Впрочем, природа всякий раз не прочь пошатнуть наши представления о ней и свести на нет результаты упорного труда целых поколений. Когда дело касается реальных природных объектов, в простых и ясных определениях то и дело обнаруживаются «дыры». Камнем преткновения стали две природные жидкости. Как быть с водой? В понятие минерала она не «влезает». Но стоит температуре воды понизиться всего до 0? С, и она становится самым настоящим минералом – твердым, кристаллическим, представленным индивидами, к тому же еще и весьма распространенным. Самородная ртуть по своей сути должна быть отнесена к классу минералов – самородных металлов; не к нефтям же и битумам! Однако полноправным минералом ртуть становится лишь, затвердевая при -39? С. Согласно формальному определению, минерал «самородная ртуть» следовало бы хранить и демонстрировать в музеях и коллекциях при температурах ниже -39? С, а минерал «лед» – ниже 0? С. С другой стороны, остальные, «истинные» минералы тоже могут переходить в жидкое состояние, разница лишь в температурах плавления. Но ведь нелепо искать предлог, чтобы узаконить диапазон температур от 0 до -39? С, позволяющий «прописать» среди минералов две упомянутые жидкости. Природа здесь пока ничего не подсказала, оставив это нашей собственной проблемой. Проблемы есть и с несколькими твердыми телами (в частности, с «обыкновенным» опалом), не имеющими кристаллического строения и оставленными в минералогической номенклатуре на правах исключения. Подобные «накрутки» портят красивое определение, бросая на него тень условности. Разумеется, с такими исключениями, как вода, переходящая в лед, или самородная ртуть, при обычных условиях жидкая, можно примириться. Но есть и более серьезные проблемы.
Хорошо известно, что жизнь, биологическая форма организации материи, подчиняясь фундаментальным законам физики и химии, отнюдь не сводится к ним. Биологический вид определяется биологическими, а не физическими и химическими признаками. Минерал же, в отличие от живых существ, устроен вроде бы совсем несложно, вся его суть – в составе и кристаллической структуре. Но вот В.И. Вернадский, например, был иного мнения. «Дать вполне полное определение этому понятию (минерала. – Б.К.) мы не можем, как не можем такового и для других объектов природы». И в самом деле, если бы минералы можно было исчерпывающе описывать физическими и химическими параметрами, то тем самым была бы стерта грань между ними и их искусственными аналогами – кристаллами, созданными в лабораториях и на заводах. Что эта грань реально существует, знает любой, кто умеет отличать природный рубин или другой ювелирный камень от его «синтетического» аналога. Не так уж прост минерал!
Но у нас есть еще в запасе «природное происхождение» минерала. Теперь мы видим, что это не просто протокольный признак, но свойство самого минерала. Оно заключается в том, что в любом природном кристалле записана его собственная «автобиография»: когда и где родился, в каких условиях рос, каким влияниям и воздействиям подвергался, какие приобрел персональные особенности, как взаимодействовал с соседями… Минерал – это организм, возникший и миллионы лет существовавший среди бесконечных перемен и катаклизмов, которые не могли не оставить на нем своих шрамов и отметин. Это и есть то, что отличает минерал от искусственного кристалла, даже полностью идентичного ему по составу и структуре. Далеко не все эти отметины удается расшифровать, хотя минералоги усердно работают в этом направлении. Более того, следует, возможно, признать, что содержание минерала как организма принципиально неисчерпаемо. Наличие богатой «биографии» делает минералы памятниками природы. К сожалению, при современной технологии добычи полезных ископаемых почти все самые значительные памятники погибают; усилиями ученых и коллекционеров удается сохранить лишь ничтожную их долю. Культура и наука будущего вынуждены будут довольствоваться случайно уцелевшими объедками от нашей хозяйственной алчности. К чести коллекционерского движения, не менее девяти десятых от общего числа спасенных памятников природы хранится, по подсчетам французских ученых, в частных коллекциях.
Как живое существо – это совокупность наследственных и приобретенных признаков, так и любой минеральный индивид – это продукт совместного действия двух факторов: внутреннего – кристаллической структуры и внешнего – условий и обстоятельств кристаллизации и дальнейшего существования кристалла, в общем, влияния среды существования. Хотя минералы не могут размножаться, кристаллическую структуру можно уподобить «генетическому», видовому признаку, тогда как влияние среды определяет признаки «приобретенные», индивидуальные. Структура – фактор стабильности, консервативности, унификации; влияние среды – фактор изменчивости, разнообразия, индивидуальности.
Подобно тому, как нет на свете двух совсем одинаковых кошек или грибов-подосиновиков, так среди множества идентичных по составу и кристаллической структуре минеральных индивидов не существует двух одинаковых. Природное происхождение – источник неограниченного, поражающего воображение разнообразия минерального царства. Правда, многие минералы известны пока лишь как единичные находки. Остальное царство минералов характеризуется многообразием форм, помноженным на многообразие несовершенств.
