Теги: журнал домашняя лаборатория
Год: 2014
Текст
1©
ИНТЕРНЕТ-ЖУРНАЛ
а
О (а
О
°Ш
ЯНВАРЬ 2014
\л}' *
ДОМАШНЯЯ
ЛАБОРАТОРИЯ
Научно-практический
и образовательный
интернет-журнал
Адрес редакции:
domlab@ inbox.com
Статьи для журнала
направлять, указывая в теме
письма «For journal».
Журнал содержит материалы
найденные в Интернет или
написанные для Интернет.
Журнал является полностью
некоммерческим. Никакие
гонорары авторам статей не
выплачиваются и никакие
оплаты за рекламу не
принимаются.
Явные рекламные объявления
не принимаются, но скрытая
реклама, содержащаяся в
статьях, допускается и даже
приветствуется.
Редакция занимается только
оформительской
деятельностью и никакой
ответственности за содержание статей
не несет.
Статьи редактируются, но
орфография статей является
делом их авторов.
При использовании
материалов этого журнала, ссылка
на него не является
обязательной, но желательной.
Никакие претензии за
невольный ущерб авторам,
заимствованных в Интернет
статей и произведений, не
принимаются. Произведенный
ущерб считается
компенсированным рекламой авторов и
их произведений.
По всем спорным вопросам
следует обращаться лично в
соответствующие учреждения провинции
Свободное государство (ЮАР).
При себе иметь, заверенные
местным нотариусом, копии всех
необходимых документов на
африкаанс, в том числе,
свидетельства о рождении, диплома об
образовании, справки с места
жительства, справки о здоровье
и справки об авторских правах
(в 2-х экземплярах).
Nft
ЩжШ П-П
- - ^
Январь 2014
СОДЕРЖАНИЕ
История атомного проекта СССР (продолжение)
Молекулы (продолжение)
Рост микробов
Некоторые методы органической химии
Многоканальный оптический регистратор
Простой аналого-цифровой преобразователь
История
Ликбез
64
92
Химичка
135
Электроника
154
156
Системы
Использование параллельного порта в режиме ЕРР 159
Конверсия углеводородов в жидкое топливо
Технологии
166
Моделирование работы ядерного реактора
Рой (окончание)
Переписка
Список опубликованного
Обратная связь
Матпрактику-
212
Литпортал
222
Разное
333
335
359
НА ОБЛОЖКЕ
Ядерный реактор в разрезе. В этом номере две статьи
посвящены ядерной технике: по истории и
математическому моделированию.
ИСТОРИЯ АТОМНОГО ПРОЕКТА СССР
(продолжение)
ЛАВИНА РАБОТ ПО
ЯДЕРНОЙ ФИЗИКЕ
Открытие
деления
ядра
Когда Энрико Ферми и его сотрудники в 1934 г. начали изучать искусственную
радиоактивность, возникающую при бомбардировке различных элементов
нейтронами, они обнаружили признаки образования трансурановых элементов, т. е.
элементов, которые в периодической таблице Менделеева должны располагаться после
урана. Химики других стран, а также Виталий Хлопин в Ленинграде, пытались
выявить эти элементы с помощью радиохимического анализа и полагали, что и в
самом деле обнаружили существование трансурановых элементов.
Немецкий химик Ида Ноддак высказала предположение, что заключение Ферми
ошибочно и что уран мог расщепиться на элементы из середины периодической
таблицы, но никто не обратил внимания на ее аргументы.
Однако в декабре 1938 г. Отто Ган и Фриц Штрассман из берлинского
Химического института кайзера Вильгельма открыли, что при бомбардировке урана
нейтронами он расщепляется на элементы, находящиеся в середине периодической
таблицы, а не превращается в элементы более тяжелые, чем уран. Это было
совершенно неожиданное открытие. Ган и Штрассман были уверены в правильности
результатов проведенного ими анализа, но в своей работе они написали, что
"как химики-ядерщики, в определенном смысле близкие к физике", они еще не
могут решиться прийти к заключению, которое "противоречит всем прежним
представлениям ядерной физики". Статья Гана и Штрассмана появилась в номере "Ди
Натурвиссеншафтен" от 6 января 1939 г., но еще до ее публикации Ган написал
своей ближайшей сотруднице Лизе Мейтнер и сообщил ей об этом эксперименте.
Мейтнер бежала из Германии после принятия расовых законов и в то время жила в
Швеции. Она показала письмо Гана своему племяннику физику Отто Фришу, который
проводил у нее рождественские каникулы. Фриш тоже бежал от нацистов и работал
в Институте Нильса Бора в Копенгагене. Пытаясь объяснить результаты
экспериментов Гана и Штрассмана, Мейтнер и Фриш пришли к выводу, что "ядро урана
могло и в самом деле походить на подвижную и нестабильную каплю, готовую
разделиться под действием самого незначительного импульса, например, удара
нейтроном" . После разделения обе капли разлетаются за счет сил взаимного
электрического отталкивания, при этом суммарная их масса (но сравнению с исходным
ядром) оказывается меньше (в энергетическом эквиваленте) на 200 МэВ. При
химических реакциях с наибольшим выходом энергии высвобождается всего лишь
несколько электрон-вольт, а в прочих процессах радиоактивного распада
выделяется только несколько миллионов электрон-вольт. Следовательно, эта новая
реакция, которую Фриш и Мейтнер назвали "делением", оказывается значительно более
мощной. Их работа была опубликована в номере журнала "Нэйчур" от 18 февраля.
Новость об открытии деления атомного ядра быстро распространялась. 16 января
1939 г. Энрико Ферми, только что бежавший из Италии, поскольку его жене-
еврейке угрожали фашистские расовые законы, узнал об этом в Нью-Йорке от
Нильса Бора, который в этот день прибыл туда из Европы. Примерно в это же
время Фредерик Жолио-Кюри прочел в Париже статью Гана и Штрассмана, а 26
января Бор рассказал об открытии участникам конференции в Вашингтоне - столице
Соединенных Штатов.
Это открытие вызвало большое оживление научных исследований: к декабрю 1939
г. было опубликовано более сотни статей по делению ядра. Однако это оживление
в условиях нависающей над Европой угрозы войны омрачалось предчувствием
опасности, связанной с практическим применением деления ядра. Советские физики
узнали об открытии, когда до них дошли иностранные журналы.
Новости породили ту же реакцию, что и на Западе: необычайное возбуждение и
возникновение новых направлений исследования. Хлопин и его сотрудники в
Радиевом институте приступили к изучению химической природы продуктов деления.
Открытие деления атомного ядра вызвало сильные сомнения в существовании
трансурановых элементов. Но Хлопин продолжал глубоко интересоваться трансура-
нами и проводил опыты, чтобы выяснить, не обнаружатся ли они при расщеплении
ядра. В ходе этого исследования Хлопин открыл некоторые до этого времени
неизвестные реакции распада подвергшихся делению ядер урана. Хотя он и не сумел
выявить трансурановые элементы, он заключил, что цепочки радиоактивных
превращений на самом деле свидетельствовали об их существовании.
1 апреля 1939 г. он написал Вернадскому: "Опыты, которые удалось пока
поставить, использовав циклотрон, делают весьма вероятным, что трансураны все
же существуют, т.е. что распад урана под действием нейтронов течет различными
путями". Он надеялся, что сможет дать окончательный ответ на вопрос о транс-
уранах в ближайшие несколько недель, но ответ ускользнул от него:
трансурановые элементы были впервые идентифицированы в Беркли в 1940 г.
В институте Иоффе открытие деления атомного ядра также привело всех в
волнение. Первая советская работа по делению ядра была сделана Яковом Френкелем,
который использовал капельную модель ядра для теоретического объяснения
деления ядер через понятие устойчивости тяжелых ядер. Он рассказал об этой работе
на ядерном семинаре Курчатова, и вскоре его статья была опубликована в одном
из советских журналов. Высвобождаются или нет свободные нейтроны в процессе
деления, и если высвобождаются, то в каком количестве, - таков был первый
вопрос, за решение которого взялась лаборатория Курчатова. Это был ключевой
вопрос, потому что только в случае высвобождения более одного нейтрона окажется
возможной самоподдерживающаяся цепная реакция. Данную проблему одновременно
исследовали несколько групп ученых в Европе и Соединенных Штатах. Георгий
Флеров и Лев Русинов пришли к выводу, что на одно деление приходится от
одного до трех таких нейтронов. Они сделали первое сообщение об этом на семинаре
Курчатова 10 апреля 1939 г., т. е. в тот же день, когда на нем выступил
Френкель. К этому времени, однако, Жолио и два его сотрудника, Ганс фон Хальбан и
Лев Коварский, уже опубликовали статью, в которой утверждали, что в процессе
деления испускаются вторичные нейтроны, а 22 апреля они сообщили, что среднее
число этих нейтронов на одно деление составляет три с половиной.
Как только эти эксперименты были завершены, Курчатов решил проверить
гипотезу, согласно которой медленные нейтроны вызывают деление только редкого
изотопа урана - урана-235. Медленные нейтроны приводили к процессу деления с
гораздо большей вероятностью, чем быстрые, и в начале февраля Бор пришел к
заключению, что медленными нейтронами делится уран-235, а не основной изотоп
природного урана - уран-238. Он опубликовал заметку об этом эффекте в номере
журнала "Физикэл Ревью" от 15 марта.
Это было очень важное заключение, потому что изотоп урана-235 составляет
0,7% природного урана.
Бор, как и все, думал, что будет необычайно трудно выделить уран-235, и
поэтому он очень скептически оценивал возможность практического использования
атомной энергии. В марте он сказал своим коллегам, что "стране необходимо
будет приложить все свои усилия для изготовления бомбы".
Многие физики не были согласны с гипотезой Бора, по которой нейтронами
делится только уран-235, но решающие эксперименты не могли быть выполнены до
тех пор, пока в руках экспериментаторов не окажется обогащенный легким
изотопом- 2 35 образец урана.
Тем не менее, Курчатов предложил Русинову и Флерову исследовать этот
вопрос. Они пришли к выводу, что Бор был прав, и доложили об этом на семинаре
16 июня 1939 г. Советские ученые задавались теми же вопросами, что и их
западные коллеги, и то, что было сделано на Западе, находило у них живой
отклик. Но их исследования оказывали лишь небольшое влияние на работы, которые
велись за пределами Советского Союза. Работа, выполненная в 1939 г. в
лаборатории Курчатова, не была опубликована вплоть до 1940 г. К этому времени она
утратила то значение, которое могла бы иметь. Трудно было быть первыми в
получении важных результатов, когда ученые в других центрах продвигались в
своих исследованиях столь быстро. Проблема усложнялась еще и тем, что, прежде
чем иностранные журналы становились доступными для советских ученых,
проходило несколько недель.
Харитон и
Зельдович
Самая важная теоретическая работа, выполненная в этот период в Советском
Союзе, принадлежала Юлию Харитону и Якову Зельдовичу. В ней определялись
условия, при которых может произойти ядерная цепная реакция. Статьи, опублико-
ванные этими двумя учеными в 1939-1941 гг. , предопределили ту ключевую роль,
которую позднее им предстояло сыграть в развитии советского ядерного оружия.
Поначалу Зельдович и Харитон работали над проблемой деления ядер урана по
вечерам, но вскоре поняли, что задача настолько велика, что ее решению они
должны посвятить все свое время. Они стали участвовать в работе Курчатовского
семинара, на котором вскоре ознакомились с новейшими исследованиями в области
ядерной физики. В октябре 1939 г. они направили в ЖЭТФ (Журнал
экспериментальной и теоретической физики) две свои работы. В первой из них
рассматривалась возможность развития цепной реакции, возникающей в уране-238 под
воздействием быстрых нейтронов.
Бор утверждал, что уран-238 не делится медленными нейтронами; если бы
цепная реакция на быстрых нейтронах имела место, то нейтроны, испускаемые при
делении, вызвали бы последующее деление еще до их замедления. Зельдович и
Харитон теоретически определили условия, при которых цепная реакция могла бы
иметь место, и сделали заключение, основанное на имеющихся экспериментальных
данных, что требуемые условия не могут осуществиться в уране-238, будь то
окись урана или чистый металлический уран. В своей второй статье Зельдович и
Харитон исследовали возможность цепной реакции на медленных нейтронах в
природном уране.
Опыты, проведенные Ферми совместно с Лео Сцилардом и Гербертом Андерсоном в
Колумбийском университете в Нью-Йорке и Жолио и его сотрудниками в Париже,
показали, что на возможность цепной реакции в природном уране существенным
образом влияет резонансное поглощение нейтронов в уране-238 до того, как они
замедлятся и смогут вызвать деление урана-235. Ферми с сотрудниками провели
свои опыты с ураном, помещенным в бак с водой. Они пришли к выводу, что "даже
при оптимальной концентрации водорода остается крайне неопределенным,
превзойдет ли выход нейтронов их полное резонансное поглощение".
Иными словами, не было ясно, сможет ли водород существенно замедлить
нейтроны таким образом, чтобы избежать резонансного захвата и тем самым сделать
возможной цепную реакцию.
Зельдович и Харитон по-другому интерпретировали результаты, полученные
Жолио и Ферми, основываясь на своей собственной теории, трактующей условия,
необходимые для возникновения цепной реакции, и сделали вывод о том, что она не
будет возможной в системе уран - вода. Зельдович и Харитон писали о том, что
для осуществления цепной реакции "необходимо для замедления нейтронов
применять тяжелый водород или, быть может, тяжелую воду, или какое-нибудь другое
вещество, обеспечивающее достаточно малое сечение захвата. . . .Другая
возможность заключается в обогащении урана изотопом 235м. Если содержание урана-235
в природном уране будет повышено с 0,7 до 1,3%, то, по их расчетам, в
качестве замедлителя могли бы быть использованы вода или водород.
На 4-й Всесоюзной конференции по физике ядра, состоявшейся в ноябре 1939 г.
в Харькове, Харитон доложил о работе, выполненной им совместно с Зельдовичем.
Из его доклада следовало, что "из этих расчетов, которые на первый взгляд
приводят к пессимистическим выводам, видно, однако, по какому пути можно идти
для осуществления цепной реакции. Достаточно повысить в уране концентрацию
изотопа 235, чтобы реакция оказалась возможной. Если, с другой стороны, в
качестве замедлителя вместо водорода использовать дейтерий, то поглощения в
замедлителе практически не будет, и реакция, очевидно, также будет осуществима.
Оба пути кажутся сейчас довольно фантастическими, если вспомнить, что для
осуществления реакции необходимы тонны урана. Однако принципиально
возможность использования внутриядерной энергии открыта".
На конференции возникла дискуссия об использовании деления ядра в качестве
источника энергии или для взрывов, но никто из ее участников не считал, что
это дело близкого будущего.
Нильс Бор и Джон Уилер опубликовали важнейшую работу по теории деления в
журнале "Физикэл Ревью" 1 сентября 1939 г., за два дня до начала войны в
Европе . Помимо прочего, эта работа содержала теоретическое обоснование гипотезы
Бора, согласно которой именно уран-235 делится медленными нейтронами.
Александр Лейпунский, который представил на Харьковской конференции обзор
состояния исследований по ядру, большую его часть посвятил теории Бора и Уилера. Он
сказал, что в течение очень долгого времени нельзя будет осуществить
разделение изотопов, и утверждал, что цепная реакция на медленных нейтронах -
"весьма сомнительна". Более того, добавил он, ничего нельзя сказать о возможности
реакции на быстрых нейтронах, поскольку отсутствуют данные о таких процессах,
как замедление быстрых нейтронов.
Большинство советских ученых скептически относились к возможности
использования атомной энергии. Говорят, что Игорь Тамм в августе 1939 г., комментируя
работу Зельдовича и Харитона, сказал: "Знаете ли вы, что означает это новое
открытие? Оно означает, что может быть создана бомба, которая разрушит город
в радиусе, возможно, десяти километров [от эпицентра взрыва"]- Но такого рода
оценка была исключением.
Иоффе в докладе, сделанном в Академии наук в декабре 1939 г., отметил, что
представляется маловероятным, что в этом случае возможно использование
результатов ядерной физики в практических целях.
Капица в 1940 г. по этому же поводу заметил, что для осуществления ядерных
реакций потребуется больше энергии, чем они могут отдать. Понадобится
разделить изотопы, а для этого необходимо будет "затратить энергии больше, чем
можно рассчитывать получить от ядерной реакции". Было бы весьма удивительным,
сказал он, если бы возможность использовать атомную энергию превратилась в
реальность.
Открытие
спонтанного
деления урана
Исследования условий осуществления цепной реакции деления продолжались и
после харьковской конференции. Курчатов предложил провести несколько
экспериментов, которые могли бы установить, будет ли уран-238 делиться быстрыми
нейтронами. Он поручил проведение одного из этих экспериментов Флерову и
Константину Петржаку, молодому исследователю из Радиевого института. Задача
опыта состояла в наблюдении за тем, как меняется величина потока нейтронов из
урановой сферы, если внутри нее поместить источники нейтронов с различными
спектрами энергий. Петржак и Флеров построили очень чувствительную
ионизационную камеру для регистрации актов деления. Когда в начале 1940 г. они
приступили к опытам, то, к своему большому удивлению, обнаружили, что
ионизационная камера продолжает срабатывать, т. е. регистрировать деление, и тогда,
когда они убрали источник нейтронов. Вскоре они пришли к заключению, что
открыли спонтанное деление урана, происходящее без бомбардировки нейтронами.
Теоретически такой процесс был предсказан Френкелем, а также Бором и Уилером,
но Петржак и Флеров первыми экспериментально доказали это явление.
Курчатов предложил Петржаку и Флерову провести ряд контрольных опытов,
чтобы исключить возможность ошибки в эксперименте. Один из этих опытов был
проведен под землей - в помещении станции московского метро "Динамо", чтобы
показать, что деление не вызывается космическими лучами. В конце концов,
Курчатов убедился в том, что они открыли спонтанное деление. В мае 1940 г. Хлопин
и Курчатов доложили об этом открытии в Академии наук, и вскоре в советских
журналах появились соответствующие статьи.
Курчатов, всегда придававший значение мнению иностранных физиков, послал
короткое телеграфное сообщение об открытии в американский журнал "Физикэл Ре-
вью" , и оно было опубликовано в номере от 1 июля 1940 г. Флеров и Петржак
хотели включить имя Курчатова в число авторов, поскольку это он предложил схему
эксперимента и помогал им в анализе его результатов, но Курчатов отклонил это
предложение. По-видимому, он опасался, что его молодые сотрудники не получат
должного признания, если статья будет подписана и его именем.
В Советском Союзе это открытие привлекло большое внимание. Его
рассматривали как свидетельство того, что Курчатов и его сотрудники работают теперь на
том же уровне, что и ученые ведущих исследовательских центров на Западе.
Позднее Флеров говорил: ..."Тогда, до войны, в нас очень были сильны
приоритетные страсти. Все дрались за первенство".
Американец Уиллард Либби тоже пытался экспериментально обнаружить явление
спонтанного деления, но потерпел неудачу. Это сделало успех советских физиков
еще более приятным событием.
Критические
размеры
ядерной
цепной
реакции
7 марта 1940 г. Зельдович и Харитон направили в ЖЭТФ свою третью статью,
которая была опубликована в мае. В первых двух статьях они исследовали
условия для развития цепной реакции в системе бесконечного размера. Теперь они
изучали кинетику цепной реакции в условиях, близких к критическим. Цепная
реакция будет развиваться только в блоке критических размеров. Ядерная цепная
реакция могла бы дать огромное количество энергии, писали они, и сделать
возможным "некоторые применения урана". Поэтому вскоре можно было бы ожидать
получения цепной реакции, несмотря на большие трудности, стоящие на этом пути.
Но окончательный вывод об использовании деления ядер для получения энергии
или для взрывов нельзя сделать, пока не будет понята кинетика цепной реакции.
Особенно важно было понять переход от подкритического состояния к
надкритическому , потому что этот переход может произойти очень быстро. Зельдович и
Харитон писали о том, что расчетное время между поколениями нейтронов в случае
медленных нейтронов составляет миллисекунды и десятки микросекунд - для
быстрых нейтронов.
Вычисления Зельдовича и Харитона показали, что как только система
приближается к критическому состоянию, тепловое расширение урана (которое позволило
бы нейтронам покинуть блок урана) и испускание запаздывающих нейтронов
способны оказывать решающее влияние на переход в критическое состояние, а это
позволило бы гораздо легче регулировать этот переход. "Такие свойства системы
(прежде всего регулировка через тепловое расширение) делают экспериментальное
исследование и энергетическое использование цепного распада урана безопасным.
Взрывное использование цепного распада требует специальных приспособлений для
весьма быстрого и глубокого перехода в сверхкритическую область и уменьшения
естественной терморегулировки". В этой статье говорилось о физических
процессах, которые должны оказаться определяющими при конструировании реакторов. Из
нее также видно, что Зельдович и Харитон размышляли о цепных реакциях на
медленных и быстрых нейтронах и что они предполагали возможность использования
внутриядерной энергии, как для бомб, так и для получения энергии. Хотя в их
статье в явном виде не определялось условие для инициирования мощного
ядерного взрыва (значительная сверхкритичность в начальном состоянии и размножение
быстрых нейтронов), она, как утверждалось в более поздних комментариях к ней
советских ученых, непосредственно указывала на это условие.
Закрытие
публикаций
на Западе
В 30-е годы физики-ядерщики были истинным примером международного
сотрудничества в науке, а драматический прогресс этого десятилетия был основан на
открытиях, сделанных учеными в нескольких странах. О получаемых теоретических и
экспериментальных результатах очень быстро становилось известно
международному сообществу, и открытие, сделанное в одной лаборатории, стимулировало
дальнейшие исследования в других. Это очень хорошо видно на примере реакции
физиков на открытие деления. Вскоре, однако, ситуация стала меняться, так как
ядерная физика начала превращаться из сферы исследований, далекой от
практических приложений, в ключевой фактор международных отношений. Первым
человеком, увидевшим, что физики-ядерщики должны принять во внимание возможность
применения результатов их исследований в военном деле, был Лео Сцилард,
венгерский физик, который в 1933 г. эмигрировал в Англию, спасаясь от нацистов,
преследовавших евреев. Сцилард сразу же понял, какое значение может иметь
деление ядра, поскольку еще в 1933 г. пришел к идее цепной реакции, открывавшей
путь к освобождению энергии атомного ядра. Ему не пришло в голову, что цепная
реакция могла быть возможной в уране, не предвидел он и открытия деления. Но
он был настолько обеспокоен перспективами, которые были связаны с ядерной
цепной реакцией, что получил британский патент, полагая, что тем самым сумеет
ограничить возможное использование своей идеи.
В январе 1939 г. Сцилард, который к этому времени жил в Нью-Йорке,
предложил Ферми засекретить исследования по делению ядра. Ферми полагал, что
возможность использования цепных реакций отдаленна, и отреагировал на замечание
Сциларда репликой: "Чепуха!".
Тогда Сцилард написал Фредерику Жолио, чтобы тот высказался в пользу
засекречивания исследований. Жолио проигнорировал это предложение и вместе со
своими сотрудниками, Хальбаном и Коварским, опубликовал статью, в которой
было показано, что при делении атомного ядра испускаются нейтроны.
Сцилард не отказался от своих попыток и в марте убедил Ферми попросить
редакцию журнала "Физикэл Ревью" задержать публикацию статьи физиков из
Колумбийского университета о числе вторичных нейтронов, приходящихся на каждый акт
деления. Побуждаемый Сцилардом, Виктор Вайскопф послал Хальбану телеграмму о
том, что эта публикация откладывается, и спрашивал, готовы ли Жолио и его
сотрудники сделать то же самое. Жолио отклонил это предложение. 7 апреля, в тот
самый день, когда он телеграфировал Сциларду о своем окончательном решении,
группа французских физиков послала в "Нэйчур" статью, в которой было
подсчитано , что при одном делении испускается от трех до четырех нейтронов. Эта
статья, опубликованная 22 апреля, оказала большое влияние на исследования,
проводившиеся повсюду, поскольку в ней было показано, что цепная реакция и в
самом деле возможна. Это побудило профессора Дж.П. Томпсона, работавшего в
Имперском колледже в Лондоне, обратить внимание английского правительства на
возможность создания атомной бомбы и на важность недопущения Германии к
урану, которым владела бельгийская компания "Юнион Миньер". Ответственность за
решение проблемы урана была возложена на Комитет по научным изысканиям по
противовоздушной обороне при Министерстве авиации Великобритании. Было начато
исследование на предмет возможности получения цепной реакции, но особой
срочности в проведении этих работ не было, поскольку само создание бомбы
представлялось делом будущего. Начавшаяся в сентябре 1939 г. война ограничила
дальнейшее развитие исследований, поскольку большинство физиков оказались
теперь вовлеченными в другие работы, связанные с обороной.
Прорыв в отношении к работам связанным с ядерной бомбой произошел в марте
1940 г., когда Рудольф Пайерлс и Отто Фриш, работавшие в университете
Бирмингема, составили меморандум "О конструкции "супербомбы", основанной на цепной
ядерной реакции в уране", где сформулировали ряд основополагающих вопросов.
Если вы имеете блок чистого урана-235, будет ли в нем развиваться цепная
реакция на быстрых нейтронах? Если будет, то сколько урана-235 для этого
потребуется? Каковы будут последствия такой цепной реакции? Каким образом можно
выделить уран-235? На эти вопросы они предложили ответы, которые показали,
что создание ядерной бомбы - гораздо более выполнимая задача, чем думали
физики. Фриш и Пайерлс сделали вывод, что цепная реакция на быстрых нейтронах
может развиться в куске металлического урана-235 весом в один килограмм, а
разрушающий эффект от взрыва пятикилограммовой бомбы будет эквивалентен
взрыву нескольких тысяч тонн динамита. Они отметили, что на основе цепной реакции
на медленных нейтронах нельзя создать эффективную бомбу, потому что уран
разогревается и его тепловое расширение приведет к утечке нейтронов и тем самым
к остановке реакции. Они предположили, что уран-235 может быть выделен
методом термодиффузии, который кратко описали. Меморандум Фриша - Пайерлса
побудил британское правительство учредить комитет, который должен был исследовать
возможность создания атомной бомбы. Этот комитет, известный как Комитет Мод,
координировал решение проблемы атомной бомбы в Великобритании и представил
свой доклад в июле 1941 г.
Маргарет Гоуинг писала о меморандуме Фриша - Пайерлса, что поднятые в нем
"вопросы сегодня могут казаться достаточно очевидными, но они не были такими
в то время. В Америке они не были поставлены даже много месяцев спустя, пока
британская работа не стала доступной американцам. Немецкие физики, включая
блестящего теоретика Гейзенберга, по-видимому, вообще ими не задавались".
Прошло несколько месяцев, прежде чем эти же вопросы были сформулированы
советскими физиками.
Научный обозреватель газеты "Нью-Йорк Тайме" Уильям Лоуренс в 1940 г.
внимательно следил за ядерными исследованиями, с особым вниманием относясь к
происходящему в Германии. В конце апреля он узнал от Петера Дебая, который
тогда посетил Соединенные Штаты, что большая часть сотрудников Физического
института кайзера Вильгельма были ориентированы на работы по урану. Он счел
это подтверждением своих подозрений о том, что нацистская Германия работает
над созданием атомной бомбы. В то же время Лоуренс узнал, что два маленьких
образца урана-235 были выделены Альфредом Ниром, работавшим в Миннесотском
университете, и что эти образцы были использованы Джоном Даннингом из
Колумбийского университета для экспериментального подтверждения того, что именно
этот изотоп делится под действием медленных нейтронов. Лоуренс решил, что
пришло время написать "сенсационную статью".
В воскресенье 5 мая 1940 г. газета "Нью-Йорк Тайме" поместила на своей
первой странице статью Лоуренса под заголовком "Наука открыла громадный источник
атомной энергии". Лоуренс писал об эксперименте Даннинга и утверждал, что
"единственным шагом, который осталось сделать для решения проблемы нового
источника энергии, является усовершенствование методов извлечения этой
субстанции (урана-235)". Он подчеркнул исключительную "взрывную мощность урана-235 и
возможное колоссальное влияние последствий этого открытия на исход войны в
Европе". Он также сообщал - с некоторым преувеличением - что "каждому
немецкому ученому, работающему в этой области, - физику, химику, инженеру...
приказано бросить все остальные исследования и посвятить себя только этой
работе" .
Лоуренс надеялся, что его статья насторожит политических деятелей, показав
им опасность того, что нацистская Германия может создать атомную бомбу. Когда
из Вашингтона не последовало никакого отклика, он был этим обескуражен.
Но статья Лоуренса повлекла за собой событие, которого он не ожидал и о ко-
тором, возможно, так никогда и не узнал. Георгий Вернадский, который в то
время преподавал историю в Йельском университете, зная, конечно, об интересе
своего отца к проблемам урана и атомной энергии, послал ему статью Лоуренса.
Когда Вернадский получил это письмо, он находился в санатории "Узкое",
расположенном недалеко от Москвы. История, рассказанная Лоуренсом, произвела на
него очень большое впечатление. Вернадский был просто поражен сообщением
Лоуренса об экспериментах с ураном-235. Первый вопрос, который пришел ему в
голову, был о том, хватит ли у Советского Союза урановой руды для использования
в качестве источника атомной энергии. Он и Хлопин, который тоже находился в
Узком, написали в Отделение геологических и географических наук, предлагая
разработать план разведки залежей урана: "Уран из металла, находившего себе
лишь ограниченное применение и рассматривавшегося всегда как побочный продукт
при добыче радия, приобретает совершенно исключительное значение, - писали
они - ... Разведки известных месторождений и поиски новых производятся темпами
совершенно недостаточными и не объединенными общей идеей".
В ответ на эту записку Академия, как сообщила 26 июня газета "Известия",
сформировала "тройку", в которую входили Вернадский, Виталий Хлопин и
Александр Ферсман, для разработки "проекта мероприятий, которые необходимо
осуществить в связи с возможностью использования внутриатомной энергии".
Несколькими днями позже Вернадский написал письмо вице-президенту Академии,
в котором объяснил, почему он считает этот вопрос таким срочным: "По
имеющимся известиям, полученным мною почти случайно и в неполной форме из-за
искусственных препятствий, установленных, к сожалению, для чтения зарубежной
прессы, сейчас в США и в Германии идет энергичная и организованная работа в этом
направлении, несмотря на мировые военные события. Наша страна ни в коем
случае не может стоять в стороне и должна дать возможность и денежные средства
для широко организованной и спешной работы в этой области первостепенного
значения".
Здесь Вернадский играл ту же роль, что и перед первой мировой войной, когда
он настаивал на организации экспедиций для поисков урана. И снова Вернадский
надеялся на помощь Хлопина и Ферсмана.
5 июля 1940 г. он писал сыну в Нью-Хэйвен: "Спасибо за присланную из
Вашингтона вырезку из "Нью-Йорк Тайме" об уране. Это было первое известие об
этом открытии, которое дошло до меня и до Москвы вообще. Я немедленно двинул
дело. 26.VI образовалась в Академии "тройка" под моим председательством
(Ферсман и Хлопин) с правом кооптации. Ферсман в Мурманске, но я начал работу
немедленно. Надо использовать лето и осень. Не ожидал я, когда Содди впервые
ярко выяснил возможность использования внутриатомной энергии (более 35 лет
тому назад), что доживу до того времени, когда видится не только обсуждение,
но и работа в этой области. Я думаю теперь, что открывающиеся возможности для
будущего здесь большие, чем применение в XVIII веке пара и в XIX -
электричества" . В других письмах он опять проводил параллель между атомной энергией и
электричеством. Именно эта перспектива - в большей степени, чем
непосредственная опасность, исходящая от Германии, о чем написал Лоуренс, - побудила
Вернадского к действиям. Его замечание о том, что в Соединенных Штатах и
Германии работа движется быстро, "несмотря на мировые военные события", а не из-
за них, подтверждало это.
12 июля Вернадский и Хлопин направили письмо Николаю Булганину, заместителю
Председателя Совнаркома, ответственного за химию и металлургию, в котором
обращали его внимание на открытие деления атомного ядра и на огромное
количество энергии, которое при этом освобождается. Представляется, что это была
первая попытка советских ученых предупредить одного из главных членов
правительства о том, что открытие деления урана-235 медленными нейтронами дает
возможность управлять реакцией деления ядра. На пути практического использования
атомной энергии, считали они, стоят весьма значительные трудности, которые
"не имеют, однако, принципиального характера". Ученые просили правительство
предпринять шаги, "которые обеспечили бы Советскому Союзу возможность не
отстать в разрешении этой важнейшей задачи от зарубежных стран". Перед
Академией должна быть поставлена задача сконструировать устройство для разделения
изотопов и ускорить проектирование нового "сверхмощного" циклотрона ФИАНа.
Николаус Риль, бывший студент Гана и Мейтнер, возглавлявший теперь
исследования в компании "Ауэр", обратил внимание Управления военных материалов
Германии на возможные приложения явления ядерного деления. Другие ученые писали
в Министерство просвещения и в Министерство вооруженных сил. В сентябре 1939
г. Управление военных материалов утвердило проект исследований по делению
ядер. Военное министерство подчинило себе берлинский Физический институт
кайзера Вильгельма и сместило Петера Дебая с поста его директора. Начиная с
этого времени все упоминания о возможности создания атомных бомб или урановых
реакторов были запрещены в германской печати.
Во Франции Жолио и его сотрудники в гораздо большей степени интересовались
использованием цепных ядерных реакций для производства ядерной энергии и
полагали, что это более близкая перспектива, чем атомная бомба. Однако, когда
началась война, Жолио объяснил Раулю Дотри, министру вооружений, что
исследования по проблеме урана могут привести или к созданию нового мощного оружия,
или к получению источника огромной энергии. Дотри пообещал Жолио оказывать
необходимую ему помощь и в марте 1940 г. направил Жака Аллье, инженера,
который в это время работал в военной разведке, в Норвегию, поручив ему получить
у Норвежской гидроэлектрической компании запас тяжелой воды. Это была
единственная компания, производившая значительные количества тяжелой воды. Аллье
сумел получить весь этот запас - 185,5 кг и перевезти его в Париж. Но
французские ядерные исследования были прерваны в мае 1940 г. вторжением немецких
войск во Францию. Хальбан и Коварский с драгоценной тяжелой водой бежали в
Англию. Жолио остался в Париже, чтобы поддержать французскую науку во время
нацистской оккупации.
В Соединенных Штатах, все еще не вступивших в войну, Сцилард настаивал на
расширении исследований, опасаясь, что в Германии уже начались работы над
созданием атомной бомбы. Он придумал способ, которым можно было привлечь
внимание Рузвельта к этой проблеме: следовало попросить Альберта Эйнштейна
написать президенту письмо (оно было датировано 2 августа 1939 г.) и предостеречь
его, сообщив, что данные современных исследований свидетельствуют о том, что
могут быть созданы "мощные бомбы нового типа". В конце своего письма Эйнштейн
заметил, что Германия запретила продажу урана из рудников Чехословакии,
которую она оккупировала в марте. Реакцией на это письмо было принятое Рузвельтом
в октябре 1939 г. решение учредить Урановый комитет. Кроме того, Сцилард
продолжал свою кампанию за запрещение публикации результатов исследований по
делению ядра, но в первые месяцы 1940 г. не достиг в этом большого успеха. Он
воздержался от публикации одной из своих статей и убедил сделать то же самое
одного-двух своих коллег.
Однако в мае 1940 г. физики Эдвин Макмиллан и Филипп Абельсон, работавшие в
Беркли, опубликовали в "Физикэл Ревьюп сообщение об образовании в процессе
деления урана элемента-93, который позднее был назван нептунием. В Европе и
Америке это вызвало протесты со стороны физиков, которые полагали, что опасно
публиковать статью, содержащую указание на возможность получения способных к
делению трансурановых элементов. Если это так, то можно будет получить бомбу,
не решая очень сложной задачи выделения урана-235. Вскоре редакторы основных
американских научных журналов и ведущие ученые приняли решение о добровольном
ограничении публикаций о делении.
ПЕРЕД ВОЙНОЙ
В СССР
Отношение советских
ученых к атомной энергии
Сведения о том, что советские ученые пытались предупредить свое
правительство о возможности практического применения реакции деления ядер до лета 1940
г. отсутствуют, не было также создано какой-либо специальной организации,
которая координировала бы исследования по делению атомного ядра.
В 1940 г. советские физики продолжали свободно публиковать работы по
делению, и не предпринималось никаких попыток - ни со стороны их самих, ни со
стороны государства ограничить публикации. Контраст с реакцией ученых других
стран поразителен и отражает стратегическую и политическую установки,
принятые в Советском Союзе. В отличие от Англии, Франции и Германии Советский Союз
не был вовлечен в войну в Европе (хотя и вторгся в Польшу в сентябре 1939 г.,
а кроме того, с ноября 1939 г. по март 1940 г. находился в состоянии войны с
Финляндией). В отличие от Соединенных Штатов в Советском Союзе не было
большой группы физиков-эмигрантов, которые забили бы тревогу о нацистской атомной
бомбе. Кроме того, выражение тревоги по отношению к перспективам создания
немецкой атомной бомбы противоречило бы советско-германскому пакту,
заключенному в августе 1939 г., и договору о дружбе, который последовал за ним в
сентябре .
Заключение договоров Советского Союза с фашистской Германией привело к
тому, что западные физики решили прекратить обмен научной информацией по
проблемам деления ядра со своими советскими коллегами. Несмотря на поднятую
учеными тревогу, к началу 1940 г. нигде не подготавливался полномасштабный
проект , который определил бы развитие работ по атомной бомбе. Хотя цепная
реакция и представлялась возможной, это все еще не было твердо установлено. Кроме
того, никто точно не сформулировал условия возникновения взрывной цепной
реакции. Также оставалось неясным, можно ли будет выделить уран-235 в
количествах, достаточных для создания бомбы. Большинство физиков полагали, что
понадобятся тонны обогащенного урана, и было широко распространено мнение, что
процесс его получения будет слишком дорогостоящим.
Комиссия по
проблеме урана
16 июля Президиум Академии собрался для рассмотрения доклада Вернадского,
ему было предложено вместе с Ферсманом и химиком СИ. Вольфковичем написать
новую записку о работе Академии в этой области и о развитии методов
разделения изотопов. Кроме того, им предлагалось составить письмо, адресованное
правительству, о значении атомной энергии, об образовании Государственного
уранового фонда и о разведке урановых месторождений.
Вернадский был удовлетворен результатами заседания, но он чувствовал, что
не все разделяют его точку зрения. "Огромное большинство не понимает
исторического значения момента, - записал он на следующий день в своем дневнике.
"Любопытно, ошибаюсь я или нет?".
Несколькими днями позже в письме к Личкову он говорил следующее: "...Уран
получил значение как источник атомной энергии. У нас уран - дефицитный
металл; радий мы добывали из глубоких рассолов, можно получить любое
количество. Урана в этих водах нет".
Вернадский писал, что следует создать новую комиссию, при этом он должен
"сделать заявление", что ее председателем целесообразно назначить Хлопина.
Взяв на себя инициативу, Вернадский, которому в то время было 77 лет и
который был занят другими научными проектами, теперь передавал Хлопину роль
лидера. На основе письма Вернадского правительство решило одобрить образование
Комиссии по проблеме урана при Президиуме Академии наук.
Комиссия была учреждена 30 июля 1940 г. Ее председателем стал Хлопин, а
Вернадский и Иоффе были назначены его заместителями. Помимо Хлопина членами
Комиссии стали три бывших ученика Вернадского: Александр Ферсман, А.П.
Виноградов, геохимик, который к этому времени был заместителем Вернадского в
биогеохимической лаборатории, и Д.И. Щербаков, геолог, работавший в
академическом Институте геологии. Из физиков, помимо Иоффе, в Комиссию вошли Курчатов,
Харитон, Вавилов, Капица, Мандельштам и П.П. Лазарев (областью интересов
последнего были скорее биофизика и геофизика, а не физика ядра). Наконец, в нее
вошли А.Н. Фрумкин, директор Института физической химии Академии наук, и Г.М.
Кржижановский, возглавлявший в то время Энергетический институт Академии
наук.
Президиум Академии просил Комиссию определить, какие исследования надо
будет проводить Академии, организовать работу по методам разделения изотопов
урана, начать изучение управляемых ядерных реакций, а также координировать
исследования в этой области, проводимые в Академии, и направлять их. Группе
под руководством Ферсмана было предписано еще до конца года отправиться в
Среднюю Азию, чтобы исследовать там месторождения урана и организовать в
Ташкенте конференцию, посвященную геохимической разведке урана. Этой группе было
также поручено составить план по созданию Государственного уранового фонда.
Академии предлагалось созвать на базе Радиевого института конференцию по
радиоактивности и ускорить работу с циклотронами Радиевого института, института
Иоффе и ФИАНа. В определении функций Комиссии Академия следовала советам
Вернадского . Вскоре комиссия приступила к работе. На одном из первых ее
заседаний, на котором присутствовали руководители промышленности и геологи, Хлопин
объяснил, что проведенное недавно исследование "сделало вероятным
осуществление так называемой цепной реакции", сопровождающейся выделением исключительно
большого количества энергии. Он предупредил, что "на пути стоит очень много
трудностей", а сам "механизм этой реакции недостаточно выяснен".
Он объяснил, что такая реакция может быть осуществлена на уране-235. Однако
необходимо было попробовать также осуществить цепную реакцию на уране-238,
что "не является совершенно невозможным теоретически, возможно, что этот
вопрос может быть решен, и в этом направлении работа ведется. С другой стороны,
если этого сделать нельзя, то подсчеты показывают, что путем обогащения
природного урана изотопом-235, даже не выделенным в чистом виде, а в смеси с
изотопом-238, может быть воспроизведена такая цепная реакция. Это два
направления , по которым физики должны работать".
Цепная реакция потребует "количеств, исчисляемых десятками килограммов этой
смеси", - сказал Хлопин, подчеркнув, что накопление запасов урана является
теперь фундаментальной задачей, так как эти запасы в Советском Союзе "пока
что не очень богаты": "...Прежде всего, надо выяснить, какими запасами мы
можем располагать, то есть, можем ли дать нужное количество. Затем,
познакомившись с тем, в каком положении находится наша сырьевая база на сегодняшний
день, выяснить, правильно ли проводятся геологические поиски урановых
месторождений" .
Проект Курчатова
Президиум Академии предложил Урановой комиссии к 20 сентября 1940 г.
подготовить план исследований. 29 августа, до того, как Комиссия выполнила это
указание, Курчатов, Харитон, Флеров и Русинов представили в Академию свой
собственный план под названием: "Об использовании энергии деления урана в
цепной реакции".
Возможность использования атомной энергии в принципе установлена, писали
они, но необходимы дальнейшие исследования. Первой задачей было определение
условий возникновения цепной реакции в металлическом уране. Это исследование
должен был провести Флеров, и ему был необходим килограмм чистого
металлического урана. Вторая задача вытекала из первой: если окажется, что цепная
реакция в металлическом уране возможна, следует изучить нейтроны, испускаемые
при делении урана-238. Для этих экспериментов понадобится 300 кг
металлического урана. Эти два момента свидетельствовали о том, что Курчатов и его
сотрудники, подстегиваемые, по-видимому, Флеровым, не потеряли надежды на
возможность осуществления цепной реакции в смеси природного урана и воды.
Следующие три направления исследований отражали их интерес к системам, состоящим
из природного урана и замедлителя: следовало определить поперечные сечения
захвата нейтронов тяжелым водородом (дейтерием), гелием, углеродом,
кислородом и другими легкими элементами, рассчитать условия, необходимые для
возникновения реакции в смеси урана и тяжелой воды, и выявить возможность получения
тяжелой воды в количестве, измеряемом тоннами. Наконец, в плане предлагалось
исследовать методы разделения изотопов урана. Курчатов и его сотрудники
убеждали Академию образовать специальный запас из нескольких тонн урана,
необходимого для экспериментов с цепной реакцией.
План Урановой
комиссии
На заседании 28 сентября 1949 г., т. е. почти через месяц после того как
Курчатов и его сотрудники направили свой план в Академию, Урановая комиссия
решила подготовить свой собственный план исследований. Этот план составили
Хлопин и Лейпунский, который в то время работал в Радиевом институте. Они
определили пять направлений исследований: определение механизма деления ядер
урана и тория; выявление возможности цепной реакции в природном уране;
разработка методов разделения изотопов урана; разработка методов получения и
изучения летучих соединений металлического урана; разведка богатых месторождений
урановых руд и создание методов их разработки.
Неясно, знали ли Хлопин и Лейпунский о планах, разработанных Курчатовым и
его сотрудниками. Иоффе находился в весьма неважных отношениях с Вернадским и
Хлопиным, и хотя Курчатов с апреля 1939 г. по октябрь 1940 г. возглавлял
физический отдел Радиевого института, его отношения с Хлопиным также казались
сложными. Этим может быть объяснен тот факт, что Курчатов послал свой план в
Президиум Академии, а не непосредственно Хлопину. 15 октября Президиум
Академии одобрил план, подготовленный Хлопиным и Лейпунским. Академия выделила
Радиевому институту и биогеохимической лаборатории на 1941 г. дополнительные
средства для работы над проблемой урана. Она обещала обратиться в
правительство за резолюцией на получение 1,5 тонн соединений урана в год, создать
государственный урановый фонд и закупить 300 килограммов урановых солей,
которыми располагала промышленность. Академия также заявила о предпринятых ею
шагах по увеличению запасов урана. В составе Урановой комиссии была создана
постоянная сырьевая подкомиссия под председательством Ферсмана. Академия также
решила обрисовать важность проблемы урана различным государственным
геологическим учреждениям и попытаться поставить Среднеазиатский трест редких
металлов во главе разведки урана в Средней Азии. Наконец, Академия ассигновала
Радиевому институту около миллиона рублей на завершение строительства здания
циклотрона Радиевого института.
5-я Всесоюзная
конференция по
ядерной физике
Будущее ядерных исследований явилось предметом "весьма оживленной"
дискуссии на 5-й Всесоюзной конференции по ядерной физике, которая состоялась в
Москве 20-26 ноября 1940 г. В ней приняло участие около 200 ученых. Курчатов
представил основной доклад о делении атомного ядра, в котором проанализировал
успехи в этой области, достигнутые в предыдущем году, и остановился на
возможности возникновения цепной реакции.
Он доказывал, что цепная реакция могла бы пойти в смеси воды и урана,
обогащенного изотопом урана-235, или же в смеси природного урана с тяжелой
водой. (Курчатов высказал сомнение в эффективности гелия, углерода и кислорода
в качестве замедлителя, потому что, как он думал, их сечения взаимодействия с
нейтронами слишком велики.) В обоих случаях предстояло преодолеть очень
большие трудности: в первом нужно было разделить изотопы урана, а во втором -
изотопы водорода. Курчатов представил таблицу, в которой он сравнил требуемые
количества урана и тяжелой воды с имеющимися их запасами: полтонны
обогащенного урана, хотя во всем мире в то время имелись только незначительные его
количества; 15 тонн тяжелой воды - но во всех лабораториях мира ее было
только полтонны. Курчатов рассматривал также возможность использования для цепной
реакции протактиния, но отношение имевшихся его запасов к необходимому их
количеству было еще худшим. "...Хотя принципиально вопрос об осуществлении
цепного ядерного распада и решен в положительном смысле, - заключил он, - но на
пути его практической реализации в исследованных сейчас системах возникают
громаднейшие трудности. ...Быть может, ближайшие годы принесут нам другие
пути решения задачи, но если этого не случится, то только новые, очень
эффективные, методы разделения изотопов урана или водорода обеспечат осуществление
цепной ядерной реакции".
По своему тону доклад Курчатова был сдержанным и трезвым, но в нем
указывалось на необходимость принятия чрезвычайных мер, если потребуется получить
цепную реакцию.
Хлопин Виталий Григорьевич (1890-1950).
По свидетельству Игоря Головина, который принимал участие в работе
конференции, доклад вызвал оживленную дискуссию, начавшуюся во время перерыва.
Речь шла о том, следует ли обратиться к правительству с просьбой о выделении
средств на ядерные исследования. Основной вопрос, который обсуждался, заклю-
чался в том, достаточно ли известно о цепных реакциях, чтобы оправдать
средства, необходимые для серьезных работ по разделению изотопов, получению
необходимых количеств урана-235 и производству тяжелой воды. "После перерыва, -
писал Головин, - Хлопин вернулся на сцену и заявил, что он пришел к выводу,
что слишком рано запрашивать у правительства большие ассигнования, так как в
Европе идет война и деньги нужны для других целей. Он сказал, что необходимо
поработать еще год и тогда решить, есть ли основания обращаться к
правительству и запрашивать несколько миллионов для строительства уранового реактора,
чтобы провести в нем цепную реакцию".
Курчатов, по-видимому, приготовил записку, в которой просил правительство
об увеличении средств, но заявление Хлопина исключало такой ход.
Хлопин не был единственным, кто выбрал осторожную линию поведения. Иоффе на
публичной лекции, прочитанной им во время конференции, тоже дал ясно понять,
что, по его мнению, атомная энергия может быть использована лишь в отдаленном
будущем.
Реальность бомбы
Харитон и Зельдович продолжали изучать условия возникновения цепной ядерной
реакции. В ходе исследований они поставили тот же вопрос, который был поднят
годом ранее Фришем и Пайерлсом: если предположить, что имеется чистый уран-
235, то какова его критическая масса? Так же как Фриш и Пайерлс, они пришли к
заключению, основываясь на теории Бора - Уилера, что в уране-235 почти каждое
столкновение нейтрона с ядром урана приводит к делению.
Вместе с сотрудником Радиевого института Исаем Гуревичем они подсчитали
величину критической массы для цепной реакции на быстрых нейтронах в куске
чистого урана-235, окруженного отражателем нейтронов.
В статье, представленной в 1941 г. в журнал "Успехи физических наук", они
бегло сослались на эти расчеты: для осуществления цепного деления урана с
выделением огромных количеств энергии достаточно десятка килограммов чистого
изотопа урана-235. (Война началась до того, как их статья могла быть
опубликована , и она увидела свет только сорока годами позже.)
Полученная ими оценка (10 килограммов) была на порядок выше сделанной
Фришем и Пайерлсом (один килограмм), но разница была невелика в сравнении с
более ранними оценками, по которым нужны были тонны урана-235.
Как и Фриш с Пайерлсом, Харитон и Зельдович высказали несколько
соображений, касающихся инициирования взрывной цепной реакции, и подсчитали, что если
блок урана-235 будет сжат с помощью обычной взрывчатки, может начаться цепная
реакция.
Разница между работами Фриша и Пайерлса, с одной стороны, и Харитона и
Зельдовича - с другой, состояла в том, что первые предложили метод разделения
изотопов, а вторые этого не сделали. В 1937 г. Харитон опубликовал работу о
разделении изотопов с помощью центрифуги, в которой он доказывал, что этот
метод будет рациональным только в случае их малых количеств. В 1940 г. он и
Зельдович не предложили какого-либо определенного метода разделения.
Параллель с меморандумом Фриша - Пайерлса поразительна. Меморандум
английских физиков, конечно, не был опубликован, и нет ни оснований, ни
свидетельств в пользу того, что Зельдович и Харитон знали о нем из данных
разведки.
Обращение Семенова
в наркомат
Расчеты величины критической массы, выполненные Харитоном и Зельдовичем,
были логическим продолжением их ранних исследований. Семенов, как директор
института, в котором они работали, естественно, знал об их работе и понимал,
что она открывает возможность создания атомной бомбы. Он обратился в научно-
техническое управление народного комиссариата нефтяной промышленности ,
которому в то время подчинялся Институт химической физики, с сообщение о том, что
теперь появилась возможность создания бомбы, обладающей несравненно большей
разрушительной силой, чем у любого существующего взрывчатого вещества, и
настаивал на расширении исследовательских работ. Он просил, чтобы его письмо
было передано наркому.
Поскольку копия этого письма не была найдена, невозможно точно утверждать,
каково было его содержание, а также и когда оно было написано. Это письмо
могло быть написано во второй половине 1940 г. пли в первые месяцы 1941 г. Но
оно могло быть написано и до того, как Харитон и Зельдович провели свои
расчеты критической массы урана-235. Во всяком случае, оно не вызвало никакой
реакции. Здесь параллель с меморандумом Фриша - Пайерлса прерывается, потому
что работа, выполненная Харитоном и Зельдовичем, не привела к созданию чего-
либо подобного Комитету Мод, который был исключительно важной структурой.
Семенову следовало бы, наверное, написать кому-нибудь, кто занимал в
правительстве более высокое положение.
Во второй половине 1940 г. советские ученые все больше осознавали
стратегическую значимость открытия деления ядер. Ситуация в Европе ухудшилась.
Германия стала основной силой на континенте, после того как в июне нанесла
оглушительное поражение Франции. Красная армия неудачно воевала с Финляндией. В
Советском Союзе заметно росло чувство тревоги, и это способствовало тому, чтобы
обратить внимание на использование атомной энергии в военных целях. Более
того, в конце лета 1940 г. для советских ученых стало очевидным влияние,
оказываемое войной на ядерные исследования. Они начали замечать, что публикации о
делении ядер в зарубежных журналах стали появляться все реже. Вернадский
осознал это в августе 1940 г. , и тогда эта тема обсуждалась ленинградскими
физиками. Иоффе в своем письме к Нильсу Бору от 5 декабря 1940 г., написанном
сразу по окончании Московской конференции по ядерной физике, намекнул на это.
"К несчастью, - писал он, - мы почти не имеем новостей о научных результатах
за рубежами нашей страны". Бор вскоре ответил ему из Копенгагена, который был
в это время уже оккупирован нацистской Германией, но лишь очень немного
сообщил о последних исследованиях.
Строительство
циклотронов и
разделение
изотопов
Урановая комиссия продолжала свою работу, а исследования проводились
широким фронтом, но без особой интенсивности. В марте 1941 г. Хлопин сказал: "Мы,
конечно, еще очень далеки от решения этой задачи [использование атомной
энергии] , однако некоторая надежда на ее положительное решение имеется, и работа
в этом направлении идет".
Циклотрон Радиевого института начал действовать в конце 1940 г.
Курчатов стал уделять внимание постройке циклотрона в институте Иоффе. Он и
Алиханов взяли на себя ответственность за эту работу, причем Курчатов
занимался расчетами и конструированием, а Алиханов обеспечивал получение
необходимых фондов и материалов.
Закладка здания циклотрона была осуществлена 23 сентября 1939 г., но
строительство было приостановлено в 1939-1940 гг. во время войны с Финляндией,
когда прекратились работы над гражданскими проектами. Однако в феврале 1941 г.
магнит с диаметром электромагнита в 1,2 метра прошел испытания на
ленинградском заводе "Электросила". К лету 1941 г. строительство циклотрона было почти
закончено, и запуск его планировался на 1 января 1942 г.
Поскольку было понято, что именно уран-235 является делящимся изотопом,
интерес к методам разделения начал возрастать. У советских физиков наибольшей
популярностью пользовались два метода: термодиффузия и центрифуга. Радиевый
институт, биогеохимическая лаборатория и Днепропетровский физико-технический
институт - эти учреждения работали над методом термодиффузии.
Многие физики, однако, полагали, что эти методы не очень перспективны для
осуществления разделения в промышленных масштабах, потому что процесс
разделения потребовал бы затрат такого же количества энергии, которое могло бы
быть получено за счет деления урана-235.
B.C. Шпинель из УФТИ считал, что использование диффузионных методов для
разделения изотопов тяжелых элементов очень непроизводительно и что для этих
целей подошла бы центрифуга, которую изучал в УФТИ Фриц Ланге. Ее
использование представлялась более перспективным подходом к решению проблемы
разделения.
Исследовались и другие методы. Курчатов поручил Арцимовичу начать в
институте Иоффе эксперименты с электромагнитным методом разделения изотопов, а в
Радиевом институте изучали возможность разделения с помощью линейного
ускорителя.
В январе 1941 г. в биогеохимической лаборатории для целей разделения была
предпринята попытка приготовить гексафторид урана (соединение в газовой
форме, содержащее уран), и Вернадский начал искать подходящее помещение для этой
работы. Размах советских ядерных исследований может быть оценен, если
ознакомиться со списком проблем, обсуждавшихся на заседании Урановой комиссии 17
мая 1941 г.: расчет цепной реакции, методы разделения изотопов, использование
флуоресцентных методов для обнаружения урана и работы, проводимые в
Ленинградском и Харьковском физико-технических институтах.
Однако работа Комиссии была затруднена двумя обстоятельствами. О первом
Вернадский записал в своем дневнике так: "рутина и невежество советских
бюрократов" .
Весной 1941 г. правительство предложило приостановить разведку урановых
месторождений в Табашаре, хотя до сих пор не было определено, что это за
месторождение и как глубоко залегает в нем руда. Лишь протест со стороны Хлопина,
Вернадского и Ферсмана убедил правительство в необходимости отмены этого
решения .
Второе препятствие заключалось в напряженности отношений, сложившихся между
группой Вернадского и физиками.
Публикации
Хотя личные контакты с западными коллегами прекратились, советские ученые
продолжали очень внимательно следить за работами, ведущимися за границей.
Например, тщательно изучались эксперименты, выполненные группой Жолио в Париже
или Ферми в Нью-Йорке. То же справедливо в отношении теории деления Бора и
Уилера. Советские ядерщики особенно заинтересовались статьей, опубликованной
в "Физикэл Ревью" в июне 1940 г. учеными из университета в Беркли Эдвином
Макмилланом и Филиппом Абельсоном, в которой сообщалось о том, что ими
получен элемент нептуний, и утверждалось, что существует элемент-94.
Это была статья, опубликование которой вызвало протесты физиков
Великобритании и Соединенных Штатов и которая повлекла за собой прекращение публикаций
по делению ядра. Западные физики не столь внимательно следили за советскими
работами. Хотя некоторые исследования, выполненные в Советском Союзе, напри-
мер о числе вторичных нейтронов, испускаемых в одном акте деления, были
предвосхищены публикациями ученых из других исследовательских групп, советские
физики в этот период внесли важный вклад в рассматриваемую область двумя
работами - открытием спонтанного деления и разработкой теории цепных реакций.
Но и они не привлекли к себе особого внимания на Западе. На Московской 5-ой
конференции по ядерной физике (ноябрь 1940 г.) прошла резолюция о выдвижении
работы Флерова и Петржака на соискание Сталинской премии (положение об этих
премиях было только что принято). Но рецензент, давший отзыв на это
представление, по-видимому, отклонил их кандидатуру, на том основании, что западные
физики никак не откликнулись на это открытие.
Подобным же образом статьи Харитона и Зельдовича, в которых среди всех
работ по проблеме цепных реакций, опубликованных в это время, дан самый
детальный анализ явления, не вызвали отклика за пределами Советского Союза.
Существовали различные причины, которыми объяснялся этот очевидный недостаток
интереса. Исследования деления ядер в ведущих странах к лету 1940 г. были
засекречены, так что нет ничего удивительного в том, что советские работы не
цитировались в западных журналах. Ученые Соединенных Штатов и Великобритании
особенно интересовались ситуацией, которая складывалась в Германии, и не
обращали специального внимания на советские исследования. Отсутствие личных
контактов уменьшало вероятность того, что работа советских физиков получит
известность за рубежом. Однако эти связи не были прерваны полностью. За советскими
исследованиями следил Нильс Бор. В своем письме к Иоффе от 23 декабря 1940 г.
он писал: "крайне интересно, что эксперименты Петржака и Флерова, кажется, на
самом деле подтверждают наши [Бора и Уилера] ожидания. Очень желательно,
чтобы эти важные эксперименты были в дальнейшем продолжены".
Осведомленность Бора о сделанном советскими физиками открытии спонтанного
деления урана, равно как и его высокое мнение о советской физике в целом, по-
видимому, были причиной его усилий, предпринятых в 1944 и 1945 гг. против
гонки ядерных вооружений.
Урановое сырье
Нехватка урана была главным фактором, тормозившим исследования. Для одного
из первых экспериментов, выполненных в его лаборатории, Курчатов отправил
своих молодых сотрудников в рейд по фотомагазинам Ленинграда с поручением
закупить весь имевшийся там нитрат урана.
Теперь такого рода импровизаций было недостаточно. Чтобы получить
необходимые данные для определенного заключения об осуществлении цепной реакции,
экспериментаторы нуждались в больших количествах урана. 9 сентября Курчатов
написал Хлопину, что ему надо 500-1000 грамм чистого металлического урана для
изучения возможности возникновения цепной реакции в уране-238. Немного
позднее он написал ему снова, спрашивая, когда металлический уран может быть
получен и какие меры следовало бы предпринять, чтобы ускорить дело.
В планах ленинградских физиков не было и намека на исследования по атомной
бомбе. Они полностью осознавали, что деление ядер могло быть использовано в
военном деле, но основной их интерес в то время состоял в том, чтобы
установить , действительно ли возможна цепная реакция, а не в том, чтобы достигнуть
какой-либо практической цели. В работе, написанной в начале лета 1940 г.,
Зельдович и Харитон дали обзор исследований по делению ядра и подсчитали, что
для осуществления цепной реакции на медленных нейтронах необходимо 2,5 тонны
урана и 15 тонн тяжелой воды. О реакциях на быстрых нейтронах ничего не было
сказано.
Урановая комиссия столкнулась с очень большими трудностями, связанными с
обеспечением советских физиков соединениями урана и металлическим ураном, ко-
торый был им нужен для проведения экспериментов. В других странах урановые
соединения были побочными продуктами производства радия, но советская
радиевая промышленность могла обеспечивать нужды страны в радии, извлекая его из
воды буровых скважин нефтяных месторождений Ухты. Поэтому в 1940 г. в стране
было очень мало урана, хотя в некоторых институтах и имелись небольшие запасы
солей урана. Сколько-нибудь серьезного спроса на уран не было, и очень мало
было сделано для поиска его месторождений. Рудник в Тюя-Муюне был закрыт, и,
хотя и было обнаружено несколько новых месторождений урана, они не
обследовались систематическим образом. Советские геологи не знали, какими запасами
урана располагает страна.
30 ноября 1940 г., через четыре дня после окончания конференции, Урановая
комиссия собралась, чтобы заслушать отчеты Ферсмана и Хлопина об экспедициях,
которые под их руководством той же осенью раньше вели разведку урановых
месторождений в Средней Азии.
Ферсман обрисовал мрачную картину. К 1942-1943 гг. можно будет добывать 10
тонн урана в год, сказал он, если будет построен рудник. Но создание сырьевой
базы потребует значительных капиталовложений, а потребность в уране для
получения атомной энергии может быть оценена лишь приблизительно. Поэтому он
предложил, чтобы были учтены потребности и других отраслей, в которых может
быть использован уран, т. е. металлургии, красильной и фармацевтической
промышленности. Хлопин утверждал, что следует точно установить объем запасов
урана и определить масштаб работ по их эксплуатации. Он предложил установить
объем резервного запаса, чтобы гарантировать обеспечение ураном-235 или
ураном, обогащенным этим изотопом до трех-четырех процентов. Он настаивал, также
на создании специального запаса из двух тонн урана. Комиссия одобрила это
предложение.
Даже к середине 40-х годов СССР не располагал выявленными запасами
уранового сырья. На уран не было спроса, и геологи всерьез его месторождениями не
занимались. Правда, еще до войны Урановая комиссия пыталась добиться
результатов, а академик А.Е. Ферсман докладывал (1940 год): принять меры, чтобы к
1942 году организовать добычу урановых руд в объеме 4 тонны в год. Однако
1941-й круто изменил планы и обесценил обещания - как показало время,
ненадолго. Уже 28 сентября 1942 года вышло распоряжение ГКО N 2352 "Об
организации работ по урану": АН СССР предстояло "возобновить работы по исследованию
осуществимости использования атомной энергии путем расщепления ядра урана и
представить Государственному Комитету Обороны к 1 апреля 1943 года доклад о
возможности создания урановой бомбы или уранового топлива".
Позднее, 27 ноября 1942 года, ГКО принял постановление N 2542 "О добыче
урана", в соответствии с которым Табошарскому заводу "В" Главредмета (опытный
завод НКЦМ, пущен в 1935 году.) следовало к 1 мая 1943 года организовать
переработку добытых урановых руд и получение урановых солей в количестве 4
тонн. (Упоминаем об этом потому, что научная сторона государственного задания
отчасти "проявляется" весной 1944 года: 19 марта И.В. Курчатов направил
замнаркома НКВД СССР Завенягину технические требования к химической чистоте
урановых соединений, поступающих в Лабораторию N 2 с завода "В".) Комитету по
делам геологии при СНК СССР поручено в 1943 году провести необходимые
изыскания, доложив СНК о первых результатах не позже 1 мая 1943 года.
Начинали вслепую: в 1942-м геологическая служба страны располагала самыми
скудными сведениями об условиях залегания урановых руд, методике их поисков,
мировых типах этих руд. В некоторых литературных источниках можно встретить
описание разговора между И.В. Сталиным и Завенягиным в начале января 1943
года о запасах урановых руд и графита. Возможно, такой разговор и был. По
крайней мере, Завенягин располагал некоторыми сведениями, хотя и отчасти
устаревшими: будучи замнаркома тяжелой промышленности, он одно время (с 20 ноября
1937 года по 26 марта 1938 года) возглавлял Центральную комиссию по
определению запасов ископаемых, которая непосредственно подчинялась наркому тяжелой
промышленности. При нём, по свидетельству документов архива Минередмаша,
значительно улучшилась поставка геологоразведочных и поисковых работ в СССР,
возросли их объемы. В 1943 году поисково-разведочные работы на уран и другие
радиоактивные элементы получают дальнейшее развитие (распоряжение ГКО №3834
ее от 30 июля 1943 года) . Его дополняет распоряжение ГОКО N 3937 от 16
августа 1943 года, где перед НКЦМ и Комитетом по делам геологии при СНК СССР
поставлена задача к 15 сентября того же года представить ГКО план мероприятий,
обеспечивающих получение (1944 год) в СССР не менее 100 тонн урана.
Напряженность отношений
между группой
Вернадского и физиками
Отчасти их неприязнь коренилась в давнем соперничестве, но она отражала
также разногласия, связанные с тем, чему отдавать приоритет: теории ядра или
разведке урана. 16 мая 1941 г. Вернадский записал содержание разговора,
который состоялся у него с одним из вице-президентов Академии: "Между прочим, я
ему указал, что сейчас обструкция в физиках (Иоффе, Вавилов - я не называл
лиц) . Они направляют усилия на изучение атомного ядра и его теории, и здесь
(например, Капица, Ландау) делается много важного, но жизнь требует
направления рудно-химического". Двумя неделями позже он писал: "...Физик направляет
внимание на теорию ядра, а не на ту прямую задачу, которая стоит перед физи-
ко-химиком и геохимиком, - выделения изотопа 235 из урана". Хотя
соперничество между группой Вернадского и физиками и существовало, в нем не было
идеологической и политической подоплеки. Противоречия были острыми, но ни одна из
сторон не обращалась к сталинскому методу аргументации. Не было и обвинений в
саботаже или антимарксизме. Эти люди были слишком преданы науке, преданы
физике, чтобы прибегать к таким методам. Они не переступали границы той
области, где использовался опасный язык сталинской политики. Плохие отношения
между Хлопиным и Иоффе видны из переписки между ними, относящейся к декабрю 1940
г. 2 декабря Иоффе вышел из состава Урановой комиссии. Он писал, что проблема
урана претерпевает быстрые изменения и "совершенно необходимо, чтобы
принимаемые комиссией решения учитывали все возможные факты. Между тем физики
(Курчатов и др.) не участвуют в самых ответственных заседаниях, а остальные
члены комиссии, и в том числе Хлопин, недостаточно полно осведомлены о вновь
возникающих возможностях и об устранении других, ставших малонадежными".
Непосредственным поводом для этого письма было приглашение Иоффе на
заседание Урановой комиссии 30 ноября, которое пришло с опозданием на три дня.
Хлопин ответил, что физики присутствовали на всех "ответственных заседаниях":
"... Вы сами, ак. СИ. Вавилов, ак. П. П. Лазарев, ак. А. И. Лейпунский, Ю. Б.
Харитон и др. Что касается И.В. Курчатова, то он действительно по непонятной
для меня причине ни на одном заседании комиссии не был, хотя приглашение на
них, за исключением последнего, получал все время".
Ссылка на то, что Курчатов не бывал на заседаниях Урановой комиссии, не
может не заинтриговать. В воспоминаниях о Курчатове его часто рисуют как
"избранного" для великих свершений, но в тот период было еще мало признаков его
силы и того влияния, которое он приобрел позднее. Он был известным ученым,
своим коллегам он внушал доверие, но его не считали по-настоящему выдающимся
физиком. Когда институт Иоффе представил кандидатуру Курчатова в Академию во
время выборов 1938 г., он не был в нее избран.
Он хотел ускорить работы по ядерным цепным реакциям, но предложенный им
план Академией не был принят. Для Курчатова это было волнующим временем, по-
тому что область его исследований развивалась очень быстро. Гуревич писал,
что после открытия деления ядер он находился в "праздничном настроении", но
это было для него и время крушения планов.
КУРС - НА БОМБУ
Начало войны
Поражение Франции в июне 1940 г. вызвало в Москве большую тревогу. Большая
часть Европы оказалась под ярмом нацистов, и хотя Британия продолжала
сражаться, она не имела вооруженных сил на континенте. Возник вопрос, не может
ли Гитлер теперь повернуть на Восток. Пытаясь усилить позиции СССР, Сталин
летом 1940 г. аннексировал три прибалтийских государства, а также Бессарабию
и Северную Буковину. Во второй половине года Германия начала сосредоточивать
свои силы вдоль советской границы. Сталин, однако, не верил, что Гитлер
нападет на Советский Союз, прежде чем будет побеждена Англия или с ней будет
заключен мирный договор. Он находился под впечатлением концепции Бисмарка о
невозможности для Германии выиграть войну на два фронта и думал, что Гитлер
сделал тот же вывод из истории Германии.
В феврале 1941 г. в разговоре с генералом К.А. Мерецковым, которого
незадолго до того заменил на посту начальника Генерального штаба генерал Георгий
Жуков, Сталин заметил, что Советский Союз, вероятно, сумеет избежать
вовлечения в войну до 1942 г.
В мае на приеме в честь выпускников военных академий он сказал, что
Германия может напасть, но он надеется, что война будет отсрочена до 1942 г., - к
этому времени Красная армия будет лучше обучена и экипирована. Сталин
стремился отсрочить вступление СССР в войну на возможно больший срок. Красная
армия, еще не оправившаяся от страшной чистки 1937-1938 гг., плохо сражалась в
войне с Финляндией зимой 1939-1940 г. Контраст с блестящей кампанией вермахта
против Франции в мае - июне 1940 г. не прошел незамеченным ни в Берлине, ни в
Москве.
Сталину нужно было время, чтобы подготовить Красную армию, реформируя ее
структуру и создавая резервы вооружения. Он опасался, однако, проводить
полную мобилизацию Красной армии или приводить ее в полную боевую готовность
вдоль границы, боясь, что это могло бы спровоцировать войну, чего он так
хотел избежать. Он получал многочисленные предупреждения как от британского и
американского правительств, так и от своей собственной разведки о намерении
Гитлера напасть на Советский Союз, но отметал эти предупреждения как
провокации, рассчитанные на вовлечение Советского Союза в войну с Германией. Он
помнил об опыте 1914 г., когда мобилизация ускорила войну, и подозревал, что
британское и американское правительства, как и германское верховное
командование, хотели спровоцировать войну между Советским Союзом и Германией.
Сталин, по-видимому, был уверен, что, если Германия решится напасть на
СССР, она прежде всего предъявит ультиматум, и это даст ему время или сделать
политические и экономические уступки, или привести Красную армию в полную
боевую готовность. Высшее командование Красной армии усугубило этот ошибочный
взгляд предположением, что, несмотря на германскую стратегию блицкрига на
Западе, война начнется с приграничных боев, прежде чем в нее будут вовлечены
главные силы. Это предположение оказалось необоснованным, и германское
верховное командование завершило развертывание своих сил на советской границе
раньше, чем это сделал Советский Союз.
Германия напала на СССР на рассвете 22 июня 1941 г. без всякого
предъявления ультиматума, захватив таким образом стратегическую инициативу. В первые
же дни войны Красная армия понесла тяжелые потери в живой силе и технике,
которую бросали в панике. Советские войска оказали упорное сопротивление в ряде
пунктов, но они не могли остановить развитие прорыва вермахта. Судьба
Советского Союза повисла на волоске.
Когда Сталин осознал масштаб катастрофы, он впал в состояние шока. "Все,
что создал Ленин, мы навсегда потеряли", - сказал он. (Или, по другим
версиям: "Ленин оставил нам страну, а мы превратили ее в прах", "Ленин оставил нам
великое наследство, а мы, его наследники, все профукали".)
Собственная судьба Сталина тоже повисла на волоске. Его политика в течение
предыдущих 15 лет уничтожила миллионы людей и причинила огромный ущерб всему
Советскому Союзу. Сталин оправдывал такую жестокую политику, утверждая, что
Советский Союз должен защищаться от своих врагов и быть готовым к войне.
Теперь война пришла, а он был застигнут врасплох. Сталин явно боялся, что
другие члены Политбюро отстранят его от власти, но все они были в слишком
большой степени его ставленниками, чтобы даже пытаться сделать это. Они просили
его возглавить новый комитет, (Государственный комитет обороны) который
осуществлял бы верховную власть во время войны.
Через 12 дней после нападения Германии Сталин наконец выступил по радио с
обращением к советскому народу. Он начал свою речь необычными словами:
"Братья и сестры! К вам обращаюсь я, друзья мои...". Сталин оправдывал
целесообразность пакта с Германией, говоря, что "ни одно миролюбивое государство не
может отказаться от мирного соглашения с соседней державой, даже если во
главе этой державы стоят такие изверги и людоеды, как Гитлер и Риббентроп", и
утверждал, что пакт дал Советскому Союзу время подготовиться к войне. Он
призывал к полной мобилизации экономики и к партизанской войне на оккупированных
территориях. Он призывал народ сплотиться вокруг "партии Ленина - Сталина" в
борьбе против захватчиков.
Наступление германских армий продолжалось. К концу ноября Германия
оккупировала территорию, где проживало 45 процентов советского населения и
производилось 60 процентов советского угля, железа, стали и алюминия.
Первый ощутимый удар по немецкой военной машине был нанесен только в начале
декабря, когда Красная армия перешла в контрнаступление у ворот Москвы.
Переход научных
институтов на
оборонную тематику
На следующий день после нападения Германии Президиум Академии наук собрался
на внеочередное заседание, на котором ученые и деятели науки говорили о своем
желании отдать всю свою энергию и способности делу обороны. Несколько ведущих
химиков вскоре отправили Сталину письмо, предлагая создать новую организацию
для перевода науки на рельсы обороны. Их практически сразу вызвали на встречу
с Молотовым, который решил создать новый орган для привлечения ученых к
решению вопросов обороны.
Сергей Кафтанов, глава Комитета по делам высшей школы, был назначен
уполномоченным Государственного комитета обороны по науке. 10 июля был образован
Научно-технический совет, в который вошли ведущие члены Академии (среди них
были Иоффе, Капица и Семенов). Его председателем стал Кафтанов. На этот совет
возлагалась ответственность за организацию в научных учреждениях работ для
нужд обороны и оценку научных и технических предложений. Вначале совет имел
дело с химией и физикой, но потом расширил свою деятельность, включив в круг
решаемых вопросов геологию и другие области знаний. Кафтанов получил
небольшой штат для управления советом и установления контактов с промышленностью и
военными. Сам он получил право обращаться непосредственно в Государственный
комитет обороны.
Еще до образования Научно-технического совета исследовательские институты
начали переводить свою работу на военные рельсы. Через пять дней после
нападения Германии на СССР 30 сотрудников института Иоффе ушли в армию
добровольцами или по мобилизации, а месяц спустя их число возросло до 130. Институт
был реорганизован, приоритет теперь отдавался оборонным работам, в которых
институт к тому времени уже участвовал: радиолокации, бронезащите и
размагничиванию кораблей.
Такое положение было повсеместным, и в конечном счете от 90 до 95 процентов
исследований в физических институтах составляли исследования по оборонной
тематике .
