Геологические знания в средние века

Догматы христианства на Западе сыграли существенную роль в упадке науки в средние века. Однако «пранаука», основу которой составляли практические знания, развивалась, иначе не существовало бы прогресса общества. Этот процесс шел лишь разными путями и темпами. Однако систематизацию-знаний и попытки объяснения явлений после крушения Римской империи мы находим главным образом на Арабском Востоке, в Средней и Малой Азии, в Китае и Армении. Лишь в XIII в. на границе с ранним Возрождением появляются достойные упоминания работы европейских авторов.

В Китае в V—XII вв. помимо сводок по минералам (например, Ли-Си-цен) ряд ученых рассматривал вопрос об окаменелостях. Тао Хун-цзин, Шень-Чен правильно объясняли происхождение янтаря. Янь-Чжень-цин, Шень-Гуа, Чжу Си, Ду-Вань, У Цзен верно понимали сущность остатков рыб, моллюсков, а также растений в горных породах. Наряду с этим существовали и фантастические взгляды. Китайские источники указывают, например, что мамонты — животные, живущие в Земле и погибающие от ветра и солнца. Эти сведения проникли из Сибири.

На Ближнем Востоке естествознание носит следы влияния классической науки, в нем встречаются идеи о вечной изменяемости природы, огромной длительности ее существования. Напомним (IX—XIII вв.) имена таджика Авиценны (Ибн Сина), узбека Абу Райхан Бируни и азербайджанца Насиреддина (Туси). Помимо минералогических исследований, значение которых сохранилось частью до XIX в., они занимались географией и в меньшей степени геологией. Так, Авиценна указывал на образование гор действием землетрясений и размыва текущими водами, образующими долины. Он полагал, что превращение рыхлых пород в твердые происходит под влиянием свойственной природе «пластической силы». К. Циттель и К. Берингер считают, что Авиценна — выразитель идеи (сохранившейся до XVIII в.) о возникновении таким же способом окаменелостей в горных породах независимо от органической жизни, Адаме указывает, что приложение к 4-й книге Аристотеля «Метеорология» на самом деле принадлежит Авиценне. В нем он пишет о силе, способствующей окаменению животных и растений. Таким образом, если представление о пластической силе идет от древних авторов и в частности от Авиценны, то идея о ней как о первопричине образования органических остатков явилась, видимо, позднее из недр религиозных мистических учений. Ее первоисточни­ком, возможно, была мысль Аристотеля о самозарождении живых существ в иле. Любопытны идеи Авиценны о слоистости, образующейся от разрушения «разделительной перегородки» (т. е. прослойки) между слоями (ср. с образованием сутурных швов).

Бируни был разносторонним ученым-эмпириком, не отрицавшим важность обобщений. Критерием же истины он считал опыт. Бируни первый использовал пикнометрический метод определения удельного веса минералов, к которому вернулись лишь в XVIII в. Он установил, что удельный вес «горячей» воды 0,959; современная цифра плотности воды при 100 °С — 0,95879. Бируни указал на водное происхождение кристаллов и минералов вообще, основываясь, в частности, на изучении включений в некоторых из них пузырьков жидкости. Он занимался вопросами совместного нахождения пород с полезными минералами и рудами, объяснил причину действия артезианских источников. Бируни с сомнением относился к идеям алхимиков о превращении металлов и отвергал мнение Аристотеля о влиянии небесных явлений на образование

руд. Ученый правильно истолковал отпечатки и остатки морских организмов; он изучал образование дельты Ганга, положение древнего русла Амударьи и образование Аральского моря. Ему была ясна закономерность изменения гранулометрического состава аллювия от верховьев к устью реки.

К X в. принадлежит сочинение Омара Аалема «Отступление моря», в котором он, сравнивая географические карты разных эпох по изменению контуров Каспийского моря, пришел к заключению о постепенном увеличении площади, занимаемой сушей. Этот метод существует и сейчас, но применяют аэрофотоснимки.

В Армении сохранились труды ученых VI—XIII вв. — наследников классической древности, содержащие сведения по географии и геологии. Укажем на Анания Ширакаци (VII в.) и Иоанна Ерзынкаци Плуза (XIII в.). За первоэлементы они принимали огонь, воздух, воду и землю, признавали шарообразность или эллипсоидальность Земли и вечность непрерывно изменяющейся материи. Бог — первотолчок (Чалоян, 1962).

