1 год назад
Нету коментариев

Движение — важный фактор симметрии любых поч­венных систем. Использование принципов симметрии позволит почвоведам читать геометрическую структуру почвенных тел в следующей последовательности. Сна­чала определяется размерность их расположения на карте или снимке. Почвенные тела могут быть непод­вижными, «прикрепленными» к одной точке (и тогда их называют нульмерными) или располагаться вдоль линии (одномерные), а также находиться в узлах параллелограмматической сетки (двумерные). Затем уточ­няется их более тонкая структура, т. е. характер взаим­ного расположения с помощью операций симметрии (движений): поворотов, перестановок, отражений и других.

В явном или неявном виде движение как форма познания присутствует в любой научной теории. Мыс­лимые перестановки, повороты, отражения выявляют устойчивую повторяемость в пространстве и во времени тех или иных форм почвенных тел, т. е. инвариант­ность. Последняя всегда связана с каким-либо законом сохранения. Каждая почвенная система характеризу­ется конкретным, присущим только ей устойчиво сохраняющимся (инвариантным) повторением тел и соответствующим ему законом сохранения: энергии, импульса, момента импульса, электрического заряда и других. Д. И. Менделеев отличал исследователя от простого исполнителя по способности мыслить кате­гориями инвариантности. Он считал, что истинный ученый тот, для кого поиск постоянного среди пере­менного и вечного среди временного — основной прин­цип познания. Выявление постоянного и вечного в хаосе явлений на современном языке и есть установ­ление инвариантов, симметрии и структуры, которые в общем виде выражаются простыми числовыми соот­ношениями, скрывающими в себе законы. Н. Ф. Ов­чинников писал, что «поиски структурных инвариан­тов, или, иначе, исследование структуры и симметрии природы, становятся в современной науке не менее вдохновенной задачей, чем поиски причинных явле­ний» (1960, с. 121).

Академик В. Б. Сочава полагал, что в науках о Земле концепции инвариант суждено выполнить «не меньшую роль, чем она уже сыграла в кристаллогра­фии, и в особенности в учении о симметрии… Только путем выявления этих сохраняющихся элементов и их связей мы в состоянии построить классификацию гео­систем, отображающую законы, действующие в природ­ной среде…» (1978, с, 7). Путь к ней в начале XX в. указан Н. М. Сибирцевым (1951): «Топографические смены почв суть смены повторяющиеся… они могут быть сведены к определенным схемам» (с. 316) или: «…для каждой данной местности число почвенных ком­бинаций не безгранично, и они повторяются множество раз с замечательной правильностью и постоянством» (с. 404).

Еще в 1916 г. академик Л. С. Берг за критерий элементарности ландшафта принял закономерную периодическую повторяемость рельефа, почв, грунтовых вод, растительности. В 1920 г. академик Н. И. Вавилов открыл закон гомологичных рядов в наследствен­ной изменчивости организмов, в 1924 г. Д. Г. Вилен­ский — закон аналогичных почв, в 1963 г. В. Р. Во­лобуев ввел понятие о почвенной общности — абстракт­ной системной единице, присущей каждой зоне.

В наши дни представление о повторяемости почв и ландшафтов получило наименование: ана­логия — структура—симметрия—инвариантность. Так, В. М. Фридланд (1972) писал, что почвенные комбина­ции, ритмически, регулярно и симметрично повторяясь, образуют упорядоченную структуру почвенного покро­ва — устойчивый геометрический рисунок. По его мне­нию, понятие «структура почвенного покрова» близко к понятию «математическая структура»; и та и другая включает в себя элементы и закономерности их взаимо­связи. Однако вместо поисков симметричных поч­венных структур многие почвоведы занимались описа­нием параметров ареалов (размеры, степень расчлене­ния, пятнистости и т. п.).

Огромный вклад в изучение почвенных структур внесла М. А. Глазовская (1964, с. 230), которая выде­лила два типа периодической повторяемости элемен­тарных ландшафтов: 1) «цепь», или — на языке сим­метрии — одномерная трансляция (бордюр) для мел­косопочной денудационной равнины (рис. 24, А); 2) «узлы», или двумерная плоская кристаллографиче­ская решетка для холмистой ледниковой равнины, где ландшафты сочетаются по узлам косого параллелограм­ма (рис. 24, Б).

Позже В. Н. Солнцев (1981) назвал структуры типа «цепь» рядами, отметив, что они отражают фундамен­тальное свойство ландшафтов — их ориентированность. Сочетания типа «узлы» им названы каркасными, или ячеистыми; они выполняют роль механизма регуляции и стабилизации геосистем.

В. Б. Касинов (1973) рассматривает движение как средство изучения биологических объектов. Он усмат­ривает всеобщность технологических принципов, приме­няемых одинаково как человеком, так и природой при решении задач, связанных с формообразованием. Эти принципы — конвейер, карусель и клише. Конвейер воплощает линейный перенос вещества, подобно ленте транспортера (например, отступание ледника и отло­жение у его краев одинаковых по формам и размерам морен через равные расстояния). Карусель — это пово­рот, например «сбрасывание» водами рек в излучинах излишков песка или формирование ветром кольцевых дюн. Клише — это штампование, когда образуются фор­мы рельефа в виде зазеркальных двойников.

Иной тип повторяемости почвенных ареалов — в ви­де спиралей, например, структура тундровых почв (рис. 24, В) (по Богомолову, 1958). Для сравнения на микрофотографии (рис. 24, Г) приведена картина спи­рального возбуждения гриба: агрегаты образуются по типу самосборки, волнообразно, вокруг центров, к ко­торым стремятся клетки гриба (по П. Зенгбуш, 1982). Следовательно, микро- и макросистемы Земли организо­ваны тождественно и должны подчиняться одним и тем же математическим правилам. Ниже приведены неко­торые из них.

Классификация структур земной поверхности

Классификация структур земной поверхности

comments powered by HyperComments