Курчатов решил оставить свои работы по делению ядра, и его лаборатория была
расформирована. Часть ее оборудования перевезли в Казань, куда институт Иоффе
эвакуировался в июле-августе. Остальное, включая недостроенный циклотрон,
осталось в Ленинграде. Курчатов присоединился к группе Анатолия Александрова,
чтобы работать по проблеме защиты кораблей от магнитных мин.
С присущей ему энергией он целиком отдался этой работе. Он провел три
месяца в Севастополе, который был главной базой Черноморского флота, и покинул
его в начале ноября, когда город уже был осажден немецкими войсками. После
опасного морского перехода он высадился в Поти на восточном побережье Черного
моря и провел там несколько недель, организуя службу размагничивания. В
начале 1942 г. Курчатов приехал в Казань, где было страшно холодно, голодно и
полно эвакуированных. На следующий день после прибытия он заболел воспалением
легких. Еще с детских лет у него были слабые легкие; в Казани он болел два
месяца. В апреле 1942 г. Курчатов и другие члены группы размагничивания
получили за свою работу Сталинскую премию. Плохое состояние здоровья помешало
Курчатову возвратиться на флот, и он взял на себя руководство броневой
лабораторией Физико-технического института.
Большинство ученых-ядерщиков оставили свои исследования, чтобы работать на
нужды фронта. Физический институт Академии наук был эвакуирован из Москвы в
Казань, где члены группы ядерной физики использовали свои знания и методику
для разработки акустической аппаратуры по обнаружению самолетов и контроля
качества военной продукции. Институт химической физики также переехал в
Казань , а Харитон и Зельдович оставили свои исследования цепной реакции
деления. Оба они работали над пороховым топливом для снарядов ракетной артиллерии
"Катюша", а позднее Харитон участвовал в разработке противотанковых гранат и
дешевых заменителей взрывчатки. Украинский физико-технический институт был
эвакуирован за тысячи километров от Харькова, в Алма-Ату и в Уфу, где
сконцентрировал свои усилия на разработке нового оружия и помощи промышленности.
Только Радиевый институт, который также переехал в Казань, продолжил работу
по синтезу соединений урана с целью их использования в процессах разделения
изотопов, но эти исследования проводились в очень малом масштабе.
С началом войны Урановая комиссия прекратила свою работу. Вернадский вместе
с группой пожилых академиков был эвакуирован в курортную местность Боровое в
Казахстане. В своем дневнике в записях от 13 и 14 июля он выразил опасение,
что Германия сможет применить на полях сражений отравляющие газы или "энергию
урана", но его вера в победу СССР была непоколебимой.
Накануне отъезда из Москвы, 18 июля, он написал своему сыну: "...глубоко
удовлетворен, что мы находимся сейчас в неразрывной связи с англосаксонскими
демократиями. Именно здесь наше историческое место".
Он надеялся, что победа приведет к радикальным переменам в Советском Союзе
в направлении демократии и свободы мысли. Поражение нацизма, полагал он,
приблизило бы мир к ноосфере.
Особую озабоченность влиянием науки на жизнь людей выразил Петр Капица на
антифашистском митинге ученых, состоявшемся в Москве 12 октября 1941 г.
Капица не забыл об атомной бомбе.
Флеров бьет
тревогу
Был, однако, физик, который ощущал
настоятельную необходимость возобновления ядерных
исследований. Это был сотрудник Курчатова, 28-летний
Георгий Флеров. В начале войны был призван в армию
и направлен в Ленинградскую военно-воздушную
академию для подготовки в качестве инженера,
обслуживающего пикирующие бомбардировщики Пе-2. Мысль
о ядерной физике не оставляла Флерова. Он написал
Иоффе в Казань о своем желании выступить там на
семинаре. Флерова командировали из Йошкар-Олы,
куда была эвакуирована Военно-воздушная академия,
в Казань, находившуюся в 120 километрах. Там в середине декабря 1941 г. он и
выступил перед группой ученых, среди которых были Иоффе и Капица. По словам
Исая Гуревича, который присутствовал на семинаре, Флеров говорил, как всегда,
с энтузиазмом, живо. Его аргументы произвели впечатление на аудиторию, также
озабоченную фактом исчезновения на Западе публикаций по делению ядра.
"...Осталось впечатление, что это очень серьезно и основательно, что работу
по урановому проекту надо возобновить", - вспоминает Гуревич. Но шла война. И
у меня абсолютно нет уверенности, чем, скажем, завершилось бы тайное
голосование , если бы на семинаре пришлось решать, нужно ли немедленно начинать
работы или же начинать их через год или два".
22 декабря Флеров вернулся в Военно-воздушную академию, не убедив Иоффе,
который был тогда вице-президентом Академии наук и членом ее Президиума,
возобновить ядерные исследования. Дело не в том, что доклад Флерова был
недостаточно убедительным, - время было неподходящим для такого предложения.
Красная армия сражалась, чтобы остановить продвижение немцев к Москве, а военная
промышленность еще не оправилась от катастрофического разрушения,
причиненного ей германским вторжением. Неугомонный Флеров, однако, не дал своей
инициативе заглохнуть. Он сразу же написал Курчатову, излагая суть аргументов,
которые приводил в Казани.
Письмо его написано на 13 страницах школьной тетради. Он начал с
утверждения, что цепная реакция на медленных нейтронах в природном уране невозможна,
а на обогащенном уране или же в природном уране с замедлителем она оказалась
бы столь дорогостоящей, что использование ядерной энергии стало бы
экономически невыгодным. Но энергетический выход цепной реакции на быстрых нейтронах,
писал он, был бы эквивалентен взрыву ста тысяч тонн тринитротолуола, и
поэтому соответствующие исследования заслуживают времени и затрат. "Основной
вопрос - писал он, сможем ли мы вообще осуществить цепную ядерную реакцию на
быстрых нейтронах".
Первое условие для осуществления цепной реакции на быстрых нейтронах,
отмечал Флеров, состоит в том, чтобы каждый акт деления вызывал, по меньшей мере,
еще одно деление при наличии достаточного количества активного материала.
Флеров рассматривал число нейтронов, образующихся в одном акте деления, а
также сечения захвата и деления урана-235 и протактиния-231.
Оба эти элемента, писал он, могли бы использоваться как активный материал,
и критическая масса для каждого оценивалась между полукилограммом и 10
килограммами.
Вторым условием взрывной цепной реакции является быстрый скачкообразный пе-
реход в сверхкритическое состояние. Если переход будет слишком медленным, то
делению подвергнется лишь малая доля ядер урана. Переход в сверхкритическое
состояние должен быть достаточно быстрым, чтобы воспрепятствовать
преждевременной детонации от случайных нейтронов. Исследования Флерова по спонтанному
делению урана оказались в этой связи существенными, поскольку он опасался,
что нейтрон, испущенный при спонтанном делении, может раньше времени
инициировать цепную реакцию.
Третьим условием является мгновенное достижение как можно более
значительной сверхкритичности, чтобы предотвратить быстрое исчерпание цепной реакции.
Флеров представил расчеты, касающиеся реализации этих условий, а также
набросал эскиз экспериментальной бомбы. Он предложил, чтобы быстрый переход в
сверхкритическое состояние был обеспечен сжатием активного материала. На
эскизе Флерова уран-235 или протактиний-231 разделены на две полусферы, а
обычная мощная взрывчатка используется для быстрого выстрела одной полусферы в
другую для получения критической массы. Этот механизм подобен предложенному
Фришем и Пайерлсом, позднее он стал известен как "пушечное устройство". В
конце своего письма Флеров добавил постскриптум: "Я прочел всю статью от
начала до конца и чувствую, что слишком много размышлял над этими вопросами.
Трудно сказать, насколько ценно все то, что я написал. Смотрите сами". Но
Флеров был уверен в силе собственных аргументов больше, чем это видно из
постскриптума. Действительно, условия, которые он обсуждал, оказались важными
для проектирования атомной бомбы. Флеров надеялся, что это письмо заставит
Курчатова заняться ядерными исследованиями снова. "Наверное, мое письмо
поможет процессу возвращения блудного сына", - писал он другу в Ленинград.
Курчатов не получил этого письма, пока не оправился от воспаления легких.
Он не ответил на него.
В начале 1942 г. часть, в которой служил лейтенант Флеров, расположилась в
Воронеже, вблизи линии фронта. Воронежский университет эвакуировался, но его
библиотека осталась. "...Американские физические журналы, несмотря на войну, в
библиотеке были, и они больше всего интересовали меня, - писал Флеров
позднее. В них я надеялся ознакомиться с новыми статьями по делению урана, найти
отклики на нашу работу по спонтанному делению".
Когда Флеров просматривал журналы, он обнаружил, что в них не только
отсутствовал отклик на его и Петржака открытие, но не было и других статей по
делению. Не возникало также ощущения, что ведущие ядерщики переключились на
другие темы, из журналов вообще исчезли их статьи. Из того, что "собаки
прекратили лай", Флеров сделал вывод, что исследования по делению в Соединенных
Штатах засекречены. Это означало, заключил он, что американцы работают над
созданием ядерного оружия.
Более тревожным был тот факт, что у нацистской Германии были "первоклассные
ученые... значительные запасы урановых руд, завод тяжелой воды, технология
получения урана, методы разделения изотопов".
Флеров решил бить тревогу. Очевидно, именно тогда он счел нужным написать
Кафтанову, уполномоченному Государственного комитета обороны по науке. В
своем письме он указывал на отсутствие в иностранных журналах публикаций по
делению: "Это молчание не есть результат отсутствия работы... Словом, наложена
печать молчания, это-то и является наилучшим показателем того, какая кипучая
работа идет сейчас за границей...". Он также считал очень уместным "запросить
англичан и американцев о полученных ими за последнее время результатах". Не
получив ответа от Кафтанова, Флеров решил прибегнуть к последнему возможному
для советского гражданина средству: в апреле 1942 г. он написал письмо
Сталину. Он чувствовал себя человеком, пытающимся прошибить головой каменную
стену. По его мнению, он не переоценивал важность урановой проблемы: она не
произведет революции в промышленной технологии, но "в военной технике произойдет
самая настоящая революция. Произойдет она без нашего участия, и все это
только потому, что в научном мире сейчас, как и раньше, процветает косность".
Возможно, он утратил понимание перспективы, писал Флеров, но он не думает,
что осуществление таких программных целей, как решение урановой проблемы,
должно быть отложено на послевоенное время.
Чтобы ни у кого не возникло мысли, что он всего лишь пытается избежать
фронта и вернуться к исследованиям из эгоистических соображений, Флеров
предложил созвать совещание ученых для обсуждения ядерных исследований. На него
должны были быть приглашены Иоффе, Ферсман, Вавилов, Хлопин, Капица, Лейпун-
ский, Ландау, Алиханов, Арцимович, Френкель, Курчатов, Харитон и Зельдович, а
также Мигдал, Гуревич и Петржак. Флеров просил, чтобы ему для сообщения
выделили полтора часа. "Очень желательно, Иосиф Виссарионович, Ваше присутствие,
- добавлял он, - явное или неявное, и продолжал, что понимает, что сейчас не
время для научных диспутов, но не видит другого пути для доказательства своей
правоты, так как его письмо и пять телеграмм Кафтанову проигнорированы, а
разговоры с Иоффе ни к чему не привели. Что же касается Президиума Академии
наук, то на его заседаниях обсуждается что угодно, кроме ядерных
исследований. "Это и есть та стена молчания, - писал Флеров, "которую, я надеюсь, Вы
мне поможете пробить, так как это письмо последнее, после которого я
складываю оружие и жду, когда удастся решить задачу в Германии, Англии и США.
Результаты будут настолько огромны, что не будет времени решать, кто виноват в
том, что у нас в Союзе забросили эту работу. Вдобавок делается это настолько
искусно, что и формальных оснований против кого-либо у нас не будет. Никогда,
нигде, никто прямо не говорил, что ядерная бомба неосуществима, и однако,
создано мнение, что это - задача из области фантастики".
Флеров настаивал на том, чтобы все приглашенные на совещание выразили свое
мнение об урановой проблеме письменно и количественно оценили вероятность
того, что она может быть решена. От тех, кто чувствует, что не может этого
сделать , все равно следует потребовать присутствия на совещании. Горячее желание
Флерова убедить советское правительство в необходимости срочно начать работы
по ядерному проекту из этого письма весьма очевидно, и это являет собой
резкий контраст с осторожностью, которую проявляли Хлопин и Иоффе. Запальчивость
Флерова была потенциально опасна для тех, кого он критиковал. Упоминая
возможный суд над теми, кто "виновен" в прекращении ядерных исследований, он
переводил обсуждение дела на мрачный язык сталинистской политики. Дошло ли до
Сталина это письмо, остается неясным, заседание, которого он требовал, не
состоялось. Но письмо было отдано Кафтанову, который, несомненно, не
обрадовался бы обвинению в небрежном отношении к делу, затрагивающему интересы
Советского государства.
Ядерные исследования в
Англии во время войны
Британия в 1940 и 1941 гг. стояла лицом к лицу перед перспективой
длительной войны до победы над Германией, и англичане боялись, что соотношение
военной мощи стран могло решающим образом измениться в пользу Германии, если она
овладеет новым страшным оружием. В контексте этой идеи работал и Комитет Мод.
Когда комитет пришел к выводу, что атомная бомба может быть создана за два с
половиной года, стало ясно, что она может повлиять на ход войны, так как
никто не предполагал, что Германия будет побеждена раньше этого срока. То же
самое предполагалось и в Соединенных Штатах, особенно после нападения японцев
на Пирл-Харбор (7 декабря 1941 г.).
Комитет Мод завершил свой секретный отчет к июлю 1941 г. Отчет заканчивался
выводом, что "можно сделать эффективную урановую бомбу, содержащую всего 25
фунтов активного материала, взрыв которой но разрушительной силе был бы
эквивалентен 1800 тоннам тринитротолуола и высвобождал бы большие количества
радиоактивных веществ, что сделало бы район взрыва бомбы опасным для проживания
в течение долгого времени". Комитет очень тщательно изучил проблему
разделения изотопов и рекомендовал как наиболее эффективный метод газовой диффузии,
а не метод термодиффузии, предложенный Пайерлсом и Фришем. Исследования
профессора Френсиса Симона из Оксфорда показали, что разделение методом газовой
диффузии осуществимо в промышленном масштабе. Комитет определил, что
необходимое количество урана-235 для первой бомбы будет получено к концу 1943 г., и
коснулся мимоходом "нового элемента с атомным весом 239 (т. е. плутония),
который будет иметь, вероятно, такую же способность к делению, как уран-235".
Комитет Мод представил проблему с большой убедительностью и по-новому осветил
возможность создания атомной бомбы. В сентябре 1941 г. Совещание по оборонным
заказам, проводившееся Научно-консультативным комитетом Кабинета, рассмотрело
его работу и пришло к выводу, что "разработка урановой бомбы должна
рассматриваться как проект особой важности". По оценке участников Совещания, чтобы
сделать бомбу, нужно было от двух до пяти лет, скорее всего более двух лет.
Совещание рекомендовало построить опытную установку по разделению изотопов в
Англии, а в Северной Америке создать как опытное, так и полномасштабное
производство. Совещание закончило работу над докладом 25 сентября 1941 г. К
этому времени Уинстон Черчилль, опираясь на итоги работы Комитета Мод, уже решил
считать создание атомной бомбы первоочередной задачей.
Ядерные исследования
в США во время войны
Комитет Мод сыграл важную роль в том, чтобы убедить правительство
Соединенных Штатов расширить свои ядерные исследования. Американские ученые совершили
решающий прорыв в ряде областей, - особенно это относится к идентификации
плутония (осуществлена в Беркли в феврале 1941 г. Гленом Сиборгом и его
сотрудниками) , но Урановый комитет, учрежденный Рузвельтом после получения им
письма Эйнштейна, оказался неэффективным. Доклад Мод, содержащий вывод, что
атомная бомба может быть создана еще до окончания войны, стал сильным
аргументом в пользу расширения исследований и в большой степени повлиял на
мышление ведущих американских ученых.
9 октября 1941 г. Ванневар Буш, директор Управления научно-
исследовательских работ, обрисовал результаты работы Комитета Мод Рузвельту и
объяснил, что нужно сделать в Соединенных Штатах. Рузвельт уполномочил Буша
любым способом ускорить работу американцев с целью выяснить возможность
создания атомной бомбы. В тот же день он написал письмо Черчиллю, предлагая
"координировать или даже совместно осуществлять английский и американский
проекты" .
Но британское правительство, сознавая свое лидерство, холодно ответило на
это предложение, пожелав ограничиться только неформальным сотрудничеством.
После этого Соединенные Штаты продолжили энергичные исследования и скоро
обогнали англичан. Как только американцы вышли вперед, они уже не видели причин
раскрывать результаты своей работы англичанам. Неформальное сотрудничество
двух стран прервалось, и только в августе 1943 г., когда Рузвельт и Черчилль
встретились в Квебеке, был согласован вопрос об участии англичан в Манхэттен-
ском проекте. Большинство физиков, работавших в Англии над проблемой
разделения изотопов и расчетами бомбы на быстрых нейтронах, переехали в США.
В декабре 1942 г. в Чикагском университете Ферми и его группа получили
самоподдерживающуюся цепную реакцию в уран-графитовом котле, к этому моменту
начались проектные работы по реакторам-производителям плутония. Позднее такие
реакторы были построены в Хэнфорде (штат Вашингтон), где также был запущен
химический завод для выделения плутония из облученного урана.
Соединенные Штаты приступили к осуществлению серьезного атомного проекта, и
подтолкнули их к этому искусные манипуляции нетерпеливых визитеров из
Британии. Марк Олифант был еще одним из блестящих молодых воспитанников Резерфор-
да, возглавившим летом 1941 года борьбу, которая велась сразу на двух
фронтах. В Вашингтон он прибыл с подарком: магнетроном - ключевым устройством,
которое позволяло ужать занимавший целую комнату радар до таких размеров, что
его можно было разместить в самолете, и при этом в значительной мере повысить
его точность. (Именно тогда Олифант и узнал, что Лайман Дж. Бриггс, которому
надлежало бы возглавить атомный проект Запада, положил секретный доклад
британцев под сукно.) И Олифант отправился в Беркли, где работал Эрнест Лоуренс.
К осени 1941-го Бриггса убрали, и за работу принялась команда более
толковых руководителей, в состав которой входил и Лоуренс, а к декабрю, когда
трагедия Перл-Харбора вынудила Соединенные Штаты вступить в войну, проект уже
заработал по-настоящему. Ему предстояло получить название Манхэттенского
проекта - таково было его прикрытие, согласно которому он представлял собой
просто одно из направлений деятельности "инженерного округа Манхэттен". И тут
оказались совершенно незаменимыми те самые беженцы, к которым с таким
презрением относился Бриггс. Юджин Вигнер, повторял в Америке расчеты Гейзенберга,
детально показывая, как могла бы начаться реакция. Благодаря инженерному
образованию Вигнер справлялся с последовательными шагами этих расчетов намного
лучше Гейзенберга. Какую, к примеру, форму должен иметь образец урана,
помещаемый внутрь реактора? Наиболее эффективной оказалась форма сферическая - в
центре сферы возникало максимальное число нейтронов. Если же изготовление
точной сферы окажется затруднительным, следующим по эффективности будет овал.
За овалом следует цилиндр, потом куб и, наконец - на самый худой конец, -
можно попытаться создать реактор, используя урановые пластины. Гейзенберг для
своего лейпцигского устройства именно пластины и выбрал. Причина состояла
попросту в том, что расчет свойств плоских поверхностей сопряжен с наименьшими
трудностями - если вы руководствуетесь чистой теорией. Однако инженеры,
обладающие достаточным практическим опытом, чистой теорией никогда не
ограничиваются. В их распоряжении имеется множество неформальных приемов, позволяющих
судить о том, как поведут себя овалы и иные геометрические фигуры. Вигнер эти
приемы знал, как знали их и многие другие беженцы, которым осторожные
родители также присоветовали стать инженерами. Гейзенберг же их не знал. И это
обстоятельство оказалось до крайности важным. Профессора и вообще-то склонны к
поддержанию строгой иерархии, а немецкие профессора тех времен, что
предшествовали Второй мировой войне, были к тому же людьми, донельзя уверенными в
себе. В ходе войны среди молодых немецких ученых было немало таких, кто
говорил, что Гейзенберг совершает одну техническую ошибку за другой. Однако он
почти всегда отказывался выслушивать критиков, гневался и норовил добиться
того, чтобы никто на этот счет и рта открыть не смел. И все же никто не
верил, что Соединенные Штаты смогут победить в гонке, призом которой было
создание бомбы. Америка только-только вышла из Великой депрессии, большая часть
ее индустриальной базы ржавела, пребывая в заброшенном состоянии.
В августе 1943 г., когда Рузвельт и Черчилль встретились в Квебеке, был
согласован вопрос об участии англичан в Манхэттенском проекте. Большинство
физиков, работавших в Англии над проблемой разделения изотопов и расчетами
бомбы на быстрых нейтронах, переехали в США.
Рузвельт санкционировал развертывание полномасштабных работ по созданию
атомной бомбы в июне 1942 г. Поскольку требовалось осуществить в огромном
объеме строительные работы, проект был передан под контроль армии. Во главе
проекта был поставлен полковник Лесли Р. Гровз из Корпуса военных инженеров.
Соединенные Штаты пошли по пути создания как плутониевой, так и урановой
(уран-235) бомбы.
Были исследованы четыре различных метода разделения изотопов: газовая
диффузия, электромагнитное разделение, термодиффузия и центрифугирование.
Громадный газодиффузионный завод был построен в Ок-Ридже (штат Теннесси), а
поблизости были построены заводы, на которых осуществлялось электромагнитное и
термодиффузионное разделение. Метод центрифугирования в промышленных
масштабах использован не был.
Атомные бомбы - одна из урана-235, а другая плутониевая - были
спроектированы и изготовлены в Лос-Аламосской лаборатории (штат Нью- Мексико),
созданной в первые месяцы 1943 г. Все предприятие было демонстрацией
технологической и индустриальной мощи Соединенных Штатов и их стремления первыми создать
атомную бомбу. Английский и американский проекты были запущены главным
образом из страха, что нацистская Германия создаст атомную бомбу, и тогда у нее
будет против союзников оружие сокрушающей мощи.
Ядерные исследования в
Германии во время войны
Немецкие ученые в апреле поставили свое правительство в известность о
практическом применении реакции деления ядер.
Николаус Риль, бывший студент Гана и Мейтнер, возглавлявший теперь
исследования в компании "Ауэр", обратил внимание Управления военных материалов
Германии на возможные приложения явления ядерного деления. Другие ученые писали
в Министерство просвещения и в Министерство вооруженных сил. В сентябре 1939
г. Управление военных материалов утвердило проект исследований по делению
ядер. Военное министерство подчинило себе берлинский Физический институт
кайзера Вильгельма и сместило Петера Дебая с поста его директора. Начиная с
этого времени все упоминания о возможности создания атомных бомб или урановых
реакторов были запрещены в германской печати.
Когда Гейзенберг приступил к своим исследованиям в области вооружений,
вермахт обладал самыми мощными в мире боевыми силами. И все его армии были
оснащены оружием, превосходившим то, что имелось в распоряжении любой другой
страны. Соединенные же Штаты обладали армией, технического оснащения которой,
даже с учетом устаревших на одно поколение артефактов времен Первой мировой
войны, едва хватило бы на две дивизии, - в мировой иерархии эта армия
занимала десятое место и стояла примерно на том же уровне, что армия Бельгии. Кроме
того, у Германии имелись лучшие в мире инженеры и великолепные университеты -
даже после того, как из них изгнали большое количество евреев, - и самое
главное, у нее имелась фора: два драгоценных года, в течение которых
Гейзенберг и его коллеги работали не покладая рук, а Бриггс предавался размышлениям
за своим письменным столом. Такова была расстановка сил.
Немецкие чиновники, даже те из них, что не имели научной подготовки,
смотрели на историю совсем иначе чем их европейские и американские коллеги. Много
ли хорошего видели они в недавнем прошлом? Оно привело лишь к развалу армии в
конце Первой мировой войны, к коррупции Веймарской республики, к инфляции, а
там и к безработице. Ближайшему будущему надлежало стать другим. Вот почему
они питали такую веру в новые дороги, новые автомобили, новые механизмы - и
новые завоевания.
Гипотезы, зародившиеся в последнее время в научных лабораториях, также
обещали нечто новое и мощное. Несколько позже Джозеф Геббельс записал в
дневнике : "Я получил доклад о последних разработках в германской науке.
Исследования в области атомного разрушения ныне достигли точки, за которой... как нас
уверяют, возникает возможность добиться колоссальных разрушений ценой мини-
мальных усилий... Важно, чтобы мы опередили всех...". Ну а человек, способный
добиться этого, у Германии имелся - это был Вернер Гейзенберг.
* * *
Летом 1937 года Вернер Гейзенберг пребывал на
вершине блаженства. Он был величайшим после Эйнштейна
физиком своего времени, прославившимся работами по
квантовой механике, создателем принципа неопределенности.
К тому же он только что женился и теперь - дело было в
начале июля - возвращался после продолжительного
медового месяца в Гамбург, в свой старый семейный дом, где
все еще жила его мать и была по-прежнему выставлена на
всеобщее обозрение собранная им в отрочестве
полутораметровая , снабженная электрическим моторчиком модель
линкора. К тому же Гейзенбергу предстояло произвести
не лишенный приятности телефонный звонок, ибо он
получил, помимо прочего, предложение занять важный пост на
том самом университетском факультете, на котором он,
восходящая звезда немецкой науки, почти пятнадцать лет
назад защитил докторскую диссертацию. И Гейзенберг позвонил с телефона матери
ректору университета. Гейзенберг имел обыкновение всякий раз, как его что-то
радовало, выпрямляться и расправлять плечи, принимая позу настороженного
возбуждения. Однако на этот раз порадоваться ему не пришлось - по словам
ректора, у него возникли серьезные неприятности. Пожилой физик, Иоганн Старк,
напечатал в еженедельнике СС статью (неподписанную), в которой говорилось, что
Гейзенбергу не хватает патриотизма, что он сотрудничает с евреями, лишен
должного немецкого духа и т.д. Открытые доносы такого рода нередко
оказывались предвестием ночного ареста, а затем и отправки в концентрационный
лагерь . Гейзенберг был испуган, но также и разгневан. Нашли на кого нападать!
Да, все верно, он сотрудничал с еврейскими физиками, но разве у него имелся
выбор? Бор, Эйнштейн, великий Вольфганг Паули и многие другие физики были
евреями или отчасти евреями. Но Гейзенберг в ходе любых публичных дискуссий
неизменно стоял за свою страну, оправдывал действия Гитлера; он всегда
оставался верным Германии, отвергая предложения о работе, поступавшие от самых
лучших иностранных университетов. Гейзенберг обратился за помощью к ближайшим
друзьям - безрезультатно. Вскоре его вызвали для допроса в подвал штаб-
квартиры СС, располагавшейся на берлинской Принц-Альберт-штрассе, - одну из
цементированных стен этого подвала украшал издевательский призыв: "Дышите
глубоко и спокойно". (Гейзенберга не били, одним из проводивших допрос людей
был лейпцигский доктор философии, у которого он принимал когда-то экзамены,
однако жена Гейзенберга говорила впоследствии, что страшные сны об этих
допросах не давали ему покоя долгие годы.) И когда наконец стало ясно: никаких
признаков того, что СС от него отстанет, не наблюдается, на помощь
Гейзенбергу пришла еще одна его союзница, самая верная и самая близкая, - его мать.
Семья Гейзенберг принадлежала к образованному среднему классу, как и семья
Гиммлер, а мать Гейзенберга знала мать Генриха Гиммлера еще со времен общей
их молодости. В августе госпожа Гейзенберг навестила госпожу Гиммлер в ее
маленькой, но очень чистенькой квартире, где перед распятием всегда стояли
свежие цветы, и вручила ей длинное письмо сына. Поначалу госпоже Гиммлер не
хотелось беспокоить своего Генриха, однако, как вспоминал впоследствии
Гейзенберг, его мать пошла с козырной карты: "Знаете, госпожа Гиммлер, мы, матери,
плохо разбираемся в политических взглядах, которых придерживается ваш сын или
мой. Однако мы знаем, что должны заботиться о наших мальчиках. Поэтому я к
вам и обратилась". Вот этот довод госпоже Гиммлер был более чем понятен. И
письмо сработало.
Из управления
руководителя СС
Досточтимый repp профессор Гейзенберг! Только сегодня у меня появилась
возможность ответить на Ваше письмо от 21 июля 1937 года, в котором вы
обращаетесь ко мне в связи со статьей профессора Старка... Поскольку Вас
рекомендовали мои родные, я обязан был расследовать Ваше дело с особой тщательностью и
точностью. Я рад теперь сообщить Вам, что не одобряю этих нападок... и что
мной приняты меры к тому, чтобы в дальнейшем они не повторялись. Надеюсь,
осенью, в ноябре или в декабре, мне удастся увидеться с Вами, и мы сможем
обсудить все как мужчина с мужчиной. С дружескими пожеланиями, хайлъ Гитлер!
Ваш, Г. Гиммлер
Р. S. Я считаю, однако, что будет лучше, если в дальнейшем Вы станете,
выступая перед Вашей аудиторией, проводить различия между результатами научных
исследований и личными, а также политическими взглядами причастных к ним
ученых.
Р. S. следовало понимать так, что Гейзенберг мох1 использовать результаты
Эйнштейна, касающиеся теории относительности и уравнения Е=тс2, но не
поддерживать те либеральные или интернационалистские взгляды - проявлявшиеся, к
примеру, в выступлениях в защиту Лиги Наций или против расизма, - которых,
как было широко известно, придерживались Эйнштейн и другие физики-евреи.
Принять эти условия Гейзенбергу было не так уж и трудно. Подростком он состоял в
туристских клубах, члены которых, юные немцы, проводили дни и недели посреди
девственной природы, приникая к истинным корням своей нации. Нередко они,
сидя вокруг костра, беседовали о мистических героях, о том, как их страна
сможет возродиться, обратившись в долгожданный "Третий" рейх, который поведет за
собой - такова была общепринятая фразеология того времени - прозорливый
вождь, или "фюрер". Многие из юношей той поры любовь к этим походам
переросли, однако Гейзенберг сохранял ее и на третьем десятке лет, несмотря на
насмешливые замечания своих более взрослых или либеральных коллег. Уже став
аспирантом, он регулярно покидал семинары, чтобы встретиться с подростками,
отправиться с ними в далекий поход и провести, если получится, целую ночь в
лесу, а после вернуться назад поездом, позволявшим поспеть на лекцию,
начинавшуюся в 9 утра.
В сентябре 1939-го - через месяц после того, как Эйнштейн направил письмо
Рузвельту, - было создано армейское Бюро вооружений, Гейзенберг одним из
первых вызвался оказывать ему любую помощь. Рейх уже вел войну - его артиллерия,
пехота, авиация и танки одерживали в Польше одну победу за другой. Впрочем,
столкновение с врагом куда более сильным было еще впереди. Гейзенберг всегда
был ярым тружеником, однако, теперь он превзошел самого себя. Уже в декабре
он отправил наверх первую часть обширного доклада, посвященного созданию
работоспособной атомной бомбы.
В феврале 1940-го им был представлен полный доклад на эту тему, и, когда в
Берлине создали группу, занявшуюся строительством реактора, Гейзенберг
возглавил ее, а поскольку он руководил и работами, проводившимися в его родном
Лейпцигском университете, ему пришлось постоянно ездить из одного города в
другой и обратно. Большинству людей такая жизнь показалась бы утомительной,
однако, Гейзенберг пребывал в расцвете сил. Ему шел всего лишь четвертый
десяток лет, он регулярно занимался альпинизмом и верховой ездой плюс каждый
год проводил два месяца в расположенном на австрийской границе тренировочном
лагере горной пехоты. Первые опыты были поставлены в Берлине, в обычном
обшитом досками доме, стоявшем в лесу - неподалеку от прежнего института Майтнер
- под вишнями, которые так обильно цвели теплым и ясным летом 1940 рода.
Чтобы отпугнуть любопытных, строению дали название Вирусный дом. Первый шаг Гей-
зенберга состоял в том, чтобы запастись достаточным количеством урана -
намного большим, чем те несколько граммов, которые Майтнер предоставила в
распоряжение Гана в 1938 году. Тогда удалось расщепить небольшое число атомов.
Использовавшийся Ганом образчик урана был настолько тонок, что большая часть
испускаемых его атомами нейтронов просто разлеталась по лаборатории. Гейзен-
берг потребовал десятки фунтов урана. Раздобыть его было не трудно, поскольку
армия рейха овладела Чехословакией еще за год до вторжения в Польшу. А именно
там, в Иоахимстале, находились крупнейшие в Европе урановые рудники, откуда
получала когда-то этот металл сама Мария Кюри. Уран Гейзенбергу доставили.
Престиж его был велик настолько, что Бюро вооружений организовало для этой
цели специальный поезд. Однако для того, чтобы пошла реакция, мало просто
собрать в одном месте большое количество урана. Ибо ядро - это, как мы уже
знаем, крошечная частица, сокрытая в глубине пустого пространства атома.
Большинство нейтронов, возникших при распаде первых атомов, просто пролетело бы
мимо других ядер, точно космические зонды пришельцев, проносящиеся сквозь
нашу Солнечную систему. Разрешить эту проблему и запустить реакцию можно было с
помощью придуманного Ферми приема - использования медленных нейтронов.
Быстрые нейтроны подобны гладким, "обтекаемым" шарикам. Медленные же, как мы уже
видели, словно бы "вихляются" и выглядят размазанными. Даже если основная
часть такого нейтрона пролетает мимо ядра, но вблизи от него, "периферия"
нейтрона его зацепит. То, что для быстрого нейтрона было бы почти попаданием
в цель, для медленного обратилось бы в "захват". И когда такой медленный
нейтрон захватывается ядром, или втягивается в него, возникает возможность его
расщепления: ядро начинает расшатываться, дрожать, а после расщепляется,
создавая сильный всплеск энергии и одновременно выбрасывая поток дополнительных
нейтронов, ударяющих в другие атомы, отчего, в свой черед, расщепляются и
они.
Гейзенбергу требовалось вещество, способное обеспечить столь полезное
замедление нейтронов. В принципе, годилось любое, в достаточной мере насыщенное
водородом, поскольку нейтроны теряют скорость, сталкиваясь с атомами
водорода. Именно благодаря этому Ферми и смог в 1934 году получить нужный эффект,
используя обычную воду, взятую из находившегося рядом с его институтом пруда
с золотыми рыбками. Однако когда первые группы немецких исследователей
погружали урановый образец в обычную воду, они получали реакцию лишь в его центре
- первые атомы урана распадались, но испускаемые ими нейтроны были слишком
быстрыми для того, чтобы обеспечить распространение реакции. Гейзенбергу
требовался замедлитель получше - тяжелая вода.
Поначалу в лабораториях Германии удалось накопить лишь несколько галлонов
тяжелой воды - недостаточно для того, чтобы разделить ее между Берлином и
Лейпцигом. К Лейпцигу Гейзенберг питал чувства более теплые, поэтому именно
там, в подвале Института физики, и были поставлены наиболее важные
эксперименты .
В 1940 году в драгоценную тяжелую воду опустили пластины урана, общий вес
которых составлял несколько фунтов. Затем все это поместили в крепкий
сферический сосуд и, подняв его лебедкой в воздух, расположили вокруг
измерительную аппаратуру. Как правило, профессора мелкими деталями экспериментов не
занимаются, однако Гейзенберг гордился своими практическими навыками не меньше,
чем даром теоретика, и потому изготовил часть измерительных приборов сам - с
помощью отвечавшего за постановку опытов Роберта Допеля. Теперь можно было
приступить к эксперименту. Для того чтобы поджечь спичку, необходим порох.
Для того чтобы взорвать динамит, требуется капсюль-детонатор. Для того чтобы
запустить атомную цепную реакцию - даже если качество урана слишком низко для
получения настоящего взрыва, - необходим начальный источник нейтронов. Допель
оставил в дне сферического сосуда отверстие. Источником нейтронов было
небольшое количество радиоактивного вещества, подобного тому, которое
использовал Чедвик. Вещество это доставили в лабораторию в виде одного-единственного
длинного стержня, и наконец - в феврале 1941 года - все составные части
будущей бомбы оказались на месте. Можно было приступить к эксперименту. По
приказу Допеля и Гейзенберга стержень надлежало ввести в сферический сосуд, после
чего в уран ударят первые свободные нейтроны. Несколько ядер урана
расщепятся, осколки их начнут разлетаться со скоростью, намного превышающей ту, что
ожидалась, пока Майтнер не объяснила, как работает формула Е=тс2. Из этих
быстрых осколков вылетят добавочные нейтроны. Через первые слои урана они
пройдут, почти не создав никакого эффекта, однако, оказавшись в тяжелой воде,
начнут рикошетить и выйдут из нее замедленными и рассеянными настолько
широко, что с уже большей вероятностью будут попадать в ядра урана, особенно в
наиболее хрупкие, заставляя их вибрировать, и в свой черед расщепляться. При
каждом расщеплении сработает уравнение Е=тс2 - причем промежутки времени
между ними, как покажут счетчики Гейгера, будут все короче и короче. В первые
несколько миллионных долей секунды соударений случится - согласно расчетам
Гейзенберга - примерно 2000. В следующие несколько миллионных секунды - уже
4000. Затем 8000, затем 16 000 и так далее. При таком временном масштабе
удваивание будет происходить очень быстро. Если все пойдет как задумано, за
небольшую долю секунды насчитаются уже триллионы таких крошечных взрывов, а
затем и сотни триллионов, и этот каскадный эффект будет непрерывно возрастать.
Он "разорвет" обычную ткань вещества, и энергия, миллиарды лет сохранявшаяся
в атомах, выйдет наружу. И произойдет все это здесь, в подвале лейпцигского
института, в университете, который возглавляют назначенные администрацией
рейха чиновники и аудитории которого наполняют студенты, с гордостью носящие
свастику. Для того чтобы разрушить миллиарды атомов, вовсе не нужно строить
огромную лабораторию и оснащать ее миллиардами механизмов, способных
испускать инициирующие такое разрушение нейтроны. После того как взорвутся первые
несколько атомов, их нагруженные нейтронами обломки быстро приведут к взрыву
всех остальных. Имеющийся в распоряжении Гейзенберга уран недостаточно чист
для того, чтобы создать неудержимо нарастающую реакцию, однако первый шаг к
ней будет сделан. Профессора отдали приказ. Вильгельм Пашен, ассистент
Допеля, ввел в отверстие стержень. Было начало 1941 года. Инициирующие нейтроны
попали внутрь урана! Все присутствовавшие уставились на шкалы приборов,
собираясь записывать их показания. И ничего не произошло. Для развития реакции не
хватило урана. Гейзенберга это не смутило, он просто заказал его еще больше -
в компании "Берлин Ауэр", которая за прошедшие после Первой мировой войны
годы превратилась из производителя зубной пасты в оптового поставщика самых
разных урановых продуктов. Получение уранового сырья проблемы не составляло,
о чем и предупреждал Эйнштейн в своем письме Рузвельта. ("Германия
практически прекратила продажу урана, добываемого в рудниках захваченной ею
Чехословакии. .. - писал Эйнштейн, - однако наиболее важным источником урана является
Бельгийское Конго".) Находившаяся в оккупированной Бельгии компания "Юнион
Миньер" владела тысячами фунтов урана, добытого в конголезских рудниках.
Когда запасы Иохансталя были исчерпаны, немцы обратились к бельгийским.
Преобразование урана в пригодную для использования форму было делом тяжелым,
поскольку требовало значительного труда, да к тому же возникавшая при этом
урановая пыль представляла опасность для рабочих. Однако в распоряжении
Гейзенберга имелась снабженческая организация, деятельность которой не ограничивали
никакие устарелые представления о правах человека. Германия построила множе-
ство концентрационных лагерей, и их наполняли узники, которых все равно
вскоре предстояло убить. Почему же не воспользоваться этими людьми для
осуществления важного проекта? Пока шла война, сотрудники "Берлин Ауэр" преспокойно
закупали "рабынь" в концентрационном лагере Заксенхаузен. Их можно было
использовать для приготовления окиси урана, необходимой для создания бомбы. Еще
в апреле 1940 года Гейзенберг выражал недовольство задержками поставок урана,
которые взялась осуществлять компания "Ауэр". Первые поставки состоялись
летом того же года, и теперь, в 1941-м, дополнительные запасы урана доставляли
Гейзенбергу намного быстрее. И осенью 1941 года были произведены опыты,
которые дали многообещающие результаты, а затем, весной 1942-го, произошел
настоящий прорыв. Сосуд с ураном и тяжелой водой начал испускать нейтроны - их
было на 13 процентов больше, чем давал введенный внутрь сосуда инициирующий
реакцию источник. Запертая в веществе энергия, о которой почти за сорок лет
до этого первым заговорил Эйнштейн, высвобождалась. Все выглядело так, точно
из-под земли протянулся узкий дымоход, продуваемый грозным ветром -
высвобожденной энергией. Доверие Гиммлера было оправдано. Гейзенберг торжествовал: он
сумел добиться того, что энергия, предсказанная уравнением Эйнштейна,
вырвалась на свободу - здесь, в нацистской Германии!
* * *
Германский атомный проект оставался бессистемным. В 1940 и 1941 гг.
исследования в Германии продолжались по тому же пути, что и в Англии, Соединенных
Штатах и Советском Союзе. "Хотя американские исследования были качественно
выше германских, - пишет Марк Уолкер в своем труде о германском ядерном
проекте, - немецкие коллеги американцев проводили те же эксперименты, те же
расчеты и пришли к тем же выводам, что и союзники". Но Германия не предприняла
полномасштабных усилий для производства атомной бомбы. Именно в июне 1942 г.,
когда Рузвельт утвердил Манхэттенский проект, Гейзенберг сообщил членам
германского верховного командования, что во время войны Германия не сможет
сделать атомную бомбу.
Своим докладом он создал у Альберта Шпеера, министра вооружений и военного
производства, впечатление, что работа над бомбой потребует настолько
длительного времени, что вряд ли "каким-то образом повлияет на ход войны".
Мотивы, по которым Гейзенберг сделал подобное предположение, вызывают
противоречивые оценки. Более того, нет единого мнения относительно того, понимал
ли он вообще, как сделать бомбу. Но какими бы ни были отношение немецких
ученых к бомбе или их знания о ней, связь между бомбой и войной была важным
аргументом, подтолкнувшим к решению начать работы по ядерному проекту. В
Германии, в связи с ее быстрыми победами в первые годы войны стратегические
перспективы выглядели иначе, чем в Англии. Победы в сражениях 1940 и 1941 гг.
предвещали победу в войне, для которой атомная бомба не успела бы сыграть
никакой роли. К 1942 г. ситуация стала менее обнадеживающей, но в Германии не
было своего Комитета Мод, который мог бы выдвинуть резонные аргументы в
пользу создания атомной бомбы примерно за три года. Следовательно, там и не
представляли, как атомная бомба могла бы повлиять на исход войны.
Письмо-предупреждение
Эйнштейна Рузвельту
Лоуренс в политике был оптимистом. "Я по-прежнему считаю, что войны можно
избежать. Все эти переговоры должны, без сомнения, означать, что Гитлер
отступится", - писал он своим родителям 29 августа 1939 года. А через три дня
немцы вторглись в Польшу, развязав Вторую мировую войну. Однако ряд других
физиков, родом из Европы, настроены были гораздо более пессимистично.
Несколькими неделями ранее они направили президенту США. Франклину Рузвельту
письмо-предупреждение, которое оказалось гораздо ближе к истине. Это были Лео
Сциллард, Юджин Вигнер, Эдвард Теллер.
Но самым известным и старейшим среди них был немецкий физик-теоретик
Альберт Эйнштейн. Душой этой группы являлся Сциллард, и письмо было его идеей.
Теллер же был в прямом смысле слова их "движущей силой". И потому, чтобы
добраться до Эйнштейна, Сциллард, не имея водительских прав, рассчитывал на Тел-
лера и на его недавно купленный капризный Плимут 1935 года выпуска.
Как-то поздним мартовским вечером 1939 года Теллер и аккомпанирующий ему
скрипач играли сонату Моцарта дома у Эдварда и добрались до середины, когда
их прервал срочный телефонный звонок от Сцилларда.
"Я обнаружил нейтроны", - сообщил Сциллард мелодраматическим тоном по-
венгерски - этот язык был их секретным кодом - и повесил трубку. Поскольку
Теллер был в курсе, что его коллега занимался цепными реакциями в уране, у
него, как и у Сцилларда, были все основания полагать, что миру грозят большие
несчастья.
В Соединенных Штатах, все еще не вступивших в войну, Сцилард настаивал на
расширении ядерных исследований, опасаясь, что в Германии уже начались работы
над созданием атомной бомбы. Он придумал способ, которым можно было привлечь
внимание Рузвельта к этой проблеме: следовало попросить Альберта Эйнштейна
написать президенту письмо (оно было датировано 2 августа 1939 г.) и
предостеречь его, сообщив, что данные современных исследований свидетельствуют о
том, что могут быть созданы "мощные бомбы нового типа".
В конце июля Сциллард попросил Теллера отвезти его к Эйнштейну. И хотя в
пути им пришлось дважды остановиться: в первый раз из-за поломки автомобиля
Эдварда, а во второй - чтобы узнать дорогу у ребенка, они, в конце концов,
добрались до летнего домика известного физика на Норт-Форк в северо-восточной
оконечности острова Лонг-Айленд. Пока Эйнштейн готовил чай, Сциллард
уговаривал автора теории относительности подписать составленное им письмо, которое
предупредило бы Франклина Делано Рузвельта, что поскольку "элемент уран
способен в ближайшем будущем стать новым и важным источником энергии... можно
будет, тем самым, создавать исключительно мощные бомбы нового типа".
К 1939 году Эйнштейн уже не был никому не известным молодым человеком, отцу
которого приходилось выпрашивать для него работу у лейпцигского профессора.
Труды по теории относительности превратили его в самого прославленного из
ученых мира. Он стал ведущим профессором Берлина, а когда еврейские погромы и
антиеврейская политика сделали пребывание в Германии невозможным, уехал - в
1933 году - в Америку, приняв пост в новом Институте перспективных
исследований, который был создан в Принстоне, штат Нью-Джерси. Когда Эйнштейн узнал о
результатах Майтнер и о том, какое развитие получают они в других
исследовательских группах, он направил личное письмо президенту, а коллеги Эйнштейна
организовали доставку этого письма непосредственно в Белый дом одним из
президентских доверенных лиц.
Ф. Д. Рузвельту,
Президенту Соединенных Штатов,
Белый дом, Вашингтон, округ Колумбия
Сэр! Некоторые недавние работы... которые были сообщены мне в рукописи,
заставляют меня ожидать, что уран может быть в ближайшем будущем превращен в
новый важный источник энергии. Определенные аспекты возникшей ситуации, по-
видимому, требуют особого внимания и, при необходимости, быстрых действий со
стороны правительства... Это новое явление способно привести... к созданию
бомб, возможно - хотя и менее достоверно, исключительно мощных бомб нового
типа. Одна бомба такого типа, доставленная на корабле и взорванная в порту,
способна полностью разрушить весь порт и часть прилегающей к нему
территории. . .
Искренне Ваш, Альберт Эйнштейн
В приложении к письму Эйнштейн заметил, что Германия запретила продажу
урана из рудников Чехословакии, которую она оккупировала в марте. Письмо было
передано знакомому Сцилларда в Белом доме (Александру Саксу, другу и
неофициальному советнику президента Рузвельта). Венгры сидели и с нетерпением
ожидали ответа, а в это время армии Гитлера начали свое наступление в Европе.
Увы, ответ был таким:
БЕЛЫЙ ДОМ, ВАШИНГТОН
19 октября 1939
Дорогой профессор! Хочу поблагодарить Вас за Ваше недавнее письмо и
чрезвычайно интересное и важное приложение к нему. Я счел эту информацию настолько
существенной, что провел посвященное ей совещание... Прошу Вас принять мою
искреннюю благодарность.
Искреннейше Ваш, Франклин Рузвельт
Покинув рабочий стол Рузвельта, письмо покочевало по другим столам и, в
конце концов, сгинуло в сейфе Лаймана Дж. Бриггса.
Реакцией на это письмо было принятое Рузвельтом в октябре 1939 г. решение
учредить Урановый комитет.
Эйнштейн получил сведения об успехе Гейзенберга благодаря тому, что
директор Института физики кайзера Вильгельма был голландцем и после того, как его
тоже прогнали, в конце концов, оказался в Америке и рассказал своим новым
коллегам все, что знал о работах, проводившихся в Вирусном доме и в Лейпциге.
Эйнштейн направил Рузвельту новое письмо: "Я только что узнал, что в
Германии проводятся секретные исследования, в которых теперь участвует еще один из
институтов кайзера Вильгельма - Институт физики".
Однако на сей раз его не удостоили даже ответом. Да, этот седоволосый
иностранец действительно обладает репутацией великого ученого. Однако Америка
приближалась к вступлению в войну, обстановка в стране накалялась, и теперь
ФБР считало возможным игнорировать любое его высказывание, ибо Эйнштейн был
социалистом, да еще и сионистом в придачу, - он даже выступал против того,
что производители оружия получают сверхприбыли.
ФБР докладывало военной разведке:
Учитывая его радикальное прошлое, наше агентство не рекомендует привлекать
доктора Эйнштейна к секретным работам, не проведя предварительно очень
тщательного расследования, поскольку представляется маловероятным, что человек с
его прошлым способен за столь короткое время стать лояльным американским
гражданином .
Как раз в это время в США был дан старт Манхэттанскому проекту.
Гейзенберг попытался
продолжить работу
над бомбой
В первые месяцы 1945-го наступавшие армии союзников обнаружили в Германии
целые заводы, в том числе и подземные, в которых рядами стояли реактивные
летательные аппараты и даже несколько ракетных. Однако совершенная годом раньше
диверсия на озере Тинише гарантировала, что далеко в направлении создания
атомной бомбы Германия продвинуться не сможет.
Тем не менее, Гейзенберг попытался тогда продолжить эту работу. Еще в 1942
году, когда создалось впечатление, что финансирование ее начинает
приостанавливаться, он выступил на совещании высших нацистских чиновников с горячей
речью, рассказав им о возможной мощи атомной бомбы и попросив возобновить
поступление средств. Позже, уже понимая, что войну Германия почти наверняка
проиграет, он перевел все работы в городок Хехинген. Там он поселился прямо
через улицу от дома, в котором жил когда-то богатый дядюшка Эйнштейна - тот
самый, что поддерживал деловые прожекты его отца, благодаря чему в семье
нашлись средства, которые позволили Эйнштейну потратить несколько лет на
подготовку к поступлению в университет. Оборудование, доставленное из Берлина и
Лейпцига, было не без изобретательности размещено в таком месте, где его не
могли обнаружить никакие самолеты-разведчики, - в пещере, расположенной рядом
с соседним городком: пещера эта уходила внутрь отвесной скалы, на верхушке
которой стояла церковь - кроме нее, ничего с неба увидеть было нельзя.
Гейзенберг всегда питал склонность к театральным жестам. В двадцать четыре года,
впервые постигнув суть квантовой механики, а произошло это ночью на одном из
курортных островов Северного моря, Гейзенберг забрался на ближайшую песчаную
дюну и стал, подобно романтическому персонажу живописца Каспара Давида
Фридриха, дожидаться восхода солнца. Ныне он, покидая пещеру, временами забирался
на высшую точку городка, входил в церковь и в одиночестве играл Баха на
гневно ревевшем органе. По сравнению с первыми полученными в Лейпциге
результатами изучение атомных реакций продвинулось довольно далеко. Под конец своей
работы ученые Германии научились получать примерно половину того числа ядерных
расщеплений, какое было необходимо для поддержания цепной реакции. Однако
Гейзенберг знал, что дальше ему продвинуться не удастся. Когда группа
захвата, состоявшая из солдат армии США, настигла его в Альпах, он, несмотря на
то, что части вермахта еще продолжали вести бои в расположенных неподалеку
городах, сдался в плен с таким спокойствием, точно лишь этого и ожидал.
Вышедшего в 1946-м на свободу Гейзенберга в Германии встретили как героя.
Советская разведка о
ядерных исследованиях
в Англии
К 1941 г. британские ученые продвинулись дальше других в понимании
реальности атомной бомбы. И в том же году Советское правительство начало получать
детальную информацию о состоянии соответствующих исследований у англичан. 25
сентября 1941 г. Анатолий Горский (псевдоним Вадим), резидент НКВД в Лондоне,
передал в Москву информацию о секретном совещании, состоявшемся девятью днями
раньше, на котором обсуждался доклад Мод.
Горский перечислил несколько обсуждавшихся пунктов. Весьма возможно,
сообщал он, что урановая бомба может быть сделана за два года, а ее взрыватель
спроектирован за несколько месяцев. Тремя месяцами ранее компания
Метрополитен Виккерс получила контракт на проектирование 20-ступенчатого аппарата (но
Горский не понял, что он предназначался для разделения изотопов), а Империал
Кемикл Индастриз - контракт на производство гексафторида урана. В заключение
Горский сообщил, что Комитет начальников штабов на заседании 20 сентября
решил немедленно начать строительство "завода для изготовления урановых бомб".
Эта информация, без сомнения, была получена с одного из заседаний Совещания
по оборонным заказам Научно-консультативного комитета при Кабинете, где обсу-
ждался доклад Мод.
Восемь дней спустя Горский информировал московский Центр о докладе Научно-
консультативного комитета военному Кабинету. Он получил копию этого доклада.
Советское правительство теперь знало, что Британия решила создать атомную
бомбу, что британские ученые полагают, что для этого потребуется от двух до
пяти лет, и что Британия решила построить в Северной Америке завод по
газодиффузионному разделению изотопов.
Отчет также содержал важные сведения о методах, которые собирались
использовать англичане для получения урана-235 и изготовления бомбы. Почти с
уверенностью можно сказать, что источником этой информации был Джон Кэйрнкросс,
"пятый человек" из "Кембриджской пятерки" (остальные четверо - это Филби,
Маклин, Берджесс и Блант), который в 30-е годы, в бытность свою студентом
Кембриджа, был завербован в советские агенты Гаем Берджессом. Вряд ли
источником этих сведений мог быть Клаус Фукс, который также и примерно в то же
время передавал информацию в Москву.
Нет также оснований предполагать, что он имел доступ к докладу Мод или
докладу Научно-консультативного совета при Кабинете. Кроме того, он работал на
ГРУ (Главное разведывательное управление Генерального штаба), а не на НКВД. С
учетом соперничества, которое существовало между этими двумя организациями,
вряд ли возможно, чтобы Горский, резидент НКВД, передавал в Москву информацию
Фукса. Информация, переданная Горским, не повлияла на текущую советскую
политику. Она поступила в Москву менее чем за месяц до известной паники 16
октября, когда большая часть Советского правительства была эвакуирована в
Куйбышев, а тысячи жителей бежали из столицы. Решение англичан создать атомную
бомбу, которая могла быть готова не раньше, чем через несколько лет, конечно,
выглядело менее срочным делом, чем задача остановить немцев у Москвы в
ближайшие несколько недель. Неудивительно поэтому, что информация о планах
англичан не оказала непосредственного влияния на советскую политику.
Только в марте 1942 г. советские лидеры отреагировали на информацию,
пришедшую из Англии. Берия послал записку Сталину и в ГКО, рекомендуя
предпринять шаги для оценки этой информации.
Записка, составленная Берией, показала, что советское правительство
получило полное представление о работе Комитета Мод и его влиянии на британскую
политику. В сентябре 1941 г. НКВД начал получать разведданные об американских
ядерных исследованиях, но они были иного качества.
Л. П. Берия (1899-1953), курировал работу НКВД, НКГБ, атомный проект.
Записка Берии была составлена в марте 1942 г., месяцем раньше, чем письмо
Флерова Сталину. Доклад Комитета Мод не только заставил англичан принять
решение о создании атомной бомбы и способствовал ускорению соответствующих
американских работ, но и стимулировал мероприятия, которые послужили началом
советского ядерного проекта.
Сталин
принял
решение
Консультативный орган, образования которого требовал Берия, кажется, так и
не был создан, но в последующие месяцы правительство все-таки советовалось с
учеными относительно реальной возможности создать атомную бомбу, и в самом
конце 1942 г. Сталин принял решение возобновить ядерные исследования. В
начале 1943 г., наконец, этим исследованиям был дан ход.
Ядерные исследования были возобновлены в очень трудное для СССР время.
Последовательность событий между мартом 1942 г. и началом 1943 г. невозможно
восстановить на основе сохранившихся свидетельств, но можно представить общую
картину дискуссий, которые привели к возобновлению ядерный исследований. Это
было очень трудное для Советского Союза время. Хотя в декабре 1941 г.
германское наступление было остановлено на окраинах Москвы, страна все еще
находилась в смертельной опасности. После успеха Красной армии под Москвой Сталин
начал плохо продуманное и слабо скоординированное наступление в первые месяцы
1942 г., и оно скоро застопорилось. Вермахт снова захватил инициативу.
Немецкие войска стремились к Сталинграду и 23 августа вышли к Волге. В это лето
атмосфера в Москве вновь стала кризисной: Россия опять оказалась перед
смертельной угрозой.
28 июля Сталин издал свой суровый приказ N 227: "Ни шару назад!", в котором
говорилось, что страна находится в смертельной опасности, и который запрещал
любое дальнейшее отступление. Такова была обстановка, в которой правительство
консультировалось с учеными по вопросам реальности осуществления атомного
проекта.
В мае правительственные органы (НКВД) запрашивали у Академии наук,
существует ли реальная основа для практического применения атомной энергии и
насколько велика вероятность, что в других странах могут вестись работы по
созданию атомной бомбы. Этот запрос был адресован Хлопину, который дал
осторожную оценку ситуации, заявив, что единственным доказательством проведения
таких работ является завеса секретности над ядерными исследованиями за рубежом.
Этот ответ свидетельствовал, что Хлопину не показали материалов разведки об
английском проекте. Другие ученые также были осторожны, когда с ними
консультировались по поводу интереса к атомной бомбе в Германии.
В апреле 1942 г. полковник И.Г. Старинов встретился с С.А. Балезиным,
старшим помощником Кафтанова в Научно-техническом совете, и передал ему записную
книжку немецкого офицера, которая была найдена на южном берегу Таганрогской
бухты Азовского моря. Записная книжка содержала список материалов,
необходимых для создания атомной бомбы, и вычисления по выходу энергии, которая
высвобождалась бы при критической массе урана-235. Старинов, офицер НКВД и
специалист по минам, получил записную книжку из штаба 56-й армии, но ничего не
смог из нее извлечь. Балезин послал перевод записной книжки Александру Лей-
пунскому и генералу Г.И. Покровскому, эксперту по взрывчатым веществам,
запрашивая, не думают ли они, что Советский Союз должен начать работу по
созданию атомной бомбы. Оба ответили, что Советский Союз не должен этого делать, а
Лейпунский написал, что, когда страна находится в таком невероятно трудном
положении, было бы ошибкой швырять миллионы рублей на то, что даст результаты
лишь через десять, а скорее - пятнадцать-двадцать лет. Но письмо Флерова к
Сталину, которое было передано Кафтанову, свидетельствовало, что Лейпунский и
Покровский могли ошибаться.
Кафтанов и Балезин были уверены, что было бы правильнее, имея
доказательства о существовании у немцев интереса к атомной бомбе, начать работы над
советским ядерным проектом. Это говорит о том, что и они не были ознакомлены с
данными разведки, ничего не знали об английском проекте. Кафтанов вспоминает,
что он консультировался с Иоффе, которого он знал с конца 20-х годов, и что
Иоффе согласился с тем, что создание атомной бомбы в принципе возможно.
Кафтанов и Балезин послали короткое письмо в Государственный комитет обороны,
рекомендуя образовать ядерный исследовательский центр.
Балезин представляет несколько иную картину этих событий. Он вспоминает,
что после того, как узнал мнение ученых о найденной немецкой записной книжке,
он набросал письмо Сталину, в котором сообщал, что разведывательный материал
свидетельствует об интенсивных ядерных исследованиях, ведущихся в Германии, и
рекомендовал безотлагательно начать подобную работу в Советском Союзе.
Кафтанов подписал письмо, и они договорились не упоминать о тех негативных
оценках, которые были получены ими от ученых. Двумя или тремя днями позже Кафта-
нова вызвали к Сталину. Высказанное им предложение встретило некоторое
сопротивление , но Кафтанов защищал его. Он признал, что существует риск неудачи, а
проект может стоить 20 или даже 100 миллионов рублей, но в случае отказа от
работ опасность будет большей. Сталин согласился с предложением. Точную дату
этой встречи назвать невозможно, но представляется, что она состоялась еще до
того, как Флеров был переведен в Москву с Юго-Западного фронта (в середине
июля). К тому времени, писал Флеров, решение возобновить ядерные исследования
уже было принято.
Флеров и Балезин обсудили, что нужно сделать. Было очевидно, что ядерный
проект преследовал одну из двух целей: создание советской бомбы, что казалось
нереальным, так как для этого нужны были время и огромные усилия; или
определение принципиальной возможности и степени опасности создания бомбы в
Германии. Последнее можно было оценить сравнительно быстро и не затрачивая больших
средств.
В августе 1942 г. Флеров выехал в Казань, чтобы продолжить свои
исследования по размножению нейтронов.
Курчатов выбран
руководителем
Летом или осенью 1942 г. Иоффе, Капица, Хлопин и, наверное, Вавилов и
Вернадский также были вызваны в Москву для обсуждения целесообразности
возобновления ядерных исследований.
В середине сентября в Москву вызвали Курчатова - вероятно, для разговора с
Балезиным и Кафтановым. Одним из главных вопросов, требовавших решения, был
вопрос о руководителе проекта. Кафтанов разговаривал об этом с Иоффе,
которому было в то время 63 года, но тот отклонил предложение, сославшись на
возраст, и рекомендовал в качестве кандидатов на этот пост Курчатова и Алихано-
ва.
Курчатов, если верить Кафтанову, имел репутацию ученого, не способного
сконцентрировать свою энергию на одном проекте, но его сильно поддерживал
Иоффе. Алиханов, который уже был членом-корреспондентом Академии наук, как
физик был известен лучше. Курчатов и Алиханов приехали в Москву 22 октября.
Алиханов "очень рвался к руководству этой работой", писал Балезин. Курчатов
же "произвел на нас весьма приятное впечатление, чего нельзя сказать об Али-
ханове".
Кафтанов и Балезин рекомендовали на пост руководителя проекта Курчатова. В
начале октября перед возвращением в Казань Курчатов подготовил памятную
записку о возобновлении ядерных исследований и набросал список возможных
участников . Первыми в этом списке были Алиханов, Кикоин, Харитон и Зельдович.
Курчатов проехал по нескольким городам, куда были эвакуированы
исследовательские институты, чтобы посмотреть, кого можно было бы привлечь к работе по
урановой проблеме. В Свердловске он встретился с Кикоиным в его лаборатории в
Уральском политехническом институте. "...Позже стало ясно, - вспоминал
Кикоин, - что он имел поручение прозондировать возможность привлечь меня к новой
тематике". Курчатов вернулся в Казань 2 декабря 1942 г., в тот самый день,
когда Энрико Ферми получил цепную ядерную реакцию в ядерном котле в Чикаго.
Курчатов теперь отрастил бороду, это делало его похожим на священника, и
когда друзья подшучивали над ним, он говорил, что не сбреет бороды, пока
"фрицы" не будут побиты.
С тех пор у него появилось прозвище "Борода" . В это время у Курчатова
произошла "глубокая душевная перестройка", как свидетельствует его друг Анатолий
Александров , который долго беседовал с ним по его возвращении в Казань. Груз
новой ответственности накладывал на него свой отпечаток: он был удивлен,
почему более известные физики, такие как Иоффе или Капица, не были поставлены
во главе работ, и обеспокоен тем, что недостаток авторитета у него как у
физика может повредить проекту.
Беседы с Кафтановым не определили ни будущего ядерных исследований, ни
окончательного назначения Курчатова. В сентябре или октябре 1942 г., как
вспоминает Михаил Первухин, заместитель председателя Совнаркома и народный
комиссар химической промышленности, Молотов ознакомил его с данными разведки
о зарубежных ядерных исследованиях.
По словам Молотова, Сталин хотел узнать соображения Первухина о том, что
должно быть сделано в связи с этими сообщениями. Первухин ответил, что с этим
материалом нужно ознакомить физиков, которые изложили бы свое мнение.
Молотов, однако, предложил Первухину опросить ведущих физиков о том, что они
знают о зарубежных исследованиях, и выяснить, какие исследования велись в
Советском Союзе. Другими словами, ученых не собирались знакомить с
разведывательными материалами.
9 января 1943 г. Курчатов вернулся в Москву. Вместе с Алихановым и Кикоиным
он впервые встретился с Первухиным.
Курчатов рассказал Первухину, что ядерная физика указывает на "возможность
осуществления мгновенной цепной реакции в уране-235 с выделением громадной
энергии". Вероятно, продолжал он, что немецкие ученые пытаются создать
атомную бомбу и что нацисты, таким образом, могут получить в свои руки оружие
огромной разрушительной силы. Ученые Физико-технического института неоднократно
обсуждали эту возможность между собой и были обеспокоены секретностью ядерных
исследований в Германии. Сам Курчатов поддержал предложение Флерова
возобновить работу по урановой проблеме, но не мог судить, возможно ли ее проведение
в трудных условиях военного времени.
Первухин попросил Курчатова, Алиханова и Кикоина представить ему памятную
записку об организации исследований по ядерной физике, разделению изотопов и
ядерным реакторам. Трое ученых быстро составили эту записку, и Первухин
передал ее Молотову, указав, что предложения физиков заслуживают серьезного
отношения. Несколькими днями позже Первухину и Курчатову было поручено
разработать меры по возобновлению ядерных исследований, а кроме того, Курчатова
попросили представить информацию о возможности создания атомной бомбы и
времени, необходимом для ее производства.
Примерно в это же время Курчатов впервые встретился с Молотовым, который
теперь принял окончательное решение о его назначении в качестве научного ру-
ководителя ядерного проекта. "...Мне было поручено за них отвечать, -
вспоминал позднее Молотов, - найти такого человека, который бы мог осуществить
создание атомной бомбы. Чекисты дали мне список надежных физиков, на которых
можно было положиться, и я выбирал. Вызвал к себе Капицу, академика. Он
сказал, что мы к этому не готовы, и атомная бомба - оружие не этой войны, дело
будущего. Спрашивали Иоффе - он тоже как-то неясно к этому отнесся.
Короче, был у меня самый молодой и никому еще не известный Курчатов, ему не
давали ходу. Я его вызвал, поговорили, он произвел на меня хорошее
впечатление " . По предложению Первухина и Курчатова ГКО принял в феврале 1943 г.
специальную резолюцию об организации исследований по использованию атомной
энергии. Первухину и Кафтанову были поручены контроль за проектом и обеспечение
его поддержки. Было решено основать новую лабораторию, чтобы в ней были
сконцентрированы все ядерные исследования; параллельных учреждений не должно было
быть. 10 марта Курчатов был утвержден научным руководителем проекта.
Решение урановой проблемы теперь находилось в руках ленинградских физиков.
А.П. Александров
вспоминает
Теперь о том, как это дело (интерес к ядерной тематике) всплыло вновь.
Обратило внимание на себя то, что прекратились публикации за рубежом в области
деления урана, а это была наиболее живая область физики в то время. Тогда
буквально в каждом журнале что-то такое было по этому поводу. Прекратились эти
все публикации. Вообще сильно сократились публикации по ядерной физике.
Причем все те, кто раньше постоянно в этих журналах фигурировал как авторы тех
или других статей в ядерной физике, они все пропали. То есть практически не
было публикаций. Это заставило нас всех очень всерьез задуматься.
Стало известно что в Америке, в общем, собрались очень большие силы
физиков . Это были и те, кто эмигрировал из Германии. Ну, Эйнштейн, например. Это
были и те, кто уехал из Италии - Ферми. Относительно них было известно, что
они находятся в Америке. Не было известно насчет многих других. Некоторые из
них попали в Англию. Но потом постепенно стало по каким-то вторичным таким
совершенно признакам ясно, что они тоже постепенно перебрались в Америку. Это
было с одной стороны понятно, потому что Америка была тогда вне войны, а
Англию постоянно бомбили. Но все-таки какой-то намек был на то, что что-то
происходит. И вот если учесть корреляцию с тем, что прекратились публикации -
это уже вселяло известные подозрения. И, разговаривая между собой, мы часто
высказывали соображения насчет того, что не развивают ли они там дальше
работы по ядерной физике.
Это волновало нас всех. И, конечно, задумывались мы и о том, нет ли в
Германии соответствующих работ. Они наверняка там могли быть, потому что в
Германии было достаточное количество физиков. И они больше всего были
подготовлены, пожалуй, к этому технически. Потому что именно в Рудных горах в
Чехословакии - а это все попало уже в руки Германии - было известно, что там
имеется богатая ураном руда - урановая смолка, из которой можно было его
добывать . Однако это были только догадки.
Но, во-первых, это были очень смутные догадки. Во-вторых, все таки же надо
было иметь в виду, что идет война, колоссальное напряжение всей страны.
Промышленность , вот та квалифицированная промышленность, которая казалось бы
могла в этом деле принять участие - она вся перебазировалась на восток. В
общем, довоенная промышленная база она оказалась рухнувшей сразу. На востоке
еще ничего не началось, а здесь уже все кончилось. Так что, конечно, был
момент такой очень напряженный, и было трудно себе представить, что можно было
что-то такое делать.
Но было несколько писем, из них я знаю, например, о письме Флерова в
комитет обороны, где он писал о том, что работы были прерваны в тот момент, когда
можно было думать о том, что можно соорудить атомное оружие огромной взрывной
силы. Что их необходимо возобновить. Что вот то обстоятельство что за рубежом
ничего не печатается по этому поводу, что это не значит, что работы не
ведутся, наоборот, скорее всего они ведутся, но сильно засекречены, хотя в то
время о засекречивании научных разработок вообще не шло и речи.
В первый раз была такая постановка вопроса. И больше того, в этом письме,
хотя сейчас он считает себя таким, ну что ли зачинателем всего этого
направления, но, к сожалению, он там писал, что Иоффе занимается, чуть ли не
вредительством, что ориентирует, что эти работы нельзя выполнять. В общем, письмо
было такое, что при более жестком подходе вполне спокойно могли бы Иоффе на
всю жизнь посадить после такого письма.
Было поручено разобраться в этом деле Первухину и Кафтанову. Комитет
обороны был под председательством Сталина. И собственно комитет обороны
осуществлял тогда всю власть в стране. Это не типа Совета министров, это типа
нынешнего политбюро.
Тогда же появилось интересное сообщение, что англичане разбомбили немецкий
караван судов, которые должны были перевезти тяжелую воду из Норвегии, где
она получалась, потому что там была дешевая электроэнергия. Там был маленький
заводик тяжелой воды, который во время войны расширили, и там делали тяжелую
воду. А англичане, по-видимому, следили за этим предприятием, потому что как
только транспорт этот был отправлен, они его утопили. Это дошло через какие-
то более или менее закрытые каналы. Хотя было опубликовано в газетах где-то.
Это видимо совсем не случайно получилось. Очевидно, Англия через свои
разведывательные органы очень тщательно следила за тем, что делается в Германии.
Теперь же нам известно, что англичане знали все самые секретные коды немцев,
по которым те передавали самые секретные сообщения. По-видимому, может быть
этот источник, может быть и то, что они насажали там массу своих шпионов,
которые должны были смотреть и за этим делом, но это было совершенно
целенаправленное нападение, причем они знали день и час.
Я не имел тогда об этом никаких сведений, единственно, что до меня дошло -
то ли из разговора какого-то, что немцы работают, явно работают над атомным
оружием, потому что они готовили себе эту тяжелую воду, но англичане эту
тяжелую воду утопили. И это уже разговор так сказать был физический, среди
наших физиков, которые, по-видимому, уже получили какие-то может быть запросы.
Тогда Кафтанов, с ним я встречался, когда я был в какой-то момент в Москве,
меня спрашивал, необходимо ли перевезти циклотрон из Ленинграда, если
начинать эти работы, и как я вообще смотрю, есть ли смысл какой-нибудь в этом. Я
ему тогда сказал, что такая обстановка, что трудно думать, что эти работы
могут быть должным образом развернуты.
Флеровское письмо явилось каким-то таким моментом, когда вокруг этого
поднялось более или менее серьезное обсуждение. Потому что, по-видимому, к этому
стеклись какие-то еще другие сведения, и вот это вместе взятое стало уже
таким значимым, что его стали обсуждать. Игоря Васильевича осенью 42 года
вызвали в Москву. Он приехал оттуда и рассказывал, что идет речь о
восстановлении работ по ядерной физике, что похоже на то, что немцы и американцы и
англичане стараются в этом направлении развивать работы. И что обдумывается
вопрос, как эти работы развивать у нас. Это было еще, по-моему, как раз перед
моим отъездом в Сталинград. То есть где-то в конце июля 42 года.
Игоря Васильевича опять вызвали в Москву из Казани и он поехал без Марины
Дмитриевны. Он прожил в Москве несколько месяцев, и когда он вернулся оттуда
он ни полуслова насчет того как идут дела не говорил. Хотя было известно, что
он туда вытащил Харитона.
У Курчатова с Алихановым были вообще такие отношения сильно... усложненные.
Работали они в одной области, бок о бок. И такая некая конкуренция в этом
была. И я помню, как я сказал Игорю Васильевичу, когда он говорил, что вот Али-
ханов туда скоро поедет, я ему сказал: "Слушайте, вы имейте в виду - у меня
был опыт с Алихановым. Дело в том, что он в свое время тоже хотел включится в
работы по размагничиванию, и мы его командировали на юг, на Черное море - он
должен был поехать, но доехал только до Москвы и быстро осел в Капицынском
институте. То есть он не стал заниматься этим делом, и все это было у него,
видимо, только для того чтобы его не забрали в ополчение и как-то в приличном
виде выехать из Ленинграда и из института. Я ему сказал, что вот Игорь
Васильевич Вы имейте в виду, что "армянин не рукавица, с белой ручки не
стряхнешь и за пояс не заткнешь". Он, значит, рассмеялся и сказал "ну, там
посмотрим". Потом значит, как-то он мне звонит по телефону из Москвы. Я спрашиваю -
ну, как рукавица? Он говорит - заткнул за пояс. То есть значит, тогда Алиха-
нов стал работать под его началом. Но это не долго было, потому что потом был
выделен Алиханов в собственный институт - это ИТЭФ теперешний, хотя начал он
работать вместе с Игорем Васильевичем. Но тогда они тематически разделились,
потому что Алиханов пошел по направлению тяжеловодного котла, а Игорь
Васильевич по направлению уран-графитового котла. Причем было совершенно неясно,
пойдет ли уран-графитовый котел на естественном уране. Ну, на тяжелой воде
было более очевидно, что пойдет, но стояла прямая трудность большого
накопления этой тяжелой воды.
Тогда Игорь Васильевич время от времени появлялся в Казани. Это было начало
43 года. Потом он перевез Марину Дмитриевну в Москву. Для меня было
совершенно ясно, чем он занимается. Но было ясно и то, что его настолько обязали
хранить секреты, что он старался об этом совершенно не говорить. Несмотря на то,
что он полностью конечно относился ко мне очень хорошо и доверял полностью,
но он боялся, что какой-то об этом разговор может привести к очень крупным
неприятностям, наверное, для меня же. Он, скорее всего, с этой точки зрения
рассматривал. Потому что тогда именно это было наиболее опасно.
Через некоторое время, это было уже в конце 43 года, мы начали усердно
изучать по всем возможным литературным источникам все дела относящиеся к атомной
проблеме. Я просто стал интересоваться этой областью. У меня не было никаких
определенных планов тогда, наоборот опять я начал тогда заниматься
полимерами.
Все это получалось как надо. Потом все-таки уже другое было совершенно
настроение, потому что немцев стали гнать и уже совершенно другая ситуация в
войне. Но меня все-таки этот вопрос интересовал, и я стал читать, что к чему.
