|
 Р. В. Галиулин - доктор физ.-мат. наук, ведущий научный сотрудник Института кристаллографии РАН
Р. В. Галиулин
СТИХИ И ПРОЗА
Сокурсникам
Мне снился Север до поры,
Теперь же склоны Сельбухры
Все чаще предо мной грядут,
Как Общей геологии маршрут.
Все мы по частностям спецы,
Глобальных дел не мы творцы,
Мы переводим их аллаху,
Всего лишь из пустынных страхов.
Волошину и Ферсману
Страницей из природных драм
Стена размытого вулкана
Стоит на бреге Киммерстана,
Как древний выветрелый храм.
Подмыло море Карадага стан,
Как будто бы Природа
Решила показать в утробе,
Как извергается вулкан.
Как злато-красный сердолик
Спешил к небесной сини,
Да так в пути, на половине,
К базальту черному приник.
Приник и красит черный исполин,
Как жар древесного костра,
И с древне-юрских пор гора
Роняет угли в изумруд глубин.
Веками там морской прибой
Шлифует гальку-сердолик,
Ты будешь помнить ее лик,
Коль побываешь в бухте той.
- Я эту бухту знаю, -
Среди Хибинских скал
Геолог с грустью нам сказал.
- Всю жизнь ее я проклинаю.
Дымок таежного костра
Пьянит усталую братву
И я геолога зову:
- Про бухту рассказать пора.
- Не знаю я, с чего начать,
Геологи - народ простой
Мы камень ценим, нам он свой,
А как любителей камней понять?
Кальцит, цитрин, эвдиалит
Для нас - привычная работа.
Какая же у них забота?
Что их к вершинам скал манит?
Печально кончу я рассказ,
Хотя его начало,
Как сердолик в воде, сияло:
Ушла волна, и свет угас.
РАЗМЫШЛЕНИЯ О ЖИЗНИ.
Вечный странник по геологическим наукам, начиная от математических (создатель кристаллографической геометрии и неевклидовой минералогии) и кончая оккультными (использование биолокационных методов для поисков кристаллов исландского шпата). Автор кристаллоподобной модели Вселенной.
Я точно знаю тот день и час, когда решилось, что быть мне геологом. В четвертом классе на уроке по Неживой Природе, Анна Алексеевна, моя учительница, за хороший ответ подарила мне маленький кусочек полевого шпата из школьной коллекции. Этот шпат имел цвет раскаленного уголька. Он и разжег в моей душе любовь к камням. К 10-му классу, хотя и жил я в степи (окраина города Омска), моя коллекция насчитывала около сотни минералов. Но до сих пор я безуспешно ищу подобный полевой шпат. Видимо, он встречается только в детстве.
Родители мои, конечно, были против. Отец, печник, советовал поступить в железнодорожный - и заработок, и форма. Как он был не прав. До сих пор я жалею, что не стал печником. Печки-то я умею делать, но на любительском уровне. Учите детей своему мастерству. Лучше вас никто этого не сделает. По веянию времени поехал в Иркутскую область, работать, в геологическую экспедицию. Но попал на буровую. А жаль, ведь был шанс начать с алмазов, сразу начать с того, чем собираюсь кончать. Но буровое дело мне понравилось. Через три месяца поставили сменным мастером. Однако отчужденность геологов от рабочих и страшные пьянки заставили меня усомниться в выборе. И, по совету Военкомата, поехал в Ленинград, в военное училище.
Это была судьба. Я закрыл бы все периферийные университеты, чтобы молодежь, пусть совсем немного, но смогла быпоучиться в Петербурге: Эрмитаж, Музей Горного, рапакиви, прямо на улице! Конечно же, меня выгнали из военных. Но дослуживал я в Павловске, через забор от парка. А в части нашей был литературный кружок, который вела директор Павловского музея, прямо у себя в кабинете. (Я только недавно случайно вспомнил о своем весьма солидном литературном образовании.) В Павловске же я встретился с В.А. Потешновым, который и убедил меня после службы поступать на геолфак Московского университета. До этого я считал, что в МГУ учатся и преподают одни боги. Вместе мы и поступили, в 1962 г.
