- 趣味地球化學
- (俄)費爾斯曼著 余杰編譯
- 5018字
- 2021-10-29 18:11:02
原序
費爾斯曼在《趣味地球化學》中,從文學的視角展示了地球化學,其為地質學的一個旁支,以此概括他為之奮斗一生的科研工作,他旨在向人們說明地球之化學生活正如他借助自己的科研經驗幻想出的一般。
于20世紀初葉萌發了研究地球的這個新分支,而且著述頗豐的要數蘇聯的維爾那德斯基及費爾斯曼院士。
人類下了很大的功夫,方把眾多零散的觀察串聯到了一起,才對地殼的化學成分有了初步了解。地質學家與礦物學家是在原子物理學同原子化學的相助下,分辨清地殼中物質的分布和循環規律的。正是在以上研究成果的支持下,人們探索出了粒子在原子和分子這些微小物質中的變化規律,這同它們在巨大的太陽和別的與我們遙不相及的龐大天體中的聚集體里的變化規律是相同的。
基于以上發現,人們覺得有必要獨立提出一門新科學,即地球化學,因為它能將人類領進物理化學、宇宙化學及天體物理學那奇妙無比的空間,另外還可將此三門學科的科研資料很好地同人們要鉆研的礦產問題整合在一起。
費爾斯曼幾乎將自己畢生的時間都用來鉆研地球化學上的疑難問題了,更難能可貴的是他深刻體會到了地球化學對于蘇聯經濟和文化的重要性。
費爾斯曼是年輕人心目中的楷模,之所以這樣,皆因作為著名研究者的他,盡管身負繁重的研究工作和國家賦予他的其他工作,摯愛科研、生活的他,仍時刻不忘給年輕人寫生動而易懂的科普書籍,這些科普讀物中最獲好評的要數《趣味礦物學》同《趣味地球化學》。
但遺憾的是,長期艱苦的研究工作耗盡了他的精力,他終至在《趣味地球化學》完稿之先就離我們而去了,愛他的朋友和學生幫他完成了他的遺作。
該書中由費爾斯曼的朋友和學生編纂的部分分別為:赫洛平院士補寫了“微觀世界”同“原子裂變、鈾和鐳”二章,維諾格拉多夫寫了“碳”“水中的原子”“細胞中的原子”,謝爾比納撰寫了該書的“稀有而分散的元素”,謝爾巴科夫與拉祖莫夫斯基則依照費爾斯曼的研究資料編寫出了該書的“思想史”同“原子的歷史”。
1948年該書首版問世了,此書有關科學性方面的編輯任務則由拉祖莫夫斯基擔當,當然他也充分吸收了赫洛平這位科研工作者的意見和建議,他們竭盡所能讓本書盡量合乎費爾斯曼的創作初衷。
在大家現在見到的這個版本中,我們做了如下調整:錄入費爾斯曼寫于1940年的“科研工作中的野外部分”,不過是以附錄的形式呈現給讀者的,另外就是用克里諾夫參照前沿材料寫就的“隕石”短文取代了“從宇宙到地球”(此篇文章是由拉祖莫夫斯基按照費爾斯曼整理的科研資料作的),還有就是加添了拉祖莫夫斯基和索西德柯著述的“化學元素的簡單介紹”。更重要的是,這些章(像“碳”“錫”及“鋁”)等在參照費爾斯曼的研究資料做了一小小的補充。最后,對名詞解釋再次做了修訂,當然了也刪改了參考文獻,還增添了一些新插圖。
費爾斯曼是蘇聯人人皆知的著名科學家,他在礦物學、地球化學與地理學方面都堪稱大家,他孜孜不倦地用畢生精力鉆研著蘇聯的礦產資源,同時他也是不辭辛勞的旅行家、頗負盛名的作家以及熱衷于普及地質常識的人。
費爾斯曼出生在圣彼得堡,他在克里木地區享受了自己童年的美好時光,也就是在克里木的時候他對石頭產生了濃厚的興趣,因此他坦言克里木是他的第一所大學。
話又說回來了,吸引少年時期費爾斯曼的還僅僅是石頭漂亮的外觀,隨著時光的流逝他才將關注點轉移到了石頭的成分及成因上。
費爾斯曼度過了自己的中學時代后就跨入了位于首都莫斯科的莫斯科大學,也就有幸聆聽出生于俄國的維爾那德斯基教授的礦物學這門課程,并在其帶領下步入研究領域。
維爾那德斯基進入莫斯科大學親授該課程之先,莫斯科大學的這門課程的聽講者常常是寥寥無幾,原因是當時的課程內容讓學生覺得索然無味。而自19世紀末葉起,莫斯科大學改進了該課程的講授內容,重點開始細述眾多不同的礦物,引導學生探索礦物的結晶情況及礦物的分類方法。
而且博學的維爾那德斯基運用自己的智慧讓這門純敘述的礦物學,變得生機勃勃。起先他是把礦物作為純天然的(地球上的)化學反應的形成物來看待的,留意礦物的形成條件:礦物的形成、生存和轉化成別的物質的過程。