Я прочел бездну работ довоенных, еще тех, которыми я тогда как-то меньше
интересовался , естественно, потому что была не моя это область. Я действительно
сам убедился, насколько резко были оборваны все публикации. Причем тех, кто
занимался разделением изотопов, например Юрий - он занимался темодиффузионным
разделением изотопов до войны. В его публикациях были описаны и установки,
далее все это пропало. Потом разные электрохимические разделения изотопов и
так далее, это все тоже пропало. Я стал все это дело читать, вдруг в какой-
то момент приезжает опять Игорь Васильевич и ведет уже со мной разговор.
Когда я стал с ним как-то говорить что я и то и другое смотрел и начал
обсуждать всякие соображения - он заговорил о том, не хочу ли я включится в эти
работы. Я ему сказал, что особого желания у меня нет, но я буду думать насчет
этих вещей, если у меня что-то такое будет, какой-то интерес к этому
образовываться, то я ему тогда сообщу. Вот с этого все и началось. Это было где-то
в конце 43 года.
В это время в 43 году в Казани начали появляться в большом количестве
деятели из Курчатовской лаборатории. Кое-кто приезжал из Ленинграда, кто сидел в
блокаде. Я помню приехал Панасюк, и он нам привез какие-то ботинки оттуда.
Почему-то нам их передал Кобеко.
Ну, вот что мы видели. Приезжает Панасюк из Ленинграда, который там жил во
время блокады. Отзывают из военно-воздушной Академии, где он преподавал,
Флерова (в Йошкар-Оле). Он приезжает в Казань, через некоторое время уезжает в
Москву. Панасюк тоже в Москве. Туда же уезжает Гуревич. Уже уехало много Али-
хановских деятелей, которые вначале все были в Москве. С флота отзывают
Щепкина Германа.
Потом появляется Миша Ермаков такой. Тоже лаборант или младший научный
сотрудник у Игоря Васильевича. Так они появляются в Казани дня на 2-3, потом
вжик - и исчезают. Ну, мы конечно на каждого из них набрасываемся, и с ними
разговариваем. Ну и в общем ясно, что уже затевается по этому поводу большое
какое-то дело.
Потом я как-то приезжал в Москву. Приезжаю в Москву, мне нужен Игорь
Васильевич , и я нахожу его в Узком, около санатория Академического. И там возле
Узкого в каком-то помещении организована уже самая настоящая лаборатория,
которая действует. Потом через некоторое время уже попозже, я приезжаю еще раз
в Москву, и мне дан адрес по которому я могу встретится с Игорем
Васильевичем. Я прихожу на Пыжевский переулок - это было какое-то двухэтажное там или
трехэтажное зданьице малюсенькое. Я вхожу туда, и там внизу стоит военная
охрана. До сих пор этого не было. Причем стоят всякие такие лейтенанты,
капитаны и прочие и у них голубые просветы на погонах.
Тогда погоны только что ввели, и я не знал что это за форма такая. Я считал
всегда, что голубые просветы это летчики, но у летчиков всегда пропеллер. А у
этих нет пропеллеров. Я говорю так и так, я приехал к Игорю Васильевичу
Курчатову. А кто Вы такой, что Вы такое... Я говорю - Александров. Ваши
документы - пожалуйста, я говорю. Нет, мы Вас пропустить не можем. Я говорю - Ну а
мне с ним по телефону созвониться можно? - Можете, пожалуйста. Я, значит,
звоню ему, и говорю - слушайте, Игорь Васильевич, вот я пришел сюда к вам по
тому адресу, который Вы мне дали, а тут, говорю, какие-то летчики без
пропеллеров меня к Вам не пускают... Он дал команду, и моментально меня эти летчики
без пропеллеров не только пустили, но даже довели до его комнаты, где он
сидел.
Во всяком случае, я понял, что они хотели, чтобы я точно пришел именно в
эту комнату, а не куда-нибудь в другую. Но любезно было с их стороны очень.
Ну и тут мы стали уже с Игорем Васильевичем разговаривать, уже я в этом деле
мог проявить некоторую квалификацию, и он сказал, что очень трудным делом
является разделение изотопов, что нужно тут работать по всем направлениям и
поэтому он был бы очень рад, если бы мы включились тоже в одно из возможных
направлений . А возможные направления были такие: наиболее такое ясное -
диффузия , газовая диффузия. Второе направление - термодиффузия в жидкой фазе. Ну и
там всякие электрохимические вещи, которые я не знал. Я ему сказал, что я
представляю хорошо, как можно по термодиффузии все это попытаться сделать, но
что если это подумать, как это должно выглядеть уже, то это какая-то
получается невероятно колоссальная вещь. Он говорит - ну, все равно, это пробовать
нужно. Ну, я сказал, что мы будем думать над этим делом, хорошо.
Меня это не очень вдохновило, но, тем не менее, мы стали в этом направлении
думать. И уже в 43 году у нас были какие-то соображения насчет того, какие мы
можем делать разделительные колонки термодиффузионные. А там значит история
такая - это не только градиент температур, где разделяются изотопы. Но на
этот градиент температур накладывается еще конвекционная циркуляция - одна
сторона горячая, другая холодная и это автоматически приводит к тому, что
одна фракция выносится вверх, другая вниз. Так что получается многоступенчатое
разделение в одной колонке. И там очень критично все зависит от ширины этой
щели, от градиента температур. Поэтому мы разработали такие сначала плоские
колонки, у которых мы могли менять расстояния между стенками. Это все нужно
было делать из красной меди, потому что красная медь стояла в гексафториде
урана. Но в Казани мы с гексафторидом не работали. У нас в конце 43 года
какие-то там были модельные вещества, на которых мы пробовали всю эту
технологию. А уж в 44 году, когда переехали в Ленинград, тут мы занялись по
настоящему, и сначала мы работали в нашей основной лаборатории в здании ФизТеха, а
потом под эти работы нам в здании Химфизики на Приютской дали две комнаты
внизу здоровые на первом этаже. Нам нужно было все это греть, для этой цели
мы купили локомобиль. Этот локомобиль стоял у нас там в саду, свистел, его
Костя Щербо топил дровами и он давал пар.
И там мы сделали первый каскад колонок. Со мной тогда начинали эти работы
Дима Регель, Петька Степанов, Юра Лазуркин, Митька Филлипов, лаборант, Костя
Щербо, лаборант еще один, как его, я сейчас не помню фамилию. Ну, потом у
меня сразу там появилось довольно много еще людей, которые тоже работали в этом
направлении. Это всякие аспиранты и так далее, но главные были вот эти.
Итак, мы трудились над термодиффузионным разделением. У нас оно получилось,
мы потом сделали интересные колонки конические, двойной конус, один в другом.
И перемещая один конус по оси мы могли как угодно регулировать ширину щели.
Эти конусы нам очень смешно делали. Значит, уже тогда я почувствовал
могущество атомной тематики. Потому что я приехал на "Красный Выборжец", говорю что
вот так и так, мне нужны такие вот заготовки медных труб. Говорят - что вы,
какие там заготовки, какие там медные трубы. . . Вдруг, - они меня оттуда
буквально выперли, я приехал, сказал Абраму Федоровичу и тогда у нас был такой
генерал Поляков назначен, к нам в институт - я говорю, что вот так и так,
нельзя это сделать. Вдруг на следующий день мне говорит этот Поляков:
"поезжайте опять на "Красный Выборжец".
Я приехал туда на другой день - и все абсолютно на совершенно другом языке.
И это мы можем, и это мы можем, и давайте обсудим как лучше сделать и вот так
и так, и, в общем, через две недели будет готово. Но они не могут делать
конуса. Тогда я еду на завод "Комсомольская Правда" (или что-то в этом роде) -
завод пластмасс, где могучие прессы для того чтобы из пластмассы прессовать
всякие вещи. И значит веду разговор там, что вот мне нужно, чтобы спрессовать
из медных цилиндров конуса с очень небольшим наклоном. Те говорят - нет, мы
это не можем. У меня уже проторенная дорога. На следующий день они говорят,
что они могут попробовать, только в воскресенье (и если будут конусные пресс-
формы) .
Где-то для меня на Кировском заводе сделали прямые конуса каленые такие,
которые можно было воткнуть в медные заготовки. Вот, мы едем туда, значит, с
прямыми конусами и давай их давить. И один мы давили, он оказался
перекаленным и с таким звуком как взрыв бомбы лопнул, все это перекосилось, вырвалось
из пресса и трахнуло в стену с ужасной силой. Но, тем не менее, мы сделали
эти конуса. В дальнейшем, в ИФП у нас в мраморном дворце была уже поставлена
крупная термодиффузионная установка. Вся моя лаборатория была там. Мы там уже
установили все показатели этого процесса, и мне уже было довольно очевидно
что, в общем, его нет смысла делать в заводском виде.
У нас продолжалась работа по термодиффузии. Мы соорудили в ИФП довольно
крупную установку, и установили все показатели этого процесса. Они были мало
обнадеживающие для того чтобы делать какое-то большое производство. В это
время мы уже получили книжку Смита, американскую, где тоже были определены
характеристики этого процесса и было сказано что они не находят его
конкурентоспособным с диффузией. Тем не менее, у них был крупный завод построен
предварительного обогащения на термодиффузии. Он у них развился быстрее, чем
диффузия . Ну, также как у нас, собственно. У нас в это время диффузия еще барах-
талась в довольно жалком положении. Но она существенно более трудна
технически . Я хотел эту работу свернуть. И так и докладывал Ванникову об этом деле,
или даже кажется на Совете, я уж не помню. Я помню Ванников, Славский,
слушали это дело, Поздняков. И тогда они мне сказали так - нет, может быть это
действительно и не выгодно будет, но тут дело технически очень простое как вы
нам рассказали, и может быть это будет иметь свое применение. Давайте мы это
дело не закрывать, а давайте мы на ГЭС №2 , на электростанции, которая сейчас
против гостиницы Россия, по ту сторону Москвы реки, давайте мы там (а тут
Первухин тоже был) сделаем крупную опытную установку. Пара там сколько
угодно , вот, можете там его брать.
Мы свернули эту нашу маленькую установку, законсервировали, и стали делать
там большую установку. Очень быстро ее запроектировали и стали делать. В это
время я заставил Стецкую, а она была теплотехником, теплоэнергетиком по
специальности, попробовать разработать тепловой насос для получения
низкотемпературного пара, так сказать для повторного более эффективного его
использования. Тогда это могло как-то исправить экономику этого процесса. В общем, они
и разработали такую идеологию. Там мы соорудили крупную установку, которая
давала примерно 200 грамм в сутки материала, обогащенного до двух процентов.
Так что это было уже порядочное предприятие. Там работали Димка Регель, Ла-
зуркин, Костя Щербо, еще Петунии тоже действовал там. Он-то вообще по
криогенной технике был специалистом, но он был проектантом как раз, и его мы
использовали там как проектировщика этой установки. Там чуть Костю Щербо не
убило. Мы опрессовывали там колонки, ну а полагается сделать так - я этого не
знал, конечно, а полагается раньше сделать гидравлическую опрессовку и только
потом, если держит, то делать газовую опрессовку. А нас интересовала газовая,
потому что мы обнаруживали тогда малейшие течи. С водой не взорвется, а с
газом из нее выбило верхнюю пробку, и хорошо, что Костя, он как раз перед ней
колдовал с той стороны, оттуда отошел, а в этот момент эта штука как трахнет,
и эта пробка в ящик какой-то попала, пробила доску толстенную. Ну, как из
пушки выстрел примерно был.
В общем, там была создана большая установка, она занимала площадь вероятно
метров 600, были большие такие баки, в этих баках торчали наши колонки, в
общем, целое производство, крупное производство уже было. Ну и все были очень
довольны этим производством. Единственно только что было непонятно, надо его
раздувать или нет. Но я с самого начала держался той точки зрения, что это
дело бросовое, что мы его делаем в запас, но что это не будет главным
направлением .
Кикоин уже тоже к этому времени был привлечен к работе.
Кикоина Курчатов вытащил из Свердловска и Кикоин тоже начал в этом
направлении работать. Он занимался диффузией, а я занимался термодиффузией. Я тогда
встретил у Игоря Васильевича Харитона, было совершенно непонятно, чем он
занимается , но я более или менее конечно это понимал. Потому что он всегда
занимался собственно цепными реакциями. Теперь я уже понимаю, тогда я этого не
знал, но я предполагал, что он изучает возможности развития самой цепной
реакции взрывного типа, разветвленной цепной реакции. Что его вот эта сторона
интересует. Тут важны не только ядерные константы, но и начальные условия,
как их создать. Как создать надкритичность нужную, чтобы реакция не затухла.
Это сложная вещь, это требовало очень детального изучения кинетики всех этих
реакций.
В этом направлении Зельдович был задействован, Померанчук привлечен к этому
делу, и Гуревич. И вот Гуревич и Померанчук разработали теорию первого котла.
И они определили, насколько должны быть допустимы вредные поглощения там и
так далее. Они разработали задания на получение графита сверхвысокой чистоты,
чтобы примеси по бору были не больше одной миллионной. Это произошло в ре-
зультате их расчетов и сопоставления с теми константами, которые тогда были
уже померены. Это было очень важное обстоятельство.
Курчатов значительную часть тех людей, которые были у него в лаборатории в
Ленинграде, постепенно собрал вокруг себя. Это были люди, которые его
устраивали . Много появилось и новых людей. По разным причинам они появились. То ему
кто-то посоветовал кого-то привлечь, то каких-то деятелей просто, например,
назначали. Сложная же была обстановка. Нужно было развить институт. Круг1, из
которого можно было черпать, он был очень ограничен. Поэтому интересней
сказать не о каждом из них, а об общем каком-то подходе Курчатова к людям .
В результате работы над урановой проблемой такой настоящей крупной научной
школы, в общем, Курчатовым не создано. Он торопился всегда в работе, ему
нужны были такие люди, как скажем Панасюк, Дубовский, которые выкладываются
целиком на ту работу, которую они вели, но может быть, поэтому у них не было
времени подумать. А все-таки конечно научная школа образуется не только из
самой конкретной работы, но и из обдумывания работы. Из работы вместе со
своими учениками, обдумывания каких-то новых проблем. Очень хорошо, когда у
ученого получаются какие-то его сотрудники, которые вырастают выше его. Вот
это, собственно говоря, главная задача руководителя школы, чтобы вышли люди
выше его из его школы. У Курчатова как раз и не получилось ни одного
преемника , кто мог бы полноценно и с лихвой его заменить. Такого не было. И больше
того, те, кто пришли и возглавили направления в его институте и вообще в
области урановой проблемы, как ее называли тогда, это были не его ученики, а те
ученые которые как-то такое начали работать вместе с ним, с удовольствием
работали вместе с ним.
Например, я - я. всегда считал, что это в моей жизни такой хороший и
интересный период был, мне было всегда хорошо работать, просто получал
удовольствие. Но я не могу считать себя в чем-то его учеником. Также точно как Арцимо-
вич не был его учеником, так же точно как Кикоин не был его учеником. Мы все
вышли все-таки из школы Иоффе, вот это была наша научная школа. А здесь,
конечно, мы много очень приобрели от работы с Курчатовым, от какой-то его
хватки . Это для нас очень много значило, для всех из нас. Но не получилось так,
скажем, как у Вернадского, что он создал школу геохимии, людей которые
действительно работали по его идеям. Так что в этом смысле тут нужно это четко
понимать эту грань. С другой стороны, у Курчатова был необыкновенный талант в
смысле привлечения людей к работам в том направлении, которое он вел и к
тому, чтобы получить от этих людей максимальную отдачу, независимо от его
отношения к ним, как к людям. Ко всем, кто дал хоть какую-то отдачу на это дело,
которое он вел, он умел организовать такие отношения, которые действительно
давали максимальную эффективность. И вот в этом была его совершенно
немыслимая организующая сила. Я считаю, что вот то, что именно на него возложили это
дело, это был умнейший в свое время шаг, и конечно это обеспечило решение
всей проблемы ядерной в такой необычайно короткий срок. Соревнование-то шло
ведь очень серьезное, и страна была под угрозой. Он ясно чувствовал эту
угрозу над своей головой.
Он чувствовал необычайную ответственность за решение того дела, за которое
он взялся, причем в его наиболее, так сказать, широком толковании. Он
чувствовал , что это жизненно важно для страны, и вот это было главное. И вот это,
конечно, было его движущей силой. И у него абсолютно отсутствовало такое
свойство, которое часто встречается сегодня - что как только что-то выходит
за рамки непосредственного поручения или интереса, так от этого моментально
человек пытается отбрыкнуться. Вот у него этого абсолютно не было. Он всегда
считал, что нужно всякое творчество втягивать в сферу своей деятельности.
Если при этом возникали какие-то задачи чересчур далеко уходящие, то он всегда
умел установить приоритеты - давайте раньше мы сделаем это, а потом займемся
тем. Так, например, совершенно естественно одновременно с решением военной
задачи с атомной энергией возник вопрос решения задачи и мирного назначения -
атомные электростанции, всякие судовые двигатели и так далее. Вот он умел
совершенно решительно работы в этих направлениях свести до каких-то минимумов,
чтобы они не отвлекали главных сил, и в то же время, чтобы они развивались,
подготавливались для следующего этапа. Он их не глушил, как говорится
напрочь . А то ведь были такие в это время указания - что нельзя эти работы
развивать . Но он оставил на них минимум людей, которые ими занимались, и поэтому
переход к следующим этапам развития получался без перерыва. Вот этот стиль
его лаборатории был, он так и остался в этом деле. Очень важная вещь - это
приоритеты задач, четкое понимание приоритетов на каждый день и в тоже время
стратегия подготовки следующего этапа. Вот собственно что у него было всегда,
вот это я сейчас, по-моему, правильно сформулировал.
Я считаю, что огромное значение для успеха его работы было какое-то
необыкновенное умение Курчатова работать с любым человеком. Человек этот предан
Курчатову или враждебно настроен, заинтересован в деле или в каких-то личных
совершенно делах, - для Курчатова это было, в общем, мало значимо. Из каждого
человека, который соприкасался с Курчатовым, он умел извлечь максимальную
пользу для своей работы, которую он вел.
Он умел найти... задачу или стремление этого человека и как-то
удовлетворить честолюбие этого человека в соответствии с его возможностями, это
совершенно необыкновенная была одаренность. Причем способность эта - а это было у
него всегда, причем еще в ФизТехе эта черта у него проявлялась очень сильно.
Ведь в составе его лаборатории были люди, много было таких людей, которых
никто бы из нас - ни я, ни Пал Палыч Кобеко не взяли бы к себе в лабораторию. А
у него они работали. Они работали, делали какие-то вклады. Они возмущались
против Курчатова. Потому что, в конце концов, они соображали, что они
находятся на каких-то таких ролях... ну так сказать роботов в работе. Я помню
какой-то такой очень интересный был у нас разговор, это Пал Палыч Кобеко
участвовал в этом деле и несколько сотрудников Курчатовской лаборатории, которые
прибежали в нашу лабораторию. Они за прибором прибежали в нашу лабораторию
или еще что-то такое - у нас постоянно был такой контакт. И вдруг они начали
говорить, что вот Курчатов, он всех подчиняет. Как только они кончили этот
разговор (и ушли) Кобеко сказал "С говна сливки снимает". Это было четко
сформулировано положение в этой ситуации. И это действительно было так. Это
была редкостная одаренность. Причем, вот это было страшно важно для
организации работ по атомным делам. Вот когда Игорь Васильевич работал со мной по
размагничиванию на Черном море, в это время к нам назначили одного морячка,
который должен был обеспечивать нам, так сказать, тыл. Его фамилия была,
кажется, Гоменюк. Это был необыкновенно неприятный человек. То есть собственно
никаких симпатий к нему абсолютно ни по каким признакам невозможно было
питать . И я с ним был на ножах с первого момента. И это сильно осложняло
обстановку. Но Игорь Васильевич, он с ним можно сказать сразу нашел какие-то там
взаимодействия, и сразу тот стал работать полезно и это существенно помогло,
например, тому, что мы там быстро развернули эти работы. Вот у него всегда
была вот эта одаренность, и она у него проходила буквально. . . через всю
жизнь. Он умел как-то найти какие-то взаимодействия с многочисленными людьми
с которыми он работал, так что люди действительно выкладывались чтобы сделать
то, что у него уже было намечено как необходимое дело. Причем вот здесь Игорь
Васильевич абсолютно не стеснялся. Если он, скажем, знал, что нужно сделать
какую-то вещь, причем знал точно какую, он не стеснялся, он говорил этому
человеку что вот, вы сделаете это дело, это ваше направление, что вот тут вы
можете прославиться. Поэтому все работали с охотой, потому что каждому в
соответствии с его так сказать сущностью Игорь Васильевич давал какое-то такое
подходящее дело.
Урановый проект, вся эта огромная махина, требовала огромного количества
идей. Эти идеи появлялись не только благодаря творчеству самого Игоря
Васильевича, но и благодаря тому, что он втянул крупных теоретиков и крупных
физиков вообще в обсуждение каждой работы, всех вопросов которые возникали, и
поэтому он мох1 для каждой проблемы выложить квалифицированную, как мы сегодня
говорим, программу, где были учтены и так сказать очень взвешенно
переработаны мнения наиболее крупных специалистов. Вот это было очень важно. Тот же Ха-
ритон, тот же Зельдович, Гуревич и масса других. Таким образом, что они
давали так сказать не только общие идеи, но они участвовали в планировании
экспериментов, они ставили конкретные задачи перед каждым, буквально каждым
человеком .
Курчатов здесь играл роль не бизнесмена, а он сам участвовал в разработке
всех вопросов и одних он так сказать приземлял и заставлял их решать не
только общие проблемы, он пытался всегда получить более конкретное решение на
какой-то частный случай, что не тривиально было, вообще говоря, не так просто
это получалось.
Он был далеко не только связующим звеном. Он организовывал их работу. Он
заставлял всех теоретиков вникать в эксперимент и извлекать из него все то,
что непонятно, что не увязывается и тому подобное, и поэтому эксперимент
получался всегда обеспеченным теоретической поддержкой. Это вот сыграло
решающую роль в сокращении сроков решения атомной проблемы.
Именно поэтому наши тогда просто необычайно быстро продвинули это дело, так
сказать по наличию вложенных сил по сравнению с Америкой. Это талант
Курчатова.
Так что вот в этом смысле я так и говорю в любом своем выступлении, что
стране необычайно повезло, что на эту проблему был назначен Курчатов.
Иоффе, например, Капица, Семенов - никто из них не мох1 бы так это дело
реализовать, как это сделал Курчатов. Потому что это был человек необычайной
увлеченности, но в то же время именно конкретной увлеченности. Мы всегда
Курчатова называли генералом.
Почему? Да потому что именно у него как у этого самого генерала была всегда
необычайно хорошо и на длительное время спланированная деятельность. Он
больше чем каждый из нас менял направление своей деятельности.
Он занимался вопросами изоляции у Иоффе, там он порядочно напорол в
результатах, и именно мне как говорится выпало найти ошибки и закрыть эту работу. И
это его в известной степени тоже конечно как-то направило, что нужно более
требовательно относится к результатам своей работы. Но это его никак не
возбудило, и у нас были самые с ним хорошие отношения всегда. Но вероятно и это
повлияло на то, что у него появилась такая страшная требовательность к
обоснованию результатов.
Конечно, было чрезвычайно важно вот это чувство ответственности Курчатова
за результаты работы. Такое редко у кого встречается. Причем и сам он
выкладывался как только мог, и в то же время требовал ото всех нас, чтобы мы
действительно полностью гарантировали то, что у нас получается.
С начальством у него были такие взаимоотношения. Я бы считал так, что его
авторитет у начальства был абсолютно непререкаем. Ему могли задавать вопросы,
с него могли как-то такое требовать. Но никогда не стоял вопрос так, что вот
там какой-то там деятель считает по-другому. Такой постановки вопроса никогда
не было. Он сумел себя так поставить, свои отношения личные так сформировать
со всем начальством, что все они работали абсолютно ему на пользу, и никакого
не было сопротивления.
Когда я уже всерьез занялся урановой тематикой и тем самым перешел под
начальство Игоря Васильевича, у меня с ним был интересный разговор. Я тогда
сказал ему, что согласен работать в этом направлении, но у меня есть два
пожелания: не работать непосредственно над бомбой и раз в году иметь месячный
отпуск. Он согласился и надо сказать, что эти пожелания почти всегда
выполнялись .
В связи с напряженностью работы по всем направлениям, интересно вспомнить о
первом кино про эту эпопею - "Выбор цели" . Это кино просто ни к черту не
годится . Оно отвратительно. Прежде всего, Бондарчуку совершенно не удался
Курчатов . Здесь, у Бондарчука, это какой-то пухлый интеллигент, всего с одной
стороны боящийся, с другой стороны какой-то такой... как осел какой-то. А
Игорь Васильевич был человек необычайной живости. И вокруг него буквально все
кипело. Постоянно менялся народ, постоянно какая-то напряженная была попытка
что-то понять, что-то обдумать, как-то решить, вот. Никогда не было такого,
чтобы он ходил как этот Бондарчук и по какому-то поводу там рыдал или что-то
такое. Это просто смешно говорить даже. Сам дух нашей тогдашней работы
абсолютно не передан в этом фильме. Это просто полная чепуха. Потому что работа
была необычайно напряженная, необычайно живая. И вот благодаря в значительной
степени и характеру Игоря Васильевича, и характеру Ванникова, эти работы все
время сопровождались какими-то острыми, постоянно смешными ситуациями. Это
шло всегда с руганью и с каким-то весельем. Ни черта никаких философских
вещей - нужна ли там бомба или нет - не было, потому что для нас было
совершенно очевидно, что если у нас не будет бомбы, то Россия пропала. Это было
совершенно очевидно. И поэтому все мы были, как говорится, кровно
заинтересованы в том, чтобы как-то сделать скорее эту вещь, потому что мы понимали, что
только это может отложить войну.
Мы получали, конечно, иностранные журналы, все это мы получали, там все
писалось . Кроме того, была постоянно ТАССовская информация, довольно подробная,
это обзор всей иностранной прессы. Ну и кроме того, иногда приходили всякие
еще дополнительные сообщения. Но в основном эти дополнительные сообщения
технической информации такой важной не содержали.
Мы знали, что там делается, именно в политическом смысле, очень даже
представляли себе ясно. Было совершенно ясно, что дело идет к войне, и что если
мы не успеем, то будет кошмарная война, в которой погибнут сотни миллионов
людей.
Вспоминает
Е.Д. Регель
В 1946 году директор института Физических проблем Академии Наук Петр
Леонидович Капица, весьма заслуженный академик, попал в опалу. Он не смог дальше
работать с Л.П. Берией. Этот интеллигентный человек не смог выносить
постоянное хамство, о чем написал И. В. Сталину, с которым он иногда обменивался
письмами. Вероятно, эта редкая переписка со Сталиным и спасла П.Л. Капицу от
решительных действий со стороны Берии. Капицу уволили с поста директора ИФП и
разрешили жить на даче вблизи Москвы. На пост директора захотели назначить
А.П. Александрова.
Александров получил назначение директором ИФП АН СССР на место академика
П.Л. Капицы. Это назначение его очень угнетало. Он ни с кем в семье не
разговаривал, кроме Мары, и лучше было не попадаться ему на глаза и, конечно, не
задавать вопросов. А для меня многое было неясно. В. Р. Регель (мой будущий
муж) должен был ехать в Москву с лабораторией АП, а мы не могли
зарегистрировать наш брак, т.к. оба были еще не разведенные. А.П. (Анатолий Петрович)
сказал, что это неважно, т.к. я еду с семьей Александровых. У меня не было
другого выхода.
Началась подготовка к отъезду. Первым делом был организован прощальный ве-
чер, на котором сотрудники, переезжающие в Москву, исполнили песню о том, что
они готовы ехать хоть к черту на рога, "только не на Колыму!" - эти
заключительные слова я хорошо запомнила, а все остальное забыла. Я не могу точно
сказать, в какое время и при каких обстоятельствах А.П. рассказал нам о том,
как он пытался избавиться от нежелательного назначения в Москву на место П.Л.
Капицы, не желая быть "штрейхбрехером" . А было это так: по дороге к Берия,
куда его вызвали для получения приказа о назначении директором ИФП, А.П.
купил водки, побрызгал себя этим "одеколоном" и хлебнул для храбрости... В
кабинете он попытался убедить Берию, что его кандидатура неудачная, т.к. он
пьет и не может за себя ручаться. На это Л. П. Берия ему сказал, что ИМ все
известно, вплоть до его находчивости, как он полил себя водкой и полоскал
рот..., а потом вручил А.П. приказ за подписью Сталина. Вскоре (когда точно
не помню) А.П. с Макой и детьми уехали в Москву, где сначала получили
квартиру в "Капичнике" (Воробьевское шоссе, 2). На нашу с В. Р. Регелем
ответственность Мара оставила все вещи, которые надо было упаковать и отправить в
Москву. Строго настрого было "приказано" отправить в Москву две огромные
керамические "вазы" (тара из-под каких-то реактивов, найденная на помойке Физтеха).
Эти "вазы" были ею расписаны масляными красками и служили для зимних букетов
из осенних веток клена, осины, дуба и других деревьев. Заказать необходимые
по размеру ящики нам не удалось, и тогда мы решили упаковать их в
перевернутый вверх ногами стол (обеденный, складной). Зашили его по сторонам листами
фанеры, поставили в него вазы, и за отсутствием стружек для уплотнения
использовали старые ватники, одеяла, куртки, брюки и другое барахло. Туда же
упаковали кухонную посуду. Упаковали, заколотили сверху, и получился огромный
тяжеленный ящик. Для надежности написали большими буквами "Антиквариат!
Осторожно, не кантовать" и отправили его вместе с остальным багажом в товарном
вагоне, в котором вывозили оборудование лаборатории А.П. из Физтеха в Москву.
Сами мы уехали налегке и к прибытию багажа были уже в Москве. Тут-то и
началось самое интересное. Внести в дом этот ящик не удалось. Пришлось
распаковывать его на глазах у почтенной академической публики, проживающей в этом
доме... "Антиквариат" представленный глиняными вазами и кухонной посудой
произвел настоящий фурор... Директору А.П. "доброжелатели" доложили, что творится
во дворе перед его квартирой, и он послал посыльного, повелевая немедленно
прекратить это безобразие. Мы поспешили убрать с глаз долой все старье -
упаковочный материал, ящик стол освободили от фанеры и затащили в квартиру. Вазы
до сих пор украшают Александровский дом, но теперь уже на Пехотной, в Москве.
А.П. Александров
вспоминает
Я собрал всех и произнес следующую речь. Что вот товарищи, я познакомился с
тем предложением, которое сделал Петр Леонидович относительно производства
дейтерия путем ректификации жидкого водорода. Мне кажется, что это
предложение в высшей степени интересное и нужно это дело реализовать и довести до
производства. Причем, я не специалист в этой области, а вы специалисты в этой
области. Моя роль будет заключаться в том, что я буду вам помогать в
организационном отношении и во всех отношениях по обеспечению этой работы, а ваше
дело - эту работу развить. Я понимаю так, что нам сейчас нужно разобраться в
физике этого дела, нужно сделать у себя сначала небольшую лабораторную уста-
новочку. Потом, говорю, большую полупроизводственную установку. В мраморном
здании, которое находится в парке, собственно ничего нет. Вот там мы сделаем
большую установку. И в это же время будем разрабатывать проект крупного
завода.
Пусть у нас потом половина этого проекта окажется негодной, в результате
наших экспериментов, мы ее переделаем, но во всяком случае сэкономим очень
много времени. Значит, все были несколько изумлены таким подходом. Шурка
Шальников мне говорит, слушайте, Анатолий Петрович, тут же есть очень много
сложностей, потому что водород он может быть в орто-пара состоянии. Ортоводо-
род и параводород - они превращаются друг в друга с довольно большим
тепловыделением, и это все может совершенно нарушить весь процесс ректификации. Я
тогда говорю слушайте, а как с точки зрения термодинамики? Они говорят, вот,
при этих температурах жидкого водорода устойчив такой-то (я уже сейчас не
помню кто - орто или пара, кажется орто). Тогда я говорю, так давайте
попробуем сделать таким образом, чтобы у нас был специальный какой-то участок где
мы превращаем. . делаем конверсию орто в пара или пара в орто. Чтоб нам уже
получить равновесный состав этого водорода и тогда с ним обращаться, чтобы не
было никаких тепловых помех при этом процессе. Ну, они все согласились, что
это разумно, но что никто не занимался такими катализаторами. И тогда значит
я договорился с Карповским институтом, по этому поводу, что он берется такие
катализаторы разработать. И еще был один сложный очень вопрос, по которому я
тоже договаривался с Карповским институтом. Дело в том, что при получении
водорода электролитическим методом, а мы ориентировались именно на
электролитический водород, потому что он наиболее чистый, ...и был кстати завод, который
использовал для синтеза аммиака электролитический водород, мы к этому заводу
и хотели пристроиться. И вот оказывалось, что в этом водороде есть некоторое
количество, очень небольшое, кислорода. А примесь кислорода вымерзает при
водородных температурах. Значит где-то намерзает кислородный лед в установке,
который в атмосфере водорода может великолепно взрываться, как тротил
примерно . И вот по этому поводу мы сильно задумывались, как нам провести настолько
глубокую очистку водорода, чтобы исключить всякого рода неприятности.
Этой проблемой занимались и в другом институте - институте Азотной
промышленности, который раньше ухватился за эту идею Капицы, она ему была известна,
видимо потому что им это дело поручил Первухин. Они стали лихорадочно
действовать в этом направлении. И не отработав толком процесс, они решили сделать
опытную установку так сказать на все случаи жизни. Они предусмотрели там
массу всяких коммуникаций, чтобы в случае можно было как-то схему немножко
видоизменить в тех пределах, в которых это следовало бы, чтобы внести какие-то
коррективы. В то, что они не могли толком рассчитать. Ну, в общем, это был
возможный подход. Но эта опытная установка, после того как мы уже с полгода
на ней работали взорвалась. Конечно взрыв такой установки это, в общем,
событие чрезвычайное. Этим делом мы и занимались, рассматривали что и как и
занимались конечно не только мы, но в общем это у начальства отложило такую идею,
что это процесс очень опасный и что тут можно нажить неприятностей.
Несмотря на взрыв первой установки мы тем не менее работали. Мы достали
парочку американских компрессоров. Это были азотные компрессоры, но мы их
переключили на компрессирование водорода. Уже у Шальникова работала маленькая
разделительная установочка, где он занимался вот этой конверсией орто и пара
водорода. Бриллиантов занимался очень глубокой очисткой водорода, тоже
используя катализаторы, которые разработали в Карповском институте. И он же и
Стрелков разрабатывали методы анализа на остаточный кислород. А остаточного
кислорода у нас должно было быть одна миллиардная процента. То есть тогда
вообще и думать нечего было о том, чтобы с такой точностью анализы можно было
бы производить. И был разработан такой метод: мы через холодилку с
активированным углем пропускали некоторое дозированное количество газа, а на
активированном угле садились все примеси кроме чистого водорода. Потом мы
размораживали эту холодилку, и таким образом мы производили накопление кислорода, ну
примерно там в 10 тысяч раз. И после этого чувствительности анализов уже
хватало , чтобы его определить. Вот такую аналитическую методику мы разработали,
написали на нее все регламенты, для того чтобы ее в заводском производстве
применять. После этого мы сделали специальную лабораторию, мы ее построили
там тоже в парке, где мы производили взрывы кислорода в водороде. Твердого
кислорода в водороде. И мы смотрели при каких количествах и когда это опасно.
Оказалось, что это очень интересная вещь. Когда намерзает кислород, он, в
конце концов, образует такую довольно плотную кристаллическую массу. И эта
кристаллическая масса потом трескается, видимо в результате рекристаллизации
каких-то. И когда она трескается, там за счет электризации трением,
получается взрыв. Очень такая эффектная вещь. Голубой такой огонь и потом - бенц, все
взрывается к чертовой матери. Причем это мы делали в трубках разных
диаметров, с разными количествами, и потом мы поняли, что мы получили ключ к
расчету длительности кампании, то есть, сколько времени может работать водородная
установка при водородных температурах с тем содержанием кислорода, который мы
гарантируем, вот чтобы не произошло взрыва. А потом размораживаем, отдуваем и
- следующая кампания. Ну, это нормально - все холодильные установки время от
времени размораживаются и отдуваются. Но тут было очень важно установить,
какая длительность этой кампании.
Она могла бы быть день, если бы был водород нормальной чистоты, так сказать
технической. А при водороде той чистоты, что мы делаем, у нас значит,
получался срок, что мы можем работать целый год.
Но мы дали гарантийный срок три месяца. И делали установку из двух блоков,
которые попеременно работают один-второй, один-второй.
Ну, разморозить, заморозить - это две недели. Процесс такой довольно
длительный. А потом в это время надо сделать профилактику всего остального
оборудования, ну это обычно принято в химической промышленности. Тут никакого ни
изобретения, ничего не было. Было важно то, что мы действительно научно
аргументировали вот эту длительность кампании. Это было очень важно, потому что
иначе могло бы взорваться как в Дзержинске. Мы выяснили что мы можем
приспособить к этой работе компрессоры по 10 тысяч кубометров в час - колоссальной
производительности компрессоры, и у нас вырисовался так сказать проект
завода. Мы начали работать вместе с этим институтом Азотной промышленности, вот
тем который взорвал свою опытную установку, потому что проектирование завода
- это все-таки было его дело. Но технологию мы всю дали свою. Больше того, мы
с этого момента перешли на сооружение большой установки. Вот там в этом
домике в парке.
Эта разработка по водородным делам, она у нас тянулась довольно длинно,
естественно, это была большая работа. И хотя в 46 году пустили наш первый
графитовый реактор, необходимость в тяжелой воде не отпала. Не отпала вот
почему. Дело в том, что к этому времени выяснилось, что на тяжелой воде тоже
очень прекрасные реакторы можно создать. Какие из них будут экономичнее, еще
было трудно сказать. Все зависело от цены тяжелой воды. Поэтому обещание
Капицы делать ее по цене водки могло склонить дело в этом направлении. В то же
время уже в конце 47 года - в 48 году выяснилось, что это не так просто
работать с уран-графитовым котлом. Там свои сложности есть очень большие. И
поэтому это направление... его надо было, во всяком случае, чрезвычайно ясно
себе представить. А кроме того, уже в это время начали светить всякие идеи
насчет термоядерных вещей, где требовался дейтерий. Так что нужно было думать
о том, как его получать. Я уже был в курсе этих вещей. Потому что именно
Ландау делал один из первых докладов в этом направлении, что можно попытаться
осуществить термоядерную реакцию, и я на этом докладе был.
А с водородом дальше развиваются такие события. У нас готов проект завода.
Все это было привязано к Чирчику. Проект выполнен ГИАП ом. А мы уже пустили
эту большую установку. Мы уже получили тут сильно обогащенный по дейтерию
водород . Мы разработали специальный тип ректификационной колонки для этого де-
ла. Мы даже испытывали ее гидравлические характеристики в бассейне, который
там есть для охлаждения компрессоров.
И разработали действительно отличные ректификационные колонны. После этого
мне пришлось поехать в Ленинград и на заводе " Красный Выборжец" эти все
работы запустить в производство, потом и на Тамбовском заводе "Комсомолец", в
общем, все они начали работать на это дело.
Это были так сказать первые опыты для того чтобы определить, можно ли
сделать такое оборудование или нет. В это время был назначен мой доклад по этому
поводу на Совете в Первом главном управлении. Это был научно-технический
Совет, в котором участвовали все (ведущие) ученые и все промышленные
руководители Атомной проблемы тогда. Я стал докладывать относительно вот этого
разделения. На меня там набросились очень сильно по поводу того, что как мы можем
гарантировать кампанию и так далее. Ну, надо сказать, что мы после этого
Совета еще провели несколько серий опытов по взрыву кислорода в водороде.
Потому что была там отмечена некоторая неполнота наших данных. Ну и после этого
уже был вынесен вопрос в правительство, вернее к Берии, о строительстве
завода. Заседание происходило так - там было много народу, председательствовал
Берия, как всегда на этих заседаниях - это называлось Спецкомитет.
Берия сидел за столом, таком перпендикулярным, а от него вдоль шел длинный
стол, за которым все сидят. Слева от него сидел Махнев, ближе всего к нему, и
он собственно и представлял все материалы. Махнев докладывает, вот, товарищ
Александров представил проект завода для получения тяжелой воды. Берия берет
в руки бумагу: А товарищ Александров знает, что взорвалась опытная установка
в Дзержинске? Махнев говорит - знает. А я сижу прямо против Махнева, тоже
рядом прямо с Берией. Он не ко мне обращается, к Махневу. Он свою подпись не
снимает? Он говорит - нет, не снимает. Потом он так посидел. - А он знает,
что если завод взорвется, он поедет, где Макар телята гоняет? Он немного по-
русски не очень-то говорил. Я говорю что да, это я себе представляю. Вы
подпись не снимаете, товарищ Александров? Я говорю - нет, не снимаю. Берия
говорит - строить завод. И написал резолюцию - "за, ЛБ". Все. Значит это решено о
заводе стоимостью что-то около сотни миллионов рублей. И как-никак впервые в
мире был водородный холод в промышленном масштабе здесь реализован.
Американцы это делали изотопным обменом. Высокотемпературным изотопным
обменом. Термодинамический процесс, который мы разработали был гораздо
выгодней, но технически труднее. Но, в общем, сейчас и то и другое делают у нас.
Этот завод еще работает до сих пор, и ни разу не взорвался. Ну, надо сказать,
что перед тем как дашь такую подпись и скажешь, что подпись не снимаешь. . .
подрожишь порядочно. Но надо сказать, что мы очень тщательно тогда отработали
вот эти все вопросы о возможности взрыва.
И, надо сказать, коллектив института тогда работал отлично. Они так
увлеклись делом, имеющим большие перспективы, - здоровый завод будут строить по их
разработке. И их аналитические методы и ректификационная колонна, все эти
конверсии туда-сюда и все пошло в дело. Это было очень крупное дело. Оно
очень любопытно закончилось. Уже после того как опять Капица был назначен
директором института возник вопрос... а завод уже к этому времени проработал года
три и хорошо работал - возник вопрос о присуждении государственной премии по
этому делу.
Реакция Хлопина
и Вернадского
С Хлопиным консультировались в 1942 г., но было ясно, что он и Вернадский
не были удовлетворены развитием событий. "Как обстоит дело с ураном?
Пожалуйста , напишите мне возможно точно. В каком положении урановая комиссия? Мне
кажется, сейчас она должна действовать", - писал Вернадский Ферсману в ноябре
1942 г. - Мне кажется, писал Хлопин, что Иоффе вошел в правительство с какой-
то запиской по этому поводу, замалчивая совершенно попытку Академии".
15 января 1943 г. Хлопин послал письмо Кафтанову и Иоффе, - от последнего
он узнал о решении Государственного комитета обороны возобновить работы по
урановому проекту. Из содержания письма чувствуется, что гордость Хлопина
была задета. Он жаловался, что не получил определенных указаний от Иоффе или от
Государственного комитета обороны, и настаивал на том, что "решение задачи,
поставленной Государственным комитетом обороны перед Академией наук,
невозможно без существенного участия в работе вверенного мне Радиевого института
Академии наук СССР и моего лично".
Хлопин выделил исследования, которые, по его мнению, было необходимо
провести. Центральной проблемой, с его точки зрения, было разделение изотопов, и
он потребовал, чтобы в выполнении этой работы главную роль играл Радиевый
институт . Вернадский тоже был сильно озабочен урановой проблемой. Он,
несомненно, не знал о мерах, которые были приняты, так как 13 марта 1943 г. послал
письмо президенту Академии наук, в котором писал, что Урановая комиссия
должна быть возрождена, как в связи с возможным военным использованием урана, так
и в связи с тем, что после окончания войны стране понадобятся новые источники
энергии для восстановления экономики. Вернадский писал о том, что видит
признаки ведения работ по атомной энергии, как союзниками СССР, так и его
врагами.
Направить активность Урановой комиссии на поиски запасов урана стало делом
"первостепенной государственной важности". "Состояние наших знаний, - отмечал
Вернадский, - такое же, каким оно было в 1935 г. Наш огромный бюрократический
аппарат оказался бессильным".
Двумя днями позже он написал президенту Академии снова, жалуясь, что, "к
несчастью, Иоффе не понимает или притворяется, что не понимает, что для
использования атомной энергии прежде всего надо найти урановые руды в
достаточном количестве". В одну летнюю кампанию, полагал он, это могло быть
разрешено. Насколько ему было известно, Ферсман и Хлопин придерживались того же
мнения.
Решение о
развертывании
работ по атомному
проекту СССР
Решение начать работы по урановому проекту было принято, когда шла битва за
Сталинград. Когда Курчатов 22 октября был вызван в Москву, Красная армия
отчаянно пыталась удержать город. 19 ноября она начала контрнаступление с целью
окружить и изолировать немецкие войска в Сталинграде. К моменту приезда
Курчатова в Москву (9 января 1943 г.) для встречи с Первухиным Красная армия
затягивала петлю. Советский план контрнаступления под Сталинградом имел кодовое
название "Уран". Обычно его связывают с планетой Уран, но оно могло также
означать и элемент уран. Автор одной из книг о Курчатове полагает, что "вряд ли
можно считать случайным", что контрнаступление имело это название, если
учесть, что в то же самое время, когда оно планировалось, было принято
решение возобновить работу по урановой проблеме.
Случайно или нет, связь между этими двумя событиями нельзя полностью
исключить. Победа под Сталинградом, ее вклад в победу над нацистской Германией
означали появление новой мировой державы - Советского Союза, тогда как
реализация ядерного проекта должна была обеспечить Советскому Союзу ключевую позицию
в послевоенном мире и один из самых мощных символов силы в нем. Какой же была
связь между войной и бомбой в решении Сталина? Совещания, проведенные в 1942
г., показали, что многие ученые скептически воспринимали советы начать работу
по ядерному проекту, на том основании, что советская атомная бомба не могла
быть создана вовремя, чтобы повлиять на исход войны. В январе 1943 г.
Курчатов предостерегал Первухина о том, что Германия может создать атомную бомбу.
Но он также выразил сомнение даже в том, что в СССР возможно возобновление
исследований в условиях военного времени.
Небольшой проект, начатый в 1943 г. с одобрения Сталина, не мог быстро
привести к созданию советской бомбы. Возможно, хотя маловероятно, что Сталин в
1942 г. думал иначе. Крайне маловероятно, однако, чтобы весной 1943 г., корда
военная фортуна повернулась лицом к русским, Сталин думал, будто советская
бомба сможет повлиять на исход войны с Германией.
Кроме того, Советский Союз несомненно получал разведданные о немецком
атомном проекте из германских источников, а также от своих агентов в Англии.
Британская разведка располагала прекрасной информацией о немецком проекте,
которую поставлял Пауль Розбауд, научный редактор берлинского издательства
пШпрингерп, передававший надежные сведения о состоянии немецких ядерных
исследований в 1942 г.
Весной 1943 г. британское правительство после того, как получило
подтверждение сообщению Розбауда, стало, говоря словами официальной истории
британской военной разведки, "чувствовать себя более уверенным в отношении
германской программы ядерных исследований".
Клаус Фукс в 1942 г. был привлечен к оценке прогресса немцев в ядерных
исследованиях. В конце 1943 г., до его отъезда в Соединенные Штаты, информация,
переданная им в Москву, "подтвердила", по словам офицера КГБ, контролера
Фукса в Лондоне в послевоенное время, "что, во-первых, соответствующие работы в
гитлеровской Германии зашли в тупик и, во-вторых, что США. и Англия уже строят
промышленные объекты по созданию атомных бомб".
Это показывает, что в 1943 г. Сталин должен был иметь достаточно сведений
об уровне исследований в других странах, чтобы не считать советский атомный
проект решающим для исхода войны против Германии. Одобренный им проект
следует понимать как некую слабую гарантию от неопределенностей, которые могли
возникнуть в будущем.
Роль данных разведки
в решении о начале
атомного проекта
В феврале 1943 г. Курчатов не был уверен, что атомная бомба может быть
создана, а если может, то сколько времени на это потребуется. Он сказал Молото-
ву, что еще очень многое для него неясно. " Тогда я решил дать ему материалы
нашей разведки, - вспоминает Молотов. Наши разведчики сделали очень важное
дело. Курчатов несколько дней сидел у меня в Кремле над этими материалами.
Где-то после Сталинградской битвы, в 1943 г.".
Свидетельства о том, что кто-либо из других ядерщиков видел эти материалы,
отсутствуют. Из письма Хлопина к Иоффе (январь 1943 г.) видно, что ему их не
показали. Это же следует и из переписки Вернадского. Правительство, очевидно,
консультировалось с учеными в 1942 г., не показывая им материал, который имел
решающее значение для обсуждавшегося тогда вопроса. Курчатов изучал
разведывательные данные в начале марта после своего приезда из Мурманска, куда он
был отправлен на несколько недель командованием флота, чтобы помочь в работе
по размагничиванию кораблей Северного флота.
7 марта он написал подробную памятку для Первухина о материалах, которые
ему показали. Эта памятка, написанная от руки из соображений секретности, по-
называет, что Курчатов узнал из данных разведки на самом начальном этапе
развития проекта.
Курчатов находился под большим впечатлением от увиденных материалов, все
они относились к английскому проекту. Это имело "громадное, неоценимое
значение для нашего государства и науки, - писал он. С одной стороны, эти
материалы свидетельствовали о серьезности и интенсивности проводимых в Англии
исследований по урановой проблеме, с другой - они позволяли определить основные
направления собственных исследований, обойти многие трудоемкие фазы
разработки проблемы и узнать о новых научных и технических путях их решения".
Курчатов обсуждал материалы, разбив их на три части, первая из которых относилась
к проблеме разделения изотопов. Советские ученые считали прежде, писал он,
что центрифугирование - это наиболее эффективный метод разделения.
Предпочтение, отдаваемое англичанами газовой диффузии, было неожиданным, но информация
о работе англичан делала необходимым включение в советский план наряду с
центрифугированием и газовой диффузии. Материалы, относящиеся к газовой
диффузии, замечал Курчатов, представляли собой тщательный, детальный анализ всех
этапов процесса, предложенного Симоном. Эта работа еще не была проверена
советскими теоретиками, но, как видно, она была сделана группой известных
английских ученых. На основе полученного материала можно было целиком
воспроизвести и установку, и завод. Это сделало бы возможным, "минуя исходную стадию,
начать здесь в Союзе новое, очень важное направление в решении проблемы
разделения изотопов".
Британские исследования, писал Курчатов, показали, что термическая диффузия
будет не очень эффективна, так как потребует огромных затрат энергии. Это
подтвердила работа Зельдовича, выполненная как раз в это время по просьбе
Курчатова. Англичане сделали вывод, что метод центрифугирования не будет
эффективным для разделения больших количеств урана-235, но окончательное
решение может быть принято, замечал Курчатов, только после того, как установка,
разрабатываемая в лаборатории Ланге, будет испытана. Из разведывательных
материалов следовало, что масс-спектрографический метод и метод испарения
непригодны для разделения изотопов урана. Справедливость этой оценки изучалась
Арцимовичем и Корнфельдом. Курчатов привел большой перечень сведений об
установке Симона, которые было бы важно знать.
Вторая часть памятки касалась "проблемы ядерного взрыва и горения". Здесь
самым интересным, по мнению Курчатова, было подтверждение того, что цепная
реакция возможна в смеси урана и тяжелой воды. Советские ученые, писал
Курчатов , пришли к выводу, что это невозможно. Проблема заключалась не в
теоретических расчетах, уже выполненных Харитоном и Зельдовичем, но в данных о
сечениях, которые им пришлось использовать в расчетах.
Из-за отсутствия мощных циклотронов и больших количеств тяжелой воды
советские физики не могли измерить сечение захвата тепловых нейтронов в тяжелом
водороде. Теперь эксперименты, проведенные в Кембридже Хальбаном и Коварским,
показали возможность осуществления цепной реакции в системе уран - тяжелая
вода. Результаты, полученные экспериментальным путем, писал Курчатов, более
надежны, чем расчеты, которые требовали нескольких приближений. Советские
физики не могли повторить эксперимент Хальбана - Коварского, так как в стране
было всего лишь два-три килограмма тяжелой воды Следовательно, было важно
узнать, какую работу проделали Хальбан и Коварский в дальнейшем, в частности,
уехали ли они в Соединенные Штаты, как это предполагалось в разведывательных
материалах, и провели ли они эксперименты в лаборатории с большим количеством
тяжелой воды.
В этом разделе Курчатов указал еще на два момента, которые были бы важны
для советского проекта. Первый относился к конструкции ядерного "котла".
Все опубликованные исследования, замечал Курчатов, основывались на гомоген-
ной смеси урана и замедлителя. Не могло ли стать деление более вероятным,
спрашивал он, если бы уран был распределен в замедлителе в виде блоков
подходящих размеров? Было бы желательно знать, какой тип системы использовали
Хальбан и Коварский и какой тип используется в Соединенных Штатах. Здесь
впервые в советских работах говорится об идее гетерогенной системы, к которой
пришли Ферми, Коварский и немецкие ученые в 1939 г. Второй раздел оказался
более важным, так как касался альтернативного пути к атомной бомбе. "В части
материала, посвященной проблеме ядерного взрыва и горения, - писал Курчатов,
- содержатся очень важные замечания об использовании в качестве материала для
бомбы элемента с массовым числом 239, который должен быть получен в урановом
котле в результате поглощения нейтронов ураном-238. Курчатов сознавал
возможность получения в процессе цепной ядерной реакции делящихся трансурановых
элементов. Для советских физиков очень большой интерес представляла статья
Макмиллана и Абельсона (июнь 1940 г.)л в которой сообщалось о получении
элемента 93 . Макмиллан и Абельсон писали, что этот элемент распадается, образуя
94-й элемент с массовым числом 239. В разведывательных материалах
указывалось, что этот элемент мог быть использован в бомбе вместо урана-235.
В третьей части Курчатовской памятки рассматривалась физика процесса
деления . Здесь интересного материала было меньше. Курчатов был, однако, весьма
удовлетворен тем, что Фриш подтвердил существование спонтанного деления,
открытого Флеровым и Петржаком. Из-за спонтанного деления невозможно, писал
Курчатов, держать весь "бомбовый заряд урана" как единое целое. Уран должен
быть разделен на две части, которые в момент взрыва должны соединиться с
относительно высокой скоростью. "Этот способ приведения урановой бомбы в
действие рассматривается в материале и для советских физиков также не является
новым" , - писал Курчатов. - Аналогичный прием был предложен нашим физиком Г.М.
Флеровым; им была рассчитана необходимая скорость сближения обеих половин
бомбы, причем полученные результаты хорошо согласуются с приведенными в
материале .
В заключение Курчатов отметил, что материалы, с которыми он ознакомился,
заставили его пересмотреть свои взгляды на многие вопросы и нацелиться на три
новых направления исследований:
1. разделение изотопов газовой диффузией,
2 . цепную реакцию в смеси с тяжелой водой и
3. исследование характеристик элемента 94.
Из этих материалов следовало, что для решения урановой проблемы требуется
значительно меньше времени, чем думали советские ученые, которые не знали о
том, что делается за границей. У Курчатова создалось впечатление, основанное
на тщательном изучении материалов, что они подлинные и не рассчитаны на
дезинформацию советских ученых. Это особенно важный момент, отмечал он,
поскольку советские ученые из-за отсутствия технической базы пока не в
состоянии проверить многие данные. Хотя в материалах имеются некоторые сомнительные
выводы, писал Курчатов, это связано, скорее всего, с ошибками британских
ученых, а не с источником информации.
Ровно через две недели, 22 марта, Курчатов написал Первухину другую
памятную записку. Эта записка является основополагающим документом, поскольку
знаменует поворотный момент, когда Курчатов решил: плутониевый путь к атомной
бомбе становится наиболее перспективным. Разведывательные материалы, с
которыми он ознакомился, содержали намек на возможность производить с помощью
уранового котла элемент, который будет использован в бомбе вместо урана-235.
"Имея в виду эти замечания, - писал Курчатов, - я внимательно рассмотрел
последние из опубликованных американцами в "Физикэл Ревью" работ по
трансурановым элементам (эка-рений-238 и эка-осмий-239) и смог установить новое
направление в решении всей проблемы урана - направление, обусловленное особенностя-
ми трансурановых элементов. Перспективы этого направления чрезвычайно
увлекательны " .
Если эка-осмий обладает теми же свойствами, что и уран-235, писал Курчатов,
то он может быть произведен в урановом котле и использован как активный
материал в пзка-осмиевой" бомбе. В этом случае можно обойти всю проблему
разделения изотопов. Этот путь к бомбе имел бы смысл только в том случае, если бы
эка-осмий-239 был действительно аналогом урана-235.
В Советском Союзе работы по элементам 93 и 94 полностью отсутствуют, писал
Курчатов. Все, что известно, получено Макмилланом в Беркли с использованием
самого мощного в мире циклотрона, и последняя его публикация появилась в "Фи-
зикэл Ревью" в номере от 15 июля 1940 г.
Курчатов писал, что советские ученые не будут иметь возможности изучить
свойства эка-осмия до лета 1944 г. , когда будут восстановлены и запущены
советские циклотроны. Следовательно, очень важно узнать, что известно в
Соединенных Штатах об элементах 93 и 94. Курчатов сформулировал четыре ключевых
вопроса:
1. делится ли элемент 94 быстрыми или медленными нейтронами?
2. если да, то каково сечение деления (для быстрых и медленных нейтронов в
отдельности)?
3. подвержен ли элемент 94 спонтанному делению, и каков период полураспада
по отношению к этому процессу?
4. какие превращения претерпевает элемент 94 со временем?
Курчатов привел список лабораторий в Соединенных Штатах, где могли
проводиться подобные работы. Список открывался Радиационной лабораторией в Беркли.
Первухин послал Курчатовскую записку в НКВД, Гайку Овакимяну, заместителю
начальника иностранного отдела Главного управления государственной
безопасности НКВД, было поручено передать вопросы Курчатова агентам за границей.
Две памятные записки Курчатова, составленные в марте 1943 г., сыграли
решающую роль в советском атомном проекте. Они показали, что Курчатов уже начал
организацию исследований, определяя для своих сотрудников основные вопросы
для изучения, в особенности вопросы, касающиеся методов разделения изотопов.
Из этих записок также видно, в какой степени советские исследования
тормозились из-за отсутствия урана, тяжелой воды и оборудования (циклотрона). В этих
записках можно видеть путь, который был выбран Курчатовым и который приведет
к первой советской атомной бомбе. В марте 1943 г. Курчатову стало ясно, что
плутониевый путь к бомбе позволил бы обойти комплекс необычайно трудных
проблем, связанных с разделением изотопов. Он, однако, еще не знал об успехе
Ферми в Чикаго, так как писал в своей памятной записке от 22 марта, что ему
неясно, возможна ли реализация уран-графитовой системы (именно это и
осуществил Ферми). Тон Курчатовской записки много говорит об Игоре Васильевиче.
Здесь отсутствует торжество по поводу того, что получена информация, которую
правительства западных держав пытались сохранить в секрете, нет в ней и
горечи по поводу того, что война ускорила исследования в Англии и Соединенных
Штатах, но замедлила их в Советском Союзе. Курчатов не пытается преуменьшить
достижения английских и американских ученых или преувеличить роль работ своих
коллег. Видна его взволнованность тем, что делается за границей, и восхищение
качеством исследований. Памятные записки создают впечатление о человеке,
который способен взяться за ключевые вопросы, не давая воли личным чувствам.
Примерно в это же время Молотов спросил Курчатова: "Ну, как материалы?".
Позднее Молотов говорил, что ничего не понимал в существе полученных
разведывательных материалов, но знал, что они исходят из надежного, достоверного
источника. Курчатов ответил: "Замечательные материалы, как раз то, чего у нас
нет, они добавляют".
Молотов рассказывает, что представил Курчатова Сталину. Курчатов "получил
всяческую поддержку, и мы на него стали ориентироваться, - утверждал он
впоследствии. Он организовал группу, и получилось хорошо".
Отсюда следуют два вопроса: в какой мере приоритетными стали теперь работы
по ядерному проекту и насколько советские лидеры понимали значение атомной
бомбы?
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
МОЛЕКУЛЫ
Л.Д. ЛАНДАУ, А. И. КИТАЙГОРОДСКИЙ
Поликристаллические
вещества
Мы уже говорили о том, что аморфные тела - это редкость в мире твердых тел.
Большинство окружающих нас предметов состоит из маленьких кристаллических
зернышек, размерами около одной тысячной доли миллиметра.
Еще в прошлом веке зернистое строение металлов было обнаружено
исследователями . Помог самый обычный микроскоп. Пришлось только приспособить его так,
чтобы вести рассмотрение не "на просвет", а на отражение. Так поступают и
сегодня .
Картинка, которая представляется глазу, показана на рис. 2.22. Границы
зернышек обычно видны совершенно отчетливо. Как правило, на этих границах
скапливаются примеси.
От величины зерен, от того, что делается на их границах, от ориентации
зерен зависят в огромной степени свойства материала. Поэтому физики потратили
очень много труда на изучение поликристаллических веществ. То, что каждое
зерно является кристалликом, было доказано с помощью рентгеноструктурного
анализа, о котором мы уже обещали рассказать читателю.
Рис. 2.22. Строение алюминия.
Всякая обработка металла сказывается на его зернах. Вот получен кусок
литого металла: зерна его расположены беспорядочно, размер их довольно велик. Из
металла делают проволоку, протягивают ее. Как ведут себя при этом
кристаллические зерна? Исследования показали, что изменение формы твердого тела при
протягивании проволоки или при другой механической обработке вызывает
раздробление кристаллических зерен. Одновременно под действием механических сил
в их расположении появляется некоторый порядок. О каком порядке может идти
здесь речь? Ведь обломки зерен совершенно бесформенны.
Это верно, внешняя форма обломка может быть какой угодно, но обломок
кристалла есть все же кристалл: атомы в его решетке упакованы так же правильно,
как и в хорошо ограненном кристалле. Поэтому в каждом обломке можно указать,
как расположена его элементарная ячейка. До обработки ячейки строго
упорядочены только в пределах каждого отдельного верна - общего порядка обычно нет.
После же обработки зерна выстраиваются так, что в расположении их ячеек
проступает некоторый общий порядок, называемый текстурой; например, диагонали
ячеек всех зерен устанавливаются примерно параллельно направлению обработки.
Рис. 2.23 помогает понять, что такое текстура. Ряды точек внутри зерен
символизируют атомные плоскости. Слева - текстура отсутствует. Справа - порядок.
Различные виды обработки (прокат, ковка, протяжка) приводят к текстурам
различных типов. В одних случаях зерна поворачиваются так, что их
элементарные ячейки выстраиваются вдоль направления обработки диагональю, в других
случаях - ребром куба и т. д. Чем совершеннее прокат или протяжка, тем
совершеннее и текстура кристаллических зерен металла. Наличие текстуры очень
сильно влияет на механические свойства изделия. Изучение расположения и размеров
кристаллических зерен в металлических изделиях пролило свет на сущность
механической обработки металлов и указало, как следует правильно вести ее.
С перестройкой кристаллических зерен связан и другой важнейший технический
процесс - отжиг. Если нагревать прокатанный или протянутый металл, то при
достаточно высокой температуре начинается рост новых кристаллов за счет
старых. В результате отжига текстура постепенно разрушается; новые кристаллы
располагаются беспорядочно. По мере повышения температуры (или просто при
увеличении длительности отжига) новые зерна растут, старые исчезают. Зерна
могут вырасти до видимых глазом размеров. Отжиг резко меняет свойства
металла. Металл становится более пластичным, менее твердым. Это происходит потому,
что зерна становятся крупнее и текстура исчезает.
Рис. 2.23. Текстура металла.
ТЕМПЕРАТУРА
Термометр
Если привести в соприкосновение два тела, нагретых по-разному, то более
нагретое будет охлаждаться, а холодное станет теплее. Про такие два тела
говорят, что они обмениваются теплом.
Как уже говорилось, теплообмен - это вид перехода энергии; мы называем
более горячим то тело, которое отдает энергию. Мы ощущаем тело горячим, если
оно нагревает руку, т. е. передает ей энергию. Наоборот, если тело ощущается
холодным, то это значит, оно отнимает энергию у нашего тела.
Про тело, которое отдает тепло (т. е. путем теплообмена отдает энергию), мы
говорим: его температура выше температуры того тела, которое забирает это
тепло.
Наблюдая за тем, охлаждается или нагревается интересующий нас предмет в
присутствии того или иного тела, мы найдем для этого предмета "свое место" в
ряду нагретых тел. Температура - это своего рода метка, указывающая, для
каких тел интересующий нас предмет будет дарителем, а для каких - получателем
тепла.
Температуру измеряют термометрами.
В основу устройства термометров можно положить использование различных
свойств тел, чувствительных к температуре. Чаще всего пользуются свойством
тел расширяться при повышении температуры.
Если при соприкосновении с разными предметами тело термометра будет
изменять свой объем, это значит, что тела имеют разную температуру. Когда объем
тела термометра больше - температура выше, а когда объем меньше - температура
ниже.
Самые различные тела могут служить термометрами: и жидкие, как ртуть или
спирт, и твердые - металлы, и газообразные. Но ведь разные тела расширяются
по-разному, и ртутные, спиртовые, газовые и прочие градусы совпадать не
будут . Конечно, всегда можно отметить на всех термометрах две основные точки -
температуры таяния льда и кипения воды. Поэтому 0 и 100 градусов Цельсия все
термометры всегда покажут одинаково. Но между 0 и 100 градусами тела будут
расширяться не одинаково. Одно тело быстро расширяется между 0 и 50 градусами
ртутного термометра и медленно на второй части этого интервала, а другое -
наоборот.
Изготовив термометры с разными расширяющимися телами, мы обнаружим заметные
расхождения в их показаниях, несмотря на то, что в основных точках показания
будут совпадать. Более того, водяной термометр привел бы нас к такому
открытию: если охлажденное до нуля тело положить на электроплитку, то его "водяная
температура" сначала бы падала, а потом росла. Это происходит по той причине,
что вода при нагревании сначала уменьшает свой объем и лишь потом ведет себя
"нормально", т. е. увеличивает объем при нагревании.
Мы видим, что необдуманный выбор вещества для термометра может завести нас
в тупик. Но чем же тогда руководствоваться при выборе "правильного"
термометра? Какое тело идеально для этой цели?
О таких идеальных телах мы уже говорили. Это идеальные газы. Взаимодействие
частиц у идеального газа отсутствует, и, изучая расширение идеального газа,
мы изучаем, как меняется движение его молекул. Именно по этой причине
идеальный газ является идеальным телом для термометра.
И действительно, сразу бросается в глаза, что если вода расширяется иначе,
чем спирт, спирт - иначе, чем стекло, стекло - иначе, чем железо, то водород,
кислород, азот или любой другой газ в состоянии разрежения, которого
достаточно для того, чтобы заслужить название идеального, расширяются при
нагревании в точности одинаково.
Газовый термометр (принцип).
1 Шкала Цельсия, в которой за 0°С принята температура тающего льда, а за 100°С -
температура кипения воды (обе - при нормальном давлении 760 мм рт. ст.), очень
удобна. Несмотря на это, англичане и американцы пользовались до сих пор такой
температурной шкалой, которая кажется нам очень странной. Как, например, будет воспринята
вами такая фраза из английского романа: "Лето стояло нежаркое, температура была 60-
70 градусов"? Опечатка? Нет, шкала Фаренгейта (°F). В Англии температура редко
падает ниже -20°С. Фаренгейт подобрал смесь льда с солью, имеющую примерно такую
температуру, и принял эту температуру за нуль. За 100 градусов в этой шкале была принята,
по словам автора, нормальная температура человеческого тела. Однако для установления
этой точки Фаренгейт, вероятно, пользовался услугами человека, которого слегка
лихорадило . Средней нормальной температуре человеческого тела в шкале Фаренгейта
соответствует 98°F. В этой шкале вода замерзает при +32°F, а кипит при 212°F. Формула
перехода будет t °С = 5/9 (t - 32) °F.
Таким образом, основой для определения температуры в физике служит
изменение объема определенного количества идеального газа. Разумеется, ввиду
сильной сжимаемости газов надо особенно тщательно следить за тем, чтобы газ
находился при постоянном давлении.
Для того чтобы проградуировать газовый термометр, мы должны точно измерить
объем взятого нами газа при 0°С и при 100°С. Разность объемов Vioo и V0 мы
разделим на 100 равных частей. Другими словами, изменение объема газа на
(Vioo - V0)/100
и соответствует одному градусу Цельсия (1°С).
Теперь положим, что наш термометр показывает объем V. Какая температура t°C
соответствует этому объему? Нетрудно сообразить, что
Т °С = 100 (V - V0)/(Vioo - V0) .
Этим равенством каждый объем V мы относим к температуре t и получаем ту
температурную шкалу, которой пользуются в быту.
Манометрический термометр.
При увеличении температуры объем газа неограниченно возрастает - нет
никакого теоретического предела росту температуры. Напротив, низкие
(отрицательные в шкале Цельсия) температуры имеют предел.
Действительно, что произойдет при понижении температуры? Реальный газ, в
конце концов, превратится в жидкость, а при еще большем снижении температуры
затвердеет. Молекулы газа соберутся в маленький объем. Но чему будет равен
этот объем для нашего термометра, заполненного идеальным газом? Его молекулы
не взаимодействуют между собой и не имеют собственного объема. Значит,
понижение температуры приведет идеальный газ к нулевому объему. Приблизиться
практически сколь угодно близко к поведению, характерному для идеального
газа , в данном случае к нулевому значению объема, вполне возможно. Для этого
газовый термометр надо заполнять все более и более разреженным газом. Поэтому
мы не погрешим против истины, считая предельно малый объем газа равным нулю.
Согласно нашей формуле объему, равному пулю, соответствует самая низкая
температура. Эта температура и называется абсолютным нулем температуры.
Для того чтобы определить положение абсолютного нуля на шкале Цельсия, в
выведенную формулу температуры надо подставить значение объема, равное нулю,
V=0. Таким образом, температура абсолютного нуля равна
-100V0/(V100 - V0) .
Оказывается, эта замечательная точка соответствует температуре примерно -
273°С (точнее,-273,15°С).
Итак, нет температур ниже абсолютного нуля; ведь они соответствуют
отрицательным объемам раза. Говорить о более низких температурах бессмысленно.
Получить температуры ниже абсолютного нуля так же невозможно, как изготовить
проволоку с диаметром меньше нуля.
При абсолютном нуле тело нельзя охладить, т. е. нельзя отнять у него
энергию. Иными словами, при абсолютном нуле тела и частицы, из которых они
построены, обладают наименьшей возможной энергией. Это означает, что при
абсолютном нуле кинетическая энергия равна нулю, а потенциальная имеет наименьшее
возможное значение.
Поскольку абсолютный нуль есть самая низкая температура, то естественно,
что в физике, особенно в тех ее разделах, где фигурируют низкие температуры,
пользуются абсолютной шкалой температур, в которой отсчет ведется от
абсолютного нуля. Ясно, что
Табс = (Т + 273) °С
Комнатная температура в абсолютной шкале составляет около 300 градусов.
Абсолютную шкалу температур называют также шкалой Кельвина - по имени
известного английского ученого XIX века, и вместо обозначения ТабС употребляют
обозначение Т К.
Формула газового термометра, определяющая температуру Т, может быть
записана для абсолютной температуры в виде
Т = 273 + 100 (V - V0)/(V100 - V0) .
Пользуясь равенством
100V0/(V100 - V0) = 273
приходим к простому результату:
Т/273 = V/V0
Таким образом, абсолютная температура просто пропорциональна объему
идеального газа.
Точные измерения температуры требуют от физика всевозможных ухищрений. В
довольно широком интервале температур ртутные, спиртовые (для Арктики) и
другие термометры градуируются по газовому термометру. Однако и он непригоден
при температурах, весьма близких к абсолютному нулю (ниже 0,7 К), когда все
газы сжижаются, а также при температурах выше 600°С, когда газы проникают
через стекло. Для высоких и очень низких температур пользуются иными принципами
измерения температур.
Что же касается практических способов измерения температуры, то их
множество . Большое значение имеют приборы, основанные на электрических явлениях.
Сейчас важно запомнить лишь одно: при любых измерениях температуры мы должны
быть уверены, что измеряемая величина вполне совпадает с тем, что дало бы
измерение расширения разреженного газа.
Высокие температуры возникают в печах и горелках. В кондитерских печах
температура достигает 220-280°С. Более высокие температуры применяются в
металлургии: 900-1000°С дают закалочные печи, 1400-1500°С - кузнечные. В
сталеплавильных печах температура достигает 2 0 0 0 ° С.
Рекордно высокие печные температуры получают с помощью электрической дуги
(около 5000°С). Пламя дуги позволяет "расправиться" с самыми тугоплавкими
металлами .
А какова температура пламени газовой горелки? Температура внутреннего
голубоватого конуса пламени всего лишь 300°С. Во внешнем конусе температура
доходит до 1800°С.
Несравненно более высокие температуры возникают при взрыве атомной бомбы.
По косвенным оценкам, температура в центре взрыва достигает многих миллионов
градусов.
В самое последнее время предприняты попытки получить такие сверхвысокие
температуры в специальных лабораторных установках, изготовляемых у нас и за
рубежом. На кратчайшее мгновение удавалось достигнуть температур в несколько
миллионов градусов.
Сверхвысокие температуры существуют и в природе, но не на Земле, а в других
телах Вселенной. В центрах звезд, в частности Солнца, температура достигает
десятков миллионов градусов. Поверхностные же участки звезд имеют значительно
более низкую температуру, не превышающую 20 000 градусов. Поверхность Солнца
нагрета до 6000 градусов.
Теория
идеального
газа
Свойства идеального газа, давшего нам определение температуры, - очень
просты. При постоянной температуре действует закон Бойля - Мариотта:
произведение pV при изменениях объема или давления остается неизменным. При
неизменном, давлении сохраняется частное V/T, как бы ни менялись объем или
температура. Эти два закона легко объединить, Ясно, - что выражение pV/T остается
тем же как при постоянной температуре, но изменяющихся V и р, так и при
постоянном давлении, но изменяющихся V и Т. Выражение pV/T остается постоянным
при изменении не только любой пары, но и одновременно всех трех величин - р,
V и Г. Закон pV/T = const, как говорят, определяет уравнение состояния
идеального газа.
Идеальный газ выбран в качестве термометра потому, что только его свойства
связаны с одним лишь движением (но не с взаимодействием) молекул.
Каков же характер связи между движением молекул и температурой? Для ответа
на этот вопрос надо найти связь между давлением газа и движением в нем
молекул.
В сферическом сосуде радиуса R заключено N молекул газа (рис. 3.1).
Проследим за какой-либо молекулой, например той, что движется в данный момент слева
направо вдоль хорды длиной 1. На столкновения молекул обращать внимание не
будем: такие встречи не сказываются на давлении. Долетев до границы сосуда,
молекула ударится о стенку и с той же скоростью (удар упругий) понесется уже
в другом направлении. В идеале такое путешествие по сосуду могло бы
продолжаться вечно. Если v - скорость молекулы, то каждый удар будет происходить
через 1/v секунд, т. е. в секунду каждая молекула ударится v/1 раз.
Непрерывная дробь ударов N молекул сливается в единую силу давления.
(т»)да удара
после удара
Рис. 3.1. Кинетическая теория идеального газа.
По закону Ньютона сила равна изменению импульса в единицу времени.
Обозначим изменение импульса при каждом ударе через А. Это изменение происходит v/1
раз в секунду. Значит, вклад в силу со стороны одной молекулы будет vA/1.
На рис. 3.1 построены векторы импульсов до и после удара, а также вектор
приращения импульса А. Из подобия возникших при построении треугольников
следует:
А/1 = mv/R
Вклад в силу со стороны одной молекулы примет вид mv2/R.
Так как длина хорды не вошла в формулу, то ясно, что молекулы, движущиеся
по любой хорде, дают одинаковый вклад в силу. Конечно, изменение импульса при
косом ударе будет меньше, но зато удары в этом случае будут чаще. Расчет
показал, что оба эффекта в точности компенсируются.
Так как в сфере N молекул, то суммарная сила будет равна Nm(vcp)2/R, где vcp
- средняя скорость молекул.
Давление р газа, равное силе, деленной на площадь сферы 4nR2, будет равно
1
Nmv\p T Nmvlv NnwK
Р^ Д4лЯ2
£Р
hR3
3V
где V - объем сферы.
