Этот правый, левый мир - Гарднер Мартин 6 стр.


«Предпочтение, оказываемое одной руке, — продолжает греческий философ, — мало сказывается, например, в игре на лире, когда одна рука держит инструмент, а другая щиплет струны. Но в таких атлетических состязаниях, как кулачный бой и борьба, а особенно в рукопашном сражении человеку очень важно уметь пользоваться обеими руками с одинаковым мастерством». «По этой причине, — утверждает он, — детей надо приучать в равной мере пользоваться обеими руками».

Теперь мы знаем, что Платон жестоко ошибался. Как правильно указывал Аристотель, наши руки не равны от природы. У большинства людей наследственная тенденция пользоваться предпочтительно правой рукой прослеживается на всем протяжении развития человеческого рода. Антропологи еще не обнаружили цивилизации или даже отдельного племени, которое состояло бы главным образом из левшей. Эскимосы, американские индейцы, маори, африканцы — все пользуются правой рукой. То же отмечается и у древних египтян, и греков, и римлян. Конечно, с углублением в историю доказательства становятся все более косвенными и ненадежными. Их приходится извлекать из таких данных, как форма инструментов и оружия, из рисунков, изображающих людей за работой или во время битвы. Изображая человеческое лицо правой рукой, удобнее рисовать левый профиль; этот факт тоже помогает установить, какой рукой преимущественно пользовались доисторические люди. Антропологи, занимающиеся изучением первобытных людей, не всегда согласны между собой в этом вопросе; но никто не сомневается в том, что все человеческие общества были «правыми».

Употребление самих слов «левый» и «правый» в большинстве языков отчетливо демонстрирует этот «правый уклон». Английское слово «right» означает одновременно и «правый» и «правильный», что указывает, по-видимому, что «пользоваться правой рукой правильно». Слово «left» (левый) имеет следующее происхождение: левая рука не используется при работе, как бы оставляется в стороне (left out). Комплимент, являющийся в действительности насмешкой, англичане называют «left handed compliment». Слово «sinister», которым обозначается нечто злое, разрушительное, происходит от латинского слова «левый»; «dexterous» или «dextrous» (в смысле «ловкий», «умелый») произошло от латинского слова, означающего «правый». «Левый» по-французски будет «gauche», что значит также «неловкий» или «нечестный», а «правый» — «droit» одновременно употребляется в смысле «прямой», «честный». По-немецки «левый» — «link», a «linkisch» — «неловкий». Немецкое слово «правый» (recht) означает так же, как и в английском, еще и «правильный», «справедливый». В итальянском языке левая рука называется «stanca», что значит также «утомленный» или «manca» — «испорченный», «дефектный». Испанцы называют левую руку «zurdo», a «zurdas» по-испански — «ложный путь».

Никто не знает, почему все люди имеют врожденное предпочтение к правой руке. Обезьяны, наши ближайшие родственники среди приматов, одинаково пользуются обеими верхними конечностями. Некоторые позвоночные, правда, проявляют право-левую асимметрию в определенных отношениях: пойнтеры, делая стойку, поднимают определенную лапу, попугаи держатся за насест одной ногой и так далее — но все это слишком далеко от человека и не имеет к нему отношения. В прошедшую геологическую эпоху, когда начался великий переход и приматы стали человекообразными, что-то побудило их приобрести эту асимметричную привычку. Некоторые указывали, что, сражаясь с врагом, первобытному человеку удобнее было держать нож или копье в правой руке, чтобы поражать сердце противника с минимального расстояния. Кроме того, более уязвимая левая сторона собственного тела требовала защиты. Щит естественнее было держать в левой руке, а оружие в правой. Мутации, в результате которых укрепилась правая рука, вероятно, в свете вышеупомянутых факторов частично повлияли на выживание человека. Выдвигались и другие теории для объяснения преимущественного пользования правой рукой, но фактами они слабо подтверждаются. Многие антропологи считают, что эта тайна еще не получила достаточно удовлетворительного объяснения. Какой процент людей в настоящее время — левши? Вопрос кажется простым; однако в действительности он неясен и порой оказывается почти бессмысленным. Критически рассмотрев всю опубликованную в последние годы обширную и противоречивую литературу о леворукости, можно было бы написать целую книжку по статистике этого вопроса. Во-первых, распространенность таких случаев меняется со временем и от места к месту. Во-вторых, нелегко точно определить, что такое «левша». Большинство людей предпочитают правую руку, но остальные могут быть и ярко выраженными левшами и пользоваться обеими руками. У одних все получается одинаково хорошо обеими руками, у других — все одинаково неуклюже. Один человек выполняет определенную работу, требующую навыка, левой рукой, а другую работу — правой. Нередко встречаются люди, которые пишут одной рукой, а все другие действия выполняют другой рукой, или наоборот. Наконец, исключительно трудно выявить человека, который со дня рождения предрасположен был бы пользоваться левой рукой, хотя и приучен с детства все делать правой.

