На главную
Содержание

МЕТАЛЛЫ-МЕТЕОР

Поиск по энциклопедии:

Сu, Аu, Ag, Fe) при обычных условиях (атм. давлении, комнатной темп-ре). При очень высоких давлениях (~-105-10" am) свойства М. могут существенно измениться, а неметаллы приобрести метал-лич. свойства.

Многие простые вещества по одним свойствам можно отнести к М., по др.-к неметаллам. Особенно много такого рода "нарушений" имеет место вблизи границы, проведённой в табл. 1. Так, Ge по внешнему виду-М., в хим. отношении проявляет себя скорее как М. (легче отдаёт электроны, чем принимает), а по величине и характеру электропроводности Ge - полупроводник. Сурьма Sb имеет электросопротивление слишком большое для М., однако температурный коэфф. сопротивления у Sb положительный и большой, как у М.; по способности отдавать электроны Sb также относится к М. As, 5Ьи Bi иногда наз. полу металлами. Ро по внешнему виду- М., в хим. отношении ему присущи свойства и М., и неметалла - наряду с положительной валентностью (точнее окислительным числом) проявляется и отрицательная (-2).

Металлич. сплавы по свойствам имеют много общего с М., поэтому в физической, технической и экономической литературе нередко к М. относят также и сплавы.

Историческая справка. Термин "металл" произошёл от греч. слова metallon (от metalleuo - выкапываю, добываю из земли), к-рое означало первоначально копи, рудники (в этом смысле оно встречается у Геродота, 5 в. до н. э.). То, что добывалось в рудниках, Платон называл metalleia. В древности и в ср. века считалось, что существует только 7 М.: золото, серебро, медь, олово, свинец, железо, ртуть (см. Знаки химические). По алхимич. представлениям, М. зарождались в земных недрах под влиянием лучей планет и постепенно крайне медленно совершенствовались, превращаясь в серебро и золото (см. Алхимия). Алхимики полагали, что М.- вещества сложные, состоящие из "начала металлично-сти" (ртути) и "начала горючести" (серы). В нач. 18 в. получила распространение гипотеза, согласно к-рой М. состоят из земли и "начала горючести" - флогистона. М. В. Ломоносов насчитывал 6 М. (Au, Ag, Си, Sn, Fe, Pb) и определял М. как "светлое тело, которое ковать можно". В кон. 18 в. А. Л. Лавуазье опроверг гипотезу флогистона и показал, что М.- простые вещества. В 1789 Лавуазье в руководстве по химии дал список простых веществ, в к-рый включил все известные тогда 17 М. (Sb, Ag, As, Bi, Co, Cu, Sn, Fe, Mn, Hg, Mo, Ni, Au, Pt, Pb, W, Zn). По мере развития методов хим. исследования число известных М. возрастало. В 1-й пол. 19 в. были открыты спутники Pt, получены путём электролиза нек-рые щелочные и щёлочноземельные М., положено начало разделению редкоземельных металлов, открыты неизвестные М. при хим. анализе минералов. В 1860-63 методом спектрального анализа были открыты Cs, Rb, Tl, In. Блестяще подтвердилось существование М., предсказанных Д. И. Менделеевым на основе его периодич. закона. Открытие радиоактивности в кон. 19 в. повлекло за собой поиски природных радиоактивных М., увенчавшиеся полным успехом. Наконец, методом ядерных превращений начиная с сер. 20 в. были искусственно получены радиоактивные М., в частности трансурановые элементы.

В конце 19 - нач. 20 вв. получила физико-хим. основу металлургия -наука о произ-ве М. из природного сырья. Тогда же началось исследование свойств М. и их сплавов в зависимости от состава и строения (см. Металловедение, Металлофизика).

Химические свойства. В соответствии с местом, занимаемым в периодич. системе элементов (табл. 1), различают М. главных и побочных подгрупп. М. главных подгрупп (подгруппы а) наз. также непереходными. Эти М. характеризуются тем, что в их атомах происходит последовательное заполнение s-и р-электронных оболочек. В атомах М. побочных подгрупп (подгруппы б), наз. переходными, происходит достраивание d- и f-оболочек, в соответствии с чем их делят на d-rpynny и две f-группы - лантаноиды и актиноиды. В подгруппы а входят 22 М.: Li, Na, К, Rb, Cs, Fr (I a); Be, Mg, Ca, Sr, Ba, Ra (II a); Al, Ga, In, Tl (III a); Ge, Sn, Pb (IV a); Sb, Bi (V a); Po (VI а). В подгруппы б входят: 1) 33 переходных металла d-группы [Си, Ag, Au (I б); Zn, Cd, Hg (II б); Sc, Y, La, Ac (III 6); Ti, Zr, Hf\ Ku (IV 6); V, Nb, Та, элемент с Z = 105 (V 6); Cr, Mo, W (VI б); Mn, Тс, Re (VII 6); Fe, Co, Ni, Ru, Rh, Pd, Os, Ir, Pt (VIII 6)]; 2) 28 M. f-группы (14 лантаноидов и 14 актиноидов).

Электронная структура атомов некоторых d-элементов имеет ту особенность, что один из электронов внешнего уровня переходит на d-подуровень. Это происходит при достройке этого подуровня до 5 или 10 электронов. Поэтому электронная структура валентных подуровней атомов d-элементов, находящихся в одной подгруппе, не всегда одинакова. Напр.,СгиМо (подгруппа VI б) имеют внешнюю электронную структуру соответственно 3d54s' и 4rf55s', тогда как у W она 5d46s2. В атоме Pd (подгруппа VIII б) два внешних электрона "перешли" на соседний валентный подуровень, и для атома Pd наблюдается d'° вместо ожидаемого d8s2.

М. присущи многие общие хим. свойства, обусловленные слабой связью валентных электронов с ядром атома: образование положительно заряженных ионов (катионов), проявление положительной валентности (окислительного числа), образование основных окислов и гидроокисей, замещение водорода в кислотах и т. д. Металлич. свойства элементов можно сравнить, сопоставляя их электроотрицательность [способность атомов в молекулах (в ковалентной связи) притягивать электроны, выражена в условных единицах]; элементу присущи свойства М. тем больше, чем ниже его электроотрицательность (чем сильнее выражен электроположительный характер).

В периодической системе элементов Менделеева (табл. 1) в пределах каждого периода, начиная со 2-го, с увеличением ат. н. электроотрицательность возрастает от 2 до 7, начиная со щелочного металла и кончая галогеном (переход от М. к неметаллам). В пределах подгрупп (а и б) с увеличением ат. н. электроотрицательность в общем уменьшается, хотя и не всегда последовательно. В семействах лантаноидов и актиноидов она сохраняется примерно на одном уровне.

Если расположить М. в последовательности увеличения их нормальных потенциалов, получим т. н. ряд напряжений или ряд активностей (табл. 2 и 3). Рассмотрение этого ряда показывает, что по мере приближения к его концу -от щелочных и щёлочноземельных М. к Pt и Au - электроположительный характер членов ряда уменьшается. М. от Li по Na вытесняют Н2 из Н2О на холоду, а от Mg по Т1 - при нагревании. Все М., стоящие в ряду выше H2, вытесняют его из разбавл. кислот (на холоду или при нагревании). М., стоящие ниже Н2, растворяются только в кислородных кислотах (таких, как концентрир. H2SO4 при нагревании или HNO3), a Pt, Au -только в царской водке (Ir нерастворим и в ней).

М. от Li no Na легко реагируют с О2 на холоду; последующие члены ряда соединяются с О2 только при нагревании, a Ir, Pt, Au в прямое взаимодействие с О2 не вступают.

Окислы М. от Li no A1 (табл. 2) и от La no Zn (табл. 3) трудно восстановимы; по мере продвижения к концу ряда восстановимость окислов увеличивается, а окислы последних его членов разлагаются на М. и О2 уже при слабом нагревании. О прочности соединений М. с кислородом (и др. неметаллами) можно судить и по разности их электроотрица-тельностей (табл. 1): чем она больше, тем прочнее соединение.

Табл. 2. -Нормальные электродные потенциалы непереходных металлов
1611-1.jpg1611-2.jpg

Валентности (точнее, окислит, числа) непереходных М. равны: +1 для подгруппы 1а; +2 для Па; +1 и +3 для Ilia; +2 и +4 для IVа; +2, +3 и + 5 для Va; -2, +2, + 4, +6 для VI а. У переходных М. наблюдается ещё большее разнообразие окислительных чисел: + 1, +2, +3 для подгруппы I 6; +2 для II б; + 3 для III 6; +2, +3, +4 для IV б; +2, +3, +4, +5 для V 6; + 2, +3, +4, +5, +6 для VI б; +2, + 3, +4, +5, +6, +7 для VII б; от +2 до +8 в VIII б. В семействе лантаноидов наблюдаются окислительные числа +2, + 3 и +4, в семействе актиноидов -от +3 до +6. Низшие окислы М. обладают основными свойствами, высшие являются ангидридами кислот (см. Кислоты и основания). М., имеющие переменную валентность (напр., Cr, Mn, Fe), в соединениях, отвечающих низшим степеням окисления [Сr( + 2), Мn ( + 2), Fe ( + 2)], проявляют восстановительные свойства; в высших степенях окисления те же М. [Сr ( + 6), Мn ( + 7), Fe ( + 3)] обнаруживают окислительные свойства. О хим. соединениях М. друг с другом см. в ст. Металлиды, о соединениях М. с неметаллами см. в статьях Бориды, Гидриды, Карбиды, Нитриды, Окислы и др.

Лит.: Некрасов Б. В., Основы общей химии, 2 изд., т. 1 - 3, М., 1969 - 70; Дей М. К., Се лбин Дж., Теоретическая неорганическая химия, пер. с англ., 2 изд., М., 1971; Барнард А., Теоретические основы неорганической химии, пер. с англ., М., 1968; Рипан Р., Ч е тяну И., Неорганическая химия, т. 1 - 2, Химия металлов, пер. с рум., М., 1971 - 72. См. также лит. при ст. Неорганическая химия.

С. А. Погодин.

Физические свойства. Большинство М. кристаллизуется в относительно простых структурах - кубических (кубические объёмноцентрированная ОЦК и гране-центрированная ГЦК решётки) и гексагональных ПГУ, соответствующих наиболее плотной упаковке атомов. Лишь небольшое число М. имеет более сложные типы кристаллич. решёток. Многие М. в зависимости от внешних условий (темп-ры, давления) могут существовать в виде двух или более кристаллич. модификаций (см. Полиморфизм). Полиморфные превращения иногда связаны с потерей металлич. свойств, напр, превращение белого олова ((З-Sn) в серое (a-Sn).

Электрические свойства. Удельная электропроводность М. при комнатной темп-ре а~10~6-10~4 ом~1 см~1 (табл. 1), тогда как у диэлектриков, напр, у серы, a~ 10~17 ом~1см~1. Промежуточные значения а соответствуют полупроводникам. Характерным свойством М. как проводников электрич. тока является линейная зависимость между плотностью тока и напряжённостью приложенного электрич. поля (Ома закон). Носителями тока в М. являются электроны проводимости, обладающие высокой подвижностью. Согласно квантово-механич. представлениям, в идеальном кристалле электроны проводимости (при полном отсутствии тепловых колебаний кристаллической решётки) вообще не встречают сопротивления на своём пути. Существование у реальных М. электросопротивления является результатом нарушения периодичности кристаллич. решётки. Эти нарушения могут быть связаны как с тепловым движением атомов, так и с наличием примесных атомов, вакансий, дислокаций и др. дефектов в кристаллах. На тепловых колебаниях и дефектах (а также друг на друге) происходит рассеяние электронов. Мерой рассеяния служит длина свободного пробега - среднее расстояние между двумя последовательными столкновениями электронов. Величина удельной электропроводности а связана с длиной свободного пообега / соотношением:
1611-3.jpg

где п - концентрация электронов проводимости (~1022-1023 см~3), е - заряд электрона, рр = 2лН (Зи/8я)'/а - граничный фермиевский импульс (см. Ферми поверхность), h - Планка постоянная. Зависимость а или удельного электросопротивления р от темп-ры Т связана с зависимостью I от Т. При комнатных темп-рах в М. / ~ 10~6см.

При темп-рах, значительно превышающих Дебая температуру, сопротивление р обусловлено гл. обр. тепловыми колебаниями кристаллической решётки и возрастает с темп-рой линейно:

Р = рост(1+аГ). (2) Постоянная а наз. температурным коэффициентом электропроводности и имеет при темп-ре Т = О С типичное значение a =4-10~3 град"1. При более низких темп-рах, когда влиянием тепловых колебаний атомов на рассеяние электронов можно пренебречь, сопротивление практически перестаёт зависеть от темп-ры.

Это предельное значение сопротивления наз. остаточным. Величина рост характеризует концентрацию дефектов в решётке М. Удаётся получить столь чистые (сверхчистые) и свободные от дефектов М., что их остаточное сопротивление в 104—105 раз превышает сопротивление этих М. в обычных условиях. Длина свободного пробега электронов в сверхчистых М. l ~ 10-2 см. Теоретич. рассмотрение показывает, что при низких темп-pax формула для удельного электросопротивления имеет вид:

р = рост + AT2 + ВT5, (3)

где А и В — величины, не зависящие от Т. Член ВТ5 связан с рассеянием электронов на тепловых колебаниях атомов, а член AT2со столкновениями электронов друг с другом и даёт заметный вклад в сопротивление лишь у нек-рых М., напр, у Pt. Однако закономерность (3) выполняется лишь приближённо.

У нек-рых М. и металлидов при определённой темп-ре, наз. критической, наблюдается полное исчезновение сопротивления — переход в сверхпроводящее состояние (см. Сверхпроводимость). Критич. темп-ры чистых металлов лежат в интервале от сотых долей К до 9 К (табл. 1).

Если металлич. образец, по к-рому течёт ток, поместить в постоянное магнитное поле, то в М. возникают явления, обусловленные искривлением траекторий электронов в магнитном поле в промежутке между столкновениями (гальваномагнитные явления). Среди них важное место занимают Холла эффект и изменение электросопротивления М. в магнитном поле (магнетосопротивление). Влияние магнитного поля тем больше, чем больше длина свободного пробега l, т. е. чем ниже темп-pa и чем меньше примесей в М. При комнатной темп-ре магнитное поле 107—105 э изменяет сопротивление М. лишь на доли %. При Т =< 4 К в сверхчистых М. сопротивление может измениться во много раз. Зависимость электросопротивления М. от внешнего магнитного поля существенно зависит от характера энергетич. спектра электронов, в частности от формы поверхности Ферми. У многих металлич. монокристаллов (Au, Cu, Ag и др.) наблюдается сложная анизотропия сопротивления в магнитном поле.

В магнитных полях ~ 104—105 э и при низких темп-pax у всех металлич. монокристаллов наблюдается осциллирующая зависимость электросопротивления от магнитного поля (Шубникова — де Хааза эффект). Это явление-следствие квантования движения электронов в плоскости, перпендикулярной направлению магнитного поля. Как правило, квантовая осциллирующая зависимость в виде небольшой "ряби" наложена на обычную зависимость сопротивления от магнитного поля.

При нагревании М. до высоких темп-р наблюдается "испарение" электронов с поверхности М. (термоэлектронная эмиссия). Число электронов, вылетающих в единицу времени, определяется законом: п ~ eхр (-ф/kT), где k - Больцмана постоянная, ф - работа выхода электронов из М. (см. Ричардсона формула). Величина ф различна у разных М. и зависит также от состояния поверхности. Эмиссия электронов с поверхности М. происходит также под действием сильных электрич. полей ~ 10 в степени 7 в/см в результате туннельного просачивания электронов через сниженный полем потенциальный барьер (см. Туннельная эмиссия). В М. наблюдаются явления фотоэлектронной эмиссии, вторичной электронной эмиссии и ионно-электрон-ной эмиссии. Перепад темп-ры вызывает в М. появление электрич. тока или разности потенциалов (см. Термоэлектрические явления).