新開設的礦物學不同于之前的那種,不是再去給學生干巴巴地敘述地殼內的種種新奇物質了,而是讓年輕的探索者看到了希望隨之更新了自己的想法,讓他們意識到自己不光要做礦物學家,同時還要成為化學家。正是以上的原因讓費爾斯曼在憶起恩師時有下面這段感慨:“教師對我們的講授方法是把化學跟自然界結合起來,把化學思想跟博物學家的工作方法結合起來。這在自然科學上是一個新的學派,是用有關地球的化學科學的正確科學資料做依據的。”那個時候在莫斯科大學所從事的礦物學研究不光在靜靜的實驗室和研究室展開,還常常去野外從事礦物學的研究工作。基本是上一堂課,就帶領學生去野外參觀并勘探一番。頗為受益的費爾斯曼常常津津樂道這段經歷。
時間一天天飛逝,費爾斯曼他們這些年輕的大學生不斷地在大學里汲取著科學的養料。積累了大量的一手研究資料和理論知識后,他們通過論文向人們宣講他們的科研成果;在此期間他們甚至有時數天都不離開校舍。
1907年的時候,費爾斯曼順利完成了他在莫斯科大學的學業。在讀期間他就在導師維爾那德斯基的督導下發表了五篇學術論文,涉及的內容分別是結晶學、化學同礦物學的最前沿科研成果。
他發表的這些論文,讓他榮獲了蘇聯礦物學會頒發的安齊波夫金獎。
27歲的時候,年輕的費爾斯曼被聘為礦物學教授;當時間邁入1912年之后,他又教授起了地球化學這門剛剛開設的學科,而這在科學的發展史上是絕無僅有的。
站在講臺上的費爾斯曼反復說著這么一段話:“……我們要做地殼的化學家。礦物只是各種元素暫時穩定的結合體,所以我們不但要研究礦物的分布和生成的情況,而且還要研究元素本身,研究元素的分布、變化和生活。”
自27歲始,他自始至終都沒有離開過他熱愛的研究工作,而且由最初的圣彼得堡將科研陣地轉入了莫斯科。
而進入蘇聯時期后,研究環境顯然大為改觀了。也為費爾斯曼發揮自己的科研天分提供了土壤;當政者發出了系統探索和調研其境內天然礦產存儲量的號召,費爾斯曼就全力以赴展開了上述工作。
費爾斯曼是天才的科研工作者,而且頗為重視科研與實踐的配合作用,他及其廣大的研究工作者都擁護和嚴格貫徹這些主張,他一直倡導科研工作者應去與現實需要緊密結合的而且是國民經濟所急需的部門展開研究工作。
辛勤的付出之后,在1919年費爾斯曼又一次收獲了成功——年僅35歲的他成為蘇聯科學院的院士,還兼任科學院博物館館長這一重要職務。
費爾斯曼在科研上做出了重大貢獻,深獲各界好評,無論哪一個人發現他在科研和現實生活當中的不同興趣和卓著的才能,都會嘆為觀止。他在介紹地球化學和礦物學的理論之時都一再強調野外勘察對研究工作的重要性,而且他在實際的研究工作當中也是身先士卒的,他曾經在野外開展過大量的勘探活動。在祖國的好多地方都留下了他的足跡,像科拉半島的希比內苔原、生長著茂盛植被的費爾干地區、溫度較高的位處中亞的卡拉庫姆沙漠與凱吉爾庫姆沙漠、著名的貝加爾湖地區同外貝加爾的大片密林、廣布森林的烏拉爾東部、阿爾泰山山區、烏克蘭地區、克里木半島、北高加索山區、南高加索區域以及其他的一些地區都揮灑下了他的汗水。
在科拉半島開展的野外研究工作如同英雄史詩般宏偉壯觀,它是科研中必不可少的工作內容,費爾斯曼依次于希比內山區同蒙切苔原進行的野外研究工作一直延續到晚年。
他最大的功績就是發現了存儲于科拉半島的磷灰石礦和鎳礦石,這個發現讓世界都為之一震。
基洛夫帶領費爾斯曼及眾多的科學家,長期從事著自然資源的研究工作,蘇聯的很多礦產出自科拉半島,而且存儲量也是罕見的。
1929年蘇聯決定大規模采掘蘊含在科拉半島的各種礦產,這個即將成為工礦區的位于蘇聯境內北極的荒蕪而一向靜謐的半島,在這之前根本就沒有人想起去哪里尋找富礦。想起來就跟做夢似的,在這個荒涼的地方,一座座城市如雨后春筍般突然冒出來了:希比內戈爾斯克是最先冒出來的一座城市,后來更名為基洛夫斯克,之后又出現了蒙切戈爾斯克及別的城市。
