Великие русские люди.

Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя –
вот материалы, из которых слагается великий учёный.
Климент Аркадьевич Тимирязев
Климент Аркадьевич Тимирязев (03.06.1843–28.04.1920) – русский естествоиспытатель, физиолог – основоположник русской
и британской научных школ физиологов растений, историк науки.

ШКАТУЛКА КАЧЕСТВЕННЫХ ЗАДАЧ ПО ФИЗИКЕ
СТРОЕНИЕ ВЕЩЕСТВА, МОЛЕКУЛЫ, ДИФФУЗИЯ

Дидактические материалы по физике для учащихся, а также их родителей;-) и, конечно же, для творческих педагогов. Для тех, кто любит учиться! Вашему вниманию 40 качественных задач по физике на тему: «Строение вещества, молекулы, диффузия» . Сопроводим задачи познавательными примечаниями и комментариями – для любознательных к некоторым задачам дадим развёрнутые ответы ;-) И… по традиции зелёных страничек побалуем себя шедеврами мировой живописи …

Задача №1
Кто первый экспериментально обнаружил движение молекул?

Ответ: В 1827 году британский ботаник Роберт Броун , исследуя пыльцу со своих цветов под микроскопом, установил, что плавающие в воде пыльцевые зёрна двигаются непрерывно и хаотически. Броун был настоящим учёным и, столкнувшись с непонятным, добросовестно исследовал открытое явление. Он обнаружил, что в горячей воде частицы скачут быстрее чем в холодной. Убедился в том, что путь их абсолютно случаен и не зависит от лондонских кебов, громыхающих по мостовой…

Задача №2
Почему и как броуновское движение взвешенных частиц зависит от их размеров?

Ответ: Ещё Роберт Броун заметил, что наблюдаемые в микроскоп очень малые частицы, взвешенные в жидкости, находятся в состоянии непрерывного беспорядочного движения и, чем меньше частица, тем интенсивнее она движется. Причина броуновского движения точно установлена: непрерывно и хаотично движущиеся молекулы жидкости ударяют со всех сторон по крупинкам твёрдого тела и приводят их в беспорядочное движение. Чем меньше масса крупинки, тем быстрее она движется, и наоборот. Таким образом броуновское движение крупинок обусловлено движением молекул жидкости.

Роберт Броун (Robert Brown; 1773–1858) – британский ботаник, морфолог и систематизатор растений. Всю свою жизнь Роберт Броун был уверен, что его след останется в истории благодаря ботаническим заслугам. Но… едва ли это не единственный ботаник, прочно вошедший в историю физики .
Стивен Пирс (Stephen Pearce; 16.11.1819–31.01.1904) – британский живописец-портретист.

Задача №3
Если рассматривать в микроскоп каплю сильно разбавленного молока, то можно увидеть, что плавающие в жидкости мелкие капли масла непрерывно движутся. Объясните это явление. Почему при повышении температуры молока движение их ускоряется?

Ответ: Потому что молекулы жидкости движутся непрерывно и беспорядочно, а с повышением температуры скорость их движения возрастает.

Задача №4
В какой среде при одной и той же температуре броуновское движение происходит интенсивнее в капле воды или в капле масла?

Ответ: В воде, как менее вязкой среде.

Задача №5
Чем объяснить распространение в воздухе запахов бензина, духов, лака и других пахучих веществ?

Ответ: Запах пахучих веществ распространяется обычно благодаря конвекции, в совершенно спокойной атмосфере распространение запахов обусловлено диффузией, связанной с беспорядочным движением молекул.

Задача №6
«Старуха Изергиль», 1895 г., Максим Горький
Максим Горький (28.03.1868–18.06.1936) – русский писатель, прозаик, драматург. Один из самых значительных и известных в мире русских писателей и мыслителей.
«…Воздух был пропитан острым запахом моря и жирными испарениями земли, незадолго до вечера обильно смоченной дождём. Ещё и теперь по небу бродили обрывки туч, пышные, странных очертаний и красок, тут – мягкие, как клубы дыма, сизые и пепельно-голубые, там – резкие, как обломки скал, матово-чёрные или коричневые…»
Сколько разных воспоминаний, ярких незабываемых эмоций, связано у многих из нас с морем! С чем сравнить особый неповторимый запах моря? И какое пояснение с точки зрения физики при этом Вы можете сделать?

Айвазовский Иван Константинович (Ованнес Айвазян; 29.07.1817–02.05.1900) – всемирно известный русский художник-маринист, баталист, коллекционер, меценат.

Для любознательных: С поверхности морей и океанов непрерывно испаряется вода. Вместе с ней в атмосферу ежегодно поступает несколько сотен тысяч тонн йода , некоторое количество борной кислоты, фосфатов и, очевидно, других химических веществ. Во время сильных ветров чёткая граница между поверхностью моря и атмосферой разрушается. Ветер вместе с брызгами и пеной уносит соль, гумус, детрит , которые потом частично выпадают на суше и… вместе с йодом принимают участие в создании неподражаемой симфонии запаха моря … А дирижируют этим волшебным оркестром конвекция и диффузия .

§ Цвет моря и цвет морской волны на зелёной страничке «Путешествие по зелёному цвету» , а также – оттенки зелёного цвета в красках и цифрах;-)
§ Россыпь морских пейзажей в лунном свете Ивана Константиновича Айвазовского на зелёной страничке «Луна в живописи» и… некоторые интересные подробности о видимых размерах Луны;-)

Задача №7
Если в одном конце комнаты пролить некоторое количество пахучей и летучей жидкости, то через несколько секунд её запах будет ощущаться в другом конце комнаты. Не противоречит ли этот факт тому, что средняя скорость молекул газа при комнатной температуре больше скорости пули и составляет несколько сотен метров в секунду?

Задача №8
Чем отличается движение одной и той же молекулы в воздухе и в вакууме?

Ответ: В вакууме молекула двигается равномерно и прямолинейно. В воздухе, вследствие столкновений с другими молекулами, та же молекула движется по ломаной зигзагообразной линии с изменяющейся скоростью.

Задача №9
Если смешать равные объёмы ртути и воды, а затем – спирта и воды, то в первом случае получится удвоенный объём смеси, а во втором – меньше удвоенного объёма. Почему?

Ответ: Молекулы спирта и воды взаимно проникают в имеющиеся между ними промежутки и вступают в химическое взаимодействие. Вследствие этого объём смеси воды и спирта меньше, чем сумма первоначальных объёмов.

Задача №10
Почему газы легче сжимаются, чем твёрдые тела и жидкости?

Задача №11
Масло, помещённое в прочный стальной цилиндр и подвергнутое огромному давлению в десятки тысяч атмосфер, проступает наружу сквозь стенки цилиндра. О чём говорит этот опыт?

Ответ: Опыт свидетельствует о наличии межмолекулярных промежутков в веществе стенок цилиндра – расстояние между атомами железа в кристаллической решетке стали больше размера молекул масла.

Задача №12
Одинаковы ли размеры и состав молекул горячей и холодной воды, а также молекул льда?

Задача №13
Почему в газах и жидкостях диффузия протекает быстрее, чем в твёрдых телах?

Задача №14
Какие физические процессы играют ведущую роль при приживании привоя к дикому дереву?

Петер Мёрк Мёнстед (Peder Mork Monsted; 10.12.1859–20.06.1941) – датский живописец, признанный мастер пейзажа, представитель «золотого века» датской живописи.

Задача №15
Поясните на каком явлении основана внекорневая подкормка рассады и плодовых деревьев путём опрыскивания их листьев.

Ответ: На явлении диффузия. Диффузионный обмен сквозь поверхность листьев растений выполняет функцию не только дыхания, но, частично, и питания. Дополнить ответ на этот вопрос можно словами великого русского физиолога Климента Аркадьевича Тимирязева из его монументальной работы «Жизнь растений» , опубликованной в 1898 году. «Будем ли мы говорить о питании корня за счёт веществ, находящихся в почве, будем ли говорить о воздушном питании листьев за счёт атмосферы или питании одного органа за счёт другого, соседнего, – везде для объяснения мы будем прибегать к тем же причинам: диффузия ».