Тепловые свойства. Теплоёмкость М. (табл.1) обусловлена как ионным остовом (решёточная теплоёмкость Ср), так и электронным газом (электронная теплоёмкость Сэ). Хотя концентрация электронов проводимости в М. очень велика (см. выше) и не зависит от темп-ры, электронная теплоёмкость мала и у большинства М. наблюдается только при темп-pax ~ неск. К. Возможность измерения Сэ связана с тем, что при уменьшении темп-ры Ср убывает пропорционально Т3, а Сэ ~ Т. Для Сu: С9 = 0,9-10-4RT, для Pd: Сэ = = 1,6*10~3КТ (R - газовая постоянная). Теплопроводность М. осуществляется гл. обр. электронами проводимости. Поэтому между удельными коэфф. электропроводности и теплопроводности существует простое соотношение, наз. Виде-мана - Франца законом.

Взаимодействие М. с электромагнитными поля-м и. Переменный электрич. ток при достаточно высокой частоте течёт по поверхности М., не проникая в его толщу (см. Скин-эффект). Электромагнитное поле частоты со проникает в М. лишь
1611-5.jpg

глощается незначит. часть электромагнитной энергии. Основная часть энергии переизлучается электронами проводимости и отражается (см. Металлооп-тика). В чистых М. при низких темп-рах длина свободного пробега электронов / часто превышает глубину о. При этом напряжённость поля существенно изменяется -на длине свободного пробега, что проявляется в характере отражения электромагнитных волн от поверхности М. (аномальный скин-эф-ф е к т).

Сильное постоянное магнитное поле существенно влияет на электродина-мич. свойства М. В М., помещённых в такое поле, при условии, если частота электромагнитного поля кратна частоте прецессии электронов проводимости вокруг силовых линий постоянного магнитного поля, наблюдаются резонансные явления (см. Циклотронный резонанс). При определённых условиях в толще М., находящегося в постоянном магнитном поле, могут распространяться слабо затухающие электромагнитные волны, т. е. исчезает скин-эффект. Электроди-намич. свойства М., помещённого в магнитное поле, сходны со свойствами плазмы в магнитном поле и являются одним из основных источников информации об электронах проводимости.

Для электромагнитных волн оптич. диапазона М., как правило, практически непрозрачны и обладают характерным блеском (см. Отражение света, Зеркало). В поглощении света в видимом и ультрафиолетовом диапазонах нек-рую роль играет внутренний фотоэффект. Отражение от поверхности М. плоскополяризованного света, падающего под произвольным углом, сопровождается поворотом плоскости поляризации и появлением эллиптич. поляризации (см. Вращение плоскости поляризации). Это явление используется для определения оптич. констант М.

Общая структура характеристических рентгеновских спектров М. и диэлектриков одинакова. Тонкая же структура линий, соответствующая квантовым переходам электронов из зоны проводимости на глубокие уровни, отражает распределение электронов проводимости по уровням энергии.

Магнитные свойства. Переходные металлы с недостроенными f- и d-электронными оболочками являются парамагнетиками. Некоторые из них при определённых температурах переходят в магнитоупорядоченное состояние (см. Магнетизм, Ферромагнетизм, Антиферромагнетизм, Кюри точка). Магнитное упорядочение существенно влияет на все свойства М., в частности на электрич. свойства: в электросопротивление вносит вклад рассеяние электронов на колебаниях магнитных моментов. Гальваномагнитные явления при этом также приобретают специфич. черты.

Магнитные свойства остальных М. определяются электронами проводимости, к-рые вносят вклад в диамагнитную и парамагнитную восприимчивости М., и диамагнитной восприимчивостью ионного состава (см. Диамагнетизм, Парамагнетизм). Магнитная восприимчивость X большинства М. относительно мала (X ~ 10-6) и слабо зависит от темп-ры.

При низких темп-pax Г и в больших магнитных полях Н > 104 kT у всех металлич. монокристаллов наблюдается сложная осциллирующая зависимость суммарного магнитного момента от поля Н (см. Де Хааза - ван Альфена эффект), природа к-poro та же, что и у эффекта Шубникова - де Хааза. Исследование осцилляционных эффектов позволяет определить форму поверхности Ферми. М. И. Каганов.

Механические свойства. Многие М. обладают комплексом меха-нич. свойств, обеспечивающим их широкое применение в технике, в частности в качестве конструкционных материалов. Это, в первую очередь, сочетание высокой пластичности со значит, прочностью и сопротивлением деформации, причём соотношение этих свойств может регулироваться в большом диапазоне с помощью механич. и термич. обработки М., а также получением сплавов различного состава.

Исходной характеристикой механич. свойств М. является модуль упругости G, определяющий сопротивление кристал-лич. решётки упругому деформированию и непосредственно отражающий величину сил связи в кристалле. В монокристаллах эта величина, как и остальные механические характеристики, анизотропна и коррелирует с темп-рой плавления М. (напр., средний модуль сдвига G изменяется от 0,18 -10" эрг/см3 для легкоплавкого Na до 27-10" эрг/см3 для тугоплавкого Re).

Сопротивление разрушению или пла-стич. деформации идеального кристалла ~ 10~4 G. Но в реальных кристаллах эти характеристики, как и все механич. свойства, определяются наличием дефектов, в первую очередь дислокаций. Перемещение дислокаций по плот-ноупакованным плоскостям приводит к элементарному акту скольжения - основному механизму пластической деформации М. Др. механизмы (двойникование и сбросообразование) существенны только при пониженных темп-pax. Важнейшая особенность М.- малое сопротивление скольжению дислокации в бездефектном кристалле. Это сопротивление особенно мало в кристаллах с чисто металлич. связью, к-рые обычно имеют плотноупакованные структуры (гранецентрированную кубическую или гексагональную). В М. с ковалент-ной компонентой межатомной связью, имеющих объёмноцентрир. решётку, сопротивление скольжению неск. больше, однако всё же мало по сравнению с чисто ковалентными кристаллами. Сопротивление пластической деформации, по крайней мере в М. с гранецентрир. кубической и гексагональной решётками, связано с взаимодействием движущихся дислокаций с др. дефектами в кристаллах, с др. дислокациями, примесными атомами, внутренними поверхностями раздела. Взаимодействие дефектов определяется искажениями решётки вблизи них и пропорционально G. Для отожжённых монокристаллов начальное сопротивление пластич. деформации (п р е-дел текучести) обычно ~ 10~3- 10~4 G. В процессе деформации число дислокаций в кписталлич. оешётке (плот-
1611-6.jpg

ине) Это наз. деформационным упрочнением или наклёпом. Для монокристаллов М. характерно наличие трёх стадий деформационного упрочнения. На 1-й стадии значит, часть дислокаций выходит на поверх-
1611-7.jpg

ляции дислокации, выдавливаемых из их плоскостей скольжения. Значение этой стадии больше для М. с объёмноцентрир. решёткой.

Степень "привязанности" дислокации к плоскости скольжения определяется шириной дислокации в этой плоскости, к-рая, в свою очередь, зависит от энер-
1611-8.jpg
дислокации, до 10~4 для сплавов Сu с Широкими дислокациями). Процесс разрядки дислокационной плотности ускоряется при повышении темп-ры и может привести к релаксации и значит, восстановлению свойств кристаллов. Чем выше темп-pa и меньше скорость деформирования, тем больше успевают развиться процессы релаксации и тем меньше деформационное упрочнение.

При Г > 0,5 Гпл в пластин, деформации начинают играть существенную роль точечные дефекты, в первую очередь вакансии, к-рые, оседая на дислокациях, приводят к vix выходу из плоскостей скольжения. Если этот процесс достаточно интенсивен, то деформация не сопровождается упрочнением: М. течёт с постоянной скоростью при неизменной нагрузке (ползучесть). Протекание процессов релаксации напряжений и постоянная разрядка дислокационной структуры обеспечивают высокую пластичность М. при их горячей обработке, что позволяет придавать изделиям из М. разнообразную форму. Отжиг сильно деформированных монокристаллов М. нередко приводит к образованию поликристаллов с малой плотностью дислокаций внутри зёрен (рекристаллизаци я).

Достижимые степени деформации М. ограничены процессом разрушения. По мере роста плотности дислокаций при холодной деформации растёт неравномерность их распределения, приводящая к концентрации напряжений в местах сгущения дислокаций и зарождению здесь очагов разрушения - трещин. В реальных кристаллах такие концентрации напряжений имеются и в исходном недеформированном состоянии (скопление примесей, частицы др. фаз и т. п.). Но вследствие пластичности М. деформация вблизи опасных мест снимает напряжения и предотвращает разрушение. Однако, если сопротивление движению дислокаций растёт, то релаксационная способность материала падает, что под нагрузкой приводит к развитию трещин (хрупкое разрушение). Это особенно проявляется в М. с объём -ноцентрир. решёткой, в к-рых подвижность дислокаций резко уменьшается при понижении темп-ры (из-за взаимодействия с примесями и уменьшения числа кристаллографич. возможных плоскостей скольжения). Предотвращение хладноломкости - одна из важнейших технич. проблем разработки конструкционных металлических материалов. Др. актуальная проблема - увеличение прочности и сопротивления деформации при высоких темп-pax. Зародышами разрушения в этих условиях служат микропоры, образующиеся в результате скопления вакансий. Эффективный способ повышения высокотемпературной прочности -уменьшение диффузионной подвижности точечных дефектов, в частности легированием.

Применяемые в технике конструкционные металлич. материалы являются поликристаллическими. Их механич. свойства практически изотропны и могут существенно отличаться от свойств монокристаллов М. Межфазные границы вносят дополнительный вклад в упрочнение. С др. стороны, они могут быть местами предпочтительного разрушения (межзёренное разрушение) или деформации. Изменяя число и строение межфазных границ, форму и пространственное расположение отдельных структурных составляющих многофазных систем (поликристаллов, гетерофаз-ных агрегатов, возникающих вследствие фазовых превращений, или искусственно полученных композиций), а также регулируя состав и дефектную структуру отдельных кристаллов, можно получить огромное разнообразие механич. свойств, необходимых для практич. использования металлич. материалов.

А. Л. Ройтбурд.

Лит.: Френкель Я. И., Введение в теорию металлов, 2 изд., М.- Л., 1950; Бете Г., Зоммерфельд А., Электронная теория металлов, пер. с нем., М.- Л.> 1938; Лифшиц И. М., Азбель М. Я., Каганов М. И., Электронная теория металлов, М., 1971; Абрикосов А. А., Введение в теорию нормальных металлов, М., 1972; Слэтер Дж., Диэлектрики, полупроводники, металлы, пер. с англ., М., 1969; Шульце Г., Металлофизика, пер. с нем., М., 1971.

Металлы в технике. Благодаря таким свойствам, как прочность, твёрдость, пластичность, коррозионная стойкость, жаропрочность, высокая электрич. проводимость и мн. др., М. играют грсмад-ную роль в совр. технике, причём число М., находящих применение, постоянно растёт. Характерно, что до нач. 20 в. мн. важнейшие М.- Al, V, W, Мо, Ti, U, Zr и др.- либо не производились вообще, либо выпускались в очень огра-нич. масштабах; такие М., как Be, Nb, Та, начали сравнительно широко использоваться лишь накануне 2-й мировой войны 1939-45. В 70-х гг. 20 в. в промышленности применяются практически все М., встречающиеся в природе.

Все М. и образованные из них сплавы делят на чёрные (к ним относят железо и сплавы на его основе; на их долю приходится ок. 95% производимой в мире металлопродукции) и цветные, или, точнее, нежелезные (все остальные М. и сплавы). Большое число нежелезных М. и широкий диапазон их свойств не позволяют классифицировать их по к.-л. единому признаку. В технике принята условная классификация, по к-рой эти М. разделены на неск. групп по различным признакам (физ. и хим. свойствам, характеру залегания в земной коре), специфичным для той или иной группы: лёгкие металлы (напр., Al, Mg), тяжёлые М. (Си, РЬ и др.), тугоплавкие металлы (W, Мо и др.), благородные металлы (Au, Pt и др.), рассеянные металлы (Ga, In, T1), редкоземельные М. (Sc, Y, La и лантано-иды, см. Редкоземельные элементы"), радиоактивные металлы (Ra, U и др.). М., к-рые производят и используют в огранич. масштабах, наз. редкими металлами. К ним относят все рассеянные, редкоземельные и радиоактивные М., большую часть тугоплавких и нек-рые лёгкие М.

Большая способность М. к образованию многочисл. соединений разного типа, к различным фазовым превращениям создаёт благоприятные условия для получения разнообразных сплавов, характеризующихся требуемым сочетанием полезных свойств. Число используемых в технике сплавов превысило уже 10 тыс. Значение сплавов как конструкционных материалов, электротехнических материалов, материалов с особыми физ. свойствами (см. Прецизионные сплавы) непрерывно возрастает. В то же время в связи с развитием полупроводниковой и ядерной техники расширяется произ-во ряда особо чистых металлов (чистотой, напр., 99,9999% и выше).

Применение того или иного М. (или сплава) в значит, мере определяется практич. ценностью его свойств; однако существ, значение имеют и др. обстоятельства, в первую очередь природные запасы М., доступность и рентабельность его добычи. Из наиболее ценных и важных для совр. техники М. лишь немногие содержатся в земной коре в больших количествах: А1 (8,8%), Fe (4,65%), Mg (2,1%), Ti (0,63%). Природные ресурсы ряда весьма важных М. измеряются сотыми долями процента (напр., Си, Mn, Cr, V, Zr) и даже тысячными долями (напр., Zn, Sn, Pb, Ni, Co, Nb). Нек-рые ценные М. присутствуют в земной коре в ещё меньших количествах. Так, содержание урана — важнейшего источника ядерной энергии — оценивается в 0,0003%, вольфрама, являющегося основой твёрдых сплавов,— 0,0001% и т. д. Особенно бедна природа благородными и т. н. редкими М.
Многообразие М. предопределяет большое число способов их получения и обработки (см. Металлургия). Взаимосвязь состава, строения и свойств металлов и сплавов, а также закономерности их изменения в результате теплового, хим. или механич. воздействия изучает металловедение. О свойствах, способах получения, масштабах произ-ва и применении отдельных М. см. в статьях, посвящённых соответствующим химическим элементам и сплавам на их основе (напр., Алюминий, Алюминиевые сплавы, Бериллий, Бериллиевые сплавы и т. д.).
О применении М. и их сплавов в искусстве см. в статьях Бронза, Железо, Золото, Медь, Олово, Серебро, Сталь, Чугун, Гравирование, Гравюра, Зернь, Ковка, Насечка, Тиснение, Филигрань, Чеканка, Ювелирное искусство.

И. И. Новиков.