Поэтому и неудивительно, что среди специалистов существуют резкие разногласия по вопросу о количестве «леворуких людей». Оценки колеблются от 1 до 30%! Самые старые сведения записаны в Ветхом завете. Отрывок этот не очень-то ясен, но он, по-видимому, утверждает, что из армии в 26 000 человек были выбраны 700 левшей, которые «бросая из пращей камни в волос, не бросали мимо». Это место очень интересно, поскольку в нем утверждается, во-первых, что левши были необыкновенно искусны и, во-вторых, что в армии их было 2,7%. В наше время большинство исследователей приводят гораздо большие цифры. По оценке многих авторитетов, примерно 25% людей рождаются левшами, но под воздействием окружающего «правого мира» численность злополучных левшей сокращается до значительно меньшей цифры.

Журнал «Ньюсуик» в октябре 1962 года напечатал анкету с целью выяснить, сколько людей начинает читать журнал с конца и не встречается ли такая привычка чаще у левшей. Анализ ответов, а их было получено 5800, опубликован был в феврале 1963 года. Оказалось, что 56,1% читают журнал с начала, 43,9% — с конца. Если верить результатам этого исследования, то удивительно большое число людей на Западе читают журнал с конца (журналы в странах Востока приспособлены именно для такого чтения). Явной взаимосвязи между теми, кто читает журнал с конца, и левшами нет. Среди «тех, кто начинает читать с конца», 13% считают себя левшами, 85,1% — правшами, 1,9% одинаково владеют обеими руками. Среди «тех, кто читает журнал с начала», эти цифры равны 12,4, 84,7 и 2,9% соответственно. Таким образом, среди откликнувшихся читателей журнала «Ньюсуик» каждый восьмой — левша.

Есть основания считать, что число левшей в Соединенных Штатах за последние два десятилетия увеличилось. По мнению многих специалистов, причина тут не в том, что их стало рождаться больше, а в том, что родители стали более терпимы к склонности детей предпочитать левую руку. Тридцать или сорок лет назад психологи утверждали, что если ребенка-левшу насильно заставлять писать и есть правой рукой, то это может привести к разного рода нервным расстройствам, в частности к заиканию. Такая насильственная перемена, полагали многие специалисты, не только приводит к состоянию эмоциональной напряженности и к непослушанию, но и отражается на речевых центрах мозга, который теперь «не знает», которая сторона у него главная.

Теперь эксперты пришли к единому мнению, что проблема правого и левого не имеет никакого или почти никакого отношения к заиканию и другим нервным расстройствам. Уинделл Джонсон — профессор психологии и патологии речи, работающий в знаменитой педологической клинике Айовского университета, написал книгу под названием «Заикание, и как его можно излечить». В ней он приводит целый ряд убедительных доказательств, которые заставили психологов отказаться от некогда широко распространенного убеждения, что заикание связано с тем, что человек левша. Всестороннее и тщательное исследование не оставляет никаких сомнений в правоте Джонсона.

Доктор Джонсон сам заикался, будучи ребенком, и в книге есть написанная с печальным юмором глава о его многочисленных тщетных попытках самостоятельно излечиться. Он пробовал самовнушение, говорил, набив рот камешками, обращался к хиропрактикам, провел три месяца в школе для заик, где его заставляли повторять определенные фразы, поднимая одновременно гантели. В конце концов он добрался до Айовского университета, где разрабатывалась новая программа борьбы с заиканием. Здесь психиатры были уверены, что заика — это «подавленный левша». И хотя Джонсон был ярко выраженный правша, теория эта так на него повлияла, что в течение десяти лет он пытался сделаться левшой без малейшего успеха! Когда в тридцатых годах начали появляться новые данные, опровергавшие эту теорию, Джонсон с трудом поверил им.

