1. Что составные части всех тел обладают взаимным притяжением, благодаря которому они сближаются, соединяются и прилипают друг к другу, если тому не препятствует какое-либо препятствие.
2. Что в простых или малосоставных телах эта тенденция составных частей более очевидна и заметна, чем в других, более сложных; поэтому первые гораздо более склонны к кристаллизации.
3. Что, хотя мы не знаем формы примитивных составных молекул какого-либо тела, мы не можем сомневаться в том, что молекулы каждого отдельного тела имеют постоянно единообразную и свойственную им форму.
4. Что эти составные части не могут иметь равной склонности соединяться без разбора любой из своих сторон, но некоторыми предпочтительнее других, за исключением случаев, когда все стороны составной части тела равны и подобны; и, вероятно, стороны, которыми они стремятся соединиться, — это те, которыми они могут соприкасаться наиболее полно и непосредственно.
Наиболее общие явления кристаллизации можно представить следующим образом:
Предположим, что составные части тела отделены друг от друга какой-либо жидкостью; если часть этой жидкости удалить, эти составные части сблизятся, и по мере уменьшения количества промежуточной жидкости они в конце концов соприкоснутся и соединятся. Они могут также соединиться, когда сблизятся настолько, что их взаимное притяжение окажется способным преодолеть расстояние между ними. Если, кроме того, у них есть время и свобода соединиться друг с другом сторонами, наиболее предрасположенными к этому союзу, они образуют массы постоянно единообразной и сходной фигуры. По той же причине, когда промежуточная жидкость удаляется поспешно, так что составные части сближаются и приходят в соприкосновение до того, как они приняли положение своего естественного стремления, они соединяются беспорядочно теми сторонами, которые случайно оказываются обращены друг к другу; в таких обстоятельствах они образуют твердые массы, фигуры которых не будут определенными, а будут неправильными и разнообразными.
Различные соли принимают различные фигуры при кристаллизации и благодаря этому легко отличаются друг от друга. Но помимо крупных кристаллов, образующихся таким образом, каждая соль способна производить совершенно иной вид кристаллического облика, когда используется лишь капля солевого раствора, а кристаллизация рассматривается в микроскоп. Своими знаниями об этом виде кристаллизации мы обязаны г-ну Генри Бейкеру, которому Королевское общество вручило золотую медаль за это открытие в 1744 году. Эти микроскопические кристаллы он отличает от более крупных названием «конфигурации»; но этот термин кажется неточным, и различие можно должным образом сохранить, называя крупные кристаллы ОБЫКНОВЕННЫМИ, а малые — МИКРОСКОПИЧЕСКИМИ кристаллами соли.
Никем из авторов, писавших на эту тему, еще не было показано, почему соли должны принимать ту или иную правильную фигуру, и тем более почему каждая из них должна иметь форму, свойственную только ей. Сэр Исаак Ньютон пытался объяснить это, предположив, что частицы соли рассеяны в растворяющей жидкости на равном расстоянии друг от друга и что тогда сила притяжения между солевыми частицами не может не привести их к соединению в правильные фигуры, как только уменьшение тепла позволит им воздействовать друг на друга. Но несомненно, что в этом процессе должен участвовать какой-то другой агент, помимо простого притяжения, иначе все соли кристаллизовались бы одинаково. Поэтому другие прибегали к некоему виду полярности частиц каждой соли, которая определяла их расположение в определенной форме; но если мы не дадим объяснения этой полярности, мы лишь объясняем кристаллизацию через нее саму. Одна вещь, по-видимому, была упущена теми, кто пытался исследовать этот предмет, а именно то, что солевые частицы не только притягивают друг друга, но и притягивают часть воды, которая их растворяет.
Если бы они притягивали только друг друга, соль вместо кристаллизации выпадала бы в осадок в виде порошка; тогда как солевой кристалл состоит из соли и воды так же несомненно, как тело животного состоит из плоти и крови, или растение — из твердого вещества и сока; если солевой кристалл лишить водной части, он так же несомненно потеряет свою кристаллическую форму, как если бы он был лишен солевой части. Поэтому не исключено, что кристаллизация является разновидностью растительного процесса и осуществляется теми же силами, которым следует приписывать рост растений и животных. Некоторые виды кристаллизации настолько напоминают растительный процесс, что мы едва ли можем избежать приписывания их той же причине.