Задача №16
На каком явлении основана засолка овощей, грибов, рыбы и других продуктов?

Георг Флегель (Georg Flegel; 1566–1638) – немецкий художник, основатель немецкой школы натюрморта.

Задача №17
На каком явлении основано вымачивание солёной сельди? Объясните, как происходит переход соли из сельди в воду.

Ответ: Вымачивание солёной сельди основано на явлении диффузии. Молекулы соли в растворе распадаются на ионы, а ионы в результате процесса диффузии перемещаются в воду, обмениваясь местами с ионами воды.

Задача №18
Чтобы огурцы продолжительное время оставались малосольными, рассол с огурцами необходимо хранить в холодном помещении – погребе или холодильнике. Почему?

Задача №19
Рассохшиеся дубовые бочонки, в которых намереваются засаливать огурцы, предварительно опускают на некоторое время в чан с горячей водой, после чего щели в бочонках исчезают. Поясните физическую суть этой процедуры.

Задача №20
«Трое в лодке, не считая собаки», 1889 г., Джером Клапка Джером
Перевод с английского Михаила Александровича Салье
«…Из прочих вещей Джордж предложил взять для первого завтрака яйца с ветчиной, которые легко приготовить, холодное мясо, чай, хлеб с маслом и варенье. Для второго завтрака он рекомендовал печенье, холодное мясо, хлеб с маслом и варенье, но только не сыр. Сыр, как и керосин, слишком много о себе воображает. Он хочет захватить для себя всю лодку. Он проникает сквозь корзину и придаёт всему привкус сыра. Вы не знаете, что вы едите, – яблочный пирог, сосиски или клубнику со сливками. Всё кажется вам сыром. У сыра слишком много запаха…»
Благодаря какому физическому явлению сыр может «захватить для себя всю лодку»? Впрочем, за российским и адыгейским сыром в холодильнике я такой бурной деятельности не замечала, а вот за рыбными блюдами и морепродуктами такое захватническое поведение очень даже водится;-) и потому хранить их необходимо в герметичной посуде, а ещё лучше в отдельной секции холодильника.

Для любознательных: Отличительной особенностью многих сортов сыра являются их ароматы, иногда настолько экстравагантные, что неподготовленного и неискушённого сырными изысками человека, могут сбить с ног и довести до полуобморочного состояния… Однако, самое интересное, что наиболее запашистые и отвратительно выглядящие сыры имеют настолько обворожительный вкус, что описывать его лучше стихами… Самое знаменитое описание ароматов сырной лавки можно найти в романе «Чрево Парижа» Эмиля Золя .

СЫРНАЯ ЛАВКА

Эдвард-Жан Дамбрж (Edward-Jean Dambourgez; 14.11.1844–15.01.1931) – французский живописец, гравёр.

ВЕЛИКАЯ И УЖАСНАЯ СЫРНАЯ СИМФОНИЯ

«Чрево Парижа», 1873 г., Эмиль Золя
Перевод с французского Надежды Марковны Гнединой
«…Вокруг них воняли сыры. На обеих полках вдоль задней стены тянулись огромные масляные холмы; бретонское масло выпирало из корзин; покрытые полотном, пучились глыбы нормандского, похожее на скульптурные этюды животов, завёрнутые в мокрые тряпки; другие, початые куски масла, которым с помощью широких ножей придали форму остроконечных утёсов, изрезанных ложбинами и трещинами, были точно выветривающиеся горные вершины, позолоченные бледным осенним закатом. Меловая белизна яиц в корзинах под красным, с серыми прожилками, мрамором прилавка дополняла картину; сырки, называемые «затычками», уложенные верхушка к верхушке в ящиках с соломой, и гурнейские сыры, плоские, как медали, сливались в более тёмные полосы, тронутые зеленоватыми тонами. Но больше всего скопилось сыров на прилавке. Здесь, рядом с фунтовыми брусками масла, завёрнутыми в листья свеклы, раскинулся громадный, словно рассечённый топором сыр канталь; далее следовали: головка золотистого честера, головка швейцарского, подобная колесу, отвалившемуся от колесницы варвара; круглые голландские сыры, напоминавшие отрубленные головы с запёкшимися брызгами крови; они кажутся твёрдыми, как черепа, почему голландский сыр и прозвали «мёртвой головой». Пармезан, затесавшийся между грудами этой сырной массы, добавлял к ней свой душок. У трёх головок бри, лежавших на круглых дощечках, были меланхолические физиономии угасших лун; две из них, уже очень сухие, являли собой полнолуние; а третья была луной на ущербе, она таяла, истекая белой жижей, образовавшей лужицу, и угрожала снести тонкие дощечки, с помощью которых тщетно пытались сдержать её напор. Порсалю, похожие на античные диски, носили клеймо с фамилией фабриканта. Романтур в серебряном фольговом платье казался куском нуги или сладким сырком, ненароком попавшим в гущу этой едкой массы, охваченной брожением. А рокфоры под стеклянными колпаками, рокфоры тоже тщились казаться знатными господами; физиономии у них были нечистые и жирные, испещрённые синими и жёлтыми жилками, как у богачей, больных постыдной болезнью от излишнего пристрастия к трюфелям; жёсткие, сероватые сырки из козьего молока, те, что лежали рядом на блюде и были величиной с детский кулак, напоминали камушки, которые катятся из-под копыт козла-вожака, когда он мчится впереди стада по извилистой горной тропинке. Затем в общий хор вступали самые духовитые сыры: палевые мондоры, отдающие сладковатой тухлинкой; более острые, очень толстые труа с помятыми боками, вносившие в общий смрад затхлость сырого погреба; камамбер, пахнущий залежалой дичью, невшательские, лимбургские, марольские сыры, понлевеки, квадратные и зловонные, – и своеобразный запах каждого из них врывался резкой нотой в насыщенную до тошноты мелодию смрада; были там и ливаро, окрашенные в красный цвет, от которых дерёт в горле, как от паров сернистой кислоты; и, наконец, на самом верху поместился оливе, прикрытый листьями орешника, – так крестьяне забрасывают ветками падаль на краю поля, разлагающуюся на солнце. Сыры плавились от полуденного зноя; плесень на их корке таяла, лоснилась, отливая великолепными медными тонами – красными и зеленовато-синими, походя на плохо затянувшиеся раны; а тёплый ветер шевелил под листьями отставшую кожу оливе, и она медленно и тяжело вздымалась, точно грудь спящего человека; волна жизни проникла в один из ливаро, и он разродился кучей червей, выползших из размытой в нём щели. А сыр жероме с анисом, покоившийся в своей тонкой коробке за весами, до того вонял, что мухи попадали кругом на красный мрамор с серыми прожилками…»

Задача №21
Почему сливки на молоке быстрее отстаиваются в холодном помещении, чем в тёплом?

Ответ: При низкой температуре частицы жира менее подвержены влиянию окружающих молекул, так как скорости их движения меньше, они легко «слипаются», притягиваясь друг к другу.

Задача №22
Почему не следует мокрую ткань, окрашенную в тёмный цвет, оставлять на длительное время в соприкосновении с белой тканью?

Ответ: Молекулы краски диффундируют на белую ткань и окрасят её.

Задача №23
Бросьте в воду кристаллик марганцовки. Через некоторое время вокруг него образуется фиолетовое облачко. Объясните явление.

Ответ: Вещество, растворяясь, диффундирует в воде, окрашивая её фиолетовым цветом.

Задача №24
В минуту опасности некоторые головоногие выбрасывают перед раззявленной пастью хищника «чернильную бомбу» – струю тёмноокрашенной жидкости. Чернила расплываются в воде густым облаком, и под прикрытием «дымовой завесы» моллюск более или менее благополучно удирает, оставляя врага блуждать в потёмках. Почему через некоторое время пространство, заполненное этой жидкостью, даже в спокойной воде становится прозрачным?

Головоногие: стайка кальмаров (Ommastrephes sloaneipacificus); осьминог (Octopus vulgaris); россия (Rossia glaucopis); каракатица (Sepia officinalis).
Кондаков Николай Николаевич (1908–1999) – российский художник-анималист, зоолог и путешественник.