Новая точка зрения с трудом воспринимается родителями. Большинство специалистов по детской психологии сейчас советуют родителям ребенка с нерезко выраженными чертами левши терпеливо и ласково учить его есть и писать правой рукой. Но если он, несмотря на все уговоры, продолжает все делать левой рукой, то лучше оставить его в покое — не из боязни, что он станет заикой, а потому, что это может привести лишь к неврозу. Вопрос о том, во что выльется излишняя настойчивость родителей левши, сейчас все еще обсуждается.

Большинство «праворуких» детей называют «правоногими» только потому, что они пинают футбольный мяч правой ногой, в остальном они «левоногие». Человек часто применяет левую ногу из-за преимущественного использования правой руки. Если, взбираясь на лошадь, вы ставите в стремя левую ногу, то из двух рук правая при этом окажется нагруженной больше. Если держать конец лопаты правой рукой, используя максимальный рычаг, то вогнать лопату в землю удобнее левой ногой. Правша обычно садится на велосипед с левой стороны. Я считаю, что при любой работе, требующей мускульного усилия одной ноги, правша будет использовать левую ногу, но статистических данных, подтверждающих эту точку зрения, у меня нет. Заблудившийся в лесу описывает круги по часовой стрелке или против, хотя он и думает, что идет прямо. Некоторые исследователи пытались связать направления блуждания с предпочтительным использованием той или иной руки, но определенных результатов не получено.

Многие правши лучше видят правым глазом, чем левым. Это просто проверить. Нужно сосредоточить взгляд на отдаленном предмете, а затем поднять палец (который окажется, естественно, вне фокуса) до тех пор, пока он не накроет изображение предмета. Поскольку при этом вы будете видеть два изображения пальца (по одному каждым глазом), то предмет накроет изображение пальца, которое образуется в «доминирующем» глазу. Закрыв сперва один глаз, а потом другой, вы узнаете, какое изображение «выбрали». Большинство людей смотрит в микроскоп и телескоп доминирующим глазом. Используется ли тот же глаз и для подмигивания — вопрос пока открытый.

Для определения доминирующего глаза маленького ребенка окулисты используют всевозможные сложные приборы, но вы сами можете прекрасно сделать не менее эффективный прибор за несколько минут. Сверните лист бумаги в виде рупора. Склейте, чтобы он не развертывался. Попросите ребенка посмотреть на вас в раструб. Глаз, который вы увидите с другого конца рупора, и будет доминирующим!

Психологи подтверждают на основе конкретных данных, что правши лучше слышат правым ухом и, пережевывая пищу, чаще пользуются зубами правой стороны рта. Известно также, что при переноске тяжестей правша чаще пользуется левым плечом. С другой стороны, не замечено никакой связи между преимущественным использованием какой-то определенной руки и тем, как человек аплодирует, скрещивает руки на груди и закидывает ногу на ногу, хотя каждое из этих движений можно выполнять двумя зеркально симметричными способами. У каждого из нас есть один привычный способ исполнения этих движений, но он не связан с тем, левша человек или нет (попробуйте выполнить их по-разному и сразу обнаружите, что вам удобнее).

Если вы сами не принадлежите к «злополучному меньшинству», то, вероятно, не вполне понимаете, до какой степени иногда неудобно жить и работать ярко выраженному левше в нашем «праворуком» мире. Для большинства видов спорта, где используется асимметричное снаряжение, еще можно, правда, купить вещи, специально сконструированные для левшей: спиннинги, бейсбольные перчатки, клюшки для гольфа и т. д. Некоторые банки выпускают специальные чековые книжки, рассчитанные на заполнение левой рукой. Дантист-левша может приобрести зубоврачебное оборудование, которое сделано так, что он может работать слева от пациента. Все это хорошо, но левше тем не менее приходится терпеть многочисленные неудобства. Если он завтракает за прилавком буфета, его левая рука постоянно сталкивается с правой рукой соседа. Ножницы, машинки для заточки карандашей, консервные ножи, салатные вилки и десятки других часто используемых предметов приспособлены для правой руки, и левше очень неудобно ими пользоваться.