Миф о потопе хорошо увязывался с некоторыми наблюдениями. Поэтому на христианском Западе мысль вначале не шла дальше попыток связать его с фактами (Петр Ломбардский, Амброзии и др.).

Одним из крупнейших ученых средневековья был Альберт Великий (Больштедт). Он полагал, что горы могут возникать двумя способами — действием «подземных ветров» (землетрясением) или разрушением морскими водами. К. Берингер считает, что Больштедт был первым, кто прибег в геологии к эксперименту (модельному). Он вдувал в огонь пар, вследствие чего уголь и зола разбрасывались. Ученый заключил, что в вулканических явлениях «материальная причина — сернистая земля, действующая — пар, который движется в Земле и не может вырваться». Под «подземным ветром» у Больштедта следует понимать, таким образом, движение паров и газов. Он, как и большинство авторов того времени, думал, что окаменелости своим существованием обязаны «формирующей силе» Земли. Однако первичное их происхождение он связывал с организмами.

Под влиянием Аристотеля и арабов написана книга Ристоро д'Ареццо «Образование мира» (середина XIII в.). По д'Ареццо, основная причина горообразования — космическая, влияние звезд; второстепенные причины — действие текучей воды и аккумуляция морскими волнами, Ноев потоп, поднятия во время землетрясений, отложения известковых осадков из некоторых источников, работа людей. Текучие воды и землетрясения также разрушают горы. Нет сомнений, что д'Ареццо ясно представлял процессы водной аккумуляции и эрозии, образования долин работой текучих вод. Окаменелости на вершинах гор истолковывались им правильно, хотя оп привлекал потоп как универсальное объяснение. Д'Ареццо описывал последовательность свит пород, копал шурфы, обнаруживая гальку, органические остатки, на основании чего и делал выводы. Эмпирическая основа существенной части воззрений д'Ареццо очевидна.  

Близкими к взглядам д'Ареццо являются представления Данте Алигьери (1320) в трактате «Вода и Земля». Он отрицает распространенное мнение о том, что уровень океана ранее был выше суши. Считая бога «первотолчком», он ищет реальную силу, которая выполнила приказ бога «да будет суша». Эту силу, поднявшую сушу, он находит вне Земли, в космосе. Конрад фон Мегенберг в 1349 г. в «Книге природы» обобщил существовавшие идеи о землетрясениях и вулканизме: они происходят от движения и столкновения камней внутри Земли под действием испарений.

Причины образования металлов и руд в средние века трактовались химией: того времени — алхимией. Существовало мнение о возникновении их под воздействием планет, вообще космических влияний и лучей Солнца в частности. Таких идей, восходящих к Аристотелю, придерживались, например, Фома Аквинский, Р. Бэкон. В этих обобщениях естествоиспытатели не ушли дальше классической древности. Скорее наоборот, они иногда отходили от правильно-намеченного ранее эмпирического пути.

Средние века и раннее Возрождение для геологии по характеру знаний, соотношению фактов и обобщений являются продолжением античности. Однако можно говорить об известном относительном сужении предмета исследования в условной «геологии». Христианство отвергло «языческую лжемудрость». Исследования приняли узко практический (пусть и с «натурфилософскими» экскурсами — например, в алхимии) характер. Развивалось горное дело, накапливался опыт. Но помимо влияния христианства можно рассмотреть и аспект чисто познавательный. Общие системы без достаточного эмпирического обоснования исчерпали себя; отход от них — это, быть может, их отрицание, которое, в свою очередь, отрицается появлением «теорий Земли» XVII—XVIII вв. (Декарт и др.). Высказываясь так, автор имеет в виду непрерывное и преемственное развитие знания. Средневековье не было лишь застоем в науке.

Классическая древность оставила геологии немало наблюдений и большой круг идей; их роль в геологии оценивалась по-разному. Иногда ее считают несущественной, кроме работ Лукреция и Сенеки. Тем не менее значение античности для некоторых отраслей геологии значительно и, вероятно, не всегда достаточно учитывалось историками. С другой стороны, классических ученых нередко считают основоположниками ряда идейных течений, таких, как нептунизм (Фалес), вулкацизм (Гераклит) и т. п. Указывают на «актуализм» (Ксенофан и др.) той эпохи. Став па этот путь, у античных авторов можно найти основы многих идей и отраслей геологии. Следует ли это делать?