Для любознательных: «…В чернилах головоногих содержится органическая краска из группы меланинов, близкая по составу к пигменту, которым окрашены наши волосы. Оттенок чернил не у всех головоногих одинаков: у каракатиц он сине-чёрного тона (в сильном разведении цвета «сепии»), у осьминогов – чёрный, у кальмаров – коричневый. Чернила вырабатывает особый орган – грушевидный вырост прямой кишки. Его называют чернильным мешком. Не всё содержимое чернильного мешка выбрызгивается за один раз. Обыкновенный осьминог может ставить «дымовую завесу» шесть раз подряд, а через полчаса уже полностью восстанавливает весь израсходованный запас чернил. Красящая способность чернильной жидкости необычайно велика. Каракатица за пять секунд окрашивает извергнутыми чернилами всю воду в баке вместимостью в 5,5 тысяч литров. А гигантские кальмары извергают столько чернильной жидкости, что морская вода мутнеет на протяжении сотни метров!»
«Класс Головоногие моллюски (Cephalopoda)», 1968 г.,
Игорь Иванович Акимушкин

Задача №25
Почему дым от костра, по мере его подъёма перестаёт быть видимым даже в безветренную погоду?

Ответ: Частички дыма и молекулы воздуха смешиваются благодаря конвекции и диффузии. При этом концентрация частичек дыма непрерывно уменьшается и он становится невидимым.

Задача №26
Детские воздушные шарики обычно наполняют гелием. Почему они уже через сутки шарики теряют упругость, сморщиваются и перестают подниматься?

Ответ: Гелий диффундирует сквозь оболочку шара.

Задача №27
В воде рек, озёр, и других водоёмов содержатся молекулы газов, входящих в состав воздуха. Благодаря какому явлению попадают эти молекулы в воду? Почему они проникают до дна водоёма? Опишите, как происходит при этом перемешивание воздуха с водой?

Для любознательных: Большую роль играют диффузионные процессы в снабжении кислородом природных водоёмов. Кислород попадает в более глубокие слои воды в стоячих водах за счёт диффузии через их свободную поверхность. Поэтому нежелательны всякие ограничения свободной поверхности воды. Так, например, листья или ряска, покрывающие поверхность воды, могут совсем перекрыть доступ кислорода к воде и привести к гибели её обитателей. По этой же причине сосуды с узким горлом непригодны для использования в качестве аквариума.

Волков Ефим Ефимович (23.03.1844–17.02.1920) – русский живописец – пейзажист, член Товарищества передвижных художественных выставок, действительный член и академик Императорской Академии художеств.

Поленов Василий Дмитриевич (01.06.1844–18.07.1927) – русский художник, мастер исторической, пейзажной и жанровой живописи, педагог.

Задача №28
При каких процессах и как происходит диффузия в организме человека и животных? Подготовьте на эту тему развёрнутое сообщение.

Задача №29
Ингаляция – метод введения лекарственных средств, основанный на вдыхании газа, пара или дыма. Ингаляция бывает естественной, например, в соляных пещерах, на морских курортах или в лесу (вдыхание фитонцидов) и искусственной, с применением специальных устройств-распылителей – ингаляторов. На каком физическом явлении основан этот метод введения лекарственных средств? И что такое фитонциды?

Для любознательных: Фитонциды – образуемые растениями биологически активные летучие вещества, убивающие или подавляющие рост и развитие бактерий, микроскопических грибов, простейших… Гектар соснового бора выделяет в атмосферу около 5 килограммов летучих фитонцидов в сутки, а можжевелового леса – около 30 килограммов! Сосновые фитонциды губительны для палочки Коха – возбудителя туберкулёза; фитонциды пихты убивают коклюшную палочку; фитонциды берёзы поражают микроб золотистого стафилококка…

Шишкин Иван Иванович (25.01.1832–20.03.1898) – русский живописец-пейзажист, академик, профессор, руководитель пейзажной мастерской Императорской Академии художеств, один из членов-учредителей Товарищества передвижных художественных выставок.

§ Картина «Утро в сосновом лесу» на зелёной страничке «Времена года: Весна» . Потаённый уголок дремучего соснового леса в исполнении Ивана Ивановича Шишкина и медвежье семейство в исполнении Константина Аполлоновича Савицкого .

Задача №30
Объясните явление процесса цементации стали – получение твёрдой закалённой «корки» на поверхности изделия из мягкой стали.

Ответ: При прокаливании стальных изделий в смеси из угля и различных солей атомы углерода диффундируют в поверхностный слой металла. Это способствует повышению прочности изделия.

Задача №31
В технике применяют способ холодной «приварки» металлов. Для этого накладывают одну железную деталь на другую, сильно их сжимают и, получают очень прочное соединение. Что происходит в процессе холодной «приварки» металлов?

Ответ: При сильном сжатии происходит размягчение поверхностей изделий, сопровождающееся взаимной диффузией частиц, силы сцепления становятся настолько значительными, что обеспечивают прочное соединение изделий.

Задача №32
В чём состоит процесс окрашивания твёрдых тел красителями?

Задача №33
Почему на классной доске пишут мелом, а не куском белого мрамора? Что можно сказать о взаимодействии между частицами этих веществ? Почему частицы мела не отпадают от поверхности доски?

Ответ: Силы притяжения между молекулами мела слабее, чем между молекулами мрамора, и, когда мы пишем мелом на доске, частички мела отслаиваются и остаются на доске, удерживаясь на ней благодаря силам межмолекулярного сцепления.

Богданов-Бельский Николай Петрович (08.12.1868–19.02.1945) – русский художник-передвижник, академик живописи.

Задача №34
Для уменьшения силы трения между соприкасающимися поверхностями их шлифуют и полируют. Однако после тщательной полировки сила трения начинает снова увеличиваться. Объясните причину этого явления.

Ответ: Увеличиваются силы межмолекулярного сцепления.

Задача №35
Чтобы плотно закрыть стеклянный флакон, пользуются притёртыми пробками, например, флаконы с дорогими духами. Пробку и часть горлышка флакона гладко отшлифовывают в том месте, где они соприкасаются. На чём основано применение притёртых пробок?

Задача №36
Чем объясняется, что пыль не спадает даже с поверхности, обращённой вниз?

Ответ: Частички пыли удерживаются на поверхности силой взаимного притяжения молекул.

Задача №37
Для чего при складывании полированных стёкол между ними кладут бумажные ленты?

Ответ: Чтобы стёкла не слипались под действием сил взаимного притяжения молекул.

Задача №38
Почему нельзя соединить в одну две деревянные линейки, плотно приложив их друг к другу?

Ответ: Вследствие неровностей поверхностей приложенных друг к другу линеек образуется малое количество точек соприкосновения, где проявляются силы молекулярного притяжения.

Задача №39
Важнейшим фактором в процессе образования карстовых пещер является диффузия углекислого газа из воздуха в воду. Для образования пещеры необходимо достаточное количество водных осадков и удачная форма рельефа. Встречаются карстовые пещеры только там, где залегает: известняк, доломит, мел, а также гипс и каменная соль. Почему?

Ответ: Известняк, доломит, мел, гипс и каменная соль – горные породы, легко размываемые водой. Известняк очень плохо растворяется чистой дистиллированной водой. Растворимость его повышается в несколько раз, если в воде присутствует растворённый углекислый газ, а он всегда присутствует в природной воде благодаря диффузии. Однако и при этом известняк слабо растворяется в воде по сравнению с гипсом или солью. Но…, это положительно сказывается на образовании протяжённых карстовых пещер, поскольку гипсовые и соляные пещеры не только быстро образуются, но и быстро разрушаются.

Карл Хаш (Carl Hasch; 08.11.1834–04.01.1897) – австрийский живописец-пейзажист.