Предполагалось, что все великие процессы в природе могут быть сведены к двум принципам: кристаллизации и организации, но часто они настолько скрыты, что остаются невидимыми. Отсюда кристаллизованные вещества часто ошибочно принимали за организованные, и наоборот. Однако они существенно различаются по своему росту и происхождению. Организованные существа происходят из зародыша, в котором сосредоточены все существенные части, и они растут путем интуссусцепции (внутриклеточного роста); тогда как кристаллизованные вещества увеличиваются путем последовательного наложения определенных молекул определенной фигуры, которые соединяются в одну общую массу. Таким образом, кристаллизованные существа, собственно говоря, не растут, хотя их вещество увеличивается; они не предобразованы, а формируются ежедневно.
Явления кристаллизации привлекли большое внимание современных химиков, и было проведено огромное количество экспериментов с целью точно определить различные фигуры, принимаемые солями при переходе из жидкого состояния в твердое. Однако из всего сделанного до сих пор не следует, что в этих случаях можно установить какое-либо определенное правило, поскольку форма солевых кристаллов может меняться под влиянием малейших обстоятельств. Так, нашатырь, приготовленный путем смешивания чистого летучего щелока с соляным спиртом, образует кристаллы, напоминающие перья; но если вместо чистого щелока мы используем тот, что только что был перегнан из костей и содержит большое количество животного масла, мы, после нескольких кристаллизаций перистой формы, получим ту же самую соль в виде кубов.
Такие соли, которые способны к возгонке, кристаллизуются не только водным путем посредством растворения и выпаривания, но и путем сублимации; и разница между фигурами этих кристаллов часто весьма примечательна. Так, нашатырь при сублимации никогда не обнаруживает признаков перистых кристаллов, а всегда образует кубы или параллелепипеды. Этот метод кристаллизации солей путем сублимации еще не был исследован химиками; да и сам предмет, по-видимому, не поддается исследованию без больших трудностей, так как малейшее повышение температуры сверх надлежащей степени заставило бы кристаллы превратиться в твердый ком, в то время как ее уменьшение привело бы к их рассыпанию в порошок. В водных растворах также обстоятельства, определяющие формы кристаллов, бесчисленны; и степень тепла, количество соли, содержащейся в жидкости, более того, количество самой жидкости и различные состояния атмосферы во время кристаллизации часто вызывают такие различия, которые кажутся совершенно необъяснимыми и удивительными.
Г-н Бергман представил диссертацию о различных формах кристаллов; он отмечает, что они всегда напоминают геометрические фигуры, более или менее правильные. Их разнообразие поначалу кажется бесконечным; но при тщательном изучении обнаружится, что большое количество кристаллов, кажущихся очень отличными друг от друга, может быть получено путем комбинации небольшого числа исходных фигур, которые, следовательно, он считает возможным назвать примитивными. На этом принципе он объясняет образование кристаллических драгоценных камней, а также солей. [145]
[145] Британская энциклопедия, том V, стр. 583.
Уже было показано на стр. 163, как подготавливать различные соли для микроскопических наблюдений. Прекрасные кристаллизации, представленные в Таблицах XXXI и XXXII, были получены описанным там способом.
Таблица XXXI. Рис. 2 представляет вид микроскопических кристаллов селитры. Они прорастают от краев при очень небольшом нагревании в виде плоских фигур различной длины и чрезвычайно прозрачных, со сторонами почти параллельными, хотя и довольно зазубренными, сужающимися к острию; после того как образуется множество таких фигур, они часто растворяются на глазах и исчезают совсем; но через некоторое время появляются новые побеги, и процесс продолжается заново. Вокруг края образуются красивые разветвления, и во многих частях капли можно наблюдать правильные фигуры. Рис. 1 — реальный размер капли.
Рис. 4 — капля дистиллированного ярь-медянки, какой она предстала при рассмотрении в микроскоп. Внешний вид этого вещества различается в зависимости от того, насколько время применения близко или далеко от того момента, когда был сделан раствор. Рис. 3 — размер капли.
Если каплю дистиллированной ярь-медянки на стекле рассматривать в микроскоп после завершения кристаллизации и испарения воды, вокруг кристаллизации остается вещество, которое сохраняет первоначальный размер и форму капли, когда она была жидкой; между этим краем капли и кристаллами различимы тонкие линии, идущие от кристаллов к окружности капли под различными углами к кристаллам; какое бы направление они ни принимали, они всегда совершенно прямые и одинаковой толщины на всем протяжении. При рассмотрении капли на светлом фоне эти линии кажутся темными; но при рассмотрении на темном фоне они начинают светиться и приобретают прекрасный зеленый цвет, естественный для кристаллов ярь-медянки.