Наука в рассматриваемый этап была крайне слабо дифференцирована. В цикле наук о Земле стала зарождаться лишь география (Страбон), включавшая конгломерат разных, иногда фантастических сведений. Сам термин появился в III в. до н. э. у Эратосфена Киренского. Рано зародилась также условные «минералогия» и динамическая геология, включающая и «сейсмологию». Основой знания были наблюдения. Но эта база была явно недостаточной. Общие выводы часто являлись примитивным приложением единичных наблюдений к широкой области явлений. Человек наблюдал факты, иногда несовершенно и поверхностно, и не столько «делал», сколько «видел» выводы из этих фактов. Поэтому классическую древность можно условно считать в целом эпохой «живого созерцания» (по В. И. Ленину).

Сказанное о характере наблюдений древних не противоречит тому, что они часто были точны и лежали в основе идей, иногда лишь кажущихся оторванными от фактов. Долгое время, например, считалось басней утверждение Аристотеля о зимней спячке птиц. Лишь недавно это редкое явление было установлено. Кажущееся странным мнение о роли ветра как движущей силы землетрясений основывалось на том, что иногда наблюдался перед землетрясением штиль и, возможно, на явлениях воздушной тяги у входов в пещеры в Альпах, направленной в зависимости от времени года наружу или внутрь («ветер» мог «уходить» в подземные пустоты). Трактовка белемнитов как результата удара молнии основана, вероятно, на наблюдении за образованием фульгуритов. В 1783 г. Роме-де Лиль писал, что мнение древних (Плиния, например) о том, что горный хрусталь — вода, замерзшая при особых условиях, основывалось и на том, что «древние считали, что можно из сходства обстоятельств вывести следствие о тождестве причин». Минералогия классической древности многим обязана практической медицине. Не случайно, что стихии, положенные в основу Вселенной, совпадали на Востоке и Западе, а дерево как одна из основных стихий появляется в Китае и Индии. Джунгли были «стихией» на Востоке, лес в Греции и Риме ей не стал.

Таким образом, основа пранауки — опыт. Геологии как таковой еще не было. Если идея изменчивости и широко прилагалась к геологическим явлениям, то представления о «геологическом прошлом», строго говоря, не существовало. Следовательно, об «актуализме» в эту эпоху можно говорить только в самом узком смысле; генезис явления — тоже прошлое, оно и объяснялось (верно или неверно) на основании современного опыта. Вместе с тем там, где такое «актуалистическое» объяснение затруднительно (происхождение руд), долго сохранялись фантастические представления. Однако даже в космогонических гипотезах легко найти географические влияния, связь идей со средой. Нельзя говорить и о появлении эксперимента. Приведенный пример вдувания пара в огонь (Больштедт) — лишь зародыш моделирования.

Мы должны и идеи древних авторов о роли воды и огня в жизни Земли ж т. п. считать лишь высказываниями и мыслями. Здесь приходится принимать во внимание и то, что классическая наука не получила своевременного признания и развития, и частично затем возникала почти вновь.

Любопытно, что долгое время свежим и прогрессивным оставалось учение о землетрясениях и вулканизме — области особенно сложной. Именно здесь непосредственно наблюдаемые яркие факты сравнительно скоро были исчерпаны, л новые методы изучения появились намного позднее. Есть, впрочем, идеи, которые следует считать «вечными», для них «приоритет» можно не рассматривать вообще. К их числу принадлежат мысли о всеобщей изменчивости и естественной причинности. В рассматриваемый период уже были разграничены области эндогенных и экзогенных, быстро и медленно протекающих явлений — было положено начало изучению этих важных сторон геологических процессов. Значительное развитие получила минералогия, что не случайно — она тесно связана с практикой. Но в древней «геологии» не было еще методологии. Географическая среда явно влияла на объем геологических знаний и идей.

В 1473 г. в Германии впервые появляется термин «геология» в смысле комплекса «правил и законов земного бытия» в противоположность «теологии» (А. де Бюра). Крайне схематичный очерк пранауки показывает все же, какое богатое идейное наследство досталось потомкам. Задача истории геологии — составить кадастр этих идей по возможности с указанием их обоснований и проследить их судьбу.