Для любознательных: Размывая горные породы, вода не только выносит их частицы наружу, образуя пустоты, она создаёт роскошные пещерные украшения: сталактиты, сталагмиты, сталагнаты … Возникают они в результате выпадения в осадок углекислого кальция при удалении из насыщенной им воды углекислого газа. Сталактиты и сталагмиты нарастают слоями, в разрезе на них заметны концентрические узоры, словно годовые кольца у деревьев. Форма и название этих образований зависят от того, как именно течёт вода.
Сталактиты (от греческого stalaktós – натёкший по капле) – натёчно-капельные образования, свешивающиеся в виде сосулек, трубок, гребёнок, бахромы с потолка пещеры .
Сталагмиты (от греческого stálagma – капля) – натёчно-капельные образования, столбообразной, конической формы, поднимающиеся со дна пещеры .
Сталактиты и сталагмиты в каком-то смысле близнецы-братья:-) почти под каждым сталактитом растёт сталагмит. Они растут навстречу друг другу и в конце концов сливаются, образуя колонну – сталагнат .

§ Несколько фотографий из Большой Азишской пещеры на зелёной страничке «Фотоальбом: «Адыгея», лето 2005 года» – сталактиты: «Крылья ангела», сталагмиты: «Жрец со свитой», сталагнаты: «Дерево Счастья» и «Пальма желаний».

Задача №40
«О природе вещей», Тит Лукреций Кар
Тит Лукреций Кар (Titus Lucretius Carus; около 99 года до нашей эры – 55 год до нашей эры) – римский поэт и философ. Считается одним из ярчайших приверженцев атомистического материализма, согласно которому чувственно воспринимаемые (материальные) вещи состоят из химически неделимых частиц – атомов.
«…И, наконец, на морском берегу, разбивающем волны,
Платье сыреет всегда, а на солнце вися, оно сохнет;
Видеть, однако, нельзя, как влага на нём оседает,
Да и не видно того, как она исчезает от зноя.
Значит, дробится вода на такие мельчайшие части,
Что недоступны они совершенно для нашего глаза.
Так и кольцо изнутри, что долгое время на пальце
Носится, из году в год становится тоньше и тоньше;
Капля за каплей долбит, упадая, скалу; искривлённый
Плуга железный сошник незаметно стирается в почве;
И мостовую дорог, мощённую камнями, видим
Стёртой ногами толпы; и правые руки у статуй
Бронзовых возле ворот городских постепенно худеют
От припадания к ним проходящего мимо народа.
Нам очевидно, что вещь от стиранья становится меньше,
Но отделение тел, из неё каждый миг уходящих ,
Нашим глазам усмотреть запретила природа ревниво …»
Как Вы можете прокомментировать этот отрывок с точки зрения современной физики? Хотя существование молекул и атомов было установлено давно и даже были определены их размеры, до недавнего времени не удавалось рассмотреть отдельные молекулы. Лишь в 1945 году Александр Алексеевич Лебедев с помощью «электронного микроскопа», позволяющего исследовать объекты очень малых размеров, сумел сфотографировать некоторые крупные молекулы белка (альбумин) . Какое увеличение имеют современные модели электронных микроскопов, которые позволяют значительно расширить возможности науки и производства? Подготовьте на эту тему развёрнутое сообщение.

Лебедев Александр Алексеевич (27.11.1893–15.03.1969) – русский, советский физик, специалист в области прикладной и электронной оптики, оптики атмосферы и гидрооптики, лазерной техники, теории стеклообразного состояния, изучения свойств и строения стёкол, космического излучения.

§ Ещё семь качественных задачек на тему «Броуновское движение. Диффузия» на зелёной страничке «Шкатулка качественных задач по физике «сборная солянка» :-) Шкатулка состоит из четырёх тематических блоков: 1) Броуновское движение. Диффузия; 2) Атмосферное давление; 3) Свойства жидкости. Архимедова сила; 4) Тепловые явления.

Желаю Вам успехов в самостоятельном решении
качественных задач по физике!

Литература:
§ Кац Ц.Б. Биофизика на уроках физики

§ Лукашик В.И. Физическая олимпиада
Москва: издательство «Просвещение», 1987
§ Тарасов Л.В. Физика в природе
Москва: издательство «Просвещение», 1988
§ Перельман Я.И. Знаете ли вы физику?
Домодедово: издательство «ВАП», 1994
§ Золотов В.А. Вопросы и задачи по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1971
§ Тульчинский М.Е. Качественные задачи по физике
Москва: издательство «Просвещение», 1972
§ Кириллова И.Г. Книга для чтения по физике 6-7 класс
Москва: издательство «Просвещение», 1978
§ Ердавлетов С.Р., Рутковский О.О. Занимательная география Казахстана
Алма-Ата: издательство «Мектеп», 1989.

