Занимательно о геологии

Мы знаем много десятков магнитных минералов, причем иногда даже сам магнетит встречается и в магнитной и в немагнитной разновидности. Недавно я был в районе Магнитогорска. Главный геолог металлургического комбината Владимир Иванович Бондаренко показал нам карьер районного города Атач — горы Магнитной. В качестве диковинок он подарил нам редчайшие куски магнетита, обладающие магнитностью, все же остальные руды горы Магнитной — немагнитны, тогда как другие минералы, встречающиеся и на Урале и во многих других местах, — магниты.

Чем объяснить сходство и несходство минералов по этому признаку? В учебнике говорится, что такой-то минерал обладает такими-то свойствами. Этим все сказано. Среди этих свойств называют твердость: одни минералы очень твердые, другие менее твердые, третьи совсем мягкие, как тальк. Называют большой удельный вес, по которому нужно распределять представителей царства минералов, цвет, оптические, электрические свойства; и после упоминания о каждом из таких свойств говорится, что это свойственно минералу, и только в редких случаях встречаются объяснения, почему такие-то свойства встречаются у таких-то минералов.

Вот это и вызывает законный вопрос: почему резко несхожие между собой минералы имеют одинаковые свойства? Состояние современной науки минералогии в какой-то мере напоминает то, что было в химии около 100 лет назад. Тогда, до открытия Менделеева, были известны некоторые закономерности в поведении химических элементов. Их делили на металлы и неметаллы, складывали в триады, усматривали другие сочетания элементов, но стройную картину периодической системы дал только Менделеев.

Ну, а в минералогии? Нельзя сказать, что мы не выявляли определенных закономерностей. Они есть. Американский ученый Дэна построил стройную систему классификации минералов по химическому составу, и во всех музеях мира, во всех учебниках принято придерживаться классификации Дэна. Ее применяют с теми или иными поправками, но в основном пользуются ею.

Наш крупный ученый академик Федоров разделил все образцы кристаллов на 230 групп, предвосхитив своими исследованиями учение о внутреннем атомном строении вещества, предвосхитив науку кристаллохимию. Он показал, что каждой кристаллографической форме свойствен свой химический состав, и методом Федорова, усовершенствованным его учеником профессором Болдыревым, пользуются многие ученые мира.

Есть классификация минералов по оптическим константам. Эта константа действительно постоянна для каждого минерала; и достаточно отколоть тоненький, маленький кусочек породы или минерала, положить его под микроскоп, определить с помощью тяжелой жидкости, в которой плавает тот или иной минерал, его оптическую константу — и сразу станет ясным химический состав минерала.

Много других таких же зависимостей установлено современной наукой, но единой стройной системы, которая учитывала бы и химизм, и оптическую константу, и магнитность, и облик кристаллов, и многие другие свойства минералов, — такой единой системы нет.

И невольно возникает вопрос: а может быть, попытаться создать периодическую систему минералов? Кажется, просто, надо поступить так же, как в свое время сделал Менделеев: он нанес на карточки свойства химических элементов и стал на полу перекладывать эти карточки. В конечном итоге у него появились определенные взаимосвязи, которые потом после уточнения переросли в закон, получивший имя Менделеева.

Вот и нам можно сделать так: написать на карточках все свойства минералов, разложить их на полу, пораскладывать пасьянс из карточек — и закон периодической системы минералов будет готов.

Попробуйте сделать так, и, я ручаюсь, у вас ничего не выйдет. Не смущайтесь, дело не в ваших способностях. Если бы это было так легко сделать, не было бы проблемы, о которой мы сейчас говорим.

Опять займемся арифметикой. У каждого из 3 тысяч минералов и их разновидностей надо учесть не менее 15 признаков (цвет, блеск, твердость, кристаллографические данные, оптические свойства…). Простой подсчет возможных сочетаний составит астрономическую цифру.

Может быть, такую работу смогла бы сделать в наши дни кибернетическая установка, с помощью которой можно было бы учесть разнообразные сочетания карточек со свойствами минералов, о которых мы говорим? Может быть, такие свойства надо рисовать не на двухмерной модели, а брать для нее модель трехмерную, четырехмерную, пятимерную?

Летом можно видеть, как бьется на стекле муха. Она использует только двухмерное пространство, она линейно ходит в различных направлениях, но не применяет третьего измерения. Она длительное время не отлетает от поверхности стекла в сторону комнаты, и только тогда, когда она, наконец, случайно переходит в трехмерное пространство, ей удается вырваться из оконного плена.

Мы, люди, существа трех измерений. Мы тоже иногда бьемся, не можем понять каких-то закономерностей. Для этого надо вырваться из плена третьего измерения, выйти в четвертое, пятое, шестое…