Формы в мире почв - Игорь Николаевич Степанов

пустынными) показало, что в модели отношение величины мощности одного горизонта к другому, соседнему, всегда равно 1,3.

Величина 1,3, так называемое «Вурфово число»[13], является фундаментальной и тесно связана с золотым сечением 1,618… (Петухов, 1981). Обнаружение этих величин свидетельствует о высокой упорядоченности структур почвенного покрова, которая описывается симметрией подобия, или, иначе, масштабной симметрией. Постоянство этих соотношений позволяет, например, структуру профиля серо-бурой почвы считать эквивалентом структуры подзолистой глеевой почвы, а светло-каштановой — подзолистой дерновой. Действительно, в серо-бурой почве горизонты сменяются по глубинам 8, 14, 18 см, так же как и в подзолистой глеевой почве. И такое соответствие можно обнаружить в любой паре почв, которая зеркально отражается от плоскости р — р', проходящей через центр модели (черноземы мощные). Поставив зеркальце ребром по линии р— р'' можно убедиться в этом (см. рис. 12, 13).

Рис. 13. Иллюстрация закона «почвенных октав»

А, В, С — индексы почвенных горизонтов, их мощности даны в см; р-р — плоскость зеркального отражения

Некоторые читатели подумают: «Да это же игра в фиктивные цифирьки! Мистика! Что же получается: цифры управляют миром?» На это можно ответить словами великого Гете: «Числа не управляют миром, но показывают, как управляется мир». И доказать это могут только абстракции, модели. Вспомним их предназначение с помощью простых идеализированных (!) построений найти такое соотношение чисел, которое позволило бы проникнуть в качество изучаемого объекта.

Установление постоянных величин (1,6; 1,3) свидетельствует о том, что почвенные профили Земли упорядочены по законам симметрии. И в пространстве они располагаются симметрично. Иначе не может быть. Природа создает свои объекты энергетически целесообразными, компактными, правильными. Разве почва — случайное на Земле тело? Конечно же, почва возникла не по воле случая; она — составная часть биосферы и подчиняется всем правилам ее возникновения и эволюции. А раз это так, то не следует удивляться и тому, что все почвенные структуры на Земле упорядоченные и могут быть выражены строгими рядами чисел (Соркин, 1982).

Казалось бы, далекие по свойствам пары почв: серобурые — подзолистые глеевые, светло-каштановые — подзолистые дерновые и другие — вдруг оказываются сходными по геометрической структуре профилей. Это сходство вскрывает тождество вещественного состава указанных пар профилей. Видимо, модель можно рассматривать как триадную, имеющую две стороны — левую, правую и середину, или правое кислотное плечо, левое щелочное плечо и нейтральную область в центре. Попробуем проникнуть в суть понятий «левизна» и «правизна», на существование которых в геометрии земного пространства указывал В. И. Вернадский.

Для понимания природы «левизны» и «правизны» почвенного пространства прибегнем к аналогии, сравнив горизонтальную почвенную поясность (см. рис. 12, 13) с клавиатурой фортепьяно. Ведь ноты в каждой октаве одинаковы, но отличаются высотой звука. В этом сравнении еще не все понятно. Многие при построении абстрактных схем привыкли понимать почвенный покров как континуум. Но эта континуальность, очевидно, образована дискретностью, как звукоряд: он един, непрерывен, но построен из самостоятельных звуков.

Вспомним аналогии Высоцкого, Захарова, Афанасьева, касающиеся свойств почв севера и юга России. Они наводят на мысль о сходстве природы горизонтальной и вертикальной поясности с музыкальными октавами. Предшественник Д. И. Менделеева английский химик Джон Ньюленде в 1865 г., изучая периодическую повторяемость свойств элементов, подметил, что каждый восьмой элемент в его схеме напоминает по свойствам исходный элемент, с которого начинается счет. Это позволило прибегнуть к музыкальной аналогии и назвать установленную периодичность свойств элементов законом октав. И хотя Ньюленде ошибся в расчетах, его аналогия сыграла огромную роль в науке.

Как видно из рис. 12, 13, почвы в ряду горизонтальной зональности располагаются подобно нотам в музыкальной гамме. Здесь каждая «нота звукоряда» повторяется через семь других основных «звуков». Эту зависимость можно назвать «законом почвенных октав». Она означает, что у почв, расположенных в ряду по величине увеличения (или уменьшения) мощностей горизонтов, обнаруживается периодическое повторение некоторых фундаментальных свойств, например геометрических, через каждые семь элементарных почвенных поясов.

Структура почвенного покрова настолько гармонична, что ее можно «сыграть» на инструменте. Для этого изолированные, не связанные между собой профили и горизонты (стаккато) надо представить как мотивы, затем сгруппировать их в повторяющиеся или противопоставляющиеся группы (многоголосие) и лишь после этого с помощью операций симметрии эти группы привести в непрерывное движение (легато). Элементарные профили и ареалы в комбинации с непрерывным движением, выявленным, например, по почвенной карте, составят систему, или контрапункт. По сути, проводятся те же операции, которые предлагались ранее: находятся буквы алфавита форм почвенных горизонтов, профилей и ареалов, из них складываются слова, из слов — предложения и т. д. Но эти операции по составлению текста или музыкальной записи будут напрасными, если не установить организующее начало, связывающее слова и звуки в осмысленное единое целое. Для музыки, как и для почв, такое начало найдено — это «золотое сечение».

Композитор М. Марутаев («Техника и наука», 1977, № 9) в статье «Поверить алгеброй гармонию» показал, что музыкальная гамма— темперированный звукоряд — основана на золотой пропорции (1,618…). Эта числовая закономерность обнаружена в Периодической системе Менделеева, в соотношении размеров животных и человека, в расположении планет солнечной системы и в «осколках», образующихся при распаде урана[14]. Везде, подобно вездесущему Фигаро, присутствует эта поистине волшебная, но в то же время и самая простая пропорция. Уже найдена связь золотого сечения с теорией возвратных рядов, комбинаторной математикой, теорией чисел, теорией поисков… Теперь эта величина — появилась в почвоведении.

Видимо, научное знание о почвах, совершив виток, вернулось, но уже в обновленном виде, к представлениям начала XX в. о симметрии аналогичных рядов почв. Теперь все почвы горизонтальной и вертикальной поясности Земли, а также ее частей можно рассматривать как симметричные с еще большим основанием, чем прежде.

Почвенный покров Земли обладает свойством изоморфизма. То есть в любой точке нашей планеты его морфологический облик сохраняет наиболее существенные и устойчивые черты относительно другой точки, расположенной в аналогичных пространстве, времени и условиях существования. Поэтому не удивительно, что за тысячи километров, в заморских странах, можно встретить «копию» своей родной