Таким образом,
pV = Nm(vcp)2/3
Это уравнение было впервые выведено Даниилом Бернулли в 1738 г.
Из уравнения состояния идеального газа следовало: pV = const*T; из
выведенного уравнения видим, что pV пропорционально (vcp)2. Значит,
Т - (vcp)2
или
т.е. средняя скорость молекул идеального газа пропорциональна корню
квадратному из абсолютной температуры.
Закон Авогадро
Пусть вещество представляет собой смесь различных молекул. Нет ли такой
физической величины, характеризующей движение, которая была бы одинакова для
всех этих молекул, например для водорода и кислорода, находящихся при
одинаковой температуре?
Механика дает ответ на этот вопрос. Можно доказать, что одинаковыми у всех
молекул будут средние кинетические энергии поступательного движения m(vcp)2/2.
Это означает, что при данной температуре средние квадраты скорости молекул
обратно пропорциональны массе частиц:
(vcp)2 - 1/m; vcp - 1/Vm
Вернемся теперь к уравнению
pV = Nm(vcp)2/3
Так как при данной температуре величины (vcp)2 одинаковы для всех газов, то
число молекул N, заключенных в данном объеме V при определенных давлении р и
температуре Т, одинаково для всех газов. Этот замечательный закон был впервые
сформулирован Авогадро.
Сколько же молекул приходится на 1 см3? Оказывается, в 1 см3 при 0°С и 760
мм рт. ст. находится 2,7*1019 молекул. Это огромное число. Чтобы вы
почувствовали , сколь оно велико, приведем такой пример. Положим, что газ удаляется
из маленького сосудика объемом 1 см3 с такой скоростью, что в каждую секунду
уходит миллион молекул. Нетрудно подсчитать, что сосуд полиостью освободится
от газа через миллион лет!
Закон Авогадро указывает, что при определенных давлении и температуре
отношение числа молекул к объему, в котором они заключены, N/V, есть величина,
одинаковая для всех газов.
Так как плотность газа р = Nm/V, то отношение плотностей газов равно
отношению их молекулярных масс:
Р1/Р2 = mi/m2
Относительные массы молекул могут быть поэтому установлены простым взвеши-
ванием газообразных веществ. Такие измерения сыграли в свое время большую
роль в развитии химии. Из закона Авогадро следует также, что для моля любого
вещества, находящегося в состоянии идеального газа, pV = kNAT, где к -
универсальная постоянная (она носит имя замечательного немецкого физика Людвига
Больцмана) , равная 1,38'Ю-16 эрг/К. Произведение R=kNA называют универсальной
газовой постоянной.
Закон идеального газа записывают часто как
pV = pRT,
где ]i - количество вещества, выраженное в молях. Это уравнение часто
используется на практике.
Скорости молекул
Теория указывает, что при одной температуре средние кинетические энергии
молекул m(vcp)2/2 одинаковы. При нашем определении температуры эта средняя
кинетическая энергия поступательного движения молекул газа пропорциональна
абсолютной температуре. Комбинируя уравнение идеального газа и уравнение Бер-
нулли, найдем
(mv2/2)cp = 3kT/2
Измерение температуры термометром, заполненным идеальным газом, придает
этой мере простой смысл: температура пропорциональна среднему значению
энергии поступательного движения молекул. Поскольку мы живем в трехмерном
пространстве , про точку, движущуюся как угодно, можно сказать: она имеет три
степени свободы. Значит, на одну степень свободы движущейся частицы
приходится кТ/2 энергии.
Определим среднюю скорость молекул кислорода при комнатной температуре,
которую мы для круглого счета примем в 27°С = 300 К. Масса одной молекулы
кислорода равна 32/(6*1023). Простое вычисление даст vcp = 4,8*104 см/с, т.е.
около 500 м/с. Существенно быстрее движутся молекулы водорода. Их массы в 16
раз меньше и скорости в \16 = 4 больше, т. е. при комнатной температуре
составляют около 2 км/с. Прикинем, с какой тепловой скоростью движется
маленькая, видимая в микроскоп частичка. Обычный микроскоп позволяет увидеть
пылинку диаметром в 1 мкм (10~4 см) . Масса такой частицы при плотности, близкой к
единице, будет что-нибудь около 5*10~13 г. Для ее скорости получим около 0,5
см/с. Неудивительно, что такое движение вполне заметно.
Скорость броуновского движения горошины с массой в 0,1 г будет уже всего
только Ю-6 см/с. Немудрено, что мы не видим броуновского движения таких
частиц.
Мы говорим о средних скоростях молекулы. Но ведь не все молекулы движутся с
одинаковыми скоростями, какая-то доля молекул движется быстрее, а какая-то
медленнее. Все это, оказывается можно рассчитать. Приведем только результаты.
При температуре около 15°С, например, средняя скорость молекул азота равна
500 м/с, со скоростями от 300 до 700 м/с движется 59% молекул. С малыми
скоростями - от 0 до 100 м/с - движется всего лишь 0,6% молекул. Быстрых молекул
со скоростями свыше 1000 м/с в газе всего лишь 5,4% (см. рис. 3.2).
Основание каждого столбика рисунка построено на интервале скоростей, о
котором идет речь, а площадь пропорциональна доле молекул, скорости которых
лежат в этом интервале.
Можно рассчитать и распределение молекул по разным значениям энергии
поступательного движения.
I скорость молекул fM/c |
Рис. 3.2. Распределение скоростей молекул азота при 15°С.
Число молекул энергия которых более чем в два раза превосходит среднюю, уже
меньше 10%. Доля еще более "энергичных" молекул тает по мере увеличения
энергии во все возрастающей степени. Так, молекул, энергия которых в 4 раза
больше средней, - всего 0,7%, в 8 раз больше средней - 0,06*10~4%, в 16 раз
больше средней - 2*10"8%.
Энергия молекулы кислорода, движущейся со скоростью 11 км/с, равна 23*10~12
эрг. Средняя энергия молекулы при комнатной температуре равна всего 6*10~14
эрг. Таким образом, энергия "одиннадцати-километрозой молекулы" по крайней
мере в 500 раз больше энергии молекулы со средней скоростью. Неудивительно,
что доля молекул со скоростями выше 11 км/с равна невообразимо малому числу -
порядка 10"300.
Но почему нас заинтересовала скорость 11 км/с? Оторваться от Земли могут
лишь тела, имеющие эту скорость. Значит, забравшись на большую высоту,
молекулы могут потерять связь с Землей и отправиться в далекое межпланетное
путешествие, но для этого надо иметь скорость 11 км/с. Доля таких быстрых
молекул, как мы видим, настолько ничтожна, что опасность потери атмосферы Земле
не грозит даже через миллиарды лет.
Скорость ухода атмосферы необычайно сильно зависит от гравитационной
энергии. Если средняя кинетическая энергия молекулы во много раз меньше
гравитационной энергии, то отрыв молекул практически невозможен. На поверхности Луны
гравитационная энергия в 20 раз меньше, что дает для энергии "убегания"
молекулы кислорода значение 1,15*10~12 эрг. Это значение превышает величину
средней кинетической энергии молекулы всего лишь в 20-25 раз. Доля молекул,
способных оторваться от Луны, равна 10~17. Это уже совсем не то, что 10~300, и
подсчет показывает, что воздух будет довольно быстро уходить с Луны в
межпланетное пространство. Неудивительно, что на Луне нет атмосферы.
Тепловое расширение
Если нагреть тело, то движение атомов (молекул) будет более интенсивным.
Они станут расталкивать друг друга и займут больше места. Этим и объясняется
хорошо известный факт: при нагревании твердые, жидкие и газообразные тела
расширяются.
О тепловом расширении газов долго говорить не приходится: ведь
пропорциональность температуры объему газа была положена в основу нашей температурной
шкалы.
Из формулы V = V0*T/273 мы видим, что объем газа при постоянном давлении
возрастает при нагревании на 1°С на 1/273 часть (т. е. на 0,0037) его объема
при 0°С (это положение иногда называют законом Гей-Люссака).
В обычных условиях, т.е. при комнатной температуре и нормальном атмосферном
давлении, расширение большинства жидкостей раза в два-три меньше расширения
газов.
Мы уже не раз говорили о своеобразии расширения воды. При нагревании от О
до 4°С объем воды уменьшается с нагреванием. Эта особенность в расширении
воды играет колоссальную роль в жизни на Земле. Осенью по мере охлаждения воды
верхние остывшие слои становятся плотнее и погружаются на дно. На их место
снизу поступает более теплая вода. Но такое перемешивание происходит только
до тех пор, пока температура воды не понизится до 4 ° С. При дальнейшем падении
температуры верхние слои уже не будут сжиматься, значит, не будут становиться
тяжелее и не станут опускаться на дно. Начиная с этой температуры, верхний
слой, постепенно охлаждаясь доходит до нуля градусов и замерзает.
Только эта особенность воды и препятствует промерзанию рек до дна. Если бы
вода вдруг потеряла свою замечательную особенность, даже при скромной
фантазии легко представить себе бедственные последствия этого.
Тепловое расширение твердых тел существенно меньше, чем тепловое расширение
жидкостей. Оно в сотни и тысячи раз меньше расширения газов.
Во многих случаях тепловое расширение является досадной помехой. Так,
изменение размеров движущихся частей часового механизма с переменой температуры
привело бы к изменению хода часов, если бы для этих тонких деталей не
применялся особый сплав - инвар (инвариантный в переводе означает неизменный,
отсюда и название пинвар"). Инвар - сталь с большим содержанием никеля - широко
применяется в приборостроении. Стержень из инвара удлиняется лишь на одну
миллионную долю своей длины при изменении температуры на 1° С.
Ничтожное, казалось бы, тепловое расширение твердых тел может привести к
серьезным последствиям. Дело в том, что нелегко мешать тепловому расширению
твердых тел из-за их малой сжимаемости.
При нагревании на 1°С стального стержня его длина возрастает всего на одну
стотысячную, т.е. на незаметную глазом величину. Однако, чтобы
воспрепятствовать расширению и сжать стержень на одну стотысячную, нужна сила в 20 кгс на
1 см2. И это только для того, чтобы уничтожить действие повышения температуры
всего на 1°С!
Распирающие силы, возникающие из-за теплового расширения, могут привести к
поломкам и катастрофам, если с ними не считаться. Так, чтобы избежать
действия этих сил, рельсы железнодорожного полотна укладывают с зазорами. Об этих
силах приходится помнить при обращении со стеклянной посудой, которая легко
трескается при неравномерном нагревании. В лабораторной практике поэтому
пользуются лишенной этого недостатка посудой из кварцевого стекла (плавленый
кварц - окись кремния, находящаяся в аморфном состоянии) . При одном и том же
нагреве медный брусок удлинится на миллиметр, а такой же брусок кварцевого
стекла изменит свою длину на незаметную глазом величину 30-40 мкм. Расширение
кварца настолько ничтожно, что кварцевый сосуд можно нагреть на несколько сот
градусов, а потом без опасений бросить его в холодную воду.
Теплоемкость
Внутренняя энергия тела, разумеется, зависит от температуры. Чем больше
надо нагреть тело, тем больше требуется энергии. На нагрев от Ti до Т2 к телу
требуется подвести в виде тепла энергию Q, равную
Q = С(Т2 - Ti)
Здесь С - коэффициент пропорциональности, который называется теплоемкостью
тела. Из формулы следует определение понятия теплоемкости: С есть количество
тепла, необходимое для повышения температуры на 1 ° С. Теплоемкость и сама
зависит от температуры: нагрев от 0 до 1°С, или от 100 до 101°С, требует
несколько различных количеств тепла.
Величины "С" относят обычно к единице массы и называют удельными теплоемко-
стями. Тогда их обозначают строчными буквами ллс".
Количество тепла, идущее на нагревание тела массы т, запишется формулой
Q = mc(T2-Ti) .
Мы в дальнейшем будем пользоваться понятием удельной теплоемкости, но для
краткости говорить о теплоемкости тел. Дополнительным ориентиром всегда будет
размерность величины.
Значения теплоемкостей колеблются в довольно широких пределах. Разумеется,
теплоемкость воды в калориях на градус по определению равна 1.
Большинство тел имеет теплоемкость меньше, чем у воды. Так, у большинства
масел, спиртов и других жидкостей теплоемкости близки к 0,5 кал/(г*К). Кварц,
стекло, песок имеют теплоемкость порядка 0,2. Теплоемкость железа и меди -
около 0,1 кал/(г*К). А вот примеры теплоемкостей некоторых газов: водород -
3,4 кал/(г*К), воздух - 0,24 кал/(г*К).
Теплоемкости всех тел, как правило, уменьшаются с падением температуры и
при температурах, близких к. абсолютному нулю, принимают у большинства тел
ничтожные значения. Так, теплоемкость меди при температуре 20 К равна всего
0,0035; это в двадцать четыре раза меньше, чем при комнатной температуре.
Знание теплоемкостей может пригодиться для решения различных задач о
распределении тепла между телами.
Различие между теплоемкостями воды и почвы является одной из причин,
определяющих разницу между морским и континентальным климатом. Обладая примерно в
пять раз большей теплоемкостью, чем почва, вода медленно нагревается и так же
медленно остывает.
Летом вода в приморских районах, нагреваясь медленнее чем суша, охлаждает
воздух, а зимой теплое море постепенно остывает, отдавая тепло воздуху и
смягчая мороз. Нетрудно подсчитать, что 1 м3 морской воды, охлаждаясь на 1° С,
нагреет на 1°С 3000 м3 воздуха. Поэтому в приморских районах колебания в
температуре и разница между температурой зимы и лета менее значительны, чем в
континентальных.
Теплопроводность
Каждый предмет может служить "мостиком", по которому перейдет тепло от тела
более нагретого к телу менее нагретому.
Таким мостиком является, например, чайная ложка, опущенная в стакан с
горячим чаем. Металлические предметы очень хорошо проводят тепло. Конец ложки в
стакане становится теплым уже через секунду.
Если нужно перемешивать какую-либо горячую смесь, то ручку у мешалки надо
сделать из дерева или пластмассы. Эти твердые тела проводят тепло в 1000 раз
хуже, чем металлы. Мы говорим "проводят тепло", но с таким же успехом можно
было бы сказать "проводят холод". Конечно, свойства тела не изменяются от
того, в какую сторону идет по нему поток тепла. В морозные дни мы остерегаемся
па улице притрагиваться голой рукой к металлу, но без опаски беремся за
деревянную ручку.
К плохим проводникам тепла - их также называют теплоизоляторами - относятся
дерево, кирпич, стекло, пластмассы. Из этих материалов делают стены домов,
печей и холодильников.
К хорошим проводникам относятся все металлы. Наилучшими проводниками
являются медь и серебро - они проводят тепло в два раза лучше, чем железо.
Конечно, "мостиком" для перехода тепла может служить не только твердое
тело . Жидкости тоже проводят тепло, но много хуже, чем металлы. По
теплопроводности металлы превосходят твердые и жидкие неметаллические тела в сотни раз.
Чтобы показать плохую теплопроводность воды, делают такой опыт. В пробирке
с водой закрепляют на дне кусочек льда, а верх пробирки подогревают на
газовой горелке - вода начинает кипеть, а лед еще и не думает таять. Если бы
пробирка была без воды и из металла, то кусочек льда начал бы таять почти сразу
же. Вода проводит тепло примерно в двести раз хуже, чем медь.
Лед не тающий в кипятке.
Газы проводят тепло в десятки раз хуже, чем конденсированные
неметаллические тела. Теплопроводность воздуха в 20 000 раз меньше теплопроводности
меди.
Плохая теплопроводность газов позволяет взять в руку кусок сухого льда,
температура которого -78°С, и даже держать на ладони каплю жидкого азота,
имеющего температуру -196°С. Если не сжимать пальцами эти холодные тела, то
"ожога" не будет. Дело заключается в том, что при очень энергичном кипении
капля жидкости или кусок твердого тела покрывается "паровой рубашкой" и
образовавшийся слой газа служит теплоизолятором.
Сфероидальное состояние жидкости - так называется состояние, при котором
капли окутаны паром, - образуется в том случае, если вода попадает на очень
горячую сковородку. Капля кипятка, попавшая на ладонь, сильно обжигает руку,
хотя разность температур кипятка и человеческого тела меньше разности
температур руки и жидкого воздуха. Рука холоднее капли кипятка, тепло уходит от
капли, кипение прекращается и паровая рубашка не образуется.
Нетрудно сообразить, что самым лучшим изолятором тепла является вакуум -
пустота. В пустоте нет переносчиков тепла, и теплопроводность будет
наименьшей.
Значит, если мы хотим создать тепловую защиту; спрятать теплое от холодного
или холодное от теплого, то лучше всего соорудить оболочку с двойными
стенками и выкачать воздух из пространства между стенками. При этом мы сталкиваемся
со следующим любопытным обстоятельством. Если по мере разрежения газа следить
за изменением его теплопроводности, то мы обнаружим, что вплоть до того
момента, когда давление достигает нескольких миллиметров ртутного столба, теп-
лопроводность практически не меняется и лишь при переходе к более высокому
вакууму наши ожидания оправдываются - теплопроводность резко падает.
В чем же дело?
Для того чтобы понять это явление, надо попробовать наглядно представить
себе, в чем заключается явление переноса тепла в газе.
Передача тепла от нагретого места в холодные происходит путем передачи
энергии от одной молекулы к соседней. Понятно, что соударения быстрых молекул
с медленными обычно приводят к ускорению медленных молекул и замедлению
быстрых. А это и означает, что горячее место станет холоднее, а холодное
нагреется.
Как же сказывается уменьшение давления на передаче тепла? Так как
уменьшение давления понижает плотность, уменьшится и число встреч быстрых молекул с
медленными, при которых происходит передача энергии. Это уменьшало бы
теплопроводность. Однако, с другой стороны, уменьшение давления приводит к
увеличению длины свободного пробега молекул, которые, таким образом, переносят
тепло на большие расстояния, а это способствует увеличению теплопроводности.
Расчет показывает, что оба эффекта уравновешиваются, и способность к передаче
тепла не меняется некоторое время при откачке воздуха.
Так будет до тех пор, пока вакуум не станет настолько значительным, что
длина пробега сравняется с расстоянием между стенками сосуда. Теперь
дальнейшее понижение давления уже не может изменить длины пробега молекул,
"болтающихся" между стенками, падение плотности не "уравновешивается" и
теплопроводность быстро падает пропорционально давлению, доходя до ничтожных значений по
достижении высокого вакуума. На применении вакуума и основано устройство
термосов2 . Термосы очень распространены, они применяются не только для хранения
горячей и холодной пищи, но и в науке и технике. В этом случае их называют,
по имени изобретателя, сосудами Дьюара. В таких сосудах (иногда их просто
называют дьюарами) перевозят жидкие воздух, азот, кислород. Позже мы расскажем,
каким образом эти газы получаются в жидком состоянии.
Конвекция
Но если" вода такой плохой проводник тепла, то как же она нагревается в
чайнике? Воздух еще хуже проводит тепло; тогда непонятно, почему во всех
частях комнаты зимой устанавливается одинаковая температура.
Вода в чайнике быстро закипает из-за земного притяжения. Нижние слои воды,
нагреваясь, расширяются, становятся легче и поднимаются кверху, а на их место
поступает холодная вода. Быстрый нагрев происходит лишь благодаря конвекции
(латинское слово, означающее "перемешивание"). Нагреть воду в чайнике,
находящемся в межпланетной ракете, будет не так-то легко.
Еще об одном случае конвекции воды, не называя этого слова, мы говорили
несколько раньше, объясняя, почему реки не промерзают до дна.
Почему батареи центрального отопления помещаются у пола, а форточки
делаются в верхней части окна? Пожалуй, удобнее было бы открывать форточку, если бы
она была внизу, а батареи, чтобы не мешались - было бы неплохо поместить под
потолком.
Если бы мы послушались таких советов, то быстро бы обнаружили, что комната
2 Всякий, кто видел баллоны из термосов, замечал, что у них всегда посеребренные
стенки. А почему? Дело в том, что теплопроводность, о которой мы говорили, - не
единственный способ передачи тепла. Существует еще другой способ передачи, - так
называемое излучение. В обычных условиях он гораздо слабее, чем теплопроводность, но
все же вполне заметен. Для ослабления излучения и производится серебрение стенок
термоса.
не прогревается батареей и не проветривается при открытой форточке.
С воздухом в комнате происходит то же самое, что и с водой в чайнике. Когда
батарея центрального отопления включается, воздух в нижних слоях комнаты
начинает нагреваться. Он расширяется, становится легче и поднимается кверху, к
потолку. На его место приходят более тяжелые слои холодного воздуха. И они,
нагревшись, уходят к потолку. Таким образом в комнате возникает непрерывное
течение воздуха - теплого снизу вверх и холодного сверху вниз. Открывая
форточку зимой, мы впускаем в комнату поток холодного воздуха. Он тяжелее
комнатного и идет вниз, вытесняя теплый воздух, который поднимается кверху, и
уходит в форточку.
Керосиновая лампа хорошо разгорается лишь тогда, когда на нее надето
высокое стекло. Не следует думать, что стекло нужно только для защиты пламени от
ветра. И в самую тихую погоду яркость света сразу возрастает, как только на
лампу надето стекло. Роль стекла состоит в том, что оно усиливает приток
воздуха к пламени - создает тягу. Это происходит по той причине, что воздух
внутри стекла, обедненный кислородом, затраченным на горение, быстро
нагревается и идет кверху, а на его место поступает чистый холодный воздух через
отверстия, сделанные в горелке лампы.
Чем выше стекло, тем лампа будет лучше гореть. Действительно, быстрота, с
которой устремляется холодный воздух в горелку лампы, зависит от разности в
весе нагретого столба воздуха в лампе и холодного воздуха вне лампы. Чем выше
столб воздуха, тем больше будет эта разность веса, а с ней и быстрота
перемешивания .
Поэтому и заводские трубы делают высокими. Для заводских топок нужен
особенно сильный приток воздуха, нужна хорошая тяга. Она и достигается благодаря
высоким трубам.
Отсутствие конвекции в лишенной тяжести ракете не позволит пользоваться
спичками, лампами и газовыми горелками: продукты сгорания задушат пламя!
Воздух - плохой проводник; при его помощи мы можем сохранять тепло, но с
одним условием: если мы избежим конвекции - перемешивания теплого и холодного
воздуха, - которая сводит на нет теплоизоляционные свойства воздуха.
Устранение конвекции достигается применением разного рода пористых и
волокнистых тел. Внутри таких тел воздуху трудно двигаться. Все подобные тела
хороши как теплоизоляторы только благодаря способности удерживать слой воздуха.
Теплопроводность же самих веществ волокна или стенок пор может быть не очень
малой.
Хороша шуба из густого меха, содержащего как можно больше волокон; гагачий
пух позволяет изготовлять теплые спальные мешки весом меньше полкилограмма
из-за исключительной тонины своих волокон. Полкилограмма этого пуха могут
"задержать" столько же воздуха, сколько десяток килограммов ватина.
Для уменьшения конвекции делают двойные рамы. Воздух между стеклами не
участвует в перемешивании воздушных слоев, происходящем в комнате.
Наоборот, всякое движение воздуха усиливает перемешивание и увеличивает
передачу тепла. Именно поэтому, когда нам нужно, чтобы тепло уходило побыстрее,
мы обмахиваемся веером или включаем вентилятор. Но если температура воздуха
выше температуры нашего тела, то перемешивание приводит к обратному
результату , и ветер ощущается, как горячее дыхание.
Задача парового котла состоит в том, чтобы как можно быстрее получать
нагретый до нужной температуры пар. Естественной конвекции в поле тяжести для
этого совершенно недостаточно. Поэтому создание интенсивной циркуляции воды и
пара, приводящей к перемешиванию теплых и холодных слоев, является одной из
основных задач при конструировании паровых котлов.
СОСТОЯНИЯ ВЕЩЕСТВА
Железный пар и
твердый воздух
Не правда ли - странное сочетание слов? Однако это вовсе не чепуха: и
железный пар, и твердый воздух существуют в природе, но только не при обычных
условиях.
О каких же условиях идет речь? Состояние вещества определяется двумя
обстоятельствами: температурой и давлением.
Наша жизнь протекает в относительно мало меняющихся условиях. Давление
воздуха колеблется в пределах нескольких процентов около одной атмосферы;
температура воздуха, скажем, в районе Москвы лежит в интервале от -30 до +30°С; в
абсолютной шкале температур, в которой за нуль принята самая низкая возможная
температура (-273°С); этот интервал будет выглядеть менее внушительно: 240-
300 К, что также составляет всего ±10% от средней величины.
Вполне естественно, что мы привыкли к этим обычным условиям и поэтому,
говоря простые истины вроде: "железо - твердое тело, воздух - газ" и т. д., мы
забываем добавить: "при нормальных условиях".
Если нагревать железо, оно сначала расплавится, а потом испарится. Если
воздух охлаждать, то он сначала превратится в жидкость, а затем затвердеет.
Даже если читатель и не встречался никогда с железным паром и твердым
воздухом, он, вероятно, без труда поверит, что любое вещество, изменением
температуры можно получать и в твердом, и в жидком, и в газообразном состояниях,
или, как еще говорят в твердой, жидкой или газообразной фазах.
Поверить в это легко потому, что одно вещество, без которого жизнь на Земле
была бы невозможной, каждый наблюдал и в виде газа, и как жидкость, и в виде
твердого тела. Речь идет, конечно, о воде.
При каких же условиях происходят превращения вещества из одного состояния в
другое?
Кипение
Если опустить термометр в воду, которая налита в чайник, включить
электроплитку и следить за ртутью термометра, то мы увидим следующее: почти сразу же
уровень ртути доползет кверху. Вот уже 90, 95, наконец 100°С. Вода закипает,
и одновременно прекращается подъем ртути. Вода кипит уже много минут, но
уровень ртути не изменяется. Пока вся вода не выкипит, температура не изменится
(рис. 4.1).
На что же идет тепло, если температура воды не меняется? Ответ очевиден.
Процесс превращения воды в пар требует энергии.
Сравним энергию грамма воды и грамма образовавшегося из нее пара. Молекулы
пара расположены дальше одна от другой, чем молекулы воды. Понятно, что из-за
этого потенциальная энергия воды будет отличаться от потенциальной энергии
пара.
Потенциальная энергия притягивающихся частиц уменьшается с их сближением.
Поэтому энергия пара больше энергии воды, и превращение воды в пар требует
энергии. Этот избыток энергии и сообщается электроплиткой воде кипящей, в
чайнике.
Энергия, - нужная для превращения воды в пар, называется теплотой
испарения. Для превращения 1 г воды в пар требуется 539 кал (это цифра для
температуры 100°С).
Если 539 кал идет на 1 г, то на 1 моль воды будет затрачено 18*539 = 9700
кал. Такое количество тепла надо затратить на разрыв межмолекулярных связей.
Можно сравнить эту цифру с величиной работы необходимой для разрыва
внутримолекулярных связей. Для того, чтобы 1 моль водяного пара расщепить на атомы,
требуется около 220 000 кал, т. е. в 25 раз больше энергии. Это
непосредственно доказывает слабость сил, связывающих молекулы друг1 с другом, по
сравнению с силами, стягивающими атомы в молекулу.
t,°c
100
80
60
40
20
0 10 20 30 г, мин
Рис. 4.1. Изменение температуры воды при нагревании.
Зависимость температуры
кипения от давления
Температура кипения воды равна 100°С; можно подумать, что это неотъемлемое
свойство воды, что вода, где бы и в каких условиях она ни находилась, всегда
будет кипеть при 10 0 ° С.
Но это не так, и об этом прекрасно осведомлены жители высокогорных селений.
Вблизи вершины Эльбруса имеется домик для туристов и научная станция.
Новички иногда удивляются, "как трудно сварить яйцо в кипятке" или "почему
кипяток не обжигает" . В этих условиях им указывают, что вода кипит на вершине
Эльбруса уже при 82°С.
В чем же тут дело? Какой физический фактор вмешивается в явление кипения?
Какое значение имеет высота над уровнем моря?
Этим физическим фактором является давление, действующее на поверхность
жидкости. Не нужно забираться на вершину горы, чтобы проверить справедливость
сказанного.
Помещая подогреваемую воду под колокол, и накачивая или выкачивая оттуда
воздух, можно убедиться, что температура кипения растет при возрастании
давления и падает при его уменьшении.
Вода кипит при 100°С только при определенном давлении - 760 мм рт. ст. (или
1 атм).
Кривая температуры кипения в зависимости от давления показана на рис. 4.2.
На вершине Эльбруса давление равно 0,5 атм, этому давлению и соответствует
температура кипения 82 ° С.
А вот водой, кипящей при 10-15 мм рт. ст., можно освежиться в жаркую
погоду. При этом давлении температура кипения упадет до 10-15°С.
Можно получить даже "кипяток", имеющий температуру замерзающей воды. Для
этого придется снизить давление до 4,6 мм рт. ст.
Интересную картину можно наблюдать, если поместить открытый сосуд с водой
под колокол и откачивать воздух. Откачка заставит воду закипеть, но кипение
требует тепла. Взять его неоткуда, и воде придется отдать свою энергию.
Температура кипящей воды начнет падать, но так как откачка продолжается, то
падает и давление. Поэтому кипение не прекратится, вода будет продолжать
охлаждаться и, в конце концов, замерзнет.
и
800 (мм.рт.ст)
Рис. 4.2. Зависимость температуры кипения от давления.
Такое кипение холодной воды происходит не только при откачке воздуха.
Например, при вращении гребного корабельного винта давление в быстро движущемся
около металлической поверхности слое воды сильно падает и вода в этом слое
закипает, т. е. в ней появляются многочисленные наполненные паром пузырьки.
Это явление называется кавитацией (от латинского слова сavitas - полость).
Снижая давление, мы понижаем температуру кипения. А увеличивая его? График,
подобный нашему, отвечает на этот вопрос. Давление в 15 атм может задержать
кипение воды, оно начнется только при 200°С, а давление в 80 атм заставит
воду закипеть лишь при 300°С.
Итак, определенному внешнему давлению соответствует определенная
температура кипения. Но это утверждение можно и "перевернуть", сказав так: каждой
температуре кипения воды соответствует свое определенное давление. Это давление
называется упругостью пара.
Кривая, изображающая температуру кипения в зависимости от давления,
является одновременно и кривой упругости пара в зависимости от температуры.
Цифры, нанесенные на график температуры кипения (или на график упругости
пара), показывают, что упругость пара меняется очень резко с изменением
температуры. При 0°С (т. е. 273 К) упругость пара равна 4,6 мм рт. ст., при
100°С (373 К) она равна 760 мм рт. ст., т. е. возрастает в 165 раз. При
повышении температуры вдвое (от 0°С, т. е. 273 К, до 273°С, т. е. 546 К)
упругость пара возрастает с 4,6 мм рт. ст. почти до 60 атм, т. е. примерно в 10
000 раз.
Поэтому, напротив, температура кипения меняется с давлением довольно
медленно . При изменении давления вдвое от 0,5 атм до 1 атм температура кипения
возрастает от 82°С (355 К) до 100°С (373 К) и при изменении вдвое от 1 до 2
атм - от 100°С (373 К) до 120°С (393 К).
Та же кривая, которую мы сейчас рассматриваем, управляет и конденсацией
(сгущением) пара в воду.
Превратить пар в воду можно либо сжатием, либо охлаждением.
Как во время кипения, так и в процессе конденсации точка не сдвинется с
кривой, пока превращение пара в воду или воды в пар не закончится полностью.
Это можно сформулировать еще и так: в условиях нашей кривой и только при этих
условиях возможно сосуществование жидкости и пара. Если при этом не подводить
и не отнимать тепла, то количества пара и жидкости в закрытом сосуде будут
оставаться неизменными. Про такие пар и жидкость говорят, что они находятся в
равновесии, и пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют
насыщенным .
Кривая кипения и конденсации имеет, как мы видим, еще один смысл: это
кривая равновесия жидкости и пара. Кривая равновесия делит поле диаграммы, на
две части. Влево и вверх (к большим температурам и меньшим давлениям) распо-
t(°C)
100
200
400
600
ложена область устойчивого состояния пара. Вправо и вниз - область
устойчивого состояния жидкости.
Кривая равновесия пар - жидкость, т. е. кривая зависимости температуры
кипения от давления или, что то же самое, упругости пара от температуры,
примерно одинакова для всех жидкостей. В одних случаях изменение может быть
несколько более резким, в других - несколько более медленным, но всегда
упругость пара быстро растет с увеличением температуры.
Уже много раз мы пользовались словами "газ" и "пар". Эти два слова довольно
равноправны. Можно сказать: водяной газ есть пар воды, газ кислород есть пар
кислородной жидкости. Все же при пользовании этими двумя словами сложилась
некоторая привычка. Так как мы привыкли к определенному относительно
небольшому интервалу температур, то слово "газ" мы применяем обычно к тем
веществам, упругость пара которых при обычных температурах выше атмосферного
давления. Напротив, о паре мы говорим, когда при комнатной температуре и давлении
атмосферы вещество более устойчиво в виде жидкости.
Испарение
Кипение - быстрый процесс, и от кипящей воды за короткий срок не остается и
следа, она превращается в пар.
Но есть и другое явление превращения воды или другой жидкости в пар - это
испарение. Испарение происходит при любой температуре вне зависимости от
давления, которое в обычных условиях всегда близко к 760 мм рт. ст. Испарение, в
отличие от кипения, - очень медленный процесс. Флакон с одеколоном, который
мы забыли закрыть, окажется пустым через несколько дней; больше времени
простоит блюдце с водой, но рано или поздно и оно окажется сухим.
В процессе испарения большую роль играет воздух. Сам по себе он не мешает
воде испаряться. Как только мы откроем поверхность жидкости, молекулы воды
начнут переходить в ближайший слой воздуха.
Плотность пара в этом слое будет быстро расти; через небольшой срок
давление пара станет равным упругости, характерной для температуры среды. При этом
упругость пара будет в точности такой же как и при отсутствии воздуха.
Переход пара в воздух не означает, конечно, возрастания давления. Общее
давление в пространстве над водяной поверхностью не возрастает, увеличивается
лишь доля в этом давлении, которую берет на себя пар, и соответственно
уменьшается доля воздуха, который вытесняется паром.
Над водой имеется пар, перемешанный с воздухом, выше находятся слои воздуха
без пара. Они неминуемо будут перемешиваться. Водяной пар будет непрерывно
переходить в более высокие слои, а на его место в нижний слой будет поступать
воздух, не содержащий молекул воды. Поэтому в ближайшем к воде слое будут все
время освобождаться места для новых молекул воды. Вода будет непрерывно
испаряться, поддерживая давление водяного пара у поверхности равным упругости, и
процесс будет продолжаться до тех пор, пока вода не испарится полностью.
Мы начали с примера с одеколоном и водой. Хорошо известно, что они
испаряются с разной быстротой. Исключительно быстро улетучивается эфир, довольно
быстро - спирт и много медленнее - вода. Мы сразу поймем, в чем тут дело,
если найдем в справочнике значения упругости паров этих жидкостей, скажем, при
комнатной температуре. Вот эти цифры: эфир - 437 мм рт. ст., спирт - 44,5 мм
рт. ст. и вода - 17,5 мм рт. ст.
Чем больше упругость, тем больше пара в прилегающем слое воздуха и тем
быстрее жидкость испаряется. Мы знаем, что упругость пара возрастает с
повышением температуры. Понятно, почему скорость испарения увеличивается при
нагреве.
На скорость испарения можно повлиять еще и другим способом. Если мы хотим
помочь испарению, надо быстрее уводить пар от жидкости, т. е. ускорить
перемешивание воздуха. Именно поэтому испарение сильно ускоряется обдуванием
жидкости. Вода, хотя и обладает относительно небольшой упругостью пара, исчезнет
довольно быстро, если блюдце поставить на ветру.
Понятно поэтому, почему пловец, вышедший из воды, ощущает холод на ветру.
Ветер ускоряет перемешивание воздуха с паром и, значит, убыстряет испарение,
а тепло для испарения вынуждено отдать тело человека.
Самочувствие человека зависит от того, много или мало водяных паров
находится в воздухе. И сухой и влажный воздух неприятны. Влажность считается
нормальной, когда она равна 60%. Это значит, что плотность водяного пара
составляет 60% от плотности водяного насыщенного пара при той же температуре.
Если влажный воздух охлаждать, то, в конце концов, давление водяных паров в
нем сравняется с упругостью пара при этой температуре. Пар станет насыщенным
и при дальнейшем понижении температуры начнет конденсироваться в воду.
Утренняя роса, увлажняющая траву и листья, появляется как раз благодаря такому
явлению .
При 20°С плотность насыщенных паров воды - около 0,00002 г/см3. Мы будем
себя хорошо чувствовать, если в воздухе находится водяных паров 60% от этого
числа - значит, лишь немного более одной стотысячной доли грамма в 1 см3.
Хоть эта цифра и мала, но для комнаты она приведет к внушительным
количествам пара. Нетрудно подсчитать, что в комнате средних размеров с площадью 12
м2 и высотой 3 м может "уместиться" в виде насыщенного пара около килограмма
воды.
Значит, если плотно закрыть такую комнату и поставить открытую бочку с
водой, то испарится литр воды, какова бы ни была емкость бочки.
Интересно сравнить этот результат для воды с соответствующими цифрами для
ртути. При той же температуре в 20°С плотность насыщенного пара ртути - 10~8
г/см3.
В комнате, о которой только что шла речь, уместится не более 1 г паров
ртути.
Кстати говоря, ртутные пары очень ядовиты, и 1 г ртутных паров может
серьезно повредить здоровью любого человека. Работая со ртутью, надо следить,
чтобы даже самая маленькая капелька ртути не пролилась.
Критическая
температура
Как превратить газ в жидкость? График кипения отвечает на этот вопрос.
Превратить газ в жидкость можно, либо уменьшая температуру, либо увеличивая
давление .
В XIX веке повышение давления представлялось задачей более легкой, чем
понижение температуры. В начале этого столетия великому английскому физику
Михаилу Фараде удалось сжать газы до значений упругости паров и таким способом
превратить в жидкость много газов (хлор, углекислый газ и др.).
Однако некоторые газы - водород, азот, кислород - никак не поддавались
сжижению . Сколько ни увеличивали давление, они не превращались в жидкость. Можно
было подумать, что кислород и другие газы не могут быть жидкими. Их
причислили к истинным, или постоянным, газам.
На самом же деле неудачи были вызваны непониманием одного важного
обстоятельства .
Рассмотрим жидкость и пар, находящиеся в равновесии, и подумаем, что
происходит с ними при возрастании температуры кипения и, разумеется,
соответствующем возрастании давления. Иначе говоря, представим себе, что точка на графике
кипения движется вдоль кривой вверх. Ясно, что жидкость при повышении темпе-
ратуры расширяется, и плотность ее падает. Что же касается пара, то
увеличение температуры кипения, разумеется, способствует его расширению, но, как мы
уже говорили, давление насыщенного пара растет значительно быстрее, чем
температура кипения. Поэтому плотность пара не падает, а, наоборот, быстро
растет с увеличением температуры кипения.
Поскольку плотность жидкости падает, а плотность пара растет, то, двигаясь
"вверх" по кривой кипения, мы неминуемо доберемся до такой точки, в которой
плотности жидкости и пара сравняются (рис. 4.3).
Рис. 4.3. Кривая кипения. 1 - насыщенный пар, 2 - жидкость.
В этой замечательной точке, - которая называется критической, кривая
кипения обрывается. Так как все различия между газом и жидкостью связаны с
разницей в плотности, то в критической точке свойства жидкости и газа становятся
одинаковыми. Для каждого вещества существует своя критическая температура и
свое критическое давление. Так, для воды критическая точка соответствует
температуре 3 7 4 ° С и давлению 218,5 атм.
Давление
Р, атм ф
Твёрдое
(лёд)
Тройная точка
(0.06 атм; 0.01 °С)
Газообразное
(водяной пар)
Критическая точка
(218атм;374°С)
100
Температура
>
Т,С
Если сжимать газ, температура которого ниже критической, то процесс его
сжатия изобразится стрелкой, пересекающей кривую кипения (рис. 4.4). Это
значит, что в момент достижения давления, равного упругости пара (точка
пересечения стрелки с кривой кипения), газ начнет конденсироваться в жидкость. Если
бы наш сосуд был прозрачным, то в этот момент мы увидели бы начало
образования слоя жидкости на дне сосуда. При неизменном давлении слой жидкости будет
расти, пока, наконец, весь газ не превратится в жидкость. Дальнейшее сжатие
потребует уже увеличения давления.
Рис. 4.4. Сжижение газа.
Совершенно иначе обстоит дело при сжатии газа, температура которого выше
критической. Процесс сжатия опять-таки можно изобразить в виде стрелки,
идущей снизу вверх. Но теперь эта стрелка не пересекает кривую кипения. Значит,
при сжатии пар не будет конденсироваться, а будет лишь непрерывно
уплотняться.
При температуре выше критической невозможно существование жидкости и газа,
поделенных границей раздела: при сжатии до любых плотностей под поршнем будет
находиться однородное вещество, и трудно сказать, когда его можно назвать
газом, а когда - жидкостью.
Наличие критической точки показывает, что между жидким и газообразным
состоянием нет принципиального различия. На первый взгляд могло бы показаться,
что такого принципиального различия нет только в том случае, когда речь идет
о температурах выше критической. Это, однако, не так. Существование
критической точки указывает на возможность превращения жидкости - самой настоящей
жидкости, которую можно налить в стакан - в газообразное состояние без
всякого подобия кипения.
Такой путь превращения показан на рис. 4.4. Крестиком отмечена заведомая
жидкость. Если немного понизить давление (стрелка вниз), она закипит, закипит
она и в том случае, если немного повысить температуру (стрелка вправо). Но мы
поступим совсем иначе, Сожмем жидкость весьма сильно, до давления выше
критического . Точка, изображающая состояние жидкости, пойдет вертикально вверх.
Затем подогреем жидкость - этот процесс изобразится горизонтальной линией.
Теперь, после того как мы очутились правее критической температуры, понизим
давление до исходного. Если теперь уменьшить температуру, то можно получить
самый настоящий пар, который мог быть получен из этой жидкости более простым
и коротким путем.
Таким образом, всегда возможно, изменяя давление и температуру в обход
критической точки, получить пар путем непрерывного перехода его из жидкости или
жидкость из пара. Такой непрерывный переход не требует кипения или
конденсации.
Ранние попытки сжижения таких газов, как кислород, азот, водород, потому и
были неудачны, что не было известно о существовании критической температуры.
У этих газов критические температуры очень низкие: у азота -147°С, у
кислорода -119°С, у водорода -240°С, или 33 К. Рекордсменом является гелий, его
критическая температура равна 4,3 К. Превратить эти газы в жидкость можно лишь
одним способом - надо снизить их температуру ниже указанной.
Получение
низких
температур
Существенного уменьшения температуры можно достигнуть разными способами. Но
идея всех способов одна и та же: надо заставить тело, которое мы хотим
охладить , затратить свою внутреннюю энергию.
Как же это сделать? Один из способов - заставить жидкость кипеть, не
подводя тепла извне. Для этого, как мы знаем, надо уменьшить давление - свести его
к значению упругости пара. Тепло, расходуемое на кипение, будет заимствовано
из жидкости и температура жидкости и пара, а вместе с ней и упругость пара
будут падать. Поэтому, чтобы кипение не прекращалось и происходило побыстрее,
из сосуда с жидкостью надо непрерывно откачивать воздух.
Однако падению температуры при этом процессе наступает предел: упругость
пара становится, в конце концов, совершенно незначительной, и нужное давление
не смогут создать даже самые сильные откачивающие насосы.
Для того чтобы продолжить понижение температуры, можно, охлаждая газ
полученной жидкостью, превратить и его в жидкость с более низкой температурой
кипения .
Теперь процесс откачки можно повторить со вторым веществом и таким образом
получить более низкие температуры. В случае необходимости такой "каскадный"
метод получения низких температур можно продлить.
Именно таким образом и поступали в конце прошлого века; сжижение газов
производили ступенями: последовательно превращали в жидкость этилен, кислород,
азот, водород - вещества с температурами кипения -103, -183, -196 и - 253°С.
Располагая жидким водородом, можно получить и самую низкокипящую жидкость -
гелий (-269°С). Сосед "слева" помогал получить соседа "справа".
Каскадному методу охлаждения без малого сто лет. В 1877 г. этим методом был
получен жидкий воздух.
В 1884-1885 гг. впервые был получен жидкий водород. Наконец, еще через
двадцать лет была взята последняя крепость: в 1908 г. Камерлинг-Оннесом в городе
Лейдене в Голландии был превращен в жидкость гелий - вещество с самой низкой
критической температурой. Недавно был отмечен 70-летний юбилей этого важного
научного достижения.
Долгие годы Лейденская лаборатория была единственной "низкотемпературной"
лабораторией. Теперь же во всех странах существуют десятки таких лабораторий,
не говоря уже о заводах, производящих жидкий воздух азот, кислород и гелий
для технических целей.
Каскадный метод получения низких температур теперь применяется редко. В
технических установках для понижения температуры применяют другой способ
понижения внутренней энергии газа: заставляют газ быстро расширяться и
производить работу за счет внутренней энергии.
Если, например, сжатый до нескольких атмосфер воздух пустить в расширитель,
то при совершении работы перемещения поршня или вращения турбины воздух так
резко охладится, что превратится в жидкость. Углекислый газ, если его быстро
выпустить из баллона, так резко охлаждается, что на лету превращается в
"лед".
Жидкие разы находят широкое применение в технике. Жидкий кислород
употребляется во взрывной технике, как компонент топливной смеси в реактивных
двигателях .
Сжижение воздуха используется в технике для разделения составляющих воздух
газов.
В различных областях техники требуется вести работу при температуре жидкого
воздуха. Но для многих физических исследований эта температура недостаточно
низка. Действительно, если перевести градусы Цельсия в абсолютную шкалу, то
мы увидим, что температура жидкого воздуха - это примерно 1/3 от комнатной
температуры. Гораздо более интересны для физики "водородные" температуры, т.
е. температуры порядка 14-20 К, и в особенности "гелиевые" температуры. Самая
низкая температура, получающаяся при откачке жидкого гелия, это 0,7 К.
Физикам удалось и гораздо ближе подойти к абсолютному нулю. В настоящее
время получены температуры, превышающие абсолютный нуль всего лишь на
несколько тысячных долей градуса. Однако эти сверхнизкие температуры получают
способами, не похожими на те, что мы описали выше.
В последние годы физика низких температур породила специальную отрасль
промышленности, занятую производством аппаратуры, позволяющей поддерживать при
температуре, близкой к абсолютному нулю, большие объемы; разработаны силовые
кабели, токопроводящие шины которых работают при температуре менее 10 К.
Переохлажденный пар
и перегретая жидкость
При переходе температуры кипения пар должен конденсироваться, превращаться
в жидкость. Однако, оказывается, если пар не соприкасается с жидкостью и если
пар очень чистый, то удается получить переохлажденный или "пересыщенный пар -
пар, которому давно следовало бы уже стать жидкостью.
Пересыщенный пар очень неустойчив. Иногда достаточно толчка или брошенной в
пространстве пара крупинки, чтобы запоздавшая конденсация началась.
Опыт показывает, что сгущение молекул пара резко облегчается внесением в
пар мелких инородных частиц. В пыльном воздухе пересыщение водяного пара не
происходит. Можно вызвать конденсацию клубами дыма. Ведь дым состоит из
мелких твердых частичек. Попадая в пар, эти частички собирают около себя
молекулы, становятся центрами конденсации.
Итак, хотя и неустойчиво, пар может существовать в области температур,
приспособленной для "жизни" жидкости.
А может ли жидкость на тех же условиях "жить" в области пара? Иначе говоря,
можно ли перегреть жидкость?
Оказывается, можно. Для этого нужно добиться, чтобы молекулы жидкости не
отрывались от ее поверхности. Радикальное средство - ликвидировать свободную
поверхность, т. е. поместить жидкость в такой сосуд, где она была бы сжата со
всех сторон твердыми стенками. Таким способом удается достигнуть перегрева
порядка нескольких градусов, т. е. увести точку, изображающую состояние
жидкостей , вправо от кривой кипения (рис. 4.4).
Перегрев - это сдвиг жидкости в область пара, поэтому перегрева жидкости
можно добиться как подводом тепла, так и уменьшением давления.
Последним способом можно добиться удивительного результата. Вода или другая
жидкость, тщательно, освобожденная от растворенных газов (это нелегко
сделать) , помещается в сосуд с поршнем, доходящим до поверхности жидкости. Сосуд
и поршень должны смачиваться жидкостью. Если теперь тянуть поршень на себя,
то вода, сцепленная с дном поршня, последует за ним. Но слой воды, уцепивший-
ся за поршень, потянет за собой следующий слой воды, этот слой потянет
нижележащий, в результате жидкость растянется.
В конце концов, столб воды разорвется (именно столб воды, а не вода
оторвется от поршня), но произойдет это тогда, когда сила на единицу площади
дойдет до десятков килограммов. Другими словами, в жидкости создается
отрицательное давление в десятки атмосфер.
Уже при малых положительных давлениях устойчивым является парообразное
состояние вещества. А жидкость можно довести до отрицательного давления. Более
яркого примера "перегрева" не придумаешь.
Плавление
Нет такого твердого тела, которое сколько угодно противостояло бы повышению
температуры. Рано или поздно твердый кусочек превращается в жидкость; правый,
в некоторых случаях нам не удастся добраться до температуры плавления - может
произойти химическое разложение.
По мере возрастания температуры молекулы движутся все интенсивнее. Наконец,
наступает такой момент, когда поддержание порядка среди сильно
"раскачавшихся" молекул становится невозможным. Твердое тело плавится. Самой высокой
температурой плавления обладает вольфрам: 3380°С. Золото плавится при 1063°С,
железо - при 1539°С. Впрочем, есть и легкоплавкие металлы. Ртуть, как хорошо
известно, плавится уже при температуре -39°С. Органические вещества не имеют
высоких температур плавления. Нафталин плавится при 80 ° С, толуол при -94,5 ° С.
Измерить температуру плавления тела, в особенности, если оно плавится в
интервале температур, которые измеряют обычным термометром, совсем нетрудно.
Совсем не обязательно следить глазами за плавящимся телом. Достаточно
смотреть на ртутный столбик термометра. Пока плавление не началось, температура
тела растет (рис. 4.5). Как только плавление начинается, повышение
температуры прекращается, и температура останется неизменной, пока процесс плавления
не закончится полностью.
Поглощение Q
Выделение Q
t плавления = t отвердевания
Рис. 4.5. Плавление и отвердевание.
Как и превращение жидкости в пар, превращение твердого тела в жидкость
требует тепла. Необходимая для этого теплота называется скрытой теплотой
плавления. Например, плавление одного килограмма льда требует 80 ккал.
Лед относится к числу тел, обладающих большой теплотой плавления. Плавление
льда требует, например, в 10 раз больше энергии, чем плавление такой же массы
свинца. Разумеется, речь идет о самом плавлении, мы здесь не говорим, что до
начала плавления свинца его надо нагреть до +327°С. Из-за большой теплоты
плавления льда замедляется таяние снега. Представьте себе, что теплота, плав-
ления была бы в 10 раз меньше. Тогда весенние паводки приводили бы ежегодно к
невообразимым бедствиям.
1
60-
40-
О и.
<-. U
-20-
-40-
-60-
1*,
°с
D
В
Г~
/
'а-
Лед
с/
06 С *v
V
лед и вода
Вода
^ЧЧЧЧЧ^ч^5
t)Jb^ \iQ
r-i
2*
\г, мин
■i
лед и вода
Лед
Р-£"-*
п
Итак, теплота плавления льда велика, но она же и мала, если ее сравнить с
удельной теплотой парообразования в 540 ккал/кг (в семь раз меньше). Впрочем,
это различие совершенно естественно. Переводя жидкость в пар, мы должны
оторвать молекулы одну от другой, а при плавлении нам приходится лишь разрушить
порядок в расположении молекул, оставив их почти на тех же расстояниях. Ясно,
что во втором случае требуется меньше работы.
Наличие определенной точки плавления есть важный признак кристаллических
веществ. Именно по этому признаку их легко отличить от других твердых тел,
называемых аморфными или стеклами. Стекла встречаются как среди
неорганических , так и среди органических веществ. Оконные стекла делаются обычно из
силикатов натрия и кальция; на письменный стол кладут часто органическое стекло
(его называют еще плексиглас).
Аморфные вещества в противоположность кристаллам не имеют определенной
температуры плавления. Стекло не плавится, а размягчается. При нагревании кусок
стекла сначала становится из твердого мягким, его легко можно гнуть или
растягивать ; при более высокой температуре кусок начинает изменять свою форму
под действием собственной тяжести. По мере нагревания густая вязкая масса
стекла принимает форму того сосуда, в котором оно лежит. Эта масса сначала
густа, как мед, потом - как сметана и, наконец, становится почти такой же
маловязкой жидкостью, как вода. При всем желании мы не можем здесь указать
определенной температуры перехода твердого тела в жидкое. Причины этого лежат в
коренном отличии строения стекла от строения кристаллических тел. Как
говорилось выше, атомы в аморфных телах расположены беспорядочно. Стекла по
строению напоминают жидкости, уже в твердом стекле молекулы расположены
беспорядочно . Значит, повышение температуры стекла лишь увеличивает размах колебаний
его молекул, дает им постепенно все большую и большую свободу перемещения.
Поэтому стекло размягчается постепенно и не обнаруживает резкого перехода
"твердое" - "жидкое", характерного для перехода от расположения молекул в
строгом порядке к беспорядочному расположению.
Когда речь шла о кривой кипения, мы рассказали, что жидкость и пар могут,
хотя и в неустойчивом состоянии, жить в чужих областях - пар можно
переохладить и перевести влево от кривой кипения, жидкость - перегреть и оттянуть
вправо от этой кривой.
Возможны ли аналогичные явления в случае кристалла с жидкостью?
Оказывается, аналогия тут неполная.
Если нагреть кристалл, то он начнет плавиться при своей температуре плавле-
ния. Перегреть кристалл не удастся. Напротив, охлаждая жидкость, можно, если
принять некоторые меры, сравнительно легко "проскочить" температуру
плавления. В некоторых жидкостях удается достигнуть больших переохлаждений. Есть
даже такие жидкости, которые легко переохладить, а трудно заставить
кристаллизоваться. По мере охлаждения такой жидкости она становится все более вязкой
и, наконец, затвердевает не кристаллизуясь. Таково стекло.
Можно переохладить и воду. Капельки тумана могут не замерзать даже при
сильных морозах. Если в переохлажденную жидкость бросить кристаллик вещества
- затравку, то немедленно начнется кристаллизация.
Наконец, во многих случаях задержавшаяся кристаллизация может начаться от
встряски или от других случайных событий. Известно, например, что
кристаллический глицерин был впервые получен при транспортировке по железной дороге.
Стекла после долгого стояния могут начать кристаллизоваться (расстекловывать-
ся, или "зарухать", как говорят в технике).
(ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ)
Ликбез
РОСТ МИКРОБОВ
ОПИСАНИЕ
РОСТА
В любой биологической системе рост может быть определен как согласованное
увеличение количества всех химических компонентов. Возрастание массы не
обязательно связано с ростом, поскольку клетки способны просто накапливать
запасные вещества, такие, как гликоген или поли-р-оксибутират. Однако в
подходящей среде, к которой они полностью адаптированы, бактерии находятся в
состоянии сбалансированного роста. В период сбалансированного роста удвоение
биомассы сопровождается удвоением всех других учитываемых параметров
популяции, например количества белка, РНК, ДНК и внутриклеточной воды. Иными
словами, культуры, растущие сбалансировано, сохраняют постоянный химический
состав . Явление сбалансированного роста упрощает задачу измерения скорости
роста бактериальной культуры; так как скорость прироста всех компонентов
популяции одна и та же, то для определения скорости роста достаточно измерить
прирост любого компонента.
Математическое
выражение роста
Бактериальная культура, растущая сбалансировано, имитирует
автокаталитическую химическую реакцию первого порядка, т. е. скорость прироста вещества
клеток в любой данный момент пропорциональна числу или массе имеющихся в это
время бактерий:
Скорость прироста клеток = |i' (число или масса клеток) (1)
Коэффициент пропорциональности р. является индексом скорости роста и
называется удельной скоростью роста. Поскольку мы принимаем, что рост
сбалансирован, р. показывает также отношение прироста любого данного клеточного
компонента к исходному количеству этого компонента, что можно выразить в
математической форме:
dN/dt = pN dX/dt = уХ dZ/dt = pZ (2)
где N — число клеток в 1 мл, X — масса клеток в 1 мл, Z — количество любого
клеточного компонента в 1 мл, t — время и р — удельная скорость роста.
Действительно, эти уравнения точно описывают рост большинства культур
одноклеточных бактерий. На практике удобнее использовать другие (недифференциальные)
формы этих уравнений. В результате интегрирования уравнения (2) получаем
InZ - lnZ0 = li(t-to) , (3)
а после перевода натуральных логарифмов в десятичные
lgZ - lgZ0 = li (t-t0) /2,303, (4)
где величины Z и Z0 представляют количество любого компонента бактериальной
культуры в моменты времени t и t0 соответственно. Измеряя Z и Z0, можно
вычислить величину р. ~~ удельную скорость роста культуры. Таким образом, если
культура содержит 104 клеток в 1 мл в момент to и 108 клеток в 1 мл через 4 ч,
удельная скорость роста культуры равна
р = (8-4)2,303/4 = 2,303 ч"1 (5)
Величины р. достаточно для определения скорости роста культуры. Однако
обычно используют и некоторые другие параметры. Одним из них служит среднее время
удвоения биомассы, или время генерации (д), определяемое как период,
необходимый для увеличения в два раза количества всех компонентов культуры1.
Взаимосвязь между g и р можно вывести из уравнения (3), так как, если
рассматриваемый интервал времени (t— to) равен g, то Z будет равно 2Z0. Сделав
эти подстановки, получим
р = 1п2/д = 0,693/д (6)
В выбранном нами примере среднее время удвоения культуры g равно
0,693/2,303, т. е. 0,42 ч или 25 мин. Это относительно высокая скорость роста
для бактерий, как показывают примеры, представленные в табл. 1. В этой
таблице приведена максимальная зарегистрированная скорость роста некоторых
бактерий, выращенных в сложных средах (если нет других указаний) при оптимальной
или близкой к оптимальной температуре.
Вышеприведенные математические выражения для скорости роста бактерий полу-
1 Иногда в качестве коэффициента скорости роста используют величину, обратную
времени удвоения. Этот коэффициент (к) численно равен р и может ввести в заблуждение,
поэтому его применения следует избегать.
чены на основе предположения, что скорость прироста пропорциональна числу
(или массе) клеток, имеющихся в каждый данный момент. Как показывает
уравнение (6), из этого предположения следует также, что в период сбалансированного
роста время удвоения (д) есть величина постоянная. Те же уравнения можно
получить, предположив, что среднее время удвоения — величина постоянная, и это
приведет к заключению, что скорость прироста числа (или массы) клеток
пропорциональна их числу (или массе) в любой данный момент.
Таблица 1
Организм
Beneckea natriegens
Bacillus stearothermophilus
Escherichia coli
Bacillus subtilis
Pseudomonas putida*
Vibrio marinus
Rhodopseudomonas sphaeroides
Mycobacterium tuberculosis
Nitrobacter agilis*
Температура
°C
37
60
40
40
30
15
30
37
27
Время удвоения
биомассы, ч
0,16
0,14
0,35
0,43
0,75
1,35
2,2
~ 6
~ 20
* Выращен в синтетической среде.
Кривая
роста
Уравнение (4) предопределяет прямолинейную зависимость между логарифмом
числа клеток (или любым другим измеряемым параметром популяции) и временем
(рис. 1, А) с наклоном прямой, соответствующим р/2,303, и отсекаемым ею на
ординате отрезком, равным logN0. Взяв антилогарифм, уравнение (4) можно
написать в экспоненциальной форме:
Z = Z010p(t-t0)/2'303 (7)
В нем выражена экспоненциальная связь между числом клеток в популяции (или
любым другим измеряемым параметром популяции) и временем (рис. 9.1, Б). О
популяции бактерий, развитие которой подчиняется этим уравнениям, говорят, что
она находится в экспоненциальной фазе роста.
Экспоненциальный рост с высокими скоростями обычно не поддерживается в
микробной популяции длительное время. Причина этого становится очевидной, если
рассмотреть последствия такого роста. Единственная бактерия, у которой время
удвоения равно 20 мин, через 48 ч экспоненциального роста дала бы потомство
весом 2,2 1031 г, что приблизительно в 4000 раз больше веса Земли.
В норме рост бактериальных популяций ограничивается вследствие исчерпания
доступных источников питания или накопления токсичных продуктов обмена
веществ . В результате этого скорость роста снижается, и, в конечном счете, рост
прекращается. Говорят, что культура в этот момент находится в стационарной
фазе (рис. 2). Переход из экспоненциальной фазы в стационарную включает
период несбалансированного роста, когда разные клеточные компоненты синтезируются
с различными скоростями. Поэтому в стационарной фазе химический состав клеток
отличается от их состава в экспоненциальной фазе. Хотя состав клеток в
стационарной фазе зависит от определенного фактора, ограничивающего рост, для
них характерны и некоторые общие свойства. Так, по сравнению с клетками,
находящимися в экспоненциальной фазе, клетки стационарной фазы меньше по разме-
ру (поскольку клеточное деление продолжается и после прекращения увеличения
массы); они более устойчивы к физическим воздействиям (нагревание,
охлаждение, облучение) и химическим агентам.
^
>
\h3N0
^Г 1 Z"
yS \HanrcH=fi/2,303
С{,с <ъ
А
Время
Б
1 —
Рис. 1. Сравнение способов графического изображения данных о
росте бактериальной культуры. А. Логарифм плотности (числа клеток в
1 мл, N) сбалансировано растущей культуры как функция времени
представляет собой прямую линию, наклон которой соответствует
удельной скорости роста (р) , деленной на 2,303, а отсекаемый ею
отрезок на оси ординат равен logN0. В. Прямые данные о плотности
клеточной популяции, представленные на графике как функция
времени, дают экспоненциальную кривую.
Стационарная
фаза
Фаза отмирания
Экспоненциальная
фаза
Время
Рис. 2. Обобщенная кривая роста бактериальной культуры.
Фаза отмирания
Если бактериальные клетки находятся в таких условиях, которые не
поддерживают их рост, то, в конечном счете, они отмирают. Их гибель является
результатом действия ряда факторов, одним из которых, имеющим важное значение,
является исчерпание запасов энергии в клетке. Отмирание, подобно росту,
описывается экспоненциальной функцией, поэтому на графике, построенном в
полулогарифмическом масштабе (рис. 2) , фаза отмирания изображается линейным
уменьшением во времени числа жизнеспособных клеток. Скорость отмирания бактерий
широко варьирует в зависимости от условий и особенностей организма (например,
энтеробактерии отмирают медленно в отличие от некоторых видов Bacillus,
которые отмирают быстро).
Лаг-фаза
При перенесении клеток из культуры, находящейся в стационарной фазе, в
свежую среду того же состава, они приобретают способность к возобновлению роста
только после определенного периода, в течение которого происходит изменение
их химического состава. Продолжительность этого периода адаптации,
называемого лаг-фазой (рис. 2), может быть самой различной, но обычно его длительность
прямо пропорциональна длительности предшествующей стационарной фазы.
Линейный рост
В некоторых случаях кинетика бактериального роста является линейной, а не
экспоненциальной. В этих условиях скорость прироста постоянна, т. е.
dN/dt = С. (8)
или после интегрирования
N = Ct. (9)
Линейной функцией времени (t) является число клеток (N), а не логарифм
этого числа.
К линейному росту может приводить ряд условий. Например, если бактерия,
нуждающаяся в никотиновой кислоте как факторе роста, лишена этого соединения,
она не способна синтезировать никотинамиднуклеотидные коферменты, для которых
никотиновая кислота служит специфическим биосинтетическим предшественником. В
связи с участием никотинамиднуклеотидных коферментов в переносе электронов их
уровень в клетке определяет общую скорость метаболизма, а следовательно, и
роста. Если дальнейший синтез этих компонентов прекращается, то скорость
роста популяции становится прямо пропорциональной запасам
никотинамиднуклеотидных коферментов в клетках, а общая каталитическая активность больше не
возрастает. Поэтому и скорость увеличения числа клеток остается постоянной.
Введение в культуру n-фторфенилаланина, аналога природной аминокислоты фени-
лаланина, также приводит к ее линейному росту (рис. 3) . Аналог достаточно
близок к природной аминокислоте и может включаться во вновь синтезированные
белки вместо фенилаланина. Однако белки, содержащие n-фторфенилаланин, в
основном не являются функционально активными, а следовательно, не увеличивают
каталитической активности клетки. В результате скорость роста не может
превысить предела, определяемого каталитической активностью клеток в момент
введения в культуру аналога фенилаланина. Некоторые мутации, препятствующие в
определенных условиях дальнейшему синтезу необходимого белка, также приводят к
линейному росту культуры, помещенной в эти условия.
3
ас
хэ
Анапог отсутствует
i f
1 ^ \
/ ^^%йш присутствует
" ' -Mil ^^Щщ—.Ш III»
Время
Рис. 3. Линейный рост Е. coli в среде, содержащей аминокислотный
аналог n-фторфенилаланин (сплошная линия). Аналог добавлен в момент,
указанный вертикальной стрелкой. Пунктирная линия показывает рост
параллельной культуры, не содержащей п-фторфенилаланина.
ИЗМЕРЕНИЕ РОСТА
Следить за ростом необходимо с помощью количественных измерений. Как уже
упоминалось выше, экспоненциальный рост обычно сбалансирован, поэтому для
определения скорости роста можно измерять любое свойство биомассы. Для удобства
обычно измеряют массу или число клеток.
Определение
клеточной массы
Единственный прямой способ измерения клеточной массы — это определение веса
сухого вещества клеток, содержащихся в определенном объеме культуры, путем
отделения их от среды, высушивания и последующего взвешивания. Такие
определения занимают много времени и относительно мало чувствительны. С помощью
обычных весов трудно точно определить вес, не превышающий 1 мг; между тем
такое количество сухого вещества может содержать до 5 млрд. бактерий.
Лучшим методом определения массы одноклеточных микроорганизмов является
оптический метод — измерение количества света, рассеянного суспензией клеток.
Он основан на том, что рассеяние света мелкими частицами в определенных
пределах пропорционально их концентрации. Когда луч света проходит через
суспензию бактерий, он частично рассеивается и доля пропущенного света служит мерой
плотности суспензии. Такие измерения обычно делают с помощью
спектрофотометра. Этот прибор показывает единицы оптической плотности (D); оптическая
плотность представляет собой логарифм отношения интенсивности света, падающего на
суспензию (1о) , к интенсивности пропущенного ею света (I) :
D = log(Io/D
(Ю)
Спектрофотометр удобен для определения плотности клеточных суспензий. Когда
он откалиброван по бактериальным суспензиям известной плотности (рис. 4), то
позволяет точно и быстро определить вес сухой биомассы в единице объема
культуры.
-я
*->
о
X
t"
о
^
с:
«*
о
5"
3
Е|
^
О
J
Чосса
/
* = 420нм / ^
' ^У^
' ^г
^ ^г
* У^
* ^
</
У '''^^~
У ''^*—
ж ' ^^^
л .^^ \
/ У^ ч
/ s \
/ уг А»650нм
бактериальных клеток, мг сухого вещества
в 1 мл
Рис. 4. Зависимость между оптической плотностью суспензии бактерий и
массой бактериальных клеток. Видно, что прямая пропорциональность
наблюдается только при низких величинах оптической плотности, а при
высоких происходит отклонение от прямой пропорциональности
(пунктирная линия); видно также, что измерения более чувствительны при
использовании света с более короткой длиной волны (Л).
Фотометр
Мстсчник
света
Нефелометр
Источник
света
Коллиматорноя
линза
Иоллимоторная
гинза
Бактериальная
суспензия
Фотоэлемент
г и
Фотоэлемент
3 rfr-.i
Рис. 5. Сравнение расположения компонентов оптической схемы в
фотометре и в нефелометре. Более высокая чувствительность
нефелометра обусловлена измерением рассеянного, а не остаточного
нерассеянного света.
Необходимо подчеркнуть, что измерения плотности клеточных суспензий имеют
смысл только при сравнении со стандартной кривой, подобной той, которая
приведена на рис. 4. Так как рассеяние обратно пропорционально четвертой степени
длины волны рассеиваемого света, чувствительность измерений резко возрастает
при использовании излучения с более короткими длинами волн; однако обычно
нижний предел чувствительности данного метода достигается при измерении
плотности бактериальных суспензий, содержащих около 10 млн. клеток в 1 мл. Более
чувствительные приборы для измерения светорассеяния называются нефелометрами.
В них светочувствительное устройство расположено под прямым углом к падающему
лучу света и поэтому прямо измеряет рассеянный свет (рис. 5).
Мутномер (нефелометр).
Определение
числа клеток
Число одноклеточных организмов в суспензии можно определить
микроскопически , подсчитав отдельные клетки в точно измеренном очень малом объеме. Такой
подсчет обычно делают на специальных предметных стеклах — счетных камерах. На
них начерчены квадраты известной площади, и их конструкция позволяет внести
между предметным и покровным стеклами слой жидкости известной толщины.
Следовательно , можно точно вычислить объем жидкости, покрывающей каждый квадрат.
Такой прямой подсчет называют определением общего числа клеток. Он учитывает
как живые, так и мертвые клетки, поскольку их нельзя различить при
микроскопическом исследовании, по крайней мере, в случае бактерий.
Камера Горяева для подсчета числа клеток (под микроскопом).
Основное ограничение прямого микроскопического подсчета численности
бактериальных популяций — необходимость иметь относительно высокие концентрации
клеток в суспензии. Большое увеличение, позволяющее регистрировать бактерии,
в то же время ограничивает объем жидкости, который можно подвергнуть
тщательному исследованию под микроскопом. Тем не менее, в известном объеме должно
содержаться достаточное число клеток, чтобы сделать подсчет статистически
значимым. В результате данным методом можно анализировать с любой степенью
точности только те суспензии, которые содержат не менее 10 млн. клеток в 1
мл.
Для прямого подсчета клеток в суспензии используют также электронный
прибор, названный по имени его изобретателя счетчиком Коултера. Порцию суспензии
пропускают через очень тонкое отверстие в небольшой стеклянной трубке. Это
отверстие служит, кроме того, и для замыкания электрического тока,
проходящего через среду между электродами, расположенными внутри трубки и на ее
внешней поверхности. Определение основано на различии в проводимости между
бактерией и окружающей средой. Каждый раз, когда бактериальная клетка проходит
через отверстие, проводимость падает, что обнаруживается и регистрируется
электронным счетчиком. Прибор может различать величину и длительность изменений
проводимости и таким образом регистрировать и записывать не только число
клеток в популяции, но и распределение их по размеру. Отверстие, обычно
используемое для подсчета бактерий, имеет диаметр 30 мкм, поэтому среда, в которой
находятся клетки, должна быть тщательно освобождена от посторонних частиц
(например, пыли), так как мельчайшие из них будут подсчитаны как бактерии, а
более крупные закупорят отверстие.
г Разъем
%1 установки наконечника
Наконечник Sceptor
Ручной счетчик клеток.
Число одноклеточных организмов можно подсчитать также после их высева в
чашки Петри, поскольку жизнеспособные клетки, пространственно отделенные друг1
от друга во всем объеме агаризованной среды или на ее поверхности, в процессе
роста образуют отдельные макроскопические колонии (рис. 6) . Следовательно,
приготовив соответствующие разведения бактериальной популяции, и использовав
их для засева подходящей среды, можно определить число жизнеспособных клеток
в исходной популяции путем подсчета числа вырастающих после инкубации колоний
и умножения этой цифры на коэффициент разведения. В отличие от прямого
микроскопического или электронного подсчета такой метод обычно называют
определением числа жизнеспособных клеток, поскольку он позволяет учесть только те
клетки, которые могут расти на использованной для посева среде. Определение
числа жизнеспособных клеток, несомненно, является наиболее чувствительным
методом количественного учета бактерий, так как он дает возможность
зарегистрировать даже единичную жизнеспособную клетку в суспензии. Его точность зависит
от соблюдения некоторых предосторожностей. Необходимо подсчитать большое
число колоний, желательно в двух или трех чашках, содержащих каждая по несколько
сотен колоний (стандартная ошибка приблизительно равна квадратному корню из
числа подсчитанных колоний). При определении числа клеток в растущей культуре
важно понимать, что в процессе разбавления оно продолжает увеличиваться, даже
если для разбавления используется среда, недостаточная для обеспечения
непрерывного роста. Рост клеток нельзя затормозить, не оказывая влияния на их
жизнеспособность . Быстрое охлаждение перед разбавлением или во время него в
некоторых случаях может вызвать гибель значительной части популяции — явление,
называемое Холодовым шоком.
Рис. 6. Метод высева разведенной культуры на чашки
Петри (приблизительно 400 колоний в каждой).
Для установления доли жизнеспособных клеток в популяции можно использовать
методы отдельного определения общего числа клеток и числа жизнеспособных
клеток. Долю жизнеспособных клеток определяют также непосредственно с помощью
иного метода, сочетающего микроскопическое наблюдение и выращивание клеток.
Для этого соответствующим образом разбавленный образец наносят поверх тонкого
слоя агаризованной среды, помещенной на стерильное предметное стекло, которое
инкубируют до тех пор, пока не произойдет нескольких клеточных делений, а
затем просматривают под микроскопом, используя метод фазового контраста, В этих
условиях можно легко обнаружить жизнеспособные клетки, образующие
микроколонии, и точно определить их долю относительно оставшихся одиночными
нежизнеспособных клеток.
Эффективность роста
Урожай бактериальной культуры — это разность между массой (или числом)
клеток, имеющихся в культуре, вступившей в стационарную фазу, и массой (или
числом) клеток, внесенных в среду с инокулятом. Если рост ограничен определенным
субстратом, то между начальной концентрацией внесенного в среду лимитирующего
субстрата и полученным общим урожаем существует постоянная линейная
зависимость , показанная на рис. 7. Поэтому масса клеток, образованная на единицу
лимитирующего субстрата, представляет собой константу — экономический
коэффициент, или выход биомассы (У) . Величина У может быть вычислена из отдельного
определения общего урожая по уравнению
Y = Х-Хо/С (11)
где X — вес сухого вещества клеток в 1 мл культуры, вступившей в
стационарную фазу, Х0 — вес сухого вещества клеток в 1 мл сразу после инокуляции среды
и С — концентрация лимитирующего субстрата.
^
о
Т"
2
^
S
^ и*
«^
ас '
1 W
©
5
3
* о>5
ч=*
О
*
о
* D
j-
г-
И *г
, 1
¥ о
О
J*
^4>*
*'-'
1 1 1 1 1 '
2 4 6
Ионцсмпрация сахарогю/мл
g
—
^
1 4)
•2
1
д>
f>°¥
X
i ч3
CI
1 *
о
0 &
1 «5Г
1 23
' 3 1
о
Рис. 7. Зависимость между общим урожаем аэробной бактерии
(Pseudomonas sp.) и начальной концентрацией лимитирующего
субстрата (фруктозы). Опыты проведены в синтетической среде с
фруктозой в качестве единственного источника углерода и энергии.
Наклон кривой равен экономическому коэффициенту (У) данной
бактерии в присутствии фруктозы (см. текст).
Вычислив однажды экономический коэффициент для любого необходимого
субстрата, можно в дальнейшем использовать его для расчета концентрации этого
субстрата в смеси неизвестного состава. Для этого измеряют урожай, который
обеспечивает определенный объем этой смеси, добавленный к среде, не содержащей
лимитирующего субстрата, но полноценной во всех других отношениях. Такой
способ называется биологическим определением (биопробой). Его широко
использовали в прошлом для измерения концентрации аминокислот и витаминов в пищевых
продуктах. В настоящее время для этих целей применяют химические и физические
методы, получившие общее признание, однако принцип биологического определения
остается важным способом выявления и измерения веществ, способных стимулиро-
вать рост организмов. Для проведения биологического определения требуется
только штамм микроорганизма, для которого испытуемое вещество является
необходимым субстратом.
