CC BY
93
О ЖИВОЙ ПРИРОДЕ УДК 910 (091) И.М. Микляева1
ЛОМОНОСОВ О ЖИВОЙ ПРИРОДЕ
М.В. Ломоносов оказал влияние на развитие многих направлений науки, включая географию и биологию, изучающих живую природу и ее взаимосвязанные компоненты. Некоторые идеи Ломоносова не были восприняты современниками, по достоинству они оценены только в середине XX в.
Ключевые слова: воздушное питание растений, взаимосвязь почвенного и растительного покровов, влияние лиственных пород на хвойные.
Введение. В XVIII в. стало формироваться материалистическое представление о природе и обществе, которое основано на достижениях естествознания и точных наук. В России материалистическое направление активно развивал М.В. Ломоносов. Его гипотезы и теории значительно повлияли на развитие многих отраслей знания, опережая достижения российской науки того времени на 100 лет и более, а западноевропейской — на 10—20 лет [2, 16]. Классические работы, опубликованные им на русском, немецком и латинском языках, были известны современникам и следующим поколениям ученых в России и за рубежом.
М.В. Ломоносов был выдающимся географом своего времени, он рассмотрел многие вопросы, которые свойственны современным направлениям географических и биологических наук, изучающих живую природу и взаимосвязанные с ней компоненты — палеоботанику, физиологию и биохимию растений, геоморфологию, метеорологию, климатологию, физическую и историческую географию, картографию. Методологические основы трудов М.В. Ломоносова в области географии и биологии опираются на следующие положения — понимание генетической и пространственной взаимосвязи материального мира, идею развития неорганического и органического мира как единого целого. Важная черта Ломоносова — его способность к обобщению, к количественной оценке явлений, т.е. внедрение и использование количественных методов в исследованиях [2, 5].
Ломоносов систематизировал накопленные ранее разрозненные материалы по географии России. Под его руководством была составлена «Полярная карта»; им разработаны детальные планы экспедиций по сбору географических данных в целях создания нового атласа Российской империи.
В 40—60-е гг. XVIII в. в исследовании живой природы развивались следующие направления: изучение и описание природных условий, ресурсов и хозяйственного развития регионов; обеспечение знаниями, необходимыми для управления государством и хозяй-
ственной деятельностью; изучение взаимосвязи физико-географических особенностей природы, в том числе широтное распределение природных условий на равнинной территории России и экономико-географические особенности [3, 5].
Идеи М.В. Ломоносова, получившие развитие. В XVIII в. большинство ученых в понимании природы придерживались механицизма, упрощавшего ее сложные объекты и рассматривающего их как неизменяющиеся и независимые. Довольно широко были известны кинетические представления Р. Бойля о природе теплоты, сформулированные им в 1694 г. Однако принцип передачи молекулярного движения был сложен для восприятия. Более понятной и распространенной в первой четверти XVIII в. была теория передачи теплоты в виде теплорода — огненной материи. Ломоносов отказался от схоластического понимания огненной материи и попытался соединить кинетическую теорию теплоты с материалистической формой теории флогистона, или горючего начала [4]. Атомно-кинетическая теория Ломоносова стала значительным вкладом в развитие материалистического восприятия природных процессов. Она отражала непрерывное вращательное тепловое движение материи, состоящей из корпускул, — относительно крупных частиц (молекул), в свою очередь состоящих из элементов — малых частиц (атомов): «Корпускулы — сущности сложные, не доступные сами по себе наблюдениям, т.е. настолько малые, что совершенно ускользают от взора... Корпускулы, имеющие основанием своего сложения элементы, называются первичными. Корпускулы, имеющие основанием своего сложения в других меньших, чем они, корпускулах, суть производные» [7, с. 25]. «Тело смешанное есть такое, которое образовано производными корпускулами, собранными воедино» [там же, с. 31]. Эта теория стала активно развиваться только с середины XIX в., через столетие после публикации работ Ломоносова. В XX в. атомно-кинети-ческая теория нашла отражение во многих отраслях науки, в том числе в молекулярной биологии, изуча-
1 Московский государственный университет имени М.В. Ломоносова, географический факультет, кафедра биогеографии, доцент, канд. геогр. н., e-mail: [email protected]
ющей свойства и проявления жизни на молекулярном уровне.
Классические работы Ломоносова по физике и химии значительно повлияли на развитие физиологического направления ботаники. Он сформулировал закон сохранения вещества и движения — закон Ломоносова: «...Все перемены, в натуре случающиеся, такого суть состояния, что сколько чего у одного тела отнимется, столько умножится в другом месте. Сей всеобщий естественный закон простирается и в самые правила движения; ибо тело, движущее своею силою другое, столько же оныя у себя теряет, сколько сообщает другому, которое от него движение получает» [11, с. 383]. Наличие и исследование этого закона позволило ученым успешно разработать проблему превращения энергии в растениях и установить их космическую роль [1].