Изучение печатных трудов Тимирязева, а также неопубликованных заметок в его записных книжках и многочисленных пометок на прочитанных книгах обнаруживает в нем выдающегося мыслителя-материалиста, подымавшегося до цщроких философских обобщений. Он с огромным интересом изучал не только современную ему науку, но и философию, ее историю, давая критическую оценку мыслителям прошлого и своим современникам. Его работы проникнуты стремлением разрешить прежде всего коренные методологические вопросы естествознания.
Изучению общих, руководящих принципов научного познания Тимирязев придавал не меньшее значение, чем конкретным фактам, составляющим и характеризующим то или иное частное естественно-научное достижение. «Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя - вот материалы, из которых, - утверждает Тимирязев, - слагается великий ученый». Поэтому он с особым уважением говорит о тех ученых, которые не только давали специальные исследования, но и «предпосылали им изложение основных правил научного мышления, которыми они руководились, или даже уделяли этому особые произведения».
Внимательное и серьезное отношение к методу всегда было одним из наиболее ярких признаков, характеризующих выдающихся деятелей науки. Так, другой выдающийся русский ученый, И. П. Павлов, философские взгляды которого имеют чрезвычайно много общего с философскими взглядами Тимирязева, писал: «Метод - самая первая, основная вещь. От метода, от способа действия зависит вся серьезность исследования».
Высокая оценка великими русскими учеными роли и значения метода в научной работе была одним из результатов усвоения ими прогрессивных материалистических идей классиков русской философии. А. И. Герцен в «Письмах об изучении природы» писал: «Метода в науке вовсе не есть дело личного вкуса или какого-нибудь внешнего удобства, ... она, сверх своих формальных значений, есть самое развитие содержания,- эмбриология истины, если хотите».
Тимирязев подчеркивает, что применение в научном исследовании правильного метода дает возможность не только познавать и объяснять законы природы, но и активно воздействовать на нее, все более и более подчиняя ее силы воле и власти человека. Он сознает, что метод может быть плодотворен лишь в том случае, если он сам будет находиться в полном соответствии с объективными закономерностями природы.
Природу Тимирязев рассматривает как совокупность различных форм материи, находящейся в постоянном движении и изменении. «... В природе, - пишет он, - в доступной нам части вселенной, существует известное количество вещества, одаренного известным количеством движения». Эта мысль об объективном существовании материи, о неразрывности материи и движения повторяется у него неоднократно: «Физика учит нас, что частицам вещества присуще движение, что мы не знаем материи без движения». В тесной связи с движением Тимирязев рассматривает и такие объективные формы существования материи, как пространство и время. Возражая английскому физику-идеалисту Лоджу, отрывающему пространство и время от движения, Тимирязев в пометках на его статье «Непрерывность» пишет: «Основное понятие - движение. Пространство и время - только [ответвления] из него».
Тимирязев приближается к пониманию жизни как одной из форм движения материи. Он исходит из того, что живая материя, как и вся материя в целом, подчинена определенным законам: закону сохранения материи, закону сохранения и превращения энергии и т. д. Тимирязев не отрицает качественной специфики живых существ, но при этом указывает, что в них нет ничего сверхъестественного. Он неоднократно говорит, что в природе - как живой, так и мертвой - нет ничего, кроме постоянных изменений вещества, энергии и формы.
Признавая всеобщий характер движения в природе и обществе, Тимирязев приходит к выводу, что главным и основным в научном методе должно быть историческое рассмотрение каждого явления в природе, обществе, науке, т. е. рассмотрение его не статически, а в движении, изменении, развитии. Метод, удовлетворяющий этому основному требованию, Тимирязев называет историческим методом. «История, как „новая наука", - пишет он, - научно-исторический метод, связывающий всю совокупность наших знаний о природе со включением человека... - вот одна из характеристических черт современного периода в развитии наук».
Однако, говорит Тимирязев, это поняли еще далеко не все естествоиспытатели. Многие из них попрежнему пытаются рассматривать мир вне всякого развития, а каждую его часть, каждый предмет - вне зависимости друг от друга. Тимирязев указывает на существование двух школ, двух направлений в естествознании. Одно из них - по существу метафизическое, второе - диалектическое. Тимирязев высоко отзывается о втором и беспощадно критикует первое. «Известно, - пишет он, - что в настоящее время в области естествознания выступают две школы, борются два лагеря. Крайние представители первой школы готовы видеть в живой природе только собрание, какой-то музей живых существ, не изменяющихся, вылитых в определенные, неподвижные формы; задача натуралиста, по их мнению, сводится к тому, чтобы сделать общую перепись этим формам, налепить на каждую соответствующий ярлык и поставить на соответствующее место в коллекции. Для представителей второй - вся органическая природа, рассматриваемая как целое, изменяется, превращается (подчеркнуто мной. - Г. П.): органический мир сегодня не таков, каким был вчера, и завтра будет иным, чем был сегодня. Существа, теперь населяющие землю, произошли от прежде ее населявших путем постепенного изменения, и притом более совершенные от менее совершенных. Эта школа имеет во главе Дарвина, который свел в одно стройное целое накопившуюся массу свидетельств и дал строго определенное направление ее, до той поры неясным, стремлениям. Понятно, что для защитников первого воззрения не может и существовать вопроса, как сложились и усовершенствовались органы и вообще организмы. Для них они никогда не. слагались, никогда не совершенствовались, они возникли вполне законченными, - были.
созданы в той совершенной форме, в которой мы их застаем теперь. Только для тех, кто убежден, что органические существа по природе изменчивы, что они произошли одни из других, усложняясь или упрощаясь, но постоянно совершенствуясь, - только для тех и может существовать вопрос: как возникли органические формы и почему они так приспособлены к своему отправлению и среде?».
Тимирязев решительно относит себя ко второму лагерю биологов, т. е. твердо придерживается концепции развития. Но есть две концепции развития - диалектическая и метафизическая. Четкую и ясную характеристику их дал В. И. Ленин: «Две основные (или две возможные? или две в истории наблюдающиеся?) концепции развития (эволюции) суть: развитие как уменьшение и увеличение, как повторение, и развитие как единство противоположностей (раздвоение единого на взаимоисключающие противоположности и взаимоотношение между ними). При первой концепции движения остается в тени самодвижение, его двигательная сила, его источник, его мотив (или сей источник переносится во вне - бхэг, субъект etc.). При второй концепции главное внимание устремляется именно на познание источника „с а м сдвижения. Первая концепция мертва, бедна, суха. Вторая - жизненна. Только вторая дает ключ к „самодвижению" всего сущего; только она дает ключ к „скачкам", к „перерыву постепенности", к „превращению в противоположность", к уничтожению старого и возникновению нового». Диалектическая концепция развития «в ее наиболее последовательной, полной, продуманной и богатой содержанием форме...» была дана дашь основоположниками пролетарского мировоззрения - Марксом, Энгельсом, Лениным, Сталиным.
Буржуазные ученые, если и говорят о развитии, то понижают его метафизически, а метафизическая концепция развития - только завуалированная форма отрицания действительного развития, утверждение незыблемости, неизменяемости мира. Типичным выражением метафизической концепции развития в биологии является вейсманизм-морганизм. Это реакционное, лженаучное направление отрицает эволюцию органического мира как прогрессивное развитие. Вейсман, так же лак и его последователи, вплоть до Шмальгаузена, говорит о затухании эволюционного процесса. Да и сама эволюция у них выглядит не как процесс новообразований, а как простое развертывание и перекомбинации, т. е. повторение извечно заложенных в «первозданных» существах признаков - «специфических детерминантов» или «ген». Правда, морганисты говорят не о постепенном, а о скачкообразном изменении - «мутациях». Но от этого метафизическая суть их теории не меняется, ибо их скачки-мутации не подготовляются предварительным накоплением количественных изменений. «Мутации» вейсманистов, как и катаклизмы Кювье, происходят по неизвестным причинам. Признание такого рода скачков, как показал Энгельс, революционно на словах, но реакционно на деле. Оно неразрывно связано с признанием творческих актов как причин изменений в природе. Только понимание развития в единстве его эволюционной и революционной формы дает нам действительно диалектическую концепцию развития.

Он перевел большой отрывок из "Грамматики науки" Пирсона ради содержащегося там утверждения, что точная современная наука - лучшая школа гражданственности.

Французский писатель Флобер говаривал, что он хотел бы укрыться от житейской суеты в башне из слоновой кости. Такую башню Тимирязев ни за что не счел бы подходящим местом для великих открытий.

Он мечтал о типе гармоничного человека (и всей своей жизнью пытался воплотить его). Он вспоминает о Юнге, основателе оптики, который взял за правило, что человек должен уметь делать все, что делает другой человек.

"Творчество поэта, диалектика-философа, искусство исследователя - вот материалы, из которых слагается великий ученый", - ни у кого, кроме Тимирязева, мы не найдем такого, поистине поразительного определения.

Его собственный опыт показал, что развитие науки не безмятежная идиллия. Это жестокая борьба. Он видел, что многое на деле происходило не так, как пишут в учебниках, многое неосновательно забыто, и он создает ряд замечательных этюдов по истории науки, десятки страниц, которые и посейчас не превзойдены. Он создает жанр боевой публицистической биографии - каждому независимо от специальности стоит прочесть, что он написал о Лебедеве, Вырубове, Бертло, Пастере и о более старых - Сенебье, Пристли, Лавуазье, Роберте Майере.

Однако для него задача заключалась не только в том, чтобы устанавливать научные истины, но и в том, чтобы сделать их общим достоянием.

"С первых же шагов своей умственной деятельности я поставил себе две параллельные задачи: работать для науки и писать для народа, то есть популярно".

Впервые и, быть может, единственный раз в истории науки была формулирована равноценность задач ученого и популяризатора.

Он владел огненным словом. Он не снисходил к "профанам" и не выполнял "скучной обязанности".

В 1884 году он написал замечательные строки:

"Делая все общество участником своих интересов, призывая его делить с ней радости и горе, наука приобретает в нем союзника, надежную опору дальнейшего развития".

Перечитывая мастерские образцы тимирязевской популяризации, поражаешься, как умел этот человек писать о самых, казалось бы, сухих и скучных вещах, как умел показать, что они касаются всех и должны быть интересны всем. Он избегал псевдоученого жаргона. Он не боялся (как и в своих научных работах) процитировать Шекспира, Некрасова. Общедоступности он достигал высочайшим культурным уровнем своей популяризаторской работы.

Науку он изображал не как некий недосягаемый храм, в котором облеченные чудесным всезнанием жрецы совершают таинственные обряды, приоткрыв только краешек завесы для непосвященных. Нет, Тимирязев не устает повторять: наука - это мастерская, учись работать, тебе найдется место в ней!

Он умел заражать радостью научного творчества, поэзией науки. Он учил понимать и потому любить науку.

Мало кто так писал о людях и их деле, как писал Тимирязев. Его ученик вспоминает, что люди избирали специальностью биологию, прочтя Тимирязева. И это веская похвала для пропагандиста науки.

Тимирязев не уставал подчеркивать: кто ясно думает, тот ясно пишет. И много раз напоминал, какое значение придавали великие натуралисты старых времен языку своих произведений.

В нем самом было многое от таких великих натуралистов прошлого - от людей, которых называли энциклопедистами, "живыми университетами", потому что они владели всей областью своей науки, а не узеньким коридорчиком в ней.

Говорят: это было возможно во времена Аристотеля, какого-нибудь средневекового Гессиера, даже, скажем, Александра Гумбольдта.

Тимирязев доказал, что это возможно в наше время и что это тип научной работы, который не только не препятствует глубокому овладению какой-либо специальной областью в науке, но, наоборот, позволяет увидеть и открыть другим самые широкие горизонты и в этой области, и во всей науке.

