Глава первая. У истоков новых идей

Родственные души словно ищут друг друга и, найдя, уже не расстаются. Так, вероятно, обрел академик Владимир Иванович Вернадский ученика и соратника, с которым последние двадцать лет своей жизни шел вместе в поисках новых подходов к изучению проблем мирозданья.

Впервые они встретились в 1921 году в малой аудитории Академии наук, где Вернадский начинал цикл публичных лекций по биогеохимии. Студент Военно-медицинской академии Александр Виноградов стал посещать эти лекции не случайно. Юноша страстно интересовался биологией, его занимал вопрос, почему растут растения и животные и из чего они состоят. Лекции Вернадского, глубокого прозорливца-естествоиспытателя, привлекали молодежь новизной и свежестью идей, объединявших науки о Земле и о жизни в единое и перспективное учение.

Студент-медик Виноградов носил в то время солдатскую шинель. Он добровольцем участвовал в боях против Юденича, был начальником передового перевязочного отряда. Но занятия наукой не прекращал. Еще не демобилизовавшись, урывками посещал лекции, сдавал экзамены, думал...

Когда в тот вечер Вернадский окончил чтение лекции, студент-медик в солдатской шинели, небольшого роста, худощавый, сосредоточенный, встал со своего места и спросил: "Как определяется присутствие микроскопических количеств химических элементов в организмах?"

Это был тот вопрос, который больше всего занимал и самого Вернадского. Вскоре он пригласил студента к себе домой, долго беседовал с ним, делился мыслями. Встречи продолжались. Вернадский угадал в молодом человеке прирожденного исследователя, исключительно трудолюбивого и целеустремленного.

Виноградов успевал сделать за день (ну, иногда прихватит и ночь!) столько, сколько, казалось бы, не может вместить время. Занятия в академии и в университете, просмотр новинок в публичной библиотеке, чтение со словарем английской и французской научной литературы, ну и... концерты Шаляпина.

Идеи Вернадского о биосфере и роли "живого" в круговороте веществ попадают в самую точку. Это стык геологии, биологии, химии - то самое, что буквально полонило воображение молодого исследователя. Виноградов говорит об этом в студенческом научном кружке, убеждая друзей, что именно такой широкий естественнонаучный подход обещает в дальнейшем разгадку многих тайн природы.

В жарких спорах участвовали тогдашние студенты, позже известные ученые академики Б. Никольский, Г. Разуваев. Они целиком захвачены стремлением доискаться до самых корней того, что составляет главную особенность планеты Земля - присутствие жизни во всем ее многообразии. Необходимо понять, какую роль играет кругооборот жизни в геохимических процессах, где здесь первопричина, а где следствие.

К двадцатым годам относятся длительные командировки Вернадского за границу. "Красный профессор", как называли его буржуазные издания, выступал с лекциями в Париже, Праге, Берлине, Осло, работал в библиотеках, посещал лаборатории. Перед очередной поездкой, весной 1927 года, на своей ленинградской квартире он долго и детально обсуждал с Виноградовым новый круг общих научных интересов. Из-за границы он почти ежедневно сообщал ему о всех своих исканиях. Главная тема переписки - "живое вещество" - взаимосвязанная совокупность организмов, которая оказала за миллиарды лет своего существования решающее влияние на свойства атмосферы, океана, земной коры. Поверхностный, измененный деятельностью организмов слой Земли Вернадский считал биосферой. Эта деятельность, по его мнению, наиболее мощный геохимический агент, преобразующий поверхность Земли, энергетический фактор планетарного масштаба и значения. Кислород, которым мы дышим, озоновый экран, защищающий нас от губительного действия жесткого космического излучения, поддерживаются организмами. Ими возобновляются и запасы необходимой зеленым растениям углекислоты в атмосфере.

Таковы выводы, итоги, получившие впоследствии международное признание в научном мире. Они впервые в законченном виде были сформулированы в классическом труде В. И. Вернадского "Биосфера", вышедшем в 1926 году, и оказали огромное воздействие на весь фронт естествознания, наложили особый отпечаток на дальнейшее развитие наук о Земле, в особенности, на геохимию и впоследствии космохимию.

Ранние научные статьи А. П. Виноградова также посвящены "живому веществу", методам его анализа, определению веса и состава.

На одну из этих работ Владимир Иванович отзывается в письме из Берлина 26 июня 1927 года: "Очень интересны Ваши первые данные - особенно для веса растений. Неужели вес всех травянистых растений будет так мал: равен равному им объему воды? Я жду дальнейших извещений... Здесь я делал доклад о геохимической энергии жизни. Эти все вопросы сейчас становятся на очередь дня и, я надеюсь, войдут в жизнь. Наши числовые точные данные сразу приобретут значение..."

Это первый и единственный случай, когда Вернадский обращается к Виноградову несколько официально: "Глубокоуважаемый Александр Павлович!" Уже следующее послание из Германии, датированное восьмым июля 1927 года, начинает обширную серию писем, неизменно открывающуюся словами "Дорогой Александр Павлович!".

"Всегда с огромным интересом читаю я Ваши письма, - пишет Вернадский. - Здесь у нас были разговоры с немецкими учеными по поводу издания международного журнала, посвященного геохимии. Несомненно, очень ясно начинает сознаваться ее значение".

Ратуя за создание международного журнала по геохимии, Вернадский утверждал "суверенитет" этой отрасли науки. Собственный печатный орган, по мысли Вернадского, привел бы к признанию научного направления, пытающегося по-новому осмыслить все сложное хитросплетение процессов, объединенных такими понятиями, как природа, Земля, космос.

Наверное, письмо о международном печатном органе геохимиков как-то связано с происходившей летом 1927 года в Берлине Неделей русских естествоиспытателей. В этом событии наряду с Вернадским участвовали Луначарский, Семашко, академики Абрикосов, Борисяк, Ипатьев, Лазарев, Павлов, Палладии, крупнейшие ученые мира во главе с Эйнштейном.

Всеобщее внимание привлек доклад Вернадского, в котором он утверждал, что "химическое состояние наружной коры нашей планеты, биосферы, всецело находится под влиянием жизни, определяется живыми организмами. Несомненно, что энергия, придающая биосфере ее обычный облик, имеет космическое происхождение. Она исходит из Солнца в форме лучистой энергии".

А дома, в СССР, новое научное направление активно разрабатывает Виноградов. Выходят в свет его работы "Иод в природе", "Физиологическое значение никеля, кобальта, меди и цинка в животных организмах".

Весну 1928 года Владимир Иванович Вернадский встречает в Праге, в небольшой квартирке на улице Букова. Собственно, здесь он только ночует. Дни заняты лекциями, поисками приборов, выяснением взглядов коллег на волнующие его вопросы.

Лекции слушают с живым интересом и геологи, и биологи, и физики. Этот профессор из "красной" России толкует им о биосфере, о взаимосвязи и взаимозависимости живой и неживой природы; по его мнению, и та и другая в конце концов отличаются друг от друга лишь "особым состоянием атомов". Он смело сближает химию с геологией и биологией.

В конце марта 1928 года, а точнее, 28 марта Владимир Иванович завершает цикл лекций в Чехословакии. Об этом он спешит сообщить Александру Павловичу. На следующий день он должен отправиться в Мюнхен, но уже сегодня необходимо поделиться мыслями о проделанной работе, дать ответы по поводу бесчисленного множества общих дел, которые разворачиваются "дома" и перекликаются с каждым шагом Вернадского за границей.

После Мюнхена Владимир Иванович думает поехать в Париж. Там в минералогической лаборатории он надеется воспользоваться аппаратурой, чтобы подвергнуть спектроскопическому анализу биологический материал, добытый Виноградовым в опытах. "Вышлите мне в Париж, в ботанический сад, - пишет он, - для спектроскопии материал. Здесь (то есть в Праге. - Л. М.) хотя все институты: Минералогический, Геологический, Радиевый очень сильно выросли за это время, но спектроскопия только налаживается". И тут же считает необходимым добавить: "Прочел здесь по-русски в чешских обществах доклад об эволюции видов и о живом веществе. Он сейчас переводится по-чешски и появится в издании здешней академии..."

4 апреля Вернадский уже в Париже, об этом мы узнаем из его письма, помеченного тем же числом и новым адресом.

Города и адреса меняются, мысль же владеет исследователем одна: добыть абсолютно точный атомный вес отдельных элементов живого вещества и получить их спектр. На родине для этого аппаратуры еще нет. Владимир Иванович отсчитывает версты на чужбине, "соблазняет" своими лекциями, дарит замыслы, чтобы только получить нужные для исследования инструменты.

