и ѐмкое слово во все времена очень любили великие естествоиспытатели и с удовольствием включали его в названия 98
главных книг своей жизни. Вот эти знаменитые труды: «Системы природы» К. Линнея и «Система природы» П. Гольбаха, «Изложение системы мира» П. Лапласа, «Система беспозвоночных» Ж. Ламарка, «О горных системах» Э. Бомона, «Образование солнечных систем» К. Циолковского. Одним и тем же понятием небезуспешно пользовались философы и астрономы, геологи и биологи, химики, математики и представители многих других отраслей знания. В одной только диалектике понятиям «система», «целое», «общее» придавался принципиально различный смысл. Авторы первых в мире философских систем Платон и Аристотель разработали диалектику отношений и связей. Бэкон, Спиноза и Гольбах стали основоположниками следующего уровня развития диалектики – диалектики движения. С Канта, Ламарка, Фихте и Гегеля начались первые шаги диалектики развития. Блестяще проведѐнный Марксом, Энгельсом и Лениным синтез всех предшествующих диалектик – отношений и связей, движения и развития – послужил началом материалистической диалектики – самой развитой и самой мощной философской системы современности. Наряду с философами проблему диалектически совершенной систематизации отдельных отраслей знаний и комплексов близких друг другу наук настойчиво решали естествоиспытатели. Любопытно, что первый вариант специальной науки о системах – систематику – создали биологи, классифицировавшие чрезвычайно сложный и запутанный мир животных и растений. Но и первый шаг от систематики к общей теории систем был также сделан биологами. В 1923 году доцент кафедры зоологии Пермского университета А. Любищев опубликовал в «Известиях Биологического НИИ» очень примечательную для истории системологии статью. Называлась она «О форме естественной системы организмов» и содержала совершенно новое подразделение биологических систем. Многие десятилетия иерархический 99
принцип систематизации органического мира господствовал в биологии даже в тех случаях, когда факты говорили об отсутствии соподчинѐнности различных видов животных и растений. Преодолевая естественную ограниченность и односторонность иерархического принципа при создании новой биологической систематики, Любищев предложил руководствоваться ещѐ двумя принципами: комбинационным и коррелятивным. Учѐный неоднократно подчѐркивал, что от правильного методологического подхода к пониманию самого существа системности непосредственно зависят сроки решения ключевых проблем системологии – проблем целого, порядка, природы и числа уровней реальности. Через четырнадцать лет после основополагающей статьи Любищева профессор биологии Венского университета Л. Берталанфи сформулировал основные положения теории так называемых открытых систем и сделал попытку применить эту концепцию к объяснению эволюции органического мира. Открытые системы, присущие миру животных и растений, австрийский учѐный противопоставил закрытым, «изолированным», техническим системам, подчинѐнным в своѐм действии термодинамическим закономерностям. Однако найти посредствующие звенья между формально введѐнными в биологию критериями «открытости» и «закрытости» систем оказалось необыкновенно сложно. Позднее Берталанфи приложил немало усилий, чтобы преобразовать свои системные биологические построения в общую теорию систем, но положительных результатов в этом направлении не достиг. В последние годы, несмотря на все трудности в разработке общей теории систем, неожиданно быстрое развитие испытала прикладная системология. Специалисты в области экономики, социологии, информатики и многих других наук успешно использовали системный подход при разработке современных методов социально-экономического прогнозирования, при создании крупных управленческих, информационных и технических систем. В многочисленных параметрических, аналоговых и других устройствах были воплощены любищевские иерархические, комбинационные и коррелятивные системы, намеченные учѐным первоначально в органическом мире. В последнее время интенсивно разрабатываются также вещественносистемный, генетико-системный и историко-системный разделы системологии. И снова взгляды учѐных обращаются к общей теории систем. Что за новая наука рождается на наших глазах, в каких отношениях с другими науками она находится? Многие принципиальные трудности в определении понятия «система» раньше возникали из-за нечѐткости критериев выделения еѐ главных элементов, признаков или аспектов. Благодаря успехам прикладной системологии основные аспекты рассмотрения любой системы ныне достаточно хорошо известны – это прежде всего еѐ структура, происхождение, история, динамика и вещество. Ещѐ один важный общеинформационный аспект изучения системы включает описания вспомогательных подсистем и тех особенностей самой системы, которые пока ещѐ не поставлены в закономерное отношение с другими еѐ свойствами. 100
Итак, с точки зрения современных исследователей, система – это развивающееся целое, составленное из взаимодействующих частей. Такое определение системы, с одной стороны, даѐт устойчивые критерии для разделения искусственных и природных объектов на «системы-несистемы», а с другой стороны, обеспечивает необходимый методологический подход к изучению многих видов несистем как несовершенных систем. Ограничение сферы действия общей системологии рамками систем обусловливает место этой новой науки в группе науковедческих отраслей знания. Л. Баньковский, В. Баньковский Досье научных публикаций
У истоков системологии Звезда. – 1977. – 9 июля
Недавние выпуски журналов «Наука и техника», «Химия и жизнь», «Вопросы философии» уделили немало интересных страниц публикации и обсуждению работ доктора биологических наук А.А. Любищева, который в 20е годы работал на кафедре зоологии Пермского университета. Что же вновь привлекло внимание представителей точных наук и инженеров, химиков и философов к трудам этого биолога? Журнал «Наука и техника» предложил своим читателям статью Любищева «Понятие системности и организменности». В «Химии и жизни» опубликованы фрагменты из его работы «Руководство по организации и обработке наблюдений по зоологии». Значительное место в этой работе занимают рекомендации по планированию и учѐту рабочего времени учѐного. Комментирует эти рекомендации кандидат биологических наук М. Голубовский. И, наконец, в журнале «Вопросы философии» известный палеонтолог, доктор геолого-минералогических наук С. Мейен и крупный специалист в области информатики и математической лингвистики, кандидат физико-математических наук Ю. Шрейдер обсуждают в основном статью Любищева «О форме естественной системы организмов», впервые опубликованную в 1923 году в одном из пермских научных журналов. Упомянутые работы Любищева посвящены, по существу, одной и той же проблеме – поиску рациональной, естественной системы классификации органического мира. Разработке такой системы Любищев посвятил всю свою жизнь, создав для этого и практически реализовав особую систему учѐта и планирования своего времени. Устремления учѐного были поистине грандиозны, ведь объект его систематических исследований – весь органический мир Земли. Самый первый предшественник Любищева по этой работе древнегреческий мыслитель Аристотель приводил в систему 454 вида живых существ, основатель научной зоологии, шведский учѐный К. Линней – 4200 видов. И уже более чем с одним миллионом видов пришлось иметь дело А. Любищеву. Необыкновенно настойчивый и целеустремлѐнный учѐный прекрасно понимал, что почти единственная возможность проникнуть в главные тайны такого разнообразного органического мира планеты – это привести его в 101
систему, наиболее близкую к естественной, систему, несомненно, существующую, но до поры до времени скрытую от глаз естествоиспытателей. Большинство исследователей первой половины нашего столетия пользовались преимущественно одной, так называемой иерархической классификацией органического мира – знаменитым генеалогическим древом живых существ Дарвина и Геккеля. Одним из первых биологов Любищев сумел доказать, что иерархическая система – частный случай естественной системы. «Весь органический мир в одну систему не укладывается», – писал учѐный в своей первой фундаментальной работе по системологии. И поэтому Любищев обратил основное внимание на разработку ещѐ двух важных классификационных систем – комбинационной и коррелятивной, которые в некоторых случаях дополняли иерархическую, а некоторых и превосходили еѐ по информативности. Комбинационные, или комбинативные системы, по Любищеву, больше всего напоминают многомерные решѐтки кристаллов, число измерений которых совпадает с числом независимо изменяющихся признаков системы. Коррелятивные же системы подобны по форме периодической системе химических элементов, например, тому еѐ варианту, когда периоды располагаются в виде винтовой линии на цилиндре. Любищев вспоминал, что и до Менделеева химики не решались отойти от иерархической системы химических элементов. Лучшей же системой «кирпичиков Вселенной» оказалась периодическая система, то есть система, сочетающая свойства иерархичности, комбинативности и коррелятивности. Как же оценивают эти принципиально новые и важные предложения Любищева современные исследователи? С. Мейен и Ю. Шрейдер в журнале «Вопросы философии» наиболее тщательно разбирают преимущества комбинационных систем и их место в общей теории классификационных методов и процедур, отмечая, что с их помощью могут быть решены познавательные задачи из практически неограниченного круга различных научных дисциплин. В поисках естественной системы организмов было создано немало простых (дескриптивных) биологических классификаций. Как считают учѐные, эти теории классификации слишком «возвышены», а практика слишком «приземлена». С другой стороны, разработка структурных классификаций органического мира находится ещѐ и в самом начале своего пути и лишь очень ненамного продвинулась вперѐд от первых основополагающих работ Любищева. И это понятно. Ведь в основу структурных классификаций закладывается сущностный подход к познанию объектов природы, который требует резкого расширения сферы биологических исследований по нескольким новым, пока ещѐ очень малоизученным направлениям. В числе главных путей к тайнам живых существ Любищев назвал изучение их взаимодействий в биосфере. С. Владимиров
102
Творчество и этика Молодая гвардия. – 1978. – 11 янв.
К описанию жизни и научных исканий профессора А.А. Любищева, который в 20-е годы работал на кафедре зоологии Пермского университета, уже не раз обращались учѐные, писатели и журналисты. Особенное внимание широкого круга читателей обратила на себя повесть Даниила Гранина о Любищеве «Эта странная жизнь», печатавшаяся сначала в журнале «Аврора», а затем вышедшая отдельной книгой в издательстве «Советская Россия». Недавно об этических принципах научного творчества Любищева рассказал в очередном выпуске сборника «Пути в незнаемое» Сергей Мейен. Один из последних номеров журнала «Вопросы литературы» посвятил несколько страниц «Афоризмам и максимам» Любищева, в которых вопросам этики учѐного также отводится немалое место. В седьмом, восьмом и девятом номерах журнала «Изобретатель и рационализатор» под рубрикой «Человеческая сторона дела» помещены выбранные места из переписки Любищева со своими коллегами-биологами. Этические проблемы научного творчества ныне всѐ чаще обсуждаются не только в художественной, но и в научной литературе. Это вполне естественно: число специалистов, занятых в сфере научных исследований в нашей стране, приближается к полутора миллионам. Очень трудоѐмкие и неотложные задачи нередко одновременно решают огромные коллективы учѐных. Вот почему стали такими насущными проблемы повышения уровня культуры общения учѐных, проблемы сотрудничества и координации в многосторонних научных исследованиях. В наше время к разнообразным вопросам этики научного творчества приковано пристальное внимание учѐных-естественников, представителей инженерных наук и специалистов по науковедению. Каковы же обстоятельства и мотивы, руководившие Любищевым при разработке этического кодекса учѐного? Начиная с первых самостоятельных шагов в науке, Любищев создавал новую систему органического мира Земли и, защищая свою точку зрения, отважился на спор с самим Дарвиным. Большие новые достижения естественных наук в сочетании с необыкновенным трудолюбием и упорством Любищева способствовали тому, что по многим наиболее сложным вопросам теории эволюции дарвиновским «монбланам» фактов учѐный смог противопоставить «гималаи» своих, столь же убедительных доводов. Каждый читатель, знакомый с замечательными книгами Дарвина, с его многочисленными художественными и научными биографиями, воспоминаниями о нѐм современников, может отчѐтливо себе представить, как трудно внести в биологию нечто столь же основательное, как дарвиновское «Происхождение видов». И дело не только в количестве искусно подобранных, добротных естественнонаучных фактов, в методах их сбора и систематизации. Со страниц «Происхождения видов» великолепным слогом, очень доброжелательно ведѐт беседу с читателем учѐный огромной эрудиции и такта. Дарвин мужественно включает в книгу главы с названиями «Затруднения, встречаемые теорией» и «Различные возражения против теории естественного 103
отбора». Представить себе только, в этих главах учѐный бесконечно возражает своей собственной концепции, со всей возможной тщательностью рассматривает и систематизирует соображения своих оппонентов, разворачивая буквально на глазах у изумлѐнного читателя величественную пирамиду грядущих революционных изменений в биологии. Несколько десятилетий спустя, когда развитие биологии, палеонтологии, геологии и других естественных наук предоставило в распоряжение учѐных множество новых сведений о направленности эволюции не только органического мира, но и всей Земли как космического тела, естествоиспытателям пришлось более критично отнестись к дарвиновским представлениям о ведущей роли случайных процессов в природе. Животный и растительный мир вполне закономерно изменяющейся планеты не может развиваться случайным образом. Определѐнная направленность геологических, геохимических, климатических и других процессов на Земле неизбежно должна наложить свой отпечаток на эволюцию органического мира, а именно, сделать еѐ также направленной. Следуя традициям Дарвина в области этики научного творчества, Любищев не только значительно продвинул вперѐд идею о направленности развития животного и растительного мира планеты, но и не менее добросовестно сформулировал основные постулаты, дополняющие учение Дарвина. Любищев привѐл все эти постулаты в систему, гораздо более логически и философски совершенную, чем было сделано ранее. Ещѐ одним своеобразным результатом труднейшей дискуссии была разработка Любищевым системы общих принципов ведения плодотворных научных споров. Важнейшим из этих принципов учѐный назвал непременную обязанность каждого спорящего видеть не столько слабые места и случайные просчѐты противника, сколько несовершенство принципиальных положений спорных концепций. Вот как писал об этом Любищев в письме к энтомологу Б. Кузину: «Я считаю, что серьѐзный спор может быть окончен, когда вы можете не только изложить мнение противника с такой же степенью убедительности, с какой он сам его излагает, но и прибавить к этому рассуждению новое, показывающее подсознательные корни предрассудков противника». В. Гаврилов
Мост через время Молодая гвардия. – 1978. – 18 августа Рубрика «Учѐный и век»
В недавних номерах журналов «Вестник Академии наук СССР» и «Химия и жизнь» опубликована статья известных советских учѐных-палеонтологов С.В. Мейена, Б.С. Соколова и специалиста в области информатики Ю.А. Шрейдера. Статья называется «Классическая и неклассическая биология. Феномен Любищева». Доктор биологических наук Александр Александрович Любищев, работая в двадцатые годы в Пермском университете, написал ряд оригинальных научных работ: книгу «О природе наследственных факторов» 104
(1925), статьи «О форме естественной системы организмов» (1923), «Понятие эволюции и кризис эволюционизма» (1924), «Понятие номогенеза» (1927). Широким кругам наших читателей Любищев известен по повести Даниила Гранина «Эта странная жизнь», в которой рассказывается о созданной и реализованной учѐным удивительной системе учѐта, использования и планирования времени. Интереснейшая система взаимоотношений Любищева со временем позволила учѐному одновременно вести результативные исследования не только в биологии, но и в философии, математике, литературоведении, истории. Благодаря этой системе родился многосторонний профессионализм Любищева, который, несомненно, помог ему осуществить огромнейшую по размаху программу биологических и смежных исследований. Какие обстоятельства побудили Любищева на многие десятилетия погрузиться в сложнейшие расчѐты, эксперименты, обобщения? Высшим научным достижением биологии девятнадцатого столетия по праву считается теория эволюции органического мира, созданная великим английским учѐным Чарльзом Дарвиным. Направление новых научных исследований, от результатов которых должны были оттолкнуться и пойти вперѐд дальнейшие поиски и развитие теории эволюции, обнаружил в начале нашего века тогда ещѐ студент Петербургского университета Александр Любищев. Открытие это не было случайным. С детства Любищев коллекционировал, определял и классифицировал насекомых, в тринадцати годам прочѐл и проработал до последней строчки четырѐхтомное собрание сочинений Дарвина. Однако к систематическим исследованиям в области теории биологии Любищев смог приступить лишь в 1918 году, после демобилизации с фронтов гражданской войны. К этому времени молодой учѐный составил не только чѐткий план новых собственно биологических исследований, но и особую философскобиологическую программу, которую совершенствовал в течение всей своей жизни. Каково было содержание этой необычной по сути своей междисциплинарной программы? Какую роль она играла во всей научной деятельности учѐного? Первым пунктом программы было устранение расплывчатости многих, довольно неопределѐнных биологических понятий, разработка целостной системы чѐтких философско-биологических категорий. О том, насколько Любищев справился с такой задачей, можно судить хотя бы по тому, что эта работа поставила учѐного не только в ряд основоположников оригинального направления биологии, но и послужила основой для возникновения новой науки системологии, последние достижения которой уже сейчас широко используются в кибернетике и теории информации. Второй раздел любищевской методологической программы представляет собой тщательный анализ наличного фактического материала, которым располагает современная теория эволюции. Подводя итоги этим своим исследованиям, длившимся несколько десятилетий, Любищев пришѐл к всесторонне обоснованному выводу: факты вне осмысляющей их научной 105