МЕТАЛОГИКА (от мета...), часть ло гики, посвящённая изучению метатеоре тическими средствами (см. Метатеория) строения и свойств различных логических теорий. Возникшая на рубеже 19 и 20 вв. в связи с исследованиями оснований дедуктивных наук (прежде всего математики), М. в ходе дальнейшей специализации этих исследований разделилась на синтаксическую и семантическую «ветви». К первой из них, посвящённой рассмотрению чисто структурных свойств исчислений, относятся прежде всего теория (формальных) доказательств (или метаматематика) и теория определимости понятий. Вторая «ветвь» М., распадающаяся на теорию смысла и теорию референции (теорию значения),— это логическая семантика, уже из основополагающей для неё работы А. Тарского, посвящённой исследованию понятия истины (истинности) в формализованных языках, выделилась вскоре самостоят, теория алгебраич. содержания — т. н. моделей теория. К М. относится и интересная проблема соотношения между экстенсиональными и интенсиональными языками, явившаяся отправным пунктом новой дисциплины— прагматики (см. Семиотика).

Лит.: Тарский А., Введение в логику и методологию дедуктивных наук, пер. с англ., М., 1948; К а р н а п Р., Значение и необходимость, пер. с англ., М., 1959; Ч ё р ч А., Введение в математическую логику, пер. с англ., т. 1, М., 1960 (введение); С а r n а р R., The logical syntax of language, N. Y.- L., 1937; Т а г s k i A., Logic, semantics, metamathematics, Oxf., 1956; Martin R., Towards to systematic pragmatics, Amst., 1959. Ю. А. Гостев, В. К. Финн.

МЕТАЛЬДЕГИД, полимеризованный ацетальдегид, средство для борьбы с голыми слизнями; см. Лимациды.

МЕТАМАГНЕТИК, вещество, обладающее в слабых магнитных полях свойствами антиферромагнетиков, а в полях напряжённостью выше 5-10 кэ - свойствами ферромагнетиков. Типичными М. являются слоистые соединения типа РеСЬ, в к-рых слои ионов железа, обладающих магнитным моментом, отделены друг от друга двумя слоями немагнитных ионов хлора. Слои магнитных ионов представляют собой двумерные ферромагнетики, внутри этих слоев между ионами имеется сильное ферромагнитное обменное взаимодействие (см. Ферромагнетизм). Между собой соседние слои магнитных ионов связаны антифер-ромагнитно (см. Антиферромагнетизм). В результате в системе магнитных моментов устанавливается упорядоченное состояние в виде слоистой магнитной структуры из чередующихся по направлению намагниченности ферромагнитных слоев. Нейтронографич. исследования (см. Нейтронография) подтвердили существование такой магнитной структуры в FeCl2, FeBr2, FeCO3 и др. М. Вследствие относительно слабой антиферромагнитной связи между слоями и не очень большой магнитной анизотропии самих слоев, внешние магнитные поля напряжённостью выше 5-10 кэ могут превратить слоистый М. в однородный намагниченный ферромагнетик (рис.).

Кривая намагничивания FeBr2 в мета-магнитном состоянии (J - намагниченность образца, , Н- напряжённость внешнего магнитного поля). В поле Н ~ 40 кэ (при 4,2 К) в FeBrz происходит фазовый переход 1-го рода в ферромагнитное состояние.

Фазовый переход 1-го рода, при к-ром векторы намагниченности всех слоев М. устанавливаются параллельно приложенному магнитному полю, наз. метамагнитным.

Часто термин "М." распространяют на все антиферромагнетики, в к-рых эффективное магнитное поле анизотропии НА (ответственное за ориентацию магнитных моментов относительно кристал-лографич. осей) больше (или равно) НЕ - эффективного поля антиферромагнитного обменного взаимодействия.

Лит.: Ландау Л. Д., Возможное объяснение зависимости восприимчивости от поля при низких температурах, Собр. трудов, т. 1, М., 1969; Боровик-Романов А. С., Антиферромагнетизм, в сб.: Антиферромагнетизм и ферриты, М., 1962 (Итоги науки. Физико-математические науки, т. 4); В о н-совский С. В., Магнетизм, М., 1971, с. 760. А. С. Боровик-Романов.

МЕТАМАТЕМАТИКА, теория доказательств, теория доказательства, в широком смысле слова - метатеория математики, не предполагающая никаких спец. ограничений на характер используемых метатео-ретич. методов, на способ задания и объём исследуемой в М. -"математики". Более распространённым и исторически ранним (тем более, что М. вообще была первым примером "метанауки") является следующее, более специальное понимание термина "М.", идущее от Д. Гильберта. Открытие парадоксов (антиномий) в логике и множеств теории выдвинуло в нач. 20 в. задачу перестройки оснований математики и логики на нек-рой основе, исключающей появление противоречий. Программа логицизма предусматривала для этой цели "сведение" математики к логике с помощью аксиоматического метода, но независимо от успешности такого "сведения" для перестроенной т. о. математики (или лежащей в её основе логики) отсутствие известных и невозможность появления новых антиномий могло гарантировать только доказательство их непротиворечивости. Представители математического интуиционизма предлагали столь радикально пересмотреть содержание самого понятия "математика", чтобы повинные (и даже только подозреваемые) в появлении антиномий абстракции клас-сич. математики (как, напр., абстракция актуальной бесконечности) были раз и навсегда изгнаны из неё. Выдвинутая Гильбертом концепция математического формализма, с одной стороны, отказывалась от логицистич. иллюзий о возможности обоснования математики путём "сведения" её к логике, но с другой -решительно не разделяла и интуиционистского скепсиса по отношению к возможностям аксиоматич. построения удовлетворительной в логич. отношении математики. Принимая значит, часть интуиционистской критики по адресу традиционной классич. математики, Гильберт в то же время решил "реабилитировать" аксиоматич. установку: "Ничто не может изгнать нас из рая, который создал нам Кантор",- говорил он. Для этого прежде всего нужна была последоват. формализация подлежащих обоснованию мате-матич. теорий (аксиоматической теории множеств, аксиоматич. арифметики), т. е. представление их в виде исчислений (формальных систем), для к-рых "чисто формально" следует определить понятия аксиомы (формулы нек-рого спец. вида), вывода (последовательности формул, каждая из к-рых получается из предыдущих по строго фиксированным правилам вывода), доказательства (вывода из аксиом) и теоремы (формулы, являющейся заключит, формулой нек-рого доказательства), чтобы затем, пользуясь нек-рыми "совершенно объективными" и "стопроцентно надёжными" содержательными методами рассуждений, показать недоказуемость в данной формальной теории противоречия (т. е. невозможность ситуации, при к-рой её теоремами оказывалась бы к.-л. формула и её отрицание). Совокупность таких "объективных" и "надёжных" (во всяком случае, неуязвимых со стороны интуиционистского критицизма) методов и должна была составить М. (теорию математич. доказательства). Комплекс ограничений, налагаемых на допустимые в М. методы, Гильберт охарактеризовал как ф и н и-т и з м: в ещё более радикальной форме, нежели интуиционизм, эта "финитная установка" запрещает использование каких бы то ни было "метафизических" ссылок на бесконечные ("инфинитные") совокупности. Ограничениям этим не удовлетворяют, напр., такие важные метатеоретич. результаты, как теорема К. Гёделя о полноте исчисления предикатов и теорема Л. Лёвенхейма - Т. Ско-лема об интерпретируемости любой непротиворечивой теории на области натуральных чисел, поскольку используемое в них понятие общезначимости формулы исчисления предикатов определяется с помощью "нефинитного" представления о "совокупности всех возможных интерпретаций" (поэтому эти мета-теоремы, строго говоря, не принадлежат к М., в связи с чем их часто относят к металогике или к т. н. теоретико-множественной логике предикатов). Однако (мета )теоремы о непротиворечивости исчисления высказываний и исчисления предикатов удалось получить в русле "финитной установки", т. е. строго метаматематич. путём. И всё же гильбертовская программа в её полном виде оказалась неосуществимой: Гёдель (1931) показал, что никакая непротиворечивая формализация математики не может охватить всей классич. математики (и даже всей формальной арифметики) - в ней непременно найдутся т. н. неразрешимые, т. е. выразимые на её языке, но не доказуемые и не опровержимые её средствами (хотя и содержательно истинные) формулы. Примером такой формулы является формула, утверждающая свою собственную недоказуемость; задать формулу со столь парадоксальной на вид интерпретацией Гёделю удалось с помощью придуманного им остроумного приёма - своего рода арифметич. кодирования ("гёде-левской нумерации") символов, формул и последовательностей формул формальной системы, однозначно приписывающего каждому элементу системы "тёде-левский номер". Благодаря такой "ариф-метизации синтаксиса" Гёделю удалось представить не только предикаты рассматриваемой формальной системы, но и относящиеся к ней метаматематич. предикаты ("быть формулой", "быть доказательством", "быть теоремой" и т. п.) посредством нек-рых арифметических предикатов. Утверждение этой т. н. первой теоремы Гёделя доказывается теперь с помощью рассуждения, чрезвычайно близкого к т. н. парадоксу Ришара и вообще к парадоксам типа "Лжеца" ("я лгу") и вариантам антиномии Б. Рассела ("брадобрей, бреющий всех тех и только тех жителей деревни, к-рые не бреются сами" и т. п.). В качестве следствия из этой теоремы получается вторая теорема Гёделя, согласно к-рой непротиворечивость любой непротиворечивой формальной системы, содержащей арифметику натуральных чисел, не может быть доказана средствами, формализуемыми в этой системе. В этих теоремах Гёделя говорится, т. о., не только о свойствах рассматриваемой формальной системы, но и о нек-рых метаматематич. свойствах, так что они являются даже не метатеоре-мами, а, строго говоря, м е т а м е т а-теоремами. Из них вытекает неосуществимость "финитистской" программы Гильберта: не только вся математика, но даже арифметика натуральных чисел не допускают формализации, к-рая была бы одновременно полной и непротиворечивой; к тому же весь аппарат финитизма выразим средствами интуиционистской арифметики, из чего, в силу второй теоремы Гёделя, следует невозможность фи-нитистского доказательства непротиворечивости арифметики. (Ещё один фундаментальный результат М.- т. н. теорема А. Чёрча о неразрешимости арифметики и исчисления предикатов, согласно к-рой не существует алгоритма распознавания доказуемости для формул соответствующих исчислений.)

В нек-ром смысле теоремы Гёделя можно было воспринимать как "конец М.", но, свидетельствуя об ограниченности финитизма, формализма и связанной с ними гильбертовской программы, а также аксиоматич. метода в целом, эти теоремы в то же время послужили мощным стимулом поиска средств доказательств (в частности, доказательств непротиворечивости) более сильных, чем финитные, но и в определённом смысле конструктивных. Одним из таких методов явилась т. н. трансфинитная индукция до первого недостижимого конструктивного трансфинита; этот путь позволил получить доказательство непротиворечивости арифметики (Г. Генцен, В. Аккерман, П. С. Новиков, К. Шют-те, П. Лоренцен и др.). Др. примером может служить т. н. ультраинтуиционистская программа обоснования математики, позволившая получить абсолютное (не пользующееся редукцией к к.-л. др. системе) доказательство непротиворечивости теоретико-множественной системы аксиом Цермело - Френкеля.

Лит.: Гильберт Д., Основания геометрии, пер. с нем., М.- Л., 1948, добавл. 6 -10; К ли ни С. К., Введение в метаматематику, пер. с англ., М., 1957; его же, Математическая логика, пер. с англ., М., 1973; К а р р и X. Б., Основания математической логики, пер. с англ., М., 1969, гл. 2 - 3; Генцен Г., Непротиворечивость чистой теории чисел, пер. с нем., в кн.: Математическая теория логического вывода, М., 1967, с. 77 -153; Н а г е л ь Э., Ньюмен Дж., Теорема Гёделя, пер. с англ., М., 1970; Тарский А., Введение в логику и методологию дедуктивных наУк, пер. с англ , М., 1948; God el К., TJber formal unent scheidbare Satze der Principia Mathematica und verwander System. I, "Monatshefte Mathe-matic Physik", 1931, Bd 38, S. 173-98; R о s s е г В., Extensions of some theorems of Godel and Church, "Journal Symbolic Logic" 1936, v. 1, № 3; Т а г s k i A., Logic, semantics, metamathematics, Oxf., 1956.

Ю. А. Гостев.

МЕТАМЕРИЯ (от мета... и греч. тё-ros - часть, доля), сегментация, расчленение тела мн. двусторонне-сим-метричных животных на повторяющиеся более или менее сходные части - мета-меры (сегменты), расположенные последовательно вдоль продольной оси тела. Для паразитич. ленточных червей характерна М. в форме с т р о б и-л я ц и и - тело лентеца состоит из одинаковых по строению члеников - про-глоттид, почкующихся в головном конце (в области шейки) паразита и образующих цепочку - стробилу. М. может быть только наружной (псевдометамерия) или затрагивать и внутренние органы (истинная М.). Истинная

Метамерия: слева -гомономная (у мно-гогцетинкового кольчатого червя); спра-па - гетерономная (у скорпиона).

М. бывает полной, когда она охватывает весь организм, и неполной, когда она распространяется лишь на нек-рые системы его органов, напр, дерматомеры (кожные метамеры), миомеры (мышечные), склеромеры (скелетные), нейромеры (нервные метамеры).

Различают гомономную М., когда все метамеры тела сходны по строению, выполняют одинаковые функции и несут одинаковые конечности, и гетерономную М., когда метамеры, сохраняющие в основном общий план строения, в разных направлениях дифференцируются и внешне становятся несходными, несут разные конечности или частично теряют их (см. рис.). Полная М. свойственна кольчатым червям и членистоногим (у последних метамеры, сливаясь в комплексы, образуют голову, грудь, брюшко). У хордовых животных М. проявляется в строении скелета, а также мускулатуры, нервной системы, кожных образований, кровеносной системы, органов выделения и т. д. У большинства позвоночных животных и у человека М. отчётливо выражена на ранних стадиях зародышевого развития. У взрослого человека черты М. сохранились в скелете позвоночника, в спинномозговых рефлекторных центрах и корешках спинномозговых нервов, а также в правильном чередовании рёбер, межрёберных мышц и нервов. Б. С. Матвеев.

МЕТАМЕРИЯ в химии, частный случай изомерии, связанный с положением гстероатома в цепи алифатич. соединений. Метамерны, напр., метилпро-пиловый эфир СН3ОСН2СН2СНз и ди-этиловый эфир СНзСНЮСНгСНз. Термин "М." предложен И. Берцелиусом в 1830 и в настоящее время практически не применяется.

МЕТАМИКТНЫЕ МИНЕРАЛЫ (от греч. metamiktos - смешанный), группа минералов, вещество к-рых при сохранении внешнего облика кристалла переходит полностью или частично из структурно-упорядоченного кристаллического в особое агрегатное состояние, подобное твёрдым коллоидам. Этот переход сопровождается разупорядочением или распадом структуры, поглощением энергии и связан с воздействием радиоактивного распада U и Th, находящихся в составе М. м. При нагревании М. м. в интервале 400-800 °С (иногда до 1000 °С) вещество их снова переходит в упорядоченный кристаллич. агрегат со свойствами первоначального кристаллич. минерала. Полагают, что при метамиктном переходе атомы кристаллич. решётки смещаются в результате энергетич. воздействия радиоактивного распада из идеального положения до потери решётки, но с сохранением "памяти" о ней. Нагревание возвращает атомы в их нормальное положение в кристаллической решётке. Метамикт-ный распад обнаруживается у минералов, кристалл охимич. структура к-рых определяется сочетанием слабых по связям катионных и анионных групп (Zr, Th, U, TR и др. с Si, Mb, Та, Ti и др.). Метамиктное состояние наблюдалось у минералов: циркона, торита, ортита, гадолинита, а также у пирохло-ра, самарскита, эвксенита и др. ниобо-танталатов. Обычно метамиктный распад сопровождается сорбцией воды и ряда др. веществ из окружающей среды.