Во второй половине XVIII в. первые физиологические исследования были направлены на выяснение питания растений. Начало изучения фотосинтеза — представления о фотосинтетической роли зеленых растений — относят к 1771 г., когда английским химиком Дж. Пристли были проведены первые опыты. Однако за 18 лет до его опытов Ломоносов в трактате «Слово о явлениях воздушных, от электрической силы происходящих», высказал предположение о воздушном питании растений [16]. В 1761 г. в труде «Слово о слоях земных» М.В. Ломоносов возвратился к этому вопросу и на примере сосны рассмотрел идею о воздушном питании растений: «.многочисленные иглы нечувствительными скважинками почерпают в себя с воздуха жирную влагу, которая по тончайшим жилкам по всему растению расходится и разделяется, обращаясь в его пищу и тело.» [8, § 123, с. 68].
Развитию физиологического направления ботаники способствовала также пропаганда Ломоносовым достижений мировой науки. Большую роль сыграло детальное описание им опытов по корневому питанию растений, проведенных в 1661 г. английским физиком Р. Бойлем [12].
Наряду с другими передовыми учеными своего времени Ломоносов выступал против ненаучных представлений. Одно из них было связано с находками в горных районах ископаемых растений, раковин, скелетов рыб и прочих остатков, что объясняли заносом их в горы водой во время Всемирного потопа. В трактате «О слоях земных» он высказал идею о геологическом времени, неизмеримо превышающем человеческую хронологию, и предположил, что это остатки растений и животных, когда-то обитавших на Земле. Чередование слоев с разными включениями (раковины, моллюски и остатки наземных растений) он трактовал как смену различных периодов жизни земли, связанных с трансгрессией и регрессией моря [1, 6]. Эта идея получила дальнейшее развитие в палеоботанике, исторической биогеографии, палеогеографии и других науках.
Современным положениям географии растений, почвоведения и ландшафтоведения соответствует идея Ломоносова о взаимосвязи почвенного и растительного покровов. Он рассмотрел связь разных типов леса с почвами: хвойные, сосновые и еловые леса с бедными гумусом, а лиственные — с более плодородными почвами: «В лесах, кои стоят всегда зелены и на зиму листа не роняют, обыкновенно бывает земля песчаная; каковы в наших краях сосняки и ельники. Напротив того в березняках и других лесах, кои лист в осень теряют, больше преимуществует чернозем.» [8, § 123, с. 68]. Отмеченная Ломоносовым связь еловых лесов с песчаными почвами вызвала сомнение у многих геоботаников. Однако ее подтвердили исследования, проведенные в Архангельской области, показавшие, что в полосе предтундровых лесов характерны лишайниковые ельники, развивающиеся на подзолах, т.е. относительно сухих песчаных почвах [17].
Для развития почвоведения и ботанического направления науки, включая биогеографию, важна теория Ломоносова об особенностях образования гумуса и чернозема из отмерших растений и животных: «.Его происхождение не Минеральное, но из двух протчих Царств натуры, из животного и растительного всяк признает, кто выше объявленное описание и свойства вещей рассудит.» [8, § 122, с. 68]; «.А как известно, что лист на земле согнивает и в навоз перетлевает; то недивно, что через них пески, глины и другие подошвы черною землею покрываются, чем больше, тем лес гуще и выше.Тоже должно рассудить и о лугах на черноземе, где трава не бывает скошена или стравлена от скота; и в навоз перегнивает, тук земной умножая.» [там же, § 123, с. 68]. Эту теорию впоследствии развил основатель почвоведения В.В. Докучаев.
Современная биоиндикация почвообразующих пород основывается на положении о связи почв с по-чвообразующими породами. Первым ее отметил Ломоносов: «.самой верхний слой, как покрышку всех протчих, то есть самую земную наружность. Ибо она есть часть нижних, и по смежеству много от них заимствует, уделяя им от себя взаимно, что в следующих явно откроется» [8, § 4, с. 18]. В этот же период аналогичные данные были получены в Германии и Пруссии Е. Бланком и О. Уилкенсом. Примерно через 200 лет, в 20—40-х гг. прошлого века, положение о связи почв, почвообразующих пород и растительности обосновано в трудах Б.Б. Полынова, В.В. Докучаева, Л.Г. Раменского, В.Р. Вильямса и других отечественных ученых.