Он удивлен: зарубежные коллеги не слыхали о том, что атомный вес элементов, выделенных из организмов, отличается от атомного веса обычных элементов. "Невольно сейчас, - рассказывает он Виноградову в письме от 4 апреля из Парижа, - пришлось столкнуться с тем, что идея нашей работы совершенно неожиданна и здесь ясно сознается ее интерес..."

"Живое вещество" обладает поистине могущественным свойством, а именно способностью, благодаря своей энергии перемещать химические элементы в биосфере.

Вернадский предложил математические формулы для вычисления геохимической энергии жизни. Об этом, в частности, свидетельствуют некоторые его ремарки в письмах к Виноградову. За единицу такой энергии он предлагает принять скорость передачи жизни, определяемую темпами размножения. Для точного выражения геохимической энергии необходимы новые понятия. Вернадский вводит и их. Так, например, предельное расстояние, па которое может распространяться жизнь, Владимир Иванович определил в 40 075 721 метр, что равно величине земного экватора. Ему потребовалось для расчетов и такое понятие, как "стационарное число однородного живого вещества", взятое в соотношении со всей площадью земной поверхности.

Геохимическая энергия жизни, писал Вернадский, зависит от скорости размножения организмов - не как автономного биологического процесса. Она находится в соответствии со свойствами биосферы - явления планетного. По его мнению, планета и организм настолько неразрывно связаны, что эта связь также может быть выражена математически. Вернадский дал 21 уравнение для вычисления величин, показывающих связь энергии организмов с энергией биогенной миграции химических элементов в биосфере. Он подчеркивал, что большое значение в скорости миграции элементов имеют такие факторы, как интенсивность обмена вещества, суточные и сезонные изменения этой интенсивности, связанные с космическими ритмами.

Замечательная идея подсчета всей биомассы на земном шаре целиком владеет в этот период Владимиром Ивановичем. Выяснилось, однако, что "перепись" органического вещества планеты - дело еще более кропотливое и сложное, чем поначалу казалось. Ведь решено было "взвесить" живое вещество планеты. Но как? Из какого материала отбирать образцы для исследования и определения веса?

Об этом неотрывно думает в своих заграничных странствиях Вернадский. О бесконечных переплетениях химии живого с геологией суши и моря раздумывает долгими вечерами Виноградов, перечитывая послания Вернадского. Они читаются через лупу. Мелкий, то что называется бисерный, почерк, своеобразные сокращения слов затрудняют чтение. (Впоследствии машинистки одна за другой отказывались от расшифровки.)

Владимир Иванович снимает комнату у некого Самуэля на Шлезвингштрассе в Берлине. В комнате по-немецки ни пылинки, множество фарфоровых безделушек. Осторожно шагая по тщательно натертому полу, он машинально останавливается то и дело перед галантной фарфоровой пастушкой, застывшей в реверансе, и недоумевает: зачем она здесь?! А мысль стремится все вперед, принимает законченную форму и готова уже в следующую минуту лечь на бумагу: "Получил по возвращении из Норвегии здесь Ваши письма. Благодарю Вас за Ваш отзыв о моей книге - он мне очень дорог (имеется в виду, по-видимому, "Биосфера". - Л. М.). Я невольно все время подхожу к вопросам философского характера - стараюсь в них не идти, но область нашей работы невольно к ним подводит. Я думаю, что здесь научная мысль может идти глубже в философские вопросы, чем мне это казалось немного времени тому назад. И с другой стороны, для дальнейшего продвижения пауки необходима большая философская работа. Сейчас в этих областях, мне кажется, начинается большое движение мысли и исканий, в высшей степени интересное..."

Сотни строк складываются в письма. Автор их не заботится о тонкостях стиля. Это живой разговор с близким человеком. Можно кое-где не дописать слово, сократить другое до неузнаваемости, воспользоваться иностранным термином. В коротких репликах, в словах, взятых в скобки, в ссылках на высказывания коллег - отзвуки оригинального всеобъемлющего учения.

В письмах лишь намеки на отдельные его положения, для адресата ведь они само собой разумеются. И через 50 лет Виноградовой его ученики скажут, что Вернадский был прав, и еще раз прав, классифицировав различные формы воздействия организмов на окружающую среду. Эти формы воздействия по-разному распределяются во времени. В непрерывном процессе развития жизни на Земле каждый самостоятельный вид организмов, например растений, существует примерно один геологический период, то есть около 30 миллионов лет. Смена типов определенных сообществ организмов (впоследствии названных академиком В. Н. Сукачевым биогеоценозами) охватывает отрезки времени порядка 3000 - 5000 лет. Но это еще далеко не все. В круговороте вещества и энергии играют определенную роль рождение и смерть каждого растения и животного.

А их - великое разнообразие.

Обмен веществом между организмом и средой играет огромную геологическую, аэрогидрологическую и почвообразующую роль. "Живое вещество" в процессе своего питания и роста включило в биологический круговорот миллиарды тонн минералов. В составе его преобладает кислород (65 - 70 процентов), далее идет водород - 10 процентов. Остальные 20 - 25 процентов представлены разнообразными элементами общим числом более 70.

Подобно тому как самые древние горные породы лучше всего способны рассказать биографию земной коры, древнейшие организмы - морские служат носителями биологической истории планеты. Следуя советам Вернадского, Виноградов ведет интенсивное исследование морских организмов. Он анализирует и обобщает экспериментальный материал, накопленный им во время работы на Мурманской биологической станции и плавания на исследовательском судне по Баренцеву морю. Судно называлось вычурно и романтично, как, впрочем, вообще, любят величать корабли, - "Персей". Небольшое, но удобное судно. Александр Павлович и сейчас охотно вспоминает первые эксперименты, которые проводились на его борту. Примитивность аппаратуры не мешала реализации его плана. Каюта была превращена в лабораторию. Исследовались водоросли, планктон, другие морские организмы. Как бы обнажался первоначальный ход химии жизни. Клетка вещества, взятого из самой "колыбели", вобрала в себя в виде строгой и предельно точной схемы всю первооснову природы...

То были годы первых гидрологических наблюдений Виноградова и... бесконечных сборов ряски. Эта неприхотливая водоросль, похожая в массе на большую зеленую кляксу, стала с тех пор классическим объектом наблюдений. Скорость ее размножения, чуть ли не рекордная, простота строения сделали ряску одним из эталонов при исследовании природы и функций "живого вещества". Не удивительно, что накрепко запомнился ему в заполярной тундре стоячий прудик, весь в светло-зеленых крапинках этой самой ряски. До середины его добраться было нелегко. Брала на себя эту роль очень худенькая и очень смуглая девушка по имени Иветта, практикантка из Петрозаводска. В своем полосатеньком купальнике она отправлялась за "добычей" и выползала затем на берег, держа в одной руке очередной пучок ряски. А потом безропотно снимала со своих худеньких ног множество присосавшихся пиявок. И так по многу раз на день.

Свои наблюдения и выводы, сделанные во время плавания на "Персее", Виноградов излагает в монографии "Химический элементарный состав организмов моря". Самому автору эта работа не кажется чем-то очень значительным. Это, по его мнению, дополнение к ранее вышедшей "Геохимии живого вещества".

Но научный мир рассудил по-своему. Новизна подхода, достоверность наблюдений сразу же обратили на себя внимание. Как только появляются первые оттиски, их начинают переводить за рубежом - на английский, немецкий, французский...

Много позднее во время одной из бесед с Виноградовым я выразилась примерно так: "У вас необычайно широкий подход к явлениям..." Мне казалось, что это замечательное качество, и потому не могла предположить даже, что Виноградов его отвергнет.

- Это плохой комплимент, - сказал он, не меняя, впрочем, вполне добродушного выражения лица. И сейчас же перешел к другой теме.

Однако его слова застряли в моей памяти. Я много размышляла над ними, пытаясь найти им объяснение. Очевидно, мой комплимент показался Виноградову противоречащим тому, что происходит в современной науке. Ведь современная наука - это прежде всего углубление в явление, деталь, даже частность, "сверление" до дна. В принципе именно этим объясняется специализация ученых, научных институтов и лабораторий, специализация знания.