Многие мелочи постоянно раздражают его в «правом мире». Он входит в метро — щель монетоприемника в пропускном автомате расположена справа. Он хочет позвонить из автомата — дверь в будку неудобно открывать левой рукой и трубка висит слева, чтобы освободить правую руку для таких сложных движений, как доставание и опускание в прорезь монеты, набор, номера телефона, производство записей и др. Отдавали ли вы себе когда-нибудь отчет в том (если вы не левша), что все ручные часы рассчитаны на правшей? Наденьте свои часы на правую руку и попробуйте их завести, тогда поймете, какое неудобство для левши помещенная справа заводная головка. Все руководства для обучения любому ручному труду неизменно рассчитаны на людей, работающих правой рукой. Девочка-левша, которая хочет научиться вязать, или мальчик-левша, желающий освоить карточные фокусы, должны «переводить» соответствующие руководства на свой язык.

Насколько все эти неудобства сказываются на формировании личности — вопрос другой, и тут среди специалистов согласия нет. В те времена, когда было модно объяснять заикание «скрытой левизной», различные невротические состояния было модно объяснять той же причиной. Выдающийся тому пример — превосходная книга Флоренса Леннона «Биография Льюиса Кэрролла», опубликованная впервые в 1945 году и переизданная в переработанном виде в 1962 году. Хотя нет никаких документальных подтверждений того, что «праворукий» Кэрролл был по рождению левша, мисс Леннон приходит именно к такому заключению, основываясь на том, что Кэрролл всю жизнь заикался, а его «юмор абсурда» строился в большой мере на логической инверсии. «Если жизнь „перевернула“ Чарльза, — пишет она, — то он взял реванш, потому что сам постоянно выворачивал многое наизнанку... Левша всю жизнь вынужден как бы держать перед собой зеркало, и это приводит или к капризности и упрямству, или к разного рода „вывертам“ и чудачествам, которые и стали преобладать в характере Чарльза».

В прошлом мнение об упрямстве и извращенности левшей было широко распространено, но лишь немногие современные психологи поддерживают его. Наиболее полное свое выражение это убеждение нашло во взглядах криминалистов XIX столетия, особенно это относится к Чезаре Ломброзо, итальянскому психиатру и известному криминалисту. Ломброзо был убежден, что среди заключенных левшу можно встретить чаще, чем вне стен тюрьмы; и он много писал в защиту своих взглядов, согласно которым более развитая левая рука — один из признаков вырождения, за которыми может скрываться потенциальный преступник.

Сейчас взгляды Ломброзо повсеместно считаются псевдонаучными, но зачаток истины в них можно найти, если учесть влияние на левшу окружающей обстановки. В XIX столетии, до того как родители научились терпимо относиться к детям-левшам, эту привычку из детей старались просто выбить, что приводило к многим горьким конфликтам. Легко представить себе, что все эти неприятности и трудности могли предрасполагать к преступлениям. Некоторые современные криминалисты, разделяющие точку зрения Ломброзо, сообщают, что преступники-левши часто говорят про суровые родительские наказания за действия левой рукой, но этому не всегда можно верить — ведь так удобно хоть часть своей вины свалить на другого. Статистические же данные весьма неубедительны. Можно лишь заключить, что связь преступности с «леворукостью», если она и существует, во всяком случае исследована недостаточно.

Для некоторых занятий быть левшой — небольшое, но несомненное преимущество; среди людей соответствующих профессий, вероятно, можно будет встретить более высокий процент левшей.

Джон Скарн, известный эксперт по азартным играм, в своей книге «Пособие для игроков» пишет, что среди профессиональных шулеров левши встречаются очень часто. Причина тут довольно тонкая. Очень распространенный метод мошенничества — подсмотреть, что за карта лежит сверху колоды, и соответственно сдать ее или тайком «придержать». Карты обозначаются асимметричным способом — в верхнем левом и нижнем правом углах, благодаря чему, держа колоду в правой руке, а сдавая левой, украдкой увидеть заветный уголок легче, чем держа колоду в левой руке.