В случае хемогетеротрофной бактерии экономический коэффициент, измеренный
исходя из потребленного органического субстрата, становится показателем
эффективности превращения субстрата в бактериальную массу. Данные,
представленные на рис. 7, получены для облигатноаэробной хемогетеротрофной псевдомонады,
растущей на синтетической среде с фруктозой в качестве единственного
источника углерода и энергии. Согласно этому графику, экономический коэффициент
приблизительно равен 0,4. Учитывая, что содержание углерода во фруктозе и в
веществе клетки составляет соответственно 40 и 50%, можно рассчитать, что в
углерод клетки превращается около половины углерода фруктозы. Следовательно,
данный микроорганизм расходует около половины углерода фруктозы на
образование клеток, а другую половину окисляет до СОг. Аналогичные опыты с другими
аэробными хемогетеротрофами, использующими сахара в качестве единственного
источника углерода, показывают, что эффективность превращения углерода сахара
в углерод клеток варьирует приблизительно от 20 до 50 %. По-видимому, эта
разница отражает различия в эффективности образования АТФ при катаболизме
субстрата; данные в пользу этого вывода приведены ниже.
При выращивании в богатых средах некоторых микроорганизмов, способных
существовать только за счет брожения (облигатных анаэробов), с помощью
радиоактивных индикаторов обнаружен лишь незначительный переход углерода
сбраживаемого субстрата в вещество клеток или полное отсутствие такого перехода. В
этих условиях вещество клеток образуется из других компонентов среды
(аминокислот , пуринов, пиримидинов и т. д.) , а сбраживаемый субстрат служит только
источником энергии. Для многих типов брожения выход АТФ известен так же, как
урожай клеток, который составляет приблизительно 10 г сухого вещества на 1
моль образовавшегося АТФ (Уатф), что свидетельствует о незначительном
варьировании у микроорганизмов количества энергии, затрачиваемой на полимеризацию
углеродных мономеров в макромолекулы. При расчете урожая клеток на моль
использованного при брожении субстрата такое постоянство не обнаруживается,
поскольку пути сбраживания одного и того же субстрата разными микроорганизмами
могут различаться по выходу АТФ. Например, у Zymomonas mobilis сбраживание
глюкозы в этиловый спирт идет по пути Энтнера—Дудорова с образованием 1 моля
АТФ на 1 моль расщепленной глюкозы; в то же время дрожжи для осуществления
этого процесса используют путь Эмбдена—Мейергофа, причем на 1 моль глюкозы
образуется 2 моля АТФ. В результате дрожжи дают значительно больше клеток,
чем Zymomonas, в расчете на 1 моль сброженной глюкозы, но приблизительно то
же самое количество на 1 моль образовавшегося при брожении АТФ (табл. 2).
Относительное постоянство Уатф может быть использовано для оценки выхода АТФ в
каком-либо еще не изученном пути диссимиляции.
Таблица 2. Экономический коэффициент, измеренный у микроорганизмов,
осуществляющих брожение, в расчете на использованную глюкозу или образовавшийся АТФ
Организм
Saccharomyces
cerevisiae
Тип брожения и его
механизм
Спиртовое, путь
Эмбдена — Мейергофа
Количество
молей АТФ.
образованных на 1
моль
расщепленной
глюкозы
2
Молярный экономический
коэффициент , выраженный в
граммах клеток,
образованных на 1 моль
расщепленной
глюкозы
21
образовавшегося АТФ
10,5
Strpeptococcus
faecalis
Lactobacillus
delbruckii
Zymomonas
mobilis
Гомоферментативное
молочнокислое, путь
Эмбдена — Мейергофа
Гомоферментативное
молочнокислое, путь
Эмбдена — Мейергофа
Спиртовое, путь
Энтнера — Дудорова
2
2
1
22
21
8,6
11,0
10,5
8,6
УПРАВЛЕНИЕ РОСТОМ
Синхронный рост
До сих пор мы рассматривали характерные особенности роста бактериальной
популяции. Такие исследования не позволяют сделать заключение о поведении
индивидуальных клеток в процессе роста, так как у большинства бактериальных
культур распределение клеток по размеру (а следовательно, и по возрасту) имеет
совершенно случайный характер. Информацию о поведении отдельных бактерий в
процессе роста можно получить при изучении синхронных культур, т. е. культур,
в которых все клетки находятся на одинаковой стадии клеточного цикла.
Результаты опытов, проведенных на таких культурах, равноценны данным о поведении
индивидуальных клеток.
Существует ряд методов, с помощью которых получают синхронные культуры
бактерий. Синхронность можно индуцировать путем изменений (обычно циклических)
окружающих условий. У некоторых бактерий синхронность вызывают повторными
изменениями температуры или внесением свежих питательных веществ в культуры,
которые только что достигли, стационарной фазы. Кроме того, синхронную
популяцию клеток можно получить из неупорядоченной популяции в результате отбора,
физически отделяя клетки, находящиеся на одной и той же стадии клеточного
цикла. Это осуществляют путем дифференциального фильтрования или
центрифугирования. Для физиологических исследований методы с применением селекции
предпочтительнее методов, в которых для получения синхронных культур используется
индукция, поскольку метод индукции может вызвать циклические изменения, не
типичные для нормального клеточного цикла.
Прекрасным селективным способом получения синхронных культур является метод
Хельмштеттера — Каммингса, основанный на том, что некоторые бактерии прочно
удерживаются фильтрами (миллипоровыми) из нитрата целлюлозы. Метод
заключается в фильтровании несинхронизированной культуры бактерий через миллипоровый
фильтр, который затем перевертывают и осторожно промывают свежей средой (рис.
8). После смывания с фильтра слабо связанных бактерий поток проходящей через
фильтр среды содержит только клетки, образующиеся в результате деления.
Следовательно, в смыве присутствуют лишь вновь образованные клетки, находящиеся
на одной и той же стадии клеточного цикла.
\
.;iuo(ju(jouu
)
\
ЩЩГЯЩ}
\
\
>
Рис. 8. Получение синхронных культур методом Хельмштеттера— Каммингса.
На рис. 9 показан рост культуры Е. coli, синхронизированной таким способом.
В течение примерно одного часа вновь образованные клетки увеличиваются в
размере; поэтому их число в культуре остается приблизительно постоянным. Затем
происходит довольно резкое удвоение числа клеток. Во втором цикле деления
образуется менее четкое плато, а возрастание популяции занимает больший период,
что указывает на снижение степени синхронности. В третьем цикле деления
признаки синхронности почти не сохраняются.
•Г s
х л
v^ 4
S
£
-*» 3
*
2
Е 2,
S
о
S 1
£
. 1 . 1 . | _l
W 2.0 3,0
Зремя, ч
Рис. 9. Синхронный рост культуры Е. coli в минимальной среде,
содержащей глюкозу. Элюат мембранной культуры (метод Хельмштеттера— Кам-
мингса) собирали в течение 3 мин и инкубировали при 30 °С.
Синхронные культуры быстро утрачивают синхронность, потому что не все
клетки популяции делятся, достигнув одного и того же размера, возраста или
момента времени, прошедшего после предыдущего деления. Скорость потери
синхронности позволяет рассчитать распределение клеток по возрасту в момент деления.
Используя электронные методы подсчета можно установить распределение клеток
по размеру в экспоненциально растущей культуре. Эти две характеристики
позволяют вычислить скорость роста как функцию размера клеток (рис. 10).
Взаимоотношение этих величин сложное: очень мелкие клетки растут медленно, клетки
промежуточного размера — быстрее, а у очень крупных клеток рост снова
замедляется .
0.25 0t50 0J5 1,00 1,25 1Р50 1,75
Размер нлетни,мим3
Рис. 10. Скорость роста (мкм3/час) индивидуальных клеток Е. coli,
выращиваемых в синтетической среде, как функция размера клетки (мкм3) .
Аналогичные расчеты позволяют установить распределение клеток различного
возраста (период, прошедший с момента деления, в результате которого они
образовались) в экспоненциальной культуре (рис. 11) . Ив этом случае также
наблюдается довольно сложное взаимоотношение, напоминающее связь между
скоростью роста и размером клеток. Рис. 11 отражает общее свойство любой
увеличивающейся популяции: численное преобладание молодых особей.
п
Интервал между
' делениями
сремя
Рис. 11. Сравнение распределения величины интервала между делениями
и возраста клеток в экспоненциально растущей популяции Е. coll.
Пожалуй, наиболее наглядным примером того, что кинетику роста отдельных
клеток нельзя вывести из кинетики роста общей популяции, является развитие
Caulobacter. Популяция одноклеточных бактерий этого типа всегда состоит из
двух морфологически различных видов клеток: клеток со стебельками и клеток-
швермеров1. Стебельковые клетки всегда растут значительно быстрее, чем швер-
меры, хотя популяция в целом характеризуется экспоненциальным ростом с
постоянной скоростью.
Влияние концентрации
питательных веществ
Во многих отношениях процесс бактериального роста напоминает химическую
реакцию, в которой из компонентов среды (реагентов) образуются новые клетки
(продукты реакции), а бактериальная популяция играет роль катализатора.
Скорость химической реакции определяется концентрацией реагентов, однако, как мы
уже знаем, скорость роста бактерий остается постоянной до полного исчерпания
в среде лимитирующего субстрата. Этот кажущийся парадокс объясняется
действием пермеаз, которые способны поддерживать насыщающие внутриклеточные
концентрации питательных веществ, хотя в среде эти вещества могут содержаться в
самых различных концентрациях. Тем не менее, при чрезвычайно низких
концентрациях питательных веществ в окружающей среде пермеазные системы не в состоянии
поддерживать насыщающие внутриклеточные концентрации этих веществ и скорость
роста снижается.
Кривые, отражающие зависимость скорости роста от концентрации питательных
веществ, представляют собой гиперболы (рис. 12) и описываются уравнением
11 = VWS/(KS+S)
(12)
Швермеры (от нем. SchwKrmer - бродяга), отличающиеся от нормальных вегетативных
клеток длиной (20-80 мкм, в то время как вегетативные клетки не превышают 2-4 мкм) ,
избыточным количеством жгутиков, потому высокой подвижностью и наличием в одной
клетке многих нуклеотидов (бактериальных аналогов ядра эукариотных клеток).
где p. ~~ удельная скорость роста при концентрации лимитирующего субстрата
(S) , |imax — скорость роста при насыщающей концентрации субстрата и Ks —
константа , аналогичная константе Михаэлиса—Ментен, применяемой в ферментативной
кинетике и численно равная такой концентрации субстрата, которая обеспечивает
скорость роста, соответствующую H|imax. Значения Ks для потребления клетками Е.
coli глюкозы и триптофана составляют соответственно 1'10~б и 2'10~7 М, или 0,18
и 0,03 мкг/мл. Такие низкие величины обусловлены высоким сродством к
субстратам многих бактериальных пермеаз, которое можно рассматривать как
эволюционное приспособление микроорганизмов к росту в чрезвычайно разбавленных
растворах. В этом отношении общепринятые лабораторные среды сильно отличаются от
большинства природных условий.
0,1 5 10 15 20 25
Концентрация глюнозы,мнМ
А
098
о,б\-
о
о
0,4h
ол
0 2 4 6 8
Концентрация триптофана. чкМ
Рис. 12. Влияние концентрации питательного вещества на удельную
скорость роста Е. coll. А. Влияние концентрации глюкозы. Б. Влияние
концентрации триптофана (для мутанта, нуждающегося в триптофане).
Непрерывные
культуры
Культуры, которые мы рассматривали до сих пор, называются периодическими
культурами; питательные вещества в них не возобновляются, и поэтому
экспоненциальный рост клеток сохраняется только в течение нескольких генераций.
Микробные популяции можно длительное время поддерживать в состоянии
экспоненциального роста, используя систему непрерывного культивирования (рис. 13). При
таком способе культивирования сосуд для выращивания (культиватор)
присоединяют к резервуару со стерильной средой. В процессе роста клеток из резервуара в
культиватор непрерывно поступает свежая среда. Объем жидкости в культиваторе
поддерживается постоянным за счет непрерывного удаления ее избытка через
сливной сифон.
Если свежая среда поступает с одинаковой скоростью, концентрация бактерий в
культиваторе после начального периода регулировки остается постоянной. Иными
словами, бактерии в культиваторе растут как раз с такой скоростью, которая
достаточна для восполнения клеток, удаляемых через сифон. Если изменить
скорость поступления свежей среды, то после очередного переходного периода
создается популяция с новой постоянной плотностью; скорость роста изменяется в
соответствии с новой скоростью потери клеток через сливное устройство. Таким
образом, система непрерывного культивирования допускает широкое варьирование
скорости добавления свежей среды. Однако независимо от скорости притока среды
бактерии не могут расти быстрее, чем они росли бы в периодической культуре.
Рис. 13. Упрощенная схема системы непрерывного культивирования.
1 — резервуар со стерильной средой; 2 — кран для регулирования
скорости потока жидкости; 3 — ввод воздуха для принудительной
аэрации и перемешивания; 4 — отверстие для инокуляции и выхода
воздуха; 5 — сливной сифон; 6 — культиватор (ферментер).
В связи с тем, что в системе непрерывного культивирования плотность
популяции сохраняется постоянной, возникает следующий вопрос: каким образом
скорость добавления свежей среды в культиватор определяет скорость роста
культуры? Объяснение основано на том, что скорость роста бактерий в аппарате для
непрерывного культивирования всегда ограничена концентрацией одного из
питательных веществ. Следовательно, система является саморегулируемой: скорость
добавления свежей среды определяет скорость роста культуры. Рассмотрим
аппарат для непрерывного культивирования, который работает при постоянной скоро-
сти добавления свежей среды. После инокуляции культура сначала растет с
максимальной скоростью |imax) • С повышением плотности клеток будет повышаться и
скорость использования питательных веществ до тех пор, пока исчерпание одного
из них не приведет к ограничению скорости роста. Пока скорость роста
превышает скорость вымывания клеток через сливной сифон, их плотность продолжает
увеличиваться, а равновесная концентрация лимитирующего субстрата в
культиваторе продолжает снижаться. В результате скорость роста будет снижаться до тех
пор, пока прирост клеток за счет размножения не станет в точности равным
скорости их вымывания через сливное устройство. Если бы скорость роста культуры
на небольшой период стала ниже, чем скорость вымывания клеток, плотность
суспензии уменьшилась бы, а концентрация лимитирующего субстрата увеличилась.
Поэтому и скорость роста стала бы повышаться до ее уравнивания со скоростью
вымывания клеток.
Используя тот факт, что в системе непрерывного культивирования плотность
клеток сохраняется постоянной и саморегулируется, можно дать описание системы
в математической форме:
Общее увеличение биомассы = Рост — Отток.
Ранее мы описывали скорость образования бактериальной массы (dX/dt)
уравнением (2)
dX/dt = pX
Скорость вымывания клеток через сливное устройство может быть выражена как
dX/dt = FX/V (13)
где (F) скорость потока, a (X/V) - концентрация клеток в ферментере.
Выражение (F/V) называется скоростью разбавления (D). Таким образом,
dX/dt = рХ - DX (14)
В стационарном состоянии, когда dx/dt = 0, мы имеем
11 = D (15)
Путем подстановки в уравнение (12) получаем
VWS/(KS+S) = D (16)
а решая уравнение относительно S, имеем
S = KsD/(iimax - D) (17)
что выражает фундаментальную связь между концентрацией субстрата (S) в
культиваторе и скоростью разбавления (D) . При равновесном состоянии
концентрация лимитирующего субстрата S в аппарате непрерывного культивирования
также сохраняется постоянной.
Баланс для лимитирующего субстрата дается уравнением:
Общее увеличение = Поступление — Отток — Субстрат, использованный на рост.
В символьных обозначениях:
dS/dt = DS0 - DS - ds/dt (18)
где S0 — концентрация литимирующего субстрата в резервуаре, a ds/dt —
скорость использования лимитирующего субстрата. Последняя может быть выражена
через экономический коэффициент
Y = dX/ds
В самом деле, если выразить экономический коэффициент через скорости
(формально мы делим числитель и знаменатель на dt):
Y = (dXdt)/(dsdt)
или
ds/dt = (dX/dt)/Y
Скорость образования бактериальной массы (dX/dt) уже известна:
dX/dt = pX
В результате получаем:
dS/dt = D(S0 - S) - 11X/Y (19)
В стационарном состоянии DS/dt = 0 и D = ]i( поэтому, решая уравнение
относительно X, получаем
X = Y(S0 - S) . (20)
В этом уравнении выражена фундаментальная зависимость между плотностью
клеток (X) и концентрацией лимитирующего субстрата (S) в культиваторе. Уравнения
(17) и (20) позволяют представить взаимосвязь между плотностью клеток,
концентрацией лимитирующего субстрата и скоростью разбавления. Плотность клеток
и концентрация лимитирующего субстрата меняются незначительно при низких
скоростях разбавления. Когда скорость разбавления приближается к iamax, плотность
клеток быстро падает до нуля, а концентрация лимитирующего субстрата
становится близкой к его концентрации в резервуаре (So) .
Хемостаты и
турбидостаты
Аппараты для непрерывного культивирования могут работать как хемостаты или
как турбидостаты1. В хемостате скорость потока жидкости устанавливается на
определенном уровне, а скорость роста культуры приходит в соответствие со
скоростью потока. В систему турбидостата входит светочувствительное
устройство, измеряющее поглощение света культурой (плотность культуры) в
культиваторе; электрический сигнал из этого устройства управляет скоростью потока.
Таким образом, поглощение света культурой контролирует скорость потока
жидкости, а скорость роста культуры устанавливается в соответствии со скоростью
1 На самом деле есть и другие способы непрерывного культивирования микроорганизмов.
См. например: Перт С. Основы культивирования микроорганизмов и клеток. (1978).
потока.
На практике хемостаты и турбидостаты обычно действуют при разных скоростях
разбавления. В хемостате максимальная стабильность достигается в диапазоне
таких скоростей разбавления, при которых плотность культуры лишь
незначительно меняется с изменением скорости разбавления, т. е. при низких скоростях
разбавления. Напротив, в турбидостате максимальная чувствительность и
стабильность достигаются при высоких скоростях разбавления, т. е. в том
диапазоне, в котором происходит быстрое изменение плотности культуры в зависимости
от скорости разбавления (рис. 14).
X
С
1 ^^^
° п .
Рис. 14. Зависимость между плотностью клеточной суспензии (X),
концентрацией лимитирующего субстрата (С) и скоростью разбавления (D) в
системе непрерывного культивирования. Слева от пунктирной линии
находится область работы хемостата, а справа — турбидостата.
Использование
систем непрерывного
культивирования
Системы непрерывного культивирования обладают двумя особенностями,
полезными при изучении микроорганизмов. Они обеспечивают стабильное получение
клеток, находящихся в экспоненциальной фазе роста, а также дают возможность
выращивать культуры при чрезвычайно низких концентрациях субстратов.
Практические преимущества первой особенности очевидны. Выращивание микроорганизмов
при низких концентрациях субстратов важно для изучения регуляции синтеза или
катаболизма лимитирующего субстрата, для получения в результате селекции
мутантов различных типов и для проведения экологических исследований.
Энергия, необходимая
для поддержания
жизнедеятельности
микроорганизмов
Как можно заметить на рис. 14, кривые, соответствующие плотности культуры и
концентрации лимитирующего субстрата, не продолжены в область очень низких
скоростей разбавления. Дело в том, что реакция культуры при очень низких
скоростях разбавления зависит от природы лимитирующего субстрата. Если этот суб-
страт служит источником энергии, то при очень низких скоростях разбавления
рост прекращается в связи с затратой некоторой части энергии на неростовые
процессы. Эта энергия называется энергией поддержания жизнедеятельности. Рост
не может происходить, пока скорость притока источника энергии недостаточна
для того, чтобы обеспечить большее количество энергии, чем то, которое
необходимо для поддержания жизнедеятельности микроорганизмов. Количество этой
энергии может быть выражено в математической форме следующим образом:
dX/dt = рх - ах, (21)
где (а) — константа удельной скорости затраты энергии на поддержание
жизнедеятельности. Уравнение (21) представляет собой разновидность уравнения роста
[уравнение (2)], применяемое в том случае, когда скорость роста ограничена
притоком энергии. Поскольку обычно величина (а) невелика (например, для
штамма Е. coli ML30, растущего на среде с глюкозой, она равна 0,018 ч-1) , влияние
энергии, необходимой для поддержания жизнедеятельности клеток, на скорость
роста незначительно.
Простейший хемостат для культивирования микроводорослей.
ВЛИЯНИЕ ОКРУЖАЮЩИХ
УСЛОВИЙ НА РОСТ
МИКРООРГАНИЗМОВ
Функции
клеточной
мембраны
Концентрация растворенных веществ внутри микробной клетки, как правило,
превышает их концентрацию во внешней среде. Это справедливо как для
природного окружения микроорганизмов, так и для большинства культуральных сред. К
тому же растворенные вещества, находящиеся в клетке и в окружающей среде,
качественно различны. Основным барьером, регулирующим переход растворенных
веществ между клеткой и внешней средой, служит клеточная мембрана — структура
постоянной толщины (приблизительно 10 нм) , которая состоит из сложной смеси
белков, липидов и гликопротеидов. Хотя молекулярная организация мембранных
компонентов еще не выяснена, большое количество данных свидетельствует о том,
что клеточная мембрана построена из двойного слоя фосфолипидов, в который
включены различные белки.
Внеклетсмная среда
Цитоплазма
Рис. 2. Упрощенная схема строения клеточной мембраны.
Здесь мы рассмотрим роль мембраны в сохранении определенного химического
состава содержимого клетки.
У грамотрицательных бактерий внешний слой клеточной стенки (иногда
называемый внешней мембраной, так как на поперечных срезах его тонкая структура
напоминает структуру клеточной мембраны) также играет определенную, хотя и
второстепенную, роль в регуляции распределения некоторых молекул между клеткой и
внешней средой. Промежуток между клеточной мембраной и внешними слоями стенки
храмотрицательных бактерий, называемый периплазматшеским пространством, по
химическому составу отличается и от содержимого клетки, и от внешней среды.
В этом отношении функции мембраны многообразны: она удерживает внутри
клетки необходимые метаболиты и макромолекулы, «накачивает» в клетку определенные
питательные вещества против градиента концентрации, позволяет свободно
«вытекать» из клетки другим питательным веществам, а также препятствует проникно-
вению в клетку некоторых растворенных веществ из окружающей среды.
Поскольку клеточная мембрана содержит двойной липидный слой, по чисто
химическим соображениям она должна полностью препятствовать проникновению всех
полярных молекул. В действительности, однако, питательные вещества большей
частью представляют собой полярные молекулы. Поэтому мембрана должна
содержать определенные химически модифицированные участки, через которые проникают
в клетку эти необходимые полярные молекулы; следовательно, такие участки
функционируют в мембранном транспорте.
Поступление питательных
веществ в клетку
Мембранный транспорт осуществляется посредством различных механизмов,
простейший из которых — пассивная диффузия. Перемещение вещества путем пассивной
диффузии происходит только за счет различия в его концентрации по обе стороны
мембраны (градиента концентрации), причем в результате такого перемещения это
различие исчезает. Скорость перемещения — прямая функция величины градиента,
но она имеет предел даже при очень большом различии в концентрации вещества.
Пассивная диффузия свидетельствует о существовании в мембране участков, через
которые свободно проходят некоторые вещества, примерно так же, как небольшие
молекулы проходят через искусственные мембраны, используемые для диализа.
Вода — основное вещество, которое проникает в клетку и покидает ее путем
пассивной диффузии.
Облегченная
диффузия
Пассивная диффузия обнаруживает лишь минимальную субстратную специфичность.
Например, энантиоморфные формы оптически активных соединений не различаются
по способности к пассивной диффузии. Сходный транспортный механизм,
называемый облегченной диффузией, обнаруживает специфичность, характерную для
реакций, катализируемых ферментами. Облегченная диффузия протекает при участии
особых мембранных белков, которые в ряде случаев индуцируются своими
субстратами. Эти мембранные белки в совокупности называют пермеазами, они связывают
молекулу субстрата на внешней стороне мембраны и делают возможным ее
проникновение через мембрану посредством механизмов, во многом еще не известных.
Диссоциация комплекса на внутренней поверхности мембраны завершает процесс
транспорта. Простершая интерпретация функции пермеаз. заключается в том, что
они способны проходить через мембранный барьер, как с присоединенной
молекулой субстрата, так и без нее. Таким образом, они катализируют общую реакцию.
Субстрат (вне клетки) <--> Субстрат (внутри клетки).
Облегченная диффузия аналогична просто диффузии в том отношении, что
субстрат движется по градиенту концентрации в термодинамически благоприятном
направлении , т. е. от более высокой к более низкой концентрации. Поэтому данный
процесс не требует затраты метаболической энергии. Он отличается от пассивной
диффузии тем, что протекает при участии специфических белковых катализаторов,
во многих отношениях сходных с ферментами. Процесс идет с высокой скоростью
(более высокой, чем скорость, обеспечиваемая пассивной диффузией) и
обнаруживает значительную субстратную специфичность. Катализаторы облегченной
диффузии часто являются индуцибельными. Наконец, при возрастании концентрации
субстрата скорость реакции достигает предела, т. е. она подчиняется обычной
ферментативной кинетике (Михаэлиса — Ментен). Скорость поступления субстрата
внутрь клетки может быть описана уравнением
1/ВХОД 1/ВХОД
У — У max
КГД + Иен
а скорость выхода уравнением
(1)
1/ВЫХОД Т/ВЫХОД Инн
таХ ^ВЫХОД . ГС1
где [S]ch и [S]bh — концентрации субстрата, находящегося снаружи и внутри
клетки соответственно, а V — скорость входа и выхода; Км — константы Михаэли-
са (обратно пропорциональные сродству пермеазы к ее субстратам) для процессов
входа и выхода. При облегченной диффузии значения Vmax для реакций входа и
выхода равны между собой, так же как и величины Км. Следовательно, в состоянии
равновесия внутренняя и внешняя концентрации субстрата, транспортируемого
посредством облегченной диффузии, равны.
Хотя у эукариот облегченная диффузия — обычный механизм транспорта, она
относительно редко встречается у прокариот. Например, для Сахаров характерно
проникновение в клетки эукариот посредством облегченной диффузии, тогда как в
клетки прокариот они поступают за счет механизмов другого типа, а именно
активного транспорта, который рассматривается ниже. У прокариот единственным
транспортным процессом, осуществляемым путем облегченной диффузии является
проникновение глицерина в клетки бактерий кишечной группы.
Активный
транспорт
Механизмы транспорта, называемые в совокупности активным транспортом,
позволяют растворенным веществам поступать в клетку против термодинамически
неблагоприятного градиента концентрации. Системы активного транспорта создают
внутри клетки концентрации растворенных веществ, которые в состоянии
равновесия могут в несколько тысяч раз превышать их концентрации во внешней среде.
Преобладание у бактерий механизмов активного транспорта может быть связано с
тем обстоятельством, что эти микроорганизмы часто заселяют среды с низкой
концентрацией химических веществ и, тем не менее, обнаруживают высокие
скорости метаболизма. Поскольку активный транспорт приводит к концентрированию
растворенных веществ внутри клетки против термодинамически неблагоприятного
градиента, он требует затраты метаболической энергии. Механизм сопряжения
метаболической энергии с активным транспортом остается одним из наиболее
интересных и важных вопросов биологии клетки.
В качестве одного из многочисленных примеров бактериальных систем активного
транспорта рассмотрим систему концентрирования дисахарида лактозы в клетках
Е. coll. Эта система называется р-галактозидпермеазной системой. Транспорт р-
галактозидов идет при участии специфической пермеазы, причем этот процесс
сопряжен с затратой метаболической энергии. Метаболическая энергия используется
для снижения сродства пермеазы к лактозе (или другим р-галактозидам) на
внутренней стороне мембраны по сравнению с ее сродством к тем же субстратам на
внешней стороне мембраны. В результате Км выхода становится больше, чем Км
входа, а скорость выхода веществ наружу — меньше, чем скорость их поступления
внутрь клетки [уравнения (1) и (2)]. Поэтому в состоянии равновесия [S]bh
больше, чем [S]ch. Если образование энергии блокировать добавлением к клеткам
метаболических ядов, например азида натрия, р-галактозид-пермеазная система
теряет способность осуществлять активный транспорт. При этих условиях перме-
азная система катализирует облегченную диффузию р-галактозидов, обнаруживая
одинаковое сродство к ним по обе стороны мембраны. Скорость проникновения р-
галактозидов внутрь клетки становится равной скорости их выхода наружу.
р-Галактозидпермеаза (иногда называемая М-белком) выделена из клеточной
мембраны путем обработки последней детергентами. Она кодируется специальным
геном — lacY. Некоторые мутации этого локуса лишают клетку способности
транспортировать лактозу, а следовательно, и метаболизировать ее, хотя внутри
клетки присутствуют все ферменты, необходимые для метаболизма лактозы. Такие
мутанты называют криптическими. Криптичность, вызываемая отсутствием
специфической транспортной системы, — довольно обычное явление у организмов дикого
типа1. Например, неспособность штаммов дикого типа Е. coli использовать
цитрат в качестве источника углерода [свойство, существенное для классификации
энтеробактерий] является результатом криптичности, поскольку в клетках Е.
coli присутствуют ферменты, необходимые для диссимиляции цитрата, являющегося
ключевым интермедиатом дыхательного метаболизма.
Связывающие
белки
У грамотрицательных бактерий многие системы активного транспорта включают
так называемые связывающие белки, локализованные в периплазматическом
пространстве . Они могут быть освобождены из клеток путем резкого снижения
осмотического давления в окружающей среде при низкой температуре. Такая
обработка, называемая Холодовым осмотическим шоком, повреждает внешний слой
клеточной стенки и вследствие этого позволяет белкам периплазмы выходить в
окружающую среду. К таким белкам относятся и связывающие белки, обладающие очень
высоким сродством к определенным питательным веществам. Константы диссоциации
для них лежат в пределах от 10~7 до Ю-9. Выделено и изучено свыше 100
различных связывающих белков. У них отсутствует каталитическая активность, однако,
они образуют прочные комплексы с определенными питательными веществами,
включая аминокислоты, сахара и неорганические ионы. Показано, что связывающие
белки необходимы для активного транспорта их субстратов, так как мутанты,
потерявшие способность синтезировать специфический связывающий белок,
одновременно утрачивают способность накапливать его субстрат. Однако эти белки не
идентичны пермеазам, поскольку они не включены в структуру клеточной
мембраны, а являются водо-растворимыми белками периплазматического пространства.
Хотя необходимость их участия в транспорте показана как генетическими, так и
биохимическими методами, они функционируют только в комбинации со
специфическими пермеазами, локализованными в клеточной мембране. Потеря в результате
мутации, как специфического связывающего белка, так и специфической пермеазы,
определяющей проникновение данного питательного вещества в клетку, приводит к
криптичности по этому субстрату.
Перенос
радикалов
В процессе активного транспорта происходит перемещение через клеточную
мембрану химически не измененных питательных веществ против градиента
концентрации. У бактерий есть и другие транспортные системы, которые переводят пита-
Генетический штамм любого организма, впервые выделенный из природного источника,
называют штаммом дикого типа.
тельное вещество в химически измененную форму, не способную проходить через
мембрану. Подобные системы переноса радикалов не осуществляют активный
транспорт, так как концентрация неизмененного питательного вещества внутри клетки
[S]bh всегда остается очень низкой. Однако в целом этот процесс имеет место у
некоторых групп бактерий с чисто дыхательным типом метаболизма углеводов,
таких, как аэробные псевдомонады, у которых активный транспорт является
преобладающим механизмом, осуществляющим поступление Сахаров в клетку.
У энтеробактерий поглощение пуриновых и пиримидиновых оснований также
происходит с участием механизма переноса радикалов. По-видимому, процессы
транспорта и образования нуклеотидов неразрывно связаны между собой (рис. 3).
Снаружи
Пассивная диффузия 6
Облегченная дисрсру- *S
зия
Активный транспорт $
Перенос радикалов s
Внутри
Равновесие
сдвинуто за счет
Memos' Ф боличесной энергии
j Реакция требует
*- метаболической
R-Ф
энергии
Рис. 3. Сравнение бактериальных транспортных систем. Разная
длина стрелок указывает на сдвиг равновесия реакции в сторону
более длинной стрелки. S и s означают соответственно высокую и
низкую концентрации растворенных веществ. (С) — белок-переносчик
(пермеаза). Схема переноса радикалов основана на свойствах фос-
фотрансфераэной системы; R, R-Ф и Ф означают белок НРг, фосфо-
НРг и фосфорильную группу соответственно.
Краткое заключение
относительно механизмов
мембранного транспорта
Различные транспортные системы, функционирующие у бактерий, схематически
изображены на рис. 3. Простая диффузия представляет собой суммарное
перемещение вещества через толщу мембраны, не являющейся барьером для его
проникновения , в направлении термодинамически благоприятного градиента концентрации
этого вещества. Облегченная диффузия происходит при участии специфических
белковых переносчиков, или пермеаз (С) , катализирующих перемещение вещества
через мембрану в направлении термодинамически благоприятного градиента. Такое
вещество не способно проникать через мембрану путем простой диффузии. В
случае активного транспорта, как и при облегченной диффузии, перемещение
вещества через мембрану осуществляется специфической пермеазой (С), но это
перемещение может происходить против градиента концентрации благодаря одновременно-
му расходу метаболически доступной энергии. В переносе радикалов также
участвуют специфические пермеазы,, однако, этот процесс сопровождается химической
модификацией транспортируемого соединения.
Влияние растворенных
веществ на рост
и метаболизм
В процессе функционирования клетки транспортные механизмы выполняют две
главные задачи. Во-первых, они поддерживают на достаточно высоком уровне
внутриклеточные концентрации всех важнейших субстратов, обеспечивая работу
как катаболических, так и анаболических путей со скоростями, близкими к
максимальным, даже при низких концентрациях исходных субстратов во внешней
среде. Это подтверждается тем, что скорости экспоненциального роста микробных
популяций сохраняются постоянными до тех пор, пока количество одного из
необходимых питательных веществ не снизится до почти полного его исчерпания. При
этой концентрации лимитирующего питательного вещества скорость роста
популяции быстро падает до нуля. Во-вторых, активный транспорт выполняет функцию
осморегуляции, поддерживая в клетках оптимальный для метаболической
активности уровень растворенных веществ (главным образом небольших молекул и ионов),
даже если осмолярность окружающей среды изменяется в относительно широких
пределах1.
Большинство бактерий не нуждается в точной регуляции их внутриклеточной ос-
молярности, поскольку они покрыты клеточной стенкой, способной противостоять
значительному осмотическому давлению. Бактерии всегда поддерживают свою
осмолярность на значительно более высоком уровне, чем осмолярность среды. Если
внутриклеточное осмотическое давление падает ниже внешнего, вода покидает
клетку и объем цитоплазмы уменьшается, что сопровождается повреждением
мембраны. У грамположительных бактерий это приводит к тому, что мембрана отстает
от клеточной стенки, и в этом случае говорят, что произошел плазмолиз. Гра-
мотрицательные бактерии не подвергаются плазмолизу, так как их стенка отстает
от содержимого клетки вместе с мембраной, что также вызывает повреждение
мембраны .
Бактерии сильно различаются по их осмотическим потребностям. Одни из них
Если раствор какого-либо вещества отделить, от чистого растворителя мембраной,
проницаемой для молекул растворителя, но не для молекул растворенного вещества, то
растворитель будет стремиться проникнуть через мембрану в раствор и разбавить его.
Движение растворителя через мембрану может быть предотвращено, если к раствору
приложить некоторое гидростатическое давление. Это давление называется осмотическим
давлением. Разность осмотических давлений существует также между двумя растворами,
содержащими разные концентрации одного и того же растворенного вещества.
Осмотическое давление какого-либо раствора может быть выражено в единицах осмолярности. Ос-
молярным раствором называется раствор, содержащий один осмоль вещества в 1 л
растворителя , т. е. одномоляльныи раствор идеального неэлектролита. Осмотическое давление
осмолярного раствора равно 22,4 атм при 0°С, а температура замерзания растворителя
(воды.) в нем снижена на 1,86 °С. Если растворенное вещество — электролит, его
осмолярность зависит от степени диссоциации, так как и ионы и недиссоциированные
молекулы вносят вклад в осмолярность. Следовательно, осмолярность и молярность раствора
электролита сильно различаются. Если известны и молярность и константа диссоциации
растворенного электролита, то можно с некоторой степенью приближения вычислить его
осмолярность как сумму молей недиссоциированного вещества и мольных эквивалентов
ионов . Такой расчет является точным только для предельно разбавленного идеального
раствора. Поэтому предпочтительнее определять осмолярность раствора экспериментально,
например, по снижению температуры замерзания.
могут расти в очень разбавленных растворах, а другие — в насыщенных растворах
хлористого натрия. Микроорганизмы, способные существовать в растворах с
высокой осмолярностью, называют осмофилами. Большинство природных сред с высокой
осмолярностью содержит высокие концентрации солей, особенно хлористого
натрия. Микроорганизмы, которые растут в таких средах, называются галофилами.
Бактерии можно разделить на четыре основные категории на основе их
устойчивости к солям (табл. 1):
• негалофилы,
• морские организмы,
• умеренные галофилы
• крайние галофилы.
Некоторые галофилы, например Pediococcus halophilus, могут переносить
высокие концентрации солей в питательной среде, но могут также развиваться и в
средах, не содержащих NaCl. Другие бактерии, в том числе морские организмы и
некоторые умеренные галофилы, а также крайние галофилы, нуждаются для роста в
NaCl. Способность переносить среды с высокой осмолярностью и специфическая
потребность в NaCl — явления различные, и каждое имеет свою биохимическую
основу.
Таблица 1. Осмотическая устойчивость некоторых бактерий .
Физиологический
класс
Негалофильные
организмы
Морские формы
Умеренные
галофилы
Крайние
галофилы
Представители
Spirillum serpens
Escherichia coli
Alteromonas haloplanktis
Pseudomonas marina
Micrococcus halodenitrificans
Vibrio costicolus
Pediococcus halophilus
Halobacterium salinaritim
Sarcina morrhuae
Приблизительный
интервал концентраций NaCl,
не препятствующих
росту, % (вес/объем)
0,0-1
0,0-4
0,2-5
0,1-5
2,3-20,5
2,3-20,5
0,0-20
12-36
5-36
Осмотолерантность
Осмотолерантность — способность организма развиваться в средах с широко
варьирующей осмолярностью — обеспечивается у бактерий благодаря тому, что
внутриклеточная осмолярность устанавливается таким образом, что она всегда
превышает осмолярность среды. Главную роль в такой регуляции играет, по-
видимому, накопление внутри клетки ионов калия (К+). Показано, что многие
бактерии концентрируют К+ в значительно большей степени, чем Na+ (табл. 2).
Кроме того, существует четкая корреляция между осмотолерантностью бактерий и
содержанием в них К+. Для таких различных по метаболизму бактерий, как грам-
положительные кокки и бациллы и грамотрицательные палочки, относительная
осмотолерантность может быть определена на основании относительного содержания
в них К+ после выращивания на среде с постоянной ионной силой и составом.
Изучение Е. coli показало, что внутриклеточная концентрация К+ постепенно
возрастает по мере увеличения осмолярности ростовой среды. Следовательно, в
клетках увеличиваются и осмолярность, и ионная сила.
1 Даны лишь приблизительные интервалы переносимых концентраций соли; они варьируют в
зависимости от штамма н наличия в среде других ионов.
Таблица 2.
Внутриклеточные концентрации растворенных веществ у различных бактерий.
Организм
Концентрация в
ростовой среде,
% (вес/объем)
NaCl
КС1
Отношение внутрикле-
точной и внеклеточной
концентраций
Na+
К+
Негалофильные организмы
Staphylococcus aureus
Salmonella oranienburg
0,9
0,9
0,19
0,19
0,7
0,9
27
10
Умеренные галофилы
Micrococcus halodenitrificans
Vibrio costicolus
5,9
5,9
0,02
0,02
0,3
0,7
120
55
Крайние галофилы
Sarcina morrhuae
Halobacterium salinarium
23,4
23,4
0,24
0,24
0,8
0,3
64
140
Поддержание внутри клетки относительно постоянной ионной силы1 крайне важно
в физиологическом отношении, так как стабильность и режим работы ферментов и
других биологических макромолекул сильно зависят от этого фактора. В
обеспечении относительного постоянства внутриклеточной ионной силы у бактерий, по-
видимому, важную роль играет такой диамин, как путресцин. Это показано
исследованиями, проведенными на Е. coli. Концентрация внутриклеточного путресцина
изменяется обратно пропорционально осмолярности среды; увеличение осмолярно-
сти вызывает быстрое выделение путресцина в среду. При повышении осмолярности
среды внутриклеточная осмолярность возрастает в результате поглощения клеткой
К+, а ионная сила сохраняется в ней почти постоянной за счет выделения
путресцина. Это является следствием различного вклада многозарядного иона в
ионную силу и в осмотическое давление раствора; сдвиг концентрации путресцина2"1",
который меняет ионную силу на 58%, вызывает изменение осмотического давления
только на 14%.
Потребность
бактерий в Na+
У большинства негалофильных бактерий не удается обнаружить специфической
потребности в Na+. Учитывая значительные экспериментальные трудности,
связанные с приготовлением среды, полностью освобожденной от этого весьма
распространенного иона, нельзя исключить возможность, что негалофильные организмы
нуждаются в очень низкой концентрации Na+. Потребность в Na+ у негалофилов
обнаруживается только в том случае, когда они выращиваются в присутствии
специфических источников углерода и энергии: например, Е. coli нуждается в Na+
для роста с максимальной скоростью на среде с L-глутаматом, a Enterobacter
aerogenes — на среде с цитратом. В обоих случаях количественная потребность
невелика, а абсолютная зависимость от Na+ не выявлена.
Напротив, бактерии морского происхождения, умеренные и крайние галофилы,
всегда нуждаются в таких высоких концентрациях Na+, что их абсолютная
зависимость от этого катиона может быть легко доказана экспериментально, для этого
даже нет необходимости готовить основную среду из специально очищенных (сво-
1 Ионная сила раствора определяется по уравнению I = 4£M±Z2, где М± — молярность
данного иона, a Z — его заряд независимо от знака. Так как величина Z возводится в
квадрат, ионная сила экспоненциально возрастает с увеличением заряда иона, как
положительного, так и отрицательного. Однако величина заряда иона не влияет на
осмолярность .
бодных от Na+) компонентов.
У всех этих организмов Na+, по-видимому, выполняет ряд различных функций,
необходимых для поддержания жизнедеятельности клетки. Существуют убедительные
доказательства, что у морских бактерий он обеспечивает нормальное
функционирование транспортных механизмов. У крайних галофилов высокая концентрация
NaCl необходима для поддержания стабильности и каталитической активности
ферментов (рис. 4).
з
£ 1
1 «-» 1
1 °
«5
.3
Е
1«Ю
' з
о
*
-о
S Щ
£
^
<•>
X.
160
**"
%40
ъ>
X
**■
Qj
&20
■о
<~»
О
*
«Q
3
S~\
[ I \
\ I V"'
i I \.
\ 1 ^^
\ 1 ^^
• 1 ^^^
\ 1 ^^w
\1 ^^
\
■ 1
1
h К 1
1 /\2
/ \.
\У >^ г - ■
5 Ю б 2D 25
^
4е NaCl,% Свес/объем)
Рис. 4. Влияние NaCl на активность малатдегидрогеназы,
выделенной из крайнего галофила (I) и из печени (2).Подобно большинству
других ферментов, фермент из печени инактивируется при высоких
концентрациях NaCl. Фермент крайнего галофила требует
присутствия NaCl для сохранения активности.
В клеточной стенке крайних галофилов рода Halobacterium отсутствует слой
пептидогликана, и она состоит целиком из белка. Тем не менее, в очень
концентрированных солевых растворах (25—35%, вес/объем), сходных с природными
средами, в которых живут эти организмы, белковая стенка обладает достаточной
жесткостью, чтобы придать клетке цилиндрическую форму. Если окружающую среду
разбавить приблизительно до 15%-ной концентрации соли (вес/объем), то клетки
становятся круглыми, но не лизируются. При более низкой концентрации
наступает лизис и стенка распадается на белковые мономеры. Таким образом, клеточная
стенка Halobacterium уникальна в том отношении, что ее структурная
целостность обеспечивается ионными связями, причем для сохранения межмолекулярной
ассоциации белковых субъединиц стенки необходима очень высокая концентрация
Na , который практически невозможно заменить другими одновалентными
катионами.
Для морских бактерий, и других галофилов величина потребности в Na+ может
быть существенно снижена (приблизительно в два раза) путем увеличения
концентрации в среде двухвалентных катионов: Мд2+ и Са2+. В количественном отношении
потребности многих галофилов в Мд2+ и Са2+ также, по-видимому, значительно
выше , чем потребности негалофилов. На рис. 5 показано влияние содержания NaCl в
двух различных средах на рост типичного представителя морских бактерий.
-о
о
8-
100 200 300 400 500
Концентрация NaCl, мМ
Рис. 5. Влияние концентрации NaCl на скорость роста типичной морской
бактерии Pseudomonas marina, растущей (1) в среде, содержащей
обычные для наземных условий концентрации Мд2+ и Са2+ (2 мМ Mgso4 и 0,55 мМ
СаС12) , и (2) в среде с концентрациями этих ионов (50 мМ MgS04 и 10
мМ СаС1г) , характерными для морских условий; в других отношениях
среды одинаковы. Видно, что более высокие концентрации Мд2+ и Са2+,
характерные для морских условий, снижают потребность в NaCl.
Образование
и выделение
ферментов
Эукариотические клетки, у которых нет стенки, могут поглощать частицы
вещества и капли жидкости из окружающей среды с помощью фагоцитоза или пиноцито-
за. Бактерии, так же как и эукариотические микроорганизмы, у которых есть
стенка, не могут осуществлять эти процессы. Тем не менее, они способны
использовать в качестве питательных веществ самые различные макромолекулы,
включая полисахариды, белки и нуклеиновые кислоты. Большая часть этих
макромолекул не может проходить через мембрану1 и подвергается деградации вне
клетки с помощью экзоферментов, синтезируемых внутри клетки и выделяемых в
среду. Экзоферменты являются гидролазами. Большинство из них катализирует
гидролиз макромолекулярных субстратов до растворимых конечных продуктов
(обычно димеров или мономеров), которые поступают в клетку с помощью
специфических транспортных механизмов и служат источниками углерода и энергии.
Первичный гидролиз макромолекул называют внеклеточным перевариванием, чтобы
отличить его от внутриклеточного переваривания, сопровождающего фагоцитоз и пи-
ноцитоз у эукариот. Когда колония микроорганизма развивается на агаризованной
среде, содержащей частицы нерастворимых макромолекулярных субстратов,
подвергающихся перевариванию, каждая колония бывает окружена расширяющейся светлой
зоной, в которой находится гидролизованный экзоферментами субстрат. В табл. 3
перечислены некоторые субстраты и образующиеся под действием микробных
экзоферментов продукты.
Особым исключением из этого правила является поглощение высокомолекулярной ДНК
бактериями, способными к трансформации.
Гидролиз крахмала бактериями (слева), для сравнения справа
посеяна бактерия не продуцирующая фермент амилазу.
Таблица 3. Некоторые экзоферменты и образующие их организмы.
Экзофермент
Макромолекулярный
субстрат
Молекулы,
проникающие в клетку
Микроорганизмы-
продуценты
Ферменты, расщепляющие полисахариды
Амилаза
Пектиназа
Целлюлаза
Лизоцим
Хитиназа
Крахмал
Пектин
Целлюлоза
Пептидогликаны
Хитин
Глюкоза, мальтоза,
олигоглюкозиды
Галактуроновая
кислота
Глюкоза, целлобио-
за
Хитобиоза
Bacillus subtilis
Bacillus polymyxa
Clostridium
thermocellum
Staphylococcus aureus
Протеиназы
Пептидаза
Пептиды
Аминокислоты
Bacillus megaterium
Нуклеазы
Дезоксирибо-
нуклеаза
Рибонуклеаза
ДНК
РНК
Дезоксирибонук-
леозиды1
Рибонуклеозиды
Streptococcus
haemolyticus
Bacillus subtilis
Эстеразы
Липазы
Поли-р-
оксибутират-
деполимераза
Липиды
Поли-р-оксибутират
Глицерин, жирные
кислоты
Р-Оксибутирил-р-
оксибутират
Clostridium welchii
Pseudomonas spp.
1 Хотя первичными продуктами гидролиза являются нуклеотнды, перед проникновением в
клетку они гидролизуются до нуклеозндов.
Большинство экзоферментов, выполняющих функцию переваривания субстратов,
подвергается катаболитной репрессии. Следовательно, их синтез подавляется,
если в окружающей среде присутствуют источники углерода и энергии, которые
метаболизируются быстрее, чем субстраты этих ферментов. Кроме того, многие
экзоферменты индуцибельны. Так как макромолекулярные субстраты не могут
проникать в клетку, синтез фермента должен запускаться с помощью других
индукторов. Этими индукторами являются, по-видимому, растворимые продукты гидролиза,
способные проникать в клетку. Экзоферменты синтезируются, хотя и с низкой
скоростью, даже при отсутствии специфического субстрата, поэтому наличие
субстрата в среде всегда приводит к образованию продуктов гидролиза, которые,
вероятно, и вызывают индукцию. Не всегда роль экзоферментов заключается в
обеспечении клетки доступными источниками углерода и энергии. Так, например,
5т-нуклеотидазы превращают нуклеотиды, для которых мембрана непроницаема, в
нуклеозиды, способные проникать в клетку, где они прямо используются для
биосинтеза. Некоторые ферменты, разрушающие антибиотики, также являются экзофер-
ментами, например пенициллиназы многих бактерий, которые гидролизуют
четырехчленное р-лактамное кольцо пенициллинов и тем самым обезвреживают их.
Благодаря внеклеточной локализации этого фермента образующий его организм,
несомненно , получает преимущество при отборе.
Периплазматические
ферменты
В периплазматическом пространстве (промежутке между клеточной мембраной и
стенкой) у грамотрицательных бактерий находятся так называемые
периплазматические ферменты. Они, очевидно, являются экзоферментами, так как расположены
снаружи от клеточной мембраны. Однако эти ферменты не могут проходить через
внешний слой клеточной стенки и «заперты» в периплазме. Об их локализации
судят обычно на том основании, что они освобождаются при химической или
физической обработке клеток, повреждающей внешний слой стенки, но не приводящей к
освобождению цитоплазматических белков. Эти воздействия включают
ферментативное удаление стенки (путем обработки лизоцимом в присутствии хелатобразующего
агента — ЭДТА) и холодовой осмотический шок (быстрое суспендирование плазмо-
лизованных клеток в разбавленной среде при низкой температуре). Относительно
небольшое число ферментов, найденных в периплазме грамотрицательных бактерий,
выполняет функцию расщепления субстратов (табл. 4). Большая часть этих
ферментов — фосфатазы, превращающие фосфорилированные соединения, для которых
мембрана непроницаема, в нефосфорилированные производные (ферменты с 3-го по
7-й в табл. 4). К ним принадлежат также пенициллиназы.
Таблица 4. Ферменты, локализованные в периплазматическом пространстве.
№
1
2
3
4
5
6
7
8
Фермент
Рибонуклеаза I
Дезоксирибонуклеаза I
Щелочная фосфатаза
5!-нуклеотидаза
Кислая гексозофосфатаза
Кислая фосфатаза
Циклофосфодиэстераза
Пенициллиназа
Катализируемая реакция
Гидролизует РНК
Расщепляет фосфодизфирные связи внутри молекулы ДНК
Отщепляет фосфатные группы от ряда органических
соединений
Превращает ряд нуклеотидов в нуклеозиды
Отщепляет фосфатные группы от ряда сахаро-фосфатов
Отщепляет фосфатные группы от органических соединений
Превращает циклические рибонуклеозид-2!,3!-фосфаты в
рибонуклеозид-3!-фосфаты и далее гидролизует их до
нуклеозидов
Гидролизует и в результате этого инактивирует
пенициллин
Интересно, что многие из ферментов, которые у грамотрицательных бактерий
находятся в периплазме, являются истинными экзоферментами у грамположительных
бактерий. Это относится к пенициллиназам, 5!-нуклеотидазам и рибонуклеазам.
Кроме периплазматических ферментов грамотрицательные бактерии образуют и
некоторые внеклеточные ферменты, катализирующие расщепление субстратов;
остается неясным, почему одни ферменты проходят через внешние слои стенки, тогда
как другие задерживаются в периплазме.
Ферменты,
связанные
с клеткой
Существует третий класс внеклеточных ферментов (действующих на субстраты,
находящиеся с наружной стороны клеточной мембраны), которые остаются всегда
прочно связанными с поверхностью клетки. Примерами служат пенициллиназа
Bacillus licheniformis и ферменты бактерий группы Cytophaga, гидролизующие
целлюлозу.
Механизм
выделения
экзоферментов
Механизм, посредством которого экзоферменты проходят через мембрану,
непроницаемую для других ферментов, находящихся внутри клетки, еще не установлен1.
Было высказано предположение, что экзоферменты синтезируются на связанных с
мембраной рибосомах, с которых они выделяются в среду еще в процессе синтеза
в развернутом состоянии. Однако в других исследованиях небольшое количество
экзоферментов было обнаружено внутри клетки. Это наводит на мысль, что они
синтезируются обычным путем, а затем избирательно выделяются наружу. Не
найдено каких-либо общих свойств экзоферментов, которые могут объяснить их
способность к выделению. Хотя большинство из них — относительно небольшие белки
(мол. вес в пределах 20000—40000), у экзопротеазы Pseudomonas myxogenes мол.
вес достигает 77 000. Отсутствуют какие-либо доказательства, что экзоферменты
соединяются с общим переносчиком, облегчающим их выделение.
Влияние температуры
на рост микроорганизмов
Скорость химической реакции является прямой функцией температуры и
подчиняется закономерности, впервые описанной Аррениусом:
log v = -AH*/2,303RT + С (3)
где v — означает скорость реакции, а АН — энергию активации этой реакции;
R — газовая постоянная и Т — температура в градусах Кельвина. Поэтому график
скорости химической реакции как функции Т-1 изображается прямой линией с
отрицательным наклоном (рис. 6). На рис. 7 показан аналогичный график скорости
роста Е. coli как функции Т-1. Кривая оказывается линейной только в
определенном температурном диапазоне, так как скорость роста резко снижается при
высоких и низких значениях температуры. Быстрое падение скорости роста при
высоких температурах вызывается тепловой денатурацией белков, а возможно, и
таких структур клетки, как мембраны. Максимальная температура роста — это
1 Возможно это утверждение устарело.
температура, при которой деструктивные реакции становятся необратимыми. Такая
температура обычно лишь на несколько градусов выше, чем оптимальная
температура, при которой наблюдается максимальная скорость роста.
Рис. 6. Обобщенный график Аррениуса, отражающий зависимость
между скоростью химической реакции и температурой.
(IfiOSI | 0,0033 ! 0J0035 \ 0.0037
0.0032 0J0034 0.0036
Температура. 1/°К
Рис. 10.7. График Аррениуса, отражающий зависимость между
скоростью роста Е. coli и температурой.
Исходя из влияния температуры на скорость химической реакции, можно было бы
предположить, что все бактерии продолжают расти при снижении температуры (хо-
тя и с постепенно уменьшающейся скоростью) до тех/пор, пока система не
замерзнет . Однако большинство бактерий перестает расти при температуре, которая
намного выше точки замерзания воды (минимальная температура роста). Для
каждого микроорганизма существует минимальная температура роста, ниже которой
рост не наблюдается, как бы долог ни был период инкубации.
Численные значения основных температурных точек (минимальной, оптимальной и
максимальной), а также интервал температур, в котором возможен рост, у
бактерий сильно варьируют. Некоторые бактерии, выделенные из горячих источников,
могут расти при такой высокой температуре, как 95 °С. Другие, существующие в
холодной среде обитания, растут при очень низких температурах, например -10
°С, если высокая концентрация солей предотвращает замерзание среды. На основе
температурного диапазона роста бактерий часто делят на три большие группы:
термофилы, растущие при высокой температуре (выше 55 °С) ; мезофилы, растущие
в среднем диапазоне температуры (от 20 до 45 °С), и психрофилы, хорошо
растущие при 0 ° С.
Как это часто бывает в системах биологической классификации, такая
терминология проводит более резкие различия между типами, чем те, которые
наблюдаются в природе. Разделение бактерий на три группы по их реакции на температуру
не отражает полностью различий между ними в отношении широты температурного
интервала, в котором возможен рост того или иного вида.
Представленные в табл. 5 данные о температурных интервалах, характерных для
роста самых различных бактерий, показывают достаточную условность терминов
термофил, мезофил и психрофил. Интервал температур, в котором возможен рост,
варьирует так же сильно, как и максимальная и минимальная температуры. Для
некоторых бактерий температурный интервал составляет менее 10 градусов, для
других — достигает 50 градусов.
Таблица 5. Температурные интервалы роста некоторых прокариот.
Организм
Bacillus globisporus
Micrococcus cryophilus
Морская бактерия
Candida sp.
Pseudomonas, морская бактерия
Vibrio marinus
Xanthomonas pharmicola
Pseudomonas alboprecipitans
Температура,° С
-10
0
10
20
Психрофилы
30
40
50
60
70
80
90
100
Xanthomonas rinicola
Gaffkya homari
Neisseria gonorrhoeae
Escherichia coli
Acholeplasma plastoclosticum
Vibrio comma
Fusobacterium polymorphum
Haemophilus influenzae
Lactobacillus lactis
Мезофилы
Термофг
Bacillus subtilis
Lactobacillus delbriickii
Mastigocladus laminosus*
1ЛЫ
I Bacillus coagulans
Synechococcus lividus*
Bacillus stearothermophilus
Бактерия горячих источников
* Цианобактерии.
Факторы,
определяющие
температурные
пределы роста
Выявлению факторов, определяющих температурные пределы роста,
способствовали два типа исследований: сравнение особенностей организмов, у которых
температурные интервалы сильно различаются, и анализ свойств температуро-чувстви-
тельных мутантов, у которых в результате единичной мутации произошло сужение
температурного интервала. Температуро-чувствительные мутанты бывают двух
типов : мутанты, чувствительные к нагреванию, у которых снижена максимальная
температура роста, и мутанты, чувствительные к охлаждению, т. е. организмы с
повышенной минимальной температурой роста.
Исследование кинетики тепловой денатурации, как ферментов, так и клеточных
структур, содержащих белки (например, жгутиков, рибосом), показало, что
многие специфические белки термофильных бактерий значительно более устойчивы к
нагреванию, чем их гомологи из мезофильных бактерий. Можно также
ориентировочно оценить общую термоустойчивость растворимых клеточных белков, если
измерить скорость, с которой белок, содержащийся в экстракте бактериальных
клеток, переходит в нерастворимое состояние в результате тепловой денатурации,
происходящей при нескольких разных температурах. Подобные эксперименты (табл.
6) ясно показывают, что практически все белки термофильной бактерии остаются
в нативном состоянии после тепловой обработки, которая приводит к денатурации
почти всех белков сходного мезофила. Из этого следует, что адаптация
термофильного микроорганизма к его температурным условиям может быть достигнута
только посредством мутационных изменений, влияющих на первичную структуру
большинства (если не всех) белков клетки.
Табл. 6. Стабильность цитоплазматических белков
мезофильных и термофильных бактерий при 60 °С.
Организм
Содержание
денатурированных
белков*, %
Мезофилы
Proteus vulgaris
Escherichia coli
Bacillus megaterium
Bacillus subtilis
55
55
58
57
Термофилы
Bacillus stearothermophilus
Bacillus sp. (Purdue CD)
Bacillus sp. (Texas 11330)
Bacillus sp. (Nebraska 1492)
3
0
4
0
* Количество вещества, коагулирующего из ультразвукового экстракта
клеток после его нагревания в течение 8 мин при 60 °С, в процентах от
общего количества вещества, осаждаемого трнхлоруксусной кислотой.
Хотя эволюционные приспособительные изменения, которые привели к появлению
термофилов, должны были включать мутации, увеличивающие термоустойчивость
белков, большинство мутаций, влияющих на первичную структуру специфического
белка (например, фермента) , снижает термостабильность этого белка. В то же
время многие из этих мутаций лишь слабо или совсем не влияют на его
каталитические свойства. Следовательно, в отсутствие противоположно направленного
отбора под воздействием температуры случайные мутации, влияющие на первичную
структуру белков, должны были привести к постепенному снижению максимальной
температуры роста любого микроорганизма. Этот вывод подкрепляется
наблюдением, что психрофильные бактерии, выделенные из антарктических вод, содержат
большое количество белков, чрезвычайно чувствительных к нагреванию.
При низкой температуре все белки претерпевают небольшие конформационные
изменения, обусловленные ослаблением в них гидрофобных связей, которые играют
важную роль в определении третичной (трехмерной) структуры белковой молекулы.
Связи всех других типов в белках становятся прочнее при снижении температуры.
Точная конформация особенно важна для правильного функционирования аллосте-
рических белков и для самосборки рибосомных белков, что делает белки этих
двух классов исключительно чувствительными к инактивации на холоду. Поэтому
не удивительно, что мутации, повышающие минимальную температуру роста, обычно
затрагивают гены, кодирующие эти белки.
Влияние температуры
выращивания на
липидный состав клеток
Липидный состав почти всех организмов, как прокариот, так и эукариот,
изменяется при изменении температуры выращивания. При снижении температуры в
клеточных липидах увеличивается относительное содержание ненасыщенных жирных
кислот.
Табл. 7 иллюстрирует это явление у Е. coli Подобное изменение липидного
состава — существенный компонент температурной адаптации у бактерий. Точка
плавления липидов прямо связана с содержанием в них насыщенных жирных кислот.
Следовательно, уровень насыщенности жирных кислот в мембранных липидах
определяет степень их жидкого состояния при данной температуре. Поскольку
функционирование мембран зависит от жидкого состояния липидных компонентов,
вполне понятно, что рост организма при низкой температуре должен сопровождаться
увеличением степени ненасыщенности жирных кислот.
Табл. 7. Влияние температуры
выращивания на количество главных жирных
кислот у Е. coli* .
Жирная кислота
Содержание, %
10 °С
43 °С
Насыщенные жирные кислоты
Миристиновая
Пальмитиновая
3,9
18,2
7,7
48,0
Ненасыщенные жирные кислоты
Гексадеценовая
Октадеценовая
26,0
37,9
9,2
12,2
* Обратите внимание на то, что выращивание при низкой
температуре приводит к резкому увеличению доли
ненасыщенных жирных кислот в липидах.
Лабораторный ферментер позволяющий проводить непрерывное и
периодическое культивирование микроорганизмов и контролировать
температуру, содержание кислорода и рН в среде.
Отношение к
кислороду
Современная атмосфера Земли содержит примерно 20% (объем/объем) такого
высоко реакционно-способного газа, как кислород. За исключением ряда бактерий и
немногочисленных простейших, все организмы нуждаются в молекулярном кислороде
в качестве биогенного элемента. Бактерии могут существенно различаться по
своей реакции на кислород. Поэтому он является важным фактором при их
культивировании . Аэробы нуждаются в 02; факультативные анаэробы используют 02,
когда он доступен, но могут расти и в его отсутствие. Другие анаэробы, которые
совсем не используют 02, бывают двух типов: облигатные анаэробы, для которых
02 токсичен, и аэротолерантные анаэробы, которые не погибают при контакте с
02. Хотя токсичность 02 лучше всего обнаруживается при его действии на обли-
гатных анаэробов, на самом деле высокие концентрации кислорода токсичны даже
для аэробных организмов. Многие облигатные аэробы не могут расти при
концентрациях кислорода, превышающих его атмосферную концентрацию (т. е. > 20 об.
%) . Действительно, некоторые облигатные аэробы нуждаются для роста в
значительно более низких концентрациях 02, чем атмосферная концентрация (от 2 до
10 об.%). Аэробные бактерии, обнаруживающие такую чувствительность к 02 при
всех условиях роста, называются микроаэрофилами. Однако часто снижение
потребности облигатных аэробов в 02 является условным и в значительной степени
зависящим от источников энергии или азота. Например, многие водородокисляющие
бактерии, которые на средах с органическими субстратами переносят атмосферную
концентрацию кислорода, нуждаются в гораздо более низкой его концентрации,
если в качестве источника энергии используется водород. Некоторые аэробные
азотфиксирующие бактерии могут фиксировать N2 только при практически полном
отсутствии 02.
Токсичность кислорода:
химические механизмы
У всех бактерий есть определенные ферменты, способные реагировать с 02;
количество и разнообразие этих ферментов определяет физиологическое отношение
данного организма к кислороду. При окислении кислородом флавопротеидов в
качестве одного из главных продуктов обязательно образуется токсичное
соединение — Н202. Кроме того, в этих окислительных реакциях (а возможно, и в других
ферментативных реакциях окисления и присоединения кислорода) образуются
небольшие количества еще более токсичного свободного перекисного радикала1 0г~.
У аэробов и аэротолерантных анаэробов потенциально летальному накоплению
перекисного радикала (02~) препятствует фермент супероксиддисмутаза,
катализирующий превращение этого радикала в кислород и перекись водорода:
202" + 2Н+ —> 02 + Н202
Почти все эти организмы содержат также фермент каталазу, который разлагает
перекись водорода на кислород и воду:
2Н202 --> 2Н20 + 02.
Только одна группа бактерий, способных расти в присутствии воздуха
(молочнокислые бактерии), не содержит каталазы. Однако большинство этих организмов
не накапливает значительных количеств Н202, так как она разрушается перокси-
дазами — ферментами, катализирующими окисление органических соединений под
действием Н202, которая при этом восстанавливается до воды.
Таблица 8. Распределение супероксиддисмутазы и каталазы у
бактерий с различной физиологической реакцией на 02
Тип бактерий
Содержание
супероксиддисмутазы
каталазы
Аэробы или факультативные анаэробы
Escherichia coli
Pseudomonas spp.
Micrococcus radiodurans
+
+
+
+
+
+
Аэротолерантные бактерии
Butyribacterium rettgeri
Streptococcus faecalis
Streptococcus lactis
+
+
+
-
-
Облигатные анаэробы
Clostridium pasteurianum
Clostridium acetobutylicum
-
-
-
-
Таким образом, супероксиддисмутаза, каталаза и пероксидаза защищают клетку
от токсичных продуктов кислородного метаболизма. В табл. 8 показано
распределение супероксиддисмутазы и каталазы у бактерий, различающихся по физиологи-
1 Свободный радикал — соединение с неспаренным электроном. Обладая избыточным
электроном, перекисный радикал имеет отрицательный заряд.
ческим реакциям на 02. Организмы, способные переносить контакт с 02, всегда
содержат супероксиддисмутазу, хотя далеко не все из них содержат каталазу.
Однако ни один из изученных облигатных анаэробов не содержит ни суперок-
сиддисмутазы, ни каталазы1. Таким образом, по современным данным, супероксид-
диемутаза — обязательный фермент для любого организма, контактирующего с
воздухом. Было получено прямое подтверждение этого вывода путем выделения
мутантов факультативного анаэроба Е. coli, лишенных данного фермента. Эти мутанты,
ставшие облигатными анаэробами, быстро погибали при кратковременном контакте
с воздухом.
Фотодинамическое
действие
Токсичность 02 для живых организмов может быть значительно увеличена при
выдерживании клеток на свету в присутствии воздуха и определенных пигментов,
называемых фотосенсибилизаторами. Свет переводит фотосенсибилизатор (Р) в вы-
сокореакционноспособную форму, известную как триплетное состояние
фотосенсибилизатора (Р*) :
Р + hv —> Р*
В результате вторичной реакции между Р* и 02 кислород переходит в
синглетное состояние ('02):
Р* + 02 —> Р + "02.
Подобно перекисному радикалу, синглетный кислород является очень сильным
окислителем, поэтому клетки, в которых он образуется, быстро погибают.
Одна из основных биологических функций каротиноидных пигментов состоит в
«тушении» синглетного состояния кислорода и предохранении клетки от
фотодинамической гибели. Эта функция особенно важна для фототрофов, так как хло-
рофиллы — сильные фотосенсибилизаторы; фотосинтезирующий аппарат обязательно
содержит каротиноидные пигменты. Впервые их роль в предотвращении летального
фотоокисления, инициируемого хлорофиллом, была показана для пурпурной
бактерии Rhodopseudomonas sphaeroides. Эта бактерия растет фототрофно в строго
анаэробных условиях, но может расти также и в аэробных условиях на свету или
в темноте. Мутанты сине-зеленого цвета, утратившие способность синтезировать
окрашенные каротиноиды, все еще могут нормально расти в анаэробных условиях
на свету или в аэробных в темноте, но быстро погибают при одновременном
воздействии света и воздуха. У фототрофных организмов, выделяющих 02 в качестве
продукта фотосинтеза, утрата окрашенных каротиноидов полностью подавляет
фотосинтетическую функцию, так как освещение клеток приводит к немедленному
накоплению синглетного кислорода, образующегося из метаболического 02.
Многие аэробные нефотосинтезирующие микроорганизмы также синтезируют
каротиноидные пигменты, которые включаются в клеточную мембрану и функционируют
как «тушители» синглетного кислорода, образующегося при взаимодействии 02 с
такими фотосенсибилизирующими клеточными пигментами, как цитохромы. Роль
каротиноидов в предохранении аэробных бактерий от фотодинамического действия
солнечного света была показана при изучении светочувствительности
непигментированных мутантов Micrococcus luteus и Halobacterium salinarium. Такое
защитное действие, вероятно, существенно в экологическом отношении для всех аэроб-
1 В настоящее время показано, что некоторые облигатные анаэробы образуют
супероксиддисмутазу и каталазу. — Прим. ред.
ных бактерий, живущих в условиях высоких интенсивностей света.
Ферменты,
чувствительные
к кислороду
Многие ферменты, особенно у облигатных анаэробов, быстро и необратимо
денатурируются при контакте с 02. Поэтому их очистка и изучение должны
проводиться в полностью анаэробных условиях. Наглядным примером служит нитрогеназа,
фермент, ответственный за фиксацию азота и катализирующий реакцию1
N2 + 6Н+ + бе" —> 2NH3.
Даже в случае облигатно аэробных азотфиксирующих бактерий, таких, как
группа Azotobacter, выделенные из клеток нитрогеназы оказываются чрезвычайно
чувствительными к кислороду. Очевидно, в интактных клетках Azotobacter
нитрогеназа защищена от инактивации, но механизм такой защиты не известен.
Нитрогеназы факультативно анаэробных азотфиксирующих бактерий (Enterobacter,
Bacillus polymyxa) недостаточно хорошо защищены и в интактных клетках,
поэтому эти бактерии могут эффективно фиксировать азот только при анаэробных
условиях выращивания. Большинство нитчатых азотфиксирующих цианобактерий образует
специализированные клетки (гетероцисты), дефектные по фотосистеме II,
благодаря чему нитрогеназа в них защищена от инактивации кислородом.
Роль оксигеназ
у аэробных
микроорганизмов
Хотя первичная метаболическая функция 02 у облигатных аэробов состоит в
том, что он служит конечным акцептором электронов, кислород является также
косубстратом для ферментов, катализирующих некоторые этапы диссимиляции
ароматических соединений и алканов. Эти ферменты называются оксигеназами; с их
помощью происходит прямое присоединение одного или двух атомов кислорода к
органическому субстрату. Для примера можно привести окислительное расщепление
кольца катехина — промежуточного продукта диссимиляции многих ароматических
соединений:
ОН
+ ^Кстехол^ f^COOH
.qH оисигеназа Ц^^СООН
Многие аэробные псевдомонады, для которых ароматические соединения или ал-
каны служат единственными источни-никами углерода и энергии, являются денит-
рификаторами и поэтому способны расти анаэробно, используя в качестве
конечного акцептора электронов нитрат вместо 02. Однако такая метаболическая
замена может быть осуществлена только в присутствии субстратов, окисляемых в
процессе катаболизма дегидрогеназами. Субстраты, при диссимиляции которых один
или более этапов протекают при участии оксигеназ, не могут обеспечивать рост
в анаэробных условиях, так как нитрат не заменяет 02 в качестве косубстрата
этих ферментов.
1 Эта реакция может протекать также следующим образом: N2 + 8Н+ + 8е —> 2NH3 + Н2. —
Прим. ред.
У эукариот биосинтез стеринов и ненасыщенных жирных кислот включает этапы,
осуществляемые оксигеназами. Поэтому дрожжи нуждаются в стеринах и
ненасыщенных жирных кислотах как факторах роста, если они растут в анаэробных условиях
за счет брожения, хотя в аэробных условиях они сами могут синтезировать эти
клеточные компоненты.
НЕКОТОРЫЕ МЕТОДЫ ОРГАНИЧЕСКОЙ ХИМИИ3
ПОЛУЧЕНИЕ НИТРОАЛКЕНОВ
НИТРОАЛКЕНЫ КОНДЕНСАЦИЕЙ
БЕНЗАЛЬДЕГИДОВ С НИТРОАЛКАНАМИ
Способ классический
NH4(AcO) в АсОН
Все прописи взяты из интернета. Возможно, не все они работоспособны, они не
проверялись , а только редактировались при помещении в журнал.
К раствору 2.5 г 2,5-dimethoxy-4-fluorobenzaldehyde в 15 мл уксусной
кислоты , содержащей 1 г нитрометана, добавили 0.2 г безводного ацетата аммония, и
нагревали на паровой ванне в течение 4 часов. После охлаждения, и после
разумного добавления Н20, кристаллы отделились, и дополнительный Н20 был
добавлен с хорошим перемешиванием, до первых признаков вымасливания. Тверди были
удалены фильтрованием, и рекристаллизованы из ацетона, чтобы дать 2.0 г 2,5-
dimethoxy-4-fluoro-beta-nitrostyrene ст. пл. 159-162 °С.
К раствору 11.35 г 5-ethoxy-2-methoxy-4-methylbenzaldehyde в 48 мл ледяной
уксусной кислоте, содержащей 4 г безводного ацетата аммония, было добавлено
10 мл нитроэтана, и смесь, нагревалась на паровой ванне 2 ч. Стояние при
комнатной температуре (на ночь) привело к выпадению большого урожая блестящих
кристаллов. Они были удалены фильтрованием, промыты осторожно уксусной
кислотой, и высушены на воздухе, чтобы дать 8.6 г 1-(5-ethoxy-2-methoxy-4-
methylphenyl)-2-nitropropene с т. пл. 118-120 °С. Перекристаллизация всего из
200 мл кипящего МеОН дала 8.3 г блестящих кристаллов с т. пл. 121-122 °С.
к 10.6 г (100 ммоль) бензальдегида (98%, имп.) было прилито эквимольное
количество нитроэтана (98%, имп.), туда же было насыпано 1.5 г пролежавшего над
щелочью не меньше месяца ацетата аммония. Эта вся смесь варилась при слабом
рефлюксе всю ночь, а после была залита водой (раза в 2 больше чем смеси).
Конечно же, она разделилось на оранжевый нижний слой и прозрачный верхний
(вода) , но после охлаждения в морозилке ничего в органическом слое не выпало. В
нижнем слое был непонятно откуда взявшийся пузырек воздуха. После
холодильника смесь поставили на стол, забыв о ней на пару часов. И через пару часов
нижний слой закристаллизовался так что его с трудом можно было проткнуть
отверткой, а верхний слой (лёд) как ни в чем не бывало растаял. Водичка эта
конечно сразу же была слита, добавлено 5 мл ИПСа и все это нагрето. При
нагревании нитропропен замечательно растворился, при охлаждении выпал в виде
густой каши светло-желтых (как, наверное, самые неспелые из продающихся в
магазине лимонов, значительно светлее, чем продукт конденсации 2,5-дмба с нитро-
этаном) кристаллов. Их отфильтровали, высушили и взвесили, и было их 6 г.
Если при сушке перегреть, они плавятся, а следом, похоже, разлагаются на
что-то, что раздражает носоглотку и глаза.
33 г 3,4,5-триметоксибензальдегида было высыпано в коническую колбу на 250
мл, и прилито туда 80 мл нитрометана (95%, сушеный хлоридом кальция), и при-
сыпно туда 2 г сушеного над щелочью ацетата аммония. Все это варилось под
рефлюксом полтора часа, пока не приобрело оранжевый цвет. После чего обратный
холодильник был заменен на прямой, и избыток нитрометана был отогнан. То, что
осталось было разбавлено на глаз раза в 2 метанолом, и поставлено в снег.