М.В. Ломоносов высказал предположение об органическом происхождении торфа, каменного угля, шифера (битуминозного сланца), каменного масла (мумиё), асфальта, янтаря и др.: «.они растениям своё происхождение долженствуют. Для того не дивно, что в шифере следы трав и кости речных и озерных рыб окаменелые находятся» [9, с. 175]; «.большая часть почитают янтарь за подлинное минеральное тело. Мне кажется, довольно бы противное тому доказать
могли в янтаре включенные разных родов ползучие и летучие гадины: мухи, бабочки, стрекозы мелкие, пауки, муравьи, всякого рода букашки, и притом листы и сучки мелких растений. янтарь есть происхождение царства растений. Химические опыты разделяют его на горючее масло, на летучую кислую сухую соль, оставляя в реторте несколько земли и показывая при перегонке воды не много. Всё сие не объявляет в нем никакой минеральной грубости.» [8, § 156, с. 81—87]. В отличие от общепринятого в то время положения Плиния Старшего, считавшего, что янтарь — смола современных растений, Ломоносов доказал органическое происхождение янтаря из смолы ископаемых растений: «.от землетрясения опустившееся в низ лесное наше место вылившимся морем покрылось: деревья опроверглись, илом и песком покрылись, купно со смолою. где долготою времени минеральные соки в смолу прошли, дали большую твердость и, словом, в янтарь превратили.» [там же, § 157, с. 87; 13].
Свою идею об образовании торфа из растений он подтвердил химическими опытами и детальным изучением торфяной массы с помощью микроскопа: «.5) прямой турф когда сгорит, оставляет пепел и дает из него поташ, как другие растения, уверяя, что он конечно не из минерального вещества, но из растущих тел поколения, 6) химические опыты показывают перегонкою из чистого турфа те же произведения, кои происходят из растений..» [7, § 150, с. 82]; «.Микроскопы заподлинно ставят перед глазами, что турфовая материя есть весьма мелкий мох по всему строению и частей расположению» [8, § 151, с. 83].
Ломоносов предположил, что торф представляет собой первую стадию углефикации и каменный уголь образовался из торфа в земных недрах без доступа воздуха, под влиянием влаги, температуры и сжатия [8]. Это предположение соответствует современной точке зрения на образование угля в результате следующих стадий преобразования органического вещества: древесина — торф — бурый уголь — каменный уголь — антрацит [15].
Подчеркну, что в XVIII в., когда на огромных территориях России еще не была уничтожена коренная растительность, Ломоносова волновали вопросы охраны природы. Он уделял большое внимание изучению и приумножению природных богатств России, в том числе путем снижения ущерба окружающей среде при разработке полезных ископаемых. Он отметил хозяйственное значение добычи торфа, способствующей сохранению леса, используемого как топливо, описал меры, разработанные в Голландии в целях восстановления хозяйственного значения нарушенных угодий. Как ученый-естествоиспытатель он обратил внимание на разную направленность спонтанной эдафо-генной сукцессии растительности на торфоразработках: «.3) неглубоко выкопанные для турфа озера, иногда будучи так оставлены, зарастают болотною травою. 6) Иногда случается, что валежник с камышом и другими болотными травами и кореньями, по
выбрании турфа всплывает на поверхность воды; в два или три года обрастает мхом и болотною травою, потом производит и кустарник, что растёт при мхах и озерах, ивняк, березняк и протч.» [8, § 48, с. 34—35].
Идеи Ломоносова, не получавшие признания вплоть до XX в. Многим идеям Ломоносова в сфере живой природы не было уделено должного внимания ни при его жизни, ни в последующем. Одна из таких идей связана с изучением арктических территорий России. В XVIII в. арктическое побережье материка и острова Северного Ледовитого океана осваивались только коренным населением. С экономических и научных позиций Арктику стали рассматривать только в XIX— XX вв. В XXI в. были внесены значительные изменения в территориальныый раздел акватории Арктики, что связано с активизацией использования ее шель-фовой зоны — разведкой и добычей углеводородного сырья, а также других полезных ископаемых — из-за истощения их запасов на суше. Ломоносов первым осознал важность освоения арктической зоны, первым рассмотрел возможность прохода судов по Северному Ледовитому океану[10].
М.В. Ломоносов дал первое определение тундры: «Тундрами называются места мхами зарослые, кроме болот и лесу, каковыми заняты по большей части берега Северного Океана» [8, с. 25]. Однако в классических работах крупнейших ботаников Г.И. Танфильева и А.Н. Бекетова не содержится упоминаний о Ломоносове. Они отмечают вклад только немецких ученых А. Шренка, Г.-Ф. Гофмана, А.О. Кильмана, труды которых появились примерно на 80 лет позднее произведения Ломоносова «О слоях земных» [14].
Не уделялось должного внимания и положительному влиянию примеси лиственных пород на развитие хвойных деревьев, особенно березы на ель, что отметил Ломоносов. В отечественном лесоводстве эта идея зародилась только в XIX в. и была принята в XX в. После экспериментального изучения свойств различных подстилок, установлено, что береза — хорошая почвоулучшающая порода, однако такой вывод лесоводы могли сделать значительно раньше [14].