концепции не имеют научного статуса и по существу не принимаются наукой в расчѐт. И наконец, в рамках своей программы Любищев сформулировал руководящие научные принципы нетривиальных отождествлений, различений и отображений, представляющие собой очень важные звенья в цепи философско-биологического анализа. Очень интересное и результативное использование первого из этих принципов учѐный продемонстрировал, проведя глубокое сравнение явлений гибридизации в животном мире и кристаллизации ледяных узоров на замороженных оконных стѐклах. Что же может быть общего между нарастающими причудливыми, но неживыми льдинками на окне и развитием разнообразнейших групп животных? А сходство оказалось очень существенным. Так же, как ледяные кристаллики теснятся, упираются друг в друга и прорастают один в другой, так и различные группы животных в течение миллионов и миллионов лет живут и размножаются на одной и той же территории. И что ещѐ более важно: такое взаимодействие между животными в вековом процессе уплотнения биосферы накладывает на весь органический мир планеты свой особый отпечаток – приводит к массовому развитию явлений гибридизации и симбиоза. Благодаря выдающимся исследованиям Любищева современная биология получила в своѐ распоряжение новое мощное средство познания земной жизни – системный анализ процессов расширения сфер обитания, параллелизма в развитии и векового уплотнения не только животного, но и растительного мира планеты. С. Владимиров
Линия Эмпедокла Принцип взаимопомощи Горизонт-80. – Пермь: Перм. кн. изд-во, 1980. – С. 84-90
В читальном зале Пермской университетской библиотеки яркий солнечный свет пробивается через разукрашенные морозными узорами сводчатые окна, падает на заваленный книгами стол. Над страницей философского трактата сдвинули головы два молодых человека. Одному из них завтра предстоит читать лекции по сравнительной анатомии, другой готовит специальный курс эволюционной теории. А сейчас они во власти Эмпедокла – сицилийского философа и физика, поэта и врача, первого на Земле биолога, признавшего в природе особое начало дружбы. Правда, у древнего философа она существовала в почти фантастическом виде. По мнению Эмпедокла, на нашей планете под кристалловидным небом, состоящим из льдистой материи, существуют четыре элемента или корня мира – Огонь, Воздух, Вода и Земля. Вся жизнь земной природы протекает в соединении и разъединении корней мира под действием двух движущих начал – Дружбы и Вражды. Оба начала, обе противоположности существуют на Земле поочерѐдно. Периоды Вражды философ называет ещѐ временем Ненависти и Ареса. Но когда единящая Любовь «собирает, соединяет и тесно связывает», то губительная Вражда «отступает на самый край». В период Дружбы на Земле 106
постепенно возник весь органический мир. Сначала появились растения, потом животные… Эмпедокл был автором первых определѐнных представлений о превращениях органического мира. И все эти представления он выразил в поэтической форме в книге «О природе». Поэзия есть поэзия, и Дружба у Эмпедокла – она же и Любовь, и Приязнь, и Гармония, и Афродита, и Киприда, и Веселье, и Милость. Очень вдохновенно писал Эмпедокл свою интереснейшую поэму. Сам Лукреций Кар считал себя его учеником. И вот сейчас древний грек Эмпедокл, живший ещѐ в пятом веке до новой эры, властвует над молодыми людьми. Это еѐ величество Дружба накрепко соединяет за одним библиотечным столом два сильных плеча и две горячие головы. Вот уже около полутора десятков лет два близких друг другу человека – Владимир Беклемишев и Александр Любищев – вычитывают из одних и тех же книжных строчек один и тот же подтекст. Начало дружбы В 1906 году шестнадцатилетние Беклемишев и Любищев поступили на естественное отделение Петербургского университета. Оба юноши были понастоящему увлечены биологией. Дружеский союз становился всѐ крепче. Друзья вместе занимались, сдавали экзамены, вместе были и в дальней дороге, проходили практику на Мурманской биологической станции. В тесной мужской дружбе обязательно есть некая определѐнная цель, вокруг которой кристаллизуются все помыслы и поступки обоих друзей. Чаще всего бывает так, что загадочный «затравочный» кристаллик большой цели несѐт в себе один из друзей, но оба друга относятся к драгоценному камешку как к общему, отпущенному природой на двоих. Друга, непреклонно растящего кристаллик дальней цели, психологи называют лидером дружбы. Авиаторы же о таком человеке скажут так: «ведущий пары». Однако не только со стороны бывает очень трудно различить, кто из друзей ведущий, а кто ведомый. Это подчас трудно сделать и самим друзьям, потому что в жизни нередко и невольно ведущий и ведомый меняются местами. В этой бесхитростной взаимозаменяемости тоже немалая сила дружбы. И всѐ же ведущий есть ведущий, он непреклонен от сознания важности цели. А суровость его настолько же естественна для ведомого, насколько глубоки и незамутнѐнны радость и счастье дружбы. В студенческой паре Любищев–Беклемишев ведущим дружеского союза был Александр, который ещѐ в детстве поставил перед собой трудную цель. Началось же всѐ просто – с «букашек». Ученик реального училища Саша Любищев больше всего на свете интересовался насекомыми, которых ловил великое множество. Особенно больших хлопот стоило узнать, как всѐ-таки называется тот или иной жучок или кузнечик. Чтобы не докучать взрослым постоянными вопросами, начинающий энтомолог очень рано научился пользоваться специальными определителями, а потом стал попутно заглядывать в другие серьѐзные научные книги. В конце концов ученика реального училища стала одолевать мысль о принципиальном несовершенстве справочных биологических пособий и другая, ещѐ более смелая, – о том, что он сам может создать новую естественную систему организмов. Знаменитая 107
линнеевская система, откорректированная последователями великого шведского ботаника и зоолога Сашу уже не удовлетворяла. Сейчас трудно сказать, что мог такой самонадеянный мальчишка вычитать в собрании сочинений Дарвина, но факт остаѐтся фактом: все четыре дарвиновских тома Саша прочѐл и попытался усвоить уже к тринадцати годам. Тогда-то мальчик и выбрал себе на всю жизнь старшего друга – учѐного, путешественника и писателя Чарльза Дарвина. Что ж из того, что Дарвин умер за восемь лет до рождения Саши? Мальчик свободно представлял своего друга совсем молодым, когда тот путешествовал вокруг света на корабле «Бигль». Да, часто случается и такая вот, лишь на первый взгляд немного странная дружба, когда ведущего уже нет на свете, а книги его, вопреки очевидному, говорят о том, что он жив и всегда готов прийти на помощь, дать мудрый совет. Выбирая великого революционера биологии себе в друзья и наставники, Саша, конечно, не предполагал, что уже через несколько лет ему и Беклемишеву придѐтся вступаться за Дарвина, защищать его выводы от критики даже некоторых университетских преподавателей-биологов. За что же критиковали Дарвина «философствующие биологи»? Они обвиняли учѐного в том, что тот в своих трудах пренебрѐг существующим в природе началом дружбы и взаимопомощи. Однако не кто иной, как Дарвин, описывал «социальные растения», изучал механизмы эволюции так называемых колониальных насекомых, формулировал представление о естественном отборе, «применяемом к семье, а не к особи». И борьбу за существование в органическом мире Дарвин понимал не как всеобщую войну всех против всех, а в широком метафорическом смысле. Мало кто знает, что у биологов понятие дружбы на редкость многозначное, почти универсальное, охватывающее не только жизнь людей, но в какой-то степени ещѐ и жизнь животных. Ведь инстинкт общительности, взаимной симпатии и, наконец, взаимопомощи был развит в мире животных задолго до появления на Земле человека. Не конкуренция и не борьба за существование, а великая тяга живых существ к объединению и единству – особый закон природы и главный фактор развития всего органического мира. Впервые сделал такой решительный вывод в речи на собрании Петербургского общества естествоиспытателей крупный русский зоолог Карл Кесслер. Было это ещѐ в 1879 году. А уже в следующем году в одной из камер французской тюрьмы изложение речи Кесслера читал известный русский революционер и учѐный Пѐтр Кропоткин, который, ничего не зная о своих предшественниках, самостоятельно вѐл такие же исследования. Его особенно возмутило представление биолога Томаса Гексли о всей земной жизни как о «кровной схватке зубами и когтями». Около десяти лет потребовалось Кропоткину, чтобы по-настоящему восстать против таких взглядов. В 1890 году были опубликованы статьи «Взаимопомощь среди животных», «Взаимопомощь среди дикарей». В следующем году появилась статья «Взаимопомощь среди варваров», в 1892 году – «Взаимопомощь в средневековом городе», а ещѐ через год – 108
«Взаимопомощь в настоящее время». Несколько позднее Кропоткин объединил все эти работы в одну книгу «Взаимная помощь как фактор эволюции». В предисловии к первому английскому изданию книги Кропоткин писал: «За последнее время мы столько наслышались о «суровой, безжалостной борьбе за жизнь», которая якобы ведѐтся каждым животным против всех остальных, каждым «дикарѐм» против всех остальных «дикарей» и каждым цивилизованным человеком против его сограждан… что было необходимо прежде всего противопоставить им обширный ряд фактов, рисующих жизнь животных и людей с совершенно другой стороны». Книга Кропоткина вызвала долго не утихавшие споры среди учѐных разных стран. Но, к сожалению, ни Кесслер, ни Кропоткин не пошли дальше самых общих примеров и рассуждений по поводу взаимопомощи как одного из важнейших факторов эволюции в мире земной жизни. Шестидесятичетырѐхлетний Кесслер произнѐс свою знаменитую речь всего лишь за несколько месяцев до смерти, а Кропоткин, несмотря на огромную эрудицию и собранный им богатейший материал, всѐ-таки не был биологом в полном смысле этого слова. Шѐл второй год учения Любищева и Беклемишева в университете, когда третье издание кропоткинской «Взаимной помощи как фактора эволюции» прорвало цензурные барьеры. И на долю наших друзей просто не могло не достаться бурных студенческих споров по поводу этой интереснейшей книги. Ведь, ко всему прочему, и Кесслер, и Кропоткин были выпускниками того же самого Петербургского университета. И вот что писал о «прекрасных, сильных страницах» дарвиновской книги «Происхождение человека» Кропоткин: «Он показал здесь, как в бесчисленных животных сообществах борьба за существование между отдельными членами этих сообществ совершенно исчезает и как вместо борьбы является содействие (кооперация), ведущее к такому развитию умственных способностей и нравственных качеств, которые обеспечивают данному виду наилучшие шансы жизни и распространения». Но почему же тогда Дарвин не относил взаимопомощь и другие свидетельства целесообразностей в органическом мире к основным факторам земной жизни? Любищев объяснил это так: «Сам Ч. Дарвин считал своей главнейшей заслугой вовсе не решение проблемы целесообразности, а другое – опровержение учения о постоянстве видов, признании эволюции для всего органического мира. Эта заслуга останется за ним навсегда. Важно также, что он в твердыне проблемы целесообразности указал на возможность еѐ решения, хотя сейчас приходится признать, что его решение касается лишь частностей, но не всей проблемы в целом». Это очень интересные любищевские слова. Серьѐзнейшая задача, которую знал, но не мог, не успел решить Дарвин, глубоко захватила Любищева. По его мнению, в полном объѐме и в то же время в самой общей, самой сжатой и наглядной форме эта проблема могла быть разрешена путѐм создания новой естественной системы организмов, гораздо более совершенной, чем линнеевская. 109
Молодому биологу было вполне понятно, какой огромный труд взваливает он на свои и Беклемишева плечи. Самый первый их предшественник в этой работе – древнегреческий мыслитель Аристотель – приводил в систему 454 вида живых существ; основатель научной зоологии, шведский натуралист Карл Линней – 4200 видов. И уже более чем с одним миллионом видов приходится иметь дело современным исследователям. Система дружбы Первая мировая война разлучила Любищева и Беклемишева, едва оперившихся как учѐных. Александр был мобилизован на фронт, но упорно не терял из вида своей цели, урывая для научных занятий каждую минуту свободного времени. С января 1916 года он начал это делать буквально. Молодой учѐный завѐл особую систему учѐта, использования и планирования времени. С тех пор ни один месяц и ни один год в жизни Любищева уже не могли начаться без подведения итогов сделанному за прошедший месяц или год, без разработки подробных планов на близкое и отдалѐнное будущее. Любищев подразделял своѐ рабочее время на первую и вторую категории, регистрировал время «нетто» и «брутто», различал «стандартные и нестандартные способы времяпрепровождения». За долгую жизнь Любищева ничто не могло нарушить этой удивительной, раз и навсегда заведѐнной системы научной работы, системы необычайно щепетильного обращения со временем. Вскоре после окончания гражданской войны друзья встретились в Перми. Беклемишев в числе первых петроградских учѐных начал работать во вновь открытом Пермском университете. Любищев приехал сюда из Симферопольского университета, куда был отозван из армии. Ещѐ в 1918 году Любищев в своѐм дневнике отмечал, что приступить к выполнению главной задачи сможет «не раньше, чем через пять лет, когда удастся солиднее заложить математический фундамент». Это решение, да и советы Беклемишева привели молодого учѐного в Пермь, где собралась и интересно работала целая группа талантливых математиков. Любищев немного не застал в Перми своего тѐзку Александра Александровича Фридмана, проректора университета, основателя и редактора журнала Пермского физико-математического общества. Фридман закончил Петербургский университет всего лишь годом раньше Любищева. Обладая редкими способностями организатора, Фридман организовал в Пермском университете химико-металлургическое, инженерно-строительное и электромеханическое отделения. И тот же Фридман, прирождѐнный теоретик, был душой математических поисков университетской молодѐжи, о которой писал: «Компания математиков здесь очень дружная и весьма симпатичная». И Любищев быстро убедился во всей справедливости этих слов. Давние раздумья и первые дискуссии Любищева с университетскими теоретиками уже в октябре 1921 года легли в основу статьи с довольно необычным по тем временам названием и содержанием: «О перспективах применения математики в биологии». Любищев был особенно признателен своему другу, который не позволил ему отвлечься на очень трудоѐмкий и бесполезный математический 110
поиск закономерностей в формах различных живых организмов. Беклемишев мудро разъяснил, что форма тела животного определяется не одной, а многими причинами. Определить же меру влияния каждой из них пока невозможно. И снова, уже в который раз, друг настойчиво подталкивал вперѐд и вперѐд, терпеливо и последовательно помогал формулировать самое главное – основные положения новой систематики животных и растений. Основополагающая статья Любищева «О форме естественной систмы организмов» была опубликована в «Известиях Биологического научноисследовательского института Пермского университета» в 1923 году. Именно с этой работы Любищева и началась новая отрасль не только биологического, но и науковедческого, философского знания – наука системология. Впервые в естественную систему организмов были включены широко распространѐнные в живой природе явления взаимопомощи и дружбы. Естествоиспытатели начала нашего столетия пользовались преимущественно одной, так называемой иерархической, классификацией органического мира – знаменитым бесконечно разветвляющимся генеалогическим древом живых существ Дарвина и Геккеля. Иерархический, линейный принцип систематизации органического мира господствовал в биологии даже в тех случаях, когда факты говорили об отсутствии соподчинѐнности различных видов животных и растений. Одним из первых биологов Любищев сумел доказать, что иерархическая система – частный случай естественной системы. Учѐный предложил руководствоваться ещѐ двумя принципами – комбинационным и коррелятивным. Коррелятивная система подобна по форме периодической системе химических элементов, например, тому еѐ варианту, когда периоды располагаются в виде винтовой линии на цилиндре. Любищев вспоминал, что и до Менделеева химики тоже не решались отойти от линейной иерархической системы химических элементов. Лучшей же системой «кирпичиков Вселенной» оказалась всѐ-таки периодическая система, то есть система, сочетающая свойства иерархичности, комбинативности и коррелятивности. Комбинационные, или комбинативные, системы, по Любищеву, более всего напоминают многомерные решѐтки кристаллов, число измерений которых совпадает с числом независимо изменяющихся признаков системы. Но что же общего между химическими элементами – «кирпичиками Вселенной», «мѐртвыми» кристаллами и органическим миром Земли? …Поднялся из-за стола Александр. Сделал шаг к искрящемуся мноцветьем ледяных блѐсток замороженному окну. Вот «враждующие», расходящиеся друг от друга дорожки ледяных кристалликов. А вот морозные веточки почти параллельны. И конечно, тут как тут «кристаллики дружбы». Они проникают один в другой точно так же, как прорастают друг через друга кристаллы в недрах Земли. Так вот, оказывается, в чѐм дело! Свободно расти ледяным узорам мешает рама окна. Развернувшиеся было широким веером, кристаллы теснятся, уплотняются, врастают друг в друга. И пока ещѐ человечество не заселило космос, размах земной жизни неизбежно ограничен сравнительно небольшими размерами нашей планеты. Вот почему жизнь на Земле развивается и вширь, 111
осваивая даже, казалось бы, вовсе неблагоприятные для живых существ пограничные геосферы, и в глубь самой себя. Мы живѐм в постепенно уплотняющейся биосфере и не должны забывать об этом, Именно тут глубинные корни земной дружбы. Из-под карандаша Любищева серебряным новогодним дождѐм сыплются на подоконник сверкающие ледяные кристаллики. Очерченные решительно проведѐнным кругом, ещѐ отчѐтливей блестят края проросших друг в друга морозных ветвей. Вот он каков – этот непростой след дружбы, линия Эмпедокла. Выходит, не случайно Климент Аркадьевич Тимирязев с таким глубоким волнением разглядывал эти сказочные ледяные узоры, сравнивал оконные лесные дебри с вездесущими ростками земной жизни. На замороженном стекле сама природа наглядно изобразила схему той новой естественной системы органического мира, которую открыли Александр Любищев и Владимир Беклемишев. Л. Баньковский
Геологи в океане информации Звезда. – 1982. – Октябрь В конце сентября в Свердловске закончила работу Всесоюзная школа по справочно-информационному обслуживанию геологических организаций и учреждений. В еѐ работе принимали участие и пермские геологи. Материалы этой школы положены в основу данной статьи.