Но если бы дело обстояло только так, то понимание процесса не представлялось бы сложным. Между тем в наше время возник парадокс, который, возможно, наиболее полно отразил особенность данного этапа научно-технической революции. Это, с одной стороны, упомянутая дальнейшая специализация знания, появление все новых и новых научных направлений, а с другой - скрещивание научных интересов, взаимопроникновение и взаимообогащение наук, постоянный, безостановочный переход от частных проблем к более общим, иногда глобальным и даже космическим.

В одном из своих писем к Виноградову Вернадский настаивает: "Гораздо важнее микроскопическая и мелкая жизнь, обычно не учитываемая..." И действительно: на эту "микроскопическую и мелкую жизнь", которой посвятил свои первые исследования Виноградов, падает, как выяснилось, огромная доля общего веса Земли. А главное - велика ее роль в планетарных биохимических процессах, в вечном круговороте веществ.

Оболочка Земли, охваченная жизнью, - это и есть биосфера. Такое определение сформулировано не Вернадским. Оно принадлежит немецкому ученому Э. Зюссу. Но разве так важно, кто первый сказал? Ведь фотосинтез как понятие тоже не принадлежит Тимирязеву. Открытие самого явления связывается с именем английского химика Дж. Пристли (1733 - 1804). Пристли действительно наблюдал, что на свету зеленые растения "исправляют" воздух, "испорченный" горением в нем горючих тел или дыханием животных. И все же первооткрывателем фотосинтеза как генерального и вечного процесса сохранения и возобновления энергии, как главного источника существования всего живого вошел в историю Тимирязев.

Следуя такому ходу рассуждений, можно удостовериться, что биосферу тоже "открыл" по-настоящему не Зюсс, а Вернадский. Для него биосфера стала не только оболочкой Земли, охваченной жизнью, но и гигантским реактором, кровно связанным со всеми коренными геохимическими процессами Земли. Он говорил так: "С геологической и геохимической точки зрения вопрос стоит не о синтезе отдельного организма, а о возникновении биосферы". Однако сам Вернадский постоянно твердил, что биосферу открыл до него Зюсс, а Виноградов постоянно будет делать оговорку, что более ста лет назад ученому Добре пришла счастливая мысль об аналогичности состава метеоритов и оболочек Земли. Хотя возродил эту счастливую мысль на совершенно иной основе и сделал инструментом космогонического летосчисления Виноградов.

Но вернемся к биосфере и расставим несколько флажков на карте "живого вещества". Это ведь пестрое население: насекомые, птицы, растения, млекопитающие, рыбы. Миллионы и миллионы видов. Значение их "деятельности", которая состоит просто в том, что они живут, дышат, плодятся и умирают, огромно.

В конце концов оказалось, что общий вес живых организмов на земном шаре составляет 1015 тонн. Это в два с половиной раза больше общего веса запасов никеля, хрома, свинца, цинка и золота в земной коре.

Цифра внушительная. Тем более, что до тонн дело дошло не сразу. Они сложились буквально из миллиграммов, стали результатом кропотливой "инвентаризации" отдельных групп и видов организмов. И не только групп и видов. Скрупулезно анализировались мельчайшие составные части изучаемого объекта.

"Пожалуйста, - писал Вернадский Виноградову, - отдельно исследуйте корень (к), стебель (с)". И помещая в скобки начальные буквы, он тем самым как бы превращал их в составные части будущих формул, из которых станет кристаллизоваться строгая научная основа учения о геологической роли жизни.

"Микроскопическая" жизнь и глобальность проблемы. Эта жизнь прошла множество ступеней до того, как появился человек. По мере своего развития он стал играть все более значительную роль в формировании окружающей среды, то есть в биосфере.

Вернадский полагал, что в "живом веществе" преобладают чистые химические элементы, то есть состоящие из одного изотопа.

Хотя это предположение не оправдалось в дальнейшем, сама гипотеза привела к важному выводу, что "живое вещество" способно различать смеси изотопов и избирать из них некоторые.

Со второй половины июня и до начала августа 1928 года письма Владимира Ивановича помечены Ессентуками. Врачи предписывали ему регулярное прохождение курса лечения в Ессентуках, и он подчинялся этому, хотя туманы, часто оседавшие на чахлый парк курорта, не доставляли ему радости. Однако лечение делало свое дело. Владимир Иванович чувствовал себя бодрее, почти половину дня писал, читал, делал пометки. К тому же в Ессентуках уже образовался свой круг знакомых, лечащие врачи стали друзьями, "посвященными" в творческие искания ученого. Связи эти возникли еще в 1926 году, когда Вернадский по просьбе ессентукской клиники Бальнеологического института Кавказских Минеральных Вод прочел врачам лекцию "О новых задачах в химии жизни".

- При положительном ответе на поставленные нами исследования, - говорил он в этой лекции, - сразу возникают многочисленные новые вопросы, в том числе и медицинские. Всякий ли кальций действует в его многочисленных сейчас терапевтических применениях, в том числе таких, которые объясняются действием иона кальция; или действует только один изотоп, тот, который входит в живое вещество, - вероятно, более тяжелый, с атомным весом сорок четыре? Можно ли относить вредные действия свинцового отравления ко всем свинцовым изотопам? Как действуют изотопически различные свинцовые препараты? На каждом шагу выдвигаются такие вопросы, так как все значительнее и значительнее открывается в явлениях жизни значение ничтожных примесей отдельных атомов!

Вслед за этим Вернадского увлекает другая идея: не является ли элементарный химический состав организмов видовым признаком?

Это потребовало постановки еще более многочисленных опытов.

Едва распаковав чемоданы в Ессентуках, Владимир Иванович пишет Виноградову:

"Вчера забыл Вам написать, что очень было бы желательно набрать разные стадии метаморфоза одного и того же вида насекомых: гусеница или личинка, куколка..."

Переписка между учеными идет деятельная, в течение всего периода пребывания Вернадского в Ессентуках. Владимир Иванович по утрам всматривается в конверты, сложенные стопкой на столике у швейцара Бальнеологической клиники. Так и есть: конверт, аккуратно надписанный Александром Павловичем.

"Очень благодарю за письмо, - тут же садится Вернадский за ответное послание. - Я вам пишу отсюда второе. Сперва отвечу на Ваше: 1. Мне кажется едва ли следует брать числа размножений для жуков из книг. Я знаю, что такие сведения есть, и просмотрел с этой целью много томов отчетов Американского бюро прикладной энтомологии. Но нам - раз мы затрачиваем труд и деньги, надо получить числа для тех жуков, для которых мы берем геохимические константы. Книги дадут пределы отношений. Нам важно знать среднее число потомства для данной местности..."

Вряд ли можно найти другую переписку, которая, подобно этой, отражала бы шаг за шагом развитие теории и эксперимента, научные последствия которых превзошли в будущем первоначальные замыслы и задачи.

Из собранных с одного и того же пруда двух различных видов ряски выяснилось, что растения и животные концентрируют в своем организме из окружающей среды радий. Однако различные виды ряски берут в одной и той же среде разные количества радия. Следовательно, содержание химических элементов в организме - действительно видовой признак. И наконец: из почвенных растворов радий поступает в наземные растения, а через них с пищей и питьевой водой - в организмы наземных животных.

"Получил Ваше письмо от 23/VII и рад, что дело у Вас двигается, - продолжает свою научную повесть в письмах Вернадский. - Подымается новый вопрос, который, мне кажется, нам в Биогеохимической лаборатории надо взять на себя, снесясь с Медицинским институтом по изучению профессиональных заболеваний. Сейчас здесь (в Ессентуках. - Л. М.) пробуют действие бальнеологического лечения на свинцовые (и ртутные) отравления. Мне кажется, это те вопросы, которые как раз и должны нас интересовать. Как Вы думаете, не может ли быть такое положение: свинец живого вещества (всегда в нем находящийся) - чистый изотоп? Когда люди работают в среде, богатой обычным свинцом, - разделение изотопов не успевает происходить, в это же время чистый изотоп может замещаться смесью... Таким образом ставятся две задачи: определить атомный вес свинца в организмах (дуб - морские организмы?) и изучить действие на организм уранового свинца... Мое введение в наши "Данные для химического познания живого вещества" так сейчас мной переделано, что не осталось камня на камне. У меня является мысль - не лучше ли нам печатать эти данные не в Известиях Академии наук, а как выпуски Трудов Биогеохимической лаборатории".

Между прочим выясняется, указывал в своем письме Вернадский, что "анализ живого вещества (правильно поставленный), может быть, даст нам состав того предка, из которого произошли существующие виды". Конечно, оговаривался он, тут вопрос очень сложный и путаный. Это область гипотез, а не эмпирических обобщений, отмечал Вернадский, но, может быть, полезно в нее войти... В будущем году, добавил он, словно сообразуясь со своим личным планом.