費爾斯曼在回憶自己科拉半島的野外研究時,是這么說的:“在我過去的全部經歷里,在自然界各式各樣的景象里以及我對人對事的各種記憶里,我一生中印象最深的要算是希比內山了——我在那里度過了整整的一個科學時代,它差不多占了我20年的全部思想和精力,支配了我的全部生活;它加強了人們的意志,喚起了人們的科學思想、喚起了人們對它的希望和期待……只是由于頑強的努力,由于對希比內山進行了巨大的研究工作,最后我們才在這里得到了奇異的成果,說起來像神話似的,希比內山在我們面前終于暴露了他的富源。”不過希比內山如詩般的美景,并未阻擋住費爾斯曼繼續別的野外研究工作,他旺盛的精力足以讓他為自己心愛的科研工作貢獻力量。
1924年,費爾斯曼進入中央部門工作;直至逝世,對于這份工作他一直興致盎然。1925年,他到卡拉庫姆沙漠去探險,要知道在這之前基本上無人去那里探尋這塊神秘的區域;他在這片沙漠找到了儲藏量極高的天然硫礦,從此這些富源就源源不斷地供應蘇聯的工業。他還參與了硫黃工廠的創建工作,直到今天這個工廠依然在發揮著它應有的作用。
費爾斯曼在1934-1939年完成了《地球化學》這部旨在向人們介紹地殼中化學元素的書,全書共分四卷。在該書中,他依據物理化學定律從不同角度剖析了地殼中不同原子的運動規律。他在此書中流露出的才華和建設性的預見讓人折服。該書的問世,吸引了全世界的目光關注費爾斯曼及其同人在地球化學方面取得的成就。
《科拉半島的礦產》是費爾斯曼于1940年完成的另一部專著,在該書里費爾斯曼以實例闡述了探究天然富源時用到的地球化學方法,書中還介紹了數種勘探新富源的辦法。這部書為費爾斯曼帶來了1942年斯大林一等獎金的榮譽。
費爾斯曼一生著述頗豐,光他發表的文章、書籍和篇幅較長的論文就多達1500種。拋開結晶學、礦物學、地質學、化學、地球化學、地理學與航空測量上的文章,在天文學、哲學、藝術、考古學、土壤學、生物學以及別的方面他也是碩果累累。
費爾斯曼可不是只會做學問的科學家,他還是政治家和頗為活躍的社會活動家。
費爾斯曼天生是駕馭語言的高手,卓越的、天才的作家——一生熱衷于向大眾普及地質知識,俄國的文學泰斗阿·尼·托爾斯泰評價他是“寫石頭的詩人”。
那些有幸聆聽他做報告、進行學術演講和跟他打過交道的人都被他身上散發出的激情感染了,他能讓不同年齡層次和職業的聽眾產生共鳴,他創作的眾多通俗科普文章深受不同讀者的喜愛。
《趣味礦物學》在1928年首版發行,該書現在已被譯成多種文字,先后再版了25次,《巖石回憶錄》也在1940年發行。費爾斯曼離世之后,相繼出版了《我的旅行》《寶石的故事》以及《趣味地球化學》,費爾斯曼卻再也聽不到人們對這幾本書的好評了。
這幾本書能與讀者見面也不是一蹴而就的,它們是創作者多年從事科研工作獲得的第一手資料及其經驗的總結,書中閃現著科學家從事科學研究的影子和熱愛科學的情懷。另外,費爾斯曼還是一位實踐經驗豐富且很有稟賦的教育家,在上面的那些書中他不忘提醒人們重視用科學武裝年輕人的大腦,并一再強調培養年輕人的重要性和艱巨性。他的寫作才能有目共睹,同時他演講的時候使用的語言又極富感染力,燃起了廣大青年喜愛礦物學和地球化學的熱情,同時讓眾多科研人員對新的調查和野外研究躍躍欲試。
讓人們難以忘懷的是費爾斯曼對養育自己的祖國母親的無比眷戀,這種刻骨銘心的眷戀流淌在他創作的短文中的字里行間和與他打交道的人的心里。他的每一篇短文都表露出對勞動的贊譽,倡導人們多學科學知識,為日后合理開發利用祖國的自然資源盡一份力。
費爾斯曼曾經說過下面這段話:“我們不愿意做大自然、地球和地球上富源的攝影師,我們愿意做新思想的研究者和創始者,我們要控制自然,要做征服自然的戰士,使自然聽從人的支配,服從人在文化上和經濟上的需要。”
“我們不愿意只做精密的觀察者和走馬觀花的游覽者,只把所得到的印象記在筆記本里。我們要深入到自然景象的內部去,我們深思熟慮地研究過大自然以后不但要產生思想,而且要創立事業。我們不能單單在祖國遼闊的土地上溜達,我們一定要參加祖國的改造工作,要做新生活的建立者。”
別良金曾經對費爾斯曼下過這樣的評語:“費爾斯曼對科學和對祖國的貢獻是無可估量的、是永垂不朽的。他的科學興趣非常廣泛,他經常聯想到祖國的利益和榮譽,就這兩點來說,他完全像俄羅斯不朽的科學家羅蒙諾索夫和門捷列夫。提出這兩位科學家的名字來推崇費爾斯曼,不是沒有道理的。”
謝爾巴科夫院士