Три качества он считал безусловно необходимыми для большого ученого: творческое воображение, которое соответствует воображению художника; трудолюбие, сочетаемое с самой суровой самокритикой, отбором. Он утверждал, что отбор - это важнейшая составная часть научной работы, всякой выработки ценностей вообще. Это он иллюстрировал ссылками на Дарвина, Фарадея, Ньютона, Руссо, Флобера, Толстого и художника Мейссонье.

"Великие мыслители достигали высоких результатов не потому только, что верно думали, но и потому, что много думали и многое из передуманного уничтожали без следа".

В другой раз он сказал так: "Великие художники, конечно, тоже искали новых путей, но они сообщали миру только свои находки, а свои "искания" хранили в своих мастерских или без жалости их уничтожали".

VII

Патриархом русской агрономии называли его, русским Геккелем и даже русским Дарвином. Англичане писали о нем как о первом ботанике мира, и тиражи "Жизни растения" соперничали в Англии с тиражами Диккенса.

Но удивительная вещь! Вот мы раскрываем пухлую книжищу на много сотен страниц. Это даже не Пантеон, это - поименный список всех людей, когда-либо оставивших некий след в истории науки. С какой дотошностью, с какой любовью к архивной пыли составлен этот историко-научный формуляр, и кого в нем нет! Пустопорожние доценты, отпечатавшие сообщение в несколько строк в "прибавлениях" к какому-либо академическому "вестнику": императоры и короли, велевшие замостить дорогу или поощрившие винокурение; средневековые доктора в шапочках сирийских магов, столетия почивавшие в мире и всеобщем забвении. Одного только имени не знает универсальный "хандбух" по истории естествознания и техники ученейшего Дармштедтера: имени Тимирязева. Не было не то что великого исследователя тайн живой природы - не было вообще никакого Тимирязева.

Случайностью не объяснить этой рассеянности немецкого историка науки.

Была своя закономерность в разительном отличии отношения к Тимирязеву официальной науки Германии от отношения к русскому ученому английской и французской науки, всей передовой науки мира. Наука бряцающего оружием пруссачества, крохоборческая, близорукая, шовинистическая, давно забывшая о великанах, некогда создавших славу немецкому естествознанию, - эта наука знала, кто был ее непримиримым противником и разоблачителем ее ничтожества. Именно в немецких университетах расплодились те "полчища специалистов, различных "-истов" и "-логов", пигмеев, величавших мечтателем и фантазером всякого, пытавшегося окинуть взором более широкий горизонт", как говорил о них Тимирязев.

В немецких университетах работали непримиримые враги научного дела Тимирязева - ботаники Сакс, Пфеффер, Франса, которые в самой науке своей ханжески и раболепно пресмыкались перед непостижимой, сверхъестественной "жизненной силой", как и вся их наука пресмыкалась перед прусской казармой, "тайными советниками" и генеральским сапогом.

И, заклеймивши их, с гневным презрением отвернулся от них Тимирязев - от них и от расистской проказы, которую уже тогда занесли на университетские кафедры Германии достойные предшественники нынешних фашистских мракобесов.

Почти три четверти века прошло со времени смерти Тимирязева.

Время - неподкупный судья.

Те, кто спорил с Тимирязевым и не мог оспорить, те, кто со спесивой важностью воображал, что умалит его своим озлобленным молчанием, - где они теперь, эти пигмеи? Кто знает, кто помнит о них?

Но, как горные вершины, которые, чем дальше отойдешь от них, тем отчетливее вырисовываются во всей своей истинной громадности, так все величественнее, все огромнее вырастает перед нами фигура Тимирязева - ученого-гражданина, ученого-бойца, великого натуралиста.

В очень многих своих научных воззрениях он опередил свое время. В книгах его есть страницы, смысл которых полностью раскрылся только сегодняшней науке. А есть и такие страницы, которые, несомненно, укажут путь в науке завтрашнего дня.

Живой голос Тимирязева доносится до нас сквозь даль четверти века. Он чище, отчетливее нам слышен, чем слышали его даже современники. Он помогает решать, распутывать споры, касающиеся наших нынешних научных дел и событий.

Самая могучая наука о живой природе, наука, создающая новых животных и новые растения, наука, которая древнюю власть земли заменила в нашем Советском государстве властью над землей, - это тимирязевская наука, подхваченная сейчас десятками прямых учеников великого ученого и тысячами учеников заочных - университетских профессоров, селекционеров, агрономов, колхозников-опытников.

В предвоенные годы по решению правительства Советского Союза было издано собрание сочинений Тимирязева. Последние тома выходили тогда, когда на Западе уже запылал военный пожар, зажженный разбойничьим гитлеровским империализмом.

И мы по-новому перечитали страницы, написанные Тимирязевым четверть века назад, во время войны 1914–1918 годов. "Я - русский человек", - писал он тогда. Он разоблачал чудовищную пропаганду расовой ненависти. Какие гневные слова он находил, чтобы бичевать "тех, чья специальность - спускать с цепи демона войны"! Ложь, "ложь во всех видах" - вот ядовитое оружие поджигателей войны. Обрекая на муку, на смерть миллионы, они и свой собственный народ "с завязанными глазами" толкают в пропасть.

И "перед леденящим ужасом совершающегося" старый рыцарь истины Тимирязев восклицает.

ГИГАНТЫ И ПИГМЕИ. 22 МЫШИНЫХ ПОКОЛЕНИЯ

Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя - вот материалы, из которых слагается великий ученый.

Наступила сумеречная пора в западной науке.

В сыром апреле 1882 года, почти за два года до смерти упрямого настоятеля, умер Чарльз Дарвин, старый, больной и тихий человек, который поднял вихрь, вот уже почти четверть века бушевавший во всем мире. И те, которым этот вихрь пришелся вовсе не по вкусу, решили, что теперь-то, наконец, он стихнет.

Герои малых дел и несмелых мыслей все больше становились хозяевами в западном естествознании. Опять назойливо напоминали о себе «ископаемые», - кто два десятилетия назад с пеной у рта отстаивал догмат предвечного творения. Как, они живы?! Да, живы…

И все, тянувшие науку вспять, в ту сумеречную пору объединились в дружных усилиях похоронить дарвинизм вслед за его творцом и добиться того, чтобы наука опять стала, как в старые времена, служанкой богословия.

Правда, теперь волки надели овечьи шкуры.

Эволюция! - возглашали они со своих кафедр. - Величайшая идея нашего прогрессивного века! Да, конечно, она происходит…

- … к сожалению, происходит, - добавляли некоторые из них шепотом.

Но… - тут они принимали таинственный вид, - старик Дарвин ничего не понял в этом.

Организм сам чудесно приспособляется ко всяким изменениям среды, - бубнили одни.

Он развивает нужные ему органы, а ненужные заставляет исчезнуть, - вперебой первым твердили вторые.

Что такое? Неужели они схватились за робкие, неуверенные мысли, за фантазии первых эволюционистов-мечтателей, над которыми сами же (или их достойные отцы) потешались еще недавно?

Именно так.

Только они вспомнили не о силе, а о слабости Ламарка. Например, о «стремлении к совершенствованию», приду манном им. А мысль Ламарка, что новые потребности организма, создающиеся в новых условиях жизни, влекут за собой изменение формы тела, свойств организма, они переиначили так: организм по своей воле создает себе нужные органы.

И лжетолкователи Ламарка выпячивали грудь:

Мы провозглашаем новое направление в науке. Имя ему - психоламаркизм.

«Психоламаркизм» - что такое?!

А вот послушаем:

Организм изменяет сам себя. Ибо он обладает таинственной жизненной сущностью. И в эволюции скрыт божественный умысел.

Это был ловкий фокус - заставить, чтобы пела «осанну» сама эволюционная теория, разрушительница догмата предвечного творения!

Этот дряхлый догмат рухнул. А бог все-таки получил свою часть в земных делах. Как говорили в старину: «Король умер. Да здравствует король!»

К огорчению фокусников, фокус не выходил так легко, как они того желали. Не таи уж просто было затупить материалистическое острие эволюционного учения. Плеяда исследователей заменила того, кто лежал теперь под мраморной плитой в Вестминстерском аббатстве.