Самый первый научно-технический журнал, появившийся в России полтора века тому назад, был посвящѐн геологии и родственным ей наукам. Редактор журнала, говоря о значении научной периодической печати, обращал внимание специалистов горного дела на сокращение с их помощью тех трудностей, которые бы изобретательные умы должны были побеждать, «доходя сами до того, что уже найдено и приведено в известность». Формулировка информационной цели геологических изданий в сущности не изменилась до сих пор. Ныне при подготовке выпусков реферативного журнала «Геология» сотрудники Всесоюзного института научной и технической информации (ВИНИТИ) обрабатывают около двух с половиной тысяч печатных изданий мира. Несравненно труднее стало работать и тем специалистам, предшественники которых в первых номерах «Горного журнала» создавали отдел «Всеобщей Горной и Соляной библиографии». Ведь библиографы ныне ежегодно учитывают примерно сто двадцать тысяч различного рода геологических книг, статей и отчѐтов. Обеспечить полной и оперативной информацией многие десятки тысяч специалистов геологического профиля – задача очень трудная. В ближайшие годы намечено усовершенствовать организационную структуру сети органов информации, создав в дополнение к отраслевым специализированные и региональные информационные центры. При становлении информационной службы наряду с обеспечением геологов библиографическими подборками и другими материалами большое 112
внимание уделялось возможно более полному обслуживанию геологов по их разовым или постоянным запросам. При нынешнем резком увеличении объѐма получаемой документации специалисту-производственнику становится всѐ труднее ориентироваться среди информационных потоков. Поэтому в недалѐком будущем предусматривается создание систем информационного курирования как для конкретных тематических исследований, так и для прикладных геологоразведочных работ. Все наиболее важные исследования будут обеспечиваться специальной информацией в виде техникоэкономических анализов и аналитических обзоров состояния проблемы по разнообразным информационным источникам. Работа информаторов по строго намеченному плану информационного сопровождения темы означает, что за выбор недостаточно эффективных или ошибочных направлений геологоразведочных работ будут нести ответственность не только сами геологи, но и сотрудники информационной службы, не обеспечившие подготовку представительной информации по данной проблеме. Необходимость повышения содержательной ценности информации предъявляет растущие требования к внутренней структуре и функциям справочно-информационных систем. От сравнительно простых библиографических картотек и механизированных поисковых систем геологическая информационная служба переходит к освоению электронных вычислительных машин, обладающих обширной машинной памятью и оперативностью при поиске многоцелевой информации. И уже сейчас выясняется, что далеко не все информационные машинные системы удовлетворяют запросы геологов. При огромном числе первоисточников быстрое усвоение и использование новой информации может быть достигнуто только при тщательной фильтрации информационных потоков и отсева устаревших или пока ненужных сведений. Оптимальная информационная система должна обладать возможностью перестройки в соответствии с темпами развития науки и техники. Информационная система должна также обеспечить проведение сложных логических операций и, прежде всего, возможность вывода из геологического информационного массива сведений, не содержащихся в нѐм в явном виде. Как утверждают специалисты по новой науке информатике, нет более радикального средства борьбы с так называемым геологическим информационным кризисом («взрывом»), чем обнаружение неизвестных ранее связей между фактами и понятиями различных геологических наук. Установление таких связей означает открытие новых месторождений полезных ископаемых там, где интенсивные геологоразведочные работы до сих пор считались экономически невыгодными или бесперспективными. Всесоюзная школа помогает в деле совершенствования информационных служб, помогает геологам отыскивать надѐжные ориентиры в океане информации. С. Владимиров
113
Высокие орбиты разума Отчий край / Ред.-сост. Е. Клюева. – Пермь: Кн. изд-во, 1987. – С.105-126
Первые годы и десятилетия Пермского университета были отмечены деятельностью многих выдающихся учѐных нашего времени, талантливых испытателей природы, педагогов, популяризаторов науки, публицистов. О творческом поиске некоторых из них – астрономов, биологов, медиков – рассказывает этот очерк. Вселенная Фридмана В самом начале 1918 года в приземистом двухэтажном особняке в центре Перми снял две комнаты человек. Утомлѐнное лицо делало его много старше своих тридцати лет. Человек недавно вернулся с фронтов первой мировой войны, которую прошѐл в редкой и безусловно тогда уважаемой должности лѐтчика-наблюдателя. Новый квартирант оказался профессором механики Пермского университета – Александром Александровичем Фридманом. Из этого дома шли в Петроград удивительные письма – любимому учителю и старшему другу, известному во всѐм мире математику В.А. Стеклову. Об Урале, своих новых коллегах Фридман писал: «Я чрезвычайно рад, что могу устроиться в Перми, так как университетская атмосфера здесь очень хорошая. Почти нет никаких посторонних науке дел, и все друг другу помогают. Компания математиков здесь очень дружная». Впрочем, и сам Фридман не зря называл себя «работолюбивым». Он с увлечением читал студентам лекции по механике, дифференциальной геометрии и физике, руководил редакцией «Вестника физико-математического общества», охотно занимался административной работой, настойчиво совершенствовал методику метеорологических исследований (кстати, вместе с пилотом П.Ф. Федосеенко Фридман установил в своѐ время рекорд высоты полѐта на воздушном шаре). Круг интересов Фридмана был настолько широк, что в одном из писем Стеклову молодой учѐный признаѐтся: «С удовольствием согласился бы быть сторожем в Пермском университете с правом читать факультативный курс». В конце декабря 1918 года, когда армия Колчака заняла Пермь и «все вопросы духа исчезли из жизни пермской интеллигенции», Фридман остался до конца верным науке, университету. А когда «колчаковия» (так Фридман называет период оккупации) была изгнана с пермской земли, именно Фридман начал возрождать едва не погибший университет теми способами, которые ещѐ тогда без преувеличения были названы отчаянными. «К Вам, дорогой Владимир Андреевич, – писал Стеклову Фридман в октябре 1919 года, – мы обращаемся с искренней просьбой помочь нам в организации занятий в университете. Так как продовольственные и топливные условия в Перми теперь сносные, то желающих заниматься студентов очень много и возможность заниматься в Перми имеется. Вот почему мы и решили пойти навстречу желаниям и просьбам студенчества и организовать занятия в университете, поскольку это в наших силах. Не откажите нам и нашим студентам в Вашей мощной поддержке и помощи. Нам необходимо получить несколько профессоров и преподавателей… Особенно для нас важны следующие кафедры: 1) физика, 2) астрономия, 3) геология и минералогия, 4) 114
ботаника, 5) геология. 6) анатомия, 7) гистология, 8) физиология, 9) химия, 10) фармацея. Были бы очень желательны профессора по этим кафедрам, но если это невозможно, то мы были бы удовлетворены преподавателями…» И снова Фридман посылает запросы в Наркомпрос, и снова в письме от 19 ноября 1919 года просит Стеклова «оказать содействие нашему, поистине “терпящему бедствие” университету». Огромная организаторская работа учѐного привела к основанию физикоматематического факультета с технологическими отделениями – химикометаллургическим, инженерно-строительным и электромеханическим. Фридман был председателем этих отделений, работал деканом и проректором университета по учебным делам. И при всѐм этом оставался бескомпромиссным в определении главной сути своей работы: «Я, конечно, далѐк от мысли вносить в университет мелкий дух инженерных школ, где ремесленники довольствуются сборниками формул, переполненными грубейших ошибок; мне думается, что в университете на первом месте стоит теоретическая сторона дела… иллюстрируемая практическими приложениями механики». И ещѐ: «Соль университета в науке и научном творчестве, всѐ же остальное дело важное, но второстепенное». Вот почему Фридман ещѐ в августе 1919 года предлагал своим ученикам такие любопытные задачи из области небесной механики, как вычисления орбит межпланетных ракет. В 1920 году учѐный получает приглашение от Атомной комиссии Государственного оптического института и переезжает сначала в Москву, потом в Петроград. Никогда не ослабевающий интерес к разносторонним научным исследованиям приводит Фридмана в область переживавшей тогда период становления теории относительности. В те месяцы, когда ночи напролѐт учѐный увлечѐнно работал над трудами основателей новых и поэтому труднопонимаемых физических воззрений, его коллеги шутили:: «Скоро мы разберѐмся в этих вопросах. Фридман принялся за изучение Вселенной». Учѐный подверг строгому анализу выводы эйнштейновской теории тяготения. Излюбленный его метод «нельзя ли чего откинуть» в математических уравнениях, не нарушая их физического смысла, и здесь оправдал себя. Новые решения гравитационных уравнений привели Фридмана к неожиданным выводам: «кривизна» окружающего нас мира оказалась непостоянной. А значит, далѐкие галактики, окружающие Млечный путь, должны или сближаться, или удаляться друг от друга – разбегаться, как говорят астрономы. В мае 1922 года немецкий физический журнал, постоянно освещавший новые достижения теории относительности, опубликовал статью Фридмана «О кривизне пространства», которая, естественно, сразу же обратила на себя внимание Эйнштейна. Этой статье знаменитый немецкий учѐный посвятил две небольшие, но очень характерные заметки, напечатанные в том же журнале. В первой из них Эйнштейн выражал сомнение по поводу правильности расчѐтов Фридмана, назвав их подозрительными, а через год во второй заметке признавал свои собственные ошибки в вычислениях и писал, что результаты Фридмана «правильны и проливают новый свет». Через семь лет предсказанное Фридманом расширение Вселенной подтвердил американский астроном Э. Хаббл. С помощью очень мощного по 115
тем временам телескопа был открыт не только сам факт удаления от Земли галактик, но и найдена скорость их разбегания. Так начался новый этап в развитии космологии – науки, изучающей космос в целом. В своѐм труде «Мир как пространство и время», вышедшем в Петрограде в 1923 году и представлявшем первое на русском языке популярное изложение и дальнейшую разработку теории относительности Эйнштейна, Фридман писал: «Нужны очень детальные сведения о жизни нашего материального пространства, чтобы всѐ время следить за изменяющимся его геометрическими свойствами». Всѐ то, что во времена Фридмана казалось несколько абстрактной математической теорией, в последние десятилетия нашло своѐ полное подтверждение в окружающем нас реальном звѐздном мире именно «в деталях». Как и предсказывал Фридман, на всех стадиях эволюции наблюдаемая Вселенная оказалась нестационарной, бурно развивающейся. Опираясь на многочисленные физические опыты и наблюдения звѐзд, астрофизик Г. Гамов дополнил космологическую модель Фридмана идеей о «горячем» происхождении Вселенной. А ещѐ через пятнадцать лет радиофизики А. Пензиас и Р. Вильсон обнаружили приходящее на Землю со всех сторон космического пространства так называемое реликтовое излучение Метагалактики – следы давнего взрыва еѐ сверхгорячего и сверхплотного ядра. Современные астрономы вплотную подошли к границам нашей Метагалактики, но и за этими границами ожидают встретить новые эволюционирующие миры. У поэта Леонида Мартынова есть такие строчки: «Мир не до конца досоздан – небеса всегда в обновах, астрономы к старым звѐздам вечно добавляют новых. Если бы открыл звезду я, я еѐ назвал бы: Фридман…» Вероятнее всего, однажды так и будет. Но звѐзды звѐздами, а теперь уже ни у кого из учѐных нет сомнения: всѐ безбрежное космическое пространство навсегда останется «нестационарной Вселенной Фридмана». Пристальное внимание к Солнцу и космическим лучам В августе 1887 года по всей России наблюдалось полное солнечное затмение, послужившее для В.Г. Короленко темой рассказа «На затмении». Это редкое природное явление давало учѐным возможность более пристально изучить Солнце, и поэтому различные научные учреждения России и других стран заранее рассылали специальные экспедиции по территории обширной предвычисленной полосы будущего затмения. В составе Красноярской экспедиции, организованной Русским физико-химическим обществом, затмение Солнца наблюдал двадцативосьмилетний преподаватель Морского инженерного училища в Кронштадте Александр Степанович Попов, учившийся когда-то в Перми. Будущий изобретатель радио изучал Солнце с помощью сконструированного им самим фотометра и пришѐл к выводу, что «солнечная корона не есть явление оптическое», как полагали тогда многие исследователи, «она реальная и остаѐтся в существенных своих чертах неизменной во время затмения». Конец прошлого и начало нынешнего века характерны развитием инструментальных исследований солнечной активности. В 1904 году в США собрались астрономы–делегаты из различных стран, в том числе и из России. 116
На совещании был организован Международный союз по кооперации всех исследований Солнца. Началась разработка унифицированных инструментов для постоянного и всестороннего изучения нашего светила. Вот почему не могла остаться незамеченной напечатанная в «Известиях Русского астрономического общества» работа о спектрогелиоскопе астронома обсерватории Юрьевского (Тартуского) университета Константина Дормидонтовича Покровского, вскоре ставшего первым ректором организованного в Перми университета. Глубокий интерес к тайнам Солнца Покровский передал лучшему своему ученику, ассистенту в пермскую пору его деятельности Григорию Абрамовичу Шайну, закончившему образование в нашем университете и преподававшему в нѐм до 1920 года. При участии Г.А. Шайна в начале тридцатых годов создавалась общесоюзная Служба Солнца. В июне 1936 года Г.А. Шайну, участвовавшему в экспедиции по наблюдению солнечного затмения в Сибири, удалось получить необычайно хорошие спектрограммы солнечной короны. Благодаря этим новым данным учѐный впервые сделал важнейший вывод о высокой кинематической температуре короны. С 1945 года Г.А. Шайн работал директором Крымской астрофизической обсерватории (Академии наук СССР), ставшей сегодня крупнейшим центром по исследованию физики Солнца, воздействия светила на ионосферу и магнитное поле Земли. Несколько лет тому назад научной общественностью нашей страны были отмечены столетние юбилеи со дня рождения Петра Николаевича Чирвинского и Сергея Владимировича Орлова. Оба они преподавали в Пермском университете, обоих отличал особенный интерес к проблемам Солнца. Профессор Чирвинский одним из первых исследователей обратил внимание на поразительное сходство химического состава метеоритов и изученного спектроскопистами солнечного вещества. Пройдут ещѐ многие десятилетия до того времени, когда высокоточными измерениями будет установлена температура отдельных частей солнечных пятен не в тысячи, а всего лишь в сотни градусов Цельсия. Наука пока ещѐ не знает сколько-нибудь достоверных случаев, чтобы выброшенные солнечными вулканами обломки коры нашего светила падали бы на Землю. Но намеченный Чирвинским, пусть даже очень дискуссионный, «метеоритный мостик» от Земли к Солнцу всѐ-таки существует и ждѐт своих исследователей. Одним из первых в России Чирвинский поставил вопрос об изучении деятельности Солнца в давние геологические периоды. Ещѐ в 1923 году учѐный смело писал об аналогии процессов, происходящих на Земле и на Солнце. Один из первых физиков Пермского университета Александр Брониславович Вериго, едва начав изучение почвы и радиоактивных пород Урала, столкнулся с влиянием излучения совершенно неизвестной природы. Лишь впоследствии это излучение по аналогии с лучами Рентгена было названо космическими лучами. Но в самом начале исследования этого излучения физики полагали, что оно имеет земную природу. Для выяснения происхождения загадочного излучения Вериго предпринял по совету знакомых пермских геологов довольно необычную для физика экспедицию. Два студента помогли Вериго добраться с приборами на север Пермской области, в Дивью 117
пещеру. После первых же измерений стало ясно: излучение на глубине значительно ослабевает и, таким образом, гипотеза о земных источниках странного излучения неправомерна. В двадцатые годы Вериго руководил работами по изготовлению радиометрических приборов в физическом отделе одного из ленинградских институтов, изучал космические лучи и радиоактивные явления в Главной геофизической обсерватории. Но мечта о новых больших экспедициях не оставляла учѐного. Ведь даже и в середине двадцатых годов многие его коллеги всѐ ещѐ сомневались в возможности прихода на Землю излучений космического происхождения. Три года подряд Вериго выезжал к подножию Эльбруса, совершал труднейшие восхождения на его вершину. Наблюдения показали, что на пятикилометровой высоте интенсивность космического излучения в пять раз превосходит величину, зарегистрированную на уровне моря. Однако результаты кавказских экспедиций не вполне удовлетворили Вериго, которого, кроме всего прочего, интересовала и проникающая способность излучения. В 1929 и 1930 годах учѐный добился разрешения и провѐл необходимые исследования на подводной лодке Балтийского флота. Оказывается, космические лучи проникают через водную толщу гораздо свободней, чем думали до сих пор. По результатам вычислений величина поникающей способности космического излучения получалась заниженной в три раза по сравнению с наблюдениями Вериго. Одно из своих исследований учѐный провѐл на линкоре, в стволе орудия главного калибра. Знакомые физики советовали Вериго писать после своих экспедиций приключенческие повести. Но мысли учѐного всѐ чаще уходили к новым опытам. Свой очередной эксперимент Вериго осуществил во время полѐта в стратосферу и даже при неполадках в оболочке стратостата не прерывал наблюдений. Чтобы облегчить экипажу посадку и сохранить стратостат, учѐный по приказу командира корабля прыгнул с парашютом. За мужество, проявленное во время стратосферного полѐта, Вериго был награждѐн орденом Красного Знамени. В годы Великой Отечественной войны учѐный, находясь в Ленинграде, вѐл исследования в нескольких неэвакуированных лабораториях института, заведовал кафедрами физики Военно-медицинской академии им. С.М. Кирова и Первого Ленинградского ордена Трудового Красного Знамени медицинского института им. И.П. Павлова. Ещѐ в 1923 году в статье, опубликованной в пермском журнале «Экономика», Вериго размышлял о том, как «извлечь эту сокрытую атомами энергию». Несколько позднее он писал, что если подтвердится его предположение о поглощении космических лучей в ядрах атомов, то «данное явление должно играть громадную роль в космических явлениях и особенно в эволюции туманностей, где под действием излучения может происходить образование тяжѐлых элементов из лѐгких…» Но ведь некоторые из этих космических явлений можно воспроизвести и искусственно в земных условиях. И в зрелые свои годы Вериго, не жалея сил, разрабатывал очень интересные проблемы использования на Земле энергии космических излучений, уходя вперѐд от своего времени на многие десятилетия. 118
На пути к государству Солнца Александр Германович Генкель был одним из первых преподавателей Пермского университета, приехавших на Урал ещѐ в 1916 году. В числе самых первых профессоров страны Генкель принял Октябрьскую революцию. Судьба Генкеля во многом напоминает судьбу К.А. Тимирязева. Оба очень рано, с двенадцати-пятнадцати лет, начали зарабатывать средства к существованию. Как один, так и другой закончили Петербургский университет. Обоих отличает постоянная, непреклонная борьба в поддержку революционного студенчества, смелая пропаганда дарвинизма, разносторонняя научная работа. Да ещѐ кажущиеся поистине безграничными многознание и просветительская деятельность. Необычайный размах просветительской работы передовой русской интеллигенции во время революции 1905-1907 годов и накануне Великого Октября всѐ-таки не позволяет ограничить эпоху русского просвещения одним девятнадцатым веком – настолько силѐн и самостоятелен был этот поток даже тогда, когда он органично вплетался в гораздо более мощное предоктябрьское революционное русло. И разве не в продолжение линии всеобщего просвещения только что родившаяся Советская республика в числе самых первых типографских изданий выпустила генкелевский перевод книги Т. Кампанеллы «Город Солнца» – одну из любимых ленинских книг! Накануне первой русской революции и в годы еѐ наибольшего взлѐта просветительские голоса биологов Тимирязева и Генкеля очень во многом звучали в унисон. Пользуясь накалившейся политической обстановкой для пропаганды идей свободы и равенства, учѐные сколько могли использовали открытую, подцензурную печать. В то время Тимирязев опубликовал сборник работ против идеализма и политической реакции, несколько смелых статей с анализом политического развития страны. Следуя за своим старшим коллегой в области научной демократической публицистики, Генкель перевѐл и издал «Утопию» Томаса Мора, напечатал в журнале «Знание и жизнь» портрет и краткую биографию мыслителя под заголовком «Борцы за свободу. Томас Мор». Ободрѐнный этими публикациями, Генкель взялся за ещѐ более рискованную работу – первый в истории русский перевод «Города Солнца» Т. Кампанеллы. И провести эту книгу через многие цензурные барьеры Генкелю помогли различные идущие ему навстречу обстоятельства, среди них – резкое обострение на рубеже веков интереса больших кругов читателей к нашему светилу: звезде-Солнцу и к Солнцу – символу огня, света и знания. В потоке поэтических образов Солнца в 1906 году Генкель издал «Город Солнца», сопровождаемый биографическим очерком о Кампанелле*. (*Удивительна и неповторима сама личность Кампанеллы. За свои убеждения и борьбу философ, поэт и нераскаявшийся мятежник провѐл в пятидесяти тюрьмах тридцать три года. В тюрьме римской инквизиции вместе с Кампанеллой находился и Джордано Бруно – автор замечательной концепции «Философия рассвета». Историки не исключают, что оба выдающихся мыслителя некоторое время находились в одной камере. Одна фамилия заключѐнного чего стоит: Кампанелла – Колокол!) И вся книга была названа по-новому многозначительно – не «Город», а «Государство Солнца». В первые послеоктябрьские дни эта книга вышла в Петрограде уже третьим изданием. 119