Когда я после экзаменов вернулся домой, мама, наконец, решила поделиться со мной своими геологическими наблюдениям. "А ты знаешь, - сказала она, - камни на пашне растут. Помню в детстве, мы вспашем поле, уберем с него камни, а весной они снова там". Это геологическое наблюдение до сих пор я считаю самым логичным. И не случайно мой друг, Потешнов, через полтора года метнулся на химфак. Не нашел он логики в геологии, зря все армейские годы читал в туалете (в других местах это невозможно было делать) толстого Фихтенгольца. Не нашел он здесь применения даже тонкому. Система образования на геологическом факультете просто отпугивает людей со строгим мышлением. "Геологам не нужна теория групп", - заявляет, например, Ю.К. Егоров-Тисменко. Но без теории групп кристаллография сегодня - это просто абсолютная белиберда. И конечно, человек с логическим мышлением довольно скоро понимает это, и как мой друг Потешнов, сматывается. Вы скажете, а как же раньше геологи обходились без теории групп? Да, обходились, просто потому, математика у них тогда училась. Теперь математика довольно прочно освоила эту теорию, сделала ее элементом культуры, таким же, как математический анализ, а геологический факультет не желая ее признать, оказался в весьма глупом положении. Сегодня на факультете нет ни одного человека, который мог бы культурно объяснить (я уж не говорю строго), что такое 47 простых форм кристаллов. Культурно - это значит так, чтобы эти 47 были связаны с уже бесспорными элементами культуры, такими, как например, 5 тел Платона, которые возникли как символы огня, земли, воды, воздуха, Вселенной.
Я не сбежал с факультета тогда только потому, что сдружился с очень культурным человеком - Галиной Петровной Литвинской. Конечно, она не знала теории групп. Но, как культурный человек, как блокадница понимала, что именно нужно кристаллографии. Она и была моим ангелом-хранилителем. Помню ужасный случай. На экзаменах по физхимии я решил, наконец, быть честным, не пользоваться шпаргалками, и решил дифференциальное уравнение сам. Но мое решение не совпало с теми, какие были в рекомендованных учебниках, и было не принято. Желание доказать справедливость своего решения было воспринято экзаменаторами как оскорбление. И меня хотели отчислить. И это не единственный случай, когда только активное вмешательство моего ангела-хранителя предотвращало беду.
В МГУ я поступал с абсолютно определенной целью: написать космохимию, подобно "Геохимии" Ферсмана. Но ко второму курсу понял: чтобы стать хорошим геохимиком, надо быть очень хорошим минералогом. И я переключился на минералогию. А через год понял: для того чтобы освоить минералогию, надо как можно глубже понять кристаллографию. И я распределился в кристаллографы. И снова через год, я снова понял, что если серьезно не заняться геометрией и алгеброй, то в кристаллографии просто нечего делать. Так на 4-м курсе я начал серьезно изучать геометрию, да так и застрял в ней на 30 лет. Свою первую курсовую работу я назвал "Алгебраическая кристаллография". В отличие от экзаменторов по физхимии, академик Н.В. Белов публично заявил, что эта работа не по его зубам (слукавил немного старец), и отправил меня с ней к известному своими и кристаллографическими работами Б.Н. Делоне, в математический институт.
Сделал кандидатскую и докторскую в Математическом институте им. В.А. Стеклова, похоронил своих учителей (Б.Н. Делоне, Н.В. Белова, Д.Д. Иваненко, Г.П. Литвинскую) и, наконец, решил спуститься в кристаллографию. Спустился и увидел, что придется где-то лет 30 кантоваться, пока она дорастет до моего уровня. И застрял, как буриданов осел: то ли нырнуть в минералогию, то ли всплыть в геохимию, а может, наоборот. А я хорошо ныряю. Один раз чуть не утонул в нашем бассейне, Вася Живаго успел руку подать (где теперь сборная нашего факультета по подводному плаванию: Таня Лебедева, Коля Юхнин).
А с Владимиром Ивановичем Смирновым у меня свои счеты. Как-то я случайно разразился физической работой по устойчивости минералов. Ой, что тут было! Ведь физики - народ особый, у них нет здравого смысла, как у нормального геолога, и нет серьезной математической подготовки, как у мехматян. Им очень трудно понять нормальную работу. А я работаю в физическом институте. Поэтому, во-первых, я стал невыездным, во-вторых, не печатаемым, было и третье и четвертое (а забыл их суть). И тут Владимир Иванович вытащил меня (примерно так, как Вася), представив эту злополучную статью в Доклады (т. 293, 1987 г., N 1, стр. 99), я думаю за то, что много лет помогал Кафедре Полезных Ископаемых проводить буровые практики в Крыму. Геологом я тоже работал, на Нижней Тунгуске, один сезон даже старшим геологом. Правда, после этого сезона они перестали меня приглашать, думаю потому, что должность Главного геолога не освобождалась. Права была Татьяна Степановна Балякина (зав. учебной частью нашего факультета), заявляя, что если кто прошел через наш факультет, хочет он этого или не хочет, а геологом станет. Я чувствую, что в первый же пенсионный день напишу заявление об уходе из института и подамся в геологи.