Незамеченной современниками осталась также идея М.В. Ломоносова о геологической роли лесных пожаров [8], влияние которых на трансформацию экосистем, динамику многолетней мерзлоты, образование болот и др., установлено лишь в 30-х г. XX в. [14].
Заключение. М.В. Ломоносов объективно считается одним из основоположников естествознания. Благодаря природным задаткам, а также удивительной работоспособности, наблюдательности, интересу ко всем явлениям и процессам, происходящим в природе, он успел за свою довольно короткую жизнь сделать очень много и внести весомый вклад в развитие отечественной науки и образования. В статье затронута лишь часть проблем, рассмотренных Ломоносовым в области изучения живой природы. И в наше время его трактаты могут служить образцом научного подхода к изложению результатов исследования: сначала точное и образное описание явлений, а затем их
обоснованное и убедительное объяснение. К его заслугам необходимо также отнести огромную просветительскую работу и пропаганду достижений мировой науки того времени; заботу о воспитании новых кадров ученых и практических работников, включая
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Базилевская Н.А., Белоконь И.П., Щербакова А.А. Краткая история ботаники. М.: Наука, 1968. 310 с.
2. Багинский А.И. Деятельность М.В. Ломоносова и значение его трудов. М.: Типогр. Импер. Моск. ун-та, 1912. 37 с.
3. Боднарский М. Ломоносов как географ. М.: Типолитография т-ва И.Н. Кушкеров и К°, 1912. 58 с.
4. Дорфман Я.Г. Роль Ломоносова в истории развития молекулярно-кинетической теории теплоты // Тр. комиссии по истории АН СССР. Т. 3. Ломоносов. Сборник статей и материалов. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1951. С. 33—52.
5. Дик Н.Е. Ломоносовский период в развитии русской науки. М.: Мысль, 1976. 127 с.
6. Леммлейн Г.Г. Предисловие // Ломоносов М. О слоях земных и другие работы по геологии. М.; Л.: Изд-во геол. лит-ры, 1949. С. 3—14.
7. Ломоносов М.В. Полн. собр. соч. Т. 3. Физическая диссертация о различии смешанных тел, состоящем в смещении корпускул, которую для упражнения написал Михаил Ломоносов, студент математики и философии, в 1739 году, в марте месяце / Пер. Б.Н. Меншуткина // Труды по физике и химии, 1733—1746 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1930. 619 с.
8. Ломоносов М.В. О слоях земных и другие работы по геологии. М.; Л.: Изд-во геол. лит-ры, 1949. 211 с.
учителей, врачей, мастеров разных специальностей и инженеров. Мощным толчком в изучении живой природы было также создание университета и гимназии при Академии наук в Петербурге и первого русского Московского университета.
9. Ломоносов М.В. Слово о рождении металлов от трясении земли // Там же. С. 161—187.
10. Ломоносов М.В. Полн. собр. соч. Т. 6. Краткое описание разных путешествий по северным морям и показание возможного проходу Сибирским океаном в Восточную Индию // Труды по русской истории, общественно-экономическим вопросам и географии, 1747—1765 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1952. С. 417—535.
11. Ломоносов М.В. Полн. собр. соч. Т. 3. Труды по физике, 1753—1765 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1952. 605 с.
12. Ломоносов М.В. Полн. собр. соч. Т. 4. Труды по физике, астрономии и приборостроению, 1744—1765 гг. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1955. 831 с.
13. Ломоносов М.В. Полн. собр. соч. Т. 5. Труды по минералогии, металлургии и горному делу, 1741—1763. М.; Л.: Изд-во АН СССР, 1954. 747 с.
14. Мелехов И.С. Ломоносов и лесная наука. Архангельск: Арханг. лесотехнич. ин-т им. В.В. Куйбышева, 1947. 14 с.
15. Окружающая среда. Энциклопедич. словарь-справочник. М.: Изд. гр. «Прогресс», «Пангея», 1993. 640 с.
16. Рубин Б.А. Курс физиологии растений. М.: Высшая школа, 1971. 672 с.
17. Чертовская В.Г., Моисеев Н.А. Леса Архангельской и Вологодской областей // Леса СССР. Т. 1. М.: Наука, 1966. С. 78—156.
Поступила в редакцию 28.03.2011
I.M. Miklyayeva LOMONOSOV ABOUT THE LIVING NATURE
M.V. Lomonosov influenced many lines of science including geography and biology which investigate living nature and its interrelated components. Several ideas of M.V Lomonosov were not understood by his contemporaries and gained recognition as late as the middle of the 20th century. Key words: living nature, components, geography, biology.