Переводчика, прирождѐнного педагога и просветителя Александра Генкеля в «Городе Солнца» интересовало абсолютно всѐ. В Советской республике, реализовавшей мечту Кампанеллы об уничтожении эксплуатации и частной собственности, Пермский университет и созданная Генкелем кафедра – это тоже своеобразные города со строго научно определѐнным режимом труда и отдыха. Каждый из горожан посильно трудился на ниве знания, у каждого – право на образование, на всестороннее, универсальное развитие личности. Генкель самоотверженно работал на кафедре. Благодаря его заботам в университет пришѐл работать выдающийся уральский ботаник П.В. Сюзѐв, кафедра оснастилась уникальным сюзѐвским гербарием, замечательной библиотекой старых петербургских профессоров – учителей Генкеля, многими сотнями любовно выполненных наглядных пособий, нисколько не уступающим прекрасным учебным иллюстрациям на стенах всех семи кругов-поясов города Солнца. Генкель создал при университете сельскохозяйственный факультет, ботанический сад, в 1922 году участвовал в создании Биологического научноисследовательского института, налаживал обмен учѐными трудами университета с десятками лучших научных центров нашей страны и Европы. В Биологическом институте и на смежных кафедрах работали такие выдающиеся биологи, как А.А. Заварзин, Б.Ф. Вериго, В.К. Шмидт, А.А. Рихтер. Лекции Генкеля в университете нередко слушали педагоги всех семи пермских гимназий и реального училища, врачи, музейные работники. В отличие от города Кампанеллы кафедра Генкеля и Пермский университет в целом отнюдь не были и принципиально не могли быть всего лишь островами света и знаний. Размышляя о крупных материках и даже о планете знаний, учѐный начал читать лекции на созданном в Перми по его инициативе рабочем факультете, в народном университете, народном политехникуме, на учительских курсах для городских и сельских учителей. Настоящего научного внимания Генкеля потребовали появившиеся в Перми в начале 1920 года первые местные краеведческие ячейки. Увлечение краеведческой работой было для учѐного вполне естественно, потому что помимо преподавательской и административной университетской работы Генкель заведовал ещѐ сельскохозяйственным отделом в Пермском губернском статистическом бюро, был председателем совета по районированию Пермской губернии, консультантом окружного исполкома, членом Пермского городского Совета. В 1924 году при активном содействии Генкеля было организовано Пермское общество краеведения. В его правление вошли профессора: ботаники А.Г. Генкель и А.А. Хребтов, этнограф П.С. Богословский, географ В.А. Кондаков, зоолог С.Л. Ушков и другие энтузиасты изучения края. Председателем правления стал Д.М. Бобылѐв, редактор выходившего в те годы в Перми журнала «Экономика». Одним из авторов статей этого журнала был и Генкель. Состав правления, пути краеведческих поисков оказались выбранными так удачно, что Пермь на долгие десятилетия стала на Урале центром краеведческой работы. В числе самых первых естествоиспытателей университета Генкель вместе с Хребтовым и Ушковым начал природоохранные исследования. Необычайно интересны и до сих пор полностью сохраняют своѐ 120
значение предложения учѐного об учреждении на Урале ботанических памятников природы. За работу по изучению края Генкель был избран членомкорреспондентом Центрального бюро краеведения Академии наук СССР. В середине двадцатых годов учѐный исследовал проблемы освоения Северного морского пути, работая в Северном Ледовитом океане; на Южном Урале установил факт несомненной связи в минувшие геологические времена Карского и Каспийского морей, размышляя о том, каким был Уральский материк, омываемый древними морями. Как и все учѐные государства Солнца, Генкель очень внимательно, с подлинным душевным пристрастием следил за фундаментальными научными открытиями. Перу его принадлежат обзорные статьи, посвящѐнные научным революциям в области ботаники, биологии, геологии, химии. Более двух десятков обстоятельных научно-популярных работ опубликовал Генкель в одном только журнале «Вестник знаний», к которому был особенно неравнодушен и постоянно в нѐм сотрудничал, редактируя отделы ботаники и биологии. Глубочайшую преданность проблемам ботаники и теоретическим проблемам биологии профессор Генкель сохранил на всю жизнь. Оба его сына тоже стали известными ботаниками. Даже в родной стихии растительного мира учѐный, подобно Кампанелле, старался работать с общечеловеческими категориями, хорошо знал труды своих коллег в разных уголках Земли. Не случайно переводы лучших зарубежных ботанических книг конца прошлого – начала нынешнего столетия принадлежат Генкелю. Ведь учѐный не только искренне верил, но и со всей определѐнностью талантливого биолога знал, что путь к государству Солнца лежит и через ботанику, через разветвлѐнную, научно правильно поставленную сельскохозяйственную науку. И рано или поздно люди, в общем, как и растения – дети Солнца, – непременно научатся во всех тонкостях понимать глубокие тайны растительного мира планеты, навсегда сделают Солнце своим союзником и другом. У истоков системологии В 1923 году доцент кафедры зоологии Пермского университета Александр Александрович Любищев опубликовал в «Известиях Биологического научноисследовательского института» очень примечательную для истории системологии статью. Называлась она «О форме естественной системы организмов» и содержала совершенно новое подразделение биологических систем. Именно с этой биологической работы началась новая наука – системология. Греческое слово «система» означает буквально «целое, составленное из частей». Это короткое, звучное и ѐмкое слово во все времена очень любили великие естествоиспытатели и с удовольствием включали его в названия главных книг своей жизни. Вот эти знаменитые труды: «Система природы» К. Линнея и «Система природы» П. Гольбаха, «Изложение системы мира» П. Лапласа, «Система беспозвоночных» Ж. Ламарка, «О горных системах» Э. Бомона, «Образование солнечных систем» К. Циолковского. Одним и тем же понятием небезуспешно пользовались философы и астрономы, геологи и биологи, химики, математики и представители многих других отраслей знаний. 121
Наряду с философами проблему диалектически совершенной систематизации отдельных отраслей знаний и комплексов близких друг другу наук настойчиво решали естествоиспытатели. Любопытно, что первый вариант одной из специальных наук о системах – систематики – создали биологи, классифицировавшие чрезвычайно сложный и запутанный мир животных и растений. Но вот выходит, что один из первых шагов от систематики к общей теории систем был сделан биологами А.А. Любищевым и В.Н. Беклемишевым. В 1906 году юные Беклемишев и Любищев поступили на естественное отделение Петербургского университета. Оба были по-настоящему увлечены биологией, вместе занимались, сдавали экзамены, проходили практику на Мурманской биологической станции. В студенческой паре ЛюбищевБеклемишев ведущим дружеского союза был Любищев, который уже в детстве поставил перед собой трудную цель. Ещѐ учеником реального училища Саша Любищев больше всего на свете интересовался насекомыми, очень рано научился пользоваться специальными определителями и самостоятельно обнаружил многие их несовершенства. Уверовал Саша и в дерзкую мысль о том, что сам сможет создать новую систему организмов, более совершенную, чем линнеевская. Интересно, что уже к тринадцати годам Саша прочѐл и попытался усвоить все четыре дарвиновских тома «Происхождения видов», выбрал великого революционера биологии в свои наставники. Молодому биологу было вполне понятно, какой огромный труд взваливает он на свои и Беклемишева плечи. Древнегреческий мыслитель Аристотель приводил в систему 454 вида живых существ; основатель научной зоологии шведский натуралист К. Линней – 4200 видов. И уже более чем с одним миллионом видов приходится иметь дело современным исследователям. Первая мировая война разлучила Любищева и Беклемишева. Александр был мобилизован на фронт, но упорно не терял из вида своей цели, урывая для научных занятий каждую минуту свободного времени. С января 1916 года молодой учѐный завѐл особую систему учѐта, использования и планирования времени. С тех пор ни один месяц и ни один год в жизни Любищева уже не могли начаться без подведения итогов сделанному за прошедший месяц или год, без разработки подробных планов на близкое и отдалѐнное будущее. Любищев подразделял своѐ рабочее время на первую и вторую категории, регистрировал время «нетто» и «брутто», различал «стандартные и нестандартные способы времяпрепровождения». Человеку, впервые услышавшему о таком обращении со временем, может показаться, что оно представляет собой непрерывный бухгалтерский учѐт минут, не оставляющий времени на собственно творческую деятельность и даже противоречащий ей. На самом же деле вся большая и интересная жизнь Любищева совершенно не даѐт оснований для таких рассуждений. Наоборот, изучение биографии учѐного располагает к спору с теми исследователями, для которых образцом работоспособности являются Наполеон, Эдисон и многие другие знаменитости, удлинявшие свой рабочий день за счѐт сокращения времени на сон до трѐхчетырѐх часов. Образ жизни Любищева как будто нарочно противоречил традиционному здравому смыслу. Учѐный предпочитал спать не менее десяти часов в сутки, 122
ежедневно находил время для занятий физкультурой, почти не ограничивал себя в знакомстве с новыми театральными постановками, не пропускал интересных концертов, постоянно очень и очень много читал. Более того, наряду со своими обычными биологическими исследованиями он успевал плодотворно работать и стал широко известен в научных кругах как талантливый математик, философ, историк и литературовед. Историков науки и науковедов Любищев поразил не только необыкновенной дальновидностью и значимостью своих основных биологических работ, но ещѐ и тем, что за свою жизнь написал более двенадцати тысяч машинописных страниц научных трудов. Это довольно редкая продуктивность для любого учѐного. Любищев не скрывал секрета своей удивительной работоспособности. Он не раз писал о том, что разработанная и усовершенствованная им в течение многих десятилетий новая система обращения со временем привела к появлению нового, никогда и нигде не покидающего учѐного чувства времени. Именно это новое чувство не даѐт повода говорить о какой-либо обременительности «бухгалтерии учѐта и планирования времени», которая сама по себе постепенно становится практически незаметной для исследователя. Вскоре после окончания гражданской войны Любищев и Беклемишев встретились в Перми. Беклемишев в числе первых петроградских учѐных начал работать во вновь открытом Пермском университете. Любищев приехал сюда из Симферопольского университета, куда был отозван из армии. Ещѐ в 1918 году Любищев в своѐм дневнике отмечал, что приступить к выполнению главной задачи сможет «не раньше, чем через пять лет, когда удастся солиднее заложить математический фундамент». Это решение, да и советы Беклемишева привели молодого учѐного в математическую школу Фридмана. Самого Фридмана Любищев в Перми уже не застал. Но давние раздумья и первые дискуссии с его коллегами и учениками уже в октябре 1921 года легли в основу любищевской статьи «О перспективах применения математики в биологии». Учѐный был особенно признателен Беклемишеву, который не позволил ему отвлечься на очень трудоѐмкий и бесполезный математический поиск закономерностей в формах различных живых организмов, мудро разъяснил, что форма тела животного определяется не одной, а многими причинами. Определить же меру влияния каждой из них пока невозможно. И снова, уже в который раз, друг настойчиво подталкивал вперѐд и вперѐд, терпеливо и последовательно помогал формулировать самое главное – основные положения новой систематики животных и растений. С основополагающей статьи Любищева «О форме естественной системы организмов» и началась новая отрасль не только биологического, но и науковедческого, философского знания – наука системология. Впервые в естественную систему организмов были включены широко распространѐнные в живой природе явления взаимопомощи и дружбы. Естествоиспытатели начала двадцатого столетия пользовались преимущественно одной, так называемой иерархической, классификацией органического мира – знаменитым бесконечно разветвляющимся древом живых существ Дарвина и Геккеля. Одним из первых биологов Любищев сумел доказать, что иерархическая система – частный 123
случай естественной системы. Учѐный предложил руководствоваться ещѐ двумя принципами – комбинационным и коррелятивным. Всѐ новые и новые открытия в палеонтологии, энтомологии, микробиологии и других науках свидетельствовали о том, что представители органического мира во все времена эволюционировали не только в расходящихся ветвях, но и в ветвях параллельных. Многие же растения и животные возникли и возникают при соприкосновении и срастании ветвей генеалогического древа природы. Изучая вполне конкретные проявления межвидовой гибридизации насекомых и растений, Любищев в то же время деятельно разрабатывал философские аспекты слияния и взаимопроникновения биологических систем. Наделѐнный даром редкой настойчивости и изобретательности, учѐный впервые увидел среди морозных узоров на стѐклах окон давно отыскиваемый мост между мирами органической и неорганической природы. Сказочные ледяные узоры когда-то с волнением разглядывал и описывал К.А. Тимирязев. Почему же причудливые кристаллы льда на замороженных окнах так сильно напоминают растения? Что же может быть общего между нарастающими причудливыми, но неживыми льдинками на окне и развитием разнообразнейших групп животных? А сходство оказалось очень существенным. Как ледяные кристаллики, которые теснятся, упираясь друг в друга и прорастая один в другой, различные группы животных, растений в течение миллионов и миллионов лет живут и размножаются на одной и той же территории. Благодаря выдающимся исследованиям Любищева и Беклемишева современная биология получила в своѐ распоряжение новое мощное средство познания земной жизни – системный анализ процессов расширения сфер обитания, параллелизма в развитии как животного, так и растительного мира планеты. Опираясь же на эти достижения биологии и смежных естественных наук, значительно обогатилась, шагнула далеко вперѐд в разнообразнейших приложениях и особенно в области общенаучных прогнозов системология в целом. На пределе человеческих возможностей Более полувека тому назад из Казани в Пермь переехала семья хирурга Василия Николаевича Парина. В Перми прибавилось сразу два медика – отец и сын, Василий, – один многоопытный, с именем, и другой, едва начинающий, перевѐлся на второй курс медицинского факультета Пермского университета. Случилось это в те первые годы становления пермской вузовской науки, когда университетские учѐные были еѐ почти единственными представителями во всех областях знаний. Читая письма Василия Васильевича Парина, живо представляешь себе атмосферу студенческой жизни тех лет, размышляешь над глубоким смыслом сетований учѐного своему другу, бывшему однокурснику: «Милый Миша! Сколько таких занятных, а часто и поучительных эпизодов прошло за наши студенческие годы. Как много мы получили от наших учителей и знаний, и житейской мудрости, и опыта, которого нам в то время так не хватало. Как жаль, что нет времени вспомнить многое, записать и оценить с наших 124
теперешних позиций, людей, мягко говоря, уже не первой молодости. Ведь многое было бы интересно и полезно отнюдь не только нам». Становится очень жаль, что большой учѐный, оставивший молодому поколению десять интереснейших книг и несколько сотен научно-популярных работ, так и не успел написать своей автобиографии. Не успел во многом из-за своей необычной судьбы. В девятнадцать лет В.В. Парин закончил свою первую научную работу, в двадцать восемь стал заведующим кафедрой физиологии, спустя ещѐ десять лет – доктором наук, в сорок один год – действительным членом Академии медицинских наук СССР, а вскоре и еѐ вице-президентом, затем – академиком Академии наук СССР и действительным членом Международной астронавтической академии. Но это лишь самый схематичный набросок незаурядной человеческой биографии. В.В. Парин был прежде всего учѐнымфизиологом. Двух своих учителей-физиологов часто вспоминает Парин в автобиографическом очерке «О вероятном и о невероятном». Первым учителем был профессор Пермского университета Б.Ф. Вериго, вторым – Заслуженный деятель науки РСФСР, профессор Московского и Казанского университетов А.Ф. Самойлов. Парин отмечал у своих наставников прежде всего огромный талант экспериментаторов, страсть к науке и необыкновенную эрудицию, выходящую так же далеко за рамки непосредственных физиологических исследований, как и за рамки естественных наук. Например, Самойлов был ещѐ и пианистом-виртуозом, известным музыковедом, одним из основателей Московского музыкального кружка, в который входили С. Рахманинов, С. Танеев, А. Гречанинов. Имя Б. Вериго нередко упоминается рядом с именами художника В. Серова, поэта А. Блока. Рассказывая о месте искусства в жизни учѐных, Парин не удержался от искушения задать читателю «каверзный» вопрос: «Какое всѐ это имеет отношение к разговору о вероятном и невероятном в науке?» И тут же убеждѐнно отвечает: «Ровно такое, какое имеет к нему образ мышления, действий, всей жизни человека, который в науке работает или собирается работать». Заведуя кафедрами физиологии в Перми и Свердловске, Парин на много лет вперѐд определил направления вузовских исследований по клинической физиологии и физиологии кровообращения. В годы Великой Отечественной войны, работая заместителем наркома здравоохранения, он спас жизнь многим тысячам раненых бойцов, безупречно организовав систему противоэпидемических мероприятий и эвакуацию больных и раненых. Одним из первых учѐных-медиков нашей страны Парин не только заложил научные основы биологической и медицинской электроники и кибернетики, но и воспитал первое поколение специалистов в этих передовых отраслях современной медицины. Круг научных интересов и эрудиция учѐного были настолько велики, что в самом начале космической эры именно ему поручили руководство медикобиологическими исследованиями, проводившимися на баллистических ракетах и искусственных спутниках Земли. Парин провожал в космический полѐт и 125
встречал первого в мире космонавта Ю.А. Гагарина. Учѐный стоял у самых истоков космической биологии и космической медицины. Теоретические и практические основы многих систем автоматического врачебного контроля за космонавтами были разработаны Париным ещѐ в далѐкие довоенные годы. После первых же полѐтов человека в космос перед инженерами и медиками возникла труднейшая проблема изучения процессов управления в самом организме космонавта, задача выяснения предельных возможностей человека. Необычные по своей сложности задачи решали и специалисты, изучающие разные стороны человеческой деятельности в сложных условиях космического полѐта. Американские медики, работавшие в Национальном центре космических исследований, приступили к осуществлению программы испытаний кандидатов в космонавты в жѐстких условиях длительной изоляции человека в ограниченных помещениях, практически без связи с окружающим миром. В это же время Парин убедительно показал, что такие исследования, несмотря на их важность для медицины в целом, не являются решающими для оценки степени психологической и физиологической готовности человека к полѐтам в космическое пространство. Напряжѐнные темпы научно-исследовательской и инженерной работы космонавтов, а тем более их коллективов на орбите снимают многие затруднения, связанные с предупреждением стрессовых ситуаций во время длительного пребывания людей в ограниченном пространстве космических кораблей и в условиях невесомости. Более важной и неотложной задачей для космических медицины и психологии, говорил Парин, является изучение способности космонавтов к выполнению самой обширной программы разнообразных научных и инженерных исследований на орбите, способности к длительной сосредоточенной работе, к быстрому поиску и принятию правильного решения во всяких трудных ситуациях, которые возникают при такой многообразной работе. Иными словами, необходимо пристальное изучение творческих возможностей космонавтов в предельных, экстремальных условиях космического полѐта. Большие достижения нашей страны в освоении космоса в полной мере подтвердили правильность идей В.В. Парина. Иначе и быть не могло. Будучи талантливым физиологом, он всю свою научную жизнь по существу посвятил изучению скрытых резервов человеческого организма, исследованию пределов физических и творческих возможностей человека. Непрерывные полвека творческой деятельности учѐного являются замечательным свидетельством тому, какие трудные и высокие орбиты подвластны разуму. С. Николаев, Л. Баньковский