Уже из этого письма-программы следует, что представления о химических элементах в организме усложняются, разветвляются, обогащаются все новыми данными.

Пройдет десяток лет, и появится направление, прямо вытекающее из учения о химизме живого. Александр Павлович выдвигает теорию "биогеохимических провинций" - местностей, где нарушено в ту или другую сторону среднее содержание в почвах и водах того или иного химического элемента. Эти представления были широко развиты затем в трудах профессора В. В. Ковальского. Материалы многочисленных научных экспедиций в разные районы страны показали, что избыток или недостаток какого-либо микроэлемента определяет особую специфику во взаимодействии между средой и организмом, вызывает эндемии, то есть устойчивые болезненные изменения в организмах. Например, если мало кобальта - болеет скот, мало марганца - страдают посевы. Зная обстановку в данном районе, ученые советуют, в каких случаях и какие следует вводить в качестве удобрений или в пищевой рацион микроэлементы: медь или бор, кобальт или марганец. В статье "О причине отсутствия известковых скелетов у докембрийских беспозвоночных" Виноградов доказывает, что причина состоит в ненасыщенности морской воды карбонатом кальция. Скелеты у организмов стали развиваться только после появления на Земле водной растительности, которая в процессе своей жизнедеятельности превращает углекислоту в углерод клетчатки. В дальнейшем это послужило материалом для образования каменных углей.

Обширный материал по биогеохимическим провинциям, обобщенный В. В. Ковальским, содержит множество примеров, которые говорят о том, что борьба с несовершенством отдельных природных комплексов затрагивает интересы миллионов людей. Так, распространение в некоторых горных районах болезни щитовидной железы является результатом недостатка здесь йода. С введением в пищу йода болезнь излечивается. Внесение в почву меди избавляет растения от заболеваний "белой чумой".

"Биосфера... область максимальной изменчивости, наблюдаемой на нашей планете..." Так писал В. И. Вернадский. В этой изменчивости, неоднородности состава различных почв и водоемов опять же "повинны" организмы. Они поглощают из этой среды все доступные химические элементы, дающие растворимые соединения.

Учение о биогеохимических провинциях основано на изучении в пределах этой схемы обратной связи - воздействия неоднородности геохимической среды на обмен веществ в организмах. Существенно отметить, что степень накопления ими химических элементов определяется не только характером данной природной среды и биологическими особенностями организма, но и, как показал В. В. Ковальский, "биогеохимическими пищевыми цепями", через которые осуществляются связи организмов и среды. Этими "цепями" неразрывно соединены почвообразующие породы, почвы, микроорганизмы, вода, воздух, растения, животные, человек. И жизненные процессы тогда протекают нормально, когда достигается определенное соотношение концентраций микроэлементов в организме и среде. Недостаток или избыток их в среде и пище вредно сказывается на живых организмах. Сотни опытов над животными доказали, что это именно так. Например, оказалось, что рост кроликов задерживается как недостатком, так и избытком кобальта в рационе. Из этого следует, что микроэлементы, неправильно дозированные, примененные в недостаточном или избыточном количестве, могут не дать положительных результатов, оказаться бесполезными или даже вредными.

Авторы учения о биогеохимических провинциях идут еще дальше в уточнении своих практических рекомендаций, основанных на теоретическом фундаменте. При определении оптимальных доз микроэлементов, указывают они, большое значение имеет приспособленность организма к условиям среды, к концентрации в ней таких химических элементов, как молибден, ванадий, бор и др.

Объясняя мне однажды характер этих сложных связей, Александр Павлович отметил, что по мере расширения экспериментов по-новому предстала роль такого, например, элемента, как селен. Опыты, сказал он, показали, что микроорганизмы некоторых территорий "привыкли" к определенному содержанию селена в своей среде обитания и проявляют большую устойчивость к высоким его концентрациям.

Постепенно удалось установить критические, или "пороговые", концентрации химических элементов, выше или ниже которых проявляются биологические эффекты на организме в целом. Анализ проблемы пошел еще глубже. Выявлено, какие именно ткани и органы играют роль "депо" для микроэлементов. Это в первую очередь печень, эндокринные железы. Избирательно фтор накапливается в костной ткани, йод - в щитовидной железе, свинец - в нервной ткани, молибден - в печени, почках, кишечнике, цинк - в поджелудочной железе, в крови и т. д.

Здесь учение о биогеохимических провинциях изложено, естественно, сжато и схематично. Но, пожалуй, и этого вполне достаточно, чтобы иметь представление о поистине кропотливом труде исследователей, которым приходится быть одновременно и геохимиками и биохимиками.

Десятки экспедиций, сотни экспериментов, годы напряженной работы, тома исследований. И краткий вывод, говорящий о многом: "биосфера в целом представляет собой единую систему", в которой организмы, составляющие "живое вещество", связаны между собой и с окружающей средой цепями питания. В биосфере наблюдается ритмическая изменчивость свойств "живого вещества" и обменных процессов в организмах в зависимости от космических ритмов: смены времени года, времени суток, фаз приливов и отливов.

Вывод этот имеет не только теоретическое значение. Составляются карты подобных провинций, создаются лаборатории такого профиля в разных районах страны. Все это имеет целью дать практические рекомендации прикладным сельскохозяйственным наукам, медицине. К сожалению, то, что мы уже знаем и умеем, не всегда находит применение в достаточно широких масштабах, особенно там, где это необходимо больше всего, - в сельском хозяйстве. Кто-то подметил, что слово "внедрение" неточно отражает смысл столь возвышенного процесса, как материальное воплощение научно-технической идеи, что в этом слове есть нечто насильственное, холодное. Пусть так, но мы пока не знаем, как лучше назвать диалектику непосредственной связи науки с производством. А в такой связи сельское хозяйство нуждается ныне особенно остро. Речь идет о том, как говорил Генеральный секретарь ЦК КПСС Леонид Ильич Брежнев, чтобы "революционизировать сельскохозяйственное производство" на основе новых идей, постоянного притока "фундаментальных знаний о природе растений и животных, которые могут дать биохимия, генетика, молекулярная биология".

...К исходу 1928 года Вернадский и Виноградов приближаются к одному из самых замечательных своих выводов. Он касается тех изменений, какие производят в геологической структуре планеты живые организмы самой "техникой" своей жизни. Ученые прослеживают "насильственное" передвижение атомов в земной коре. Такую "биогенную миграцию" производит, например, работа роющих животных, следы которой известны с древнейших геологических эпох - постройки термитов, муравьев или бобров.

Но исключительного развития достигло это массовое передвижение химических элементов в ответ на шаги цивилизации за последние несколько тысяч лет. Именно тогда начали создаваться новые, небывалые на нашей планете тела, например свободные металлы.

Размышления о роли живого вещества и биосферы неминуемо привели Вернадского и Виноградова к проблемам космического характера. Вызревали идеи, подготавливавшие рождение в недрах геохимии космохимии.

Биографы А. П. Виноградова отмечают, что его научные интересы нельзя вместить в строгие рамки хронологии. Развивая новые направления геохимии, он то и дело возвращается к своим прежним интересам, пересматривает взгляды минувших лет с учетом всего хода последующего развития естествознания, новых данных, полученных и им самим и другими учеными, с учетом фактов, добытых космическими аппаратами вне Земли.

Да будет позволено и нам продолжать свой рассказ, чередуя его фрагментами из прошлого и настоящего, постепенно сужая интервал между первым письмом Вернадского Виноградову, написанным в 1927 году, и последними шагами науки семидесятых годов.

В письмах Владимира Ивановича за 1931 год все чаще встречается упоминание о "биологическом времени". "Углубляюсь, - пишет он Александру Павловичу, - в вопрос о биологическом времени: тут много чрезвычайно интересного, и мне кажется, наша картотека по геохимической энергии приобретает для этого огромное - для нас конечно - значение. Сейчас прочитываю в последний раз перед сдачей в печать первую часть моей истории воды - 960 страниц! Вижу массу недостатков - но пускаю в печать как есть: никогда не кончу. Во всяком случае и в таком виде книга нужна..."

Это письмо помечено 12 июля. Через пять дней Вернадский снова "исповедывается" ученику и почти в тех же выражениях сознается: "Все больше углубляюсь и заинтересовываюсь биологическим временем..." Через десяток дней эти мысли приобретают уже большую определенность. 25 июля Владимир Иванович пишет: "Я работаю усердно над биологическим временем. Очень интересно и очень трудно. Приходится вдаваться в философию и знакомиться с философским охватом... Очень жду дальнейших известий..."