КРИСТАЛЛОПОДОБНАЯ МОДЕЛЬ ВСЕЛЕННОЙ.
(в вольном изложении; классический вариант опубликован в трудах Международного Симпозиума, посвященного 140-летию Анри Пуанкаре, Протвино, 1995, стр. 180-186)
Когда я понял, наконец, как возникают и растут кристаллы, мне стало совершенно непонятно, почему весь мир до сих пор не слился в один огромный кристалл. Судите сами - условия на кристаллизацию настолько просты, а быть кристаллом столь заманчиво, что надо быть полным идиотом, чтобы не воспользоваться такой возможностью. И Природа этим, конечно же, пользуется. Официально заявлено, что 95% Земной Коры - кристаллы (5%, я думаю, умалчивают на всякий случай). Но не только в Земной Коре, даже в Атмосфере зрячий может увидеть кристаллы, ячейки Бенара, например (я уж не говорю о снежинках). Да что там в Атмосфере! Недавно пришел ко мне мой коллега из Вычислительного Центра РАН (который на Вавилова), Слава Бобылев, и заявил, что он, наконец, вычислил тот цех на заводе "Электросталь", который отливал Земное Ядро: состав последнего точь-в-точь соответствует составу ихней стали. И с мантией вопрос тоже закрыт. Несколько лет назад мой друг и приятель Галины Петровны Кудрявцевой, американец Стефан Хагерти, здесь на своей лекции заявил, что в мантии плавают кристаллы алмаза и лонсдейлита величиной с нашу Альма-Матер. Я подозреваю, что приуменьшил он размеры, но бог с ним. Так что на шарике нашем, можно считать, что все- кристалл или хотя бы жидкий кристалл. Пусть Земля не монокристалл, но на друзу уже тянет. Но тогда почему звезды не могут упаковаться хотя бы в алмазную бирешетку?
Это свое недоумение я осторожненько высказал в своей статье "Федоровские группы - универсальный закон природы" (Природа, 1991, N 12). Статью эту можно не читать, поскольку ее содержание полностью покрывается заглавием: законы кристаллографии настолько универсальны, что Природе ничего не остается делать, кроме как образовывать кристаллы. Однако нашелся старец, которому неубедительным показалось название, Дмитрий Дмитриевич Иваненко прочитал-таки статью. Кто он такой? Вы просто забыли школьные учебники физики, где написано, что именно он в 1931 г. предложил протон-нейтронную модель атомного ядра. Правда, в вузовских учебниках об этом уже не упоминают. Там пишут, что Иваненко в 1945 г. предсказал синхротронное излучение. Две чистые Нобелевские премии, а Иваненко ни одну из них не получил и даже член-корром не стал. Так что не все идеально на нашем Шарике.
Так вот, прочитал он мою статью и звонит мне, что он тоже недоумевает над моим недоумением. Он давно заметил, что во Вселенной есть порядок, ибо как, например, Солнце может повторять свой путь через каждые 600 миллионов лет. Вселенная не хаос и очень похоже, что она кристалл. Звонок Иваненко был просто как пол-литра для бурового мастера. "Вселенная не хаос, Вселенная не хаос", - повторял я. А что такое хаос? Одна из моделей хаоса у меня уже в кармане, я ее у Бориса Николаевича Делоне спер и опубликовал (Квант, 1983, N 11), назвав системами Делоне. Сам Делоне давно забыл про эти системы, которые он разработал в 1937 г. Суть их в следующем. Давайте рассматривать точки, так расположенные в пространстве, что никакие две из них не могут подойти ближе друг к другу, чем на фиксированное расстояние, скажем r, но куда бы вы ни бросили шар фиксированного радиуса, скажем R, внутрь него обязательно попадет хоть одна точка системы. Эти два требования, споря друг с другом, осуществляют примерно равномерное распределение точек в пространстве, которое и имеет место, например, для центров атомов в любой кристаллической структуре, для центров звезд в нашей галактике, для центров тяжестей супергалактик во Вселенной.