МЕТАМОРФИЗМ ГОРНЫХ ПОРОД (от греч. metamorphoornai - подвергаюсь превращению, преображаюсь),
существенные изменения текстуры, структуры, минерального и хим. состава горных пород в земной коре и мантии под воздействием глубинных флюидов (летучих компонентов), температуры и давления. Термин «М. г. п.» ввёл английский геолог Ч. Лайель в 1883. М. г. п. происходит в кристаллическом (твёрдом или пластическом) состоянии без расплавления пород (к нему не относятся приповерхностные процессы уплотнения, цементации и диагенеза осадков, а также выветривание) и всегда связан с тектонич. дислокациями (складчатостью, глубинными разломами), а иногда и подъёмом магматич. масс. Дислокации, проникая в глубинные зоны Земли, стимулируют образование восходящих потоков флюидов и повышение темп-ры, что приводит к развитию магматизма, М. г. п. и образованию эндогенных месторождений. Все эти явления генетически связаны, отражая восходящую миграцию вещества в ходе эволюции земной коры. Факторами М. г. п., определяющими минеральный состав метаморфич. пород, являются темп-pa (Т), литостатич. давление (Ps), определяемое глубиной развития метаморфизма и иногда парциальные давления или хим. потенциалы газов, входящих в состав флюидов: Н2О, Н2, СО2, СО, СН4, H2S, C12, F2 и др. В отношении этих факторов (гл. обр. Т, Ps, Рн2о) выделяются области устойчивости главнейших минералов метаморфических пород (фации метаморфизма), что лежит в основе разделения всех метаморфич. пород и изучения степени метаморфизма. Одностороннее давление (стресс) не является фактором М. г. п., т. к. оно не приводит к образованию новых минералов. В то же время оно влияет на текстуры метаморфич. пород, повышает проницаемость пород для флюидов и оказывает каталитич. действие на метаморфич. реакции.

М. г. п. с изменением только содержания летучих компонентов (Н2О, СО2, О2) условно наз. изохимическим, а связанный с изменением содержания др. компонентов (К2О, Na2O, CaO и др.) — аллохимическим; при интенсивных локальных изменениях хим. состава пород, при к-рых часть компонентов переходит во вполне подвижное состояние (см. Минералогическое правило фаз), М. г. п. называется метасоматизмом. Степень изменения химического состава исходных пород нарастает в ряду процессов: изохимич. метаморфизм — аллохимич. метаморфизм — метасоматизм.

М. г. п. может охватывать огромные объёмы пород (региональный метаморфизм горных пород) или проявляться локально, приурочиваясь к контактам с изверженными породами (контактный метаморфизм) или к разломам (приразломный метаморфизм).

В истории геосинклинального развития выделяется ранний («догранитный») М. г. п. натриевого характера (образование спилитов, альбит-хлоритовых и глаукофановых сланцев, эклогитов и др.) и М. г. п., связанный со становлением плагиогранитов (плагиомигматиты, плагиогнейсы, альбитовые слюдяные сланцы и др.) или нормальных калиевых гранитов (мигматиты, гнейсы, слюдяные сланцы, филлиты и др.). Натриевый характер метаморфизма раннегеосинклинального развития в ходе эволюции метаморфич. поясов изменяется в направлении усиления роли калия в метаморфизующих растворах. В глубинных зонах М. г. п. нередко совмещается с областями регионального развития гранитоидного магматизма.

М. г. п., происходящий при повышении темп-ры, наз. прогрессивным. Он сопровождается потерей исходными породами летучих компонентов (дегидратацией, декарбонатизацией). Обратные процессы на фоне понижения темп-ры относятся к регрессивному М. г. п. Повторный регрессивный метаморфизм наз. диафторезом. См. также Петрография.

Лит.: К о р ж и н с к и й Д. С., Факторы минеральных равновесий и минералогические фации глубинности, [М., 1940]; Елисеев Н. А., Метаморфизм, [2 изд.], М., 1963; Природа метаморфизма, Гпер. с англ.], М., 1967; Винклер Г., Генезис метаморфических пород, пер. [с нем.], М., 1969; фации метаморфизма, М., 1970.

А. А. Маракушев.

МЕТАМОРФИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРОДЫ, горные породы, ранее образованные как осадочные или как магматические, но претерпевшие изменение (метаморфизм) в недрах Земли под действием глубинных флюидов, темп-ры и давления или близ земной поверхности под действием тепла внедрившихся интрузивных масс.

М. г. п., образованные в глубинах Земли (М. г. п. регионального метаморфизма ), характеризуются сланцеватостью, сформированной под действием направленного давления, и наз. кристаллич. сланцами. За счёт глин по мере увеличения степени метаморфизма возникают филлиты, слюдяные сланцы и гнейсы -сланцеватые породы с большим количеством гранитного материала. За счёт мергелей или осн. магматич. пород образуются хлоритовые и актинолит-хлоритовые (зелёные) сланцы и амфиболиты. На очень больших глубинах возникают эклогиты - гранат-жадеитовые породы. При метаморфизме песчаников и известняков образуются кварциты и мрамор.

М. г. п., образованные в контакте с интрузивами (контактный метаморфизм), имеют характерную роговиковую структуру. За счёт глинистых и др. алюмоси-ликатных пород образуются различные роговики (пироксеновые, биотитовые, ам-фиболитовые и т. д.), за счёт известняков - мраморы, бокситов - корундовые породы (наждаки).

М. г. п. часто сопровождаются метасо-матическими горными породами.

А. А. Маракушев.

МЕТАМОРФОГЕННЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, залежи полезных ископаемых, образовавшиеся в процессе метаморфизма горных пород, в обстановке высоких давлений и темп-р. Разделяются па метаморфизованные и метаморфические.

Метаморфизованные месторождения возникают вследствие процессов регионального и локального метаморфизма полезных ископаемых. Тела полезных ископаемых деформируются и приобретают черты, свойственные мета-морфич. породам,- развиваются сланцеватые и волокнистые текстуры, грано-бластические структуры. Минералы малой плотности заменяются минералами высокой объёмной массы. Водосодержащие минералы вытесняются безводными, аморфное вещество раскристаллизовы-вается. Наибольшее кол-во метаморфизо-ванных месторождений известно среди докембрийских формаций (напр., месторождение графита в Красноярском крае, железорудные месторождения в Криворожском басе, и Курской магнитной аномалии в СССР; месторождения марганца в Бразилии и Индии, золотых и урановых руд в Юж. Африке).

Метаморфические месторождения возникают вновь в процессе метаморфизма горных пород. Известняки превращаются в мраморы, песчаники -в кварциты, глинистые породы - в кровельные сланцы, а при высокой степени метаморфизма-в залежи андалузита, кианита и силлиманита, на месте бокситовых отложений возникают наждаки.

Лит.: Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969.

В. И. Смирнов.

МЕТАМОРФОЗ (от греч. metamorphosis - превращение) у растений, видоизменения осн. органов растения, связанные обычно со сменой выполняемых ими функций или условий функционирования. М. происходит в онтогенезе растения и заключается в изменении хода индивидуального развития органа, к-рое выработалось и закрепилось в процессе эволюции. М. более всего подвержены побег в целом и лист как его боковой орган, что связано с разнообразием влияющих на них условий среды (рис. 1, 2). Чаще М. типичного надземного побега с зелёными листьями вызван недостатком влаги и наблюдается у растений засушливых областей и местообита-ний. Так, у стеблевых суккулентов (напр., кактусов и афр. молочаев) мясистый стебель стал водозапасающим и фотосинтезирующим органом, в пазухах недоразвитых листьев на нём развиваются укороченные побеги с пучком колючек; благодаря безлистности у кактусов резко уменьшается общая испаряющая поверхность побега. Уменьшение испаряющей поверхности наблюдается и при таких М. надземных побегов, как кладодии (напр., у спаржи) и филлокладии (напр., у иглицы). Функцию фотосинтеза в этом случае выполняет жёсткий суховатый стебель, к-рый нередко становится плоским и даже листовидным. Иногда происходит М. не всех, а только части побегов, напр, в деревянистые безлистные колючки (боярышник, гледичия). У лиан, обитающих в условиях повышенной влажности и недостатка света, надземные побеги могут преобразовываться в усики - органы лазания (напр., у пассифлоры, винограда, у к-рых в усики превращена часть соцветий). Нередко М. подвергаются только листья (напр., колючки, сидящие на обычных стеблях барбариса, усики бобовых). В усик превращается или вся листовая пластинка (у нек-рых видов чины), или только часть листочков сложного листа (у гороха и др.). У насекомоядных растений листья преобразуются в своеобразные ловушки для насекомых. У т. н. филло-дийных акаций листовые пластинки могут не развиваться и функцию фотосинтеза выполняют жёсткие уплощенные черешки листьев - филлодии.

Рис. 1. Метаморфоз побегов: / - кактус опунция - стеблевой суккулент; 2 - нглица: л - чешуевидный лист, ф - пазушный филлокладии, ц - цветок; 3 - усик винограда с присосками; 4 - колючки боярышника: А - молодая колючка с рудиментами листьев, сидящая в пазухе зелёного листа, Б - взрослая колючка, р - рубец кроющего листа; 5 - картофель с подземными клубнями - А, Б и В - образование клубня на конце столона, видны листовые рубцы; 6 - луковица тюльпана в продольном разрезе: д - донце, к - корни, ч - луковичные чешуи, цв - растущий цветонос, п - дочерняя луковица; 7 - корневище купены: к - корни, п - почка, р - рубцы отмерших цветоносных побегов; 8 - вороний глаз, система корневищ и надземных цветоносных побегов.

Рис. 2. Метаморфоз листьев: / - усик чины: пл - метаморфизированная пластинка листа, пр - прилистники; 2 -усики гороха: у - усики, лч - листочки сложного листа, пр - прилистники; 3 - лист непентеса, превращённый в ловчий кувшин; 4 - лист венериной мухоловки; 5-листовой ряд у морозника от нормального зелёного листа (л) до прицветника (прцв); 6 - листовой ряд у яблони: а-в - почечные чешуи, г,д - переходные образования, е -зелёный лист перед развёртыванием, ж - зелёный лист в развёрнутом виде; 7 - листья барбариса: а - нормальный зелёный лист, о, в, г, д - переходные формы, е - пятилучевая колючка и ж - трёхлучевая колючка

Для многолетних, гл. обр. травянистых, растений обычен М. подземных побегов, обеспечивающий переживание неблагоприятного периода, возобновление роста и вегетативное размножение. Это - запасающие органы, не имеющие зелёных листьев, но снабжённые почками: корневища, клубни, луковицы или клубнелуковицы. М. корней обычно связан с гипертрофией запасающей функции (напр., образование корнеплодов) или со специфич. деятельностью корней в надземной среде (напр., воздушные корни эпифитов, дыхательные корни мангровых) (рис. 3).

Метаморфизированным побегом, приспособленным к семенному размножению, является также цветок: чашелистики, лепестки, тычинки и плодолистики по способу возникновения соответствуют листьям, а цветоложе - стеблю. Это подтверждается случаями прорастания цветка (пролификации), напр, у розы, гравилата.

Представления о М. органов растения складывались гл. обр. в связи со стремлением понять природу цветка. Попытки такого рода предпринимались итал. ботаником А. Чезальпино (16 в.), нем. ботаником И. Юнгом (17 в.). Термин "М." введён в науку К. Линнеем (1755), к-рый ошибочно считал, что части цветка образуются вследствие М. разных тканей стебля. К. Ф. Вольф (1759) впервые описал формирование зачатков листьев и частей цветка на конусе нарастания побега и т. о. показал их гомологию. Учение о М. было сформулировано И. В. Тёте (1790), к-рый понимал под М. процесс изменения листа в ходе онтогенеза растения. Идеи Гёте были использованы для объяснения образования метаморфизированных органов в филогенезе разных систематич. групп растений.

Рис. 3. Метаморфоз корней: 1 - эпифитная орхидея: п - редуцированный побег, к - фотосин-тезирующие корни: 2 -часть побега (п) и дыхательные корни (к) растения мангровых зарослей Jussieua repens, 0-0-уровень воды; 3 - корневые клубни у ятрышника: слева - прошлогодний, справа - молодой.

М. может происходить на разных этапах развития органа. У мн. травянистых растений побег сначала располагается на поверхности земли и несёт зелёные ассимилирующие листья, а затем теряет их, образует придаточные корни и постепенно погружается в почву, превращаясь в запасающий подземный орган - корневище. Так происходит истинный М.— превращение одного органа в другой со сменой формы и функции. В большинстве же случаев метаморфизируются не взрослые органы, а их зачатки. Детерминация зачатка органа, определяющая его окончат, облик и происходящая на разных этапах его развития, согласно представлениям сов. физиолога Д. А. Сабинина, связана с накоплением определённых физиологически активных веществ и зависит от ряда внешних и внутр. факторов.
Лит.: Серебряков И. Г., Морфология вегетативных органов высших растений, М., 1952; Федоров А. А., Кирпичников М. Э., Артюшенко 3. Т., Атлас по описательной морфологии высших растений, т. 1 — 2, М.— Л., 1956 — 62; Гёте И. В., Избранные сочинения по естествознанию, М., 1957; Сабинин Д. А., Физиология развития растений, М., 1963; Первухина Н. В., Проблемы морфологии и биологии цветка, Л., 1970.

Т. И. Серебрякова.

Рис. 4. Метаморфоз животных: I - гидроидных: 1 - колония гидроида, отпочковываю-щая медуз, 2 - медуза, 3 - яйца, 4 - планула (личинка), 5 - полип, дающий начало колонии; II - многощетинкового червя: 1 - яйца, 2,3 - личинки (2 - трохофора, 3 _ нектохета), 4 - взрослый червь; III - брюхоногого моллюска: 1 - яйца, 2,3 -личинки (2 - трохофора, 3 - велигер), 4 - взрослый моллюск; IV - морского ежа: 1 -яйца, 2,3 - личинки (2 - диплеурула, 3 - плутеус), 4 - взрослый морской ёж; V -жука: 1 - яйца, 2 - личинка, 3 - куколка, 4 - взрослый жук; VI - лягушки: 1 - яйца (икра), 2- головастик с наружными жабрами, 3 - без жабр, 4 - с задними ногами, 5 -со всеми ногами и с хвостом, 6 - лягушка.

У животных метаморфозом, или метаболией, наз. глубокое преобразование строения организма в период постэмбрионального развития. М. связан обычно с резкой сменой условий существования и образа жизни животного в течение его индивидуального развития-онтогенеза, напр, с переходом от сво-бодноплавающего к прикреплённому образу жизни, от водного - к наземному или воздушному и т. п. Поэтому в жизненном цикле животных, развивающихся с М., бывает хотя бы одна личиночная стадия, в к-рой организм существенно отличается от взрослого животного. При развитии с М. животные на тех или др. стадиях онтогенеза выполняют разные функции, способствующие сохранению и процветанию вида (рис. 4).

Уже у простейших, напр, у сосущих инфузорий, есть элементы М.: отпочковывающиеся новые особи имеют ресничный покров и плавают, затем теряют реснички, становятся прикреплённожи-вущими и питаются с помощью вытягивающихся трубочек. Для низших беспозвоночных (губки, кишечнополостные) характерен М., при к-ром свободнопла-вающие личинки (паренхимула, амфи-бластула, планула) выполняют функцию расселения вида. Во мн. случаях такой М. осложняется сменой поколений (фаз развития), размножающихся бесполым или половым путём (напр., у сцифо-медуз, мн. плоских червей). Своеобразен т. н. некротический М. у не-мертин, у к-рых внутри личинки развивается будущая взрослая особь, а осн. масса тела личинки отмирает. При М. без чередования поколений (у мн. беспозвоночных) из яйца выходит личинка, выполняющая расселит, функцию (напр., трохофора мор. многощетинковых червей, велигер мор. моллюсков). При этом у взрослого животного различают лар-вальные сегменты (сохранившиеся от первой личинки) и постларвальные (появившиеся позже); напр., у ракообразных антеннулы, антенны и мандибулы развиваются из придатков науплиуса и соответствуют ларвальным сегментам.