Владимир Иванович лаконичен, строг к самому себе. Он мало утверждает, о многом спрашивает, предоставляя адресату самому решись - вступать ли в дискуссию, высказываться или нет по данному вопросу. Он просто ставит в конце своего письма едва заметный знак вопроса - тонкое предложение совместно обсудить проблему.

Обругав однажды мимоходом "идущую под гору" почту за нечеткость работы, В. И. Вернадский продолжает в письмах излагать свои сокровенные мысли. В послании от 6 августа 1931 года он пишет:

"Я сочувствую объединению химической океанографии в сектор. Думаю, однако, нам неизбежно придется считаться с осадками моря, т. к. это не только геологический вопрос, а такой же в значительной мере химический (геохимический), как и изучение химии морской воды и химии организмов. Для осадков - основное - изучение грязевой воды - неотделимой от донной; химические реакции идут и там и здесь единые и неделимые. Осадки аналогичны почве. Геология же начинается ниже почвы. Вашу статью в "Природе" прочел. Она очень интересная". (Имеется в виду, вероятно, статья А. П. Виноградова "Химический элементарный состав организмов в связи с вопросами их систематики и морфологии". - Л. М.)

И далее: "Я работаю над временем биологическим. Подымаются интереснейшие проблемы, но много приходится считаться с философией. Это, впрочем, тоже много дает..."

Давным-давно наши предки подметили, что цветы распускаются и закрываются в определенное время суток, что каждая певчая птица просыпается и начинает петь по строгому распорядку, что и человек пробуждается по утрам примерно в одно и то же время. Эти явления определяются ходом "биологических часов". Они регулируют различные ритмы процессов жизнедеятельности - суточные, приливно-отливные, лунные, сезонные.

Работая над проблемой круговорота веществ в природе, над выявлением законов биосферы, В. И. Вернадский, а позднее А. П. Виноградов, естественно, обращаются к изучению этих процессов не только в пространстве, но и во времени, к познанию механизма биологического времени.

Характерно, что по мере развития биологии и все более тесного ее сплочения с химией, физикой, математикой, медициной к изучению ритмов жизни в самом широком их значении приобщается все большее число исследователей разного профиля во всем мире. В 1960 году в Соединенных Штатах состоялся Международный симпозиум по биологическим часам, рассмотревший их биофизическую и биохимическую природу, зависимость ритмов биологических процессов у животных и растений от внутренних и внешних условий.

Основной вопрос, который поставили перед собой участники дискуссии, был сформулирован так:

- А где же расположен в организме механизм биологических часов?

Предлагалось множество ответов, но в сущности они свелись к одному: механизм биологических часов может расположиться внутри одной-единственной клетки. Отсюда преимущество изучения одноклеточных организмов, типа водорослей, на которых, собственно, и ставились первые эксперименты двадцатых - тридцатых годов по выявлению роли "живого вещества".

Интересна гипотеза о возможной схеме работы биологических часов в многоклеточном организме. Образно ее можно представить так: в неких клетках заключены главные часы - "будильники", а миниатюрные часы других клеток синхронизируются с их "боем". Найти клетки, задающие ритм всему организму, очень важно. Одна из таких находок по-своему замечательна. Так, у таракана "часы" были найдены в мышце под глоткой. Тонкие эксперименты показали, что именно отсюда исходят определяющие импульсы для всей суточной деятельности таракана. Любопытно, что проблема биологических часов применительно к человеку наполнилась иным содержанием к семидесятым годам в связи с все более длительными полетами в космосе.

Встал вопрос: будут ли сохраняться суточные земные ритмы жизнедеятельности человека в продолжительном космическом полете, где, скажем, чередование дня и ночи носит условный характер? В первое десятилетие советских и американских пилотируемых космических полетов космонавты не испытывали больших сдвигов в своих суточных ритмах, и их биологические часы согласовывались с привычным местным временем. Но будет ли так и в дальнейшем? Этот вопрос был, в частности, поставлен в литературе американским врачом М. Шарпом. Если периодичность жизненных функций человека жестко связана со сменой суток на Земле, писал он, то что случится с космонавтами в глубоком космосе, где физическая среда не характеризуется такими понятиями, как день и ночь, и нормальными значениями гравитации, влажности, температуры или атмосферного давления и где есть постоянно меняющаяся радиация и потоки метеоритов, а также магнитные поля? Будут ли их биологические часы еще долго настроены по земному времени или они полностью откажут? Этого мы пока не знаем.

Не знаем мы также и того, смогут ли космонавты, высадившиеся на Марсе после 250 дней пути, согласовать ритм своих биологических часов с ритмом времени новой планеты. Отметим, что именно для изучения этой проблемы в СССР в 1968 - 1969 годах был поставлен эксперимент, когда трое, испытуемых провели год в изолированной термокамере. В ходе его было получено много важных данных о физиологии человека, находящегося в таких условиях, и об "исправности его часового механизма"...

Статья "Автотрофность человечества" была написана Вернадским в 1925 году на французском языке и опубликована в научном журнале в Париже. Позднее сокращенный ее вариант печатался на русском языке в "Биогеохимических очерках" тиражом всего в 1200 экземпляров. Так вот, в статье этой было написано следующее:

"В биосфере существует великая геологическая, может быть, космическая сила, планетное действие которой обычно не принимается во внимание в представлениях о космосе, представлениях научных или имеющих научную основу. Эта сила, по-видимому, не есть проявление энергии или новая, особенная ее форма. Она не может быть во всяком случае просто и ясно выражена в форме известных нам видов энергии. Однако действие этой силы на течение земных энергетических явлений глубоко и сильно и должно, следовательно, иметь отражение, хотя и менее сильное, но несомненно и вне земной коры, в бытии самой планеты. Эта сила есть разум человека, устремленная и организованная воля его как существа общественного. Проявление этой силы в окружающей среде явилось после мириадов веков выражением единства совокупности организмов - монолита жизни - "живого вещества", - одной лишь частью которого является человечество.

Но в последние века человеческое общество все более выделяется по своему влиянию на среду, окружающую живое вещество. Это общество становится в биосфере, то есть в верхней оболочке нашей планеты, единственным в своем роде агентом, могущество которого растет с ходом времени со все увеличивающейся быстротой. Оно одно изменяет новым образом и с возрастающей быстротой структуру самих основ биосферы. Оно становится все более независимым от других форм жизни и эволюционирует к новому жизненному проявлению..."

Желая распутать всю сложную систему связей человека с элементами биосферы, Вернадский как бы высвечивает карманным фонариком то одну, то другую сторону этой системы, трогает их, взвешивает и ставит на место, для того чтобы в следующую секунду появилась новая грань логического построения, засверкала бы, заискрилась, стерла сомнения скептиков.

Под римской четверкой, обозначающей небольшой фрагмент этой своеобразной повести о сотворении человека, Вернадский делает несколько замечаний о питании как составной части связи человека с жизнью всех живых существ. Она "составляет часть великого геохимического явления - круговорота химических элементов в биосфере, - вызванного питанием организованных существ".

Со свойственной Вернадскому широтой и вместе с тем педантичностью историка он обращается к именам тех, кто, по его мнению, заложил основы нашего современного представления о питании. Он называет лорда Г. Кавендиша в Лондоне - "самого богатого человека страны, мизантропа и научного аскета", А. Лавуазье - "финансиста и исследователя, глубокого и ясного мыслителя", Дж. Пристли - "пламенного теолога и английского радикала, преследуемого и непонятого, случайно избегнувшего смерти, когда фанатичная толпа сожгла и уничтожила его дом, его лабораторию, его рукописи..."

Сообразно со способом потребления питания живые организмы планеты делятся на автотрофные и гетеротрофные. Первые - это те, что в своем питании ни от кого не зависят и "сами могут вырабатывать вещества, необходимые для их жизни, пользуясь косными, с жизнью не связанными естественными телами земной коры". Вторые в своем питании зависят от существования других организмов, пользуются их химическими продуктами.

Автотрофные, независимые - это сады, луга, леса и поля. Они окрашены в зеленый цвет благодаря волшебному веществу - хлорофиллу... Подобно тому, как человек, лишенный крови, не может жить, растение без хлорофилла - мертво.