Таблица XXXII. Рис. 1 представляет микроскопический вид кристаллов поташа (соли полыни). Побеги от краев этого раствора часто бывают очень толстыми по отношению к своей длине, их стороны полны зазубрин, концы обычно острые; можно также наблюдать множество копьевидных форм, а также маленькие кристаллы разнообразных фигур.
Рис. 2. Соль янтаря. Побеги этой соли весьма занимательны, хотя процесс идет очень медленно; множество спикул прорастает от края к середине раствора, и от заостренных концов спикул можно наблюдать большое разнообразие диверсифицированных ветвей, по-разному разделенных и подразделенных, образующих в конце концов, говорит Бейкер, зимнюю сцену деревьев без листьев.
Рис. 3. Соль оленьего рога. Эта соль прорастает от края капли в твердые, толстые и довольно непрозрачные фигуры; из них она часто прорастает в ветви с неровным видом, похожие на ветви некоторых видов кораллов.
Рис. 4 представляет микроскопические кристаллы нашатыря. Они образуют прекраснейший объект в микроскопе; общее представление легче получить, внимательно рассматривая представленную здесь фигуру, чем из любого словесного описания. [146]
[146] Коллекцию солей, рекомендованную г-ном Бейкером, должным образом подготовленную и упакованную в портативные ящики братьями Джонс, читатель увидит в обширном списке микроскопических объектов, ныне приложенном к этой работе редактором.
КРАТКИЙ ПЕРЕЧЕНЬ ОБЪЕКТОВ ДЛЯ МИКРОСКОПА.
Краткий список, представленный здесь читателю, должен, в силу природы предмета, быть весьма несовершенным; ибо все животное, растительное и минеральное царства со всеми их многочисленными подразделениями поставляют объекты для микроскопа; и нет ни одного из них, которое при надлежащем исследовании не принесло бы наставления и развлечения разумному исследователю творений природы. «Systema Naturæ» Линнея поэтому можно рассматривать как каталог универсалий для микроскопического наблюдения, каждая из которых охватывает множество частностей. Приведенный здесь список можно считать немногим более чем путеводителем, призванным указать тем, кто только начал изучать эту часть естественной истории, несколько тех объектов, которые заслуживают их внимания и которые своей красотой могут побудить их продолжать изучение с большим рвением.
О НЕПРОЗРАЧНЫХ ОБЪЕКТАХ.
Руды и минералы дают огромное разнообразие очень красивых и великолепных объектов. Из них наблюдатель может выбрать павлинью или цветную медную руду, зеленую кристаллизованную таковую, свинцовую руду, кристаллизованную таковую, кристаллы свинца, мелкозернистые марказиты, цветной мундик, киноварь, самородную серу, игольчатую и другую сурьму, моховую медь и т. д. Смесь мелких кусочков руд и т. д. различных видов производит приятный эффект. Пески в целом демонстрируют нечто, не обнаруживаемое невооруженным глазом. Песок с морского берега часто перемешан с крошечными раковинами, особенно тот, что из Римини в Италии. Г-н Уокер опубликовал образец маленьких микроскопических раковин, которые встречаются на нашем собственном побережье. Из этой работы мы узнаем, что существуют моллюски размером с самых крошечных насекомых, обладающие красотами, о которых мы не можем составить никакого представления, пока не увидим их. Работа г-на Уокера называется «Коллекция крошечных и редких раковин, недавно обнаруженных в песке на морском берегу близ Сэндвича». [147] Существует песок из Африки, полный маленьких гранатов. Кеттонский или кеттерингский камень — приятный объект; при исследовании в микроскоп мы находим, что его зерно сильно отличается от зерна других камней, будучи составленным из бесчисленных крошечных шариков, которые едва касаются друг друга и все же образуют вещество гораздо более твердое, чем тесаный камень; зерна в целом настолько прочно соединены вместе в точках соприкосновения, что их почти невозможно разделить, не сломав одно или оба зерна. См. «Микрографию» Гука.
[147] Эта публикация будет более подробно рассмотрена в следующей главе. Ред.