Переход к жизни в пресной воде и на суше привёл к утрате личиночных стадий развития. Случаи, как, напр., у виноградной улитки, когда из яйца вылупляется улитка, похожая на взрослую, но в яйце она проходит стадию, напоминающую велигер мор. форм, наз. к р и п-тометаболией. У мн. многоножек и низших бессяжковых насекомых в постэмбриональном периоде развития изменения связаны лишь с увеличением числа сегментов и члеников усиков -анаморфоз. Для большинства пер-вичнобескрылых насекомых характерно развитие без существенных изменений -протометаболия. Развитие крыльев у насекомых привело к разным изменениям в их онтогенезе. Если образ жизни ранних постэмбриональных стадий и взрослой формы сходен, из яйца выходит личинка (нимфа), похожая на взрослое насекомое, и изменения организации сопровождаются в основном постепенным ростом зачатков крыльев (ге-миметаболия, эпиморфоз). Если в онтогенезе происходит резкое разделение осн. функций (питание в стадии личинки, расселение и размножение во взрослой стадии), то говорят о сложном М. (голо-метаболия). В этом случае червеобразная личинка обычно не похожа на взрослое насекомое. Переход личинки во взрослую форму сопровождается резкими изменениями организма и осуществляется на стадии непитающейся, обычно малоподвижной куколки, в теле к-рой происходит разрушение личиночных тканей и формирование органов взрослого насекомого (крыльев и др.). Личинки иглокожих- диплеурула, бипиннария, плуте-ус и др., а также кишечнодышащих -торнария, хвостатая личинка асцидий -свободно плавают, выполняя функцию расселения вида.

Среди позвоночных М. известен у миног, личинка к-рых - пескоройка - живёт в грунте, а взрослые миноги - полупаразиты рыб. У ряда рыб, напр, у двоякодышащих, личинка с наружными жабрами, а у взрослых особей жабры расположены в спец. полости, имеется у них также лёгкое. У земноводных из яйца выходит личинка - головастик, похожая на рыбку и обитающая в воде. По мере М. личиночные органы утрачиваются и появляются органы взрослого животного. Лягушонок с остатком хвоста выходит на сушу и вскоре приобретает облик взрослой лягушки. Регуляция М. осуществляется гормонами. У насекомых в 1954 выделен и в 1966 синтезирован гормон проторакальных желез - экдизон, регулирующий М. и линьки. Задержку М. вызывает ювенильный гормон прилежащих тел. У земноводных М. регулируется гормонами щитовидной железы.

Лит.: Ежиков И. И., Метаморфоз насекомых, М., 1929; Г и л я р о в М. С., Влияние характера расселения на ход онтогенеза насекомых, "Журнал обшей биологии", 1945, т. 6, № 1; И в а н о в П. П., Руководство по общей и сравнительной эмбриологии, Л., 1945; N о v a k V. J. A., Insect hormones, 3 ed., L., 1966. М. С. Гиляров.

МЕТАМОРФОЗ ТОВАРОВ, см. в ст. Товар.

МЕТАМОРФОЗА (от греч. metamorphosis), 1) превращение, преобразование чего-либо. 2) В биологии - см. Метаморфоз.

МЕТАН, болотный, или рудничный, газ, СНа, первый член гомологич. ряда насыщенных углеводородов; бесцветный газ без запаха; tKtm - 164,5 °С; г„л -182,5 °С; плотность по отношению к воздуху 0,554 (20 °С); горит почти бесцветным пламенем, теплота сгорания 50,08 Мдж/кг (11 954 ккал/кг). М.- основной компонент природных (77-99% по объёму), попутных нефтяных (31-90%) и рудничного газов (34-40%); встречается в вулканич. газах; непрерывно образуется при гниении ор-ганич. веществ под действием метан-образующих бактерий в условиях ограниченного доступа воздуха (болотный газ, газы полей орошения). Гл. обр. из М. состоит атмосфера Сатурна и Юпитера. М. образуется при термич. переработке нефти и нефтепродуктов (10-57% по объёму), коксовании и гидрировании кам. угля (24-34% ). Лабораторные способы получения: сплавление ацетата натрия со щелочью, действие воды на метил-магнийиодид или на карбид алюминия.

С воздухом М. образует взрывоопасные смеси. Особую опасность представляет М., выделяющийся при подземной разработке месторождений полезных ископаемых в горные выработки, а также на угольных обогатит, и брикетных фабриках, на сортировочных установках. Так, при содержании в воздухе до 5-6% М. горит около источника тепла (темп-ра воспламенения 650-750 °С), от 5-6% до 14-16% взрывается, св. ~ 16% может гореть при притоке кислорода извне; снижение при этом концентрации М. может привести к взрыву. Кроме того, значит, увеличение концентрации М. в воздухе бывает причиной удушья (напр., концентрации М. 43% соответствует 12% 02).

Взрывное горение распространяется со скоростью 500-700 м/сек; давление газа при взрыве в замкнутом объёме 1 Мн/м2.

После контакта с источником тепла воспламенение М. происходит с нек-рым запаздыванием. На этом свойстве основано создание предохранит, взрывчатых веществ и взрывобезопасного электрооборудования. На объектах, опасных из-за присутствия М. (гл. обр. угольные шахты), вводится газовый режим.

М.- наиболее термически устойчивый насыщенный углеводород. Его широко используют как бытовое и пром. топливо и как сырьё для пром-сти. Так, хлорированием М. производят метилхлорид, метиленхлорид, хлороформ, четырёх-хлористый углерод. При неполном сгорании М. получают сажу, при каталитич. окислении - формальдегид, при взаимодействии с серой - сероуглерод. Термоокислительный крекинг и электрокрекинг М.- важные пром. методы получения ацетилена. Каталитич. окисление смеси М. с аммиаком лежит в основе пром. произ-ва синильной кислоты. М. используют как источник водорода в произ-ве аммиака, а также для получения водяного газа (т. н. синтез-газа): СН4 + Н2О -> СО + ЗНг, применяемого для пром. синтеза углеводородов, спиртов, альдегидов и др. Важное производное М.- нитрометан.

МЕТАНАУПЛИУС (от мета... и науплиус), личиночная стадия ракообразных, следующая за науплиусом. У раков на стадии М. 3 первые пары конечностей, осуществлявшие ранее функцию передвижения, превращаются в антеннулы и антенны, выполняющие осязательную функцию, и мандибулы (жвалы), выполняющие функцию перетирания пищи. М. передвигается с помощью вновь появляющихся конечностей. У ракушковых на стадии М. появляется зачаток раковины.

МЕТАНЕФРИДИИ (от мета... и греч. nephridios - почечный), органы выделения у беспозвоночных животных, гл. обр. у кольчатых червей; парные метамерно (см. Метамерия) расположенные трубочки эктодермального происхождения, открывающиеся одним концом - ресничной воронкой - в целомические мешки (вторичная полость тела), другим - наружу. М. развились в процессе эволюции из протонефридиев. См. также Выделительная система.

МЕТАНЕФРОС (от мета... и греч. nephros - почка), вторичная, или тазовая, почка, парный орган выделения у пресмыкающихся, птиц, млекопитающих и человека. Сменяет в процессе зародышевого развития первичную почку, или мезонефрос. Мочевые канальцы М. образуются из несегментированного заднего участка нефротома и, в отличие от мочевых канальцев ме-зонефроса, начинаются малыгигиевыми тельцами. Наружные концы канальцев М. открываются не в вольфов канал, как в мезонефросе, а в его вырост - мочеточник.

МЕТАНИЛОВАЯ КИСЛОТА, м-аминобензолсульфокислота, бесцветные кристаллы, разлагающиеся при нагревании не плавясь. М. к. плохо растворяется в холодной воде, не растворяется в спирте. Важное свойство М. к.-превращение в л-аминофенол при сплав-лении её с NaOH при 280 °С (см. Ами-NH нофенолы). В пром-сти I М. к. получают из ниг-/С. робензола (сульфирова-Н С СН нием с последующим вос-II | становлением). М. к. при-НС С меняют в произ-ве син-rtf ^sn н тетич- красителей, напр. зн азокрасителей.

МЕТАНИЯ легкоатлетические, упражнения в метании диска, копья, молота и других спортивных снарядов, а также в толкании ядра на дальность. М. включены в многоборья спортивные и в нормативы всесоюзного физкультурного комплекса "Готов к труду и обороне". М. способствуют развитию силы, ловкости, быстроты и координации движений, формированию навыков прикладного характера.

Диск состоит из деревянной основы п металлич. обода, имеет чечевицеобраз-ную форму, диам. 21,9-22,1 см (для мужчин), 18,0-18,2 см (для женщин), вес соответственно 2 и 1 кг. М. диска производится из круга с бетонным основанием, диам. 2,5л. Копьё состоит из деревянного древка, острого металлич. наконечника и верёвочной обмотки (применяются и металлич. копья), дл. 2,6-2,7 м (для мужчин) и 2,2-2,3 м (для женщин), вес соответственно 0,8 и 0,6 кг. Длина дорожки для М. не менее 30 и ширина 4м. Молот - металлич. шар, соединённый стальной проволокой с металлич. ручкой, вес 7,257 кг, общая длина 1,18-1,20 м, диаметр шара 10,2-12,0 см. Ядро - цель-нометаллич. шар, вес 7,257 кг для мужчин и 4 кг для женщин. Круг для М. молота и толкания ядра с бетонным основанием, диаметром в 2,135 м. Граната - цельнометаллич. или деревянная с металлич. чехлом, вес 700 г, дл. 236 мм, диаметр тела 50 мм, ручки 30 мм. М. гранаты включено в нормативы комплекса ГТО и военное многоборье.

Спортивные состязания в М. диска и копья входили в программу древнегреч. Олимпийских игр (с 708 до н. з. в программе игр был пентатлон - пятиборье, состоявшее из бега, прыжков, М. диска и копья, борьбы). М. включены в программу совр. Олимпийских игр (с 1896 - М. диска и толкание ядра, с 1900 - М. молота и с 1906, внеочередные игры,- копья), чемпионатов Европы по лёгкой атлетике и др. крупнейших легкоатлетич. соревнований.

Наибольших успехов в М. добивались легкоатлеты Венгрии, ГДР, СССР, США, Финляндии, ФРГ и др. Рекорды мира у мужчин (на 1 янв. 1974): копьё -94,08 м (К. Вольферман, ФРГ), диск -68,40 м (Д. Силвестр, США), молот-76,40м (В. Шмидт, ФРГ), ядро - 21,82л (Э.Фейербах, США); у женщин: копьё -66,10 м (Р. Фукс, ГДР), диск - 69,48 м (Ф. Г. Мельник, СССР), ядро - 21,45 м (Н. В. Чижова, СССР). Среди олимпийских чемпионов в отдельных видах М. сов. легкоатлеты Я. В. Лусис, В. С. Цы-буленко, Э. А. Озолина, И. В. Яунзем (копьё), А. П. Бондарчук, Р. И. Клим, В. В. Руденков (молот), Г. И. Зыбина, Т. Н. Пресс, Т. А. Тышкевич, Н. В. Чижова (ядро), Ф. Г. Мельник, Н. А. Пономарёва, Т. Н. Пресс (диск). Выдающегося успеха среди зарубежных легкоатлетов-метателей (диск) добился спортсмен из США А.Ортэр - 4-кратный чемпион Олимпийских игр (1956-68).

Н. И. Самойлов.

МЕТАНОБРАЗУЮЩИЕ БАКТЕРИИ, бактерии, способные получать энергию за счёт восстановления СО2 до метана (С02 + 4Н2 -> СН4 + 2Н20). Нек-рые М. б. способны сбраживать метиловый спирт или уксусную к-ту (СНзСООН-*--> СН4 + СО2), причём метан образуется из углерода метальной группы. Др. вещества М. б. непосредственно не используют. Все М. б. строгие анаэробы, не образуют спор, трудно выделяемы в чистой культуре. Представители Ме-thanobacterium - палочки, иногда образующие короткие цепочки; бактерии, относящиеся к роду Methanococcus, имеют клетки шаровидной формы, располагающиеся отдельно; шаровидные клетки Ме-thanosarcina образуют пакеты кубич. формы. М. б. обитают в почве, илах прудов, озёр, а также в болотах (поднимающиеся на поверхность воды пузыри - < болотный газ" - состоят из метана). М. б. в значит, кол-ве содержатся в метан-тенках, с помощью к-рых осуществляется анаэробная минерализация органич. веществ сточных вод. М. б. интенсивно размножаются в рубце жвачных животных, где в результате разложения растит, кормов микрофлорой образуются органич. к-ты, СО2, Н2, СНЦ. М. б. способны синтезировать витамин Bi2, получаемый культивированием М. б. на барде бродильных произ-в. А. А. Имшенецкий.

МЕТАНОКИСЛЯЮЩИЕ БАКТЕРИИ, бактерии, способные усваивать метан, а также метиловый спирт (в низких концентрациях) в качестве единственных источников энергии и углерода. Характеризуются развитым мембранным аппаратом и не растут на обычных средах. Типичный представитель М.б.-Methano-monas methanica - неспороносная, грам-отрицательная палочка со жгутиком на конце. Усвоение углерода метана осуществляется либо через синтез аллюлозо-фосфата, либо через образование аминокислоты серина. Выращивая М. б. на природном газе, состоящем в основном из метана, можно получать дешёвый кормовой белок. М. б. обитают в воде водоёмов и окисляют метан, образующийся в илах. Обнаруживаются также в почвах над залежами газа или нефти. Делались попытки бороться с помощью М. б. со скоплением метана в шахтах.

МЕТАНОЛ, то же, что метиловый спирт.

МЕТАНТЕНК, метантанк (от метан и англ, tank - бак, цистерна), железобетонный резервуар значит, ёмкости (до неск. тыс. м3) для биологич. переработки (сбраживания) с помощью бактерий и др. микроорганизмов в анаэробных условиях (без доступа воздуха) органич. части осадка сточных вод. Распад органич. веществ протекает в 2 фазы. В первой фазе из углеводов, жиров и белков образуются жирные к-ты, водород, аминокислоты и пр. Во второй -происходит разрушение кислот с образованием преим. метана и углекислого газа. В М. подаётся обычно смесь сырого (свежего) осадка из первичных отстойников и избыточный активный ил из вторичных отстойников после аэротен-ков. В М. производят подогрев сбражи-ваемой массы (чаще всего "острым" паром) и её перемешивание.

Различают мезофильное (при темп-ре 30-35 °С) и термофильное (при темп-ре 50-55 °С) сбраживание. При термофильном сбраживании процесс распада проходит быстрее, но сброженный осадок хуже отдаёт воду. Смесь газов, выделяющихся при сбраживании, состоит преим. из метана (до 70% ) и углекислого газа (до 30%). Метан (сжигаемый в котельной) используется для получения пара, к-рым подогревают осадок.

Лит.: Карпинский А. А., Новые достижения в технологии сбраживания осадков сточных вод, М., 1959; Канализация, 4 изд., М., 1969. Ю. М. Ласков.