126
Стеклянное окно в морозных кружевах Наука Урала. – 1988. – 21 января (№ 4/354). – С. 6 У истоков системологии
В 1923 году в журнале доцент кафедры зоологии Пермского университета Александр Александрович Любищев опубликовал в «Известиях Биологического научно-исследовательского института» очень примечательную для истории системологии статью. Называлась она «О форме естественной системы организмов» и содержала совершенно новое подразделение биологических систем. Именно с этой биологической работы началась новая наука – системология. Греческое слово «система» означает буквально «целое, составленное из частей». Это короткое, звучное и ѐмкое слово во все времена очень любили великие естествоиспытатели и с удовольствием включали его в названия главных книг своей жизни. Вот эти знаменитые труды: «Система природы» К. Линнея и «Система природы» П. Гольбаха, «Изложение системы мира» П. Лапласа, «Система беспозвоночных» Ж. Ламарка, «О горных системах» Э. Бомона, «Образование солнечных систем» К. Циолковского. Одним и тем же понятием небезуспешно пользовались философы и астрономы, геологи и биологи, химики, математики и представители многих других отраслей знаний. Авторы первых в мире философских систем Платон и Аристотель разработали диалектику отношений и связей, Бэкон, Спиноза и Гольбах стали основоположниками следующего уровня развития диалектики – диалектики движения. С Канта, Ламарка, Фихте и Гегеля начались первые шаги диалектики развития. Блестяще проведѐнный Марксом, Энгельсом и Лениным синтез всех предшествующих диалектик – отношений и связей, движения и развития – послужил началом материалистической диалектики – самой развитой и самой мощной философской системы современности. Наряду с философами проблему диалектически совершенной систематизации отдельных отраслей знаний и комплексов близких друг другу наук настойчиво решали естествоиспытатели. Любопытно, что первый вариант одной из специальных наук о системах – систематики – создали биологи, классифицировавшие чрезвычайно сложный и запутанный мир животных и растений. Но вот выходит, что и первый шаг от систематики к общей теории систем был сделан биологами А.А. Любищевым и В.Н. Беклемишевым. В 1906 году шестнадцатилетние Беклемишев и Любищев поступили на естественное отделение Петербургского университета. Оба юноши были понастоящему увлечены биологией, вместе занимались, сдавали экзамены, проходили практику на Мурманской биологической станции. В студенческой паре Любищев-Беклемишев ведущим дружеского союза был Александр, который ещѐ в детстве поставил перед собой трудную цель. Ещѐ учеником реального училища Саша Любищев больше всего на свете интересовался насекомыми, очень рано научился пользоваться специальными определителями и самостоятельно обнаружил многие их несовершенства. Уверовал Саша и в дерзкую свою мысль о том, что сам сможет создать новую систему организмов, 127
более совершенную, чем линнеевская. Интересно, что уже к тринадцати годам Саша прочѐл и попытался усвоить все четыре дарвиновских тома «Происхождения видов», выбрал великого революционера биологии в свои наставники. Тогда Любищев, конечно, и не предполагал, что через несколько лет ему и Беклемишеву придѐтся вступаться за Дарвина, защищать его выводы от критики даже некоторых университетских преподавателей. Ещѐ в конце прошлого века некоторые философствующие биологи обвинили Дарвина в том, что тот в своих трудах пренебрѐг существующим в природе началом дружбы и взаимопомощи. Однако никто иной как Дарвин описывал «социальные растения», изучал механизмы эволюции так называемых колониальных насекомых, формулировал представления о естественном отборе, «применяемом к семье, а не к особи». И борьбу за существование в органическом мире Дарвин понимал не как всеобщую войну всех против всех, а в широком метафорическом смысле. Но почему же тогда великий учѐный не относил взаимопомощь и другие свидетельства целесообразностей в органическом мире к основным факторам эволюции земной жизни? В зрелые годы Любищев объяснил это так: «Сам Ч. Дарвин считал своей главнейшей заслугой вовсе не решение проблемы целесообразности, а другое – опровержение учения о постоянстве видов, признания эволюции для всего органического мира. Эта заслуга останется за ним навсегда. Важно также, что он в твердыне проблемы целесообразности указал на возможность еѐ решения, хотя сейчас приходится признать, что его решение касается лишь частностей, но не всей проблемы в целом». Это очень важные слова для понимания жизни учѐного. Серьѐзнейшая задача, которую знал, но не мог, не успел решить Дарвин, глубоко захватила Любищева. По его мнению, в полном объѐме и в то же время в самой общей, самой сжатой и наглядной форме эта проблема могла быть разрешена путѐм создания новой естественной системы организмов, гораздо более полной, чем все общеизвестные и общепринятые. Молодому биологу было вполне понятно, какой огромный труд взваливает он на свои и Беклемишева плечи. Самый первый их предшественник в этой работе древнегреческий мыслитель Аристотель приводит в систему 454 вида живых существ; основатель научной зоологии шведский натуралист К. Линней – 4200 видов. И уже более чем с одним миллионом видов приходится иметь дело современным исследователям. Первая мировая война разлучила Любищева и Беклемишева, едва оперившихся как учѐных. Александр был мобилизован на фронт, но упорно не терял из вида своей цели, урывая для научных занятий каждую минуту свободного времени. С января 1916 года он начал это делать буквально. Молодой учѐный завѐл особую систему учѐта, использования и планирования времени. С тех пор ни один месяц и ни один год в жизни Любищева уже не могли начаться без подведения итогов сделанному, без разработки подробных планов на близкое и отдалѐнное будущее. Любищев подразделял своѐ рабочее время на первую и вторую категории, регистрировал время «нетто» и «брутто», различал «стандартные и нестандартные способы времяпрепровождения». Человеку, впервые услышавшему о таком обращении со временем, может показаться, что оно представляет собой непрерывный бухгалтерский учѐт 128
минут, не оставляющий времени на собственно творческую деятельность и даже противоречащий ей. На самом же деле вся большая и интересная жизнь Любищева совершенно не даѐт оснований для таких рассуждений. Наоборот, изучение биографии учѐного располагает к спору с теми исследователями, для которых образцом работоспособности являются Наполеон, Эдисон и многие другие знаменитости, удлинявшие свой рабочий день за счѐт сокращения времени на сон до трѐх-четырѐх часов. Образ жизни Любищева как будто нарочно противоречил традиционному здравому смыслу. Учѐный предпочитал спать не менее десяти часов в сутки, ежедневно находил время для занятий физкультурой, почти не ограничивал себя в знакомстве с новыми театральными постановками, не пропускал интересных концертов, постоянно очень и очень много читал. Более того, наряду со своими обычными биологическими исследованиями он успевал плодотворно работать и стал широко известен в научных кругах как талантливый математик, философ, историк и литературовед. Историков науки и науковедов Любищев поразил не только необыкновенной дальновидностью и значимостью своих основных биологических работ, но ещѐ и тем, что за свою жизнь написал более двенадцати тысяч машинописных страниц научных трудов. Это довольно редкая продуктивность для любого учѐного. Вскоре после окончания гражданской войны Любищев и Беклемишев встретились в Перми. Беклемишев в числе первых петроградских учѐных начал работать во вновь открытом Пермском университете. Любищев приехал сюда из Симферопольского университета, куда был отозван из армии. Ещѐ в 1918 году Любищев в своѐм дневнике отмечал, что приступить к выполнению главной задачи сможет «не раньше, чем через пять лет, когда удастся солиднее заложить математический фундамент». Давние раздумья и первые дискуссии с коллегами уже в октябре 1921 года легли в основу любищевской статьи «О перспективах применения математики в биологии». Учѐный был особенно признателен Беклемишеву, который не позволил ему отвлечься на очень трудоѐмкий и бесполезный математический поиск закономерностей в формах различных живых организмов, мудро разъяснил, что форма тела животного определяется не одной, а многими причинами. Определить же меру влияния каждой из них пока невозможно. И снова, уже в который раз, друг настойчиво подталкивал вперѐд и вперѐд, терпеливо и последовательно помогал формулировать самое главное – основные положения новой систематики животных и растений. С основополагающей статьи Любищева «О форме естественной системы организмов» и началась новая отрасль не только биологического, но и науковедческого, философского знания – наука системология. Впервые в естественную систему организмов были включены широко распространѐнные в живой природе явления взаимопомощи и дружбы. Естествоиспытатели начала нашего столетия пользовались преимущественно одной, так называемой иерархической, классификацией органического мира – знаменитым бесконечно разветвляющимся древом живых существ Дарвина и Геккеля. Иерархический, линейный принцип систематизации органического мира господствовал в биологии даже в тех случаях, когда факты говорили об отсутствии 129
соподчинѐнности различных видов животных и растений. Одним из первых биологов Любищев сумел доказать, что иерархическая система – частный случай естественной системы. Учѐный предложил руководствоваться ещѐ двумя принципами – комбинационным и коррелятивным. Коррелятивная система подобна по форме периодической системе химических элементов, например, тому еѐ варианту, когда периоды располагаются в виде винтовой линии на цилиндре. И до Менделеева химики тоже не решались отойти от линейной, иерархической системы химических элементов. Лучшей же системой «кирпичиков Вселенной» оказалась всѐ-таки периодическая система, то есть система, сочетающая свойства иерархичности, комбинативности и коррелятивности. Комбинационные, или комбинативные, системы, по Любищеву, более всего напоминают многомерные решѐтки кристаллов, число измерений которых совпадает с числом независимо изменяющихся признаков системы. На самом рубеже веков оказались заново переоткрыты правила наследования признаков, обнаруженные ещѐ современником Дарвина Грегором Менделем. Была установлена химическая природа «элементов» Менделя, ранее казавшаяся сплошной фантазией, а теперь получившая название «генов». В 1920 году на III Всероссийском съезде селекционеров молодой саратовский биолог Н.И. Вавилов рассказывал об открытом им законе гомологических рядов в наследственной изменчивости. Этот закон, названный участниками съезда «вавиловской периодической системой», утверждал соответствие рядов наследственной изменчивости у генетически близких видов и родов организмов. Через четырнадцать лет после главной статьи Любищева профессор биологии Венского университета Л. Берталанфи сформулировал основные положения теории так называемых открытых систем и сделал попытку применить эту концепцию к объяснению эволюции органического мира. Открытые системы, присущие миру животных и растений, австрийский учѐный противопоставил закрытым, «изолированным», техническим системам, подчинѐнным в своѐм действии термодинамическим закономерностям. Однако найти посредствующие звенья между формально введѐнными в биологию критериями «открытости» и «закрытости» систем оказалось необыкновенно сложно. Позднее Берталанфи приложил немало усилий, чтобы преобразовать свои системные биологические построения в общую теорию систем, но положительных результатов в этом направлении не достиг. В последние годы, несмотря на все трудности в разработке общей теории систем, неожиданно быстрое развитие испытала прикладная системология. Специалисты в области экономики, социологии, информатики и многих других наук успешно использовали системный подход при разработке современных методов социально-экономического прогнозирования, при создании крупных управленческих, информационных и технических систем. В многочисленных параметрических, аналоговых и других устройствах были воплощены любищевские иерархические, комбинационные и коррелятивные системы, намеченные учѐным первоначально в органическом мире. 130
Всѐ новые и новые открытия в палеонтологии, энтомологии, микробиологии и других науках свидетельствовали о том, что представители органического мира во все времена эволюционировали не только в расходящихся ветвях, но и в ветвях параллельных. Многие же растения и животные возникли и возникают при соприкосновении и срастании ветвей генеалогического древа природы. Изучая вполне конкретные проявления межвидовой гибридизации насекомых и растений, Любищев в то же время деятельно разрабатывал философские аспекты слияния и взаимопроникновения биологических систем. Наделѐнный даром редкой настойчивости и изобретательности, учѐный впервые увидел среди морозных узоров на стѐклах окон давно отыскиваемый мост между мирами органической и неорганической природы. Сказочные ледяные узоры когда-то с волнением разглядывал и описывал К.А. Тимирязев. Почему же причудливые кристаллы льда на замороженных окнах так сильно напоминают растения? Что же может быть общего между нарастающими причудливыми, но неживыми льдинками на окне и развитием разнообразнейших групп животных? А сходство оказалось очень существенным. Так же, как ледяные кристаллики теснятся, упираясь друг в друга и прорастают один в другой, так и различные группы животных, растений в течение миллионов и миллионов лет живут и размножаются на одной и той же территории. И что ещѐ более важно: такое взаимодействие между животными и растениями в вековом процессе уплотнения биосферы накладывает на весь органический мир планеты свой особый отпечаток, приводит к массовому развитию явлений гибридизации и симбиоза. Благодаря выдающимся исследованиям Любищева и Беклемишева современная биология получила в своѐ распоряжение новое мощное средство познания земной жизни – системный анализ процессов расширения сфер обитания, параллелизма в развитии как животного, так и растительного мира планеты. Опираясь же на эти достижения биологии и смежных естественных наук, значительно обогатилась, шагнула далеко вперѐд в разнообразнейших приложениях и особенно в области общенаучных прогнозов системология в целом. Л. Баньковский, научный сотрудник Отдела экономических исследований Института экономики УрО АН СССР, г. Пермь
131
От систематики живой природы и биосистемологии к экосистемологии Учѐные записки: Ч.4: В. 2-3. Мат-лы IX-X науч.-практ. конференций преподавателейпредметников, студентов СГПИ и школьников. – Соликамск, СГПИ, 2004. – С. 60-67
В наш век безграничных информационных возможностей специалистов окружают «эвересты» фактов. Ориентироваться среди них, находить верные пути к открытиям помогает наука о системах – системология. Приѐмы системного познания, их уровень, характер и качество изменялись по ходу истории. Греческое слово «система» означает буквально «целое, составленное из частей». Уже древние мыслители отчѐтливо увидели системы, состоящие как минимум из двух элементов – органически сплавленных между собой взаимодействующих противоположностей. Так появилась диалектика – самый древний вариант теории сложных систем. Другой вариант универсальной теории систем – систематику – создали биологи, классифицировавшие чрезвычайно причудливо устроенный и запутанный мир животных и растений. Короткое, звучное и ѐмкое слово «система» во все времена очень любили великие естествоиспытатели и с удовольствием включали его в названия главных книг своей жизни. Вот эти знаменитые труды: «Система природы» К. Линнея и «Система природы» П. Гольбаха, «Изложение системы мира» П. Лапласа, «Система беспозвоночных» Ж. Ламарка, «О горных системах» Э. де Бомона, «Образование солнечных систем» К. Циолковского. Одним и тем же понятием успешно пользовались философы и астрономы, геологи и биологи, химики, математики и представители многих других отраслей знаний. Историки биологии весьма подробно излагают сведения о зарождении, становлении и развитии систематики растений и животных. На укрепление этой науки по-своему поработали разные отрасли биологических и медицинских знаний: морфология, анатомия, физиология, эмбриология, бактериология, генетика, палеонтология, биогеография, эволюционное учение [1]. К настоящему времени сложилось следующее представление об уровнях и направлениях системных исследований (табл.1): Таблица 1 Уровни системных исследований Мировоззренческий Философский Общенаучный Конкретнонаучный
Царства природы и соответствующие им разделы системологии Мир растений Мир животных Мир камня Экосистемология Биогеосистемология Фитосистемология Зоосистемология Геосистемология Систематика Систематика Систематика растений животных геооболочек, геоформаций, горных пород и минералов 132
Первый шаг от систематики к общей теории систем был сделан биологами. В 1923 году доцент кафедры зоологии Пермского университета А.А. Любищев опубликовал в «Известиях Биологического НИИ» очень примечательную для истории системологии статью. Называлась она «О форме естественной системы организмов» и содержала совершенно новое подразделение биологических систем. Многие десятилетия иерархический принцип систематизации органического мира господствовал в биологии даже в тех случаях, когда факты говорили об отсутствии соподчинѐнности различных видов животных и растений. Преодолевая естественную ограниченность и односторонность иерархического принципа при создании новой биологической систематики Любищев предложил руководствоваться ещѐ двумя принципами: комбинационным и коррелятивным. Комбинационные, или комбинативные системы, по Любищеву, больше всего напоминают многомерные решѐтки кристаллов, число измерений которых совпадает с числом независимо изменяющихся признаков системы. Коррелятивные же системы подобны по форме периодической системе химических элементов, например, тому еѐ варианту, когда периоды располагаются в виде винтовой линии на цилиндре. Любищев вспоминал, что и до Менделеева химики не решались отойти от иерархической системы химических элементов. Лучшей же системой «кирпичиков Вселенной» оказалась периодическая система, то есть система, сочетающая свойства иерархичности, комбинативности и коррелятивности. Учѐный неоднократно подчѐркивал, что от правильного методологического подхода к пониманию самого существа системности непосредственно зависят сроки решения ключевых проблем системологии – проблем целого, порядка, природы и числа уровней реальности. Через четырнадцать лет после основополагающей статьи Любищева профессор биологии Венского университета Л. Берталанфи сформулировал основные положения теории так называемых открытых систем и сделал попытку применить эту концепцию к объяснению эволюции органического мира. Открытые системы, присущие миру животных и растений, австрийский учѐный противопоставил закрытым, «изолированным», техническим системам, подчинѐнным в своѐм действии термодинамическим закономерностям. Однако найти посредствующие звенья между формально введѐнными в биологию критериями «открытости» и «закрытости» систем оказалось необыкновенно сложно. Позднее Берталанфи приложил немало усилий, чтобы преобразовать свои системные биологические построения в общую теорию систем, но положительных результатов в этом направлении не достиг. Современник Любищева и Берталанфи, математик, директор библиотеки Мадрасского университета Шиали Рамамрита Ранганатан ещѐ в тридцатые годы разработал очень своеобразный метод многоаспектной, фасетной классификации библиотечных фондов. Фасетный принцип Ранганатана обнаружил редкие преимущества в соединении с современной электронной техникой и существенно облегчил решение проблемы индексирования, хранения и поиска многоцелевой информации, в том числе и информации 133
экологической. Система Ранганатана в сжатом виде выглядит так (рис.1 – см. с. 53, внизу – сост.). Автор данного доклада предпринял попытку популяризовать эту схему и разработал приводимую здесь таблицу многоаспектного индексирования научной информации по естественным наукам, включая экологию (табл.2 – см. табл. на с. 8 – сост.). В последние десятилетия новые принципы изучения сложных органических систем пришли в системологию из психологии, культурологии и теории познания. Наглядное изображение совокупности этих принципов при анализе экологических и историко-культурологических проблем приведено на рисунках 2 и 3 (см. с. 30 и 28 – сост.). Как видим современная системология гораздо большее внимание, чем прежде, уделяет среде, в которой рождаются и развиваются природные системы. В биосистемологию пришѐл таким образом и занял достойное место экосистемный подход. Благодаря такому подходу в палеонтологии, а значит и в экологии, было совершено удивительное открытие. Американский учѐный Д. Уэллс, изучая под электронным микроскопом срезы наружных известковых скелетов различных ископаемых животных, обнаружил в 1965 году не только годовые, но и суточные кольца их роста. Уэллсом был построен график изменения продолжительности земного года за фанерозойскую эру (рис.4).