Каждая фраза заставляет задуматься, подкупает своей глубиной, порождает цепь ассоциаций. И если даже некоторые утверждения и гипотезы впоследствии не получили признания, они продолжают играть свою роль ускорителей прогресса, предвосхищая идеи и свершения будущего.

Сейчас известно, что среди "зависимых" от других представителей "живого вещества" львиную долю составляют насекомые. Число видов их достигает полутора миллионов, в то время как, например, птицы насчитывают лишь девять тысяч видов. А сколько насекомых внутри вида? Даже самые совершенные кибернетические машины еще не скоро смогут ответить на такой вопрос. Это тем более трудно сделать, что в мире насекомых идет ожесточенная борьба за существование.

Очень сложно бывает порой определить, какой окажется реакция природы на уничтожение того или иного сельскохозяйственного вредителя.

Ведь вредитель вредителю рознь. Некогда из Северной Америки в Австралию была завезена одна из разновидностей кактуса опунция для устройства живых колючих изгородей. Опунция почувствовала себя в новых условиях настолько хорошо, что через несколько лет распространилась на 25 миллионов гектаров пахотных и пастбищных земель. Было подсчитано, что борьба с этим сорняком химическим способом обошлась бы в 90 долларов на 1 гектар. Тогда решили привезти аргентинскую бабочку, гусеница которой питается стеблями опунции.

Насекомое "работало" столь добросовестно, что через семь лет погубило 90 процентов зарослей опунции. В итоге аргентинская бабочка полностью справилась с сорняком.

Интересно, что первое живое существо, обретшее способность летать, было... насекомое. Ученые уже давно обратили внимание па удивительную гармоничность строения этих мельчайших "жителей", на несравненную их способность к физиологическому самосовершенствованию в зависимости от условий среды и подстерегающих их опасностей. Новейшие исследования подтвердили высокое совершенство строения тела и физиологических функций насекомых. По мнению специалистов, дыхательная система, ряд двигательных функций у насекомых совершеннее, нежели у высших животных и даже человека.

Так, снабжение тканей и клеток кислородом происходит у насекомых не через кровь, а непосредственно, что резко интенсифицирует работу организма в целом. У многих высших форм насекомых существует своеобразный нервно-мышечный механизм умноженного ответа на один нервный импульс. Это позволяет им, например, совершать крыльями более 200 - 300 колебаний в секунду.

Ископаемые формы насекомых могут служить более или менее надежными показателями геологического возраста тех или иных слоев земной коры. Интересно, что только в Кузнецком каменноугольном бассейне найдено 420 ископаемых видов насекомых. Не так давно палеонтологам посчастливилось сделать большое открытие - обнаружить первое крылатое насекомое девонского периода, иначе говоря, жившее 300 миллионов лет назад.

Статья Вернадского писалась в первой четверти нашего века. Сейчас отсчитывается год за годом его последнее тридцатилетие. Человеку тесно на Земле - он уже всерьез думает о других планетах. Изучая их, он прежде всего ищет признаки жизни и возможные условия для ее существования. Мы еще вернемся к этой проблеме, придавшей определенное своеобразие шагам познания, которыми отмечена вторая половина нашего века.

Поставим только один вопрос, навеянный идеей Вернадского об автотрофности зеленых растений. А не встретится ли па жути современного испытателя внеземной природы такая планета, на которой живут своим обособленным миром одни лишь растения? Живут, дышат, размножаются, ведут между собой понятный лишь им одним разговор и увядают, или, что одно и то же, умирают, чтобы уступить место другим... Очевидно, такая зеленая идиллия в корне противоречит тем научным концепциям, которые, собственно, и навеяли ее. Однако кто с определенностью может сказать, что ожидает нас на неизведанных дорогах Вселенной?

Пока мы знаем свою, земную биосферу, и то довольно приближенно. Мы знаем, в частности, что она - индивидуальная особенность Земли как планеты. Зеленый убор Земли дает возможность существования всему живому.

Сейчас по-особому воспринимается предположение, высказанное почти полвека назад Вернадским: "Если бы взглянуть на Землю с другой планеты, она казалась бы окрашенной в зеленый цвет". С другой планеты человек еще не наблюдал Землю. Но с Луны он уже ее видел. На черном бархатном лунном небосклоне она восходит голубым искрящимся шаром. Эффект объясняется оптическими причинами, в силу которых зеленые тона воспринимаются как голубые. И это, конечно, не меняет сущности утверждения, что лик Земли определяется главным образом обилием зеленой растительности. Но видимая масса хлорофилла - лишь часть общего его количества. Хлорофилл "размазан" по огромной массе одноклеточных водорослей, заполняющих верхние слои Мирового океана до глубины 400 метров. Каждая из них дает начало в течение двух или трех суточных обращений нашей планеты новому поколению. Если бы они не служили пищей другим организмам, то в несколько месяцев их количество сделалось бы невероятным и они наполнили бы собой весь Мировой океан.

В атмосфере и в воде есть свободный кислород. Таково "проявление хлорофилльной функции". Значит, если бы зеленых растений не существовало, через несколько сотен лет на поверхности Земли не осталось бы следа свободного кислорода, и главные химические превращения в земной коре прекратились бы.

Но есть живые автотрофные вещества, лишенные хлорофилла. Это бактерии. Они живут в почве, в верхних слоях земной коры, в океане. Сила их размножения огромна, и потому их существование родственно жизни зеленых растений. Правда, число видов автотрофных бактерий незначительно, оно не превышает сотни, в то время как видов зеленых растений известно до 180 000. Но одна бактерия может произвести в один день по крайней мере несколько триллионов особей, между тем как одна одноклеточная зеленая водоросль, из всех зеленых растений наиболее быстро размножающаяся, дает в тот же промежуток времени лишь несколько особей, а то и всего одну в два-три дня.

Чем же замечательны бактерии в той мозаике живого вещества, которую кирпичик за кирпичиком стремился воссоздать Вернадский? Сейчас мы подходим к самому главному, к сути, к сердцевине, к объяснению немыслимого дуэта двух слов: "живое вещество".

Живой организм строится не из энергии - энергия нужна для протекания биохимического синтеза белков, из которых строится организм. Бактерия совершенно независима в своем питании не только от других организмов, но и непосредственно от солнечных лучей. Бактерии производят в "котле жизни" - биосфере огромную геохимическую работу, разлагая одни соединения, чтобы образовались другие. Их роль значительна в истории углерода, серы, азота, железа, марганца и, вероятно, многих других элементов нашей планеты.

Спустившись в самый нижний "этаж" огромной пирамиды жизни, Вернадский поднимается затем в своих логических построениях к самой ее верхушке - к человеку. Последний может жить лишь при условии существования зеленых растений. Но есть и глубокое, принципиальное отличие человека от всего того, что дышит, ест, летает, ползает, ходит по Земле. Человек - это тоже "живое вещество" биосферы. Но он обладает разумом. И это придает ему удивительные черты, глубоко изменяет его действие на окружающую среду.

Вернадский возводит человека на подобающий ему пьедестал и говорит, что его появление было актом величайшей важности, единичным в течение геологической истории: ему нет ничего аналогичного в череде протекших веков. Человек глубоко отличается от других организмов по своему действию на окружающую среду. И это различие, которое было велико с самого начала, стало огромным с течением времени.

Человек потребляет вещество, мертвое и живое, не только на построение своего тела, но также и на нужды своей общественной жизни. Благодаря человеку в природе планеты происходят процессы, которых до его появления не могло быть. Он меняет внешний вид, химический и минералогический состав окружающей среды, своего местообитания. А его местообитание - вся земная поверхность. Стало быть, человек изменяет лик планеты.

Но как же примирить название труда "Автотрофность человечества" с утверждением о его гетеротрофности (зависимости от зеленых растений)? На это видимое противоречие ученый идет сознательно, ибо смотрит в будущее. Он верит в социальный прогресс и силу разума, которые в конце концов сделают человека независимым от щедрости или скудости природы. Все необходимое он сможет синтезировать сам.

Шестого сентября 1932 года из Праги, где на улице Соборска, 8, в этот раз жил Вернадский, летит очередная весточка на Петроградскую сторону:

"После долгого перерыва - так мне казалось - получил Ваше письмо. Очень был ему рад. Так же, как и Вы, я считаю, что мы должны поставить пашу задачу целиком. В сущности мы шли исходя из того, что можно было наверное сделать в наших условиях. Но дальше мы двинемся сейчас только тогда, когда мы поставим вопрос о жизни как неразрывной части организованного целого (биосферы)..."