МЕТАПЛАЗИЯ (от греч. metaplasso -преобразую, превращаю), 1) стойкое превращение одной разновидности ткани в другую, отличную от первой морфологически и функционально при сохранении её осн. видовой принадлежности. У животных и человека наблюдается М. только эпителиальной и соединительной тканей, напр, преобразование цилиндрич. эпителия слизистых оболочек (дыхат., пищеварит. путей, матки и др.) в многослойный плоский ороговевающий эпителий, подобный эпидермису кожи, а также волокнистой соединит, ткани - в жировую, хрящевую или костную; окостеневают соединительнотканные рубцовые спайки, капсулы вокруг творожистых туберкулёзных очагов в лёгком и т. д.

Различают М. прямую, при к-рой одна ткань преобразуется в другую путём изменения её структурных элементов (напр., превращение фиброцитов в остеоциты), и непрямую, при к-рой развитие новой ткани осуществляется путём размножения недифференцированных клеток с последующей их дифференцировкой. Непрямая М. чаще происходит при регенерации. Причины М.- изменения окружающей среды и состояния тканей организма (длительные воспалит, процессы, инфекц. заболевания, авитаминоз А, болезни кроветворных органов, гормональные сдвиги). М. нарушает нормальную функцию ткани и делает возможным дальнейшее её преобразование в опухолевый зачаток. Ср. Анаплазия. Нек-рые гистологи резко ограничивают круг явлений, охватываемых понятием М.; они относят к М. лишь изменение дифференцировки на клеточном уровне: трансформацию клеток радужной оболочки глаза в линзу, а также превращение клеток пигментного эпителия сетчатки в нейральную сетчатку при регенерации глаза у взрослых тритонов.

Лит.: Елисеев В. Г., Соединительная ткань. Гистофизиологические очерки, М., 1961; Метаплазия тканей. [Сб.ст.], М., 1970; Струков А. И., Патологическая анатомия, 2 изд., М., 1971.

2) М., или метаплазис,- период расцвета как в индивидуальном развитии особи (её половозрелое состояние), так и в истории группы организмов, что выражается в сильной изменчивости и обилии особей.

МЕТАСОМАТИЗМ, метасоматоз (от мета... и греч. soma, род. падеж somatos - тело), замещение одних минералов другими с существенным изменением хим. состава породы и обычно с сохранением её объёма и твёрдого состояния при воздействии растворов высокой хим. агрессивности. Различают М. магматич. стадии, сопровождающий внедрение магматич. горных пород (напр., в связи с гранитизацией), и постмагматич. М. периода охлаждения горных пород.

С постмагматич. М. связано рудообразо-вание. Химизм растворов, вызывающих М., изменяется в ходе их охлаждения. При этом намечаются след, стадии: высокотемпературная щелочная (скарниро-вание, щелочной М.), кислотная (грейзе-низация, окварцевание), низкотемпературная щелочная (карбонатизация, лист-венитизация, березитизация, гумбеитиза-ция, щелочной М.).

Инфильтрационный М. обусловлен переносом хим. компонентов потоком растворов, фильтрующихся через горные породы; диффузионный М. связан с диффузией компонентов в относительно неподвижном растворе, пропитывающем горные породы. На границе двух резко различных по химизму сред (известняки и кварциты, граниты и ультраосновные породы и т. п.) происходит встречная диффузия различных компонентов (т. н. биметасоматоз ).

В процессах М. характерно образование метасоматич. зональности (с резкими границами между зонами), обусловленной дифференциальной подвижностью компонентов, переносимых растворами. С возрастанием интенсивности М. всё большее число компонентов переходит в подвижное состояние, и число минералов в продуктах М. сокращается вплоть до образования мономинеральных пород. Лит.: Коржинский Д. С., Теория метасоматической зональности, М., 1969.

МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ ГОРНЫЕ ПОРИДЫ, горные породы, образующиеся в результате метасоматизма. По условиям залегания, темп-ре образования и принадлежности к стадиям гидротермального процесса выделяются различные группы М. г. п. К высокотемпературным продуктам ранней щелочной стадии относятся магнезиальные и известковые скарны, образующиеся обычно на контактах гранитов и сиенитов с карбонатными породами. К ним приурочены руды - магнетитовые, боратовые, бороси-ликатные, флогопитовые. К кислотной стадии относится образование грейзенов (с оловянным, вольфрамовым, берил-лиевым оруденением) и кварцитов вторичных (с оруденением меди, молибдена). К поздней щелочной стадии и переходной к ней относятся продукты метасоматизма, развивающегося около рудных жил,- оерезит, лиственит, хлорит-карбонатные породы. В вулка-нич. областях распространены пропилиты (см. Пропилитизация). В контактах с интрузиями щелочных пород образуются фениты, в связи с пегматитами развиваются алъбитит, альбит-сподуменовые породы с редкоземельной минерализацией. В эвгеосинклинальных офиолито-вых поясах в результате натриевого метасоматоза образуются спилиты, хлорит-альбитовые, глаукофановые, эгириновые, жадеитовые породы. Серпентиниты, тальковые, антифиллитовые, кварц-магнезитовые породы развиваются путём замещения дунитов и перидотитов.

Лит.: Основные проблемы в учении о маг-матогенных рудных месторождениях, 2 изд., М., 1955.

МЕТАСОМАТИЧЕСКИЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ, залежи полезных ископаемых, возникшие при метасоматизме. М. м. образуются под воздействием циркулирующих на глубине горячих минеральных водных растворов при полном растворении горных пород с одновременным отложением новых минералов или при взаимодействии растворов и вещества горных пород с образованием минеральных агрегатов вследствие обменных хим. реакций. В обоих случаях растворы выносят в места образования М. м. элементы горных пород (щелочные, щёлочноземельные металлы, алюминий, кальций, магний) и привносят ценные рудные металлы (медь, цинк, свинец, олово и др.). Наиболее благоприятны для образования М. м. карбонатные породы (известняки и доломиты), наименее благоприятны - силикатные породы.

М. м. образуют залежи сложной формы, часто зонального строения. По температуре формирования М. м. разделяются на высоко-, средне- и низкотемпературные. К высокотемпературным принадлежат скарнов ые и грейзенов ы е месторождения руд чёрных, цветных и редких металлов. К сред-нетемпературным относятся гидротермальные месторождения замещения, преимущественно руд меди, свинца и цинка. К низкотемпературным принадлежат и н-фильтрационные месторождения урана и меди.

Лит.: Смирнов В. И., Геология полезных ископаемых, 2 изд., М., 1969.

В. И. Смирнов.

МЕТАСОМАТОЗ (геол.), то же, что метасоматизм.

МЕТАСТАБИЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ (от мета... и лат. stabilis - устойчивый) в термодинамике, состояние неустойчивого равновесия физ. макроскопической системы, в к-ром система может находиться длительное время. Примерами М. с. могут служить перегретая или переохлаждённая i жидкость и переохлаждённый (пересыщенный) пар (см. Перегрев и Переохлаждение). Жидкость, напр, воду, тщательно очищенную от посторонних твёрдых частичек и пузырьков газа (центров парообразования), можно нагреть до темп-ры, превышающей темп-ру кипения при данном давлении. Если в перегретой жидкости возникнут центры парообразования (или их введут искусственно), то жидкость взры-вообразно перейдёт в пар - устойчивое при данной темп-ре состояние. В свою очередь пар, в к-ром отсутствуют центры конденсации (твёрдые частицы, ионы), можно охладить до темп-р, при к-рых устойчиво жидкое состояние, и получить переохлаждённый (пересыщенный) пар. В природе пересыщенный водяной пар образуется, напр., при подъёме нагретых у поверхности земли воздушных масс и последующем их охлаждении, вызванном адиабатич. расширением.

Возникновение М. с. объясняется теорией термодинамич. равновесия (см. Равновесие термодинамическое). Состоянию равновесия замкнутой системы соответствует максимум энтропии S. При постоянном объёме V и темп-ре Т равновесию отвечает минимум свободной энергии F (гелъмголъцевой энергии), а при постоянном давлении р и темп-ре Т -минимум термодинамич. потенциала G (гиббсовой энергии). Однако определённым значениям внешних параметров (р, V, Т и др.) может соответствовать неск. экстремумов (максимумов или минимумов) одной из перечисленных выше функций (рис.). Каждому из относительных минимумов функции F или G соответствует устойчивое по отношению к малым воздействиям или флуктуациям состояние. Такие состояния называют метастабильными. При небольшом отклонении от М. с. система возвращается в это же состояние, однако по отношению к большим отклонениям от равновесия она неустойчива и переходит в состояние с абс. минимумом термодинамич. потенциала, к-рое устойчиво по отношению к конечным отклонениям значений физ. параметров от равновесных. Т. о., хотя М. с. в известных пределах устойчиво, рано или поздно система всё же переходит в абс. устойчивое, стабильное состояние.

Ф1(x1) - абсолютный минимум функции ф (ею могут быть потенциалы Fили G), Ф2(х2)- относительный минимум функции; х - переменный физический параметр (напр., объём V), другие параметры постоянны.

Возможность реализации М. с. связана с особенностями перехода системы из одного устойчивого состояния в другое (с кинетикой фазовых переходов). Фазовый переход начинается с возникновения зародышей новой фазы: пузырьков пара в случае перехода жидкости в пар, микрокристалликов при переходе жидкости в кристаллич. состояние и т. п. Для образования зародышей требуется совершение работы по созданию поверхностей раздела двух фаз. Росту образовавшихся зародышей мешает значительная кривизна их поверхности (см. Капиллярные явления), приводящая при кристаллизации к повышенной растворимости зародышей твёрдой фазы, при к о н-денсации жидкости - к испарению мельчайших капелек, при парообразовании - к повышенной упругости пара внутри маленьких пузырьков. Указанные факторы могут сделать энергетически невыгодным возникновение и рост зародышей новой фазы и задержать переход системы из М. с. в абс. устойчивое состояние при данных условиях.

М. с. широко встречаются в природе и используются в науке и технике. С существованием М. с. связаны, напр., явления магнитного, электрич. и упругого гистерезиса, образование пересыщенных растворов, закалка стали, производство стекла и т. д.

Лит.: Ландау Л. Д., Л и ф-шиц Е. М., Статистическая физика, М., 1964; Ш т р а у ф Е. А., Молекулярная физика, М.- Л., 1949; СамойловичА. Г., Термодинамика и статистическая физика, 2 изд., М., 1955: Скрипов В. П., Ме-тастабильная жидкость, М., 1972.

Г. Я. Мякишев.

МЕТАСТАБИЛЬНОЕ СОСТОЯНИЕ квантовых систем, возбуждённое состояние атомных систем (атомов, молекул, атомных ядер), к-рые могут существовать длительное время и, т. о., стабильны. Метастабильными являются такие возбуждённые состояния, квантовые переходы из к-рых в состояния с меньшей энергией, сопровождающиеся излучением (т. е. испусканием фотонов), запрещены отбора правилами (точными или приближёнными) и, следовательно, либо совсем не могут происходить, либо мало вероятны. Мера метастабильности состояния - его время жизни т = 1/А, где А - полная вероятность перехода из данного состояния во все состояния с меньшей энергией. Чем меньше А, тем больше т и тем состояние более стабильно. В предельном случае строго запрещённых переходов А = О, т = °°. Обычно времена жизни для М. с. атомов и молекул составляют доли сек и сек.

Атомы и молекулы в М. с. играют важную роль в элементарных процессах, напр, в разрежённых газах: энергия возбуждения может длительное время сохраняться частицами, находящимися в М. с., и затем передаваться другим частицам при столкновении, что вызывает послесвечение. Процессы люминесценции сложных молекул связаны с наличием метастабильных молекул в триплетных возбуждённых состояниях, переходы из к-рых в основное синглетное состояние запрещены правилами отбора. О М. с. ядер см. Изомерия атомных ядер.

М. А. Ельяшевич.

МЕТАСТАЗ (от греч. metastasis - перемещение, переход), вторичный патоло-гич. очаг, возникающий в результате переноса болезнетворного начала (опухолевых клеток, инфекционного агента) из очага первичного поражения организма. В зависимости от пути распространения различают лимфогенные и гематогенные М. В совр. понимании М. характеризует, как правило, распространение (диссеминацию) клеток злокачеств. опухоли; при распространении по организму пнфекц. начала принято говорить не о М., а о метастатич. инфекционных очагах. Известны случаи метастазирования доброкачеств. опухолей. Способность к метастазированию, т. е. к распространению по организму с лимфой или кровью, •присуща и нормальным клеткам различного происхождения (входящим в состав ворсинок плаценты, жировым, кроветворным клеткам костного мозга и т. п.). Отличит, особенностью метастазирования опухолевых клеток является неконтролируемый организмом рост М., что роднит его с первичным очагом опухолевого роста (см. Злокачественные опухоли). Метастатич. опухолевые узлы сохраняют и др. свойства, присущие первичной опухоли, из клеток к-рой они возникли,- особенности её микроскопич. строения, способность к образованию тех же продуктов и др., но они нередко имеют более примитивное строение и состоят из функционально менее зрелых клеток, чем исходная опухоль.

При распространении опухолевых клеток преимущественно по лимфатич. путям М. чаще всего возникают в лимфатич. узлах, ближайших к месту расположения первичной опухоли. Путям и ана-томич. закономерностям лимфогенного метастазирования посвящены мн. исследования, но биол. закономерности образования лимфогенных М. нельзя считать выясненными. Лучше изучены механизмы гематогенного метастазирования (в лёгкие, печень, кости и др. внутр. органы). Различают следующие осн. стадии развития гематогенных М.:

1) отрыв клеток от первичного опухолевого узла и проникновение их сквозь стенку кровеносного сосуда в кровь;

2) циркуляция опухолевых клеток в крови; 3) прилипание опухолевых клеток к стенке сосуда и начало внутрисосуди-стого роста; 4) прорыв сосудистой стенки опухолевыми массами и дальнейший рост М. в ткани поражённого органа. Наличие М. свидетельствует о переходе опухолевого процесса из фазы местного роста в фазу генерализации. Различают одиночный (солитарный) М., к-рый, как правило, может быть удалён хирургич. путём, и множественные М., к-рые требуют комплексного лечения с применением лучевого и химиотерапевтич. методов. Лит. см. при ст. Опухоли.

Н. С. Киселёва.

МЕТАСТАЗИО (Metastasio) Пьетро (наст. фам.- Трапасси, Trapassi) (3.1.1698, Рим,-12.4.1782, Вена), итальянский поэт и драматург-либреттист. С 1730 придворный поэт в Вене. Создал Классич. образцы оперного либретто в жанре оперы-сериа (см. Опера). Почти все композиторы 18 в., писавшие оперы на ист. и мифологич. сюжеты, а также пасторали, серенады, кантаты, использовали тексты М., отмеченные возвышенностью художеств, образов, тонкой передачей лирич. состояний героев, по-этич. изысканностью языка и композиц. стройностью. Среди его 27 оперных либретто (dramma per musica), неоднократно воплощённых в музыке: "Покинутая Ди-дона" (1724), "Сирой, царь персидский" (1726), "Аэций" (1728), "Узнанная Семирамида", "Александр в Индии" (оба в 1729), "Артаксеркс" (1730), "Демет-рий" (1731), "Демофонт" (1733), "Милосердие Тита" (1734), "Узнанный Кир" (1736), "Фемистокл" (1736), "Антигон" (1743), "Царь-пастух" (1751).

Лит.: Стендаль, Жизнеописания Гайдна, Моцарта и Метастазио, Собр. соч., т. 8, М., 1959; R u s s о L., Metastasio, Bari, 1921.