Через полчаса оттуда были отфильтрованы желтые кристаллы, и промыты на фильтре
ледяным метанолом. После сушки они весили 21 г.
Способ классический №2
5 г 2,4,5-триметоксибензальдегида (98%, имп.) было высыпано в колбу. Туда
добавил 17 мл просушенного хлоридом кальция нитроэтана и 1 г просушенного
щелочью ацетата аммония. Это варилось под рефлюксом.
Ровно через час обратный холодильник был заменен на прямой, и избыточный
нитроэтан был отогнан, смесь перелита в стакан, и туда же добавлено 15 мл
метанола, которым ополоснули колбу. Стакан был выставлен на мороз. Выпали
оранжевые кристаллы, которые были затем отфильтрованы и перекристаллизованы из
взятого на глаз количества метанола, в котором они все растворились при
кипении оного. Это дало 5.8 г ярко-желтого порошка.
Затем взяли сушеный натрием ТГФ в количестве "на гзазок", а именно где-то
100 мл, залили в коническую колбу на 250 и засыпал туда 4.6 г алюмогидрида
лития. Смесь была приведена к рефлюксу, и туда через этот самый рефлюкс был
медленно прибавлен раствор этого самого желтого порошка в 50 мл безводного
ТГФа. В конце добавления увидели, что в местах потеков раствора по ОХ там,
где раствор имел контакт с воздухом появились маленькие ярко-красные
кристаллики , но их было всего может миллиграмм 5.
Через 15 минут в течение первого часа из раствора вытаскивались капельки и
капались на пластинку для хромотографии, которая была затем элюирована в
смеси хлороформа с метанолом 20:1. Это показало, что есть различие только между
пробами в точках 15 мин. и 30 мин, и решено было опыт прекратить. Ко времени
проявления пластинки всего оно пробурлило под рефлюксом около 2 ч.
После добавления воды и щелочи (аккуратно! такая смесь этого не любит!) ТГФ
был отогнан, и смесь разделилась на нижний масляный слой и верхний водно-
щелочной .
Затем смесь была экстрагирована 2 раза по 25 мл петролейного эфира, после
сливания которой она казалось была однородной. Ан нет! При прогреве до 100
градусов и освобождении смеси от петролейки было замечено, что масла снизу
осталось почти столько же, то есть в петролейке оно растворяется не очень.
Из объединенных экстрактов было выкислено соляной кислтой и вымыто
дистиллированной водой с последующим выпариванием 700 мг карамелеобразного вещества
светло-янтарного цвета, которое, подсохнув на воздухе часов 10 замечательно
растерлось в ступке в мелкий желтоватый порошок. Т.пл. = 182-184 градуса.
Но так как при высокой температуре оно не хотело добровольно отдавать воду,
то оно лежало и сохло.
Способ с
циклогексиламином
в АсОН
К раствору 30 г пипероналя в 100 мл уксусной кислоты было добавлено 20 мл
нитрометана и 10 мл циклогексиламина. После нагревания на паровой ванне 1.5
ч, реакционная смесь начала кристаллизоваться. Смесь была охлаждена в ледяной
ванне, и тяжелая масса выпавших кристаллов удалена фильтрованием и промыта 20
мл уксусной кислоты. Все было взвешено в 100 мл теплого МеОН, охлаждено
снова, и фильтровано, чтобы дать 24.5 г 3,4-methylenedioxy-beta-nitrostyrene в
виде ярко-желтых кристаллов, с т. пл. 158-160 °С.
Раствор 20 г 3,4,5-trimethoxybenzaldehyde, 40 мл нитрометана, и 20 мл
циклогексиламина в 200 мл уксусной кислоты был нагрет на паровой ванне 1 ч.
Реакционная смесь была тогда растворена медленно и с хорошим перемешиванием в
400 мл Н20, что привело к формированию тяжелой чисто желтой массы. Она была
удалена фильтрованием, промыта Н20 и отсосана так сухо как возможно.
Нужно смешать бензальдегид и нитроэтан в мольном отношении 1:1, в смесь
добавляется циклогексиламин (в расчете 10 мл на смесь по полмоля бензальдегида
и нитроэтана). Все это варится с обратным холодильником 4 часа. После того
как смесь сварилось, добавляют 50 мл воды (опять же в расчете на смесь по
полмоля). В ходе реакции смесь разделяется на 2 слоя. Нижний - темный,
верхний - светлый. После этого смесь остужаешь (лучше вообще поместить на
холод) . В итоге выпадают желтые аморфные кристаллы, которые потом
отфильтровывают и промывают на стеклянном фильтре холодным этанолом, используя отсос
воздуха. Перед фильтрованием к грязному продукту рекомендовано добавлять 200
мл холодного этанола. После фильтрования продукт меняет цвет с темно-грязно
оранжевого до светло-желтого.
Полученный P2NP имеет весьма приторный мерзкий запах и угнетает нервную
систему. Выходы обычно 75-80%.
Примечания:
1. В этой реакции циклогексиламин можно заменить на бутиламин, амиламин и
т.п. - любой первичный (а, скорее всего, и вторичный/третичный)
достаточно высококипящий амин.
2 . Вместо циклогексиламина, наверное, можно использовать ацетат аммония.
Способ с
циклогексиламином
без растворителя
1 моль бензальдегида + 1 моль нитроэтана +20 мл циклогексиламина - после 4
часов варки (кстати без перемешивания (а с перемешиванием наверняка будет
лучше), после охлаждения получается 2 слоя: нижний - оранжевый; верхний -
слой циклогексиламин, немного воды и еще всякое разное). К смеси прибавляют
воду (из расчета 100 мл на 1 моль) ; верхний слой отсасывают пипеткой и
выкидывают. Нижний оставляют на воздухе и остужают, как можно сильнее, после
того, как выпадает продукт, его смешивают с холодным спиртом, отфильтровывают
(на вакууме) и промывают на фильтре холодным опять же спиртом.
Выходы были в районе 70%.
Способ с
этилендиаминацетатом
в АсОН
Эта процедура надёжно протестирована лишь на 2,5-диМеО-бензальдегиде.
Существуют проверенные сведения, что с 3,4,5-триМеО-БА она даёт всего 30%-ый
выход.
2,5ДМБА (83,1 г; 0,5 моль) и этилендиаминдиацетат (9 г; 0,05 моль)
растворяются (тщательное перемешивание!) в 400 мл изопропанола при осторожном
нагревании пока не образуется чистый раствор. После растворения к смеси добав-
ляют нитрометан (36,6 г; 0,6 моль). В течение следующего часа раствор
окрашивается в характерный оранжевый цвет, и перемешивание останавливают. Смеси
дают отстояться при комнатной температуре в течение 36 часов. Образовавшуюся
оранжевую массу разбивают шпателем и фильтруют при отсосе воздуха, до тех
пор, пока не выйдет вся жидкость. Кристаллы промываются 100 мл изопропанола
на воронке Бюхнера и высушиваются на ней то той степени, на сколько это
возможно .
В итоге образуются хрустящие ярко-оранжевые кристаллы 2,5ДМнитростирена,
массой 100,5 г (0,48 моль; 96%).
В стакан, помещенный на ледяную баню, содержащий 100 мл сухого эфира и 12.0
(0,2 моль) этилендиамина, помещают смесь 24 г (0,4 моль) ледяной уксусной
кислоты и 20 мл эфира, при перемешивании, с такой скоростью, чтобы эфир не
кипел . На следующий день, образовавшиеся кристаллы фильтруют при отсосе воздуха
и перекристаллизовывают из 50 мл метанола. Выход после сушку в вакуумном
эксикаторе составляет 27,5 г (75%) бесцветных игл, Т. кип. = 114 °С.
Синтез
этилендиаммония
диацетата
Диацетат этилендиаммония является мягким и эффективным катализатором
взаимодействия СН-кислотных соединений с карбонильными группами (рН 7 в воде).
Краткая химическая энциклопедия
Этилендиамин (1,2-диаминоэтан) H2N-CH2-CH2-NH2 мол. вес 60,100 - бесцветная
жидкость с аммиачным запахом; т. пл. 8,5° С; т. кип. 117,0°С; 62,5°С (100 мм
рт. ст.). Смешивается с водой, спиртом, ацетоном, бензолом, эфиром; плохо
растворяется в н-гептане. Образует азеотропные смеси с водой: этилендиамин
гидрат C2H8N2*H20 т. пл. 11°С; т. кип. 118,5°С; толуолом т. кип. 103° С, 30%
этилендиамина с целлозольвом т. кип. 130°С, 31-32% этилендиамина.
Л. Титце, Т. Айхер "Препаративная органическая химия", стр. 468.
К раствору 12,0 г (0,20 моль) этилендиамина в 100 мл безводного эфира
прикапывают при перемешивании 24,0 г (0,4 моль) уксусной кислоты2 в 20 мл эфира,
после чего оставляют на 14 часов в холодильнике.
Выпавшие кристаллы отфильтровывают, промывают эфиром и
перекристаллизовывают из 50 мл МеОН, получая 29,8 г (83%) соли в виде бесцветных кристаллов с т.
пл. 114°С
Другой источник
А 150 ml beaker, containing 100 ml
dry ether and 12.0 g (0.2 mol) of
ethylenediamine, is placed in an ice-
bath and a solution of 24.0 g (0.4
mol) glacial acetic acid in 20 ml
ether is added with stirring at such
a rate as to prevent boiling of the
В 150 мл химический стаканчик,
помещенный в ледяную баню, содержащий
100 мл сухого эфира и 12,0 г (0.2
моль) этилендиамина, добавлялся при
перемешивании раствор 24,0 г (0.4
моль) ледяной уксусной кислоты в 20
мл эфира, с такой скоростью, чтобы
2 Необходимо охлаждение смеси в ледяной бане при добавлении кислоты.
ether. The solution is left to
crystallize overnight, then filtered with
suction, the crystals washed with
ether and recrystallized from
approximately 50 ml MeOH. Yield after
drying in a vacuum desiccator is
around 27.5g (75%) of colorless
needles, mp 114°C.
предотвратить кипение эфира. Раствор
оставляют на ночь для кристаллизации
а затем фильтруют с отсасыванием.
Кристаллы промывают эфиром и перекри-
сталлизовывают из, приблизительно, 50
мл метилового спирта.
Выход, после сушки в вакуумном
эксикаторе, составляет около 27,5 г (75%)
бесцветных кристаллических игл с
температурой плавления 114 ° С.
Практика
В 250 мл коническую колбочку с широким горлом (на 29) был отвешен чистый
этилендиамин в количестве 12,0 г (0.2 моль) и смешан со 100 мл обезвоженного
эфира (сушка производилась прокаленной окисью алюминия, около 10 г на 100 мл)
В другой маленькой колбочке взвесили 24,0 г (0.4 моль) ледяной уксусной
кислоты и разбавили ее 20 мл эфира.
При помощи 10 мл пипетки раствор кислоты в эфире понемногу прибавлялся к
раствору амина и смесь взбалтывалась.
Реакция экзотермическая, выделяются белые пары.
Пояснения
Так как синтез планировался по прописи Л. Титце и Т. Айхера, об охлаждении
реакционной смеси не позаботились, поэтому колбу периодически охлаждали в
морозилке не давая эфиру сильно кипеть.
Почти сразу, после добавления первых порций кислоты образуется белый
плотный осадок, который перемешивался и разрыхлялся стеклянной палочкой.
После окончания добавления уксусной кислоты образовался обильный, белый,
мелкокристаллический осадок, похожий на сахарную пудру. Но кое-где сросшийся
в сгустки, а также приставший к стенкам колбы. Все это безобразие
соскабливалось со стенок и размельчалось стеклянной палочкой.
Использование в этой методике конической колбы Эйленмейера оптимально, т.
к. работать с таким осадком в кругло(плоско)донной очень неудобно. А хим.
Стакан пробкой не заткнешь. Для тех же, кто любит работать стаканами, лучше
брать объем не меньше 250 мл, так как 150 мл химический стаканчик попросту
мал для нормальной работы.
Следуя методике, колба с осадком в эфире была оставлена на ночь в
холодильнике .
На следующий день, визуально, осадка в колбе не прибавилось. Поэтому,
необходимость долгого стояния в холоде по вопросом.
Вспомнив всю проблематичность вакуумного фильтрования эфирных растворов,
было решено от него отказаться. А аккуратно и полностью слить эфир с осадка и
пару раз промыть его эфиром порциями по 50 мл.
Далее, в этом же сосуде, осадок сушился при 50-60 градусах в шкафу до
полной сухости, периодически перемешиваясь, и в итоге стал похож на детское
питание .
Перекристаллизация проводилась из метилового спирта, постепенным его
прибавлением к порошку, на водяной бане. Всего, для полного растворения осадка,
понадобилось 45 мл спирта.
Горячий прозрачный раствор был вылит в выпарную чашку находящуюся в горячей
воде, а затем, вместе с этой водой медленно охлажден, периодически помешива-
ясь. Через некоторое время выпадают небольшие, бесцветные, прозрачные
кристаллы. Для более полного выделения кристаллов чашка поставлена в холодильник
на несколько часов. После этого маточный раствор был слит и кристаллы быстро
отжаты на охлажденном стеклянном фильтре.
Получившийся продукт сушился в эксикаторе сначала в вакууме, после стоял на
серной кислотой до окончания изменения веса.
Выход, составляет 28,3 г (78%) прозрачных желтоватых кристалликов с
температурой плавления около 113 ° С.
В дальнейшем, при охлаждении маточного раствора в морозилке, выпало еще
около 4 грамм кристаллов.
Сушка этилендиамина
Как уже говорилось, в наличии присутствовал 50% раствор, а для реакции
требовался безводный этилендиамин.
Был взят на вооружение метод высаливания.
300 грамм раствора амина помещены в пол-литровую бутылку из-под реактивов.
Хим. посуду типа делительной воронки и т.п. было жалко, из-за
разрушительного действия горячей конц. щелочи.
Раствор взбалтывался с небольшими порциями щелочи NaOH (приметно 30-40 г)
до образования щелочного насыщенного раствора с последующим стоянием и
разделением слоев. После этого нижний слой щелока вытягивался 20-ти кубовым
шприцом. После третьего разделения NaOH уже более не растворялся, и было решено
греть смесь на водяной бане, повторяя те же процедуры. Это увенчалось
успехом, и надо отметить, при нагревании высаливание и разделение слоев
происходит куда быстрее.
Таким образом, последняя порция щелочи из общей 200 граммовой загрузки не
растворялась полностью даже при долгом нагревании, около двух часов, и
периодическом взбалтывании.
Не надо использовать эти реактивные бутылки. Она треснула прямо в бане!
Хорошо, что дно не выпало, и удалось амин спасти. Надо использовать более
термостойкую тару.
Придя к выводу, что неплохо бы начать перегонять по рекомендованной методе,
с отбросом азеотропа, было решено уточнить температуры кипения веществ.
И что же обнаружено:
• Этилендиамин т.кип. 117,0
• Этилендиамин гидрат т.кип. 118,5 (760 мм)
Это, обратный азеотроп, да еще и с минимальной разницей температур. С
помощью имеющегося термометра, вряд ли будет зафиксирована такая небольшая
разница.
Поэтому перегонка была пока отложена и решено дополнительно посушить по
способу, рекомендованному Кацнельсоном, т.е. сушка в закрытой банке над
плавленной щелочью при 100 градусах в течении, хотя бы часов 10-12 в сушильном
шкафу. А потом отогнать амин, отбрасывая начальную и конечную фракции.
Что и было сделано. После сушки, лепешки щелочи почти не изменились и
весело перекатывались в амине. Это говорило за то, что воды в нем почти не
осталось . Перегнав этилендиамин на три неравные части, для синтеза была взята
средняя (самая большая) фракция.
Способ с
бутиламином
в толуоле
Обратите внимание, что в этом синтезе две реакции - конденсация с нитроэта-
ном в нитропропен и восстановление оного до кетона - производят в один приём,
без выделения и очистки нитропропена. Насколько меньше возни! Вместо бутила-
мина в этой реакции подойдёт любой высококипящий алкиламин - лишь бы
смешивался с толуолом.
1-(o-Methoxyphenyl)-2-nitro-l-propene
1-литровая круглодонная колба оснащена электрической нагревательной муфтой,
измененным водоотборником Дина - Старка и обратным холодильником. К колбе
добавлены в следующем порядке 200 мл толуола, 136 г (1.0 моль)
о-methoxybenzaldehyde, 90 г (1.1 моли) коммерческого нитроэтана (Прим. 3), и 20 мл н-
бутиламина (Прим. 4). Раствор нагрет, чтобы произвести быстрое кипение, пока
отделение воды не прекращается (Прим. 5). Раствор толуола используется
непосредственно в следующем шаге (Прим. 6)
O-Methoxyphenylасеtone.
3-литровая трёхгорлая круглодонная колба оборудована электрической
нагревательной муфтой, двумя обратными холодильниками, капельной воронкой, и
быстродействующей мешалкой (Прим. 7). Раствор толуола из раздела А помещен в колбу,
и 500 мл воды, 200 г мелкоизмельчённого железа (Прим. 8) и 4 г Fe(III)
хлорида добавлены. С энергичной агитацией суспензия нагрета к приблизительно 75°С,
и 360 мл сконцентрированной солянки добавлены в течение 2-часового периода
(Прим. 9); нагревание и перемешивание продолжено в течение дополнительных 30
минут.
Суспензия перемещена в 5-лит. трёхгорлцю круглодонную колбу и подвергнута
паровой дистилляции до 7-10 литров дистиллята (Прим. 10). Слой толуола
удален, и водный слой экстрагирован с 1 л нового толуола. Объединенные слои
толуола перемешаны в течение 30 минут с раствором 26 г бисульфита натрия в 500
мл воды (Прим. 11). Слой толуола - промыт водой, и растворитель удален в
вакууме с водным насосом на паровой ванне. Получившаяся оранжевая жидкость
весит 107-120 г (65-73) %; nD20 1.5250-1.5270, и достаточно чиста для
большинства использований. Это очищено дистилляцией через 12-дюймовую колонку Вигрё, и
фракция, кипящая в 128-130 °С/14 мм, собрана. Выход - 102-117 г (63-71 %,
основанный на используемом methoxybenzaldehyde), nD20 1.5250-1.5260 (Прим. 12-
13) .
Примечания3:
3. Нитроэтан был получен от Коммерческой Корпорации Растворителей, Тегге
Haute, Штата Индиана, как 90% чистый продукт. Используемое количество -
избыток 10 %, основанных на содержании нитроэтана. Главный загрязнитель -
2-nitropropane, который не вмешивается в реакцию.
4. Желательно покрутить колбу после каждого добавления, чтобы предотвратить
формирование слоев.
5. Половина воды собрана примерно за час, и теоретическое количество (18 мл)
приблизительно за 5 часов. Водное удаление обычно прекращается на
примерно 105 % теории. Недостаточная интенсивность кипения вызывает неполное
удаление воды или удлиняет время р-ции.
6. Чистый нитроалкен может быть получен, удаляя толуол на паровой ванне в
давлении с водным насосом и перекристаллизовывая получившееся масло от
этанола или петролейного эфира. С петролейным эфиром, особенно, объем
должен быть достаточно большой, при котором продукт остается в растворе,
3 1 и 2 несущественные.
пока температура раствора не понизится достаточно, чтобы предотвратить
вымасливание. Добавление кристаллов-затравки поощрит кристаллизацию.
Альтернативно, желтое масло может быть дистиллировано при уменьшенном
давлении. Нитроалкен кипит в 135-138 °С/1 мм и кристаллизуется в приемнике.
Выход - 150-175 г (80-90%) . Желтые кристаллы тают при 51-52 °С, когда
чистые. Хотя никакая трудность не была испытана с этим соединением, обычные
предосторожности безопасности должны соблюдаться при дистиллировании
ненасыщенного нитросоединения. Материал несколько слезоточив и раздражает
кожу.
7. Быстрое перемешивание необходимо, чтобы удержать железо в суспензии и
смешать два жидких слоя.
8. Сорт с 40-mesh4 использовался, но материал до 100-mesh использовался
успешно. Однако, с более мелким материалом реакция несколько более
энергична.
9. Реакционная смесь должна кипеть энергично. Когда время добавления
увеличено до 6 часов, выход заметно не меняется. Отношение железа к кислоте,
кажется, важно; однако, удвоение количеств обоих компонентов не
производит никакое изменение в выходе.
10. 5-лит. колба или нагрета электрической мантией или помещена на паровой
ванне, чтобы предотвратить конденсацию пара и увеличение суспензии в
объеме . Паровая дистилляция должна быть продолжена далее точки, в которой
дистиллят становится прозрачным.
11. Обработка бисульфитом удаляет любой альдегидный материал, существующий в
этой точке. Так как этот кетон весьма инертен к бисульфиту натрия (!) ,
выход не понижен в соответствии с этой процедурой.
12. Чистый кетон имеет nD20 1.5240 и т. кип. 128-130 °С/14 мм, 150 °С/30 мм.
Недостаточное удаление o-methoxybenzaldehyde заставит коэффициенту
преломления быть высоким даже на приблизительно 0.0003. Использование
дистиллированного нитроалкена устраняет альдегид, но это преимущество
возмещено опасностью дистилляции и слегка понижать полные выходы.
13. Эта процедура весьма общая для других ароматических альдегидов. Избытка
бисульфита нужно избежать на шаге промывания, так как много фенил-
замещённых ацетонов заметно с ним реагируют.
Способ с
микроволновкой
Эта процедура бьёт все рекорды (кроме только 2,5-диМеО-БА с ЭДТУ) по
выходам, и, главное, по времени - 12 минут вместо 6-ти часов! Нитроалкан
приходится добавлять второй раз лишь в случае с нитрометаном, т.к. нитроэтан не
выкипает при этих условиях - так говорится в статье.
В типичной процедуре синтеза, смесь бензальдегида (0.106 г, 1 ммоль) и нит-
рометана (0.061 г, 1 ммоль) помещена в стеклянную пробирку, содержащую ацетат
аммония (0.019 г, 0.25 ммоль) и подвергнута пульсирующему микроволновому
облучению в ванне из глинозема в течение 2 минут, используя неизмененную
микроволновую печь, работающую на 40 % своей мощности. Затем реакционная смесь
охлаждена к комнатной температуре (~ 1 минута) и облучена снова 2 мин. После
последовательности двух таких облучений (2 минуты) и охлаждений (~ 1 минута),
другой 1 ммоль нитрометана добавлен к реакционной смеси, которая затем облу-
По всей видимости это нумерация сит, используемая в США.
чается ещё два раза. После завершения реакции реакционную смесь пропускают
через короткую колонку силикагеля, используя гексан этилацетат (9:1, v/v)
как элюент (Прим.). Испарение растворителя на ротационном испарителе
предоставляет р-нитростирол. Другие нитроалкены получались в соответствии с общей
процедурой:
Таблица:
(R - заместители на кольце, R1 = Н для нитрометана и СН3 для нитроэтана)
Номер
8а
8Ь
8с
8d
8е
8f
8g
8h
8i
8j
8k
R
H
4-OH
3-MeO,4-OH
3,4-(MeO)2
H
4-OH
3-MeO,4-OH
3,4-(MeO)2
4-MeO
1-Naphthyl
2-Naphthyl
Rl
H
H
H
H
CH3
CH3
CH3
CH3
CH3
H
H
Время
8.0
4.0
3.0
2.5
7.0
3.5
3.0
3.0
4.0
8.0
7.5
Выход
80
88
89
90
83
89
91
92
90
80
83
m .p.
58 (58-9)
165 (168-9)
166 (167-8)
139 (141-2)
64 (64-5)
124 (124-5)
100 (100-1)
66 (67-8)
44 (44-5)
76 (72-74)
121 (121-2)
Примечание:
1. Здесь вместо колоночной хроматографии можно использовать стандартный
метод выделения нитростиролов по Шульгину - разбавление водой и
фильтрование .
Способ с
едким натром
на холоду5
В широкогорлую бутыль на 6000 мл погруженную в смесь льда и соли, с
мешалкой, термометром и капельной воронкой поместили 305 г (5 моль) нитрометана,
530 г (5 моль) бензальдегида (прим. 1) и 1000 мл метанола. Раствор гидроксида
натрия приготовили, растворив 210 г (5.25 моль) в примерно равном объеме воды
и охладили. Потом разбавили до 500 мл водой со льдом, залили в воронку и
прибавляли при перемешивании к раствору бензальдегида с такой скоростью чтобы
температура не превышала 10-15 °С (прим. 2,3).
Быстро образуется объемный белый осадок. Если смесь сильно загустеет -
можно разбавить 100 мл метанола. После 15 минут перемешивания смесь разбавили
3000-3500 мл воды со льдом (прим. 4). Приготовили раствор 1000 мл конц.
соляной кислоты в 1500 мл воды и прибавили к нему смесь с такой скоростью чтобы
струя распадалась на отдельные капли (прим. 5). Выпавшую желтую
кристаллическую массу декантировали, отфильтровали под вакуумом и промывали водой до
исчезновения следов хлоридов. После этого кристалл переплавляют, погружая колбу
в горячую воду, охлаждают и сливают выделившуюся воду. Нитростирен растворили
в 420 мл горячего этанола (прим. 6), профильтровали и охладили. Выпавшие
кристаллы отфильтровали. Т. пл. 56-58 °С, выход 650-670 г (после
перекристаллизации 57-58 °С и 600-620 г).
5 http://www.orgsyn.org/
Примечания:
(1) Технический бензальдегид промывали раствор карбоната натрия, сушили и
перегоняли в вакууме перед использованием.
(2) Первые несколько мл раствора гидроксида натрия должны прибавляться к
раствору бензальдегида с осторожностью, реакция начинается через
некоторое время и температура может подскочить с -10 до 30 °С и выше! Этот
момент можно отследить, прибавив в смесь немного льда. После начала
реакции щелочь может прибавляться быстрее.
(3) Конденсация, вызываемая гидроксидом натрия, происходит практически
мгновенно при температуре выше 10 °С. Процедура может быть прервана
после прибавления щелочи и продукт спокойно постоит ночь на льду.
(4) После того, как смесь будет разбавлена водой, она становиться гораздо
более нестойкой и должна использоваться как можно быстрее, температура
ее должна быть ниже 5 °С.
(5) Щелочной раствор должен медленно прибавляться к кислоте (в противном
случае образуется масло, содержащее разбавленный нитроспирт). Большой
избыток кислоты при комнатной температуре обеспечивает образования
нужного ненасыщенного нитросоединения.
(6) Пары горячего раствора нитростирена очень вонючие и едкие - осторожно!
В широкогорлую колбу на 250 мл внесли 39 г 3,4,5-триметоксибензальдегида,
60 мл этанола, 11 мл нитрометана и при перемешивании механической мешалкой и
охлаждении льдом прикапывали раствор 12.4 г КОН в 40 мл этанола и 20 мл воды.
Прибавление продолжается 1 час при температуре около 0°С, при этом появляется
желтая окраска, и осадок альдегида растворяется. Затем раствор перемешивали
при комнатной температуре еще 1 час, после чего вылили в 100 мл воды,
содержащей 11.5 мл конц. серной кислоты. Выпавший желтый нитростирол отфильтровали
и перекристаллизовали из метанола.
Выход 27.5 г
В 35 мл метанола растворяется 2.4 г 2,5-диметокси-бензальдегида и 1.4 г
нитроэтана. Мешалка, термометр, баня со льдом. После охлаждения до 0 °С
добавляется раствор 1 г КОН в 5 мл воды так, чтоб температура не поднималась
выше 2 °С. Наблюдается выпадение желтого осадка. После этого смесь
перемешивается дополнительно 1 час при охлаждении (температура была -2...-4 °С) .
Смесь вылита в 100 мл ледяной воды, перемешивается на ледяной бане пока не
охладится до 0 °С, после чего фильтруется.
Получено 2.4 г (74%) ярко-желтых кристаллов (3.23 теор.).
со-Нитро-2-окси-З-метоксистирол.
К раствору 62 г бензилового эфира о-ванилина в 150 ил метанола прибавили
15.5 г нитрометана. Смесь охладили до 12 °С и при перемешивании добавили по
каплям 14 г едкого кали в 30 мл метанола в течение 30 минут. Массу
перемешивали 12 минут, вылили в 100 мл разбавленной соляной кислоты (1:1), осадок
отфильтровали, промыли и без дополнительной очистки нагрели 2 часа в 200 мл 20%
соляной кислоты при кипении. Затем охладили, разбавили 30 мл воды, осадок
отфильтровали, промыли водой до нейтральной реакция, метанолом и высушили в ва-
кууме. Выход 31.4 г (63.6%), т. пл. 122-123.2° (метанол). Найдено %: С 55.93,
56.2; Н 4,52, 4.70; N 7.20, 7.24. C9H2N04. Вычислено %: С 56.3; Н 4.69; N
7,30.
Примечание:
При практическом осуществлении этого метода было замечено некоторое
несоответствие т. пл. полученного продукта (нитропропена) с литературной. Возможно,
дело в неполном превращении промежуточно образующегося нитроспирта в нитро-
пропен.
Рекомендуем, чтобы избежать этой проблемы, покипятить продукт некоторое
время в разбавленной соляной кислоте, как указано в предыдущей процедуре.
Способ с
карбонатом натрия
и метиламином6
Получение производных бета- нитропропенилбензола.
Растворяется 250 г пипероналя в 900 см3 95%-м этаноле при 20 °С с
последующим добавлением 150 мл нитроэтана, 10 г метиламина гидрохлорида и 8 г
карбоната натрия. После недолгого размешивания, смесь оставляют на 2 недели в
темном месте. Смесь смешивают с 7 литрами воды, осадок фильтруют, промывают
водой и сушат на воздухе. Кристаллизуют в малых количествах этанола.
Выход 87%.
Способ с
метиламином
в спирте
• 100 ммолей ароматического альдегида
• 105 ммолей нитрометана или нитроэтана
• 15-20 ммолей 10-20% водного раствора метиламина (внимание! избытка
катализатора тоже следует избегать, т.к. это отрицательно сказывается на
выходе/чистоте продукта!)
• Достаточно МеОН, EtOH или ИПСа, чтобы смесь можно было перемешивать.
Обычно приблизительно 25 мл
В круглодонную колбу х250 мл, оборудованную магнитной мешалкой, добавлен
ароматический альдегид, нитрометан и спирт. Перемешивание начато, и водный
раствор метиламина добавлен одной порцией. Колба помещена в водяную баню и
нагрета до 40-50 °С. Прогресс реакции может быть проверен ТСХ, но в
большинстве случаев 45 мин в водяной бане - достаточно.
Когда реакция закончена, 25 ммоля ледяной уксусной к-ты добавлено к
реакционной смеси, и колба помещена в морозильник, пока кристаллизация не
завершится (Прим. 1). Кристаллы разбиты лопаткой, отфильтрованы и промыты водой,
чтобы удалить большинство ацетата метиламина. Нитростирол перекристаллизуют из
МеОН, EtOH или ИПСа.
6 J.O.S. Perkin II , 1974 , 642
l-phenyl-2-nitroethene, 92%
1-phenyl-2-nitropropene, 93%
1-(4-ethoxyphenyl)-2-nitroethene, 88%
1-(4-ethoxyphenyl)-2-nitropropene, 90%
1-(2-methoxyphenyl)-2-nitroethene, 94%
1-(2-methoxyphenyl)-2-nitropropene, 89%
1-(4-methoxyphenyl)-2-nitroethene, 92%
1-(4-methoxyphenyl)-2-nitropropene, 88%
1-(2,4-dimethoxyphenyl)-2-nitroethene, 97%
1-(2,4-dimethoxyphenyl)-2-nitropropene, 74%
1- (2,5-dimethoxyphenyl)-2-nitroethene, 97%
1-(2,5-dimethoxyphenyl)-2-nitropropene, 89%
1-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-nitroethene, 89%
1-(2,4,5-trimethoxyphenyl)-2-nitropropene, 94%
1-(2,4,6-trimethoxyphenyl)-2-nitroethene, 95%
1-(2,4,6-trimethoxyphenyl)-2-nitropropene, 96%
1-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-2-nitroethene, 92%
1-(3,4,5-trimethoxyphenyl)-2-nitropropene, 93%
3-(2-nitrovinyl)-lH-indole, 79%
3-(2-nitropropenyl)-lH-indole, 72%
5-methoxy-3-(2-nitrovinyl)-lH-indole, 83%
5-methoxy-3-(2-nitropropenyl)-lH-indole, 91%
Примечания:
1. В случае 2,5-диМеО-нитростирола кристаллизация происходит в процессе
реакции. Через 20 мин при 50 °С содержимое затвердевает в неоново-жёлтый
пирожок.
2. Полученные нитроалкены далее восстановили в амины с хорошим выходом, что
свидетельствует об их чистоте.
В 100 мл колбу было загружено: бензальдегид (31.8 г, 0.3 моля; неперегнан-
ный, слит с толстой корки бензойной к-ты), нитроэтан (24.8 г, 0.33 моля),
этанол 95%-ный (50 мл) и 40%-ный водный метиламин (2.6 мл, ~ 0.03 моля).
Смесь перемешивалась без нагревания 1 мин. Пробное занюхивание показало
отсутствие свободного метиламина из-за образования альдимина. Затем смесь
нагревалась при ~ 60 °С в течение 3.5-4 часов и приобрела цвет конц. мочи. На
следующее утро опустили в холодную реакц. смесь стеклянную палочку и увидели
стремительный рост прекрасных светло-желтых кристаллов. Полузастывшая масса
была выдержана в морозилке 1 ч, подразбавлена медленным прибавлением 20 мл
холодной воды, отфильтрована и дважды промыта водным этанолом (1:1) порциями
по 50 мл. В таком водном этаноле фенилнитропропен почти нерастворим. После
сушки было получено 31 г (63%) светло-желтых очень красивых кристаллов с
Т.пл. 65 °С, не требующих никакой перекристаллизации. Если все же захочется
перекристаллизовать, то лучше это делать так. Высушенный продукт растворить в
небольшом кол-ве кипящего эфира и прикапать медленно петролей или гексан до
легкого помутнения, бросить затравку, и поставить в морозилку на пару часов.
Получаются очень светлые длинные иглы.
Примечание:
• Греть реакц. смесь нужно подольше, часов этак 7-8, т.к. после 4 ч еще
изрядно пахнет бензальдегидом. Выход будет больше.
Способ с
бутиламином
в спирте7
1-Фенил-2-нитропропен.
Бензальдегид и нитроэтан (по 1 моль каждого) , 5 мл н-бутил амина и 100 мл
абсолютного этанола кипятили с обратным холодильником в течение 8 ч в кругло-
донной колбе емкостью 1 л. Когда содержимое колбы охлаждали и перемешивали,
сразу же образовалась тяжелая желтая кристаллическая масса. После
перекристаллизации из абсолютного этанола продукт весил 105 г (степень превращения
64% от теор., выход8 86,5%), т. пл. 65 °С.
Примечание:
1. Метод не сработал для со-нитростирола, вместо которого с низким выходом
был получен 2-нитро-1,З-дифенилпропандиол-1,3. Он также не дал
результата для ванилина с нитроэтаном, 1-нитропропаном и 1-нитробутаном из-за
образования смолы и для динитронеопентана с бензальдегидом по той же
причине.
НИТР03ИР0ВАНИЕ
ПР0ПЕНИЛБЕН30Л0В
Нитрозирование
нитритом натрия
и йодом9
Реакция алканов (1а - 5а) с нитритом натрия и йодом в этилацетате (или
эфире) и воде в присутствии этиленгликоля (или пропиленгликоля) даёт нам нитро-
алканы с выходами в 49-82%.
К раствору нитрита натрия (1324 мг, 19,2 моль) и этиленгликоля (893 мг,
14,4 моль) в 2 мл воды, был добавлен раствор стирола, За (500 мг, 4,8 моль) в
15 мл этилацетата, после чего сразу добавили йод (1828 мг, 7,2 моль) при 0
°С. Реакционная смесь перемешивалась при комнатной температуре в течение 48
часов в атмосфере азота, а затем была вылита в делительную воронку вместе с
этилацетатом и после чего слои разделили. Раствор этилацетата был промыт
водой, 10% водным раствором тиосульфата и насыщенным водным раствором NaCl.
После сушки над безводным сульфатом магния, раствор этилацетата выпарили
получив сырой продукт, который очистили с помощью хромотографическои колонки
(silica gel column chromotography). И собственно получили чистый бета-
нитростирол с выходом в 81%.
Комментарии:
1. Это лучшая реакция для такого вида нитрования. Выходы с азароном всегда
составляют по крайней мере 75% очень плотных тёмно-жёлтых кристаллов.
7 Конденсация Генри.
8 105 г соответствуют 64%-ному выходу; откуда берется цифра 86.5%, из статьи неясно.
9 Способ Риттера.
2. Единственный левый продукт этой реакции это непрореагировавший азарон,
который легко отделяется от кристаллов перекристаллизацией в EtOH.
3. Инертная атмосфера абсолютно необходима. Выходы без азота падают до 40%.
4. Этиленгликоль - основной компонент жидкости, известной как тосол.
Отгоняется при 92 °С при 10 mmHg и при 190 °С при обычном давлении.
5. Азот легко получить, прикапывая раствор подкисленной соли аммония к
раствору нитрита натрия.
6. Йод - самый дорогой реагент в этой реакции - вы получите весь обратно,
окислив водную фазу реакции перекисью водорода/солянкой.
7. Полученный нитропропен можно восстановить прямо в амин никелем Урушибары
- выход не очень высокий (^50%), но при использовании активированного
никеля Урушибары должен быть лучше.
Нитрозирование
пропенилбензолов
нитрозным газом10
Pseudonitrosites [4,5,7]
A solution of 1 mole (69 grams) of sodium nitrite in 100 ml water was
prepared in a 500 ml flask, and a solution of 0.1 moles of a freshly distilled
propenylbenzene (20.8g asarone, 16.2g isosafrole or 14.8g anethole) in 150 ml
of diethyl ether was added. During a period of 3-4 hours, a 20% solution of
H2S04 (prepared by cautiously adding 0.5 moles (49 grams) of cone, sulfuric
acid to 200 ml of H20) was added dropwise with magnetic stirring, preferably
through a pressure - equalized addition funnel. Watch the addition rate so
that the temperature of the two-phase solution doesnft rise over room temp,
and this solution can preferably be cooled during the addition In the
beginning of the addition of acid, monomeric pseudonitrosite can be seen in the
etheral layer. The monomer derived from asarone is greenish, anethol blueish
and isosafrole yellow. If oxygen gets into the system during the addition,
formed NO oxidizes to brown N02 gas, which can lower the yield of pseudoni-
trosite. After the addition, the solution was allowed to stir for an hour or
two, whereafter the solution was filtered with suction, and the precipitate
washed with 50ml each of water, denatured alcohol and finally ether. After
sucked as dry as possible, the pseudonitrosite crystals was allowed to air
dry on a filter paper.
Pseudonitrosites cannot be stored, as they begin to decompose within hours
at room temperature with the evolution of nitrogen oxides, and should be
further processed to for example the very useful phenyl-2-nitropropenes, which
upon reduction can yield phenylacetones and amphetamine derivatives.
Phenyl-2-nitropropenes [4,5,7]
0.1 mole of the corresponding propenylbenzene pseudonitrosites (28.5g
asarone, 23.8g isosafrole or 22.4g anethole) was dissolved in 150ml 8% alcoholic
KOH with shaking, and possibly light heating (not over 30°C, especially not
in the case of asarone pseudonitrosite, or there is a risk of decomposition
(to the aldehyde, amongst other things). Caution: Foaming with evolution of
N20 will occur. The cloudy solution was suction filtered, and the filtrate
Псевдонитрозитный метод.
was poured onto 100 grams of crushed ice. The solution was acidified with
dilute HC1 and was stirred occasionally until the ice had melted. The
precipitate of nitropropene was filtered off, washed with a little cold water and
air dried.
Псевдонитрозиты
В 500 мл колбе приготовляют раствор 1 моль (69 г) нитрита натрия в 100 мл
воды и к нему добавляют раствор свежеперегнанного пропенилбензола (20,8 для
азарона, 16,2 г для изосафрола или 14,8 г для анетола) в 150 мл эфира. Далее
(магнитное перемешивание) к смеси прикапывают 20% серную кислоту (полученную
смешиванием 0,5моль (49 г) концентрированной серной кислоты и 200 мл воды) за
3-4 часа. Смесь помещена на ледяную баню, чтобы не давать температуре
подняться выше комнатной во время прикапывания кислоты. В эфирном слое
начинается образование псевдонитрозит-производного. Цвета слоев: для азарона -
зеленоватый; для анетола - синий; для изосафрола - желтый. Если во время
прибавления кислоты в систему попадает кислород, то он окисляет образующийся в ходе
реакции N0 в N02 и выход конечного продукта падает. После прикапывания
раствор перемешивают 1-2 часа, продукт отфильтровывают на вакууме, промывают
сначала 50 мл воды, затем спиртом и потом эфиром. Сушат на воздухе на
фильтре.
Выходы:
• Псевдонитрозит-азарон - желтый - 16,5 г, 58% - Т.пл. = 130 °С
• Псевдонитрозит-изосафрол - белый - 18,4 г, 77% - Т.пл. = 128 °С
• Псевдонитрозит-анетол - белый - 10,8 г, 48% - Т.пл. = 126 °С
Псевдонитрозиты нельзя хранить, т.к. такие вещества начинают разлагаться
через несколько часов при комнатной температуре.
0,1 моль соответствующего псевдонитрозита (28,5 г для азарона, 23,8 г для
изосафрола и 22,4 г для анетола) растворяют в 150 мл 8% раствора КОН в спирте
при встряхивании. Допустимо легкое нагревание, но не выше 30 °С, особенно в
случае азарона, т.к. существует большая вероятность разложения вещества (в
том числе и до соответствующих альдегидов). Вспенивание! Образование N20!
Мутный раствор фильтруют (на вакууме) и помещают в 100 г колотого льда. Смесь
подкисляют разбавленной соляной кислотой и перемешивают, пока весь лед не
расплавится. Продукт отфильтровывают, промывают холодной водой и сушат на
воздухе.
• 2-Нитроазарон (прим. 1) - желтый/красный - Т.пл. = 101 °С
• 2-Изосафрол - желтый - Т.пл. = 98 °С
• 2-Анетол - желтый - Т.пл. = 47 °С
Примечания:
1. 2-Нитроазарон существует в виде двух модификаций (желтые или красные
призмы) - это зависит от концентрации и скорости образования продукта.
Оба плавятся при 101 °С. При 90 °С красный становится желтым.
2. Процесс очень долгий и сильно выматывает нервы.
3. Обязательно используйте вытяжку - оксиды азота - весьма неприятная суб-
ствнция и передоз ими может оказаться весьма печальным.
Псевдонитрозит-изосафрол
1. Нитрозирование изосафрола.
Двухлитровую круглодонную колбу загружают 2,5 моль (173 г) нитрита натрия и
250 мл воды. Колбу помещают на ледяную баню и нитрит натрия растворяют при
перемешивании. 0,5 моль (89 г) свежеперегнанного (Прим. 1) изосафрола
растворяют в 900 мл эфира и добавляют в колбу. В капельную воронку загружают
раствор 1,25 моль серной кислоты в 500 мл воды. После того как смесь (на ледяной
бане) остыла, начинают прикапывать кислоту (период = бчасов, слабое
перемешивание, добавление льда в баню). Далее смесь оставляют на 9 часов (пока не
растает лед в бане). За это время образуется 6-7 см слой пористого осадка.
Воронку снимают, горло закрывают пробкой. Смесь аккуратно встряхивают
(Прим. 2) (не разбейте колбу магнитом!). Твердь отфильтровывают (кофейный
фильтр) (Прим. 3). Далее твердь помещают в двухлитровый стакан и перемешивают
с 1 л воды ложкой в течение нескольких минут. На дно выпадает осадок сульфата
натрия, а псефдонитрозит-изосафрол остается в суспензии. Сульфат натрия
декантируют, а псевдонитрозит отфильтровывают на вакууме и промывают водой.
Продукт промывают этанолом или смешивают с 200 мл спирта и заново фильтруют
на вакууме.
Выход псевдонитрозита - 127 г (0,49 моль) - 98% в виде белых кусков (Прим.
4) .
2. Гидролиз псевдонитрозит-изосафрола.
В двухлитровый стакан, помещенный на ледяную баню, помещают 0,5 моль (28 г)
гидроксида калия, растворенного в 700 мл этанола. Когда температура смеси
достигает 10 °С, прибавляют псевдонитрозит порциями через каждые 10-15 минут,
так, чтобы температура не превышала 20 °С (перемешивание включено на
максимум, пока все нитропроизводное не перейдет в раствор). Во время перемешивания
готовят раствор 2М соляной кислоты (примерно 105 мл 31% солянки и 395 мл
воды) , который остужают на сколько возможно.
Раствор псевдонитрозита фильтруют на вакууме и остужают на ледяной бане до
5 °С. Затем к нему медленно добавляют 500 мл ледяной воды - изменение цвета
до охры, а затем тонкой струйкой приливают раствор кислоты при перемешивание
за 5-10 минут. Во время прибавления раствор становится мутным, и большинство
льда тает. Смесь помещают в 4-л винную бутылку, содержащую 2 л воды и держат
в морозилке пару часов. В итоге образуются ярко-желтые кристаллы + желтое
масло на дне (что есть тоже МДФ2НП). Кристаллы и раствор декантируют со слоя
масла и фильтруют на вакууме. Твердь растворяют в горячем 300-400 мл ИПСа
(туда же добавляют масло). Сначала медленно (Прим. 5) охлаждают до комнатной
температуры, затем в морозилке, выкристаллизовывая МДФ2НП. Вакуумное
фильтрование, промывка водой и сушка в эксикаторе (силикагель, мягкий вакуум) дают
0,36 моль (80 г) 3,4-МДФ2НП - 73% в виде желтых игл.
Примечания:
1. Изосафрол был приготовлен рефлюксированием перегнанного сафрола (250 мл)
в 1-л колбе с 4 г КОН на низком вакууме и при перемешивании за 14 часов.
Изосафрол отогнан на вакууме, выход - 245 мл, Т.кип. = 120-124 °С.
2. Необходимо разбить продукт, чтобы достать его из колбы.
3. От фильтрата можно отогнать эфир и использовать его снова.
4. Эта пропись справедлива также для азарона и анетола.
5. Быстрое охлаждение дает продукт в виде масла.
Нитростиролы/фенилнитропропены
через 1-диметиламино-2-нитроэтилен
Если Вы обратите ваше внимание на J. Org. Chem. 42, 1784 (1977), Вы
обнаружите реактив l-dimethylamino-2-nitroethylene (DMANE), который легко
приготовляется из недорогих реактивов ДМФ, диметилсульфата, нитрометана и этоксида
натрия. Реактив способен к непосредственному добавлению 2-nitrovinyl (-CH =
CH2-N02) боковой цепи в 3-положение индола, также как различных замещённых
бензолов. Вы имеете некоторое количество 4-асеtoxyindole, но не хотите пройти
сложности использования оксалил хлорида при создании 4-гидрокситриптамина из
него? Тогда используйте DMANE, который растворен в ТФУК, и бросайте 4-
acetoxyindole прямо внутрь. Десять минут, позже, Вы возвращаетесь, удаляете
растворитель и позволяете вашему продукту, 3-(2-Nitrovinyl)-4-acetoxyindole,
кристаллизоваться с выходом почти 80 %, готовому стать восстановленным до 4-
hydroxy tryptamine. Мы можем также вообразить, что Вы сидите с некоторым 2,5-
dimethoxyphenyl propyl sulfide, и хотите превратить его в фенэтиламин. Вы
можете или подвергнуть его Vilsmeyer формилированию, потом Knoevenagel
конденсацией с нитрометаном, или - с этим реактивом Вы можете просто получить нит-
ростирол в один шаг! Я так же могу сообщить Вам относительно гомолога,
который Вы можете использовать, чтобы создать фенилнитропропены так же легко - 1-
Dimethylamino-2-nitropropene.
Ниже несколько примеров реакций с различными индолами, а кроме того вы
найдете детали подготовки обоих вышеупомянутых нитрореактивов, также как
DMF/ME2S04 комплекс, необходимый для выполнения этого.
Имеется один недостаток у этой процедуры, и это - то, что предпочитаемый
растворитель для реакции, кажется, трифторуксусная кислота. Авторы
вышеупомянутой статьи упоминают некоторых итальянцев, которые использовали реактив в
спиртовом НС1 (но с относительно низким выходом), так что ТФУК по крайней
мере не необходима.
3-(2-Nitrovinyl)индол11
К размешиваемому раствору l-dimethylamino-2-nitroethylene в трифторуксусной
кислоте (15 мл) в температуре ледяной ванны был добавлен, 3.51 г (30 ммоль)
индола и смеси размешивался в атмосфере азота 10 мин. В это время цвет
раствора, изменился от светло-желтого к темному. Смеси тогда позволили нагреться
к комнатной температуре, и перелили в воду со льдом (300 мл) , от который
выпавшая в осадок желтая полутвердь. Водный раствор был экстрагирован этилаце-
татом (350 мл) и затем дважды с тем же самым растворителем (100 мл) .
Объединенные органические слои были промыты насыщенным NaHC03 раствором (150 мл) и
насыщенным NaCl раствором (100 мл) и высушены (Na2S04) .
Удаление растворителя в вакууме предоставило 5.40 г (96%) желтой тверди.
Рекристаллизация из горячего метанола дала желтые призмы: температура
плавления 172 °С (171 °С) .
3- (2-Nitrovinyl) -5-methoxyindole12
15-мл колба, оборудованная обратным холодильником была наполнена с 580 мг
(5 ммоль) l-dimethylamino-2-nitroethene и 3 мл ТФУК. К этому размешиваемому
JOC 42, 1784 (1977)
JOC 42, 1784 (1977)
раствору был добавлен 735 мг (5 ммоль) 5-methoxyindole. Получившаяся
суспензия была нагрета до 30-45 °С в течение 10 минут, и раствору тогда позволили
охладиться. Темную кашицу вылили в воду со льдом. Экстракция этилацетатом,
затем - промыванием органического слоя насыщенным NaHC03 и насыщенным NaCl
раствором. После сушки (Na2S04) , растворитель испарялся, выделяя 1.1 г темных
зеленых кристаллов. Очистка хроматографической колонкой (100 г, силикагель,
СН2С12) выделила %60 мг (8% непрореагировавшего) 5-methoxyindole и %697 мг
(64%) 3-(2-nitrovinyl)-5-methoxyindole. Рекристаллизация из ацетона/гексана
дала желтые иглы: температура плавления 162-165 °С (157-158 °С) .
3-(2-Nitrovinyl)-4-acetoxyindole
К раствору 175 мг (1.0 ммоль) 4-acetoxyindole в 1 мл ТФУК был добавлен 116
мг (1 ммоль) l-dimethylamino-2-nitroethylene. Реакционная смесь была нагрета
до 55 °С под атмосферой азота в течение 10 минут, в течение которого времени
светло-желтый раствор стал темным красным. Реакция была охлаждена к комнатной
температуре и растворитель дистиллирован прочь под уменьшенным давлением.
Получившееся красное масло было растворено в 2 мл хлороформа и растворитель
удален в вакууме. Это было повторено с 3 мл диоксана.
Добавление 1 мл этилацетата и царапания вызвало кристаллизацию остатка.
Гексан (0.25 мл) был добавлен и желтые иглы, собранные фильтрацией и высушен
в вакууме, чтобы дать 191 мг 3-(2-Nitrovinyl)-4-асеtoxy-indole (78%),
температура плавления 200-203 °С.
Электроника
многоканальный оптический регистратор
В. А. Власов, А. В. Литкевич
Разработана и изготовлена 8-канальная 12-разрядная система сбора
фотоэлектрических данных для работы с последовательным портом RS-
232 персонального компьютера, используемая для регистрации сдвига
интерференционных полос. Динамический диапазон измеряемой
интенсивности излучения (отношение максимального значения измеряемой
величины к минимальному) - 80; погрешность измерения <2%; число
входных каналов - 8; минимальное время преобразования с
переключением каналов < 300 мкс.
Система сбора данных, принципиальная схема которой представлена на рисунке,
состоит из блока фотопреобразователей, аналогового усилителя, 8-канального
мультиплексора и аналого-цифрового преобразователя (АЦП).
АЦП Ml управляется внешними сигналами, поступающими с СОМ-порта по линиям
DTR, RTS на соответствующие входы Ml - CS, CLOK. Данные поступают в СОМ-порт
по линии CTS с выхода DATA. Блок фотопреобразователей содержит восемь
фотодиодов ФД-3 (Д6-Д13). Мультиплексор выполнен на микросхеме М2 и транзисторах
ТЗ-Т10. На основе микросхемы МЗ собрана схема начального запуска счетчика и
его перезапуска по окончании счета. Усилитель аналогового сигнала выполнен на
транзисторе Т1.
о
о
Дь-Дп
О
о
'/
360 к
Р р1.9к 1.8 кр
170 к
Принципиальная схема системы сбора данных. Ml - ADS1286, М2
К561ИЕ8, МЗ - К561ЛЕ5; Т1-Т10 - КТ315; Д1, Д2 - Д223, ДЗ-Д5 - КС471.
Аналого-цифровое преобразование начинается по срезу сигнала на входе CS и
заканчивается по фронту следующего сигнала, после того как на вход CLOK
подается заданное количество тактовых импульсов.
Импульсы, поступающие на вход CS, одновременно через инвертор Т2 подаются
на тактовый вход десятичного счетчика М2. По фронту каждого тактового
импульса счетчик через ключи ТЗ-Т10 подключает соответствующий фотодиод ко входу
усилителя Т1. Усиленный сигнал с каждого фотодиода при помощи АЦП
преобразуется в 12-разрядный последовательный код и по линии CTS поступает в
персональный компьютер. По окончании восьми импульсов будут опрошены все каналы, и
схема перезапуска на МЗ установит в первоначальное состояние счетчик М2. При
поступлении следующего тактового импульса цикл опроса повторяется.
ПРОСТОЙ АНАЛОГО-ЦИФРОВОЙ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЬ
С. М. Перевозчиков, Л. Д. Загребин
Недорогой 12-разрядный аналого-цифровой преобразователь
(а.ц.п.)л сопрягаемый с персональным компьютером по LPT-порту,
разработан для модернизации автоматизированной системы измерения
теплофизических параметров [1] , что позволило повысить точность
работы системы (за счет увеличения разрядности и частоты
дискретизации) . Устройство обладает следующими характеристиками:
диапазон входных сигналов -5.. .+5 В; максимальная частота отсчетов
до 40 кГц (при вводе сигнала по одному каналу); число разрядов -
12, входных каналов - 8.
Принципиальная схема а.ц.п. приведена на рис. 1. Аналоговые сигналы AI0-AI7
поступают на аналоговый коммутатор Ml. Сигнал с его выхода через буферный
усилитель Мб далее следует на микросхему а.ц.п. М2 (AD7892-1 [2]). Цифровой
код с выхода а.ц.п. через выходной мультиплексор (МЗ, М4) поступает на
входные разряды регистра LPT-порта.
Управление аналоговым коммутатором, микросхемой а.ц.п. и выходным
мультиплексором осуществляется с помощью сигналов с регистра данных LPT-порта. На
рис. 2 показан формат и дано краткое описание разрядов регистров,
используемых для связи с устройством. Ниже приведен в качестве примера фрагмент
программы, работающей с данным устройством:
unsigned char DLPT;
unsigned buf, ncan;
//установка номера канала
buf=0; DLPT=0x20|(ncan & 0x07);
outportb(0x378, DLPT); delay(l);
//запуск а.ц.п. на преобразование и задержка
//на 1 цикл ввода-вывода
DLPT=DLPTA0x40; outportb(0x378, DLPT);
outportb(0x378, DLPT);
//запись бита управления выходами а.ц.п. на
//считывание
DLPT=DLPTA0x20;
//чтение старшей тетрады кода а.ц.п.
outportb(0x378, DLPTA0xl0); buf=((inportb(0x379) & OxFO) « 4) A buf
//чтение средней тетрады кода а.ц.п.
outportb(0x378, DLPT A 0x08); buf=(inportb(0x379) & OxFO) A buf;
//чтение младшей тетрады кода а.ц.п.
outportb(0x378, DLPT); buf=((inportb(0x379) & OxFO) » 4)AbufA0x88;
//в переменной buf находится значение отсчета
Входной сигнал, поступающий по каналу, номер которого задан в переменной
ncan, преобразуется и считывается с а.ц.п. в переменную buf.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Перевозчиков С. М., Загребин Л. Д. // ПТЭ. 1998.№ 3. С. 155.
2. Интегральные микросхемы: Микросхемы для аналого-цифрового преобразования
и средств мультимедиа. Вып. 1. М.: ДОДЭКА, 1996 .
^ ft. ^ ОД
О ^ <N СЛ
О *■** <*N fv-j
^ ^ <x ^
(N ИЛ - ht (^ ^> ^ tn
О -*. <N <*->
QQ QQ QQ QQ
^^
О ^ CJ Л
Q> ■*-» Cs] rn
^ ^ ^ ^
CN|i/"H— ^tnlsOlOl ^*^!
—■I cm en ^
i
K-1
1
Q
<*
fe
C*
QQ QQ QQ QQ
-s^
-Ч>
isf
со
СО
Is
I О ^. (N] ч
Ч МЛ Ю ^ М - С 0\ — [vO W"i|cm[
ttttfttt
^
Q
Н
S
CNJ ^ ^h
^5 >5 >-С
ho
щ
^ ^
х ><
Q
Рис. 1. Принципиальная схема аналого-цифрового преобразователя. Ml -
КР590КН6, М2 - AD7892-1, МЗ, М4 - КР1533КП11, М5 - КР1533ЛН1, М6-
КР140УД608. Выводы 13 (3) Ml и 7 (4) Мб подключить к +15 В (-15 В),
выводы 1 М2, 16 МЗ, М4, 14 М5 подключить к +5 В, выводы 14 Ml, 6, 14
М2, 8 МЗ, М4, 7 М5 - к О В. Разъем XI подключается к LPT-порту
компьютера .
378Н Запись-Чтение
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
DO
номер опрашиваемого аналогового канала
управление мультиплексором
0 - чтение кода с а.ц.п.
1 - выходы а.ц.п. в 3-ем состоянии
(рекомендуется при преобразовании)
| запуск цикла преобразования
379Н Чтение
D7
D6
D5
D4
D3
D2
D1
DO
£>4(378Н)
Ш(378Н)
SLCT
РЕ
АСК
BUSY
0
0
DO
Dl
D2
D3
0
1
D4
D5
D6
D7
1 1
0
D8
D9
D10
Dll
Рис. 2. Формат регистров ввода-вывода, использующихся при работе с а.ц.п,
Системы
1
1 л ^
1 ч V
IV"
I -ч
4 J
Ч
Д10000
N^4
10110000I
\^\^Ч
И
с^ 1
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ПАРАЛЛЕЛЬНОГО ПОРТА В РЕЖИМЕ ЕРР
А.В. Сорокин
Работающий в режиме ЕРР параллельный порт, доступный в персональном
компьютере (ПК) , позволяет с минимальными дополнительными затратами
организовать обмен данными между компьютером и лабораторным
оборудованием со скоростью в несколько сотен Кбайт/с. В статье рассмотрено
функционирование порта в этом режиме, приведена схема 8-разрядного
контроллера для связи с компьютером через ЕРР и для автоматизации
сравнительно простых экспериментов. Даны примеры программ.
Для организации обмена данными между ПК и АЦП, ЦАП, дискретными датчиками и
управляющими ключами необходим контроллер - устройство, объединяющее сигналы
своих раздельных цифровых входов/выходов для передачи/приема через
параллельный порт в соответствии с протоколом его работы в выбранном режиме.
Стандартный параллельный порт (Standard Parallel Port - SPP) , изначально
ориентированный на подключение принтера по интерфейсу Centronics, имеет 8-разрядную
шину данных и четыре линии управления, работающие на вывод из ПК, а также
пять линий статуса, которые можно использовать для считывания данных из
внешнего устройства (ВУ) [1]. Для ввода из ВУ > 5-разрядных данных необходим
контроллер с мультиплексированием, снижающий и без того невысокую скорость
обмена. Центральный процессор при этом существенно нагружается, поскольку
формирование стробов и квитирование осуществляются только программно. Контроллеры
для обмена информацией через SPP описаны, например, в [2, 3].
Стандартом IEEE 1284, принятым в 1994 г., закреплены новые, более
скоростные режимы работы параллельного порта, совместимые с SPP. Материнские платы
большинства IBM-совместимых ПК, произведенных после 1995 г., имеют встроенный
параллельный порт, отвечающий этому стандарту; конкретный режим выбирается в
BIOS setup. Один из них, EPP (Enhanced Parallel Port), обеспечивает
двунаправленный байтовый обмен со скоростью до 2 Мбайт/с и позволяет максимально
упростить схему контроллера ввода-вывода, поскольку аппаратно формирует все
сигналы, необходимые для организации обмена данными с квитированием, и
осуществляет весь цикл обмена за один цикл ввода-вывода процессора. ЕРР использует
те же сигнальные линии, что и SPP, но его шина данных двунаправлена, а линии
управления и контроля имеют другое назначение и наименование. Регистры SPP
используются и при работе с ЕРР, поэтому далее оба режима рассматриваются
совместно .
В адресном пространстве ПК ЕРР занимает подряд восемь адресов, начиная с
базового, задаваемого в меню BIOS setup, и далее обозначаемого как Base (рис.
1). Первые три регистра обеспечивают совместимость с SPP. Из регистров
собственно ЕРР стандартом определено назначение только двух первых, а остальные,
не используемые в этой работе, могут применяться, например, для 16- и 32-
битного ввода-вывода. Как и в SPP, запись байта по адресу Base или Base+2
приводит к установлению заданных логических уровней на соответствующих
выводах разъема; при чтении регистра по адресу Base+1 считывается состояние пяти
линий статуса. В отличие от SPP, шина Data0-Data7 двунаправлена: состояние ее
линий можно получить, установив бит 5 регистра управления (Base+2) и затем
считав регистр Base.
Работу ЕРР рассмотрим на примере записи байта в регистр данных по адресу
Base+A. Порт выставляет данные и формирует сигнал записи nWrite в ВУ (момент
времени tl на рис. 2) . Если ВУ готово к приему данных (Wait = 0) , то порт
формирует передний перепад строба nDataStb (t2) и ожидает от ВУ подтверждения
получения данных Wait =1 (t3) , после прихода которого формирует обратный
перепад строба (t4) и снимает сигнал nWrite (t5) . В ответ на это ВУ снятием
сигнала Wait должно подтвердить свою готовность к приему следующего байта
(t6) .
Взаимосвязанность сигналов (подтверждение с противоположной стороны
интерфейса изменения любого управляющего сигнала) обеспечивает обмен данными со
скоростью самого медленного из устройств и делает цикл обмена в известных
пределах не зависящим от длины соединительного кабеля. Чтобы при
неподключенном или неисправном ВУ порт не ожидал бесконечно долго прихода сигнала Wait,
через 10-15 мкс цикл обмена завершается аппаратно, и устанавливается флаг
таймаута (бит 0 в регистре статуса SPP Base+1).
При чтении из регистра Base+4 происходят те же процессы, но уровень сигнала
nWrite остается высоким. Состояния линий шины данных считываются по обратному
перепаду nDataStb. Запись в регистр адреса ЕРР (Base+З) и чтение из него
отличаются от вышеописанного лишь тем, что строй формируется на линии nAddrStb
вместо nDataStb.
На рис. 3 показана схема контроллера на восемь входов и восемь выходов для
обмена данными через ЕРР. Состояние (высокоимпедансное/рабочее)
двунаправленного шинного буфера Ml управляется уровнем nReset. Направлением передач Ml
управляет сигнал nWrite; он же используете» для управления входным буфером МЗ
(его выходы переводятся в высокоимпедансное состояние при записи в
контроллер) и для блокирования с помощью М4-3 прохождения строба с линии nDataStb на
вход регистра М2 при чтении из контроллера. При записи в контроллер данные с
шины Date0-Data7 фиксируются в регистре М2 по переднему перепаду сигнала
nDataStb, по его обратному перепаду при чтении в ПК вводятся состояния линий
In0-In7. Инвертируя строб nDataStb, контроллер формирует сигнал Wait.
Вывод
разъема
15
13
12
10
11
14
16
17
Наименование сигнала
SPP
ЕРР
Data 0
Data 1
Data 2
Data 3
Data 4
Data 5
Data 6
Data 7
nError
Select
Paper end
nAcnlg
nBusy
Strobe
Auto LF
nlnit
nSelectln
User 1
User 2
User 3
nlntr
nWait
nWrite
nDataStb
nReset
nAddrStb
18-25 Ground
Регистр
(доступ)
Адрес
6 5
Данные SPP
(запись/чтение)
Base
6
Timeout
2 10
Статус SPP
(чтение)
Base + 1
IRQ enable—|
Direction-i
76543210
Управление SPP Base + 2
(запись)
76543210
Адрес ЕРР Base + 3
(чтение/запись)
7
6
5
4
3
2
1
Oj
Данные ЕРР Base + 4
(чтение/запись)
Рис. 1. Размещение регистров ЕРР в адресном пространстве. Base -
базовый адрес порта. Стрелками показаны биты, управляющие работой
порта или отражающие его состояние, не имеющее соответствующего
вывода на разъеме. Не показаны регистры с адресами (Base+5)-
(Base+7), назначение которых стандартом жестко не задано.
nWrite
nDataStb
Wait
DataO-
Data?
\
\
/
f
Данные
V
Рис. 2. Временная диаграмма работы ЕРР при записи байта в регистр Base+4.
Алгоритм работы с контроллером состоит из трех шагов:
1) перевод буфера шины данных Ml в рабочее состояние; для этого установить
низкий уровень на линии nReset, сбросив бит 2 по адресу Base+2;
2) запись в контроллер или считывание из него данных по адресу Base+4;
3) перевод Ml в высокоимпедансное состояние установкой высокого уровня на
линии nReset.
В зависимости от используемых операционной системы и языка программирования
обращаться к регистрам порта по адресам Base-(Base+4) можно различными
способами. В Windows 95/98/МБ автор использовал ассемблерные подпрограммы,
вызываемые из основной программы, написанной на языке высокого уровня Object
Pascal в системе Borland Delphi 5; их тексты приведены в приложении. В
Windows NT/2000/XP, не допускающего прямого обращения к портам, программа
должна работать с портом через драйвер.
Рассмотренный контроллер ввода-вывода иллюстрирует базовые принципы
построения устройств обмена информацией через ЕРР и, несмотря на малое число
входов и выходов, может найти применение в несложных экспериментальных
установках. Автор использовал его в системе автоматического регулирования
температуры по заданному закону. Выходы 12-разрядного АЦП AD7876, способного
выдавать результат преобразования последовательно в виде двух байтов, были
подключены к линиям In0-In7, а входы управления АЦП и ключи резистивного
нагревателя и термоэлектрического холодильника - к выходам Out0-Out7. Для контроля
готовности АЦП использовалась одна из свободных линий регистра статуса (User
1) •
Контроллеры параллельного обмена с большим числом входных и выходных линий,
позволяющие подключить к ПК несколько датчиков с цифровым или аналоговым
(через АЦП) выходом и дискретных или аналоговых (через ЦАП) исполнительных
устройств, можно построить по принципу магистрального сопряжения [3] . При этом
для управления дешифратором, с помощью которого выбирается активная входная
или выходная шина, удобно использовать регистр адреса ЕРР (Base+З), а данные,
как и в рассмотренном контроллере, передавать через регистр данных (Base+4).
Цепь
Data 0
Datal
Data 2
DataS
Data 4
Data 5
Data 6
Data 7
nWrite
nDataStb
Wait
nReset
nAddrStb
Gnd
Gnd
M
4-1-
• Mt
4-2
t£h
АО
A7
nEO
BO
B7
Mt
4-3
Mt
4-4
J&?-c0—'
Л/3
АО
A7
nEOl
nE02
ВО
В7
1 1
г
АО
А7
ЕО
Мг
RG
ВО
В7
_Р
Цепь
Out О
Outl
Out 2
Out 3
Out 4
Out 5
Out 6
Out 7
InO
In I
In 2
InS
In 4
In 5
In 6
In 7
Gnd
Рис. 3. Электрическая схема контроллера. Ml - К1533АП6, М2 -
К1533ИР23, МЗ - К1533АП5, М4 - K1533JIA3.
Следует иметь в виду, что параллельные порты различных производителей, в
целом соответствуя стандарту, могут отличаться в деталях реализации, поэтому
приведенные здесь программные и схемотехнические решения в некоторых случаях
могут потребовать доработки. Информацию по этому и другим аспектам применения
параллельного порта для обмена данными с нестандартными устройствами можно
найти в Интернет [4] ив книгах [1, 5-9].
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Гук М. Интерфейсы ПК. Справочник. С.-Пб.: Питер, 1999.
2. Драневич В.А., Пятигорский Г.А., Суворова Е.А. и др. ПТЭ. 1996. №5. С.
74.
3. Новиков Ю.В., Калашников О.А., Гуляев С.Э. Разработка устройств
сопряжения для персонального компьютера типа IBM PC. M.: Эком, 1998.
4. www.lvr.com, www.fapo.com; www.beyondlogic.org; www.wideman-
one.com/gw/tech/Delphi/iopm;
5. Axelson J.L. Parallel Port Complete: Programming, Interfacing and Using
the PCfs Parallel Printer Port. USA, Madison: Lakeview Research, 1997.
6. Barbello J. Real-World Interfacing with Your PC: A Hands-on Guide to
Parallel Port Projects with Disk. USA. Indianapolis: Prompt
Publications, 1997.
7. An P. PC Interfacing Using Centronic, RS232 and Game Ports. USA. Woburn:
Butterworth-Heinemann, 1998.
8. Gadre D.V. Programming the Parallel Port: Interface the PC for Data
Acquistion and Process Control. USA. San Francisco: CMP Books, 1998.
9. Smith G. Computer Interfacing. USA. Woburn: Butter worth-Heinemann,
2000.
ТЕКСТЫ ПРОГРАММ ДЛЯ РАБОТЫ С КОНТРОЛЛЕРОМ
1. Инициализация (следует выполнить после подачи питания на контроллер).
Базовый адрес порта обычно равен 378h для LPT1 и 278h для LPT2. Его значение
можно уточнить в BIOS setup или считать программно из области данных BIOS.
procedure SetPortBase (Addr: Word);
//Принимает базовый адрес, инициализирует порт и контроллер
begin
PortBase: =Addr; //базовый адрес порта, глобальная переменная
OutByte (BitSet (32, InByte (PortBase+2)) , PortBase+2);
//порт в режим ввода
OutByte (BitSet (4, InByte (PortBase+2)), PortBase+2);
//буфер шины данных в Z-состояние
end;
2. Установка заданных логических уровней на шине Out0-Out7. Address - адрес
регистра порта, в который производится запись (в рассматриваемом случае
Base+4).
procedure WriteDevice (Address: Word; Datum: Byte);
//Записывает байт Datum в микросхему М2 контроллера
var InitByte: Byte;
begin
InitByte := BitClear(4, InByte(PortBase+2));
OutByte(InitByte, PortBase+2);
OutByte(Datum, Address);
OutByte(BitSet(4, InitByte), PortBase+2);
end;
3. Считывание логических уровней с шины In0-In7. Address - адрес регистра
порта, из которого производится считывание (в рассматриваемом случае Base+4).
function ReadDevice (Address: Word): Byte;
//Возвращает байт с линий InO-In7 контроллера
var InitByte: Byte;
begin
InitByte := BitClear(4, InByte(PortBase+2));
OutByte (Ini tByte, PortBase+2);
//буфер шины в рабочее состояние
Result := InByte (Address);
//ввод
OutByte (Bit Set (4, InitByte) , PortBase+2);
//буфер шины в Z-состояние
end;
4. Вспомогательные программы, использованные в 1-3.
function InByte (Addr: Word): Byte; Register;
//Возвращает байт из регистра по адресу Addr
asm
mov dx, Addr
xor eax, eax
in al, dx
end;
procedure OutByte
//Записывает байт
asm
mov al, OutData
mov dx, Addr
out dx, al
end;
function BitClear(Mask, Operand: Byte): Byte; Register;
//Возвращает Operand со сброшенными по Mask битами
asm
mov al, Mask
not al
and al, Operand
end;
function BitSet (Mask, Operand: Byte): Byte; Register;
//Возвращает Operand с установленными по Mask битами
asm
mov al, Operand
or al, Mask
end;
(OutData: Byte; Addr: Word) ;
OutData в регистр по адресу Addr
Технологии
ПОЛУЧЕНИЕ СИНТЕЗ-ГАЗА
КОНВЕРСИЯ УГЛЕВОДОРОДОВ В ЖИДКОЕ ТОПЛИВО
(дайджест)
Введение1
Метод Фишера - Тропша по превращению метана в более тяжелые углеводороды
был разработан в 1923 г. и реализован в промышленности Германии в 1940-х
годах.
Почти все авиационное топливо в этой стране во время второй мировой войны
производилось с помощью синтеза Фишера - Тропша из каменного угля.
Впоследствии от этого способа изготовления моторных топлив отказались, так как
топливо, получаемое при переработке нефти, до последнего времени было экономически
более выгодным.
Сегодня конверсия природного газа в жидкие продукты (моторное топливо и
более ценные продукты тонкого органического синтеза) - одна из наиболее
динамично развивающихся областей химической и газохимической промышленности.
При получении жидкого топлива на основе синтеза Фишера - Тропша
разнообразные соединения углерода (природный газ, каменный и бурый уголь, тяжелые
фракции нефти, отходы деревообработки) конвертируют в синтез-газ (смесь СО и Н2) ,
а затем он превращается в синтетическую «сырую нефть» - синтнефть. Это -
смесь углеводородов, которая при последующей переработке разделяется на
различные виды практически экологически чистого топлива, свободного от примесей
соединений серы и азота. Достаточно добавить 10% искусственного топлива в
обычное дизельное, чтобы продукты сгорания дизтоплива стали соответствовать
экологическим нормам.
Еще более эффективной представляется конверсия газа в дорогостоящие
продукты тонкого органического синтеза.
Конверсию газа в моторное топливо можно в целом представить как превращение
1 Н. И. Курбатов, А. К. Зайцев
метана в более тяжелые углеводороды:
2пСН4 + 1/2п02 = СпН2п + пН20
(реакция 1)
Из материального баланса брутто-реакции следует, что массовый выход
конечного продукта не может превышать 89%.
Реакция (1) напрямую неосуществима. Конверсия газа в жидкое топливо (КГЖ)
проходит через ряд технологических стадий (рис.1). При этом в зависимости от
того, какой конечный продукт необходимо получить, выбирается тот или иной
вариант процесса.
g Получение
£ синтез-газа
° СО + 2Н2
х Реакция
nF Фишера-Тропша
б пСО + 2пН2 = СпНа.(0)
см
Продукты т
Разгонка (получение
товарного продукта
Керосин,
дизтопливо
Каталитическая конверсия
Разгонка (получение
товарного продукта)
Высокооктановый бензин
Рис. 1. Схема конверсии метана в жидкое топливо.
Все технологически реализованные процессы КГЖ объединяет первая стадия -
стадия получения синтез-газа, который представляет собой смесь оксида
углерода СО и водорода Н2. Такое название он получил потому, что служит ценным
сырьем для синтеза разнообразных продуктов. Критерием качества синтез-газа
являются объемное (мольное) соотношение СО и Н2 и наличие примесей (азота,
углекислоты, сернистых соединений и др.).
Синтез-газ из природного газа получают с помощью технологических процессов,
которые можно разделить на две большие группы:
парциальное окисление метана
СН4 + 1/202 = СО + 2Н2 - 10,62 ккал/моль
и паровой риформинг
СН4 +Н20 = СО + ЗН2 + 54,56 ккал/моль
(реакция 2)
(реакция 3)
Реакции (2) и (3) могут протекать в термическом и термокаталитическом режи-
мах. Как правило, термокаталитические процессы дают более качественный
конечный продукт с меньшим числом таких побочных продуктов, как вода и диоксид
углерода .