В некоторых профессиях быть левшой не является недостатком, и там их можно встретить чаще, чем обычно — про профессиональных бейсболистов и шулеров мы уже говорили, — причина здесь простая. Ребенку-левше писать и чертить очень неудобно. Рука загораживает только что написанные буквы, и их трудно не смазать, если пишешь чернилами. Даже китайцы и японцы, которые пишут столбиком, столбики эти располагают на странице слева направо. Поэтому у ребенка-левши может развиться антипатия ко всем занятиям, в которых требуется много писать или чертить. Он предпочтет такие области, как музыка и спорт, где его привычка не будет недостатком, а может оказаться даже достоинством. Однако получить статистические данные о распространенности левшей среди представителей различных профессий весьма трудно. Какая часть художников и архитекторов левши? А сколько их среди скрипачей? Скрипач держит смычок в правой руке, но левой ему приходится выполнять не менее сложную работу, если не более сложную. Многие ли шулера одинаково владеют обеими руками? А профессиональные фокусники? Было бы очень интересно получить подробные статистические данные по всем этим профессиям. В каждом обществе предпочтение правого находит свое отражение во множестве общепринятых привычек и условностей: рукопожатия, военные приветствия, присяга при вступлении в должность, религиозные жесты и так далее. Левша, конечно, должен ко всему этому приспосабливаться. Правило держаться правой стороны на эскалаторах и тротуарах, вращение турникетов против часовой стрелки — все это, по-видимому, скорее просто традиция, чем следствие нашей «правосторонности». Движение транспорта по правой стороне дорог является в настоящее время законом почти во всем мире. Британские острова, Индия и Швеция — главные исключения, но и этим странам все труднее удерживать такое положение. У импортных автомобилей руль слева, что удобно для езды по правой стороне дороги, и иностранные туристы с непривычки все время попадают в дорожные происшествия. В 1963 году шведский парламент проголосовал за введение правостороннего движения, и решение это войдет в силу в 1967 году.

Древние письмена читаются иногда слева направо, иногда справа налево. У древних греков существовала любопытная форма письма под названием «бустрофедон» («ходом быка»), при которой строки писались попеременно то слева направо, то справа налево; читающий пробегал глазами вдоль непрерывной зигзагообразной линии. В настоящее время асимметричный обычай писать и читать слева направо принят в западном мире повсеместно. Писать справа налево зеркальными буквами очень трудно, но левша может выучиться такому письму с большей легкостью. Леонардо да Винчи, великий левша, мог писать подобными буквами так же хорошо (если не лучше), как и обычными. Все его записные книжки, например, испещрены зеркальными словами, чтобы труднее было прочесть их любителям совать свой нос в чужие дела.

Для эксперимента возьмите карандаш и попробуйте расписаться справа налево так, чтобы ваша подпись в зеркале приобретала свой обычный вид. Не легче ли будет это сделать другой рукой? Если у вас поблизости есть доска и мел, попробуйте расписаться одновременно обеими руками — правой слева направо, а левой справа налево. Возможно, вы обнаружите, что в таком случае левая рука выполняет это задание с большей легкостью, чем в одиночку. Можно «вывернуть» свою подпись и другим способом: положите листок бумаги себе на лоб и распишитесь от левого виска к правому. На бумаге, конечно, подпись появится в зеркально отраженной форме.

Для проведения другого интересного опыта поставьте на стол зеркало, сядьте перед ним и положите перед собой стопку книг, а между ней и зеркалом — листок бумаги. Стопка при этом должна быть достаточно высокой, для того чтобы загородить от вас листок. На нем нарисуйте заранее какую-нибудь простую геометрическую фигуру, например пятиконечную звезду или спираль. Попытайтесь, глядя в зеркало, обвести ее карандашом — это почти невозможно. Причина, конечно, в том, что вы привыкли координировать движения своей руки по тем изображениям окружающего мира, которые дают вам глаза и мозг. Если отразить изображение в зеркале, мозгу будет нелегко действовать вразрез с устоявшимися рефлексами и посылать правильные команды для движения руки.

Покрой одежды во всех странах отражает билатеральную симметрию человеческого тела, но обычаями диктуются и отклонения от такой симметрии, иногда довольно абсурдные, иногда же обусловленные более частыми движениями правой руки. Так, например, на мужском пиджаке петлица прорезается на левом лацкане для того, по-видимому, чтобы цветок в нее было удобнее вставить правой рукой. Можно полагать, что по той же причине женщины предпочитают носить брошки слева. Кольца обычно надевают на левую руку, чтобы они не мешали при рукопожатиях и домашней работе. Маленький карман для мелочи вшивается в правый карман мужского пиджака, чтобы легче было достать его правой рукой.