МЕТАСТАТИЧЕСКИЙ ТЕРМОМЕТР, термометр Бекмана, ртутный термометр с вложенной шкалой (рис.), служащий для измерения небольших разностей темп-р. Изобретён нем. химиком Э. Бекманом (1888). Основная шкала М. т. обычно рассчитана на 3-5 °С и имеет цену деления 0,02 °С, 0,01 °С и даже 0,005 °С. Интервал темп-р, измеряемых М. т., обусловлен количеством ртути в резервуаре / и капилляре 3 термометра. Ртуть из резервуара / может быть частично удалена в дополнительную камеру 2, снабжённую вспомогательной шкалой на всю область применения М. т. с ценой деления 1-2 С (на рис. не показана). Отсюда название термометра - греч. metastasis означает перемещение, удаление. Перед началом работы ртуть в камере 2 устанавливают по шкале на крайней отметке измеряемого интервала темп-р и встряхиванием отделяют её от ртути, находящейся в капилляре 3 и резервуаре /, после чего М. т. готов к измерениям. Точность отсчётов по М. т. обычно составляет 0,002 "С. Область применения М. т.- лабораторная практика (калориметрия, измерения вблизи точек фазовых переходов и др.), однако М. т. постепенно выходят из употребления (см. Термометрия).

Лит.: Попов М. М., Термометрия и калориметрия, 2 изд., М., 1954.

Метастатический термометр: 1 - резервуар; 2 - дополнительная камера: 3 - капилляр; 4 - основная шкала.

МЕТАСТРОНГИЛЁЗ, заболевание с ней, вызываемое паразитированием бронхах нематод из рода Metastrongylus. Паразиты развиваются с участием промежуточных хозяев — дождевых червей, поедая к-рых свиньи заражаются М. Чаще болеют поросята до 6—8-месячного возраста. Больные животные кашляют, отстают в росте и развитии, при значительном заражении погибают. Для лечения применяют водные растворы иода, дитразина, цианацетогидразида. Профилактика: дегельминтизация свиней в неблагополучных по М. х-вах, принятие мер к недопущению поедания свиньями дождевых червей.

Лит.: Мозговой А. А., Гельминты домашних и диких свиней и вызываемые ими заболевания, М., 1967.

МЕТАТЕЗА (от греч. metathesis - пе становка), один из видов комбинаторы изменений звуков, состоящий в перестановке звуков или слогов в пределах слова. М. находим: а) в историч. фонетич. изменениях (напр., рус. «ло» на месте праслав. ol в начале слова, ср. «лодия»), б) при усвоении заимствований (напр., кетское «гарница» из рус. «граница»), в) при морфофонологич. чередованиях (напр., груз. дuдqmetl—«пятнадцать», а не дquдmetl от quдl—«пять»). М. особенно часты в нелитературных (просторечных, диалектных) формах (напр., «перелинка» из «пелеринка» по аналогии с приставкой «пере-») и др. Различаются М. по смежности (перестановка рядом стоящих звуков: рус. «мрамор» из лат. marmor) и М. на расстоянии (напр., «футляр»из нем. Futteral). Особо выделяется количественная М., при к-рой взаимно изменяются количеств, характеристики звуков (долгота) при сохранении их качества (ср. в греч. переход teos в teos). M. используется как комический приём в художеств, лит-ре (напр., в стих. С. Маршака «Вот какой рассеянный»).

В. М. Живов.

МЕТАТЕЛЬНЫЕ МАШИНЫ (воен.), боевые машины, применявшиеся в древности и средние века для поражения живой силы и разрушения оборонительных сооружений противника. Устройство М. м. было основано на использовании энергии скрученных или растянутых различных волокон. М. м. были известны на Др. Востоке (в Ассирии, Индии и др.), в Др. Греции и особенно в Др. Риме. М. м. делились на катапульты и баллисты. У римлян М. м. были сведены в подразделения, насчитывавшие до 6 М. м. В 5 в. баллисты и катапульты были вытеснены в Византии новым видом М. м. (с противовесом) — фрондиболой. В Др. Руси М. м. применялись с 10 в., гл. обр. при осаде и обороне городов до появления огнестрельного оружия (14 в.).

Лит.: Артиллерия, 2 изд., М., 1938; Разин Е., История военного искусства, т. 1, М., 1955.

МЕТАТЕОРЕМА (от мета...), теорема относительно объектов (понятий, определений, аксиом, доказательств, правил вывода, теорем и др.) к.-л. научной теории (т. н. п р е д м е т н о й, или объектной, теории), доказываемая средствами метатеории этой теории. Термин «М.» употребляется преимущественно в применении к теоремам об объектах формализованных теорий (т. е. в случае, когда предметная теория является исчислением, или формальной системой). Если М., относящаяся к к.-л. логико-матемгтич. исчислению, доказывается т. н. финными средствами, ни в какой форме не использующими абстракции актуальной бесконечности, то её относят к метаматематике; таковы, напр., теорема о дедукции для исчисления высказываний или исчисления предикатов, теорема Гёделя о неполноте формальной арифметики и более богатых систем (см. Полнота в логике), теорема Чёрча о неразрешимости разрешения проблемы для исчисления предикатов, теорема Тарского о неопределимости предиката истинности для широкого класса исчислений средствами самих этих исчислений. Если же на характер трактуемых в М. понятий и (или) на средства её доказательства не накладывается никаких финитист-ских, или конструктивистских (см. Конструктивное направление в математике), ограничений, то такую М. причисляют к т. н. теоретико-множественной логике предикатов; примеры: теорема Гёделя о полноте исчисления предикатов, теорема Лёвенхейма - Сколема об интерпретируемости любой непротиворечивой теории на области натуральных чисел и вообще любые предложения, в к-рых говорится что-либо о "произвольной интерпретации", "совокупности всех интерпретаций", "общезначимости" и т. п. (в частности, все результаты о категоричности различных систем аксиом, т. е. об изоморфизме произвольных их интерпретаций, удовлетворяющих, быть может, некоторым дополнительным условиям). К М. относятся и любые теоремы о теоремах содержательных математич. теорий, напр, многочисл. "принципы двойственности" из различных областей математики (проективная геометрия, многие алгебраические теории и др.).

Лит. см. при статьях Метаматематика, Метатеория.

Ю. А. Гостев.

МЕТАТЕОРИЯ (от мета...), теория, анализирующая структуру, методы и свойства к.-л. другой теории - т. н. предметной теории, или объектной. Термин "М." осмысленно употребляется лишь по отношению к нек-рой конкретной предметной теории; так, М. логики наз. металогикой, М. математики -метаматематикой; аналогичный смысл имеют термины "метахимия", "метабио-логия" и т. п. (за исключением "метафизики"), В принципе можно говорить о М. любой научной дисциплины, как дедуктивной, так и недедуктивной (напр., метатеоретич. роль в известном смысле играет философия); однако по-настоящему продуктивным понятие М. оказывает-ся в применении именно к дедуктивным наукам: математике, логике и математи-зированным фрагментам естествознания др. наук (напр., лингвистики). Более того, фактич. объектом рассмотрения в М. оказывается, как правило, не сама по себе та или иная содержательная науч. теория, а её формальный аналог и экс-пликат - точное понятие исчисления формальной системы); если же подле-жашая исследованию в М. теория носит содержательный характер, то она пред-варительно подвергается формализации. Т. о., часть М., изучающая структуру предметной теории, имеет дело именно как с формальной системой, т. е. воспринимает её элементы как ли-шенные какого бы то ни было "содержа-ния" (смысла) чисто формальные кон-структивные объекты, строго идентифи-цируемые (или, наоборот, различаемые) между собой, из к-рых по чётко сформулированным правилам образования строятся знакосочетания, являющиеся "выражениями" (формулами) данной формальной системы. Эта часть М.- т. н. синтаксис - изучает также дедуктивные средства рассматриваемой предметной теории (см. Дедукция); в ней, в частности, определяется понятие (формального) доказательства для данной предметной теории, а также более общее понятие вывода из данных посылок. Сама М., в отличие от предметной теории, есть теория содержательная: характер используемых в ней средств описания, рассуждения и доказательства может быть к.-л. спец. образом оговорён и ограничен, но во всяком случае сами эти средства суть содержательно понимаемые элементы обычного (естественного) языка и "логики здравого смысла". Основное содержание М. составляют метатеоремы, или "теоремы о теоремах". Примером синтаксич. метатеоремы может служить теорема о дедукции, устанавливающая связь между понятием выводимости (доказуемости) в данной предметной теории (напр., в исчислении высказываний или исчислении предикатов) и логич. операцией импликации, входящей в "алфавит" данной предметной теории.

В круг интересов М. входит также рассмотрение всевозможных интерпретаций исследуемой формальной системы; соответствующая часть (или аспект) М., воспринимающая предметную теорию как формализованный язык, наз. семантикой (см. Логическая семантика). Примером семантич. метатеоремы является теорема о полноте классич. исчисления высказываний, согласно к-рой для этого исчисления понятия доказуемой формулы (формальной теоремы) и формулы, истинной при нек-рой "естественной" его интерпретации, совпадают.

Многие понятия М. (и относящиеся к ним метатеоремы) носят "смешанный" характер: и синтаксический, и семантический. Таково, напр., важнейшее понятие непротиворечивости, определяемое и как невыводимость в предметной теории формального противоречия (т. е. конъюнкции нек-рой формулы и её отрицания; т. н. внутренняя непротиворечивость), и как "соответствие" данной предметной теории нек-рой её "естественной" интерпретации (т. н. внешняя, или семантическая, непротиворечивость); совпадение обоих этих понятий по объёму есть нетривиальный факт М., относящийся, очевидно, и к синтаксису, и к семантике данной теории. Классич. примером метатеоремы, связывающей ряд важнейших синтаксич. и семантич. понятий, являются теоремы Гёделя о неполноте формальной арифметики (и содержащих её более богатых логико-математич. исчислений) и о невозможности доказательства непротиворечивости широкого класса исчислений формализуемыми в этих исчислениях средствами. Понятие разрешимости формальной теории носит, напротив, чисто синтаксич. характер, а понятие полноты - по преимуществу семантический. М., конечно, сама может быть формализована и быть предметом изучения нек-рой метаметатеории и т.д.

Понятие "М." впервые было выдвинуто Д. Гильбертом в связи с его программой обоснования классич. математики средствами создаваемой его школой теории доказательств (метаматематики). Ряд важнейших метатеоретич. результатов (гл. обр. семантич. содержания) был получен А. Тарским. В развитие идей Тарского и Р. Карнапа, X. Б. Карри называет М. "эпитеорией", резервируя термин "М." для нек-рого более специального словоупотребления. См. также Аксиоматический метод, Метаязык, Математический формализм.

Лит.: К л и н и С. К., Введение в метама-i тематику, пер. с англ., М., 1957, гл.111-VIII, XIV, XV: Ч ё р ч А., Введение в математическую логику, пер. с англ., т. 1, М., 1960 (введение); его же, Математическая логин ка, пер. с англ., М., 1973; Карри X. Б., Основания математической логики, пер. с англ., М., 1969, гл. 2-3.

Ю. Л. Гастев.

МЕТАФАЗА (от мета... к греч. phasis -появление), одна из стадий митотич. деления клетки (см. Митоз). Выделяют 2 периода М.: м е т а к и н е з - хромосомы сосредоточиваются в экваториальной области веретена деления клетки, образуя т. н. экваториальную пластинку (имеется ряд гипотез о механизме мета-кинеза, описаны траектории движения хромосом, составлены карты путей центромер и плеч хромосом), и собственно М.- устанавливаются связи между хромосомальными нитями веретена и центромерами и происходит разъединение хромосом на хроматиды. В разных клетках М. длится от 0,3 до 175 мин. Аналогичную стадию первого деления при мейозе наз. метафазой I.

МЕТАФИЗИКА, 1) филос. "наука" о сверхчувств. принципах бытия. Термин "М." имеет искусств, происхождение. Александрийский библиотекарь Андроник Родосский (1 в. до н. э.), стремившийся расположить произведения Аристотеля в соответствии с их внутр. содержат, связью, озаглавил "Meta ta physika" ("после физики") его книгу о "первых родах сущего". Сам Аристотель называл науку, изложенную в этих книгах, то "первой философией", то "наукой о божестве", то просто "мудростью". В совр. зап. бурж. философии термин "М." часто употребляется как синоним философии. 2) Противоположный диалектике филос. метод, исходящий из количеств, понимания развития, отрицающий саморазвитие. Оба указанных смысла понятия М. исторически преемственны: возникнув как осн. филос. "наука" о началах всего сущего, М. на определённом этапе, на базе механистич. естествознания 17 в., была переосмыслена как общий антидиалектич. метод. Это переосмысление сочеталось с отрицат. отношением к М. как филос. спекулятивной науке, к-рой был противопоставлен метод точных наук - механики и математики-в качестве науч. образа мышления. В качестве метода мышления, противоположного диалектике, М. впервые была истолкована в идеалистич. форме Г. Гегелем. К. Маркс, Ф. Энгельс и В. И. Ленин показали науч. несостоятельность мета-физич. метода мышления. Именно в марксизме понятие "М." приобрело указанный смысл и в терминологич. отношении.

"МЕТАФИЗИЧЕСКАЯ ЖИВОПИСЬ" (итал. pittura metafisica), направление в итальянской живописи 2-й пол. 1910-х-нач. 1920-х гг. Мастера "М. ж." (её основатель Дж. Де Кирико, К. Карра, Ф. Де Писис, М. Кампильи, Ф. Казо-рати, Дж. Моранди), группировавшиеся вокруг журнала "Валори пластичи" ("Valori plastici"; 1919-22), во многом разделяя общие тенденции неоклассицизма 20-х гг., стремились создать впечатление тоскливой пустынности и пугающей застылости мира, отчуждённого от человека, раскрыть в реальных предметах, оторванных от привычных связей, некий таинств., магич. смысл.

Лит.: Сагга С., Pittura metafisica, Firenze, [1919]; Apollonio U., Pittura metafisica, Venezia, 1950.

МЕТАФОРА (от греч. metaphora - перенесение), 1) троп, основанный на принципе сходства. В основе М.- способность слова к своеобразному удвоению (умножению) в речи номинативной (обозначающей) функции. Так, во фразе "сосны подняли в небо свои золотистые свеч и" (М. Горький) последнее слово обозначает одновременно два предмета -стволы и свечи. Тому, что уподобляется (стволы), соответствует переносное значение М., являющееся частью контекста и образующее внутренний, скрытый план её смысловой структуры; тому, что служит средством уподобления (свечи), соответствует прямое значение, противоречащее контексту и образующее внешний, явный план.

Т. о., в М. оба плана смысловой структуры даны как бы слитно, тогда как в сравнении - раздельно ("стволы как свечи"). М. может быть любая знаменат. часть речи: существительное ["в траве брильянты висли "; разновидность - т. н. генитивная конструкция: собственно М. плюс имя существительное в родит, падеже ("к олоннада рощи", "бронза мускулов")]; прилагательное ("у т и н ы и нос"- метафорич. эпитет); глагол, в т. ч. причастие и деепричастие ("там, где сливался шумят, обнявшись будто две сестры, струи Арагвы и Куры"). В М. выделяют ряд аспектов: предметный - уподобляемые посредством М. реалии образуют "предметные пары", у к-рых общим признаком могут быть цвет, форма и др. свойства; логический - М. как операция с соподчинёнными понятиями; психологический - М. как ассоциация представлений, относящихся к различным сферам восприятия,- зрительной, слуховой, вкусовой и пр. (ср. "к и с л о е настроение" - синестезия); лингвистический - трактовка М. с точки зрения семасиологии, грамматики, стилистики; литературоведческий - М. как поэтич. средство, её зависимость от творч. индивидуальности, направления, нац. культуры. Сферы применения М.: речь нехудожественная - стили обиходно-бытовой (о глупце: "осёл"), газетно-публи-цистич. ("трудовая вахта"), научно-популярный (о соли: "съедобный камень"); речь художественная - фольклор (многие загадки и пословицы метафоричны) и художественная литература, особенно поэзия (в трагедии "Владимир Маяковский" В. В. Маяковского на 10 стр. около 350 М.). Поэтические М., которые запечатлевают эмоциональное состояние, допускают многообразное понимание и нередко близки к символу ("Над бездонным провалом в вечность, задыхаясь, летит рысак..." А. А. Блок). М. могут быть одиночными и развёрнутыми, охватывающими ряд фраз (уподобление Руси "птице-тройке" у Н. В. Гоголя), абзацев и даже глав.