Принадлежал он русскому, звали его Климент Аркадьевич Тимирязев.

Замечательной была его жизнь.

Он родился в Петербурге в 1843 году. Когда маленькому Клименту было пять лет, его отца спросил один знакомый, какую карьеру тот готовит своим четырем сыновьям. «А вот какую, - ответил отец. - Сошью я пять синих блуз, как у французских рабочих, куплю пять ружей и пойдем с другими - на Зимний дворец!!»

О французских рабочих отец помянул не зря: то был 1848 год, год революции, свергнувшей во Франции Луи-Филиппа, год июньского восстания рабочих в Париже, первой грандиозной, на весь мир прогремевшей классовой битвы пролетариата. Вряд ли отец Тимирязева, небогатый дворянин с республиканскими убеждениями, понимал все значение этой битвы.

Но ненависть и отвращение к палачу героев-рабочих, кровавому генералу Кавеньяку и другим душителям народа владели его честной душой.

Он рассказывал Клименту, когда тот немного подрос, о декабристах, о первой французской революции, о Робеспьере - «чистом, святом человеке». И воспитывал детей в твердых принципах жизненной прямоты, служения народу и презрения ко всякому искательству.

А уважение к человеческому труду, труду народа - было то главное, что с ранних лет привили детям в семье Тимирязевых.

Много времени прошло, и Климент Аркадьевич Тимирязев, глубокий уже старик, дрожащей рукой набрасывал посвящение к «Науке и демократии» - книге, которую он послал Владимиру Ильичу Ленину.

Он посвятил книгу «дорогой памяти» своих отца и матери, Аркадия Семеновича и Аделаиды Климентьевны Тимирязевых.

Он писал: «С первых проблесков моего создания, в ту темную пору, когда, по словам поэта, „под кровлею отеческой не западало ни одно жизни чистой, человеческой плодотворное зерно“, вы внушали мне, словом и примером, безграничную любовь к истине и кипучую ненависть ко всякой, особенно общественной, неправде. Вам посвящаю я эти страницы, связанные общим стремлением к научной истине и к этической, общественно-этической социалистической правде…»

С пятнадцатилетнего возраста. Климент жил на свой собственный заработок.

Восемнадцати лет он поступил в Петербургский университет. В это время полиция на каждого студента завела «дело», как на преступника, и всем студентам было велено подписать «матрикулы» - выдать расписки, что они, студенты, всегда будут тише воды, ниже травы.

Студенты ответили сходками и забастовкой. Климент Тимирязев был среди забастовщиков.

Его исключили из университета, но он все же кончил его - не студентом, а вольнослушателем, и за выпускную работу ему присудили золотую медаль. «Я взял науку с бою», вспоминал Тимирязев.

Он блестяще защитил магистерскую, потом докторскую диссертацию.

Его избрали профессором Петровской академии (ныне Академия сельскохозяйственных наук имени Тимирязева); в Московском университете он создал первую кафедру анатомии и физиологии растений.

В ту аудиторию, где читал Тимирязев, сходились студенты всех курсов, даже всех факультетов. Имя его гремело. Послушать Тимирязева, посмотреть его лабораторию съезжались со всей России.

Потом пришла мировая слава. Заграничные академии и университеты один за другим избирали его почетным членом. О нем уже писали как о замечательнейшем ботанике мира.

А он выступил с неслыханным утверждением, что все общество должно стать соучастником и судьей науки, служащей народу, что «наука должна сойти со своего пьедестала и заговорить языком народа, то есть популярно». Он небывало определил задачу науки: «борьба со всеми проявлениями реакции - вот самая общая, самая насущная задача естествознания». И высказал мысль, что все сделанное в науке только предыстория ее, а настоящая история и подлинное могучее развитие науки начнутся тогда, когда она станет народной и десятки тысяч людей из народа начнут работать в ней.

В 1878 году он произнес речь, в которой прямо указал на сумеречную пору, надвинувшуюся да западную науку. Тогда-то он и сказал об «истах» и «логах», начавших безудержно плодиться в европейских университетах. О полчищах пигмеев, обзывавших «мечтателем и фантазером всякого пытающегося подняться над общим уровнем, окинуть взором более широкий горизонт». И, заклеймив их, он изумительными словами определил работу исполинов, пролагавших новые пути в науке: «Творчество поэта, диалектика философа, искусство исследователя - вот материалы, из которых слагается великий ученый».

Поэт, философ, искусный исследователь - и все это, слитое в органическом единстве! Многого же требовал автор такого определения от человека, которого он соглашался именовать «великим ученым».

Но становилось все яснее, что этой беспримерной мерой он мерил не только работу других, но прежде всего свою собственную. Этого он требовал от себя.

Что же открыл Тимирязев?

Трудно коротко рассказать итоги огромной жизни. Здесь расскажем только кое о чем.

Нет зрячего человека на Земле, который не видел бы зелени растительного мира.

Это одно из самых первых впечатлений ребенка, едва он поглядит вокруг себя. Сколько тысячелетий знают люди о том, что растения зелены? Да столько, сколько сами люди существуют на Земле!

И тем не менее никто никогда не знал, почему это так, почему зеленый мир зелен!

Объяснил это Тимирязев. И не только объяснил, но и показал, что зеленый лист и не мог бы быть никакого много цвета - иначе растение не смогло бы делать своего изумительного дела: «созидания при помощи света», фотосинтеза.

Окраска листьев в точности такова, чтобы листья могли поглощать самые деятельные в процессе фотосинтеза лучи солнечного спектра.

Поэтому-то и должен был выработаться зеленый цвет зеленого листа. Ведь в эту сторону миллионы лет толкал и вел естественный отбор.

Вот одно из открытий Тимирязева.

Тимирязев, еще юношей, взялся и за решение задачи, какая считалась всеми да и впрямь казалась вовсе неразрешимой. Он принялся разгадывать самую сокровенную тайну зеленого листа, тайну построения живого из простых минеральных веществ в листве растения - глубочайшую загадка живой природы.

Он во всеуслышание объявил, что эта загадка будет разгадана. Он считал, что не может быть иначе, раз верна эволюционная теория.

И вот, одно за другим, стали появляться исследования русского ученого, десятки исследований. Из них неопровержимо вытекало, что Тимирязеву удалось то, что, по мнению проповедников таинственной «жизненной силы», никак не могло удаться: в фотосинтезе - в том «световом созидании», которое идет в живом листе, пока его освещают солнечные лучи, - больше не было тайны!

Тимирязев выяснил, какие именно лучи солнечного спектра поглощаются растением, и проследил, говоря его собственными словами, «их участь в растении»; он изучил зеленые клеточки с их зернышками хлорофилла и показал, как они связывают энергию света и превращают ее в химическую силу и во внутреннюю работу. Было в точности установлено, что именно с помощью этой энергии осуществляется весь фотосинтез; составлен даже «энергетический баланс» его. На твердую дорогу поставлено исследование физики и химии «светового созидания». Никакого места не осталось в недавно еще непостижимом явлении для «жизненной силы».

Естественные законы оказались распространены на огромную область живой природы, которая в сущности, испокон века и до Тимирязева, в представлении ботаников, физиологов, даже химиков и физиков, пребывала под властью чуда.

И все это было величайшей победой эволюционной теории.

Становилось очевидно, что Тимирязеву было известно о ней больше, чем самому Дарвину.

Год за годом, десятилетие за десятилетием он как бы бессменно стоял на часах, отражая все нападения на нее, отбивая атаки, отстаивая эволюционное учение во всей его научной строгости и чистоте. Он не просто пропагандировал «дарвинизм» и даже не просто развивал его дальше, - он прибавлял к нему нечто новое.

До середины девятнадцатого века существовало как бы две дороги для человеческой деятельности в мире живой природы - одна для теории, другая для практики. Издавна повторяли: «Знание - это могущество».

Но биологическая наука, находясь во власти представления об исконной неизменности видов, оставляла человека беспомощным перед живым организмом.

С другой стороны, практики - растениеводы, животноводы - создавали новые формы жизни.