Любопытным правилам подчиняются застежки мужского и женского костюма. У мужчин полы пиджака запахиваются слева направо и пуговицы располагаются с правой стороны, а петли — с левой; у женских костюмов наоборот. Иногда шьются двубортные плащи с пуговицами и петлями с обеих сторон, и их можно застегивать и «по-мужски» и «по-женски». В 1963 году это обстоятельство послужило главной уликой в одном из телевизионных боевиков с таинственным убийством, которое раскрывал Пэрри Мейсон. Убийца обшарил карманы жертвы и снова застегнул плащ. Бетти Дэвис, заменявшая больного юриста Пэрри Мейсона, раскрыла преступление, заметив, что плащ убитого застегнут «на женскую сторону». Это убедило ее в том, что подозреваемый в убийстве мужчина невиновен.

Упражнение 7. Найдите изъян в рассуждениях Бетти Дэвис.

На этом мы заканчиваем рассмотрение право-левой симметрии биологических и физических макроструктур. В следующей главе мы перейдем на микроскопический и субмикроскопический уровни, где асимметрия левого и правого так же вездесуща, как и в макромире.

Наши исследования симметрии и асимметрии в природе начались с крупнейшего из естественных объектов — самой Вселенной. Постепенно мы переходили вниз по шкале масштабов к структурам все меньшего и меньшего размера. В двух предыдущих главах мы занимались общей симметрией растений и животных. Теперь мы рассмотрим структурные единицы еще меньшего размера — кирпичики, из которых построены все материальные объекты, живые и неживые.

Сначала нужно разобраться в том, что это за «кирпичики». Если начать с самых маленьких и переходить ко все большим и большим, то мы получим такую лесенку:

1. Элементарная частица — наименьшая структурная единица. Самыми важными элементарными частицами являются протон, нейтрон и электрон — из них состоят все атомы.

2. Атомы — мельчайшие частицы, на которые вещество может разделиться, не перестав быть веществом. В центре каждого атома помещается ядро; оно состоит по меньшей мере из одного протона, а обычно — из нескольких протонов и нейтронов. Вокруг ядра располагаются электроны, образуя «оболочки». Простейший из атомов — атом водорода — состоит из протона, вокруг которого обращается единственный электрон. Самый сложный атом, обнаруженный в природе (более сложные можно создать в лаборатории), — атом урана. В нем 92 электрона.

Протоны имеют положительный электрический заряд, электроны — отрицательный. Нейтроны, как следует из их названия, электрически нейтральны; они не несут заряда. Обычно число протонов в атоме равно числу электронов, их заряды взаимно компенсируются и атом в целом получается нейтральным. Если атом теряет один из электронов с внешней оболочки, то становится положительно заряженным, а если приобретает лишний электрон, заряжается отрицательным электричеством. Заряженные атомы называются ионами.

3. Молекулы — мельчайшие структурные единицы, на которые может разделиться определенное химическое соединение, сохранив свои свойства. Если вещество состоит только из атомов одного сорта, оно называется элементом. У благородных газов, таких, как гелий или неон, молекулой является просто атом, но обычно молекулы содержат два атома и больше. Молекула водорода, например, состоит из двух атомов водорода, молекула кислорода — из двух атомов кислорода.

Если в молекулу объединяются атомы разного рода, вещество называется соединением. Обычная вода — соединение. Ее молекула содержит два атома водорода, химически связанных с одним атомом кислорода. Число атомов в молекуле химического соединения может меняться от двух-трех до десятков тысяч — из такого огромного числа атомов состоят молекулы сложных белков.

4. Кристаллическая ячейка. Если молекулы какого-то твердого вещества располагаются в определенном геометрическом порядке, такое вещество называется кристаллическим. Этот порядок повторяется по всему объему вещества подобно двумерному узору на обоях или линолеуме. Рассматривая обои, вы можете увидеть непрерывно повторяющийся элементарный рисунок, который создает узор. Точно так же, изучая трехмерную структуру кристалла, можно обнаружить основное сочетание молекул, которое, периодически повторяясь, образует кристалл.