2) М. называют также употребление слова во вторичном значении, связанном с первичным по принципу сходства; ср. "п о с лодки" и "нос покраснел", "поле тяготения" и "поле за лесом". Здесь, однако, имеет место
не переименование, как в М., а наименование, используется не два, а лишь одно значение, образно-эмоциональный эффект отсутствует, вследствие чего это явление целесообразнее именовать, напр., "м е т а ф о р и-з а ц и е и". Ср. Метонимия, Олицетворение, Эпитет.

Лит.: Жирмунский В., Поэзия Александра Блока, в его кн.: Вопросы теории литературы, Л., 1928; Адрианов а-Перетц В. П., Очерки поэтического стиля древней Руси, М.- Л., 1947; М е и л а х Б., Метафора как элемент художественной системы, в его кн.: Вопросы литературы и эстетики, Л., 1958; Поэтическая фразеология Пушкина, М., 1969; Л е в и н Ю. И., Русская метафора..., "Уч. зап. Тартус. гос. ун-та", 1969, в. 236; Корольков В., О внеязы-ковом и внутриязыковом аспектах исследования метафоры, "Уч. зап. МГПИ Иностранных языков", 1971, т. 58; F о s s M., Symbol and metaphor in human experience, Princeton, 1949; Hester М. В., The meaning of poetic metaphor, The Hague - P., 1967; S h i b-les W. A., Metaphor: an annotated bibliography and history, White-water (Wise), 1971.

В. И. Корольков.

МЕТАФОС, 0,0- димети л -0-4-н и-трофенилтиофосфат, хим. средство борьбы с вредными насекомыми; см. Инсектициды.

МЕТАХРОМАЗИЯ (от мета... и греч. chroma - цвет) (бпол.), свойство клеток и тканей окрашиваться в тон, отличающийся от цвета красителя. Напр., при окраске тиазиновыми красителями осн. вещество соединит, ткани, опухолевые и нек-рые др. клетки окрашиваются не в синий или фиолетовый (цвет красителя), а в красный или розовый цвет. Предполагают, что М. обусловлена полимеризацией молекул красителя под влиянием свободных отрицат. зарядов ткани.

МЕТАЦЕНТР (от мета... и лат. centrum - средоточие, центр), точка, от положения к-рой зависит остойчивость (устойчивость равновесия) плавающего тела. При равновесии на плавающее тело, кроме силы тяжести Р, приложенной в центре тяжести (ЦТ) тела (см. рис.), действует ещё подъёмная (выталкивающая) сила А, линия действия к-рой проходит через т. н. центр водоизмещения -ЦВ (центр тяжести массы жидкости в объёме погруженной части тела). В наиболее важном для практики случае, когда плавающее тело имеет продольную плоскость симметрии, точка пересечения этой плоскости с линией действия подъёмной силы и наз. М. При наклонах тела положение М. меняется. Плавающее тело будет остойчивым, если самый низший из М. (иногда только его и наз. М.) будет лежать выше центра тяжести тела.

Положение метацентра М при устойчивом (а) и неустойчивом (б) равновесии плавающего тела.

Лит.: Яблонский В. С., Краткий курс технической гидромеханики, М., 1961, гл. IV.

МЕТАЦЕНТРИЧЕСКАЯ ВЫСОТА, возвышение метацентра над центром тяжести плавающего тела. М. ц. служит мерой остойчивости судна.

МЕТАЯЗЫК (от мета...), одно из основных понятий совр. логики и теоретич. лингвистики, используемое при исследовании языков различных логико-мате-матич. исчислений, естественных языков, для описания отношений между языками различных "уровней" и для характеристики отношений между рассматриваемыми языками и описываемыми с их помощью предметными областями. М.-это язык, используемый для выражения суждений о другом языке, языке-объекте. С помощью М. изучают структуру знакосочетаний (выражений) языка-объекта, доказательства теорем о его выразительных (и, быть может, дедуктивных) свойствах, об отношении его к др. языкам и т. п. Изучаемый язык наз. также предметным языком по отношению к данному М. Как предметный язык, так и М. могут быть обычными (естественными) языками. М. может отличаться от языка-объекта (напр., в учебнике англ, языка для русских рус. язык является М., а англ.- языком-объектом), но может и совпадать с ним или отличаться лишь частично, напр, спец. терминологией (рус. лиигвистич. терминология - элемент М. для описания рус. языка; т. н. семантич. множители - часть М. описания семантики естественных языков).

Понятие "М."было введено и стало весьма плодотворным в связи с изучением формализованных языков - исчислений, строящихся в рамках математической логики. В отличие от формализованных предметных языков, в этом случае М., средствами к-рого формулируется метатеория (изучающая свойства предметной теории, формулируемой на предметном языке), является, как правило, обычным естественным языком, точнее нек-рым спец. образом ограниченным фрагментом естественного языка, не содержащим всякого рода двусмысленностей, метафор, "метафизических" понятий и т. п. элементов обычного языка, препятствующих использованию его в качестве орудия точного научного исследования (см. Метаматематика). При этом М. сам может быть формализован и (независимо от этого) оказаться предметом исследования, проводимого средствами мета-метаязыка, причём такой ряд можно "мыслить" растущим бесконечно. При всём сказанном, М. как орудие метатео-ретич. исследования формализованных языков, допускающих достаточно богатые в логич. отношении интерпретации, должен быть во всяком случае "не беднее" своего предметного языка (т. е. для каждого выражения последнего в М. должно иметься его имя-"перевод") и должен содержать выражения более высоких "логических типов", нежели язык-объект (см. Типов теория). При невыполнении этих требований (что заведомо имеет место в естественных языках, если спец. соглашениями не предусмотрено противное) возникают семантические парадоксы (антиномии).

Лит.: Т а р с к и и А., Введение в логику и методологию дедуктивных наук. пер. с англ., М., 1948; К ли н и С. К., Введение в метаматематику, пер. с англ., М.. 1957, гл. 1; Ч ё р ч А., Введение в математическую логику, пер. с англ.. т. 1, М., 1960 (введение); К а р р и X. Б., Основания математической логики, пер. с англ., М., 1969, гл. 1 - 3.

Ю. А. Гастев, В. К. Финн.

МЕТГЕМОГЛОБИН, MtHb (от мета... я гемоглобин), гемиглобин, фер-ригемоглобин, форма гемоглобина, в к-рой железо гема находится в трёхвалентном состоянии; не способен переносить кислород. М. легко образуется из свободного гемоглобина под действием различных окислителей, а в организме - при нек-рых отравлениях (см. Метгемоглобинемия). Спектр поглощения М. см. на вклейке к ст. Гемоглобин (т. 6, вклейка к стр. 208).

МЕТГЕМОГЛОБИНЕМИЯ (от мет-гемоглобин и греч. haima - кровь), появление в крови метгемоглобина в результате токсич. действия различных хим. веществ (нитраты и нитриты, анилин, пиридин и др.), к-рые, попадая в организм через кожу, пищеварит. тракт или лёгкие, могут вызвать превращение гемоглобина в метгемоглобин (MtHb). При значит. М. возникает кислородное голодание (гипоксия). MtHb может выделяться с мочой (метгемоглобинурия), иногда повреждая почки. Лечение: введение противоядий (метиленовая синь, аскорбиновая кислота), кислородная терапия.

МЕТЕКИ (от греч. metoikos, букв.-переселенец, чужеземец), в Др. Греции чужеземцы (переселившиеся в тот или иной полис), а также рабы, отпущенные на волю. Больше всего сведений сохранилось об афинских М. Будучи лично свободными, они не имели политич. прав, не могли вступать в брак с афинскими гражданами и, как правило, не могли владеть недвижимой собственностью. Каждый М. был обязан иметь в качестве опекуна-простата афинского гражданина, платить гос-ву особый на-лог-метойкион (мужчина - 12 драхм, женщина - 6 в год) и зарегистрироваться в деме по месту жительства. М. должны были нести воен. службу и наряду с афинскими гражданами платить эйс-фору (чрезвычайный воен. налог). Среди М. встречались богатые рабовладельцы, торговцы, судовладельцы, владельцы ре-месл. мастерских; они привлекались, как и богатые афиняне, к несению гос. повинности - т. н. литургии. В 5-4 вв. до н. э. М., составлявшие значит, часть городского населения Аттики, играли важную роль в экономике города. Положение М., живших в разных греч. полисах, было неодинаковым.

Лит.: Латышев В. В., Очерк греческих древностей, ч. 1, СПБ, 1897; Г л у с-кина Л. М., Афинские метеки в борьбе за восстановление демократии в кон. V в. до н. э., "Вестник древней истории", 1958, № 2; С 1 е г с М., Les meteques atheniens, P., 1893.

МЕТЕЛЕМЕР, прибор для измерения горизонтальных переносов снега ветром при метелях. Существует много конструкций М. Так, М. Кузнецова (рис.) представляет сосуд1с входным отверстием 2, к-рое устанавливается против ветра благодаря флюгарке 3. Снег, попадая в отверстие 2, оседает на дно цилиндра, а воздух, лишённый снега, выходит по трубке 4; перегородка 5задерживает снег. Количество снега определяют взвешиванием.

Лит.: К е д р о л и в а н с к и и В. Н. и Стернзат М. С., Метеорологические приборы, Л., 1953.

МЕТЁЛКА (panicula), сложное соцветие, на гл. оси к-рого на разной высоте развиваются боковые ветви, в свою очередь ветвящиеся и несущие цветки или небольшие соцветия (колоски - у злаков, корзинки - у сложноцветных и т. д.). Ветви могут быть прижаты к гл. оси (М. сжатая) или отстоять от неё; М. с горизонтально отстоящими ветвями наз. раскидистой. Сжатую М. с короткими ветвями, похожую на колос у злаков (напр., у тимофеевки, душистого колоска, лисохвоста), наз. султаном.

Метёлка овса (1 ) и её схема (2).

МЕТЕЛЛ Нумидийский Квинт Цецилий (Quintus Caecilius Metellus Numidicus) (ум. 91 до н. э.), римский полководец и политич. деятель. Консул 109, цензор 102. Возглавлял со 109 по 107 рим. войска в Африке в период войны Рима против нумидийского царя Югурты; нанёс Югурте в 109 поражение при р. Мутуле, после чего получил прозвище "Нумидийский". В 100 за отказ поддержать в сенате аграрный законопроект Апулея Сатурнина был изгнан из Рима. Вернулся в 99. Античные авторы изображают М. убеждённым и непримиримым аристократом - суровым и неподкупным человеком.

МЕТЕЛЬ, перенос снега ветром в слоях, близких к земной поверхности. Различают позёмок, низовую и общую М, Позёмок и низовая М. представляют собой явления подъёма снега ветром со снежного покрова, происходящие без выпадения снега из облаков. Позёмок наблюдается при малых скоростях ветра (до 5м/сек), когда большинство снежинок поднимается всего на неск. сантиметров. Низовая М. наблюдается при больших скоростях ветра, когда снежинки поднимаются до 2 м и выше, вследствие чего видимость атмосферная ухудшается, снижаясь иногда до 100 м и менее. Низовая М. и позёмок вызывают лишь перераспределение ранее выпавшего снега. Общая, или верхняя, М. представляет собой выпадение снега при достаточно сильном (обычно св. 10 м/сек) ветре и сопровождается значительным увеличением снежного покрова во всём районе, охваченном М. При сильном ветре и низкой темп-ре воздуха М. носит местное назв. буран (гл. обр. в Азиат, части СССР).

МЕТЕЛЬНИК (Spartium), род растений сем. бобовых. Единственный вид рода-М. прутьевидный (S.junceum)-иногда наз. испанским дроком. Кустарник до 3,5 м вые. с зелёными почти безлистными ветвями. Листья цельные, быстро опадающие. Цветки жёлтые, душистые, собраны в редкие верхушечные кисти (дл. до 45 см). Плод - линейный многосемянный боб. Дико растёт в Средиземноморье и Юго-Зап. Европе. Распространён в культуре как декоративный кустарник, в СССР - на Кавказе и в Крыму (где иногда дичает), на Украине н в Ср. Азии. Ветви М. используют для плетения корзин; волокно, получаемое из луба,- на канаты, рыболовные снасти и пр.; в цветках содержится большое кол-во эфирного масла.

Лит.: Деревья и кустарники СССР, т. 4, М.- Л., 1958.

"МЕТЕОР" ("Meteor"), немецкое экс-педиц. судно. Построено в 1915 в Гданьске (Данциге). Водоизмещение 1200 т, дл. 71 м, шир. 10,2 м. Парусное вооружение. Оборудовано для метеорологич., гидрологич., биол. исследований. Экспедициями на "М." проводились первые комплексные океанографич. исследования в южной (1925-27) и северной (1928-30, 1933, 1935, 1938) частях Ат-лантич. ок. В 1926 на чМ." была обнаружена макс. глуб. Южно-Сандвичевой впадины (8264 м).

"МЕТЕОР", советская метеорологич. кос-мич. система; ИСЗ "Метеор". Система "М." включает метеорологич. ИСЗ "Метеор", нек-рые спутники из серии "Космос", наземные пункты приёма, обработки и распространения метеорологич. информации, службы для контроля состояния бортовых систем ИСЗ и управления ими (см. Метеорологический спутник). Система начала функционировать в составе ИСЗ "Космос-144" и "Космос-156", запущенных соответственно 28 февр. и 27 апр. 1967. Система из двух ИСЗ даёт возможность в течение суток получать метеорологпч. информацию с половины поверхности планеты. При одновременном нахождении на орбитах нескольких ИСЗ в значительной степени усложняются задачи управления ими и системой в целом. Для нормального функционирования "М." необходимо при прохождении каждого из метеорологич. ИСЗ над пунктом приёма в короткие сроки обрабатывать телеметрич. информацию, к-рая содержит метеорологич. данные и сведения о работе бортовой аппаратуры. Эта информация вводится в быстродействующие ЭВМ, к-рые практически сразу после окончания связи со спутником заканчивают обработку всех телеметрич. данных, редактируют их и выдают в форме, удобной для использования (в виде графиков, карт и т. д.). Эти материалы быстро доводятся до метеорологич. учреждений внутри страны и за рубежом. "М." существенно повышает надёжность прогнозов погоды, позволяет обнаруживать мощные циклоны и тайфуны в океанах, выбирать оптимальные маршруты для торгового и рыболовного флота, определять границы ледового покрова в арктич. областях, включая Сев. морской путь, получать сведения об областях устойчивых осадков (для с. х-ва) и т. п. Информация с "М." важна для разработки теории общей циркуляции атмосферы и создания надёжной методики долгосрочных прогнозов погоды. Г. А. Назаров.

2005-2009 © ShareIdeas.biz

Rambler's Top100