Насекомые всех видов, как иностранные, так и домашние, являются приятными объектами; но поскольку иностранные не так легко встретить, я упомяну лишь немногих из них, ограничиваясь главным образом теми, что обитают в этой стране. Среди экзотических насекомых ни одно не кажется более красивым в микроскопе, чем Curculio imperialis, бразильский или алмазный жук; Buprestis ignita, или большой жук из Китая; Meloe vesicatorius, Линн., кантарида или шпанская мушка из аптек; несколько видов саранчи, кузнечиков и т. д. Среди английских жуков мы можем назвать Scarabæus auratus, или золотистую бронзовку, Scarabæus nobilis, Scarabæus horticola, Silpha aquatica, Cassida nobilis и nebulosa. Coccinella или божья коровка; их существует огромное разнообразие как по размеру, так и по цвету: некоторые красные с черным, другие черные с красным, а некоторые желтые с черным. Chrysomela graminis, Chrysomela fastuosa, Chrysomela nitidula, Chrysomela sericea, Chrysomela melanopa, Chrysomela asparagi, см. Таблицу XX, рис. 2. Curculio frumentarius, lapathi, betula, nucum, scrophularia, argenteus, красивое маленькое насекомое, напоминающее алмазного жука, но в миниатюре; Curculio albinus, очень красивый, но редкий в этой стране. Leptura aquatica, они бывают разных цветов: синего, пурпурного, бронзового и малинового. Arcuata arietis, очень обыкновенный, его часто называют жуком-осой. Cicindela campestris, на сухих берегах. Carabus nitens, найденный в Йоркшире, красивое насекомое; много мелких Carabi. Gryllus, Gryllotalpa или медведка; это насекомое и кузнечики многие из них слишком велики, чтобы наблюдать их целиком, но голова, передние и задние ноги, надкрылья и т. д., рассматриваемые отдельно, являются прекрасными объектами. Cicada sanguinolenta, nervosa, interrupta, Notonecta striata, minutissima, голова и клешни Nepa cinerea или водяного скорпиона, и все разнообразие Cimices или полевых клопов. Крылья бабочек и мотыльков; куколка обыкновенной белой бабочки чрезвычайно хороша.
Мне хотелось бы иметь возможность пригласить читателя рассмотреть состояние куколки этих насекомых, так как он нашел бы их интересными с различных точек зрения. Возможно, следующий отрывок из одного остроумного автора произведет этот эффект.
«Некоторые из этих существ некоторое время ползают как беспомощные черви по земле, подобно нам самим; затем они удаляются в покров, который служит концом гроба или гробницы, где они невидимо преображаются и выходят в славном убранстве, с крыльями и расписными перьями, более похожие на обитателей небес, чем на таких червей, какими они были в своем прежнем состоянии. Это превращение является настолько поразительной и приятной эмблемой настоящего, промежуточного и прославленного состояния человека, что люди самой глубокой древности, хороня своих мертвецов, бальзамировали и заключали их в искусственный покров, так расписанный и украшенный, чтобы напоминать гусеницу в промежуточном состоянии; и поскольку Иосиф был первым, о ком мы читаем, что он был забальзамирован в Египте, где преобладал этот обычай, он, вероятно, был еврейского происхождения».
Яйца мотыльков и бабочек, особенно Phalæna neustria, см. Таблицу X, рис. с 1 по 6. Тела и головы многих стрекоз (Libellulæ).
Многие из наездников (Ichneumon flies), роющих ос (Spheges) и ос, голова шершня, жало такового, собирательные аппараты пчелы, многие виды Muscæ, или мух с двумя крыльями, особенно те, чьи тела ярко окрашены; Acari или клещи; Phalangium cancroides, см. Таблицу XVIII, рис. 1 и 6. Некоторые пауки, но глаза всех; Oniscus или мокрица, Julus и Scolopendra.
Перья павлинов и многих других птиц производят грандиозный эффект при рассмотрении в непрозрачном микроскопе, как и некоторые виды папоротников, мхов и поперечные срезы дерева. Мадрепоры, миллепоры, губки, кораллы и т. д. демонстрируют удивительные виды, не различимые невооруженным глазом. Части морских ежей (Echini), иглы таковых; их также можно разрезать поперечно, чтобы показать их строение. Крошечные раковины в разрезе, кожа многих видов рыб, особенно пинагора (lump-sucker), см. Таблицу XVIII, рис. 2. Морской язык, Таблица XIX, рис. 5, и рыба-рашпиль с Отаити; а также кожа змей, ящериц, игуан и т. д. и т. д.
Внешняя форма и даже внутреннее строение большинства растительных семян считались некоторыми настолько похожими в различных видах и настолько лишенными любопытства и красоты в целом, что они едва ли рассматривались любознательными; но при внимательном рассмотрении с помощью микроскопов они оказываются достойными большего внимания; те, которые кажутся наиболее похожими друг на друга при рассмотрении невооруженным глазом, часто оказываются столь же различными при таком исследовании в своих различных формах и характеристиках, как и разные роды любых других тел в творении. Если их внешние формы несут в себе все это разнообразие и красоту, их внутреннее строение, раскрытое различными срезами, кажется еще более восхитительным.