На этом лестница структурного строения материи кончается. Можно, конечно, говорить о еще более крупных единицах, из которых складываются минералы и горные породы, но никакого нового математического порядка в этом случае уже не наблюдается. Минерал это просто элемент или соединение, встречающееся в природе в твердом виде и не являющееся продуктом какого-либо жизненного процесса. Но если строение минерала и обнаруживает геометрически правильную структуру, то это кристаллическая структура, образованная упорядоченным расположением молекул. Горные породы это просто смесь различных минералов. Конечно, и горные породы могут залегать правильными слоями (вспомним осадочные породы), но упорядоченность здесь очень слабая, и вопросов о симметрии в той форме, которую мы здесь рассматривали, не возникает.

После краткого обзора строения вещества на разных уровнях мы можем вернуться к нашим исследованиям зеркальной симметрии. Начнем с верхней ступени нашей лестницы, со строения кристаллов, а в последующих главах спустимся на субатомный уровень — в джунгли мира элементарных частиц.

Только твердые тела имеют кристаллическую структуру. Молекулы газа так далеко отстоят друг от друга, что двигаются беспорядочно; в их расположении невозможно обнаружить никакой системы. Молекулы жидкости располагаются теснее, но все же места для движения достаточно, и у них тоже нет определенного порядка размещения. У твердых тел молекулы плотно упакованы и образуют прочные, устойчивые структуры. (В действительности атомы в твердом теле продолжают колебаться, но электромагнитные силы держат их так цепко, что они колеблются только около неподвижных точек. В нашем рассмотрении мы можем считать, что атомы неподвижны). Итак, в твердых телах молекулы расположены упорядоченным образом, а это и является основой кристаллического строения твердых тел.

Возьмем воду. И в газовом состоянии (пар), и в жидком ее молекулы движутся хаотически, но, когда вода замерзает и превращается в лед, расположение молекул упорядочивается. Красивые снежные кристаллы с гексагональной симметрией, напоминающие узоры в калейдоскопе, формой своей обязаны кристаллической структуре молекул льда, из которых они состоят. И обычный лед в виде кубиков из морозилок холодильников, и лед гигантских айсбергов Антарктики имеют одинаковую кристаллическую структуру, в основе которой лежит упорядоченный характер расположения молекул.

Почти все твердые тела кристаллические. Одним из замечательных исключений является стекло. Оно образуется при охлаждении некоторых жидкостей, причем столь быстром, что молекулы в замерзающем веществе не успевают «выстроиться» в определенном порядке. В своей прекрасной книге «Рост кристаллов» Алэп Холден и Филлис Сингер пишут: «Как бы ни называли стекло, твердым телом или нет, но это не кристалл. Граненая ваза для пунша — кристалл с точки зрения продавца, но не с точки зрения физика. „Прорицатели будущего“, которые раньше пытались увидеть это будущее, глядя в шар, выточенный из кристалла кварца, теперь чаще смотрят в стеклянный шар — он дешевле. Интересно бы узнать, видят ли они будущее сквозь хаотичную структуру стекла так же, как сквозь упорядоченный кристалл?»

Некристаллические твердые тела часто называют аморфными; некоторые химики называют их «твердыми жидкостями», поскольку, как и жидкости, они не обладают кристаллической структурой. Примеры таких веществ всем известны — древесный уголь, различные смолы, пластмассы. Эти вещества, как и жидкости, имеют склонность к текучести, но скорость текучести может быть исключительно низкой. Даже само стекло может потечь и изменить свою форму, если дать ему полежать несколько сот лет.

Геометрически упорядоченная основа каждого кристаллического вещества называется кристаллической решеткой. Иногда она образуется атомами, иногда — молекулами. Двуокись углерода, например, встречается в природе в газообразном виде; это углекислый газ, входящий в состав атмосферы. Если достаточно сильно снизить его температуру, он замерзает, превращаясь в вещество, известное под названием «сухой лед». (Он «сухой» потому, что никогда не тает, как обычный лед, превращаясь в жидкость, а сразу становится газом.) В сухом льду молекулы двуокиси углерода образуют кубическую решетку, изображенную на рис. 22. Кубическая решетка, похожая по своему строению на стальные каркасы небоскребов, простейшая из всех возможных типов решеток. Из-за молекул, находящихся в центре каждой грани куба, такую решетку называют «гранецентрированной».

Назад Дальше