В каждой из этих реакций образуется С02, который вступает в реакцию с
метаном:
СН4 + С02 = 2С0 + 2Н2 + 62,05 ккал/моль
(реакция 4)
Этот процесс, с одной стороны, позволяет использовать избыток СОг,
образующийся в других технологических процессах,
и,
с другой стороны, служит рычагом
управления составом синтез-газа, получаемого при реакциях (2) и (3).
Для производства ценных продуктов на следующих стадиях необходим синтез-газ
с соотношением оксида углерода и водорода, равным приблизительно 1:2, и
минимальным количеством балластных газов (С02, азота и др.).
Синтез Фишера-Тропша можно рассматривать как восстановительную олигомериза-
цию моноксида углерода в результате сложной комбинации реакций, которая в
брутто-форме имеет следующий вид:
пСО + (2п+1)Н2 = СпН2п+2 + пН20;
2пСО + пН2 = СпН2п + пС02
(реакция 5)
Состав конечных продуктов зависит от катализатора, температуры и
соотношения СО и Н2.
На металлоокисном катализаторе получают метанол с примесью этанола и диме-
тилового эфира. Это основной процесс получения метанола в мире, обычная
мощность метанольных заводов составляет около 0,5 млн. т в год (Новомосковское
ПО «АЗОТ»; кобальтовый катализатор). Для производства моторных топлив метанол
перерабатывается в диметиловыи эфир и далее в смесь разветвленных предельных
углеводородов (процесс Mobil GTG в Мауи, Новая Зеландия; кобальтовый
катализатор) .
Твердое органическое сырье
е
Пар-кислородная
газификация j
ж.
Синтез-газ (СО + НО
Процесс
Фишера-Тропша
на Fe- или
Со-катализаторе
(Cu-Zn-Сг-катализатор)
'Бифункциональный! (Модифицированные"
цеолитный
катализатор
Со-или
Zn-Cr-катализаторы
Жидкие
углеводородные
смеси
I Метанол I
L ч
Цеолитный ]
катализатор J
X.
ж
X.
V
Дизельное
и турбинное
топлива
Бензин
Смесь низших
спиртов
На кобальтово-цинковых катализаторах, обладающих гидрирующей активностью,
получают смесь линейных алканов (процесс AGC-211 в Бинтулу, Малайзия).
На железном катализаторе получают смесь линейных и разветвленных алканов и
алкенов (перспективный процесс Рентех).
На кобальтовых или родиевых катализаторах при давлении выше 10 МПа и
температуре в диапазоне 140-180 °С алкены взаимодействуют с синтез-газом и
превращаются в альдегиды - важнейшие полупродукты в производстве спиртов, карбоно-
вых кислот, аминов, многоатомных спиртов и др. Мировое производство
альдегидов по такой технологии (оксо-синтез) достигает 7 млн. т в год.
Одно из важных современных направлений научного поиска в области синтеза
Фишера - Тропша состоит в получении кислородсодержащих продуктов. Введение
таких соединений в количестве 1 % в дизельное топливо снижает содержание сажи
в продуктах сгорания на 4-10%.
Однопроходные установки для получения синтез-газа позволяют иметь степень
конверсии природного газа до 65-70 %. Повысить это значение можно путем
добавления в сырьевой газ углекислоты, выделяемой из отходящих газов других
технологических процессов. В этом случае удается добиться 90%-й конверсии.
Реформеры, утилизирующие диоксид углерода, метан и водяной пар, производятся,
например, фирмами «Мидрекс Текнолоджиз» (США.) , «Лурги и Линде АГ» (Германия) ,
«Эр Ликид» (Франция). Имеется ряд отечественных разработок таких установок,
доведенных до лабораторных образцов.
Природный газ
Биогаз_
Попутный газ
Шахтный метан
С02 Сера Водяной
пар
,3 i
Y
н2о
Г\
i9i
i9i
x-o-i
i P i
s
8.
I
\J
О
ffi
s
c;
с
о
н
ф
о
Z
с;
ф
i
о
Z
0)
Q.
О. СВ
U
о га
Р 7
^ Q.
§8
2 5
0) С
2£
Ряд фирм, в частности «Рентех», ориентируется на производство жидкого
топлива не только из природного газа, но и из других видов сырья: нефтяной газ,
газообразные продукты НПЗ, качество которых не соответствует ТУ, каменный
уголь, коксик НПЗ, побочные продукты метанольных и аммиачных заводов.
Выход конечного продукта из 1 т исходного газа зависит от числа стадий
переработки. Например, при прямом получении среднего дистиллята из синтез-газа
технологический процесс включает всего две стадии с выходом до 90% каждая.
При этом суммарный выход конечного продукта может составлять 81%.
В синтезе бензинов по технологии GTG и ее аналогам, т.е. при получении
метанола и диметилового эфира из синтез-газа и последующей их конверсии в
высокооктановый бензин или иные ценные продукты, суммарный выход трехстадийного
процесса вряд ли будет превышать 73%.
В мире не оставляются попытки прямого окисления природного газа в жидкие
продукты. Научной основой этого служит тот факт, что окисление метана -
сложная цепная реакция, на разных стадиях которой образуются квазистационарные
концентрации ценных продуктов. С момента открытия принципиального механизма
окисления метана Н. Н. Семеновым и Г. Хиншельвудом в конце тридцатых годов
XX в. усилия химиков направлялись на повышение выхода целевых продуктов.
Удается получить технический метанол достаточно высокого качества (95 %) при
прямом окислении метана только при очень низких степенях конверсии - 3-5%.
Недавно появились предложения по получению метанола в смеси с другими
продуктами (формальдегидом и этанолом) при высоких степенях конверсии метана
(около 80%), однако выход конечных продуктов по этому методу лежит в
коммерчески опасной зоне - около 32%.
Способы
получения
синтез-газа2
Первым способом получения синтез-газа была газификация каменного угля,
которая была осуществлена еще в 30-е годы XIX века в Англии с целью получения
горючих газов: водорода, метана, монооксида углерода. Этот процесс широко
использовался во многих странах до середины 50-х годов XX века, а затем был
вытеснен методами, основанными на использовании природного газа и нефти. Однако
в связи с сокращением нефтяных ресурсов значение процесса газификации снова
стало возрастать.
В настоящее время существуют три основных промышленных метода получения
синтез-газа:
1. Газификация угля. Процесс основан на взаимодействии угля с водяным
паром:
С + Н20 <—> Н2 + СО
Эта реакция является эндотермической, равновесие сдвигается вправо при
температурах 900-1000 °С. Разработаны технологические процессы, использующие па-
рокислородное дутье, при котором наряду с упомянутой реакцией протекает
экзотермическая реакция сгорания угля, обеспечивающая нужный тепловой баланс:
С + 1/202 <--> СО
2. Конверсия метана. Реакция взаимодействия метана с водяным паром
проводится в присутствии никелевых катализаторов (Ы±-А120з) при повышенных
температурах (800-900 °С) и давлении:
СН4 + Н20 <--> СО + ЗН2
В качестве сырья вместо метана может быть использовано любое углеводородное
сырье.
3. Парциальное окисление углеводородов. Процесс заключается в неполном
термическом окислении углеводородов при температурах выше 1300 °С:
СпН2п+2 + 1/2п02 <--> пСО + (п+1)Н2
Способ применим к любому углеводородному сырью, но наиболее часто в
промышленности используют высококипящую фракцию нефти - мазут.
Соотношение СО:Н2 существенно зависит от применяемого способа получения
2 Сысоев М. М.
синтез-газа. При газификации угля и парциальном окислении это соотношение
близко к 1:1, тогда как при конверсии метана соотношение СО:Н2 составляет
1:3. В настоящее время разрабатываются проекты подземной газификации, то есть
газификации угля непосредственно в пласте. Интересно, что эта идея была
высказана Д.И. Менделеевым более 100 лет назад. В перспективе синтез-газ будут
получать газификацией не только угля, но и других источников углерода вплоть
до городских и сельскохозяйственных отходов.
Конверсия
метана
в синтез-газ3
Существует три метода окислительной конверсии метана в синтез-газ:
1. Паровая конверсия
СН4 + Н20 <--> СО + ЗН2 (1)
АН = +206 кДж/моль
2. Парциальное окисление кислородом
СН4 + 1/202 <--> СО + 2Н2 (2)
АН = -35,6 кДж/моль
3. Углекислотная конверсия
СН4 + С02 <--> 2СО + 2Н2 (3)
АН = +247 кДж/моль
Углекислотная конверсия метана (природного газа) в синтез-газ СО + Н2 -
одна из важнейших химических реакций, пригодная для промышленного получения
водорода и дающая начало синтезу углеводородов (жидкое топливо) и других
технически ценных продуктов.
В промышленности используется практически лишь метод паровой конверсии (1).
Реакцию проводят на нанесенном Ni-катализаторе при высокой температуре (700-
900 °С) . Что касается реакции (2) , то на ее основе фирмой «Shell» был
разработан технологический процесс в некаталитическом варианте при очень высоких
температурах (1100-1300 °С) , реализованный на небольшом заводе в Малайзии.
Заметим, что по последним сведениям из-за аварии этот завод сейчас не
работает. Реакция (3) пока находится в стадии исследования на уровне лабораторных и
пилотных испытаний. Как следует из уравнений (1) - (3) , количественный состав
образующегося синтез-газа в этих реакциях различный: в реакции (1) получается
синтез-газ состава СО:Н2 = 1:3, в реакции (2) - смесь 1:2, в реакции (3) -
смесь 1:1. Потребность в синтез-газе того или иного состава определяется его
последующим техническим назначением.
Так, для синтеза метанола требуется синтез-газ состава 1:2
СО + 2Н2 = СН3ОН (4)
Относительно недавно предложено использовать синтез-газ состава 1:1 для
промышленного получения диметилового эфира. Формальная стехиометрия этой
реакции соответствует уравнению
3 Сысоев М. М.
2С0 + 4Н2 = СНзОСНз + Н20 (5)
Однако, с учетом того, что в условиях этого процесса Н20 вступает во
взаимодействие с СО (паровая конверсия СО)
СО + Н20 <--> С02 + Н2
АН = -41 кДж/моль (6)
реально для получения диметилового эфира требуется смесь СО:Н2 состава 1:1
ЗСО + ЗН2 = СНзОСНз + С02 (7)
Термодинамическое рассмотрение реакции (7) указывает, что она может
осуществляться при давлениях значительно меньших, чем реакция (4) . Катализатором
реакции (7) может служить комбинация катализаторов дегидратации и синтеза
метанола. Получаемый диметиловый эфир предлагается применять в качестве топлива
в дизельных двигателях без переделки самих двигателей (это топливо резко
снижает вредные выхлопы — «топливо 21 века», как его назвали разработчики).
Большие трудности в практическом осуществлении всех методов конверсии
метана связаны со значительным тепловым эффектом: как эндотермичность реакций (1)
и (3) , так и экзотермичность реакции (2) создают проблему подвода или отвода
тепла. В углекислотной конверсии метана (3) при 700-800 °С на многих
никелевых и платиновых катализаторах достигается равновесная конверсия в синтез-газ
СО + Н2. В этих условиях одновременно с реакцией (3) осуществляется
взаимодействие монооксида углерода с водяным паром (6). Протекание реакции (6)
приводит к тому, что в равновесии (3) отношение СО:Н2 оказывается меньше 1, а
конверсия С02 больше конверсии СН4. Лишь при 900 °С и атмосферном давлении
выход Н2 и СО приближается к 100%, а отношение Н20/СО к нулю.
На рис. 1 показана зависимость равновесного выхода Н2 и СО в исходной
системе СН4 + С02 от температуры и давления.
Как видно из рис. 1, с повышением температуры выход водорода и СО
возрастает, достигая предела вблизи 900 °С. С ростом давления равновесная конверсия
уменьшается.
Основным препятствием к использованию N1-катализаторов является отравляе-
мость коксом. Возможны два пути образования кокса при разложении метана:
1. Диссоциация метана
СН4 = С + 2Н2
ДН = +74,8 кДж/моль»С (8)
2. Реакция Будуара
2СО <--> С + С02
АН = -172,5 кДж/моль»С (9)
Первая из них — эндотермическая, вторая — экзотермическая. Обе реакции
могут быть представлены как стадии суммарной реакции (3) . Однако в реальности
они протекают при разных температурах: реакция (8) — преимущественно при
высоких температурах, реакция (9) — при низких температурах, и в реальных
условиях кокс почти всегда образуется. Согласно термодинамическим соображениям
суммарное углеотложение должно снижаться с повышением температуры.
Действительно, эксперимент подтверждает, что основное количество углерода образуется
по реакции (8) , а не (9) . Часто углерод, диффундируя в металл, образуется на
выходе из катализатора в виде нитей.
О
х
х
СО
50
40
30
20
in
a
L.
CO^
/h2
t
1
1
-щ И
i 1
600
700 S00
Температура, °С
900
2 4 6 8
Давление, атм
Рис. 1. Зависимость равновесного выхода Н2 и СО от температуры при
0,1 МПа (а) и от давления при 800 °С (б) в исходной смеси 1СН4: 1С02
Одним из путей решения проблемы, связанной с подводом и отводом тепла при
получении синтез-газа, является разработка процесса комбинированной конверсии
смеси СН4 + СО2 + Н20 + 02, в котором бы без дополнительного подогрева
сочетались реакции (1), (2) , (3) и (6). Такую термонейтральную (автотермическую)
конверсию можно осуществить, комбинируя углекислотную (3) и кислородную (2)
конверсию метана в системе СН4 + С02 + 02. Термодинамический расчет процесса
комбинированной конверсии, включающей реакции (2), (3) и паровой конверсии СО
(6), показывает, что в смеси 50% СН4 + (50 - х) % С02 + х% 02 при 800 °С
термонейтральность достигается при х = 23% (рис. 2). В реакции смеси 50% СН4 + 27%
С02 + 23% 02 при 800 °С и 1 атм. равновесные выходы составляют: 49,3% Н2 и
36,5% СО, т.е. соотношение СО:Н2 сильно отличается от единицы.
I
О*
Рис. 2. Зависимость равновесного выхода Н2 и СО и теплового
эффекта реакции (теплопоглощения) 0ЗНдо при 800 °С и 0,1 МПа от
содержания кислорода (х) в смеси 50% СН4 + (50-х) % С02 + х% 02
Изменение соотношения исходных компонентов позволяет получить газ состава
1СО:1Н2 с одновременным сохранением термонейтральности. Например, исходная
смесь, содержащая 38% СН4, 43% С02 и 19% С02, при 800 °С и 1 атм. дает продукт
состава 36,0% Н2 и 36,4% СО при нулевом тепловом эффекте. При повышении
температуры получается избыток СО: при 900 °С - 34,6% Н2 и 38,0% СО, а при
снижении температуры - избыток Н2: при 700 °С - 36,4% Н2 и 33,6% СО. В качестве
примера на рис. 3 показана зависимость равновесного выхода СО и Н2 от
температуры и давления для исходной смеси 38 % СН4 + 43% С02 + 19% 02.
Важно отметить, что для этой смеси, в отличие от смеси 1СО:1Н2, с ростом
давления от 1 до 10 атм. равновесный выход продуктов уменьшается не намного,
всего на 2—3%. Это позволяет интенсифицировать процесс путем увеличения
давления без изменения соотношения продуктов и термонейтральности.
700
800
Температура, °С
900
J I I I I
2 4 6 К 10
Давление, атм
Рис. 3. Зависимость равновесного выхода Н2 и СО и теплового эффекта
реакции (тепловыделения) 0ЗНдо при 0,1 МПа от температуры (а) и при
800 °С от давления (б) в смеси 38% СН4 + 43% С02 + 19% 02
Катализаторы
углекислотной
конверсии метана4
Нанесенные
никелевые
катализаторы
Наибольшую активность в углекислотной конверсии СН4 проявляют нанесенные
никелевые катализаторы. Однако они имеют существенный недостаток - потерю
активности при закоксовывании. Для борьбы с этим явлением применяются разные
приемы. Так, в процессе SPARG, разработанном фирмой «Topsoe», углеотложение
на никеле подавляется путем пассивации серой. Считают, что сера препятствует
образованию больших ансамблей углерода и таким образом ингибирует процесс уг-
леотложения сильнее, чем реакцию (3).
Наименее подвержены влиянию кокса катализаторы, в которых никель нанесен на
основные носители. Так, если катализатор Ni/Al203 обладает наибольшей
активностью в начальный период работы, то катализаторы Ni/MgO, Ni/CaO, Ni/MnO,
Ni/Zr02 превосходят его по эксплуатационным качествам, проявляя устойчивость
в отношении коксообразования. Отмечается, что углеотложение подавляется, если
металл нанесен на носитель с высокой основностью по Льюису. На таких оксидах,
как CaO, MgO, Ti02, адсорбированный диоксид углерода реагирует с углеродом по
реакции, соответствующей обратной реакции Будуара (8):
С + СОз2" <--> 2С0 + О2" (10)
Применяют также щелочные добавки к таким носителям, как А1203. По-видимому,
образование не слишком стабильных карбонатов облегчает их взаимодействие с
углеродом.
40
С4
X
5
О
КС
о
00
!0
20
4 Сысоев М. М.
Несомненный интерес представляет цикл работ японских исследователей по уг-
лекислотной конверсии метана на никелевых катализаторах. Методом соосаждения
солей Ni и Мд была получена система Ы±0,озМд°'970, представляющая собой твердый
раствор N10 и МдО, которая оказалась близкой по активности к нанесенному
катализатору примерно такого же состава 3%N±0/MgO, но со значительно более
высокой коксоустойчивостью. Стабильность обоих катализаторов много выше, чем
Ni/Si02 и Ni/Al203.
В условиях низких температур (500 °С) отложение кокса на катализаторе
Ni0,озМдо,970 не наблюдается. При 650 °С активность катализатора не снижается в
течение 3000 ч. При более высокой температуре (700—900 °С) на нем также
практически не обнаруживается кокс. В условиях катализа весь никель
восстанавливается до металлического состояния, при этом металл выделяется в виде
высокодисперсных частиц. Каталитическая активность в конверсии СН4 + С02
коррелирует с количеством наиболее слабо связанного аморфного ос-углерода.
По мнению некоторых авторов, дезактивация катализатора вызвана не столько
углеобразованием, сколько реокислением N1 до N10. Маленькие частицы Ni,
образующиеся в твердом растворе Ni0,o3Mgo,970, восстанавливают С02 до СО, при этом
окисленные частицы N10 в условиях реакции снова восстанавливаются до
металлического Ni.
Конверсия смеси СН4 + С02 на катализаторе Ni0,o3Mgo,970 при 850 °С и давлении
ОД—0,2 МПа стабильно составляла 100%, а на катализаторе Ni0,o3Ca0,ioMgo,870 —
45%. При давлении 1,2 МПа наблюдается углеотложение, которое флуктуирует в
ходе работы катализатора. Добавка СаО в этом случае значительно снижает угле-
образование (от 330»10_3 г/г катализатора без СаО до 9,5»10_3 г/г катализатора
с добавкой СаО).
Промотирование катализатора Ni0,o3Mgo,970 благородными металлами (Pt, Pd и
Rh) дает максимальный эффект при отношении М M(Ni + Mg) = 0,021. На
биметаллических катализаторах сильно снижается углеотложение. Кроме того,
благородные металлы увеличивают стабильность катализатора при высоких температурах
(850 °С).
В ряде работ показано, что более концентрированные твердые растворы состава
NiMgO (13—20% масс. Ni) после восстановления в условиях углекислотной
конверсии метана значительно более активные и стабильные, чем системы NiO/Al203 и
NiO/Si02 в соответствующей концентрации. При этом лишь часть никеля входит в
твердый раствор при реокислении. Вместе с тем смесь NiO + MgO, в отличие от
катализатора NiO/MgO, полученного методом пропитки, менее устойчива к
спеканию. Из-за взаимодействия никеля с МдО образование кристалликов Ni и,
следовательно, отложение углерода уменьшено. Конверсия метана при 790 °С и
объемной скорости газового потока 30000 см3/(г»ч) составляет 90%, селективность
превращения в СО и Н2 равна 98%.
Различие между нанесенными катализаторами и каталитической системой,
представляющей собой химическое соединение между компонентами, выявлено и в
случае системы Ni + А120з. Катализатор Ni/Al203, приготовленный из аэрогеля,
более активный и более коксоустойчивый, чем нанесенный катализатор, полученный
пропиткой носителя солями Ni. Установлено, что на катализаторе NiAl204,
сформированном заранее, углеобразование меньше, чем на нанесенном катализаторе
Ni/Al203, восстановление идет труднее, кристаллики Ni имеют меньшие размеры.
Исследование с помощью трансмиссионного электронного микроскопа показало, что
на поверхности катализатора образуются углеродные нити. Соли калия
увеличивают стабильность катализатора при 650 °С, но при более высокой температуре
термостабилизирующий эффект не наблюдается. Согласно одной работе, фасетиро-
ванные или плоские частицы металла производят мало нитевидного углерода, а
сферические частицы приводят к образованию закапсулированного углерода.
Катализатор 5%Ni/CaO»Al203, полученный осаждением никеля на уже сформиро-
ванный алюминат СаА1204, имеет большую активность и менее подвержен отложению
углерода, чем катализатор, полученный смешением солей N1, Са и А1.
Наблюдаемые различия приписаны разным количествам образовавшегося N10 на
каталитической поверхности.
Было показано, что активный, стабильный и селективный катализатор углеки-
слотной конверсии метана можно получить при нанесении Ni на оксид ос-А12Оз,
модифицированный путем пропитки раствором А1(Ы03)з-
Активность этого катализатора при 650—750 °С в смешанном и углекислотном
риформинге ниже, чем в кислородном риформинге. Изучение влияния на активность
катализатора Ы±/А120з различных солей Ni, используемых для его приготовления,
показало, что в случае применения органических солей никеля (ацетилацетонат
N1 и др.) формируется плотный углерод, который далее служит ядром для коксо-
образования. Это явление не возникает, если для приготовления катализатора
используются неорганические соли N1 (нитраты, хлориды и др.). В одной работе
предложен новый метод получения катализатора Ni/Al203, включающий стадии
осаждения углерода на поверхности и последующее удаление его по реакции с С02.
После такой многократной обработки уменьшается удельная поверхность N1, но
активность его растет, снижается углеотложение.
Согласно исследованию [22], высокая пористость N1-катализаторов, нанесенных
на А1203, S102, МдО, способствует повышению каталитической активности.
В другой работе была изучена углекислотная конверсия метана при 650 °С и
соотношении СН4:С02 = 1:3 на катализаторе Ni/Ca0-Si02. Катализаторы готовили
пропиткой солями N1 носителя Si02, модифицированного СаО. При этом возрастает
дисперсность металла.
Образующиеся угольные нити не дезактивируют катализатор.
Имеются данные о том, что дисперсность металла есть строгая функция
кислотности носителя по Льюису. Возможно, льюисовские центры являются центрами
кристаллизации частиц металла.
По другим сообщениям регенерация в Н2 (700 °С, 12 ч) сильно увеличивает
активность N1-катализатора и уменьшает активность Ni-Со-катализатора. Изменения
активности приписаны коксообразованию и структурным изменениям. Авторы
делают вывод о том, что вклад паровой конверсии СО на этих катализаторах менее
важен.
Никелевые
катализаторы
с добавками
переходных металлов
Исследовано влияние добавок La203, Се02, а также оксидов МдО и СаО к
катализатору Ni/Al203 на его активность и другие свойства в конверсии смеси СН4 +
С02 при 650—850 °С. Катализаторы, промотированные МдО и СаО, более
чувствительны к условиям пропитки, чем катализаторы, промотированные оксидами
редкоземельных элементов. Высокую активность проявляют катализаторы Ni/Ce02 и
Ni/Ce02—А120з. Наиболее активен катализатор, содержащий 5% Се02. Добавка
способствует увеличению восстанавливаемости и диспергируемости никеля. Благодаря
оксиду Се02 после диссоциативной адсорбции С02 атом углерода реагирует с
кислородом и меньше образуется кокса.
Изучен катализатор Ni/MgO (Ni : Mg =1:1) с добавками Сг20з и Ъа20з.
Установлено, что введение Сг203 или La203 обеспечивает значительное повышение
устойчивости катализатора к коксообразованию. Промотирование этими добавками
увеличивает степень окисления N1, что снижает склонность метана к глубокому
дегидрированию (до углерода).
В Институте химической физики РАН проведено изучение широкого набора
Ni/MgO-катализаторов с различными добавками. Высокую активность показали
Ni/MgO-катализаторы с добавками оксидов Се02, СиО, Сг20з, Мп02, которые в
условиях катализа могут подвергаться восстановлению и окислению. Из них
катализатор Ы±/МдО-Сг2Оз оказался наиболее активным; при составе 6%Ы±-1%Сг2Оз-МдО он
обеспечивает конверсию, близкую к равновесной, уже при ~ 700 °С (рис. 1). Как
следует из зависимостей, представленных на рис. 1, даже небольшие количества
Ni и Сг20з взаимно промотируют друг друга.
100 г
0,5 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0
Сг303; %
NiO, %
Рис. 14. Зависимость конверсии метана на катализаторе NiO-Cr203/MgO
от содержания Сг203 при фиксированном содержании N10 (3%) (а) и от
содержания N10 при фиксированном содержании Сг203 (2%) (б) .
Была изучена углекислотная конверсия СН4 на N1-катализаторах, нанесенных на
ос-А12Оз, у~^^-20з, oc-Al203#S102, Zr02, MgO и модифицированных переходными
металлами (Со, Си, Fe) , а также щелочными промоторами (Na, К) . Каталитическая ак-
тивность Ы±/ос-А12Оз очень близка к таковой для Ы±/у-А120з, но последний
быстрее закоксовывается из-за его кислотных свойств. Для N1-катализаторов на этих
носителях получен следующий ряд их устойчивости к коксообразованию: ос-А12Оз >
Y-AI2O3 > Si02 > oc-Al203#Si02 > Zr02, MgO. По силе влияние переходных металлов
на катализатор Ы±/ос-А12Оз соответствует ряду: Ni-Co, Ni > Ni-Cu » Ni-Fe, a
щелочных добавок - ряду: Ni > Ni-Na > Ni-K. Добавки металлов уменьшают
восстанавливаемость никеля, но увеличивают его дисперсность. После 12 ч работы
при 700 °С Ni-катализатор полностью дезактивировался, в то время как
активность Ni-Co-катализатора сильно увеличилась при полном отсутствии коксообра-
зования.
Оксид Zr02 в катализаторе Ni/Zr02-MgO стабилизирует состояние никеля на
носителе MgO. Температура восстановления NiO повышается с ростом количества
MgO. Так, катализатор Ni/Zr02 без MgO при 800 °С очень мало активен,
добавление же всего 1% MgO приводит к 90%-ной конверсии метана, что близко к
равновесию .
Высокоэффективными катализаторами сухой конверсии метана являются Ni-
содержащие перовскиты LaNixFe(i_X)03, конверсия СН4 и С02 составляет 97.5%,
выход СО равен 97,1% при 800 °С. В условиях катализа смешанная перовскитная
структура разрушается, но при составе перовскита х < 0,5 катализаторы могут
быть регенерированы путем прокаливания. При 0,3 < х < 0,8 образуются сплавы
никеля с железом разного состава. Предполагается, что образование сплава
предотвращает отравление катализатора углеродом благодаря торможению диффузии
углерода сквозь частицу Ni.
Каталитическая активность и коксоустойчивость перовскитов следующего
состава Lai_xSrxNi03 (x = 0, 0,1) и La2_xSrxNi03 (x = 0,1) при 600—900 °С и
атмосферном давлении зависит от типа перовскита и степени замещения Sr. Так, LaNi03
показывает высокую каталитическую активность, a La2Ni04 - совершенно
неактивен. Среди стронций-замещенных катализаторов Lao,9Sr0,iNi03 и Lai,8Sr0,2NiO4
имеют максимальную активность.
Начальная активность катализаторов этого типа растет со временем по мере их
работы, достигая стационарного состояния. Рентгенофазовый анализ отработанных
катализаторов показывает, что в условиях реакции катализаторы превращаются в
смесь фаз La202C03 и SrC03 с высокодисперсным Ni. Такое превращение может быть
вызвано удалением решеточного кислорода при замещении, ускоряемом в
восстановительной атмосфере при СН4/С02 = 1. Предположительно, высокая активность
обусловлена двумя центрами: La203 служит для адсорбции С02, Ni - для активации
СН4.
Перовскитные катализаторы Ni/Cao,sSr0,2Ti03 и Ni/BaTi03, приготовленные
методом твердофазной кристаллизации, были испытаны в сухом риформинге метана. В
условиях катализа образуется металлический Ni, который равномерно
распределяется в решетке перовскитной матрицы. Отмечено, что внедрение Ni в решетку
BaTi03 происходит легче, чем в решетку Cao,sSr0,2Ti03 • Высокая дисперсность
никеля приводит к высокой активности и коксоустойчивости катализатора, причем
снижение углеобразования частично обязано присутствию щелочноземельных
металлов . Подвижный кислород в решетке перовскита также способствует удалению
углерода .
Изучено влияние добавок Мо и W на каталитические свойства системы Ni/Al203.
Никелевый катализатор, легированный малыми добавками Мо, дезактивируется,
хотя при низких степенях легирования углерода на поверхности катализатора не
наблюдалось. Напротив, катализатор, легированный W, не дезактивируется,
углерода на поверхности значительно меньше, чем на непромотированном
катализаторе. Ингибирование углеотложения объясняется образованием карбидов Мо и W,
активных в сухой конверсии метана. По-видимому, карбидные центры формируются
вблизи никелевых центров в Ni/Al203, промотированном Mo/W. Эти центры обеспе-
чивают диссоциацию С02 и увеличивают на каталитической поверхности количество
кислорода в атомарном состоянии, доступное для реакции с поверхностным
углеродом .
Технология
конверсии
метана5
Способ паровой конверсии в трубчатых печах применяется для получения
синтез-газа, используемого для производства водорода, аммиака и метанола. Для
синтеза метанола паровая конверсия обладает существенным недостатком -
получают газ с избыточным содержанием водорода, а переработка таких газов
приводит к увеличению затрат на сжатие. Кроме того, избыточный водород - балласт в
процессе синтеза, и его приходится отводить с продувочными газами. Но,
несмотря на это, процесс паровой конверсии все еще считается наиболее
экономически эффективным вариантом для крупнотоннажных (750 тыс. т/год) установок
производства метанола, имеющих одну технологическую линию и рассчитанных на
использование в качестве сырья газа по низкой или умеренной цене.
В России наиболее широко распространен процесс паровой конверсии метана.
Процесс идет в несколько стадий: подготовка сырья, конверсии, утилизации
тепла , очистки газов от СОг. Сырье очищают по необходимости.
Конденсатл
Пар
со2
о
|Пар J 4
* ■—►
сш
Ог + пар
Л^
Пар
со2
н2о
Рис. 1. Технологическая схема окислительной конверсии природного
газа при высоком давлении. 1 - турбокомпрессор; 2, 3, 10 -
теплообменники; 4 - котел-утилизатор; 5 - паросборники; 6 -
конвертор; 7 - скруббер; 8 - холодильник; 9 - абсорбер; 11 - десорбер;
12 - дроссельный вентиль; 13 - кипятильник.
Исходный метан сжимают турбокомпрессором 1 до 2-3 МПа (см. рис. 1) и смеши-
5 Сысоев М. М.
вают с необходимым количеством водяного пара и С02. Смесь подогревают в
теплообменнике 2 до 400 °С частично охлажденным конвертированным газом и подают
в смеситель конвертора 6, куда поступает предварительно приготовленная смесь
02 с равным объемом водяного пара. Конвертор охлаждается кипящим в рубашке
конденсатом; при этом генерируется пар с давлением 2-3 МПа, который отделяют
в паросборнике 5. Тепло горячего конвертированного газа, выходящего из
конвертора при 800-900 °С, используют в котле-утилизаторе для получения пара
высокого давления, направляемого затем в линию пара соответствующего давления
или используемого для привода турбокомпрессора. Тепло частично охлажденного
газа утилизируют для предварительного подогревания смеси в теплообменнике 2 и
в теплообменнике 3 для нагревания водного конденсата, питающего котел-
утилизатор. Окончательное охлаждение осуществляют в скруббере 7 водой,
циркулирующей через холодильник 8. При этом на выходе газ содержит смесь газов
следующего состава:
• СО - 15 - 45% (об.)
• Н2 - 40-75% (об.)
• С02 - 8-15% (об.)
• СН4 - 0,5% (об.)
• N2 и Аг - 0,5-1% (об.)
Очищают от С02 через абсорбцию под давлением, хемосорбцию водным раствором
моноэтаноламина или карбоната калия.
Наверх газ поступает в абсорбер 9, где поглощается С02, а очищенный газ
направляется к потребителю. Насыщенный абсорбент подогревается в теплообменнике
10 горячим регенерированным раствором и направляется в десорбер 11, с низа
которого абсорбент направляется через т/о 10 вновь на поглощение С02 в
абсорбер 9. С02 с верха 11 компримируют до соответствующего давления и возвращают
на конверсию, смешивая перед т/о 2 с природным газом и водяным паром.
Расход на 1 м3 синтез-газа составляет:
• Природный газ — 0,35 - 0,40 мЗ,
• Технический 02 — 0,2м3,
• и в зависимости от применяемого давления и добавки С02 « 0,2-0,8 кг
водяного пара.
За рубежом развитие процессов паровой и углекислотной конверсии метана
направлено несколько в другую сторону. Установка риформинга обычно включает от
40 до 400 трубок (длина 6-12 м, диаметр 70-160 мм, толщина стенок 10-20 мм) ,
которые установлены вертикально в прямоугольной печи (рис. 2). Трубки
заполняются катализатором, обычно формованным в виде небольших цилиндров или колец
Рашига. Реактор обогревается горелками, которые могут размещаться внизу,
сбоку или сверху печи. Топливо сжигается в радиационной секции печи. Отходящие
дымовые газы (после обогрева реактора). Проходят через конвекционную секцию,
где охлаждаются за счет отдачи тепла жидкостным и паровым потокам, включая
пар, необходимый для реакции, исходный водяной поток и потоки для
производства пара.
Дальнейший технологический маршрут синтез-газа зависит от выбранного
процесса его вторичной переработки (получение Н2, СО, оксосинтез, синтез аммиака
и т.д.). Для получения водорода газ направляют в реактор конверсии водяного
газа и поглотительный реактор переменного давления. Если требуется получить
СО, то используется технологическая схема, включающая секцию удаления С02 и
установку низкотемпературного разделения (т.н. «холодный ящик»). Выделяемый
диоксид углерода повторно используется в процесс риформинга. Если в этом
случае желательно также получить Н2 в качестве продукта, то установку снабжают
блоком PSA (Pressure-Swing-Adsorption).
сн4+ н2о
о2+н2о
и
//%,
н,о
Синтез газ
^-
Синтез -газ
справа - трубчатая печь.
Рис. 2. Слева - конвертор (см. рис. выше)
Лабораторная установка
для пароуглекислотной
конверсии метана
в синтез-газ6
Принципиальная схема лабораторного блока пароуглекислотной конверсии метана
представлена на рис. 1, а общий вид установки на рис. 2. Конструкция реактора
конверсии приведена на рис. 3.
N2
Охлаждающая вода
СН4 + С02
Рис. 1. Схема блока пароуглекисотной конверсии метана: 1 - реактор
конверсии, 2 - обратный клапан, 3 - расходомер, 4 - баллон с
водой , 5 - холодильник, 6 - циклон, 7 - сепаратор,8,9- вентили.
Геращенко И. О.
Рис. 2. Общий вид установки.
Рис. 3. Конструкция реактора конверсии.
На рис.3:
1. Корпус реактора
2 . Корпус прямоточного парогенератора с винтовым каналом подачи воды и пара
3. Зона смешения
4. Патрубок подвода воды
5. Патрубок подвода смеси метана и углекислого газа
6. Карман для термопар
7 . Зона конверсии, заполненная катализатором
8. Патрубок выхода продуктов реакции
9. Нагреватель камеры смешения
10. Нагреватели зоны реакции
Корпус, патрубок выхода продуктов реакции, накидная гайка и карман для
термопар изготовлены из жаропрочного сплава ХН78Т, остальные детали, работающие
при меньших нагрузках и температурах - из нержавеющей стали 12Х18Н10Т.
В качестве катализатора использовался промышленный катализатор НИАП-03-01
(ТУ 113-03-00209510-93-2002).
Поскольку размеры гранулы катализатора НИАП-03-01 рассчитаны на
использование в промышленных реакторах с внутренним диаметром труб не менее 100 мм, а
испытуемый реактор имеет диаметр трубы 22 мм, то перед загрузкой в реактор
конверсии метана гранулы катализатора измельчали, продували от пыли и
измеряли их насыпную плотность. Фракционирование проводили с использованием сит № 4
(размер ячеек 4,75 мм) , № 8 (2,36 мм) и № 14 (1,40 мм) .
Температурный режим поддерживался при помощи регуляторов температуры «Тер-
модат-25-Е1-ЗВ/12УВ/12Т/12Р», и силового блока СБ15М1. В качестве
регулирующих и измеряющих термопар использовались хромель-алюмелевые термопары КТХА.
01.02-100-К-1-И-Т600-1-800 .
Контроль и измерения давления на входе/выходе газов осуществлялся с помощью
регуляторов давления Industrial Pressure Gauge, Adj Pointer, 63 mm, 0 to 400
psi, bar secondary, Lower Mount, 1/4 in. MNPT - 10 шт, PGI-63B-PG400-LAOX-J.
Регулирование расходов подаваемых в реактор метана, углекислого газа и воды
осуществлялось с помощью регуляторов расхода EL-FLOW Bronkhorst High-Tech.
Анализ состава получаемого синтез-газа проводился с помощью хроматографа
«Кристаллюкс-400М». В работе применялись колонки длиной 3 м и внутренним
диаметром 3 мм. В качестве газа-носителя использовался гелий. Фазы в колонках -
молекулярные сита 5А и Haysep Q.
Градуировка хроматографа производилась на 2х градуировочных смесях с
помощью градуировочных газовых смесей с известным составом.
В таблице 1 приведены анные термодинамического расчета состава смеси,
получаемой в процессе пароуглекислотной конверсии метана, при давлении 5 атм. и
составе сырьевого газа СН4 : Н20 : С02 =1,0 : 1,13 : 0,4.
Таблица 1. Данные термодинамического расчета состава смеси,
получаемой в процессе пароуглекислотной конверсии метана, при давлении 5
атм. и составе сырьевого газа СН4 : Н20 : С02 =1,0 : 1,13 : 0,4.
т,°с
500
550
600
650
700
750
800
Н2, об.%
16.2
22.9
30.2
37.4
43.8
49.4
54.3
СО, об.%
1.1
2.4
4.9
8.8
14.3
20.0
23.5
Н2 : СО
14,7
9,5
6,2
4,25
3,00
2,47
2,3
С02, об. %
13.8
13.9
13.4
12.2
10.2
7.7
5.6
Н20, об.%
41.1
36.4
31.2
25.4
19.4
14.5
11.9
СН4, об.%
27.9
24.4
20.4
16.2
12.3
8.5
4.7
850
900
950
1000
1050
1100
1150
1200
57.4
59.0
59.6
59.7
59.7
59.6
59.4
59.3
25.8
27.1
27.8
28.2
28.5
28.7
28.8
29.0
2,22
2,18
2,14
2,12
2,1
2,08
2,06
2,04
4.2
3.4
3.0
2.6
2.4
2.2
2.1
1.9
10.3
9.5
9.3
9.3
9.4
9.5
9.7
9.8
2.3
1.0
0.4
0.2
0.1
0.0
0.0
0.0
На рис. 4 представлена зависимость соотношения Н2 СО в получаемом синтез-
газе, от температуры пароуглекислотной конверсии метана. Из таблицы и рис. 4
видно, что минимальное значение температуры конверсии для получения синтез-
газа, приемлемого для синтеза жидких углеводородов, составляет 800 °С.
Максимальное допустимое значение температуры конверсии определяется жаростойкостью
материала реактора, и соответствует 1000 °С.
Рис. 4. Зависимость соотношения Н2 СО в получаемом синтез-газе
от температуры проведения пароуглекислотной конверсии метана.
Были проведены эксперименты при температурном режиме 450 °С в камере
смешения исходных газовых компонентов и 900 °С в зоне реакции при различных
составах газовой смеси. Температура в камере смешения выставлялась такой, при
которой конверсия метана еще не происходит.
Температура в зоне реакции определялась прочностными характеристиками
жаропрочного сплава корпуса реактора.
Испытание установки паровой и пароуглекислотной конверсии метана проводили
в режиме «stop and go» в течение 5 дней. Время выхода установки на
необходимый температурный режим составляло 3-3,5 часа. Время работы в стабильном
режиме , в каждом эксперименте, было 6 часов.
В табл. 2 представлены показатели процесса паровой и пароуглекислотной
конверсии метана, при различных соотношениях СН4, С02 и Н20 в исходной газовой
смеси. Целью данных экспериментов было определение состава исходной газовой
смеси при котором, в результате конверсии, будет получаться синтез-газ с
соотношением Н2 к СО в диапазоне 2-2,2 (для синтеза Фишера - Тропша).
Таблица 2. Состав синтез-раза и основные показатели процесса
паровой и пароуглекислотной конверсии метана (Т камеры смешения =
450°С, Т конверсии = 900°С, р = 5 атм, объемная скорость 1000 ч~
1, продолжительность опыта = 6 ч) .
Исходная смесь,
мольные соотношения
СН4
1,00
1,00
1,00
1,00
1,00
С02
0,00
0,10
0,40
0,70
1,00
н2о
1,16
1,16
1,16
1,16
1,16
Отношение
Н2 : СО
4,6
4,2
2,5
1,8
1,6
Данные экспериментов этого этапа показывают, что предлагаемая технология
конверсии метана позволяет получать синтез-газ с диапазоном соотношения Н2:СО
от 1,6 до 4,6. Такой диапазон состава синтез-газа позволяет его использование
в широком спектре газохимических процессов.
При синтезе жидких углеводородов по методу Фишера-Тропша требуемое
соотношение Н2 к СО в синтез-газе составляет 2 - 2,2.
По табл.2 видно, что синтез-газ такого состава может быть получен при
соотношении компонентов в исходной газовой смеси в диапазоне:
СН4 : Н20 : С02 = 1,0 : 1,16: 0,4. Н2 : СО = 2,5
СН4 : Н20 : С02 = 1,0 : 1,16: 0,7. Н2 : СО = 1,8
Поэтому был проведен ряд экспериментов с целью получения синтез-газа
вышеуказанного состава при соотношении компонентов исходной газовой смеси СН4
Н20 : С02 = 1,0 : 1,0 : 0,4.
Результаты экспериментов представлены в табл. 3.
Табл. 3. Экспериментальные данные пароуглекислотной конверсии ме-
тана (Т = 900°С, р = 5 атм), ( СН4 : Н20 : С02 = 1 : 1: 0,4)
№
опыта
1
2
3
4
5
6
7
Состав синтез-газа, % мольные
н2
61,99
62,22
61,56
62,45
63,05
63,21
60,34
СО
30,14
30,04
30.56
29,71
29,25
29,07
31,25
СН4
3,76
3,22
2,97
2,8
2,63
2,56
2,49
С02
4,11
4,52
4,91
5,04
5,07
5,16
5,92
Н2 : СО
2,06
2,07
2,01
2,12
2,15
2,17
1,93
Состав получаемого синтез-газа, как по соотношению Н2 : СО, так и по
содержанию С02 и СН4 приемлем для использования в процессах GTL без дополнительной
корректировки состава.
Сравнение экспериментально полученных данных с термодинамически рассчитан-
ными показывает, что соотношение Н2 : СО в получаемом синтез-газе на 4-5%
ниже, чем теоретически рассчитанное. Такое отклонение можно объяснить
погрешностями в определении состава раза, а также погрешностями измерения
температуры в зоне реакции.
Содержание С02 и СН4 в разе превышает теоретически рассчитанное. При этом
общее содержание этих компонентов остается незначительным (от 7,7 до 8,4%), и
не может существенно повлиять на возможность использования получаемого
синтез-газа для лабораторных и опытно-промышленных установок синтеза жидких
углеводородов .
Были проведены эксперименты при температуре конверсии 800°С, 850°С и 900°С в
режиме паровой конверсии, результаты которых, включающие материальный баланс,
представлены в табл.4. Соотношение СН4 Н20 в исходной газовой смеси
составляло 1 1,1. Материальный баланс составлялся по показателям замеров в
течение 1 часа. Расход газа измерялся с помощью газовых часов Ritter TG 3.
Материальный баланс во всех экспериментах удовлетворительный. Содержание СН4 в
получаемой газовой смеси не превышает 4%. Соотношение Н2 : СО находится в
диапазоне 3,5 - 3,7.
Табл. 4. Материальный баланс паровой конверсии метана (СН4:Н20 = 1:1,1)
Компонент
Т = 800°С
т,г
%
тС,г
%
Т = 850°С
т,г
%
тС,г
%
Т = 900°С
т,г
%
тС,г
%
Вход
СН4
Н20
ИТОГО
49,70
61,51
111,2
44,69
55,31
100
37,27
-
37,27
100
0
100
49,29
61,00
110,3
44,69
53,31
100
36,69
-
36,69
100
0
100
49,29
61,00
110,3
46,69
53,31
100
36,96
-
36,96
100
0
100
Выход
СН4
Н2
СО
со2
Н20
итого
Потери
Всего:
1,86
19,24
78,08
5,40
4,00
108,6
2,62
111,2
1,67
17,30
70,22
4,86
3,60
97,65
2,35
100
1,40
-
33,46
1,47
-
36,33
0,94
37,27
3,76
0
89,78
3,94
0
94,48
2,52
100
0,27
18,36
70,49
15,29
2,20
106,6
3,67
110,3
0,24
16,65
63,91
13,86
19,95
96,67
3,33
100
0,20
-
30,21
4,17
-
34,58
2,11
36,69
0,55
0
82,34
11,35
0
94,25
5,75
100
1,75
18,60
81,82
0
5,00
107,2
3,11
110,3
1,59
18,86
74,19
0
4,53
97,18
2,82
100
1,31
-
35,07
0
-
36,38
0,31
36,96
3,57
0
95,58
0
0
99,16
0,84
100
В табл. 5 представлены основные характеристики паровой конверсии метана при
соотношении компонентов в исходной газовой смеси СН4 : Н20 =1 : 1,1.
Табл. 5 Основные характеристики паровой конверсии метана (СН4:Н20 = 1:1,1).
Температура, ° С
800
850
900
Конверсия
СН4, %
96,3
99,5
99,9
Выход
н2, %
96,2
99,1
99,9
Выход
СО, %
89,8
81,7
99,9
Селективность
по Н2, %
99,9
99,6
99,9
Селективность
по СО, %
93,3
100,0
100,0
Н2:СО
3,5
3,7
3,5
Как видно из табл. 4 и 5, основные характеристики паровой конверсии метана
в диапазоне температуры 800 - 900 °С изменяются незначительно.
Были проведены эксперименты при температуре конверсии 800°С, 850°С и 900°С в
режиме пароуглекислотной конверсии метана, результаты которых, включающие
материальный баланс, представлены в табл. 6 и 7. Соотношение СН4 : Н20 : С02 в
исходной газовой смеси составляло 1 : 0,73 : 0,33 и 1 : 0,73 : 0,17 .
Материальный баланс составлялся по показателям замеров в течении 1 часа.
Материальный баланс во всех экспериментах удовлетворительный.
Табл. 6. Материальный баланс пароуглекислотной конверсии метана
(СН4:Н20:С02 = 1:0,73: 0,33)
Компонент
Т = 800°С
т,г
%
тС,г
%
Т = 850°С
т,г
%
тС,г
%
Т = 900°С
т,г
%
тС,г
%
Вход
СН4
н2о
со2
итого
49,9
50,00
45,18
144,5
34,12
34,61
31,27
100
36,96
-
12,33
49,29
74,98
0
25,01
100
49,29
50,00
45,18
144,5
34,12
34,61
31,27
100
36,69
-
12,32
49,29
74,98
0
25,01
100
50,93
51,67
46,68
149,3
34,12
34,61
31,27
100
38,20
-
12,73
50,93
75,00
0
25,00
100
Выход
СН4
н2
со
со2
Н20
итого
Потери
Всего
1,03
14,81
88,62
10,97
15,20
130,6
13,48
144,5
0,71
10,25
61,35
7,59
10,52
90,42
9,33
100
0,77
-
37,98
2,99
-
41,74
7,55
49,29
1,56
0
77,05
6,07
0
84,68
15,3
100
0,54
17,08
101,0
15,32
4,20
138,2
6,3
144,5
0,37
11,82
69,93
10,61
2,91
95,64
4,36
100
0,41
-
43,29
4,18
-
47,88
1,41
49,29
0,83
0
87,83
8,48
0
97,14
2,86
100
0,50
17,61
102,1
20,88
4,50
145,6
3,66
149,3
0,33
11,80
68,42
13,99
3,01
97,55
2,45
100
0,37
-
43,77
5,70
-
49,84
1,09
50,93
0,73
0
85,94
11,19
0
97,86
2,14
100
Табл. 7 Материальный баланс пароуглекислотной конверсии метана
(СН4:Н20:С02 = 1:0,73:0,17)
Компонент
Т = 800°С
м,г
%
мС,г
%
Т = 850°С
м,г
%
мС,г
%
Т = 900°С
м,г
%
мС,г
%
Вход
СН4
Н20
со2
итого
73,93
75,00
33,88
182,8
40,44
41,03
18,53
100
55,45
-
9,24
64,69
85,72
0
14,28
100
104,0
105,4
47,63
257,0
40,44
41,02
18,54
100
77,93
-
12,99
90,92
85,71
0
14,29
100
78,04
79,17
35,77
193,0
40,44
41,02
18,54
100
58,53
-
9,75
68,28
85,72
0
14,28
100
Выход
СН4
н2
со
со2
Н20
итого
Потери
Всего
3,94
24,61
132,5
10,70
4,20
175,3
7,48
182,8
2,16
13,46
72,49
5,85
2,30
95,91
4,09
100
2,95
-
56,79
2,75
-
62,49
2,20
64,69
4,56
0
87,79
4,25
0
96,60
3,4
100
5,34
36,36
192,7
12,43
5,20
251,3
5,63
257,0
2,08
14,15
74,98
4,84
2,02
97,81
2,19
100
4,01
-
82,57
3,39
-
89,97
0,96
90,92
4,41
0
90,82
3,73
0
98,95
1,05
100
2,16
27,29
141,4
19,50
0
190,3
2,67
193,0
1,12
14,14
73,25
10,11
0
98,62
1,38
100
1,62
-
60,58
5,32
-
67,52
0,76
68,28
2,37
0
88,72
7,79
0
98,89
1,11
100
В табл. 8 и 9 представлены основные характеристики пароуглекислотной
конверсии метана.
Табл. 8. Основные характеристики пароуглекислотной конверсии метана
(СН4:Н20:С02 = 1:0,73:0,33).
Температура
°С
800
850
900
Конверсия
СН4, "б
97,9
98,9
99,0
Выход
н2,%
82,9
95,5
95,3
Выход
СО,%
77,1
87,8
85,9
Селективность
по Н2,%
84,6
96,6
96,3
Селективность
по СО,%
78,7
88,8
86,8
Н2:СО
2,3
2,4
2,4
Как видно из табл. 8, с увеличением температуры конверсии с 800 до 850°С
селективность по Н2 и СО возрастает более чем на 10%, а при увеличении
температуры с 850 до 900°С остается практически неизменной. Выход Н2 и СО возрас-
тает с повышением температуры от 800 до 850°С и остается практически
постоянным при повышении температуры от 850 до 900°С. Показатели конверсии СН4 в
диапазоне температуры от 800 до 900°С остаются практически неизменными.
Табл. 9. Основные характеристики пароуглекислотной конверсии метана
(СН4:Н20:С02 = 1:0,73:0,17).
Температура
°С
800
850
900
Конверсия
Ctl4 , "б
94,7
94,9
97,2
Выход
н2,%
91,8
94,7
96,4
Выход
СО,%
87,8
90,8
88,7
Селективность
по Н2,%
96,9
99,8
99,1
Селективность
по СО,%
92,7
95,7
91,2
Н2:СО
2,6
2,6
2,7
Из табл. 8 и 9 видно, что с уменьшением содержания С02 в исходной газовой
смеси показатели процесса становятся менее зависимыми от температуры
конверсии , при этом значение соотношения Н2 : СО возрастает.
Последним этапом экспериментов было проведение ресурсных испытаний с целью
выяснения возможности работы сконструированной установки пароуглекислотной
конверсии метана в непрерывном режиме. Испытания проходили в течение 300
часов в непрерывном режиме работы. Замеры производились дважды в сутки.
Испытания показали стабильность работы установки пароуглекислотной конверсии
метана в течение 300 часов.
Производство
метанола из
синтез-газа
Основным аппаратом в синтезе метанола служит реактор — контактный аппарат,
конструкция которого зависит, главным образом, от способа отвода тепла и
принципа осуществления процесса синтеза. В современных технологических схемах
используются реакторы трех типов:
• трубчатые реакторы, в которых катализатор размещен в трубах, через которые
проходит реакционная масса, охлаждаемая водным конденсатом, кипящим в
межтрубном пространстве;
• адиабатические реакторы, с несколькими слоями катализатора, в которых съем
тепла и регулирование температуры обеспечивается подачей холодного газа
между слоями катализатора;
• реакторы, для синтеза в трехфазной системе, в которых тепло отводится за
счет циркуляции жидкости через котел-утилизатор или с помощью встроенных в
реактор теплообменников.
На рис. 1 приведена схема производства метанола при низком давлении на
цинк-медь-алюминиевом катализаторе из синтез-газа состава: Нг — 67%, СО —
22%, С02 — 9% - объемных, полученного конверсией метана, производительностью
400 тыс. т в год. Очищенный от сернистых соединений синтез-газ сжимается в
компрессоре 1 до давления 5—9 МПа, охлаждается в холодильнике 3 и поступает в
сепаратор 4 для отделения сконденсировавшейся воды. Пройдя сепаратор, синтез-
газ смешивается с циркуляционным газом, который поджимается до рабочего
давления в компрессоре 2. Газовая смесь проходит через адсорбер 5, где очищается
от пентакарбонила железа, образовавшегося при взаимодействии оксида углерода
(II) с материалом аппаратуры, и разделяется на два потока. Один поток
подогревают в теплообменнике 8 и подают в верхнюю часть реактора 6, а другой поток
вводят в реактор между слоями катализатора для отвода тепла и регулирования
температуры процесса. Пройдя реактор, реакционная смесь при температуре около
300°С также делится на два потока. Один поток поступает в теплообменник 8,
где подогревает исходный синтез-газ, другой поток проходит через котел-
утилизатор 9, вырабатывающий пар высокого давления. Затем потоки
объединяются, охлаждаются в холодильнике 7 и поступают в сепаратор высокого давления
10, в котором от циркуляционного газа отделяется спиртовой конденсат.
Циркуляционный газ дожимается в компрессоре 2 и возвращается на синтез. Конденсат
метанола-сырца дросселируется в дросселе 11 до давления близкого к
атмосферному и через сборник 12 поступает на ректификацию. В ректификационной колонне
13 от метанола отгоняются газы и. диметиловый эфир, которые также сжигаются.
Полученный товарный метанол с выходом 95% имеет чистоту 99,95%.
Г^^
г^^ы
J^^4 I ► Отдувка
Т ^Т^| s^~*\ Газы Метан
Т
Рис. 1. Технологическая схема производства метанола при низком
давлении: 1 — турбокомпрессор, 2 — циркуляционный компрессор; 3,
7 —холодильники, 4 — сепаратор, 5 — адсорбер, 6 — реактор
адиабатического действия, 8 — теплообменник, 9 — котел-утилизатор,
10 — сепаратор, 11 — дроссель, 12 — сборник метанол а-сырца; 13,
14 — ректификационные колонны.
На рис. 2 приведена технологическая схема производства метанола в
трехфазной системе. Очищенный от соединений серы синтез-газ сжимается в компрессоре
1 до давления 3—10 МПа, подогревается в теплообменнике 5 продуктами синтеза
до 200—280°С, смешивается с циркуляционным газом и поступает в нижнюю часть
реактора 4. Образовавшаяся в реакторе парогазовая смесь, содержащая до 15%
метанола, выходит из верхней части реактора, охлаждается последовательно в
теплообменниках 5 и 6 и через холодильник-конденсатор 7 поступает в сепаратор
8, в котором от жидкости отделяется циркуляционный газ. Жидкая фаза
разделяется в сепараторе на два слоя: углеводородный и метанольный. Жидкие
углеводороды перекачиваются насосом 9 в реактор, соединяясь с потоком
углеводородов, проходящих через котел-утилизатор 10. Таким образом жидкая
углеводородная фаза циркулирует через реактор снизу вверх, поддерживая режим кипящего
слоя тонкодисперсного катализатора в нем, и одновременно обеспечивая отвод
реакционного тепла. Метанол-сырец из сепаратора 8 поступает на ректификацию
или используется непосредственно как топливо или добавка к топливу.
Используется в основном, для производства энергетического продукта. В
качестве жидкой фазы в нем применяются стабильные в условиях синтеза и не
смешивающиеся с метанолом углеводородные фракции нефти, минеральные масла, полиал-
килбензолы. К указанным выше преимуществам трехфазного синтеза метанола
следует добавить простоту конструкции реактора, возможность замены катализатора
в ходе процесса, более эффективное использование теплового эффекта реакции.
Вследствие этого установки трехфазного синтеза более экономичны по сравнению
с традиционными двухфазными как высокого так и низкого давления.
Метанол-сырец
Рис. 2. Технологическая схема производства метанола в трехфазной
системе: 1 — компрессор, 2 — циркуляционный компрессор; 3,9 —
насосы, 4 - реактор кипящего слоя, 5,6 — теплообменники, 7 —
холодильник-конденсатор, 8 — сепаратор, 10 — котел-утилизатор.
Наиболее активными катализаторами процесса Фишера — Тропша являются железо,
кобальт, никель и рутений. На этих катализаторах в условиях синтеза
обеспечивается максимальная скорость химической и физической адсорбции компонентов
синтез-газа. В настоящее время все действующие производства Фишера — Тропша
используют только железные катализаторы. В качестве промоторов применяются
ториевые (ТЬОг) и щелочные (К20) соединения. Эти промоторы особенно
эффективны в сочетании с железными катализаторами.
Типичными носителями являются оксиды алюминия (А1203) , кремния (Si02) ,
полистирол и др.
Реакторы синтеза
Фишера — Тропша
За прошедший век реакторы для синтеза Фишера-Тропша активно
эволюционировали.
несмотря на то, что сама эта область отнюдь не была ведущей.
1-ое поколение
2-ое поколение
3-е поколение
4-ое поколение
~ъ.
[1L
[Ъ? "^
ч
т
Й1
1930-50-е
Rurchemie,
"ARGE", Sasol
1950-80-е
Kellogg,
Sasol
1980-90-е
Shell, Exxon,
BP, Sasol
2000-е
CompactGTL
Oxford Catalysts,
INFRA GTL
Вкратце опишем некоторые из них.
Наиболее в ходу три разновидности осуществления процесса Фишера — Тропша:
• с неподвижным слоем катализатора (процесс фирмы «ARGE»);
• с псевдоожиженным или псевдотранспортным слоем частиц катализатора
(процесс фирмы «Kellog-Synthol»);
• со стационарным суспендированным в высококипящих продуктах катализатором
(процесс фирм «Research Inc.» и «Standard Oil»).
Реактор с неподвижным слоем катализатора приведен на рис. 1, упрощенная
схема потоков работы реактора с пневмотранспортным слоем катализатора — на
рис. 2.
Синтез углеводородов с неподвижным слоем катализатора осуществляется в
трубчатых реакторах. Катализатор помещается в трубки с внутренним диаметром
50 мм и длиной 12 м. В каждом реакторе содержится ^2000 таких трубок. В
процессе используется 8 реакторов, 5 из которых работают при температуре 220-225
°С, а остальные — при 320 °С. В системе поддерживается давление 1,7-2,5 МПа.
Недостатками процесса Фишера — Тропша с неподвижным слоем катализатора
являются :
• низкая теплоотдача в слое катализатора;
• трудности с регулированием температуры; требуется организация большого
рецикла газового потока;
• забивка трубок углеродистыми соединениями или воскообразными продуктами.
I И Н Н И I
N
1 Kill ill II
Рис. 1. Реактор с неподвижным слоем катализатора: 1 — паровой
подогреватель; 2 — трубчатый пучок с катализатором; 3 — корпус реактора;
I — синтез-газ; II — продукты синтеза на охлаждение и конденсацию;
III — твердый парафин; IV — пар; V — отработанный пар.
При этом в реакторах с неподвижным слоем катализатора образуется меньше
олефиновых углеводородов, чем в реакторах с циркулирующим кипящим слоем
катализатора .
Увеличению выхода олефинов и смещению селективности процесса в сторону
углеводородов с большей молекулярной массой способствуют промоторы на основе
щелочных металлов, вводимые в состав катализатора.
Отходящий
газ
Циклоны
Бункер-отстойник
Катализатор
Подача
свежего газа
Теплообменники
Газ и катализатор
Рис. 2. Реактор с циркулирующим слоем катализатора.
Процесс Фишера — Тропша с псевдоожиженным слоем (рис. 3). Частицы
катализатора в реакторе находятся в потоке синтез-газа в подвижном состоянии.
Вследствие высокой скорости теплообмена в этих реакторах достигается хороший
контроль температуры. Катализатор непрерывно регенерируется путем вывода его
части и подпитки реактора свежим.
Рис. 3. Реактор с псевдосжиженным слоем: 1 — реактор; 2 —
катализатор; 3 — стояк; 4 — золотник; 5 — теплооменник; 6 — батареи
циклонов; I — синтез-газ свежий и рециркулирующий; II — газообразные
продукты синтеза на охлаждение и конденсацию; III — вода; IV — пар.
Свежий и циркуляционный синтез-газ подаются в нижнюю часть реактора 1 при
давлении 2,2 МПа. Мелкозернистый горячий катализатор вытекает из стояка 3
через золотник 4 и попадает в газовый поток. Псевдоожиженная газокатализаторная
смесь в теплообменнике 5 отдает тепло и поступает в реакционную зону
реактора. Вверху реактора вмонтированы две батареи 6 циклонов, через которые
отводятся продукты синтеза.
Процесс со стационарным суспендированным слоем катализатора. В реакторах с
суспендированным слоем катализатора синтез-газ барботирует через суспензию
мелко измельченного катализатора (< 50 мкм) . Регулирование температуры
процесса осуществляется с помощью наружных теплообменников. Обычно в качестве
жидкой среды используют высококипящие продукты, нелетучие в условиях синтеза.
Поскольку в данном процессе отложения углерода на поверхности катализатора
заметно не изменяют его активность, процесс можно осуществлять при более
высоких температурах по сравнению с синтезом с псевдоожиженным слоем. Это
обстоятельство обеспечивает более высокую производительность процесса. В
синтезе с суспендированным катализатором достигается повышенная конверсия газа и
хороший контроль за температурой.
Реакционное устройство процесса Фишера — Тропша с суспендированным
катализатором по конструктивному оформлению аналогично реактору с псевдоожиженным
слоем. Отличие заключается лишь в том, что в верхней части реактора
отсутствуют батареи циклонов. Однако активность суспендированного катализатора ниже,
чем катализаторов в процессах Фишера — Тропша с псевдоожиженным и неподвижным
слоями. Это объясняется пониженной скоростью переноса реагентов из газовой
фазы к активным центрам находящегося в жидкой фазе катализатора.
Сопоставление трех разновидностей процесса Фишера — Тропша показывает, что
для получения твердых парафинов более пригоден вариант процесса с
псевдоожиженным слоем катализатора. Процессы с неподвижным и с суспендированным слоями
катализатора обеспечивают получение более легких продуктов.
Рис. 4. Реактор процесса GTL (англ. Gas-to-liquids — газ в жидкости).
Обзор катализаторов
для процесса Фишера-Тропша
Катализаторами реакции являются металлы VIII группы. Наибольшую
каталитическую активность проявляют Ru, Fe, Co, Ni. Рутений активен уже при 100 °С, в
его присутствии при повышенном давлении образуются парафины очень высокой
молекулярной массы (полиметилен). Однако этот металл слишком редок и дорог,
чтобы рассматриваться в качестве промышленного катализатора. Никелевые
контакты при атмосферном давлении обеспечивают в основном прямое гидрирование СО
в метан. При повышенном же давлении легко образуется летучий Ni(CO)4, так что
катализатор вымывается из реактора. В силу этих причин коммерчески
использовались только железные и кобальтовые каталитические системы.
Кобальтовые катализаторы были первыми катализаторами, используемыми в
промышленности (в Германии, а затем во Франции и Японии в 1930-1940-е годы).
Типичными для их работы являются давление 1-50 атм и температура 180-250 °С. В
этих условиях образуются, главным образом, линейные парафины. Кобальт
обладает значительной гидрирующей активностью, поэтому часть СО неизбежно
превращается в метан. Эта реакция резко ускоряется с повышением температуры, поэтому
кобальтовые катализаторы не могут использоваться в высокотемпературном
процессе Фишера-Тропша. По последним данным, удельная активность кобальтовых
катализаторов выше, чем железных.
2210132/30.10.03/13:08:56
Рис. 1. Типичная хроматограмма продуктов синтеза Фишера-Тропша
на СО-катализаторе.
Железные катализаторы с середины 1950-х годов используются на заводах
синтеза Фишера-Тропша в ЮАР. По сравнению с кобальтовыми они гораздо более
дешевы, работают в более широком интервале температур (200-360 °С) , и позволяют
получать более широкий спектр продуктов: парафины, низшие ос-олефины, спирты.
В условиях синтеза Фишера-Тропша железо катализирует реакцию водяного газа,
что позволяет эффективно использовать получаемый из угля синтез-газ, в
котором соотношение С0:Н2 ниже стехиометрического 1:2. Железные катализаторы
имеют более низкое сродство к водороду по сравнению с кобальтовыми, поэтому ме-
танирование не является для них большой проблемой. Однако в силу той же
низкой гидрирующей активности поверхность железных контактов быстро зауглерожи-
вается, и срок их службы составляет несколько недель. Кобальтовые контакты,
напротив, способны работать без регенерации год и более. Еще одним
недостатком железных контактов является их ингибирование водой. Поскольку вода явля-
ется продуктом синтеза, кинетика процесса для железных катализаторов
неблагоприятна, конверсия СО за один проход невысока. Для достижения высокой степени
превращения необходимо организовывать рецикл газа.
И железные, и кобальтовые катализаторы крайне чувствительны к отравлению
серой. Поэтому синтез-газ должен быть предварительно очищен от серы, по
крайней мере, до уровня 2 мг/м3. Остаточная сера адсорбируется поверхностью
катализатора, так что в итоге продукты синтеза Фишера-Тропша практически ее не
содержат. Это обстоятельство делает синтетическое дизтопливо, полученное по
технологии Фишера-Тропша, весьма привлекательным ввиду современных жестких
экологических требований к транспорту.
В синтезе Фишера-Тропша образуется широкая углеводородная фракция (рис. 1).
Катализаторы синтеза на основе7 СО И Н2, применяются для получения из смеси
СО и Н2 углеводородов и органических соединений, содержащих функциональные
группы. Для синтеза углеводородов используют главным образом никелевые,
кобальтовые и железные катализаторы. Те из них, в которых активным началом
является N10 применяют в производстве метана из СО и Н2. Получают их осаждением
из растворов солей N1 на носитель (А1203, алюминат К, Si02 или др.) с
последующим прокаливанием и восстановлением Н2, а также сплавлением, спечением или
напылением металла. Катализаторы активны при атмосферном давлении и 200-300
°С.
Для синтеза жидких и твердых углеводородов используют в основном
кобальтовые и железные катализаторы. Первые получают осаждением Со на носитель из
растворов Co(N03)2 под действием соды или пропиткой носителя тем же раствором
с последующей сушкой (100 °С) и восстановлением Н2 при 350-400 °С. Активный
катализатор содержит 30-33% Со. Носители - синтетические алюмосиликаты,
кизельгур, цеолиты и цеолитсодержащие композиции. Введение в состав
катализатора Zr02 или Ti02 повышает выход высших парафиновых углеводородов. Синтез
бензина и дизельного топлива в промышленности осуществляют из СО и Н2 (получают
из природного газа или угля) с использованием катализатора, содержащего 33%
Со (восстановлен до СоО на 50-55%), 3,3% МдО, 3,3% Zr02, 60,4% аморфного
алюмосиликата или кизельгура. Реакцию осуществляют при 170-200 °С и давлении
0,1-1 МПа.
Железные катализаторы могут быть осажденными и плавлеными. Первые получают
обработкой раствора Ре(Ж)з)з [с небольшим кол-вом Си(Ы0з)г] содой с
последующим смешением с жидким стеклом и восстановлением водородом при 230 °С.
Полученный катализатор содержит около 74% Fe (в т.ч. 20-30% FeO, 45-50% Fe2+ и
30-35% Fe3+) , 18% Si02, 4% К20 и 4% металлического Си. Синтез углеводородов
проводят с использованием стационарного слоя катализатора при 220-250 °С и
давлении 2,5 МПа. При атмосферном давлении идет преимущественно образование
смеси олефинов С2-С4 и СН4. Плавленые железные катализаторы получают
плавлением природной руды или окалины проката с послед, промотированием (например,
MgO, CoO, Ti02) и восстановлением водородом в псевдоожиженном слое при 400
°С. Синтез углеводородов осуществляют в реакторах со взвешенным слоем
порошкообразного катализатора при 200-280 °С и давлении 2-2,5 МПа. Для синтеза ал-
канов Ci-C4 активен также Rh (CO) i2-AlCl3-Al, работающий при 150-170°С и атм.
давлении. Среди катализаторов синтеза спиртов (например, метилового спирта) и
других органических соединений, содержащих функциональные группы, наиболее
распространены оксидные катализаторы, содержащие оксиды Zn и Сг или Си, Zn и
7 Сторч Г. , Голамбик Н., Андерсон Р. Синтез углеводородов из окиси углерода и
водорода, пер. с англ., М. , 1954: Химические вещества из угля, под ред. Ю. Фальбе, пер.
с нем., М. , 1980; Лапидус А. Л., Савельев М. М. "Хим. пром-сть", 1985. № 5, с. 11-
16. А. Л. Лапидус.
Cr. Для синтеза так называемого изобутиловохю масла в промышленности
применяют смесь ZnO и СГ2О3 в соотношении 1:1, промотированную К2О (1% по массе) на
графите. Образующийся продукт содержит 50-55% СН3ОН, 10-13% изобутанола, по
1-3% пропанола, олефинов, кетонов и высших спиртов, 22-26% Н20. Для синтеза
спиртов, гликолей, альдегидов, карбоновых кислот и их ангидридов используют
также комплексные соединения металлов VIII группы, напр. Rh, Ru, Pd, Os, с
добавлением сокатализаторов (галогеноводородов, алкилгалогенидов) и фосфинов.
Предпосылкой промышленного осуществления синтеза метанола при низких
давлениях (« 5 МПа) является наличие катализатора, который, как должен обладать
высокой активностью при относительно низких температурах. С давних времен
известно, что медьсодержащие катализаторы значительно более активны, чем цинк-
хромовые. Такие медьсодержащие катализаторы были исследованы еще в 30-е годы
с целью их использования в промышленном синтезе метанола. В некоторых публи-
ка-циях они именуются как «катализаторы Бласяка8».
Нельзя не упомянуть многочисленные ранние работы (1928—38 гг.) по синтезу
метанола на медь-цинковых и медь-магниевых катализаторах. Однако введение
этих катализаторов в промышленную практику оказалось в те годы безуспешным,
так как срок их службы был коротким. Это было обусловлено главным образом
очень малой стабильностью катализаторов к каталитическим ядам (сера, хлор,
фосфор, карбонилы металлов), а также их заметной чувствительностью к
колебаниям температуры.
Оксидные цинк-хромовые катализаторы, используемые в синтезе высокого
давления, проявляют сравнительно высокую стабильность против действия серы. В
свежем газе, идущем на синтез метанола, вполне допустимы концентрации H2S,
равные 30 млн-1 и выше. Напротив, для медных катализаторов содержание
каталитических ядов в расчете на H2S ограничивают величиной 1 млн-1. Лишь с появлением
новых процессов очистки газа, например процесса Rectisol, стало возможным
снижать содержание сернистых соединений в синтез-газе до 0,1 млн-1 и
благодаря этому достигать срока службы катализатора 3 года и более.
Другой причиной быстрой дезактивации медных катализаторов следует считать
рекристаллизацию меди при слишком высоких температурах. В условиях синтеза
метанола медь в катализаторе находится в металлическом состоянии. Точка Там-
мана (т. е. минимальная температура, при которой замечается подвижность
атомов Си в кристаллической решетке) равна « 190 С. По этой причине максимально
допустимая температура синтеза на медьсодержащих катализаторах равна 270°С.
При более высоких температурах наступает быстрая дезактивация катализаторов
вследствие рекристаллизации меди.
Насколько известно из литературы, первая успешная попытка использовать
медьсодержащие катализаторы при промышленном синтезе метанола была
предпринята на химическом комбинате в г. Освенцим в Польской Республике.
Катализатор готовили, осаждая разбавленный раствор солей меди и цинка
алюминатом натрия при 85 °С, причем старались возможно полнее удалять щелочь из
осадка после фильтрования. Приготовленный катализатор имел следующий состав:
62,5% (масс.) СиО, 25% (масс.) ZnO, 7,5% (масс.) А1203 и 5,0% (масс.) Н20.
Катализатор эксплуатировали в трубчатом реакторе, охлаждаемом теплоносителем
Даутерм А (азеотропная и эвтектическая смесь 73% дифенилоксида и 27% дифени-
ла) при относительно высоких температуре и давлении (220—300 °С и 15—25 МПа) .
Польский исследователь Бласяк в 1947 г. предложил оказавшиеся перспективными
состав и способ приготовления медь-цинк-алюминиевого катализатора (61% СиО, 27% ZnO,
7,7% А1203) , который вскоре был применен в промышленном масштабе. Именовать
катализаторами Бласяка другие медьсодержащие катализаторы, включая цинк-хром-алюминиевые,
изученные российскими и зарубежными исследователями в 1927—1940 гг., нет оснований.
Рециркуляцию отходящего раза не применяли: на катализатор прямо поступала
смесь водяного газа и конвертированного природного газа. Производительность
катализатора в таких условиях составляла 1,25 т метанола на 1 м3 катализатора
в час. Срок службы катализатора при содержании серы в синтез-газе, равном 1—2
мг S/м3, составил всего 3—5 месяцев.
Уже давно на основе термодинамических и кинетических данных было
установлено, что медьсодержащие катализаторы, в противоположность цинк-хромовым,
обеспечивают оптимальный выход метанола в присутствии 4,5—5,5% (об.) СОг и при
соотношении Н2 : СО в синтез-газе «3,5 : 1.
После 1959 г. начался новый период в развитии медьсодержащих катализаторов,
который завершился промышленным и экономически эффективным синтезом метанола
при низких давлениях и температурах. Разработанные почти одновременно фирмами
ICI в Биллинхэме и Lurgi во Франкфурте-на-Майне медьсодержащие катализаторы
были успешно применены в промышленном синтезе метанола при низком давлении.
Каталитические системы имели, в соответствии с патентными данными, следующий
состав (% ат.):
Элемент
Си
Zn
Сг
V
Мп
Катализатор ICI
25-90
8-60
2-30
—
—
Катализатор Lurgi
30-80
10-50
—
1-25
10-50
Оптимальный катализатор получается не только за счет изменения состава,
решающее значение может иметь способ приготовления. В общем случае
рассматриваемые медьсодержащие катализаторы приготавливают, совместно осаждая
компоненты из более или менее разбавленных растворов солей. Чрезвычайно важно
поддерживать при осаждении заданные температуру и рН. После высушивания и
прокаливания отфильтрованного осадка полученную катализаторную массу формуют в
таблетки нужной величины.
Перед вводом в эксплуатацию катализатор необходимо восстановить, т. е.