Рис.4
Вековой рост продолжительности земных суток (рис.5), сокращение радиуса Земли (рис.6), увеличение плотности (рис.7) и рост ускорения силы тяжести на поверхности нашей планеты (рис.8) взаимообусловлены. Сторонники широко распространѐнной в позапрошлом веке гипотезы контракции видели причину общего сжатия планеты в еѐ остывании из расплавленного состояния. Современные астрономические и геологогеофизические данные свидетельствуют о том, что темпы контракции Земли определяются, главным образом, процессом еѐ векового торможения под 134
влиянием планетных солнечных приливных сил. Общее напряжѐнное состояние и характер деформаций литосферы в целом обусловлены вековым уплотнением Земли. Вековое сокращение земного радиуса вносит определѐнное постоянно действующее напряжение в биосферу планеты, обеспечивает широкое распространение в эволюции органического мира процессов конвергенции и параллелизма. Как показал в своѐ время А.А. Любищев, естественная система органического мира не может быть создана без учѐта столь масштабных факторов макроэволюции живого вещества планеты. Познание законов эволюции планетной среды непременно повлечѐт за собой новые открытия в биогеосистемологии и переход на уровне общего мировоззрения к признанию экосистемологии как стержневого экологического знания. Л.В. Баньковский Слева рисунки 5-8
Литература 1. История биологии с древнейших времѐн до начала ХХ века. Под ред. С.Р. Микулинского. М.: Наука, 1972 2. Аверьянов А.Н. Системное познание мира. Методологические проблемы. М.: ИПЛ, 1985 3. Михайлова И.А., Бондаренко О.Б. Палеонтология: В 2-х ч. Часть 1. М.: Изд-во МГУ, 1997, с.78-79.
135
Писатель и Зубры [Рукопись. Дата написания не установлена]
В последние полтора десятилетия всеобщее внимание привлекли две документальные повести Даниила Гранина, посвящѐнные длительное время работавшим на Урале выдающимся учѐным-биологам. Один из них – Александр Александрович Любищев – ему посвящена книга «Эта странная жизнь», другой – Николай Владимирович Тимофеев-Ресовский – о нѐм повесть «Зубр». Удивительные судьбы и во многом близкие технологии творчества двух зубров – Любищева и Тимофеева-Ресовского – взволновали не только учѐных-биологов и не-биологов, но и широчайший круг читателей вообще. На страницах «Вопросов литературы», «Литературного обозрения», «Авроры», множества научно-популярных журналов «Знание-сила», «Наука и жизнь», «Химия и жизнь» высказали своѐ мнение о книгах и их героях многие видные учѐные, искусствоведы и просто читатели. Очень своеобразны литературоведческие оценки книг о зубрах. Об «Этой странной жизни» В. Ревич в«Литературном обозрении» писал, что повесть с трудом поддаѐтся жанровой классификации. В. Дмитриев также обратил внимание на отсутствие в повести внешнего сюжета, сквозного действия, портрета, пейзажа, интерьера. На первый взгляд казалось даже, что Гранин обходится без образного строя. Вместе с тем литературный критик Дмитриев писал: «Гранин одним из первых, если не первый в литературе, не исключая документальной, открыл в новой своей книге тип учѐного-искателя, для кого само искание несравненно ценнее находок, сколь бы значительны они ни были». Да, это на самом деле так, Любищев был одним из немногих учѐных, наших современников, следующих за своими увлечениями в области, далѐкие от основной специальности. Любищев написал немало основательных научных работ по философии, математике, физике, литературоведению, истории, экономике сельского хозяйства. Он поразил всех не только необыкновенной дальновидностью и значимостью своих основных биологических работ, но ещѐ и тем, что за свою жизнь написал более двенадцати тысяч машинописных страниц научных трудов. Это довольно редкая продуктивность для любого учѐного. Однако Любищев не был просто учѐным-искателем. Ещѐ в юношеские годы он поставил перед собой цель – разработать «подобно Линнею» совершенную естественную классификацию организмов – и шѐл к этой цели всю свою жизнь, создав для этого даже специальную систему планирования, использования и учѐта времени. Разрабатывая «периодическую систему» органического мира, Любищев стал основателем новой отрасли науки – биологической системологии, важнейшего звена общей теории систем. Работая в Перми, учѐный в 1923 году опубликовал необычную для того времени статью «О форме естественной системы организмов», в которой впервые систему животного и растительного мира подразделил на три основные подсистемы, объясняющие существование радиально расходящихся, параллельных и соприкасающихся, сходящихся путей органической эволюции. И лишь сравнительно недавно со всей очевидностью 136
стало ясно, почему зашли в тупик те концепции эволюции, которые разрабатывались Л. Берталанфи (считающимся основателем системного анализа), Тейяром де Шарденом и многими другими известными зарубежными биологами. Эти учѐные попытались предсказать самые существенные особенности структуры биологических систем, не воспользовавшись открытиями Любищева, и в результате их многолетних, нередко оригинальных трудов оказалось, что круг подобных исканий ограничивался отнюдь не системой органического мира, а лишь третьестепенными еѐ подсистемами. Вот почему доктор физико-математических наук Р. Баранцев при обсуждении книги Гранина сказал: «Вклад Любищева в системологию полностью пока не оценѐн, что, пожалуй, не совсем и удивительно, ибо ещѐ в 1923 году он был впереди своего времени, как теперь видно, по меньшей мере на пятьдесят лет». Видный специалист по теории информации Ю. Шрейдер с сожалением отмечал: «Сам Любищев немного сбил всех нас со следа своими декларациями о рационализме… Успех Гранина состоит в том, что читатели говорят не об успехе его повести, а об открытии для себя еѐ героя. О людях науки так никто не писал». При преобладающей доброжелательной критике повестей Гранина многие замечания в адрес писателя и его книг остры и категоричны. Столь резкая критика объясняется не только оппозицией Гранину со стороны технократически мыслящих людей, но ещѐ и потому, что писатель, назвав, например, «Эту странную жизнь» «биографической повестью», не сообщил читателям время и место появления на свет своего героя, а также город, где он рос и учился, не рассказал также о главном в реальной жизни Любищева, его собственно научных исследованиях. Поэтому и литературоведы, и сам Гранин оказались вынуждены защищать от наиболее ортодоксальных читателей такое естественное и, в сущности, бесспорное право писателя говорить о своѐм герое только то, что больше всего писателю знакомо и что его сильнее всего интересует. Прослеживая становление системы Любищева, Гранин решился использовать очень рискованный для биографической книги литературный приѐм: показать во всех подробностях лишь одну-единственную сторону жизни учѐного. Ещѐ в самом начале книги «Эта странная жизнь» писатель честно предупредил читателя, что не собирается рассказывать о сущности биологических идей своего героя, ибо открытая и реализованная Любищевым технология творчества существовала «независимо от всех остальных его работ и исследований». По-видимому, этот писательский риск вполне оправдался, потому что во второй книге Гранин вновь встаѐт на испытанный путь и на протяжении всей повести щедро рассказывает ещѐ об одной разновидности технологии творчества талантливых учѐных: об уникальных обаянии и общительности Тимофеева-Ресовского, о его неповторимом умении вести споры, кооперироваться с талантами и гениями, значительными, благородными и яркими людьми, редчайшей способности не расплываться в поисках истины, держать главную мысль, таланте извлекать смысл, обобщать. И снова писатель, как и в первой повести, «не собирается описывать научные достижения» Зубра, считает, что «не моѐ это дело. …я рассказываю про одну человеческую жизнь», 137
но, впрочем, как видно из книги, этого запальчивого суждения уже не придерживается столь строго, как прежде. Конечно, попытки обособления способа организации труда учѐных от систем жизни реальных людей не прошли бесследно для выразительности гранинских повестей и соответствия их сложностям жизни. Писатель оказался принуждѐнным (и это очень интересно) показывать своих героев не столько в среде своих коллег по науке, сколько на фоне очень своеобразных исследователей, работающих на стыках смежных и не смежных отраслей производства, наук, искусств и ремѐсел. Складывающиеся таким образом некоторые односторонности действительных универсальных личностей писатель попытался объяснить тем, что «не мог вникнуть в главную научную идею Любищева – это не всегда возможно даже специалистам». Или в связи с необходимостью рассказа о научных достижениях Зубра: «можно ли мерить жизнь результатами? За суммой результатов пропадает жизнь. А жизнь больше любых результатов». Отсюда следует очень доверчивое отношение писателя к разным мудрым реминисценциям его героев, например, к размышлению Зубра по поводу того, что «после восемнадцати лет у меня никакой эволюции не происходило». С точки зрения чистой технологии творчества может быть это справедливо, и такие слова украшают повесть, делают еѐ художественно цельной. А с точки зрения истории получения научных результатов, увы, сентенция эта совершенно не соответствует действительности. Учѐный пережил заметнейший рубеж в своей жизни и деятельности именно тогда, когда сознательно стал исследовать эволюционные проблемы биологии, со всей страстью талантливого естествоиспытателя подключил к этой работе переданное ему по наследству от всех учителей и освоенное им самим огромное творческое наследие биологовклассиков. И в дополнение к уже известному великому дарвиновскому, докучаевскому, вернадсковскому материку Макроэволюции открыл новый мир, новый научный материк Микроэволюции, материк со своей судьбой, путѐм, предназначением. Получилась в целом своеобразная, гораздо более богатая и значительная чем прежде планета Эволюция с двумя материками, мосты между которыми проложил тот же Зубр. Оттого, что в реальных и Любищеве, и Тимофееве-Ресовском талантливые испытатели природы и «технологи» нераздельны, гранинские критерии логичности и нелогичности поступков учѐных оказываются не всегда убедительными и правомерными. В особенности это относится к той черте характера учѐных, которую Любищев называл «неослабевающим интересом к разнообразным всѐ более широким занятиям». Гранин полагает, что необычайно обширные литературные, исторические, философские и многие другие исследования биолога Любищева в какой-то мере дискредитировали его строжайшую систему экономии времени: неужели в условиях жестокого цейтнота, в котором учѐный, не дойдя до цели, оказался на склоне лет, литературные «увлечения» не есть поступок вопреки логике? И всѐ же при всех тяжѐлых сомнениях чуткость и проницательность не изменяют Гранину: «А может, биологические проблемы, поднятые Любищевым, затрагивали множество укоренившихся предрассудков, – размышляет писатель. 138
– Куда бы он не обращался – к диалектике, к истории, к механике, к учениям Коперника, Галилея, к философии Платона, – повсюду он умудрялся видеть вещи иначе, чем видели до него. Он наталкивался на чужие заблуждения: куда бы он ни ткнулся, повсюду они возникали, – и он обязательно должен был расправляться с ними…» Очень спорную всеобщую, всестороннюю «неизменность» Зубра Гранин хотя и принимает как своеобразный постулат или даже аксиому, но не случайно называет эту особенность характера своего героя «самым невероятным» для себя вариантом. Можно ли действительно поверить или как либо убедиться в том, что личность учѐного, ставшего в 38 лет и на всю жизнь на путь напряжѐннейших эволюционных исследований, оказалась свободной от какойлибо собственной эволюции? «Неизменность его было не разгадать», – утверждает Гранин, и, вероятно, не прямо, а косвенно пытается объяснить, почему это нельзя сделать, например, пишет, что для научной деятельности Зубра «характерны не открытия, скорее он определял развитие науки», был «не открывателем, а понимателем». А вот на такую фразу, как в отношении Любищева – «не мог вникнуть в главную научную идею…» героя, «это не всегда возможно даже специалистам», – писатель уже не решается. Хотя, может быть, именно подобное объяснение было бы и на этот раз более справедливым. Некоторое время спустя после публикации «Зубра», удовлетворяя просьбы читателей рассказать о научном вкладе Тимофеева-Ресовского в биологию, редакция журнала «Наука и жизнь» провела «круглый стол» с участием известных отечественных учѐных, хорошо знавших Зубра по совместной работе. Биофизик Л.А. Блюменфельд определили ведущую роль ТимофееваРесовского в открытии микроэволюционного процесса, назвал это открытие переворотом в эволюционном учении. Биолог-эволюционист А.В. Яблоков в числе главных научных заслуг Зубра назвал выделение уровней организации живой природы и определение структуры живой природы в целом. Математик Ю.М. Свирежев увидел выдающийся вклад Зубра как основателя современной глобалистики. В каждом из этих достижений просматривается огромная системообразующая роль микроэволюционных исканий Тимофеева-Ресовского, сопоставимость его научных открытий с работами классиков, биологовэволюционистов. Своеобразным индикатором глубины понимания планеты Эволюция является степень проникновения в суть прогрессивной эволюции. Именно по этому пути шѐл Зубр в последние годы своей жизни. На многих страницах в повестях Гранина рассыпаны размышления по этому поводу героев и автора. Рассказывая о встречах Тимофеева-Ресовского с В.И. Вернадским, писатель пишет о том, как старший коллега и учитель, пропагандируя теорию вечности жизни С. Аррениуса, «увлечѐнно рисовал перед Зубром картину Вселенной, где носятся зародыши микроорганизмов и, найдя на какой-нибудь планете подходящие условия, колонизируют еѐ, начинают там эволюцию». Эти слова необычайно примечательно характеризуют состояние длительной недоговорѐнности в теориях жизни на протяжении целой череды веков. Только в последнее десятилетие, к сожалению, уже после смерти Зубра, но во многом благодаря его исследованиям, приходит понимание того, как много 139
недосказанного в этих словах Вернадского. Оказывается, сложнее всего было понять, что направленное развитие всей жизни на Земле обязано прежде всего направленному развитию нашей планеты, к которому во все времена жизнь приспосабливалась, достигая в этом приспособлении высокой степени совершенства. Животный и растительный мир вполне закономерно изменяющейся планеты не может развиваться случайным образом. Определѐнная направленность геологических, геохимических, климатических и других процессов на Земле неизбежно накладывает отпечаток на эволюцию органического мира, а именно, делает еѐ также направленной в сторону адаптации живых систем жизни в целом ко всѐ более сложным условиям существования. Как раз здесь находится ответ на мучивший Зубра вопрос о том, что такое прогрессивная эволюция в своей главной сути, почему во всех отношениях уязвимый и слабый человек совершеннее причудливо и пышно развивающихся на протяжении сотен миллионов лет моллюсков, которым и в будущие сотни миллионов лет как будто бы не грозят никакие кризисы, в то время как человечество может смести с планеты ядерная война или экологическая катастрофа. Ответ получается такой. Моллюски и другие близкие им по устойчивости организмы живут на Земле так долго и без видимых угроз исчезновения, благодаря извечной стабильности на нашей планете водной и околоводной сред, извечного общего постоянства солнечной радиации. Человечество же, преодолевая все угрозы своего существования, собирается жить на планетах бесконечно долго, благодаря если не современному, то будущему пониманию путей планетной и космической эволюции. И ещѐ благодаря тому (Гранин с такой формулировкой, вероятно, полностью будет согласен), что человечество в будущем неизбежно продвинется по пути решения этических проблем, которые и по содержанию и по значимости не могут не быть и планетными, и космичными. Этические проблемы научного творчества, целая планета Этики с давних пор находятся в поле самого пристального внимания Гранина. Из книги в книгу, из повести в повесть писатель совершенствует, так сказать, высотные и глубинные аппараты для этических исследований, предпринимает дальние экспедиции по разным материкам планеты Этики. Интересное замечание о герое повести «Эта странная жизнь» высказал Ю. Шрейдер: «Нравственный порыв неустанного, беспощадного размышления – вот главное в Любищеве. В какие-то моменты Гранину не хватает такой беспощадности. Но ведь это только открытие в литературе темы науки как духовной деятельности, темы учѐных как людей, способных на духовный поиск и подвиг… Поэтому сама возможность делать Гранину упрѐки по высшему счѐту оборачивается похвалой его произведению». В повести «Зубр» писатель, прямо обращаясь к читателю, пишет: «Давно мечтаю написать книгу о чести и бесчестии. Собрать в ней поступки, примеры порядочности, великодушия, добра, чести, красоты души». Гранин не без основания считает Любищева и Тимофеева-Ресовского предтечами не только новой биологии, но и новой этики, и, по существу, в своих повестях убедительно показывает, что только до поры, до времени господствующая, 140
общепринятая система знаний кажется завершѐнным, стройным зданием. Прорыв учѐных в мир ранее неведомых природных закономерностей неизбежно влечѐт за собой (не без писательской помощи, как мы теперь знаем) переоценку основ многих привычных воззрений. И только после утверждения новых научных концепций нелогичные «странности жизни» первооткрывателей этих концепций оказываются безупречно логичными. Л. Баньковский, научный сотрудник, Пермский отдел ИЭ УрО АН СССР
Методика системного изучения регионов на примере Урала [Рукопись. Дата написания не установлена]
Содержание Введение Глава 1. Надсистема региона [Урала] (НСУ), методика еѐ анализа 1.1. Структура НСУ 1.2. Происхождение НСУ 1.3. Развитие НСУ 1.4. Динамика НСУ 1.5. Вещество НСУ 1.6. Общие вопросы методики системного изучения НСУ Глава 2. Система Урала (СУ), методика еѐ анализа 2.1. Структура СУ 2.2. Происхождение СУ 2.3. Развитие СУ 2.4. Динамика СУ 2.5. Вещество СУ 2.6. Общие вопросы методики системного изучения СУ Глава 3. Основные подсистемы Урала (ПСУ), методика их анализа 3.1. Структура ПСУ 3.2. Происхождение ПСУ 3.3. Развитие ПСУ 3.4. Динамика ПСУ 3.5. Вещество ПСУ 3.6. Общие вопросы методики системного изучения ПСУ Глава 4. Рубрикатор информационно-поисковой системы «ИПС – Региональная геология» Литература
Введение Во многих естественных науках, в том числе и в геологии, всѐ чаще и результативней применяется системный подход, основной особенностью которого является рассмотрение различных геологических объектов и явлений как систем. В большинстве посвящѐнных системологии работ система определяется как развивающееся целое, состоящее из взаимодействующих частей. Объѐм и содержание любой конкретной системы тесно связаны с определением соответствующих параметров надсистемы, в которую составной частью входит 141