Не сохранилось, к сожалению, то письмо Александра Павловича, о котором упоминает через месяц, 8 октября, в очередном своем послании Вернадский:

"Очень был рад получить Ваше интересное письмо. О многом поговорим при свидании. Необходимо выдвинуть сейчас вопрос о работе биогеохимической лаборатории в настоящих масштабах. Это надо поставить себе определенной целью для этого года..."

Вопрос о деятельности лаборатории как первого звена, как организационной единицы, необходимой базы для планомерного развития новой науки, обсуждается в переписке этого периода на все лады. Надо сказать, что проблемам организации науки, созданию центров, способных в должном масштабе решать ее назревшие задачи в тесной связи с запросами практики, Вернадский, а впоследствии Виноградов всегда уделяют первостепенное внимание.

Не вдаваясь во все подробности творческого пути Вернадского, наверное, уместно здесь в этой связи напомнить, что он был организатором и первым президентом Академии наук Украины. В 1926 - 1930 годах он возглавлял Комиссию по изучению естественных производительных сил России, сокращенно именуемую КЕПС. Эта Комиссия была образована по инициативе Вернадского еще в 1915 году, однако в условиях царского самодержавия ее работа не получила должного размаха.

В советское время Вернадский привлек в комиссию таких выдающихся ученых, как Карпинский, ставший затем первым выборным президентом Академии наук СССР, а также Андрусова, Крылова, Курнакова. Несколько позднее в эту организацию вошли Ферсман, Обручев, Федоров.

Задача перед учеными встала трудная и не терпящая отлагательства: дать стране в кратчайшие сроки уголь, нефть, рудное сырье. Вот тогда-то были раскрыты кладовые Кольского полуострова с его огромными запасами апатитов и редких элементов, Курской магнитной аномалии с ее ресурсами высококачественной железной руды. В соответствии с требованиями жизни создавались новые научные институты, некоторые под эгидой КЕПСа. Так, именно в Петрограде возник Радиевый институт, директором которого стал Вернадский. В одном здании с этим институтом на верхнем этаже позже, в 1929 году, разместилась Биогеохимическая лаборатория, выросшая впоследствии в Институт геохимии и аналитической химии. Одновременно образовались Гидрологический институт, Институт платины и физико-химического анализа (позже Институт общей и неорганической химии), Почвенный институт. Большинство этих новых институтов имело геологический профиль. Это можно объяснить тем, что из геологии, непререкаемого фундамента наук о Земле, в сущности, вышли и геохимия, и геофизика. Эти более молодые науки подкрепляют друг друга в стремлении распознать, с чего началась планета, какие сокровенные процессы происходят в глубинах ее вещества...

Все это так. Но рядом, рукой подать, стоят горы, начиненные, как слоеный пирог, разными редкостями, и манит океан с его дном, где спрятано ценное сырье. Богатства природы нужны людям. И мы никогда не сможем разделить на две части - теоретическую и практическую - цель экспедиций великого старца Владимира Обручева в Сибирь или чудотворца камня Александра Ферсмана на Кольский полуостров. Они шли туда, как первопроходцы, влекомые не только жаждой знания, но и желанием поставить на службу людям богатство недр своей родины.

Эта благородная страсть ученых преодолевала даже косность самодержавия. Созданные в конце XIX века Геологический комитет, Горное ведомство вместе с Российской академией наук при участии Географического и Минералогического общества занялись изучением минеральных богатств России, в частности путем организации больших многолетних экспедиций. И все же в XX век русская геология вступила, не имея еще сколько-нибудь обширного материала о геологическом строении территории своей страны. Только 10 процентов ее нашли отражение в геологических картах. Вести поиск и разведку полезных ископаемых без геологической карты - это все равно, что идти в море без компаса.

После Октябрят в соответствии с ленинским "Наброском плана научно-технических работ" науки о Земле начали быстро развиваться в теснейшей связи с потребностями экономики, обороны. По случаю 250-летия Академии наук СССР Центральный Комитет КПСС отмечал в своем постановлении, что "с момента своего возникновения Академия наук, объединив вокруг себя видных ученых, стала играть большую роль в прогрессе ведущих отраслей знания, в изучении природных богатств страны. С именем многих ученых, работавших в Академии, связаны не только отдельные выдающиеся достижения, но и создание новых направлений в науке".

Ученые, начавшие свой путь в науке еще до революции, с победой Советской власти в полной мере почувствовали, как нужна их работа обществу. Они стали деятельными участниками строительства новой жизни, которым не безразличны и трудности, неизбежно возникавшие на этом пути. Отголоски такой хозяйской озабоченности о всех "мелочах" тогда, когда это касается интересов общего дела, встречаются и в письмах Вернадского Виноградову. Научные соображения в них чередуются заботами об оплате труда сотрудников, о помещении для работы, краткими путевыми наблюдениями.

В одном из писем Владимир Иванович делится своим недовольством работой тогдашнего нашего торгового представительства в Берлине, которое не так быстро, как ему хотелось бы, организует отправку в Советскую Россию различных закупленных им приборов и аппаратуры. Люди всюду сидят новые, только привыкающие к дипломатической службе, осваивающие на первых порах основные ее функции. А тут человек, с упорным взглядом серых глаз, требует отправки каких-то пробирок, не имеющих пока, по всей видимости, никакого отношения к очередным задачам Советской власти.

Однако этот человек настойчив, ибо он знает, что отношение - прямое. Чем глубже удастся вникнуть в механизмы, управляющие природой, установить новые взаимосвязи в лабиринте ее законов, тем легче будет решать очередные задачи Советской власти, тем прочнее будет союз науки и труда...

Дальше в письмах следуют рассуждения, оттеняющие важную, едва ли не основную черту характера ученого. Как только Вернадский (я замечала это и у Виноградова) сталкивался или только опасался столкнуться с формализмом, бездушным отношением к науке, он начинал сердиться.

"Конечно, не надобен "план", - раздраженно пишет он ближайшему ученику, - в конце концов разрушающий дело благодаря тому, что попадает в исполнение и в построение людям, не умеющим по-настоящему работать и обладающим ничтожным знанием, чего они не сознают. Но надо реальный план, в котором основное внимание должно быть направлено на научную работу, а не на бумажные отчеты и тупые анкеты, мешающие работе. Хотя я чувствую, что придется очень много работать с Радиевым съездом, если он будет, - но все же главной работой будет организация биогеохимической лаборатории. Шансы успеха есть".

Баланс живого вещества, который стремились получить Вернадский и Виноградов, имел значение для учета естественных ресурсов. Этот баланс был важен, собственно, для понимания всех природных явлений и, конечно, прогноза геологических запасов. Характерно, что Отдел "живого вещества" был создан в КЕПСе как неотъемлемая ее часть.

Когда живой панцирь нашей планеты оказался "взвешенным" и подслушан ход времени, отсчитываемый биологическими часами, необходимо было далее узнать, как взаимодействует биосфера с атмосферой. Требовала, в частности, разрешения загадка: каким путем происходит обмен кислорода атмосферы с кислородом, растворенным в океанической воде, то есть с тем, что остается от всех процессов дыхания морских организмов.

К океану Александр Павлович обращается во все поворотные моменты своей научной биографии. Однажды, говорит он, нам представился случай собрать значительный материал по Индийскому океану во время второго рейса Морской антарктической экспедиции на дизель-электроходе "Обь". Предварительно была построена целая система забора газовых проб из воды. Растворенный газ путем кипячения морской воды без потерь и загрязнения переводился в стеклянные ампулы, которые тут же запаивались.

Во всех исследованных поверхностных пробах получено совпадение изотопного состава кислорода, растворенного в океанической воде, с составом атмосферного кислорода!

Как-то Александр Павлович, по своему обыкновению быстрым жестом перелистывая свежий сборник трудов по фотоэнергетике растений, скажет как бы про себя: "Если я чем-нибудь по-настоящему был в жизни увлечен, так это фотосинтезом".

Для некоторых такое признание ученого, занимающегося главным образом химией Земли, прозвучало бы странно. Но я была почти подготовлена к нему. Знала: есть одна заветная дверь в Институте геохимии и аналитической химии имени В. И. Вернадского. Ведет она в лабораторию... фотосинтеза.

- Я жду, - сказал мне Александр Павлович, - когда мне принесут из лаборатории стакан воды и скажут: "Смотрите, вот он - фотосинтез!"