Но очень медленно делалось это. Практика не освещалась теорией. И было в этом медлительном обновлении природы подобие слепых стихийных процессов.

Словно глубокая щель отсекла теорию от практики.

Дарвинизм оказался мостом через эту щель. И тут, в значительной мере, была его сила.

Но этот смело переброшенный мост был еще недостаточно крепок и широк. Дарвин отмечал и провозглашал факты. Он показал огромную ценность работы практиков для раскрытия «тайны из тайн». Но на мосту не хватало места для встречного движения - для того, чтобы с лихвой вернуть практикам то, чем они ссудили теорию.

Дарвин говорил:

Смотрите: так было в истории домашних животных и культурных растений. И так происходило в природе.

Только Тимирязев досказал:

Так должен, так будет поступать человек, чтобы изменить природу животных и растений в ту сторону, в какую он найдет нужным.

В сторону человеческого могущества, на службу человеку поворачивал эволюционную теорию Тимирязев. Словом и делом пропагандировал Тимирязев новую науку, науку будущего. И сам дал ей - небывалой науке - название: экспериментальная морфология - наука о преобразовании человеком живых форм.

Некогда, в давнюю пору, когда объем человеческих знаний был еще невелик, существовали всеобъемлющие ученые - их называли «живыми университетами».

Эту всеобъемлемость, почти легендарную, Тимирязев повторил на глазах нашего старшего поколения, при гигантском развитии естественнонаучных знаний.

В самом деле, в науках о жизни трудно найти такую область, в которой Тимирязев не оставил бы следа.

В зоологии он чувствовал себя так же свободно, как и среди зеленого мира растений.

А физики писали ему: «Мы вас считаем своим и учимся у вас», «…следя за вашими опытами, мы невольно вспоминали работы великих созидателей физики…»

Он был одним из творцов русской агрономии; вырастить два колоса там, где рос один, он объявил благороднейшей целью усилий науки.

«Природа - это простолюдин, - повторял он. - Она любит труд, любит мозолистые руки, и если уж приходится ей открывать свои тайны, она предпочитает это делать для тех, кто в этом заинтересован».

А каким словом он владел! То было поистине огненное слово. Никто так не писал до Тимирязева о науке, ее деле и ее творцах.

И все, что говорил, что писал Тимирязев, его исследования, открытия его науки - гордой, могучей, бесстрашной, настоящей человеческой науки, - все это было как град камней, попадавших прямо в то мутное и зеленое болото, где квакали свою «осанну» лягушечьи хоры «истов» и «логов».

Эх, как раскачалось болото! Ведь за любой кочкой и даже на самом дне настигало огненное слово!

Неслыханно! - вопили «исты» и «логи». - Он говорит то, чего не смел доказать Дарвин: что вся живая природа произошла из неживой.

Это бунтовщик: он гонит вон творца из сотворенной им вселенной!

Я не понимаю, в чем там дело с зеленым листом, - заерзал Пфеффер, немецкий ботаник. - Но какая дерзость выводов! Этот человек не считается с самим доктором Юлиусом Саксом, хотя, как известно, доктор Сакс знает все о физиологии растений.

Кстати, я думаю, что там, в московских опытах, подделаны цифры. Да, да, конечно, это подделка.

Но философ-идеалист Деннерт оставался безутешен.

Волосы становятся дыбом, - сокрушался он, - когда видишь, как яд материализма просачивается в низшие народные массы.

А из Лондона доносились вздохи Оливера Лоджа, прославленного физика:

Увы! Моря больше не защищают Англию. Вчера в омнибусе, рядом со мной, простой ремесленник читал книжку о том, что самые прекрасные цветы украсили землю по грубым законам природы.

И, произнеся это, сэр Оливер отправлялся в темную комнату и там молил духов ответить условным постукиванием ножки небольшого круглого столика, как уложить в гроб бессмертное учение об эволюции вслед за его смертными создателями: сэр Оливер посвящал досуги, которые ему оставляла лаборатория, спиритизму.

Но духи не слыхали или не могли исполнить просьбу достойного сочлена Королевского общества: они так и не сообщили ему способа искоренения учения о развитии живого мира.

Примерно в это время в немецком городе Фрейбурге читал курс эволюционной теории профессор Август Вейсман. Он считался дарвинистом, правда, с приставкой «нео»; это значило, что профессор Вейсман не обычный, а улучшенный дарвинист.

Профессор Вейсман рубил хвосты мышам. Затем он ждал, пока у них рождались дети, и тем также рубил хвосты. И так он поступил с двадцатью двумя поколениями мышей. При этом он тщательно измерял хвост у каждой новорожденной мыши, выслеживая, не станет ли он короче. Но у мышей двадцать третьего поколения хвост оставался все таким же, каким положено ему быть у всего мышиного рода.

Из этого я вижу, - рассудил профессор Вейсман, - что совершенно напрасно считают живые организмы - вот хотя бы этих мышей, не боящихся моего ножа, - какими-то цельными существами. На самом деле они состоят из двух частей, вставленных одна в другую. И жизнь похожа на игрушку-коробочку, внутри которой есть другая коробочка. Внутри этой внешней мыши, которую я вижу, есть еще внутренняя мышь, невидимая. Я могу отрезать хвост мыши внешней, но не могу уменьшить хвост мыши внутренней ни на миллиметр.

Короче говоря, Вейсман провозгласил, что все живые организмы состоят из вещества телесного и вещества зародышевого. Ошибся бы тот, кто подумал бы, что Вейсман под зародышевым веществом разумел просто зародышевые клетки, имеющиеся, как всем известно, и у мышей и у бесчисленного множества других организмов.

Нет, Вейсман имел в виду не какие-то обыкновенные клетки, которые в положенный срок образует организм и которые можно взять и положить под микроскоп, срисовать, сфотографировать, изучить; Вейсман говорил о веществе, именно о веществе, которое - одно среди всех веществ мира и единственное в организме (в отличие от «вещества телесного») - одарено таинственной силой воспроизводить жизнь, и притом о веществе, химикам неведомом, в микроскопы невидимом!

Зародышевое вещество несет в себе наследственные зачатки (Вейсман называл их «определителями», детерминантами). И что бы ни происходило с телом животного или растения, ничто не в силах изменить наследственных зачатков. Когда живые существа размножаются, это значит, что зародышевое вещество порождает из себя новое зародышевое вещество. Что именно вырастет - курица ли, лягушка или пшеница, - зависит от таинственных и невидимых наследственных зачатков. Тело - их произведение.

Но тело никак не влияет на них. Смертные тела - только футляры для зародышевого вещества. Оно бессмертно; оно вечно производит само себя.

А зародышевые клетки - это оправа для него. Они потому и зародышевые, что в них скрыто зародышевое вещество. Гистологи, цитологи, эмбриологи, анатомы - все они совершенно напрасно надеются исторгнуть тайну зародышевых клеток с помощью иголок, остро отточенных ножичков, химикалий и черных трубок микроскопов. Они воображают даже, профаны, будто они видят, как живое тело порождает эти клетки вместе с другими своими клетками и будто иначе и не может быть, если существуют логика и здравый смысл! Какие наивные пустяки! Ни одна зародышевая клетка не порождена телом; свою тайну она получила прямым путем от другой зародышевой клетки; и тайна эта - бессмертное вещество, которое порождает бренное, покорное ему тело и, укрытое в нем, правит им, а потом окидывает его с себя, чтобы заменить другим телом.

Рассуждения Вейсмана совсем не огорчили противников Дарвина.

Поистине, - заключили они, - этот истребитель мышиных хвостов вовсе не так страшен. Очевидно, если дарвинизм снабдить маленькой прибавочной «нео», то у него выпадают зубы.

Но удивительные эти рассуждения, в которых все было шиворот-навыворот, нам надо отметить: они знаменовали появление на научной сцене «наследственного вещества», исполненного мистической тайны, всемогущего и не доступного никаким воздействиям.

Странным образом этому недостижимому «веществу» суждена была еще долгая жизнь в бесчисленных книгах последователей фрейбургского «мышиного оператора».

Так «рок наследственности» грозно встал перед биологией.