изучаемая система. Кроме того, сама система для полного своего определения должна быть подразделена на развивающиеся и взаимодействующие в еѐ границах подсистемы. Основными пятью аспектами рассмотрения системы являются структура, происхождение, развитие, динамика и вещество. В соответствии с этими аспектами главными принципами и методами изучения системы являются следующие: структурно-системный, генетико-системный, историко-системный, динамико-системный и вещественно-системный. В качестве объекта исследования в данной работе принят регион Урала, для обозначения которого используется аббревиатура СУ (система Урала). Надсистемой выбранного региона (НСУ – надсистема Урала) является участок континентальной земной коры центральной части Евразии, включающий территорию современного Урала, восточную окраину Русской платформы и западную окраину Западно-Сибирской плиты. В работе рассматриваются такие подсистемы Урала, как Центрально-Уральское поднятие, Западно-Уральская зона складчатости и Предуральский краевой прогиб. Глава 1. Надсистема региона, методика еѐ анализа Рассмотрение НСУ необходимо для изучения происхождения и эволюции связей Урала с соседними тектоническими системами, в частности – роли в системе Урала крупных поперечных структур, продолжения которых прослеживаются и на Русской платформе, и на Западно-Сибирской плите. 1.1. Структура НСУ На рис. 1 [иллюстрации в архиве не обнаружены] показаны основные секущие Урал тектонические зоны: Усть-Обская, Берѐзовская, Печорская, Серовская, Златоустовская и Северо-Прикаспийская [1]. Как предполагает И.С. Огаринов, эти зоны являются глубинными разломами. Наиболее чѐтко выражена в структуре Урала Серовская тектоническая зона. С ней, по А.А. Пронину [2], совпадает Тимано-Монгольский геосинклинальный, или Урало-Саяно-Тяншанский складчатые пояса. С региональными поперечными глубинными разломами Урала связаны наложенные на Уральский хребет зоны поперечных поднятий и опусканий. С выявлением этих зон И.И. Горским (1958), Г.В. Вахрушевым (1959) и другими исследователями [2] началось изучение поперечных структур Урала. Усть-Обский, Берѐзовский, Печорский, Серовский и Златоустовский глубинные разломы ограничивают с юга соответственно следующие поперечные поднятия: Пайхойско-Харбейское, Большеземельско-Колвинское, Тиманское и Кусинское. К Северо-Прикаспийскому глубинному разлому с юга примыкает Домбровско-Карабутакское поднятие. С этими поднятиями совпадают зоны выходов на земную поверхность архейских и раннепротерозойских пород. В обобщѐнном виде поперечные структуры Урала, то есть секущие Урал глубинные разломы, поднятия и прогибы, можно определить как планетарные тектонические структуры, имеющие форму дуг. Усть-Обская, Берѐзовская, 142
Печорская, Серовская, Златоустовская дуги направлены своей выпуклостью на юго-запад, Северо-Прикаспийская дуга – на северо-восток. Структура самого Уральского хребта также может быть представлена в виде, по крайней мере, двух региональных обращѐнных на запад дуг (Рис. 2). Дугообразную форму имеет большинство региональных и планетарных структур, из которых наиболее известными являются Гималайская, Индонезийская, Курильско-Камчатская, Алеутская и многие другие [3]. Анализ глубинного строения дугообразных тектонических структур можно провести на примере наиболее изученной Курильско-Камчатской дуги [4]. На схеме (Рис. 3) видно, что в основании этой дуги на дно океана выходит сколовая поверхность пологого надвига, плоскость которого фиксируется наклонной границей расположения в земной коре магнитовозмущающих тел, отражающими сейсмическими площадками и гипоцентрами землетрясений. Хорошая корреляция разнообразных параметров, характеризующих плоскости надвигов, возможна вследствие высокой современной тектонической активности Курильско-Камчатского региона. В палеозойской геосинклинали, какой является Урал, специфические признаки региональных надвигов в значительной степени затушѐваны мезокайнозойскими геологическими процессами, однако анализ профилей глубинного сейсмического зондирования показывает наличие реликтов сколовых надвиговых поверхностей, обусловивших формирование дугообразных тектонических поясов Урала (Рис. 4). Широкое распространение на Земле региональных тектонических дуг вызывает необходимость искать причину происхождения этих структур в общих закономерностях деформаций земной коры. 1.2. Происхождение НСУ Как показывает структурный тектонический анализ, сейсмические границы могут быть отождествлены с плоскостями надвигов. С этой точки зрения дугообразная форма тектонических зон определяется проекциями фронтальных зон надвигов на земную поверхность. Совокупность сейсмических границ, изображѐнная по широтному профилю через Урал на рисунке 4 подразделяется на две большие группы, отличающиеся преимущественным падением границ на восток или на запад. В главную эпоху складкообразования на Урале наиболее активными были поверхности надвигов, наклонѐнные к востоку. Именно по этой причине основные тектонические зоны Урала обращены своими дугами на запад. Однако существование плоскостей надвигов, падающих к западу, свидетельствует о периодах тектонической активности, когда напряжения в земной коре были обусловлены давлением со стороны Русской платформы. На меридионально расположенных профилях сейсмические границы имеют северный и южный наклоны. Таким образом, по аналогии с современным тектоническим планом региона можно предположить, что изображѐнные на рис. 1 Усть-Обская, Берѐзовская, Печорская, Серовская и Златоустовская тектонические зоны обязаны своим происхождением региональным надвигам, направленным с северо-востока на юго-запад, а 143
Северо-Прикаспийская зона, обращѐнная своей выпуклостью на север, образована надвигом с юга. Разнообразная ориентировка надвигов может свидетельствовать только о том, что земная кора находится в состоянии общего сжатия. В качестве обоснования существования такого сжатия земной коры могут быть приведены следующие данные. На рис. 5, 6, 7, 8 [иллюстрации см. выше] изображены взаимообусловленные графики, показывающие изменение основных планетных характеристик Земли за всю историю еѐ существования. Начальные общие параметры планеты были впервые вычислены К.Э. Циолковским [5] и откорректированы на основании работ [6] и [7]. В прошлом веке гипотеза сжимающейся (контрактирующей) Земли была основана на одном только предполагавшемся явлении еѐ остывания. Современные астрономические данные свидетельствуют об иной более существенной причине векового сжатия Земли – замедлении еѐ вращения планетными и солнечными приливами. Связанное с увеличением продолжительности суток вековое уменьшение центробежных сил приводит к нарушению равновесия между гравитационными и центробежными силами. Преобладающие при замедлении вращения Земли силы тяготения вызывают уплотнение планеты и дробление земной коры на глыбы, перекрывающие одна другую по наклонным региональным разломам. Основное сокращение поверхности земной коры происходит в подвижных зонах литосферы – региональных надвигах. При восходящем движении по наклонному глубинному разлому надвигающаяся глыба давлением и тяжестью вызывает прогибание края нижней глыбы, образуя постепенно заполняемый осадками передовой геосинклинальный прогиб. На поздних стадиях развития регионального надвига осадочные породы передового прогиба сминаются и приподнимаются передовыми складками, которые отделены от более глубоких осадочных толщ сколовыми поверхностями разломов. Так возникают характерные для региональных надвигов пакеты тектонических пластин. Наиболее древней структурой на территории современного Урала является пересекающий его Тимано-Монгольский геосинклинальный пояс, образовавшийся 2-2,5 млрд. лет назад [2]. Характерная дугообразная форма этого пояса и большая протяжѐнность (свыше двух тысяч километров) позволяют считать его образованным региональными надвигами. 1.3. Развитие НСУ Развитие Тимано-Монгольского геосинклинального пояса протекало на протяжении карельского, байкальского и раннекаледонского геотектонических циклов [2]. Достаточно определѐнно эволюцию этой структуры можно проследить, начиная с байкальской тектонической эпохи. По отношению к Тимано-Монгольскому геосинклинальному поясу ассимилированные современными уральскими орогенными поясами Башкирский, Уралтауский, Восточно-Уральский и Мугоджарский блоки в кембрии представляли собой единое тектоническое поднятие, выраженное в рельефе как плоскогорье на северо-восточном краю древней эпибайкальской платформы. В рифее ныне 144
меридионально расположенная Уральская геосинклиналь ещѐ не существовала, а территория, прилежащая с юга к Серовскому глубинному разлому, представляла собой широкую перикратонную зону опускания дорифейского фундамента. Допалеозойский возраст и преимущественная тиманская ориентация Башкирско-Мугоджарского древнего поднятия позволяют предположить, что это поднятие возникло как тектоническая пластина или пакет пластин, формирующихся по фронту Тимано-Монгольского регионального надвига. В раннекаледонском цикле сохранялось северо-западное направление структурно-формационных зон Башкирско-Мугоджарского поднятия. Ордовикский период на Среднем Урале характеризуется широкой трансгрессией в тремадокском и аренигском веках. Особенно большая трансгрессия отмечается в среднем ордовике. 1.4. Динамика НСУ В течение палеозоя, мезозоя и кайнозоя Усть-Обский, Берѐзовский, Печорский, Серовский, Златоустовский и другие подчинѐнные им поперечные разломы, а также разделяемые ими блоки земной коры претерпели тектоническую активизацию. Каждый из поперечных блоков в позднем докембрии и фанерозое сохранял в общем однонаправленность тектонических движений [2]. И.И. Горский (1958) впервые выделил поперечные структуры Урала как самостоятельные тектонические образования именно благодаря тому, что была обнаружена активность этих структур в мезозое и кайнозое. Активизацию широтных дислокаций Южного Приуралья со второй половины миоцена и в плиоцене отмечал Г.В. Вахрушев [8]. 1.5. Вещество Докембрийские отложения на Восточном склоне Урала по составу сходны с аналогичными по возрасту отложениями Западного склона Урала и образуют одну тектоническую зону – реликт Тимано-Монгольской геосинклинали [2]. Докембрийские отложения представлены здесь преимущественно осадочными породами обломочного состава. Тип, масштабы и состав продуктов платформенного эффузивного магматизма (трапповые и щелочные фации) в этой зоне по обе стороны Урала также примерно одинаковы. В районе Башкирского поднятия в докембрии формировались граниты и гнейсы. Осадконакопление в области, расположенной к югу от Серовского глубинного разлома, происходило в широком перикратонном прогибе. В среднем ордовике широкое распространение карбонатных отложений свидетельствует о развитии в пределах прогиба максимальной в раннекаледонский цикл трансгрессии. 1.6. Общие вопросы методики системного изучения НСУ Главные поперечные структуры Урала представляют собой фронтальные зоны надвигов одной глыбы земной коры на другую. Эти надвиги возникают в результате общего сжатия Земли. Дугообразная форма надвигов в плане 145
объясняется видом проекции плоскости скалывания на земную поверхность. Одним из наиболее древних и интенсивно развивавшихся поперечных региональных надвигов Уральской зоны является Тимано-Монгольский надвиг. Таким образом, методика системного изучения НСУ может быть определена как составная часть общей методики изучения земной коры и еѐ основных структурных элементов – взаимодействующих глыб. Глава 2. Система Урала, методика еѐ анализа 2.1. Структура Урала Характерной особенностью Урала является его линейно вытянутая форма и общая субмеридиональная ориентировка основных структурных элементов. В 1919 году изгиб Урала в области Уфимского плато А. Карпинский объяснял наличием «малого подземного горста» [9]. В 30-х годах о массиве под Уфимским плато, как о препятствии, мешающем распространяться на запад складкам Урала, писали также А. Архангельский [10] и ряд других исследователей. Не исключая влияния на формирование Урала некоторых жѐстких тектонических структур Восточно-Европейской платформы, существование изгиба Урала можно объяснить и другими причинами. Структура Урала по простиранию может быть в общем представлена в виде двух обращѐнных на запад региональных надвигов – Северо-Уральского и Южно-Уральского (Рис. 2). В этом случае изгиб Урала объясняется формой стыка двух региональных дугообразных структур. На рис. 2 показано, что фронт Северо-Уральского регионального надвига образуют УральскоЛяпинский и Сысертский антиклинории, а Южно-Уральского – Башкирский и Северо-Сосьвинский антиклинории. Анализ широтных разрезов через Урал, построенных по данным ГСЗ и других геофизических исследований, показывает, что наряду с системой надвиговых поверхностей восточного падения на территории Урала существуют системы аналогичных дислокаций с западным падением. Роль каждой из этих систем дислокаций в формировании Урала выявляется при рассмотрении вопросов о его происхождении и развитии. 2.2. Происхождение СУ Как выяснилось из анализа развития надсистемы Урала, в раннем палеозое на месте современного Уральского хребта располагались преимущественно широтно ориентированные тектонические структуры. Образование Урала с его современной субмеридиональной ориентировкой структурно-фациальных зон началось с раннего силура, в таконскую эпоху тектонической активизации. Как полагает Г.С. Семченко [11], наступление геосинклинальных условий на Урале сопровождалось образованием нескольких глубоких субмеридиональных трогов с интенсивным излиянием на земную поверхность преимущественно основных магм. Следы этих трогов обнаружены в области Челябинско-Брединского, Магнитогорского и Зилаирского погружений. Волна формирования глубоких грабенообразных впадин распространялась из эвгеосинклинальной зоны в сторону Восточно-Европейской платформы. 146
Развитие Северо- и Южно-Уральских региональных надвигов шло несинхронно, что подтверждается определениями возраста соответствующих магматических формаций. В Тагильской зоне, расположенной по фронту Южно-Уральского регионального надвига, порфиритовая формация именновской свиты образовалась в раннем силуре. Аналогичные образования по фронту Северо-Уральского регионального надвига в Магнитогорской вулканогенной зоне появляются только в раннем девоне. Такое же соотношение во времени проявления магматизма наблюдается и при извержении в этих областях ордовикских диабазов и спилитов. Как показали Иванов С.Н., Ефимов А.А. и другие, северная Тагильская и южная Магнитогорская вулканогенные зоны продолжают одна другую только в современном структурном плане Урала [12]. Силурийские же и девонские отложения магнитогорского типа отделены от одновозрастных отложений тагильского типа тектонической границей северо-северо-восточного простирания. Эта граница осложнена более поздней складчатостью и подчѐркнута мощной полосой серпентинового меланжа. Исходя из этого, авторы заключают, что осложнения магнитогорского типа первоначально располагались восточнее тагильских и позднее были шарьированы к западу. Таким образом, Сакмарская, Кракинская и Нязепетровская зоны развития меланократовых пород рассматриваются как фронтальная часть единой тектонической пластины, образовавшейся в позднем силуре. 2.3. Развитие СУ Начало позднекаледонской эпохи тектонической активности Урала относится к позднему силуру, конец – к рубежу между ранним и средним девоном [2]. В эту эпоху в зону активного действия Уральских региональных надвигов были вовлечены блоки Башкирско-Уралтауского эпибайкальского массива. Вследствие высокой степени их дислоцированности и метаморфизма они не подвергались складчатым деформациям. В позднекаледонскую эпоху выделяются три фазы движений земной коры в области Урала: предверхнелудловская, предраннедевонская и предэйфельская. В эти фазы сформировались Тагильская и Магнитогорская эвгеосинклинальные области Южно- и Северо-Уральского регионального надвигов. В раннем девоне в западной части Магнитогорской эвгеосинклинали образовались надвиги Сакмарской зоны. Начало герцинской эпохи тектонической активизации характеризуется энергичным диастрофизмом. В фаменское время на Урале накапливаются мощные граувакковые толщи. В турне происходит поднятие Башкирского антиклинория. Интенсивным складкообразованием отличается в среднем карбоне эвгеосинклинальная зона. К рубежу между средним и поздним карбоном приурочена судетская фаза тектогенеза, характеризующаяся образованием гранитов. В пермское время происходит общий подъѐм Урала и Приуралья. В мезозое на восточном склоне Урала возникают узкие меридиональные грабены. В юре и в мелу Урал был сильно выровнен. Отдельные фрагменты этих поверхностей выравнивания сохранились ныне в наиболее приподнятых 147
частях зоны Западно-Уральской складчатости, Центрального Урала и Зауралья на высотах от 400 до 700 м [13]. 2.4. Динамика СУ Первые представления о неотектонической активности Урала высказаны, вероятно, первым русским сейсмологом А.П. Орловым [14]. Об исключительно важной роли молодых, в том числе четвертичных, тектонических движений в приобретении Уралом современного рельефа писали Н.А. Кулик (1926) и Г.Н. Фредерикс (1927) [15]. По данным А.П. Рождественского, районы Среднего Урала, Приуралья и Зауралья за неотектонический этап были подняты современными тектоническими движениями на 200-250 м, Белебеевская возвышенность, Общий Сырт, Уфимское плоскогорье – на 350-450 м, Башкирский антиклинорий – на 500-700 м [15]. Как следует из материалов повторных нивелировок по линиям уральских железных дорог, центральные зоны Урала за последние полвека поднимались со скоростью на Среднем Урале до 1-2 мм/год и на Южном Урале до 3-5 мм/год [16]. 2.5. Вещество СУ Сложное строение Урала, общий структурный план которого образуют, по крайней мере, два региональных надвига, подчѐркивает расположение в плане поясов начальных основных вулканитов Урала. Общая длина этих поясов более двух тысяч километров. В раннем силуре на Южном Урале образуются диабазовая, кремнистая и кремнисто-глинистая формации (силурийские отложения Сакмарской зоны и Западных Мугоджар, поляковская свита Учалинской зоны Южного Урала, Невьянская свита у г. Полевского). Силурийские базальты отличаются малым содержанием К2О, пониженным содержанием TiO2 и низкой степенью окисленности железа. Разрушение крупных островных дуг, возникших на Урале в силуре и девоне, приводит к образованию мощных зон вулканомиктовых пород, туфов, граувакк, флиша и олистостром с обломками офиолитов. В раннефранское время происходят излияния диабазов колтубанской свиты. В раннем карбоне на территории Урала на больших площадях идѐт накопление морских карбонатных осадков. В эвгеосинклинальной зоне изливаются подушечные палеобазальты. В среднем и позднем карбоне на территориях Зилаирского синклинория и Уфимского амфитеатра формируются мощные толщи флиша и флишоидов. На рубеже между средним и поздним карбоном в эвгеосинклинальной зоне происходит гранитообразование, по масштабам превышающее предыдущие и последующие эпохи. Общий подъѐм Урала и Приуралья в пермский период приводит к образованию мощной молассовой формации.