А как из всех систем Делоне выделить кристаллы? Для этого я придумал такую теорему, которую доказал-таки весь отдел геометрии во главе с Борисом Николаевичем: если каждая точка системы Делоне равно окружена другими точками этой системы в сфере радиуса 10R, то система Делоне является кристаллической структурой, т. е. она обладает Федоровской группой. А что произойдет, если начать уменьшать этот радиус одинакового окружения? Вначале ничего не произойдет. Математический институт не смог чисто доказать мою теорему. 10R с лихвой перекрывают то локальное окружение, из которого уже может вырасти кристалл. И так до 6R (по последним слухам). При меньшем окружении швейцарец Петер Энгел показал на конкретном примере (это вам не математика!), что могут встречаться и некристаллы, т. е. кристалл при таких окружениях математика не гарантирует. Появляются двойники. При уменьшении радиуса до 2R уже появляются всевозможные дефекты, а в случаях меньше 2R может уменьшиться размерность одинакового локального окружения, т. е. система становится принципиально невосстанавливаемой, хаотической. Таким образом, если во Вселенной есть порядок, то центры ее частиц должны иметь одинаковое окружение в сфере радиуса 2R. Если же радиус одинакового окружения больше 6R, то Вселенная, хотите вы этого или не хотите, будет кристаллом.
Таким образом, щель для некристалличности Вселенной весьма узкая: от 2R до 6R (если верить последним слухам). И любое дополнительное свойство Вселенной резко увеличивает возможность ее кристалличности. Как только мы с Д.Д. Иваненко опубликовали это соображение в Астрономическом Циркуляре (ГАИШ или балуется), ко мне сразу же прибежал мой старый приятель по туристским прогулкам вместе с Б.Н. Делоне, 20 лет мы не вспоминали друг друга, Юра Ефремов, астроном из ГАИШ-а. "Ты знаешь, - начал захлебываться он, - мы заметили, что Галактики обладают осью 2-го порядка". Теперь я чуть не задохнулся. Это же манна небесная для нашей модели. Я даже побоялся сразу Иваненко об этом сообщать, вдруг он концы отдаст от такого успеха. Но я недооценивал Дмитрия Дмитриевича. В мир иной он позволил себе уйти только после того, как сдал нашу статью в печать. Дело здесь в том, что из наличия осей 2-го порядка сразу следует, что у Вселенной нет других вариантов, кроме как быть кристаллом. И если бы наше пространство было евклидовым, что наивно и предполагает подавляющее большинство, то астрономы давно бы обнаружили Вселенский кристалл, т. к. разных комбинаций осей 2-го порядка совсем немного, и их пока знает даже самый последний студент кафедры кристаллографии, а не только профессор Юрий (отчество Юрки Ефремова так и не знаю). И если Юрка не заметил этого, значит пространство наше неевклидово и даже не сферическое, а скорее всего гиперболическое, т. е. Лобачевского. А в пространстве Лобачевского эти оси могут образовывать такие хитроумные сплетения, что если заранее не подготовиться к их изучению (не прослушать специальные курсы, которые читают только профессор В.С. Макаров в Кишиневском университете и профессор Э.Б. Винберг в МГУ на Мехмате, естественно), то Вселенная будет казаться нам просто хаосом.
Впрочем, мы с Дмитрием Дмитриевичем слишком хорошо думали об астрономах. Они, наконец, обнаружили евклидов Вселенский кристалл (Nature, 1997, 9 Januare, 139-141): центры тяжестей открытых в настоящее время 420 супергалактик располагаются по самой примитивной кубической решетке.
Но бог с ними, астрономами. Имеет ли вышеизложенная ересь хоть какое-либо отношение к нашему факультету. Мне кажется, имеет. Вспомните седлообразные кристаллы доломита. Ведь это не что иное, как кусочек плоскости Лобачевского, вложенный в евклидово пространство. Доломит образуется из кальцита, заменой части атомов Ca на Mg. При такой замене пинакоидальные слои кальцита состоящие из атомов Ca, выгибаются в обезьяньи седла. При определенном соотношении атомов Ca и Mg кристаллы рассыпаются в доломитовую муку, так как плоскость Лобачевского, которая естественна для доломита, не может быть вложена в евклидово пространство. Но бог с ним, с пространством Лобачевского. Даже в обычном пространстве, кристаллы даже с евклидовой метрикой, все равно рассыпаются. А дело здесь в том, что пространство наше не совсем евклидово. Оно подпорчено гравитацией. А идеальные кристаллы могут расти только в идеальном пространстве. Из-за неоднородности пространства в кристалле возникают напряжения, которые он снимает путем замены одних атомов другими (естественная потребность в изоморфизме), путем рождения дислокаций, распадением на блоки. Африканские алмазы больше и совершенней якутских потому, что на Экваторе пространство меньше искривлено, чем на Северном Полюсе.
|