Заметив, что собеседнику нелегко сразу разгадать фокус с фотосинтезом в стакане воды, Александр Павлович указал на небольшую книжицу - стенограмму XXII Тимирязевского чтения от 3 июня 1961 года. "Изотопы кислорода и фотосинтез" - так назвал свое выступление па этом чтении Виноградов.

За много лет до него Тимирязев прочитал свою знаменитую лекцию "Космическая роль растения". Он, несомненно, имел в виду основную функцию растения "превращения света в теле", говоря о "солнечном луче, слагающемся в запас в зеленом листе". Он не подозревал, сколько еще других превращений в растениях, хотя и кажущихся нам ничтожно малыми, приводят, по существу, к космическим эффектам.

Почти полтора века считали, что выделение свободного кислорода при фотосинтезе происходит в результате разложения углекислоты. В 1940 году Виноградов со своей сотрудницей Р. В. Тейс определил изотопный состав фотосинтетического кислорода и пришел к выводу: кислород выделяется в результате разложения... воды.

- Стабильные изотопы кислорода, - указывает Виноградов, - были открыты около сорока лет назад. Отношения между ними, а также изотопами всех других химических элементов вначале считались постоянными из-за кажущейся их химической однородности. Но по мере усовершенствования техники определения изотопов выяснилось, что в природных соединениях - минералах, породах, водах - изотопный состав многих легких химических элементов имеет вполне реальную и определенную дисперсию, иногда достигающую нескольких процентов.

Вследствие кинетических причин в поведении любой пары изотопных молекул, например H₂O¹⁸ и H₂O¹⁶, всякий природный процесс - будет ли это испарение с поверхности океана или окисление органического вещества кислородом воздуха, как правило, вызывает некоторое изменение изотопного состава участвующих в этом процессе химических элементов.

Более легкие изотопные молекулы в силу их большой подвижности - поступательной, колебательной, вращательной - всегда имеют кинетические преимущества перед аналогичными молекулами с тяжелыми ионами. Поэтому при равных возможностях легкие изотопные соединения участвуют в реакциях с большими скоростями, чем тяжелые изотопные соединения.

В природных условиях, в биосфере, мы наблюдаем наибольший эффект фракционирования изотопов легких химических элементов - кислорода, серы, азота, водорода, вызываемого прямым участием организмов (в результате их жизнедеятельности) и несравнимого по своим масштабам с эффектом фракционирования изотопов в результате рудо- или породообразующих процессов.

Для иллюстрации все было сведено к простейшему примеру - отношению двух изотопов кислорода: O¹⁸ и O¹⁶ в природных соединениях. Пропорции эти были найдены в результате приложения метода так называемого "флотационного равновесия". Принцип его заключается в том, что если плотность тела (например, маленького кварцевого поплавка) равна плотности жидкости, куда он погружен (например, воды), то поплавок будет находиться в жидкости во взвешенном состоянии безразличного флотационного равновесия. Но если бы мы стали для измерения плотности воды каждый раз доводить поплавок до безразличного равновесия, то потеряли бы очень много времени. Поэтому поступают иначе: изменяют температуру исследуемой воды таким образом, чтобы поплавок в ней оказывался в состоянии флотационного равновесия. Затем с помощью термостата определяют плотность синтетической воды из стандартного водорода и плотность исследуемого образца кислорода. Но кислород атмосферы это не просто в чистом виде продукт фотосинтетического разложения H₂O. Однажды выделившись и только что обретя "крылья", он тут же "утяжеляется", так как все, что дышит на Земле, отнимает для себя наиболее легкий изотоп кислорода: O¹⁶.

Итак, объектом исследований на длительный период времени становится вода.

Изучив всевозможные варианты разделения изотопов кислорода, Александр Павлович обнаружил, по его словам, два интересных факта. Первый состоит в том, что ИЗОТОПНЫЙ состав фотосинтетического кислорода тождествен изотопному составу кислорода воды. И второй: дыхание, окисление органического вещества, ведет к преимущественному извлечению легкого кислорода, следовательно, к фракционированию изотопов кислорода атмосферы. Таким образом, в создании изотопного состава кислорода планеты участвует не только фотосинтез, но и - косвенно - дыхание организмов.

Вообще в настоящее время фотосинтез рассматривается только как один из процессов использования растением световой энергии. Весьма значительную роль начинает играть и так называемое нефотосинтетическое использование световой энергии. Все больше заявляет о себе новая наука - фотоэнергетика растений, связанная с именем ее основателя профессора А. А. Шахова. Она изучает нетрадиционные процессы преобразования в растении световой энергии, ведущие к улучшению его полезных свойств и созданию более продуктивных форм. Здесь мы снова встречаемся с многообещающим открытием советских ученых. Фотоэнергетика растений раздвигает рамки фотосинтеза. Она убеждает, что не только хлоропласты участвуют в трансформации энергии солнечного света. Ответная реакция на световой импульс возникает и в других органеллах клетки: митохондриях, пероксисомах, ядре. В полезную работу тем самым вовлекается вся клетка, весь организм растения.

Многое в этих процессах еще недостаточно ясно и не вполне безусловно. Однако научная и практическая ценность новых представлений столь велика, что поиск на этом пути идет с нарастающей силой.

В своих взаимоотношениях с кислородом атмосферы живая и неживая природа как бы разделили сферы влияния. Неорганическая - неживая - природа "потребляет" преимущественно тяжелые изотопы кислорода, органическая - живая - легкие. Они нужны для дыхания, для того чтобы насытить живительным продуктом миллиарды существ, населяющих грандиозный океан жизни - биосферу.

Казалось бы, как это просто! Ведь нельзя же не заметить силу того великого процесса, который один и в состоянии объяснить нам наше собственное человеческое бытие. Но, увы, слишком часто бывает, что для того, чтобы заметить очевидное, мало обычного исследовательского усердия. Нужен тот собственный взгляд на вещи, необходимы многие годы упорного труда, поиска, "фракционирования" и синтеза многих паук.

К 100-летию со дня рождения В. И. Вернадского в 1963 году в Институте геохимии и аналитической химии, носящем его имя, хранящем его традиции, была устроена выставка, наглядно иллюстрирующая новейшие шаги наук о Земле. Чтобы познакомиться с этими достижениями, в Москву приезжали ученые из Пенсильванского и Калифорнийского университетов США, Геологического института Токио, из Франции, ГДР, Канады, Румынии, Индии, ФРГ, Венгрии и других стран.

Приборы, схемы, действующие установки расшифровывают процесс появления, развития, разрешения новых проблем современной науки, возникших на основе идей В. И. Вернадского. К ним относятся экспериментальное изучение геохимических процессов дифференциации планеты, космохимия, ядерная химия. От этих глубоких теоретических проблем прямая дорога ведет к решению крупных народнохозяйственных задач, к нахождению геохимических критериев поисков сырья, применению микроэлементов в сельском хозяйстве, получению сверхчистых веществ, необходимых новейшей технике.

Широта и оригинальность современной постановки всех этих проблем определялись интересами и трудами руководителя института А. П. Виноградова. Моделирование глобальных процессов, смело введенное в повседневный экспериментальный обиход, стало ведущим методом в геохимии, а впоследствии и в космохимии.

Институт как "Дом Вернадского" был бы неполон, если бы в одном его крыле не оказался воспроизведенным рабочий кабинет ученого с любимым письменным столом, рукописями, библиотекой. К 100-летию музей пополнился некоторыми дополнительными материалами. Среди них - выполненная в бронзе маска ученого, "Избранные сочинения" в шести томах, новая литература о Вернадском.

В кабинете-музее Вернадского среди его книг и привычных вещей часто проводил часы Виноградов.

- Владимир Иванович Вернадский, - говорил он, - это целая эпоха в развитии нашей науки: блестящий минералог, кристаллограф, геолог, геохимик, биогеохимик, радиогеолог, ученый-энциклопедист, глубоко интересовавшийся философией, историей науки и общественной жизнью. Нас, его учеников, все поражало в нем. И страсть к книге, и постоянная забота о науке, беспрестанное научное беспокойство и в то же время размеренное, спокойное руководство, неуклонное движение к намеченной цели. Поражали мелкие детали работы и умение в то же время отыскать в каждой работе зерно истины, оставаясь глубоко чуждым всякой научной нетерпимости. Поражала его вечная, яркая, ищущая молодость. Он видел в науке на много лет вперед. Создавая новые отрасли науки о Земле, он предвидел их огромное значение и связь с практической деятельностью человека...

Многое из того, что не успел сделать Вернадский, осуществили его ученики и последователи.