148
2.6. Общие вопросы методики системного изучения Урала Приведѐнные выше данные свидетельствуют о том, что Урал возник в результате формирования, по крайней мере, двух Северо- и Южно-Уральского региональных надвигов. Изгиб Уральского хребта в области Уфимского плато может быть объяснѐн естественной формой области стыка северной и южной дуг хребта. Анализ широтных профилей глубинного сейсмического зондирования через Урал показывает, что наряду с глубинными разломами, падающими на восток, в области Урала проявляли свою активность глубинные разломы, имеющие наклон на запад [17]. С активностью этих разломов, из которых одна большая группа выходит на земную поверхность на Восточном склоне Уральского хребта, связывается образование здесь мезозойских грабенов. Глава 3. Основные подсистемы Урала, методика их анализа 3.1. Структура ПСУ Основными элементами современной структуры Урала являются с запада на восток Предуральский краевой прогиб (ПКП), Западно-Уральская зона складчатости (ЗУС), Центрально-Уральское поднятие (ЦУП), ТагилоМагнитогорский прогиб (ТМП) и другие, располагающиеся к востоку от перечисленных. В данной работе в качестве примеров подсистем Урала анализируются ПКП, ЗУС и ЦУП. Все структурные элементы Урала отличаются друг от друга гипсометрическим положением, интенсивностью тектонических дислокаций, соотношением в разрезе магматических, метаморфических и осадочных пород. В последние годы в составе ПКП, ЗУС, ЦУП, ТМП обнаружены сходные для всех этих зон Урала элементарные структуры – тектонические пластины (Рис. 9). Как следует из работ Камалетдинова М.А., Руженцева С.В., Иванова С.Н. и других исследователей, Урал в целом и отдельные его зоны представляют собой пакеты тектонических пластин, надвинутых и шарьированных на восточный край Восточно-Европейской платформы из эвгеосинклинальной зоны Урала [18, 19]. На Южном Урале Центрально-Уральское поднятие (антиклинорий Уралтау) имеет длину более 400 км, ширину от 15 до 35 км и состоит из двух тектонических пластин, надвинутых одна на другую с востока. Западно-Уральская зона складчатости на Южном Урале включает области Башкирского антиклинория и Зилаирского синклинория, состоящих каждый из пяти крупных тектонических пластин. В области южноуральской части Предуральского краевого прогиба выделяется не менее трѐх тектонических пластин. По мнению М.А. Камалетдинова и других исследователей, во всех основных структурных зонах Урала складчатость формируется в результате деформаций фронтальных областей тектонических пластин во время их надвиговых перемещений [18]. Г.С. Сенченко отмечает, что в современной структуре Южного Урала выделяются две общие дивергентные системы складчатости, осевые зоны 149
которых располагаются в срединных частях Зилаирского и Магнитогорского погружений [11]. Сведения о существовании на Урале надвиговых зон с западным наклоном сместителей содержатся также и в работе М. Камалетдинова [18]. 3.2. Происхождение ПСУ Наиболее ранние тектоно-магматические процессы, приведшие к становлению меридионально ориентированного Урала, произошли в области эвгеосинклинали, то есть на территории Магнитогорской палеовулканогенной зоны. В силуре здесь образовались первые субмеридиональные грабенообразные впадины, в силуре и девоне – первые островные дуги. В восточной части миогеосинклинальной зоны Урала в раннем и среднем девоне сформировались мощные барьерные рифы, к западу от которых по восточной окраине Русской платформы простиралось девонское море. Возникновение ЦУП, ЗУС и ПКП обусловлено формированием всѐ более утолщающихся и постепенно сдвигающихся на запад пакетов тектонических пластин, которые возникли по фронту Северо- и Южно-Уральского региональных надвигов. Под тяжестью пакетов пластин и в результате бокового давления надвигов прогнулся кристаллический фундамент окраин Восточно-Европейской платформы, образовав в начале каменноугольного периода Предуральский краевой прогиб. 3.3. Развитие ПСУ В позднем силуре и раннем девоне фронтальные края надвигающихся с востока тектонических пластин Уральской палеоэвгеосинклинали обозначали островные дуги. По мере дальнейшего развития надвигов в области островных дуг по фронтальным краям тектонических пластин возникли горные хребты, совокупность которых в позднем палеозое образовала интенсивно и глубоко размывающееся Центрально-Уральское поднятие. В позднем силуре и раннем девоне наряду с надвигами, поверхности сместителей которых погружались на восток, на территории ЦентральноУральского поднятия проявляют активность надвиги с запада. В западной части Центрально-Уральского поднятия выделяется максютовский комплекс метаморфических пород, характеризующий один из таких надвигов [20]. Тектоническая активизация надвигов с запада привела к ограничению распространения из эвгеосинклинали на запад девонского моря, а затем, в среднем и позднем девоне, к общему погружению миогеосинклинальной области Среднего и северной части Южного Урала под уровень моря во время наибольшей девонской трансгрессии. В раннем карбоне началось формирование Предуральского краевого прогиба. В позднем карбоне и ранней перми к западу от Центрального Уральского поднятия образовалась Западно-Уральская зона складчатости, причѐм вначале в области Среднего, а затем Северного Урала. Формирование складчатости продолжалось в течение поздней перми. 150
С начала мезозоя ЦУП и ЗУС вступили в стадию платформенного развития. К началу триаса эти структуры были в значительной мере пенепленизированы. 3.4. Динамика ПСУ В палеоген-неогеновое время на территории ЦУП, ЗУС и ПКП тектонически самыми активными были структуры северо-восточного и северозападного простирания. Одним из подтверждений этому является юговосточная ориентация системы изосейст во время наиболее сильного на Урале землетрясения 17 августа 1914 года, сотрясения от которого были зарегистрированы от Чердыни до Кургана (Рис. 10) [21]. 3.5. Вещество ПСУ На Южном Урале ядро антиклинория Уралтау сложено выходящими на поверхность глубоко метаморфизованными осадочными и вулканогенными породами среднего и позднего рифея. На крыльях Уралтау залегают преимущественно ранне- и среднепалеозойские осадочные отложения, относительно слабо затронутые процессами метаморфизма. В западной зоне Уралтау породы максютовского комплекса по литологии сопоставимы с эвгеосинклинальными отложениями раннего и среднего палеозоя: ультрабазитами, габброидами, основными эффузивами, вулкано-хемогенными кремнями. На Среднем Урале при доордовикском возрасте ядер антиклинориев восточной зоны миогеосинклинали западное крыло Верхнепечорско-Исовского антиклинория слагают послеордовикские сравнительно небольшие массивы и малые интрузивные тела ультрабазитов, габброидных пород гранитоидов, дайки габбро-диабазов. При значительном участии в строении Западно-Уральской зоны складчатости докембрийских толщ (особенно на территории Башкирского антиклинория) основная масса слагающих эту зону пород представлена девонскими, каменноугольными и раннепермскими отложениями. Причѐм девонские и каменноугольные породы вплоть до среднего карбона являются литифицированными осадками платформенного типа, позднекаменноугольные – содержат черты флиша, а раннепермские, вплоть до артинских, являются молассами орогенного цикла. Кунгурские отложения (песчаники и гипсы) свидетельствуют о начале обмеления морского бассейна перед наступлением на этой территории континентального режима. Предуральский краевой прогиб заполняют в основном палеозойские отложения, разрезы которых по простиранию прогиба несколько отличаются друг от друга. В отличие от подстилающих силурийских и девонских отложений, представленных пачками терригенных и карбонатных пород, раннекаменноугольным отложениям свойственно полосовое расположение вдоль Урала основных фаций. Основными породами карбона являются известняки и доломиты. 151
Пермские отложения Предуральского прогиба представлены сложным молассовым комплексом с чѐткой субмеридиональной зональностью. Мезозойские отложения в Предуральском прогибе распространены незначительно на его северном и южном окончаниях. 3.6. Общие вопросы методики системного изучения ПСУ Несмотря на существенные отличия ПКП, ЗУС и ЦУП в отношении гипсометрического положения, вещественного состава, времени происхождения и занимаемого каждой структурой общего места в системе Урала, с тектонической точки зрения эти структуры построены достаточно однородно и представляют собой пакеты тектонических пластин, надвинутые на восточный край Русской платформы из эвгеосинклинальной зоны Урала. Наличие надвиговых поверхностей, наклонѐнных на запад, допускает возможность выявления тектонических пластин, образовавшихся в результате действия на систему Урала тектонических напряжений с запада. Глава 4. Рубрикатор информационно-поисковой системы «ИПС – Региональная геология» В связи с созданием специалистами геологической службы страны автоматизированной системы управления геологоразведочными работами – «АСУ-Геология», представляется возможным использовать изложенный выше вариант системного подхода при разработке соответствующей ИПС. Такая ИПС предназначается для совершенствования процессов сбора, обработки, хранения, поиска и анализа различных видов информации по региональной геологии (в том числе геологии Урала) и смежным отраслям знаний. В качестве основных принципов разработки рубрикатора ИПС «Региональная геология» могут быть выделены следующие основные положения: 1. Структура рубрикатора в общих чертах должна быть аналогична структуре общепринятой в библиотечной службе страны библиотечнобиблиографической классификации. 2. Предметный принцип рубрикации в соответствии с преимущественно предметной спецификой информации по региональной геологии обеспечивает наибольшие удобства в использовании ИПС. 3. Структура и наполнение рубрик должны обеспечивать возможность многоаспектных поиска и использования содержащейся в информационнопоисковой системе информации. Предлагается следующий вариант рубрикатора «ИПС – Региональная геология» с таблицей многоаспектного индексирования соответствующей информации.
152
Рубрикатор научно-технической информации по региональной геологии и смежным наукам Общество 01 Общество в целом. Марксистско-ленинское учение о природе и обществе 02 Социалистическая общественно-экономическая формация 03 Капиталистическая формация 04 Докапиталистическая формация 05 Международное сотрудничество Науки 06 Науки в целом 07 Философские науки 08 Социальные науки 09 Информатика 10 Технические науки 11 Математика 12 Механика 13 Физика 14 Химия 15 Биология 16 География Технические системы 17 Искусственная природная среда 18 Техника и промышленность в целом 19 Горная промышленность. Геотехника. Геотехнология 20 Химическая промышленность 21 Нефтяная промышленность 22 Газовая промышленность 23 Угольная промышленность 24 Металлургия 25 Машиностроение 26 Электротехника 27 Вычислительная техника 28 Радиоэлектроника 29 Приборостроение 30 Строительство 31 Сельское хозяйство 32 Транспорт 33 Связь 34 Печать. Типография Полезные ископаемые 153
35 Месторождения рудные 01 Месторождения различных групп металлов 02 Месторождения чѐрных металлов 03 Месторождения цветных металлов 04 Месторождения благородных металлов 05 Месторождения радиоактивных металлов 06 Месторождения рассеянных металлов 36 Месторождения неметаллических полезных ископаемых 01 Месторождения минеральных строительных материалов 02 Месторождения вяжущих материалов 03 Месторождения огнеупорно-керамического сырья 04 Месторождения химического сырья и агрономических руд 05 Месторождения пьезооптического сырья и драгоценных камней 06 Месторождения изоляционных материалов 07 Месторождения отбеливающих земель 08 Месторождения прочих видов неметаллического сырья 37 Месторождения горючих полезных ископаемых 01 Месторождения угля 02 Месторождения горючих сланцев 03 Месторождения торфа 04 Месторождения нефти 05 Месторождения природных газов Геосферы (атмосфера, гидросфера, литосфера, биосфера,) 38 Геосферы в целом 39 Атмосфера в целом. Климат 40 Гидросфера в целом 01 Океан 02 Моря 03 Реки 04 Озѐра 05 Болота 06 Подземные воды 07 Ледники Литосфера 41 Литосфера в целом 42 Глыбы 43 Плиты 44 Тектонические пластины 45 Блоки 46 Геосинклинали 47 Рифты 48 Разломы 49 Антеклизы 50 Синеклизы 154
51 Своды 52 Впадины 53 Валы 54 Локальные структуры 55 Горсты 56 Флексуры 57 Карст 58 Вулканы 59 Рифы 60 Бары 61 Русловые формы 62 Ландшафты Биосфера 63 Биосфера в целом 64 Растения и животные 01 Растения ископаемые 02 Животные ископаемые 65 Мантия 66 Ядро Горные породы 67 Горные породы в целом 68 Фации 69 Формации 70 Магматические породы в целом 71 Известково-щелочные магматические породы 72 Щелочные магматические породы 73 Метаморфические породы 74 Осадочные породы в целом 75 Песчаные горные породы 76 Глинистые горные породы 77 Соленосные породы. Гипсы 78 Карбонатные породы 79 Кремнистые породы 80 Железосодержащие породы 81 Органогенные породы в целом 82 Ископаемые угли 83 Нефтесодержащие породы 84 Газосодержащие породы Кристаллы 85 Кристаллы в целом
155
Минералы 86 Минералы в целом 01 Самородные элементы. Интерметаллические соединения. Карбиды 02 Арсениды. Сульфиды. Селениды. Теллуриды. Сульфосоли 03 Галогениды 04 Окислы 05 Нитраты. Танталаты. Титанаты 06 Карбонаты 07 Бораты 08 Сульфаты 09 Селениты и теллуриты 10 Вольфрамиты. Молибдаты. Хроматы 11 Фосфаты. Арсенаты. Ванадаты 12 Силикаты 13 Органические соединения 14 Искусственные минералы Элементы 87 Элементы и их простые соединения 01 Металлиды. Карбиды. Бориды. Фосфиды. Нитриды 02 Сульфиды 03 Галоидные соединения 04 Окислы 05 Силикаты. Титанаты. Цирконаты. Тораты. Станнаты 06 Прочие соединения кислородных кислот 07 Органические соединения 88 Планеты 89 Спутники 90 Метеориты 91 Космическая пыль 92 Звѐзды 93 Галактики 94 Вселенная
156
Литература 1. Огаринов И.С. Глубинное строение Урала. – М.: Наука, 1974. 2. Пронин А.А. Основные черты истории тектонического развития Урала. Каледонский цикл. – Л.: Наука, 1971. 3. Островные дуги. – М.: ИЛ, 1952. 4. Баньковский Л.В. и др. К вопросу о структурных и динамических взаимоотношениях вулканических поясов и зон Беньофа // Глубинное строение, магматизм и металлогения Тихоокеанских вулканических поясов. – Владивосток, 1976. 5. Циолковский К.Э. Собрание сочинений: Т. 4. – М.: Наука, 1964. 6. Бакулин Н.И. и др. Служба точного времени. – М.: Наука, 1968. 7. Смирнов Л.С. и др. О возможности изменения силы тяжести с геологическим временем // Доклады АН СССР, серия Геология, 1969. Т. 187, № 4.
157
8. Вахрушев Г.В. О широтных и субширотных зонах дислокаций Южного Урала и Предуралья // Вопросы геологии восточной окраины Русской платформы и Южного Урала. Вып. 11. – Уфа, 1959. 9. Олли А.И. К вопросу о широтной тектонической поясности Урала // Советская геология, 1966, № 7. 10. Архангельский А.Д. Геологическое строение СССР. НКТП, 1932. 11. Сенченко Г.С. Складчатые структуры Южного Урала. – М.: Наука, 1976. 12. Иванов С.Н. и др. Природа Уральской геосинклинали // Доклады АН СССР, серия Геология, 1972, т. 206, № 5. 13. Шуб В.С. Древние поверхности выравнивания, принципы их выделения и некоторые закономерности формирования рельефа Урала // Материалы по геоморфологии Урала. Вып. 2. М.: Недра, 1971. 14. Орлов А.П. О землетрясениях в Приуральских странах // Труды Общества естествоиспытателей при Казанском университете. Т. 3, вып. 1. Казань, 1873. 15. Рождественский А.П. Некоторые вопросы структурного и геоморфологического развития Урала в неотектонический этап // Материалы о геоморфологии Урала. Вып. 2. – М.: Недра, 1971. 16. Геология СССР. Т. XII, ч. 1, кн. 2. 17. Дружинин В.С. и др. Связь тектоники и магматизма с глубинным строением Среднего Урала по данным ГСЗ. – М.: Недра, 1976. 18. Камалетдинов М.А. Покровные структуры Урала. – М.: Наука, 1974. 19. Руженцев С.В. Краевые офиолитовые аллохтоны. – М.: Наука, 1976. 20.Иванов С.Н. и др. Палеозойская история Урала // Магматизм, метаморфизм и рудообразование в геологической истории Урала. – Свердловск, 1974. 21. Вейс-Ксенофонтова З.Г. и др. К вопросу о сейсмической характеристике Урала // Труды Сейсмологического института АН СССР. – М.-Л., 1940.
158
159
160