Многообразие кристаллических форм минералов порождается широким диапазоном физико-химических условий их образования, длительности процессов кристаллизации и влиянием всегда присутствующих посторонних веществ. На кристаллах кальцита обнаружено несколько сотен кристаллических форм! Многие из них даже получили выразительные горняцкие прозвища – от «собачьего клыка» до «крыла ангела». Еще более многообразны усложненные индивиды и «коллективы» индивидов. Даже малая доля этого многообразия совершенно немыслима в параллельном мире искусственных кристаллов.
Не менее эффективен другой фактор разнообразия – несовершенство кристаллов. Идеальный кристалл – один, несовершенных – сколько угодно. Примечательно, что абсолютно совершенных кристаллов в природе нет. Совсем нет! Афоризм «кристаллы блещут симметрией», принадлежащий знаменитому русскому кристаллографу Е.С. Федорову, можно дополнить: «и прекрасны несовершенством». Да, именно несовершенством! Совершенный кристалл с идеальной, бездефектной структурой и полной симметрией, как скучноватый чертеж в минералогическом справочнике – чистейшая абстракция. Абсолютное совершенство, абсолютная симметрия принципиально чужды природным кристаллам. Показателен пример одного из самых распространенных минералов – кварца, на долю которого приходится более 12% земной коры. Кристаллы кварца можно найти повсюду, от высокогорных хрустальных жил до известняковых карьеров Подмосковья. Но даже относительно малодефектные кристаллы, допускаемые стандартом для использования в пьезоэлектрической технике, настолько редки, труднодоступны и дороги, что промышленность вынуждена переходить на синтетическое сырье.
Идеальность природных кристаллов нарушается динамикой и кинетикой развития, скоростью процесса кристаллизации, влиянием разного рода внешних факторов. Красота несовершенства перестанет казаться парадоксальной, как только мы уясним, что реальный кристалл – это продукт компромисса между стремлением растущего кристалла к максимуму совершенства и стремлением достигнуть этого максимума как можно скорее. Если бы процессы природной кристаллизации не сопровождались «спешкой» (в одних случаях измеряемой сутками, в других – миллионами лет), то в бесконечной перспективе мир наполнился бы идеальными кристаллами, похожими друг на друга как две капли воды. На первый план, таким образом, выступает фактор времени. Еще в 30-е годы прошлого века В.И. Вернадский отметил, что в основе несовершенства природных объектов лежит фундаментальная несимметричность, необратимость времени…
Но раз уж со всем этим – к несчастью для потребителя минералов и к счастью для их любителя – ничего поделать нельзя, обратимся к другой интригующей теме.
Посмотрим еще раз на график открытия новых минералов (рис. 2). Да ведь это натуральная экспонента! Исторический процесс открытия новых минералов носит лавинообразный характер, и число известных видов удваивается каждые 40–50 лет. Если дело так пойдет и дальше, то наступит момент, когда число известных минеральных видов вместо нынешних 4000 перевалит за миллион, обгонит искусственные вещества и продолжит свой рост.
Однако большинство минералогов не соглашается с таким прогнозом: исторические экстраполяции, как известно, дело рискованное.
Во-первых, одновременно с пополнением каталога минералов идет дискредитация видов, «открытых» по ошибке. Болезнь ошибочных «открытий», в основном преодоленная совершенствованием методов идентификации минералов, в прошлом была весьма распространена. Так, красивый минерал апофиллит за 70-летний период 1784–1853 гг. «открыли» десятикратно! И каждый раз он получал новое название, которое потом приходилось исключать из минералогической номенклатуры.
Но главное, численность минеральных видов ограничивается важными объективными обстоятельствами. Тот или иной гипотетический минерал может возникнуть при условии, если образующие его атомы «встретятся» друг с другом. Это зависит от их распространенности в земной коре, и чем сложнее состав минерала, тем, по законам комбинаторики, меньше вероятность встречи. Его кристаллическая структура должна быть устойчива в условиях, господствующих в месте «встречи» в момент «встречи». Но этого мало: возникший минерал должен «дожить» до встречи со своим открывателем (и никто не знает, сколько их не дожило до этого!), а значит, он должен быть устойчив и в изменяющихся условиях окружающей среды… Все это в принципе поддается расчету. Однако такой расчет даже для нескольких сотен гипотетических минералов настолько трудоемок, а проблема численности минеральных видов в природе пока что настолько неактуальна, что минералоги не берутся за ее решение и воздерживаются от конкретных прогнозов. По-видимому, следует ожидать, что в исторической перспективе процесс открытия новых минеральных видов замедлится и из лавинообразного перейдет в режим асимптотического приближения к некоторому предельному уровню….Если, конечно, к тому времени в него не вмешаются новые геологические катаклизмы.