перевести оксид меди в каталитически активную металлическую форму. Поскольку
восстановление СиО протекает с большим выделением тепла, для сохранения
возможно более высокой активности катализатора следует избегать его перегрева и
вести восстановление в потоке инертного газа при небольших концентрациях
водорода. После такого осторожного восстановления необходимость в стадии
«формирования» отпадает.
Примеры лабораторных
установок8 для синтеза
Фишера - Тропша
Конечно, этой областью интересуются многие народные умельцы - ими
разработано несколько разнообразных конструкций. Сведения о них можно найти в
интернете. Следует заметить, что главное - это не конструкция установки, а
воспроизводимая технология изготовления работоспособного катализатора. Последнее
требует проведения множества исследований и испытаний. Но доступные некоторые
технологии можно найти в книгах, журналах, патентах. Что-то доступно и через
интернет.
Но небольшие лабораторные (гаражные) установки разрабатывают и профессио-
8 Описание одной установки приведено в статье «Размышление на вечную тему» в 11
номере журнала «Домашняя лаборатория» за 2007 г.
нальные проектировщики, и производители серийной техники. Пример установки
изготовленной профессионалами по разовому заказу приведен на рис. 1.
Рис. 1. Лабораторная установка для производства жидких
углеводородов из природного газа.
Установка в металле по данному проекту была изготовлена на одном из
машиностроительных заводов. Установка размещена в лабораторной комнате размером 4x3
м. На фотографии видно, что окно комнаты занавешено стандартной шторой.
Проектировщики и завод-изготовитель заверили, что установка имеет взрыво - и по-
жаро-безопасность, сравнимые с бытовой газовой плитой.
Данные заверения подтвердились безопасной эксплуатацией установки в течение
8-ми месяцев. В течение этого времени не случалось аварийных ситуаций. Также
не случалось никаких внутренних хлопков или взрывов.
Установка содержит следующие основные узлы:
• стальной стол зеленого цвета;
• компрессор на забор/подачу газа на рабочее давление до 10 кг/см2 с
расходом 280 л/мин;
• устройство предотвращения понижения давления газа в подводящей газовой
магистрали;
• парогенератор;
• фильтр с окисью цинка для очистки газа от примесей серы;
• конвертор-реактор для производства синтез-газа;
• реактор для получения жидких углеводородов из синтез-газа;
• накопительный бачок с фитилем для дожигания водорода и других горючих
газов.
Установка позволяет раздельно устанавливать давление и подачу (расход) пара
и газа. Температура в обоих реакторах может регулироваться изменением подачи
газа в их горелки.
Замена реагентов осуществляется после отворачивания резьбовых пробок для
удаления и засыпки реагентов.
В 2012 году была запущена лабораторная установка (рис. 2) получения
синтетического жидкого топлива из природного газа производительностью 0,5 л/час в
п. Винтай, Самарская область.
Рис. 2. Лабораторная установка синтеза Фишера-Тропша. 1 -
винтовой мультифазный насос; 2 - вход синтез-газа; 3 - резервуар с
каталитической суспензией; 4 - сепаратор; 5 - конденсатор; 6 -
теплообменник; 7 - выход синтетических углеводородов.
Целью данного проекта была практическая проверка возможности получения
синтетической нефти и изучения состава получаемого продукта.
В результате проведенных испытаний была получена синтетическая нефть,
проведены ее хроматографические и масс-спектроскопические исследования. Это
позволило отработать технологические режимы синтеза Фишера-Тропша и выявить
зависимость качественного состава получаемой нефти от условий проведения
процесса .
Полностью автоматизированная реакторная система синтеза Фишера-Тропша с
неподвижным слоем катализатора разработана компанией ILS совместно со
швейцарским производителем PREMEX (см. снимки ниже).
Основа системы - реакторная емкость высокого давления, заполненная
катализатором, имеет три независимые секции нагрева. Синтез углеводородов из СО и
Н2 является сильно экзотермической реакцией. Энтальпия образования ее
продуктов составляет +165 град. С. В расчете на 1 м3 синтез-газа это составляет в
среднем 600 ккал. Таким образом, важным фактором безопасности, возникающей
при реализации процесса, является отвод образующегося тепла, который осущест-
вляется охлаждающими змеевиками, расположенные в каждой из трех секций
реактора. Гашение экзотермического перегрева осуществляется в автоматическом
режиме, что позволяет быстро и точно регулировать температуру в реакторе в
диапазоне от 0 до 500 град. С.
Для оптимального выбора производительности емкость реактора может быть
выполнена с внутренним диаметром в диапазоне от 5 до 20 миллиметров.
Встроенная система анализа газов позволяет контролировать процесс. Линия
сбора продукта, состоящая из 2 стадий, полностью автоматизирована9.
Стадия превращения
метанола в бензин
На последней стадии метанол и/или диметиловый эфир превращается в реакторе
с неподвижным слоем гетерогенного катализатора в смесь, состоящую из воды,
легких углеводородов и собственно жидких при обычных условиях углеводородов,
идентичных высокооктановым компонентам автомобильного бензина.
Успешность осуществления этой последней стадии превращения метанола (диме-
тилового эфира) в высокооктановые компоненты бензина определяется свойствами
гетерогенного катализатора. Существует множество патентных и научных
документов, описывающих способы получения и применения катализаторов конверсии
метанола.
Отметим, что прочностные характеристики катализатора конверсии метанола
играют далеко не последнюю роль при оценке технико-экономических показателей
процесса конверсии в целом. Реакция превращения метанола в жидкие
углеводороды сопровождается значительным выделением тепла. При температуре 399°С на
каждый килограмм превращенного метанола выделяется 1509-1743 кДж, а также
образуется 0,56 кг перегретого пара, смешанного с парами углеводородов. Подобная
паро-углеводородная смесь оказывает сильное химическое и механическое
действие на зерна катализатора. В результате непродолжительного контакта со столь
агрессивной средой известные катализаторы теряют механическую прочность и
селективность действия.
Блок катализа является третьей стадией технологического процесса получения
бензина. В качестве сырья на этой стадии используется метанол, получаемый на
предыдущей стадии из синтез-газа. Синтез бензина из метанола осуществляется
на высококремнистом цеолитном катализаторе. Реакционные газы направляются в
блок разделения, где из них выделяется смесь углеводородов различного
строения и разной молекулярной массы.
Процесс получения бензина из метанола на высококремнистом цеолитном
катализаторе включает реакции дегидрации эфира с образованием олефинов, реакции
олигомеризации и олигоциклизации олефинов, реакции алкилирования олифинов и
ароматических углеводородов, реакции крекинга и перераспределения водорода. В
результате получается смесь углеводородов с широким распределением
молекулярной массы и различного строения. Процесс осуществляется при температуре 320-
360°С и давлении 0,5-3,0 Мпа. Основным достоинством данного процесса является
селективность действия катализатора. Основными компонентами смеси являются
изопарафиновые и алкилароматические углеводороды.
В процессе эксплуатации цеолитосодержащего катализатора на его поверхности
отлагаются углеродистые соединения (типа кокса), которые блокируют его
активные центры, вследствие чего катализатор постепенно снижает свою активность.
Регенерация катализатора осуществляется путем термоокислительной обработки
Дополнительную информацию по реакторной системе синтеза Фишера-Тропша, а также
другим реакторным системам высокого давления Вы можете получить у эксклюзивного
представителя компании PREMEX в России - 000 "ТИРИТ"
азото-воздушной смесью при изменяющейся во времени температуре и концентрации
кислорода примерно раз в 500 часов работы. Физико-химическая сущность
регенерации сводится к выжиганию углеродистых соединений при температуре 450-550°С.
Поскольку процесс выжигания сопровождается выделением большого количества
тепла, во избежание необратимой дезактивации катализатора этот процесс следует
проводить при строгом контроле за температурой. Необратимая дезактивация
катализатора происходит при температуре выше 650°С.
Процесс регенерации осуществляют следующим образом. После остановки
процесса получения бензина сбрасывают давление в системе до 0,1-0,15 Мпа и
продувают ее азотом в течение 1 часа. Затем увеличивают подачу азота. Устанавливают
температуру катализатора в пределах 450-550°С и, не прекращая подачи азота,
начинают подпитку системы воздухом. В случае резкого подъема температуры
необходимо прекратить подачу воздуха в систему и продолжить продувку азотом.
После прекращения роста температуры снова включить подачу воздуха в систему.
Показателем окончания регенерации является отсутствие роста температуры при
полной замене азота на воздух и отсутствие двуокиси углерода в отходящих
газах.
Цеолитсодержащий
катализатор синтеза
бензина (патент)
Изобретение относится к области нефтеперерабатывающей и нефтехимической
промышленности и к созданию катализаторов, используемых в переработке
метанола в высокооктановый бензин. Описан цеолитсодержащий катализатор для
превращения метанола в высокооктановый бензин, содержащий цеолит ZSM-5 с силикатным
модулем Si02/Al203 = 40-100 моль/моль и остаточным содержанием оксида натрия
0,02-0,04 мас.%, элементы структуры цеолита и связующий компонент, причем в
качестве элементов структуры цеолита катализатор содержит оксид ниобия и
оксид железа или смесь оксидов этих металлов и оксида циркония и оксид хрома
при следующем содержании компонентов (мас.%): цеолит 65,00-85,00; Zr02 0-
3,00; Nb205 0-0,50; Fe203 0-1,00; Сг203 0-3,00; Na20 0,02-0,04; связующий
компонент - остальное.
Известен способ получения высокооктановых бензиновых фракций и/или
ароматических углеводородов путем переработки низкооктановых углеводородных фракций,
выкипающих в интервале температур 35-200°С. Увеличение выхода высокооктановых
бензиновых фракций и снижение энергозатрат достигается каталитической
переработкой низкооктановых углеводородных фракций в смеси с олефинами, и/или
спиртами, и/или простыми эфирами, составляющими 5-20 мас.% от количества
подаваемых на катализатор низкооктановых углеводородных фракций способом цеоформинг,
а именно на цеолитных (злементосиликатных) катализаторах при температуре 340-
480°С, давлении 0,1-2,0 МПа и объемной скорости подачи сырья 0,5-4,0 ч-1.
Известен способ получения бензина, при котором превращение углеводородного
сырья с концом кипения не выше 400°С проводят при температуре 250-500°С,
давлении не более 2,5 МПа и объемной скорости подачи сырья не более 10 ч-1 в
присутствии цеолитов алюмосиликатного состава либо галлосиликатов, галлоалю-
мосиликатов, железосиликатов, железоалюмосиликатов, хромсиликатов, хромалюмо-
силикатов. Образовавшиеся в ходе реакции углеводороды Ci~C5 отделяют от
бензина в сепараторе и подают во второй реактор, заполненный пористым
катализатором, в котором из этих углеводородов образуется концентрат аренов с
суммарным содержанием не менее 95% мае, что позволяет увеличить выход жидких
продуктов .
Известен способ переработки углеводородного сырья, имеющего температуру
конца кипения от 140 до 400°С, предназначенный для получения топливных фрак-
ций - бензиновых, керосиновых и/или дизельных фракций при помощи твердых
катализаторов . Переработку углеводородного сырья осуществляют путем его
контактирования при давлении 0,1-4 МПа, температуре 250-500°С и массовой скорости
подачи сырья до 10 ч-1 с регенерируемым катализатором, содержащим
кристаллический силикат или цеолит со структурой ZSM-5 или ZSM-11, общей эмпирической
формулы (0,02-0,35)Ыа20-Эл203- (27-300) Si02-kH20, где Эл - по меньшей мере,
один элемент из ряда Al, Ga, В, Fe, a k - соответствующий влагоемкости
коэффициент, или с катализатором, содержащим силикат или цеолит указанного
состава, и, по меньшей мере, один элемент и/или соединение элемента I-VIII групп в
количестве 0,01-10,0% мае, разделения продуктов контактирования после их
охлаждения путем сепарации и/или ректификации на фракцию(и) углеводородных
газов, бензиновую, керосиновую и/или дизельную фракции, регенерацию
катализатора осуществляют кислородсодержащим газом при температуре 350-600°С и давлении
0,1-4 МПа, причем в качестве сырья используют углеводородные фракции,
выкипающие до 400°С и содержащие изопарафины и нафтены в суммарном количестве 54-
58,1% мае, ароматические углеводороды - 8,4-12,7% мае, парафины и н-
парафины - остальное до 100% мае, или в качестве сырья используют
углеводородные фракции, выкипающие до 400°С и выбранные из группы, имеющей следующие
интервалы выкипания фракций, °С: 43-195, 151-267, 130-364, 168-345, 26-264,
144-272.
Известен способ получения высокооктановых бензиновых фракций и
ароматических углеводородов, при котором высокооктановые бензиновые фракции получают
путем переработки сырья (возможно, в присутствии водорода) при температурах
240-480°С (лучше 320-440°С) и давлении 0,1-4,0 МПа (лучше 0,5-2 МПа) на
катализаторе, содержащем цеолит пентасил (ZSM-5 или ZSM-11) состава (0,02-0,3)
Na20-Al203 - (0 ,01-1,13) Fe203 • (27-212) Si02 -kH20, модифицированный элементами или
соединениями элементов I-VIII групп в количестве 0,01-5,0 мас.%, или цеолит
состава (0,02-0,3)Na20 • А1203 (0,01-0, 6) Fe203 • (0,01-1,0) ЭпОт • (28-180)SiO2
• kH20, где ЭпОт - один или два оксида элементов II, III, V и VI групп, a k -
соответствующий влагоемкости коэффициент, или цеолит указанного состава,
модифицированный элементами или соединениями элементов I-VIII групп в
количестве 0,01-5,0 мас.%, с последующим охлаждением и разделением продуктов
контактирования на газообразные и жидкие фракции путем охлаждения, конденсации,
сепарации и ректификации. Регенерацию катализатора (для выжигания катализатор-
ного кокса с целью восстановления его каталитических свойств) осуществляют
при температуре 450-540°С и давлении 0,1-4 МПа первоначально регенерирующим
газом с содержанием кислорода 0,3-5 об.%, а затем с содержанием кислорода 15-
21 об.%. Технический результат: увеличение срока службы и сохранение высокого
уровня активности катализатора.
Недостатками вышеперечисленных способов получения цеолитсодержащих
катализаторов и переработки в их присутствии углеводородного сырья являются:
сложный состав катализаторов и многостадийность их приготовления, сложная схема
переработки углеводородного сырья с:
а) последующей сепарацией продуктов реакции,
б) присутствием в реакционной зоне водородсодержащего газа,
в) добавлением в углеводородное сырье олефинов, спиртов или эфиров.
Наиболее близким к заявляемому катализатору является цеолитсодержащий
катализатор, способ его получения и способ превращения алифатических
углеводородов высокооктановый компонент. Цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит
группы пентасил а с силикатным модулем Si02/Al203 = 60-80 моль/моль и
остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,05 мас.%, элемент структуры цеолита,
промотор и связующий компонент, причем в качестве элемента структуры цеолита
катализатор содержит оксид циркония или оксиды циркония и никеля, в качестве
промотора оксид цинка при следующем содержании компонентов, мае.%: цеолит
65,0-80,0; Zr02 1,59-4,0; NiO 0-1,00; ZnO 0-5,0; Na20 0,02-0,05; связующий
компонент - остальное. Описан способ превращения алифатических углеводородов
в высокооктановый компонент бензина или в смесь ароматических углеводородов
(варианты), включающий нагревание и пропускание сырья - паров прямогонной
бензиновой фракции нефти или газообразную смесь насыщенных углеводородов С2-
С4 через стационарный слой цеолитсодержащего катализатора. Технический эффект
- снижение количества компонентов и стадий синтеза цеолитсодержащего
катализатора, повышение степени превращения сырья, качества и выхода целевых
продуктов на катализаторе.
Основными недостатками данного цеолитсодержащего катализатора являются
узкий интервал мольного отношения Si02/Al203 и ограниченное сочетание
модифицирующих добавок в цеолите, что препятствует образованию широкого набора его
активных центров и использованию катализатора в процессах превращения
различных видов сырья. Данный цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и
способ использования выбран нами в качестве прототипа. Выход, октановые числа
и групповой состав бензинов, полученных по способу-прототипу из прямогонной
бензиновой фракции нефти, приведены в таблице 2.
Предлагаемый цеолитсодержащий катализатор, способ его получения и способ
превращения метанола в высокооктановый бензин с его использованием устраняет
указанные недостатки.
Задача изобретения - расширение возможностей использования катализатора,
введение более одного модифицирующего элемента в структуру цеолита, повышение
качества и выхода целевых продуктов.
Технический результат изобретения - достижение высокой фазовой чистоты цео-
литного катализатора и широкого распределения его кислотных центров по силе,
введение более одного модифицирующего элемента в структуру цеолита, повышение
качества и выхода целевых продуктов на заявленном катализаторе.
Технический результат относительно способа получения цеолитсодержащего
катализатора достигается тем, что цеолитсодержащий катализатор содержит цеолит
ZSM-5 с силикатным модулем Si02/Al203 = 40-100 моль/моль и оксиды циркония,
ниобия и железа или смесь оксидов этих элементов и оксид хрома в качестве
элементов структуры цеолита при следующем соотношении компонентов, мае.%:
цеолит 65,00-85,00; Zr02 0-3,00; Nb20 5 0-0,50; Fe203 0-1,00; Сг203 0-3,00; Na20
0,02-0,04; связующий компонент - остальное.
Технический результат относительно способа, основанного на использовании
предлагаемого цеолитсодержащего катализатора для превращения алифатических
углеводородов C2-Ci2 в высокооктановый бензин, достигается путем пропускания
паров прямогонной бензиновой фракции нефти (сырье) через стационарный слой
катализатора, нагретого до температуры 320-460°С, при нагрузке катализатора
по сырью 2 ч-1 и с выходом целевого продукта не менее 50%.
Технический результат в отношении способа, основанного на использовании
предлагаемого цеолитсодержащего катализатора для получения ароматических
углеводородов, достигается путем пропускания паров метанола (сырье) через
стационарный слой катализатора, нагретого до температуры 390°С, при нагрузке
катализатора по сырью 1 ч-1, со степенью конверсии сырья 100% и содержанием
ароматических углеводородов в жидкой углеводородной фазе 72,3-82,4%.
Цеолитсодержащий катализатор для превращения алифатических углеводородов
C2-Ci2 и метанола в высокооктановый бензин и ароматические углеводороды,
содержащий цеолит ZSM-5 с силикатным модулем Si02/Al203 = 40-100 моль/моль и
остаточным содержанием оксида натрия 0,02-0,04 мае.%, оксид циркония, оксид
ниобия и оксид железа или смесь оксидов этих металлов и оксид хрома при
следующем содержании компонентов, мае.%:
цеолит 65,00-85,00
Zr02 0-3,00
Nb205 0-0,50
Fe203 0-1,00
Cr203 0-3,00
Na20 0,02-0,04
связующий
компонент
остальное
Производство
цеолитсодержащего
катализатора
В дальнейшем предлагаемое изобретение поясняется конкретными примерами его
выполнения.
Пример 1
Для получения цеолитсодержащего катализатора, содержащего в качестве
активного компонента цеолит ZSM-5 в Н-форме (65-85 мас.%) и носитель в виде y~
А120з (15-35 мас.%), вначале гидротермальным синтезом получают Na-форму
цеолита. Для этого в промежуточных емкостях приготавливают водные растворы
нитрата алюминия и гидрата окиси натрия.
В емкость объемом 3,5 л, изготовленную из нержавеющей стали и снабженную
механической мешалкой лопастного типа, вводят 400,0 г измельченного силикаге-
ля (марка КСКГ, фракция менее 20 мкм, массовая доля потерь прокаливания
ПП400 = 8,64%) и 1000,0 мл воды хозяйственно-питьевой. Включают мешалку и при
интенсивном перемешивании последовательно добавляют в смесь 323,2 мл водного
раствора нитрата алюминия с концентрацией алюминия 12,6 г/л и 666,5 мл
водного раствора гидрата окиси натрия с концентрацией гидроксида натрия 128,34
г/л. Не выключая перемешивания в несколько приемов мелкими порциями вводят в
смесь 38,5 г циркония сернокислого четырехводного (реактив квалификации
«ЧДА», содержание циркония в реактиве 22,19%). Далее в приготавливаемую смесь
вводят 15,0 г затравочных кристаллов цеолита структуры ZSM-5 (в Na- или Н-
форме) и 62,0 г диэтилентриамина в качестве структурообразующей добавки
(реактив квалификации «Ч», массовая доля основного вещества 99,8%). После
опорожнения колбы с диэтилентриамином последнюю ополаскивают в два приема 200,0
мл воды хозяйственно-питьевой, которую переливают в емкость с
приготавливаемой смесью. После перемешивания смеси в течение 5-15 мин выключают мешалку и
переливают полученную смесь в автоклав объемом 5,0 л, снабженный механической
мешалкой с лопастями. Освободившуюся емкость ополаскивают в 2-3 приема 834,0
мл воды хозяйственно-питьевой, которую переливают в автоклав. Включают
мешалку автоклава и приготовленную реакционную смесь выдерживают в автоклаве при
160-190°С в течение 20-80 ч. После завершения гидротермального синтеза пульпу
Na-формы цеолита фильтруют. Полученный осадок промывают водой хозяйственно-
питьевой до достижения в промывном фильтрате-маточнике рН=9,0-7,0
(соотношение жидкой и твердой фаз при промывке составляет Ж:Т = 20-25:1). Промытый
осадок Na-формы цеолита направляют на проведение солевого ионного обмена.
В емкости объемом 3,5 л, выполненной из нержавеющей стали и снабженной
механической мешалкой, распульповывают осадок Na-формы цеолита в 2,8 л 25%-ного
водного раствора хлорида аммония. Полученную пульпу выдерживают при
температуре 90-100°С и постоянном перемешивании в течение 4-6 ч. Полученную после
солевого ионного обмена пульпу фильтруют, промывают водой хозяйственно-
питьевой при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т = 18-20:1 и затем промывают
водой деминерализованной при соотношении жидкой и твердой фаз Ж:Т = 2-3:1.
Промытый осадок аммонийной формы цеолита сушат в сушильном шкафу при темпе-
ратуре 100-110°С в течение 8-10 ч и направляют на операцию приготовления ка-
тализаторной массы. Промытый и высушенный осадок аммонийной формы цеолита
смешивают со 100 мл дистиллированной воды, к полученной смеси добавляют 194,0
г активного гидрооксида алюминия в виде влажной пасты (с остаточной массовой
долей влаги 30,2%) и 100 мл раствора азотной кислоты с концентрацией азотной
кислоты 60,0 г/л. Полученную смесь перемешивают до получения однородной
пластической катализаторной массы, пригодной для проведения экструзии и
гранулирования катализатора (смесь при необходимости выдерживают в вакуумном
сушильном шкафу при температуре 100-110°С до получения консистенции, пригодной для
экструзии и формования гранул катализатора).
Полученные после экструзии и гранулирования влажные гранулы катализатора
сушат в вакуумном сушильном шкафу при температуре 100-110°С в течение 4-6 ч и
прокаливают в муфельной печи при температуре 550-650°С в течение 1-2 ч.
Прокаленные гранулы катализатора подвергают классификационному рассеву.
Фракцию готового катализатора отделяют, а фракцию гранул < 2,5 мм направляют
на операцию измельчения в шаровой мельнице до получения однородного порошка,
который в последующем используется в качестве компонента шихты на операции
приготовления катализаторной массы.
Пример 2
Прямогонную бензиновую фракцию нефти (32,15 мас.% п-парафинов, 32,40 мас.%
i-парафинов, 30,49 мас.% нафтенов, 4,96 мас.% ароматических углеводородов,
октановое число 61 и 56 по исследовательскому и моторному методам,
соответственно) подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором,
помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 320-460°С, объемной скорости
подачи жидкого сырья 2 ч-1 и атмосферном давлении. Катализатор состоит из 79,85
мас.% цеолита структурного типа MFI/ZSM-5, содержащего в своей структуре 2,40
мас.% оксида циркония, и 20,15 мас.% у~А120з, используемого в качестве
связующего вещества.
Качественный и количественный состав полученного катализатора приведен в
таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных бензинов
приводятся в таблице 2.
Пример 3
Аналогичен примеру 1, только при интенсивном перемешивании последовательно
добавляют в смесь 277,0 мл водного раствора нитрата алюминия с концентрацией
алюминия 14,26 г/л и 496,0 мл водного раствора гидрата окиси натрия с
концентрацией гидроксида натрия 140,36 г/л. Не выключая перемешивания в несколько
приемов мелкими порциями вводят в смесь 3,67 г пентахлорида ниобия (реактив
квалификации «Ч», массовая доля основного вещества 99,8%). Далее в
приготавливаемую смесь вводят 15,0 г затравочных кристаллов цеолита структуры ZSM-5
(в Na- или Н-форме) и 60,0 г диэтилентриамина (бис-(2-аминоэтил) амина) в
качестве структурообразующей добавки (реактив квалификации «Ч», массовая доля
основного вещества 99,8%). После опорожнения колбы с диэтилентриамином,
последнюю ополаскивают в два приема 200,0 мл воды хозяйственно-питьевой,
которую переливают в емкость с приготавливаемой смесью.
Катализатор состоит из 80,38 мас.% цеолита структурного типа MFI/ZSM-5,
содержащего в своей структуре 0,40 мае.% оксида ниобия, и 19,62 мае.% у~А120з,
используемого в качестве связующего вещества.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора
представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных
бензинов приводятся в таблице 3.
Пример 4
Аналогичен примеру 1, только при интенсивном перемешивании последовательно
добавляют в смесь 299,8 мл водного раствора нитрата алюминия с концентрацией
алюминия 15,4 г/л, 128,3 мл водного раствора нитрата железа (III) с
концентрацией железа 20,26 г/л, 513,6 мл водного раствора гидрата окиси натрия с
концентрацией гидроксида натрия 146,72 г/л, 16,0 т затравочных кристаллов
цеолита структуры ZSM-5 (в Na- или Н-форме) и 61,0 т диэтилентриамина (бис-(2-
аминоэтил)амина) в качестве структурообразующей добавки с массовой долей
основного вещества 99,8%.
Катализатор состоит из 79,60 мас.% цеолита структурного типа MFI/ZSM-5,
содержащего в своей структуре 0,80 мае.% оксида железа, и 20,40 мае.% у{-К\20з,
используемого в качестве связующего вещества.
И др.
Качественный и количественный состав цеолитсодержащего катализатора
представлен в таблице 1. Выход, групповой состав и октановые числа полученных
бензинов приводятся в таблице 3.
Метанол подвергают контактированию с цеолитсодержащим катализатором,
помещенным в реактор объемом 5 см3, при температуре 390°С, объемной скорости
подачи жидкого сырья 1 ч-1 и атмосферном давлении.
Таким образом, предлагаемое изобретение позволяет получить цеолитсодержащий
катализатор при использовании дешевых и доступных соединений при том же
количестве стадий его синтеза.
Таблица 1. Качественный и количественный состав цеолитсодержащих
катализаторов .
Пример
2
3
4
5
Содержание компонентов, мае.%
Цеолит
ZSM-5
ZSM-5
ZSM-5
ZSM-5
75,83
78,30
77,14
76,10
у-А1203
1,6
1,66
1,64
1,62
Si02
2,40
-
-
2,00
А1203
-
0,40
-
0,40
Zr02
-
-
0,80
-
Fe203
-
-
-
-
Cr203
0,02
0,02
0,02
0,03
Na20
20,15
19,62
20,40
19,85
Таблица 3. Выход и групповой состав жидких продуктов реакции (в мас.%)
Пример
Температура, ° С
Выход бензина
Октановое число
1
360
85
83
2
400
73
86
3
440
59
90
3
360
82
85
5
400
72
89
6
440
60
92
7
460
51
94
Лабораторный пример
получения бензина10
Прямой синтез диметилового эфира (ДМЭ) из синтез-газа и его превращение в
углеводороды (бензин).
ДМЭ в настоящее время промышленно производится дегидратацией метанола в
объеме около 150 тыс. тонн в год, и используется главным образом в качестве
пропеллента в косметической промышленности. В небольших количествах уже
сегодня ДМЭ применяется как дизельное топливо и как топливо для бытовых нужд
(вместо СНГ). Диметиловый эфир имеет хороший потенциал использоваться в буду-
Пискарева М.А.
щем как топливо для электростанций (производства электроэнергии), для
автомобиля на топливной ячейке и как промежуточный продукт для синтеза ценных
химических веществ и в том числе бензина. Возможности альтернативного получения
бензина и жидких топлив активно исследуются во многих странах. В связи с
этим, получают свое развитие, процессы, объединенные под названиями «Gas to
liquid» и «Biomass to liquid». Однако, среди процессов газификации биомассы,
есть и такие, которые дают очень бедный по своему составу синтез-газ,
содержащий более 50% азота и оксида углерода. Что же реально можно сделать из
такого «бедного» синтез-газа? Именно поэтому, целью этой работы являлось
исследование возможностей получения ДМЭ, метанола и бензина из такого синтез-газа.
Для этого был исследован синтез ДМЭ на медьцинкхромалюминиевом и медьцинкалю-
миниевом катализаторах при широком интервале составов исходного синтез-газа и
вариациях объемной скорости при 260-280°С и 5-10 МПа.
Традиционная технология синтеза ДМЭ состоит из двух стадий - синтеза
метанола и его дегидратации. Использование гибридных катализаторов позволило
объединить эти две стадий в одном реакторе. В отличие от синтеза метанола,
термодинамика прямого синтеза ДМЭ более благоприятна. За счет одновременного
протекания всех трех реакций, конверсия достигает 90%.
С02 + ЗН2 = СН3ОН + Н20 -АН298 = 50,1 кДж/моль (2)
2СН3ОН = СНзОСНз + Н20 -АН298 = 40,9 кДж/моль (1)
СО + Н20 = С02 + Н2 -АН298 = 23,4 кДж/моль (3)
Испытания проводились на опытной установке, состоящей из двух
каталитических реакторов. Установка позволяет в зависимости от режима работы и
катализаторов получать ДМЭ прямым методом и превращать ДМЭ в бензин, либо получать
метанол или одновременно метанол и ДМЭ.
Рис. 1. Опытный блок для получения метанола, ДМЭ и бензина.
Для проведения данного исследования в первый реактор загрузили гибридный
катализатор прямого синтеза ДМЭ, во второй соответственно цеолитный
катализатор для синтеза бензина. Входящие в реактора газы и выходящие из них, а так
же жидкие продукты анализировались методом газовой хромотографии.
Испытание медьцинкхромалюминиевохю катализатора проводилось в течение 600
часов. При давлении 5 МПа и температурах 260 и 280 °С и вариациях состава
синтез газа и времени контакта. Всего 10 серий экспериментов. Серии
экспериментов проведены для широкого интервала состава синтез-газа, вплоть до
содержащего 57% азота.
На Рис. 2 показана зависимость конверсии и селективности от времени
контакта для нескольких (1, 2, 8, 9, 10) серий эксперимента. Видно, что
селективность практически не зависит от времени контакта. И при всех значениях
времени контакта селективность по ДМЭ не менее 66%. Конверсия СО сперва растет
быстро, потом замедляется. Точки для первой и девятой серий, когда катализатор
проработал уже более 500 часов (576 ч) ложатся на одну кривую, что говорит от
том, что падения активности не наблюдалось. Точки 8-й и 10-й серий при 260 °С
ложатся на одну кривую, что говорит, о том, что стабильность катализатора не
изменилась и после 600 часов. Аналогичная ситуация наблюдалась и для других
составов газа.
90
80
- 70 А
О
О
X
00
S
н
О)
с;
О)
о
о
о.
О)
00
X
о
60
50
40
30
20 А
10
конверсия СО
» — • » ш •
в ДМЭ
♦
-I—. в СОе
в СНзОН
0,5
1,5 2 2,5 3
Время контакта, с
3,5
4,5
Рис. 2. Зависимость селективности от времени контакта для 1, 2, 8, 9,
10 серий экспериментов.
На этом же катализаторе (медьцинкхромалюминиевом) было исследовано влияние
соотношения СО/СОг на синтез ДМЭ в проточно-циркуляционном режиме установки
высокого давления. Соотношение СО к С02 менялось в широком интервале от 0,07
до 15,2. С уменьшением этого соотношения в исходном газе, массовый состав
продуктов меняется, а именно, массовая доля метанола растет, а доля ДМЭ
понижается. Т.е. с понижением количества СО в исходном газе, селективность по ме-
танолу возрастает. Таким образом, изменяя это соотношение, можно управлять
селективностью процесса и получать преимущественно ДМЭ либо метанол или же их
смесь.
Было проведено исследование медьцинкалюминиевохю катализатора в синтезе ДМЭ
при 10 МПа и содержании азота в исходном газе 67% об. По результатам опыта
видно, что селективность превращения синтез-газа в ДМЭ практически не зависит
от времени контакта и температуры, а конверсия СО даже при малых временах
контакта (0,47 с) выше 50%.
В данной работе была исследована возможность получения бензина из «бедного»
синтез-газа, (содержащего до 67% азота) в проточном режиме работы опытной
установки . Показатели процесса видите в Табл. 1. Процесс идет с высокой
конверсией СО и с практически 100%-й конверсией ДМЭ. Основное преимущество данной
технологии - высокая селективность по жидким углеводородам, бензина
получается около 50%.
Таблица 1. Показатели процесса получения бензина из
«бедного синтез-газа».
1 Состав исх. газа: Конверсия,
N2 65.20% СО
СО 12.00% в С02
С02 3.30%
^2 19.50%
^/о Селективность, % I
71.4 Бензин 49.2
32.6 С1-С4 18.2
ДМЭ 0
сн3он о|
Полученный бензин практически не содержит бензола, серных и азотистых
соединений. Имеет высокое октановое число, не менее 92, приблизительно 93-94
пунктов по исследовательскому методу, без каких-либо добавок.
Выводы:
1. Показано, что предложенные катализаторы прямого синтеза ДМЭ позволяют
перерабатывать в ДМЭ и метанол синтез-газ различного состава (с
содержанием азота до 67%, разных соотношениях СО/Н2) с высокой конверсией СО и
высокой селективностью по ДМЭ в интервале давлений 5-10 МПа и температур
220-300 °С.
2. Изменяя технологические параметры процесса, а именно соотношение СО/С02,
можно управлять селективностью процесса.
3. Основным достоинством является селективность действия катализатора в
отношении образования жидких углеводородов
4. Катализатор позволяет получать высококачественный бензин из СО и Н2
через ДМЭ с высоким выходом.
Реализация процесса переработки природного газа в высококачественное жидкое
топливо и диметиловыи эфир позволит утилизировать сжигаемый сегодня попутный
газ, разрабатывать удаленные от магистрального газопровода месторождения газа
и обеспечит топливом для местных нужд.
Возможность производства диметилового эфира и бензина из биомассы еще более
привлекательна, поскольку при этом весь углекислый газ, выделяющийся при
сгорании топлива, будет использован биомассой в процессе ее рекультивации. Что
сделает диметиловыи эфир абсолютно чистым и возобновляемым источником
энергии.
Матпрактика
МОДЕЛИРОВАНИЕ РАБОТЫ ЯДЕРНОГО РЕАКТОРА
Майер Р.В.
Актуальной проблемой современности является развитие атомной энергетики.
Ядерный реактор - сложная техническая система, в которой используются
современные достижения автоматики и электроники. В настоящее время любой
эксперимент с атомным реактором сначала проигрывается на компьютерной модели: это
позволяет безопасно и с малыми затратами исследовать поведение реактора в тех
или иных условиях. Методы математического и компьютерного моделирования
технических систем подробно рассмотрены в [4 - 6] . В статье обсуждаются учебные
варианты компьютерных моделей, позволяющих исследовать функционирование
гипотетического ядерного реактора в различных режимах.
Постановка
задачи
Рассмотрим ядерный реактор - устройство, в котором протекает управляемая
цепная ядерная реакция, сопровождающаяся выделением большого количества
энергии (рис. 1). Он состоит из камеры 1, окруженной защитой, в которую помещают
ядерное топливо и замедлитель нейтронов. Для управления работой реактора
используются стержни 3, вдвигаемые в активную зону 2 с помощью двигателя 4.
Через активную зону прокачивается водяной или жидкостный теплоноситель, который
поступает в теплообменник, где и передает тепло водяному пару, вращающему
паровую турбину. Для контроля интенсивности ядерной реакции используют датчики
радиоактивности и температуры 6, подключенные к устройству управления 5,
которое включает двигатель, перемещающий управляющие стержни.
и~и
Рис. 1. Устройство ядерного реактора.
В реактор загружают ядерное топливо так, чтобы его масса превысила
критическое значение. Начинается цепная ядерная реакция: в результате поглощения
нейтрона ядром урана и его деления на осколки в среднем образуется К « 2,5
нейтронов. После деления ядра 99 % нейтронов появляются сразу же - это
мгновенные нейтроны. Остальные испускаются через некоторое время (10 - 50 с)
после 1-2 актов бета-распадов получившихся осколков деления. Часть из них
поглощается управляющими стержнями, а оставшиеся захватываются ядрами и
вызывают их деление. Чтобы уменьшить интенсивность ядерной реакции, в активную зону
вводят управляющие стержни, поглощающие нейтроны [1, с. 336-340]. Типичная
нестационарная задача реакторной физики состоит в расчете пуска, увеличения
мощности и остановки ядерного реактора.
Модель сферического
ядерного реактора,
учитывающая
диффузию нейтронов и
теплопроводность среды
Рассмотрим сферический ядерный реактор (рис. 1.2), состоящий из ядерного
топлива 1, защиты 2 и управляющих стержней 3. Модель должна учитывать
образование нейтронов в результате ядерного распада, их диффузию и теплопроводность
среды [2, 3, 7]. Запишем соответствующие уравнения в сферических координатах:
дп 1
dt [
д п 2 дп
+ ■
дг1 г дг
= кл
fd2T 2дтл
+
+ k2(l-j3)n + AC-S,
дг2 г дг
+
ср
q - к5п,
ас
dt
k^fin-AC,
здесь п - концентрация нейтронов на расстоянии г от центра О, р - доля
запаздывающих нейтронов, возникающих при распаде ядер-предшественников, (1 - Р)
- доля мгновенных нейтронов, С и X - концентрация и постоянная распада ядер-
предшественников, S - быстрота изменения концентрации нейтронов из-за погло-
щения их управляющими стержнями, Т - температура, q - теплота, выделяющаяся в
результате ядерных распадов, сир- удельная теплоемкость и плотность среды
(ядерное топливо, замедлитель нейтронов и теплоноситель).
В устройство управления заложена программа запуска, разгона и остановки
реактора, а также регулирующая функция, связывающая напряжение U на выходе
датчика с усилием F, создаваемым двигателем. Каждый управляющий стержень имеет
массу m и соединен с демпфером, который необходим для затухания возникающих
колебаний. Уравнение движения управляющих стержней имеет вид:
max = Fx - rvx
где г - коэффициент сопротивления. Увеличение х приводит к росту доли
нейтронов, поглощаемых управляющими стержнями. Регулирующая функция, связывающая
усилие двигателя с напряжением U на выходе датчика, имеет вид:
F = a (U - U0) + P(U(t + At) - U(t))/ At
Здесь Uo - заданное значение напряжения, а разность U(t + At) - U(t)
пропорциональна быстроте изменения напряженияи. Первое слагаемое учитывает
отклонение наблюдаемого U от заданного уровня Uo, а второе слагаемое - быстроту
изменения U. Когда U превышает U0 и/или быстро растет [(U(t + At) - U(t))/ At
велико], двигатель действует на систему стержней с силой F, вдвигая их в
активную зону на расстояние х. Для шарового реактора поглощающая способность
материала с ростом расстояния г до центра О убывает обратно пропорционально
г2, поэтому
S = kn(r)/r2
Программа ПР-1
program Yadernii_reaktorl; { Free Pascal }
{$N+}uses crt, graph; const h=l; dt=0.002; rl=50; r2=100;
b=0.1; Ll=0.05; kl=250; k2=1.6; rs=1.5;
var i,j,time,DV,MV: integer;
v,tt,F,kk,UO,NN,x,p,s1,U,Ul: s ingle;
T,T1,N,N1,C1: array[0..100] of single;
Procedure Upravlenie;
begin U:=0; For i:=0 to 40 do U:=U+T[i];
If tt<50 then U0:=50 else UO:=50+5*(tt-50);
If tt>150 then U0:=550; If tt>350 then U0:=25;
{If U/4>U0 then x:=x+0.8*dt;
If U/4<U0 then x:=x-0.8*dt;}
{If SUM>AA*1.2 then F:=0.2; If SUM<AA then F:=-0.2;}
F:=0.01*(U/5-U0)+10*(U-Ul); U1:=U; v:=v+(F-rs*v)*dt; x:=x+v*dt; If x>45
then x:=45; If x<l then x:=l; end;
Procedure Raschet;
begin N[0]:=N[1]; N[50]:=N[49]*0.9; NN:=0;
T[100]:=T[99]*0.9; T[0]:=T[1];
For i:=48 to 50 do NN:=NN+N[i];
For i:=l to rl-1 do begin si:=random(20)/100;
If i>round(rl-x) then p:=-1200/i/i else p:=0;
Nl[i] :=N[i] + (kl*((N[i+l]-2*N[i]+N[i-l])/(h*h)+2/i*(N[i]-
N [i-1] ) /h) +sl+ (1-b) *k2*N [i] +L1*C1 [i] +p*N [i] ) *dt; end;
For i:=l to r2-l do begin If i>rl then kk:=10 else kk:=140;
Tl[i]:=T[i]+(kk*((T[i+l]-2*T[i]+T[i-l])/(h*h)+
2/i*(T[i]-T[i-1])/h)+0.8*N[i])*dt; end;
For i:=l to rl-1 do N [i] :=N1 [i] ;
For i:=l to 99 do T[i] :=T1[i] ;
For i:=0 to rl do CI[i]:=C1[i]+(b*k2*N[i]-L1*C1[i])*dt; end;
Procedure Draw;
begin time:=1; {cleardevice;
For i:=l to 100 do begin If i>rl-x then
circle(20+1*5,430,1); line(i*5+20,420-round(2*T[i]),(i-1)*5
+20,420-round(2*T[i-l])); line(i*5+20,420-round(2*N[i]),
(i-l)*5+20,420-round(2*N[i-l])) ; end; line(20,420,500,420);
line(20,0,20,420);} circle(round(tt),450-round(T[10]*3),1);
circle(round(tt),450-round(N[10]*3),1);
circle(round(tt),450-round(x*6),1); end;
BEGIN DV: =Detect; InitGraph (DV,MV, f с : \bp\bgi f ) ; Randomize ;
For i:=l to rl do N[i]:=random(100)/100; x:=45;
Repeat tt:=tt+dt; inc(time); Upravlenie; Raschet;
If time mod 20=1 then Draw;
until KeyPressed; CloseGraph;
END.
При заданных параметрах реактора подберем регулирующую функцию F(U) и
зависимость Uo(t), при которых он плавно входит в рабочий режим, увеличивает свою
мощность до некоторого значения, а затем останавливается. Используемая
программа ПР-1 содержит цикл по времени, в котором рассчитываются концентрация
нейтронов п, число ядер предшественников С и температура Т (процедура
Raschet), определяется напряжение на выходе датчика и глубина х погружения
стержня (процедура Upravlenie), результаты выводятся на экран (процедура
Draw). При этом регулирующая функция имеет вид:
Fb = 0.01 (U75 - и0) + 10(и* - Ut_1)
а зависимость напряжения U0 от времени может быть задана так:
1) если t < 50, то U0 = 50;;
2) если 50 < t < 150, то U0 = 50 + 5(t - 50) ;
3) если 150 < t < 350, то U0 = 550;
4) если t < 350, то U0 = 25.
Все величины измеряются в условных единицах.
Можно убедиться, что при таком задании управляющей функции F(U) и
зависимости Uo(t) интенсивность ЛЛядерной реакции" изменяется плавно, "реактор"
работает без резких всплесков уровня "радиоактивности". На рис. 2 представлены
графики распределения нейтронов п(г) и температуры Т(г) в процессе работы
реактора в различные моменты времени. Графики зависимостей n(t), T(t) и x(t)
при пуске, работе и остановке реактора показаны на рис. 3. Видно, что в
установившемся режиме система находится в динамическом равновесии, управляющие
стержни, а с ними концентрация нейтронов п и температура Т, колеблются с
небольшой амплитудой. В момент t2 заданный уровень U0 падает до нуля, стержни
погружаются на максимальную глубину, ядерная реакция быстро затухает,
температура понижается до температуры среды. Если управляющая функция F (U) не
будет зависеть от скорости изменения U (например, Fb = 0.01 (UV5 - Uo) ) , то при
запуске ЛЛреактора" происходит быстрый рост ллрадиоактивности".
kT,n
~~F~lri
Рис. 2. Графики n(r) и Т(г) в различные моменты времени.
А П, Т9 X
Рис. 3. Моделирование пуска и остановки ядерного реактора.
Точечная модель реактора
(упрощенный вариант)
Пренебрежем размерами реактора и будем считать, что его состояние
определяется набором единых осредненных величин (концентрация нейтронов и
температура) . При этом мы не учитываем диффузию нейтронов, неоднородное нагреванием
активной зоны и создаем точечную модель ядерного реактора.
Начнем с простых рассуждений. За единицу времени возьмем время, требуемое
для появления нового поколения нейтронов (обычно несколько минут). Пусть в
момент t=0 в реакторе N=10 нейтронов. Нейтроны поглощаются ядрами, те
распадаются, появляется новое поколение нейтронов. Коэффициент размножения
нейтронов равен К = 2,4, то есть в момент t=l появляется KN нейтронов, в момент t=2
появляется K2N. Долю нейтронов, вылетающих в окружающую среду, обозначим
через pi; долю нейтронов, поглощаемых управляющими стержнями - через р2. Тогда
за время At ANi = piNAt нейтронов вылетает в окружающую среду, a AN2 = p2NAt
нейтронов поглощается стержнями. Оставшиеся N3 = N(1 - pi - p2)At нейтронов
захватываются ядрами, вызывают их деление, в результате чего появляется
следующее поколение нейтронов и выделяется энергия АЕ = N3E1 и выделяется
мощность Р = AE/At.
Датчики радиоактивности реагируют на изменение числа вылетающих из реактора
элементарных частиц, на выходе получается напряжение U = kiNi. Датчик
температуры отслеживает температуру теплоносителя, прокачиваемого через активную
зону, на его выходе получается напряжение, пропорциональное средней
температуре в центральной части активной зоны: U = к2Т.
Программа ПР - 2, моделирующая работу реактора, содержит цикл по времени с
шагом At = 0,01, в котором вычисляются количество нейтронов ANi, вылетевших
из реактора, число нейтронов AN2, поглощенных управляющими стержнями, число
нейтронов AN3, захваченных ядрами и вызвавших их деление, вырабатываемая
мощность Р, напряжение на выходе датчиков U, усилие двигателя F. Это позволяет
рассчитать смещение х управляющих стержней:
4+1 = (F^+l -rvx)lm, ux+l = их + ax+lAt, xt+l = х* + ux+lAt,
где ах и vx - их ускорение и скорость.
Один раз за 1/At = 100 циклов (то есть с шагом 1) моделируется появление
нового поколения нейтронов численностью N(t+At). Результаты вычислений
выводятся на экран в виде графиков зависимостей P(t) и x(t).
Программа 2
Program Reaktor2; { Free Pascal }
{$N+} uses crt, graph; const dt=0.01; Tl=10;
T2=150; T3=500; T4=1100; Mt=0.5; r=8; m=l; El=l/400;
var DV,MV,tt:integer; pi,p2,p3,Ur,D,D1,k,t,P,PP,
v,a,F,N,Nl,N2,N0,dNl,dN2,dN3: single;
BEGIN DV:=Detect; InitGraph (DV,MV, f c: \bp\bgi f ) ;
N0:=10; p3:=0.02; p2:=0.7;
Repeat t:=t+dt; inc(tt); pi:=0.2*exp(-0.25*t);
If pl<0.02 then pi:=0.02;
If tt mod 100=0 then begin N:=2.4*N0; N0:=0; tt:=0; end;
dNl:=pl*N*dt; dN2:=p2*N*dt; dN3:=(l-pl-p2)*N*dt;
D1:=D; D:=p3*dNl; P:=dN3*El; N0:=N0+dN3;
If t>Tl then Ur:=2; If t>T2 then Ur:=3+0.2*(t-T2);
If t>T3 then Ur:=73; If t>T4 then Ur:=73-0.2*(t-T4);
F:=0.05*(D-Ur)+8*(D-Dl); a:=(F-r*v)/m; v:=v+a*dt; p2:=p2+v*dt; If p2>0.75
then p2:=0.75;
If p2<0.03 then p2:=0.03; circle(10+round(Mt*t),210,1);
line(10+round(Mt*t)r450-round(P),10+round(Mt*(t-dt))r
450-round(PP) ) ; circle (10+round(Mt*t) Д0Д) ; PP:=P;
circle(10+round(Mt*t),210-round(p2*200),1);
circle(10+round(Mt*t) ,450-round(pl*400) ,1) ;
until KeyPressed; CloseGraph;
END.
Промоделируем пуск ядерного реактора, плавное увеличение его мощности до
заданного уровня и остановку. Пусть сначала ядерное топливо не загружено в
реактор; оно разделено на части, доля pi нейтронов, вылетающих в окружающую
среду, велика. Ядерное топливо загружают в реактор (pi плавно уменьшается по
закону pi = 0,2ехр(-0,25t)), стержни максимально вдвинуты в активную зону (р2
= 0,7). Зададим закон изменения U0(t) следующим образом:
если 0 < t < 10, то U0 = 0;
если 10 < t < 150, то U0 = 2;
если 150 < t < 500, то U0 = 3 + 0,2 (t - 150) ;
если 500 < t < 1100, то U0 = 73;
если t > 500, то U0 = 73 + 0,2 (t - 800) .
Результаты моделирования представлены на рис. 4. Сначала происходят
колебания радиоактивности, обусловленные пуском реактора, затем число образующихся
нейтронов практически равномерно возрастает до тех пор, пока реактор не
войдет в рабочий режим. В течение интервала [t3;t4] реактор выдает постоянную
мощность, а начиная с t4, его мощность равномерно уменьшается, и реактор
останавливается. На графиках видно, как колеблются управляющие стержни при
запуске реактора, и как они вдвигаются в активную зону при его остановке.
Сначала стержни вдвинуты, доля поглощаемых ими нейтронов максимальна и равна р2
= 0,7. После ti они начинают выдвигаться, р2 уменьшается, это приводит к
запуску реактора: имеет место всплеск радиоактивности и вырабатываемой энергии.
Стержни быстро вдвигаются, р2 растет, возникающие колебания быстро затухают,
переходный процесс заканчивается, система входит в установившийся режим.
Изменяя коэффициенты в регулировочной функции F(U), можно убедиться, что
реактор далеко не всегда ведет себя устойчиво: при некоторых аир резко
увеличивается число появляющихся нейтронов и вырабатываемая энергия, цепная реакция
становится неуправляемой (происходит ядерный взрыв).
kPo
N
К/\Л^-
о\
hP>V1
p2(t)
P(t)
Pl(t)
0"tj 't2 't3 t4 t
Рис. 4. Результаты моделирования разгона и остановки ядерного реактора.
Компьютерная модель позволяет изучить ситуацию, когда после перехода
реактора в установившийся режим происходит резкий всплеск радиоактивности,
например, из-за того, что количество нейтронов на небольшое время увеличивается на
10%, а затем возвращается к прежнему значению. На получающихся графиках
видно, как реагирует система. Происходит переходный процесс, управляющие
стержни, совершив несколько колебаний, останавливаются, система возвращается в
состояние динамического равновесия. Понятно, что при слишком сильном увеличении
количества нейтронов система выходит из равновесия, реакция становится
неуправляемой , происходит ядерный взрыв.
Решение системы
диффуравнений для
точечной модели
ядерного реактора
Процессы, происходящие в ядерном реакторе,
темой дифференциальных уравнений [2, 3, 7]:
можно описать следующей сие-
dn p{t) - (5
dt
I
n + ЯС + S,
dC P ,n dT
— = —п-ЛС , —
dt I dt
= ain-a2(T -T0),
где n - осредненная по объему концентрация нейтронов в реакторе, 1 -
среднее время генерации нейтронов, р - реактивность, С и X - концентрация и
постоянная распада ядер-предшественников, S - мощность источника (поглотителя)
нейтронов, oci и ос2 - коэффициенты, характеризующие скорость изменения средней
температуры в активной зоне в результате ядерного распада и теплообмена с
окружающей средой, имеющей температуру Т0 = 0. Мощность реактора
пропорциональна п; его реактивность р = (К - 1)/К, где К - коэффициент размножения
нейтронов .
На рис. 5 приведены результаты моделирования работы реактора, управляемого
по уровню радиоактивности (программа ПР-3). Модель также позволяет
проанализировать различные способы пуска ядерного реактора, и убедиться в том, что
при резком изменении интенсивности ядерной реакции в небольших пределах
система ведет себя устойчиво.
1
щ
1
(У
I Uq,X
—г
in, T
'tT
у- ■*" ;—^
1
~v~~
u0(t)
'•*
%
J
f
~V~
^-
t
^~
t
Рис. 5. Результаты моделирования пуска и остановки реактора.
kUn,x
Рис. 6. Работа реактора при ступенчатом изменении Uo(t).
Промоделируем работу ядерного реактора, управление которым осуществляется
по температуре теплоносителя при ступенчатом изменении U0(t) (рис. 6). Для
этого в программу ПР-3 следует внести небольшие изменения. Видно, что глубина
погружения стержней при резком изменении U0 совершает затухающие колебания. В
момент t4 управляющие стержни начинают погружаться, ядерная реакция прекраща-
ется. На рис. 7 представлены результаты моделирования работы реактора при
плавном повышении Uo. Программа позволяет промоделировать аварийную ситуацию,
когда интенсивность ядерной реакции, пропорциональная п, резко возрастает.
Система автоматически реагирует и снова входит в нормальный режим. Понятно,
что рассмотренные выше модели очень приблизительны и представляют интерес
только для обучения.
Рис. 7. Плавный запуск реактора. Управление по температуре.
Программа ПР-3
program Yadernii_reaktor3;
{$N+}uses crt, graph; const dt=0.005; 1=10;
lam=0.3; b=0.1; m=0.02; al=20; a2=0.02;
var DV,MV: integer; F,A,x,v,rho,n,nl, C,q,t,Tem: real;
BEGIN DV:=Detect; InitGraph(DV,MV,fс:\bp\bgif);
rho:=1.4; x:=100; A:=0; q:=l;
Repeat t:=t+dt; q:=l; nl:=n; rho:=rho-lE-3*dt;
n:=n+((rho-b)/l*n+lam*C+q-0.002*x*n)*dt;
C:=C+(b/l*n-lam*C)*dt; Tem:=Tem+al*n*dt-a2*Tem*dt;
If n<0 then n:=0; If C<0 then C:=0; If t>30 then A:=200;
If t>120 then A:=400; If t>420 then A:=150;
F:=2*(n-A)*dt+2E+4*(n-nl)*dt; v:=v+(F-0.01*v)*dt/m;
If t<650 then x:=x+v*dt else x:=x+0.01;
If x<0 then x:=0; If x>100 then x:=100;
circle(round(t),520-round(n/2),1); circle(round(t),
520-round(Tem/2300), 1); circle(round(t),520,1);
circle(round(t),250-round(A/5),1); circle(round(t)f110,1);
circle (round (t) ,250,1) ; circle (round (t) , HO-round(x) ,1) ;
until KeyPressed; ReadKey; CloseGraph;
END.
Литература
1. Акоста В. и др. Основы современной физики / В. Акоста, К. Кован, Б.
Грэм; Пер. с англ. - М.: Просвещение, 1981. - 495 с.
2. Бартоломей Г. Г. Основы теории и методы расчета ядерных энергетических
реакторов: Учеб пособие для вузов / Г.Г. Бартоломей, Г. А. Бать, В. Д.
Байбаков, М.С. Алхутов - М.: Энергоиздат, 1982. - 512 с.
3. Ганев И.Х. Физика и расчет реактора: Учеб. пособие для вузов. - М.:
Энергоатомиздат, 1992. - 496 с.
4. Майер Р.В. Задачи, алгоритмы, программы [Электронный ресурс] / URL:
http://mayer.hop.ru (http://maier-rv.glazov.net)
5. Неймарк Ю.И. Математические модели в естествознании и технике: - Н.
Новгород: Издательство Нижегородского госуниверситета, 2004. - 401 с.
6. Тарасик В. П. Математическое моделирование технических систем: Учебник
для вузов. - Мн.: ДизайнПРО, 2004 - 640 с.
7. Хетрик Д. Динамика ядерных реакторов - М.: Атомиздат, 1975. - 400 с.
Литпортал
РОИ
Майкл Крайтон
День шестой. 13:12
Они все собрались в комнате отдыха, там, где были игровые автоматы и
видеоигры . Только сейчас никто не играл. Все тревожно смотрели на меня, пока я
объяснял, что мы должны сделать. Мой план был довольно прост - сам рой
вынуждал нас это сделать, хотя об этой подробности я предпочел умолчать.
В общих чертах я сказал, что мы имеем дело со сбежавшим роем, поведение
которого не можем контролировать. И этот рой уже продемонстрировал способности
к самоорганизации.
- Наличие мощного компонента самоорганизации означает, что рой способен
восстановить себя после какого-нибудь повреждения или нарушения его
структуры. Так, как рой это сделал в случае со мной. Поэтому рой должен быть
полностью истреблен физически. То есть частицы следует подвергнуть воздействию
крайне высокой или крайне низкой температуры, кислоты или мощного магнитного
поля. И насколько я успел изучить поведение роя, наилучший шанс уничтожить
рой представится нам ночью, когда рой теряет энергию и падает на землю.
Рики заметил:
- Но мы уже пробовали это делать, Джек. Мы не можем найти его ночью...
- Конечно, не можете, - подтвердил я. - Потому что вы его не пометили.
Пустыня очень большая. Рой можно выследить в его ночном убежище только в том
случае, если пометить его достаточно мощным маркером, по которому мы сможем
обнаружить его след.
- Каким это маркером, к примеру?
- Это мой второй вопрос, - сказал я. - Какие маркирующие агенты у вас здесь
есть? - Все смотрели на меня ничего не выражающими взглядами. - Ну, давайте,
ребята. Это же промышленный производственный комплекс. У вас должно быть хоть
что-нибудь, чем можно пометить частицы, чтобы потом их выследить. Либо сильно
светящееся вещество, либо феромон с характерным химическим составом, либо
какой-нибудь радиоактивный маркер...
Снова пустые взгляды. Молчат, только головами качают.
- Ну... - проронила Мэй. - Конечно, у нас есть радиоизотопы.
- Отлично.
Наконец-то хоть что-нибудь.
- Мы используем их для отслеживания утечек в системе.
- Какие у вас есть изотопы?
- Селен-72 и рений-186. И еще немного ксенона-133. Я не знаю точно, что
именно сейчас есть в наличии.
- Какие у них периоды полураспада? Некоторые изотопы утрачивают
радиоактивность очень быстро, в течение нескольких часов или даже минут. В таком случае
они не подходят для того, что я задумал.
- Период полураспада у всех порядка недели, - ответила Мэй. - У селена
восемь дней. У рения четыре дня. У ксенона пять дней. Пять с четвертью.
- Хорошо. Нам подойдет любой, - сказал я. - Нам нужно, чтобы
радиоактивность сохранялась в течение ночи после того, как мы пометим рой.
Мэй продолжала:
- Обычно мы растворяем изотопы в растворе глюкозы. Его можно разбрызгать.
- Вот и отлично, - согласился я. - Где сейчас изотопы?
Мэй неуверенно улыбнулась.
- На складе.
- А где это?
- Снаружи. Рядом со стоянкой машин.
- Хорошо, - сказал я. - Значит, давайте выйдем наружу и принесем их.
- Бога ради! - воскликнул Рики, всплеснув руками. - Ты что, совсем спятил,
Джек? Ты едва не погиб сегодня утром. Ты больше не будешь выходить.
- Другого выбора у нас нет, - твердо заявил я.
- Конечно же, есть! Мы можем подождать до ночи.
- Нет, - возразил я. - Потому что тогда мы не сможем пометить их до завтра.
И не сможем выследить и уничтожить их до завтрашней ночи. Это означает, что
мы предоставим лишние тридцать шесть часов организмам, которые очень быстро
эволюционируют. Мы не можем так рисковать.
- Рисковать? Джек, если ты выйдешь сейчас наружу, ты погибнешь. Это
совершенно безумная идея. Ты спятил!
Чарли Давенпорт смотрел на монитор. Теперь он повернулся к остальным.
- Нет, Джек не спятил. И я пойду вместе с ним, - он улыбнулся мне и
замурлыкал себе под нос "Рожден для дикой жизни...".
Я сказал:
- Это не так уж необходимо. Мэй, ты можешь мне рассказать...
- Нет. Я пойду с тобой.
- Нам нужно соорудить какой-нибудь аппарат для опрыскивания, лучше всего -
с дистанционным управлением, - предложил Дэвид Брукс. - Рози, это твоя
специализация .
- Ладно, я тоже пойду, - сказала Рози Кастро, посмотрев на Дэвида.
- Вы все идете? - Рики посмотрел на каждого из нас по очереди и покачал
головой . - Это чрезвычайно опасно. Крайне опасно.
Никто ему не ответил. Мы все просто смотрели на него.
Тогда Рики раздраженно произнес:
- Чарли, заткнись наконец, пожалуйста! Перестань мычать. - Он повернулся ко
мне: - Не думаю, что я могу вам это позволить, Джек...
- Не думаю, что у тебя есть выбор, - сказал я.
- Я здесь главный.
- Сейчас - нет.
Я подавил вспышку раздражения. Мне захотелось сказать ему, что это он
наворотил тут дел, позволив рою эволюционировать в природных условиях. Но я не
знал, сколько критических решений приняла Джулия. В конце концов, Рики ведь
всегда подлизывался к начальству, старался угодить тем, кто главнее его, как
ребенок старается угодить родителям. Он подхалимствовал очень очаровательно -
это был его любимый способ продвигаться в жизни. И его самое слабое место.
Но сейчас Рики упрямо выпятил подбородок.
- Ты просто не сможешь этого сделать, Джек, - сказал он. - Вы, ребята, не
сможете выйти наружу и остаться в живых.
- А вот и сможем, Рики, - возразил Чарли Давенпорт. Он указал на монитор. -
Посмотри сам.
На монитор передавалось изображение пустыни. Послеобеденное солнце озаряло
колючие кактусы. Вдали виднелся одинокий кустик можжевельника, темный при
таком ярком свете. Я не сразу понял, что имел в виду Чарли. А потом заметил,
что песок движется - ветер нес песчинки над самой поверхностью пустыни. Потом
я увидел, что куст можжевельника наклонен в одну сторону.
- Да, ребята, - сказал Чарли Давенпорт. - Сейчас там, снаружи, сильный
ветер. Сильный ветер - никаких роев, помните? Им приходится прижиматься к
земле . - Он встал и направился к коридору, который вел на энергостанцию. - Не
будем тратить время. Пошли, ребята.
Все встали и направились к выходу. Я шел последним. Меня поразило, что Рики
оттер меня в сторону и заслонил проход своим телом.
- Прости, Джек, я не хотел ставить тебя в неловкое положение перед
остальными . Но я действительно не могу допустить, чтобы ты это сделал.
- Ты предпочел бы, чтобы это сделал кто-нибудь другой? - спросил я.
Рики нахмурил брови.
- Что ты имеешь в виду?
- Рики, пришло время взглянуть в лицо фактам. Это уже катастрофа. И если мы
не сможем с ней совладать, нам придется позвать на помощь.
- Помощь? Что ты имеешь в виду? - повторил он.
- Я имею в виду, что придется звонить в Пентагон. Вызывать армию. Мы должны
призвать кого-то, кто сможет совладать с этими роями.
- Господи, Джек! Мы не можем этого сделать.
- У нас нет выбора.
- Но это означает крах для компании. Мы никогда больше не сможем получить
инвестиции.
- Это меня волнует меньше всего, - сказал я.
Я страшно разозлился из-за того, что творилось в этой пустыне. Цепочка
неверных решений, ошибок и промахов тянулась недели и месяцы. Такое
впечатление, будто все в этом "Ксимосе" делали на скорую руку, накладывали заплатки
поверх заплаток, по быстрому, грубо и некачественно. Об отдаленных
последствиях никто не заботился.
- Подумай сам, - сказал я. - У вас сбежал рой, который представляет собой
смертельную опасность. Вы больше не можете позволить себе с ним заигрывать.
- Но Джулия...
- Джулии здесь нет.
- Но она говорила...
- Меня не интересует, что она говорила, Рики.
- Но компания...
- К черту компанию, Рики! - я схватил его за плечи и крепко встряхнул. - До
тебя что, не доходит? Ты не выходишь наружу - потому что ты боишься их, Рики!
Мы должны их уничтожить. И если мы не сможем сделать это быстро, нам придется
позвать на помощь.
- Нет.
- Да, Рики.
- Это мы еще посмотрим! - прорычал он. Его тело напряглось, глаза
загорелись . Он схватил меня за воротник. Я стоял, не двигаясь, просто смотрел ему в
глаза. Рики пару секунд сверлил меня пылающим взглядом, потом ослабил хватку.
Похлопал меня по плечу и поправил мой воротник.
- Проклятье, Джек! Что я делаю? - проговорил он и улыбнулся своей фирменной
улыбкой - страдальческой, заискивающей. - Прости меня, Джек. Наверное, у меня
просто нервный срыв. Ты прав. Конечно же, ты абсолютно прав. К черту
компанию . Мы должны это сделать. Мы должны уничтожить эти штуки ко всем чертям.
- Да, - согласился я, все еще не сводя с него пристального взгляда. - Мы
должны.
Рики помолчал, убрал руку от моего воротника.
- Ты думаешь, я веду себя странно? Мэри тоже кажется, что я стал немного
странным. Она как-то сказала мне об этом. Я действительно веду себя странно?
- Ну...
- Скажи мне, Джек...
- Наверное, это от нервов... Сколько ты спишь?
- Немного. Пару часов.
- Может быть, тебе стоит принять таблетку?
- Я принимал. Не помогает. Это все чертовы нервы. Ужасное напряжение. Я
здесь торчу уже неделю. Теперь ты будешь здесь за главного.
- Как и предполагалось.
- Да. Ну, в любом случае... - Он отвернулся, как будто внезапно устыдившись
чего-то. Потом сказал: - Я буду держать с вами связь по рации. Буду следить
за каждым вашим шагом. Я очень благодарен тебе, Джек. Ты принес сюда
разумность и порядок. Только... Только будь там поосторожнее, ладно?
- Постараюсь.
Рики отступил в сторону.
Я прошел мимо него и вышел в коридор.
В коридоре, пока мы шли к энергостанции, Мэй пошла рядом со мной. Я сказал
ей:
- Тебе не обязательно выходить наружу, Мэй. Ты и по рации можешь мне
объяснить , что делать с изотопами.
- Меня больше беспокоят не изотопы, Джек, - произнесла Мэй негромко, так,
что ее голоса почти не было слышно за гулом кондиционеров. - Меня беспокоит
кролик.
Я подумал, что неправильно расслышал ее слова.
- Что?
- Кролик. Я должна снова исследовать кролика.
- Почему?
- Помнишь, я взяла образец ткани из его желудка? Так вот, пару минут назад
я рассмотрела его под микроскопом.
- И что?
- Боюсь, у нас большие проблемы, Джек.
День шестой. 14:52
Я вышел за дверь первым и прищурил глаза, глядя на освещенную ярким солнцем
пустыню. Хотя было уже почти три часа дня, солнце как будто светило так же
ярко и жарко, как раньше. Горячий ветер трепал мою рубашку и брюки. Я
придвинул микрофон рации поближе к губам и спросил:
- Бобби, ты записываешь?
- Записываю тебя, Джек.
- Изображение нормальное?
- Да, Джек.
Чарли Давенпорт вышел наружу и засмеялся.
- Знаешь, Рики, ты - непроходимый тупица. Ты в курсе? - спросил он.
В наушнике я услышал голос Рики:
- Брось, Чарли. Ты же знаешь, я не люблю комплименты. Мог бы и промолчать.
Потом за дверь вышла Мэй. У нее на плече висел рюкзак.
- Это для изотопов, - пояснила она.
- Они тяжелые?
- Контейнеры - тяжелые.
За Мэй вышли Дэвид Брукс и Рози. Рози скорчила рожицу, ступив на песок.
- Господи, какая здесь жара!
- Я думал, ты знаешь, Рози, что в пустынях обычно бывает жарко, - поддел ее
Чарли.
- Не воняй, Чарли.
- Не бойся, Рози, я пукну в другую сторону, - сказал Чарли и громко рыгнул.
Я внимательно осмотрел горизонт, но ничего подозрительного не заметил.
Машины стояли под навесом, примерно в пятидесяти ярдах от двери. Навес над
стоянкой упирался одним торцом в приземистое бетонное здание с узкими окнами,
выкрашенное в белый цвет. Это и был склад.
Мы пошли к складу. Рози сказала:
- А там работают кондиционеры?
- Да, - ответила Мэй. - Но на складе все равно жарко. Он плохо изолирован.
- Склад герметичен? - спросил я.
- Не совсем.
- Это значит - нет, - сказал Чарли Давенпорт и рассмеялся. Потом спросил в
микрофон: - Бобби, какой у нас ветер?
- Семнадцать узлов, - ответил Бобби Лембек. - Хороший сильный ветер.
- И долго он еще продержится? До заката?
- Скорее всего, да. Еще три часа.
Я сказал:
- Времени должно хватить.
Я заметил, что Дэвид Брукс все время молчит. Он еще не проронил ни слова,
просто шел к складу вместе со всеми. Рози держалась рядом с ним.
- Ну, с этим никогда не угадаешь, - сказал Чарли. - Что угодно может
случиться. В любую минуту, - и как-то очень нехорошо рассмеялся.
Рики сказал:
- Чарли, может, хватит? Ты всем действуешь на нервы.
- Может, выйдешь сюда и заткнешь мне рот, начальник? - поинтересовался
Чарли... - Что, обосрался? Штаны дерьмом залепило?
Я сказал:
- Чарли, давай не будем отвлекаться.
- Да я и не отвлекаюсь. Ни капельки не отвлекаюсь.
Ветер сметал песок, образуя коричневатую дымку над самой землей. Мэй шагала
рядом со мной. Она посмотрела в пустыню и вдруг сказала:
- Я хочу пойти посмотреть на кролика. А вы идите дальше, если хотите.
И она повернула направо, туда, где лежали останки кролика. Я пошел вместе с
ней. Остальные тоже повернули и потянулись за нами. Мне показалось, что всем
хочется держаться вместе, группой. Ветер не ослабевал.
Чарли спросил:
- Зачем тебе сдался этот кролик, Мэй?
- Хочу кое-что проверить, - она на ходу натянула резиновые перчатки.
В наушнике затрещало, и Рики сказал:
- Кто-нибудь удосужится объяснить мне, что происходит?
- Мы идем посмотреть на кролика, - ответил Чарли.
- Зачем?
- Мэй хочет его увидеть.
- Она его уже видела. Ребята, я бы не советовал вам разбредаться по
пустыне .
- А никто и не разбредается по пустыне, Рики.
Я уже различал вдали тушку кролика, наполовину занесенную песком. Через
пару минут мы обступили тушку со всех сторон. Ветром кролика повалило на бок.
Мэй присела, перевернула его на спинку и развернула тушку.
- Твою м... - пробормотала Рози.
Я поразился, увидев, что плоть кролика больше не была гладкой и розовой.
Все ткани стали шероховатыми, а в нескольких местах выглядели так, будто их
поскребли металлической щеткой. И все было покрыто молочно-белой пленкой.
- Выглядит так, будто его окунули в кислоту, - сказал Чарли.
- Так и есть, - ответила Мэй. В ее голосе прозвучала мрачная озабоченность.
Я посмотрел на часы. Это произошло всего за два часа.
- Что с ним случилось?
Мэй достала увеличительное стекло, опустилась на колени и склонилась над
кроликом. Быстро перемещая стекло, она осмотрела тушку с разных сторон. Потом
сказала:
- Тушка частично съедена.
- Съедена? Но кем?
- Бактериями.
- Погоди-ка, - спросил Чарли Давенпорт, - ты думаешь, это сделали Тета-ди?
Ты думаешь, его сожрала кишечная палочка?
- Это мы скоро узнаем, - ответила Мэй. Она достала из поясной сумки
несколько стеклянных пробирок, внутрь которых были вставлены ватные тампоны на
проволочках.
- Но прошло так мало времени...
- Времени прошло достаточно, - возразила Мэй. - При высокой температуре
скорость роста бактерий увеличивается.
Она быстро взяла мазки с разных участков тушки разными тампонами и
аккуратно вставила тампоны обратно в пробирки.
- При такой жаре Тета-ди наверняка растет очень агрессивно.
- Это естественно для бактерий - если у них есть подходящая питательная
среда. Их рост очень быстро входит в фазу логарифмической прогрессии, когда
они удваиваются каждые две или три минуты. Я полагаю, что именно это здесь и
происходит.
Я сказал:
- Но если это верно, то, значит, рой...
- Я не знаю, что это означает, Джек, - быстро произнесла Мэй. Она
посмотрела на меня и едва заметно покачала головой. Намек был ясен: "Не сейчас".
Но у остальных мысли развивались в том же направлении.
- Мэй, Мэй, Мэй... - сказал Чарли Давенпорт. - Ты утверждаешь, что рои
убили кролика для того, чтобы его съесть? Чтобы вырастить больше кишечных
палочек? И создать больше роев?
- Я этого не говорила, Чарли, - ее голос звучал ровно, почти успокаивающе.
- Но ты так подумала, - продолжал Чарли. - Ты думаешь, что рои поедают
плоть млекопитающих с целью размножения...
- Да. Я так думаю, Чарли, - Мэй осторожно сложила пробирки с мазками в
сумку и поднялась на ноги. - Но теперь мы взяли образцы культур. Мы посмотрим их
под микроскопом, исследуем - и увидим то, что увидим.
- Готов поспорить, если мы вернемся сюда еще через час, эта белая слизь
исчезнет, и тушка будет покрыта черной пылью. Новыми наночастицами. И
постепенно их наберется достаточно, чтобы сформировать новый рой...
Мэй кивнула:
- Да. Я тоже так думаю.
- И поэтому вокруг фабрики исчезла вся живность? - спросил Дэвид Брукс.
- Да, - Мэй откинула со лба прядь волос. - Это происходит уже не один день.
Какое-то время все молчали. Мы стояли вокруг1 тушки кролика, повернувшись
спинами к ветру. Плоть кролика таяла с такой быстротой, что мне показалось,
будто тушка уменьшается буквально у нас на глазах.
- Нам лучше поскорее избавиться от этих чертовых роев, - сказал Чарли.
Мы все разом повернулись и пошли к складу.
Все молчали.
Говорить было не о чем.
Пока мы шли, некоторые из тех мелких птичек, которые сновали по пустыне в
тени кактусов чолла, внезапно вспорхнули в воздух и, чирикая, полетели
впереди нас.
Я сказал, повернувшись к Мэй:
- Получается, вся живность исчезла, а птицы остались?
- Выходит, что так
Стайка птиц покружилась и вернулась обратно, а потом расселась на песке в
сотне ярдов от нас.
- Может быть, они слишком маленькие, и рои не обращают на них внимания, -
предположила Мэй. - Потому что у птиц слишком мало плоти.
- Возможно, - я подумал, что может отыскаться и другое объяснение. Но для
того, чтобы узнать это наверняка, я должен был проверить программный код.
Я вошел из-под солнца в тень под гофрированным навесом и двинулся вдоль
ряда машин к двери складского помещения. На двери виднелись таблички,
предупреждающие о разных опасностях - о радиоактивных нуклидах, микроволнах,
биологической опасности, взрывчатых веществах, лазерном излучении. Чарли сказал:
- Видишь теперь, почему мы держим все это дерьмо снаружи?
Когда я подошел к двери, Вине передал по рации:
- Джек, тебе звонят. Переключаю на твой сотовый.
Телефон у меня в кармане запищал. Наверное, это Джулия. Я достал трубку и
откинул флип.
- Да?
- Пап... - это был Эрик. Судя по голосу, парень был чем-то недоволен. Я
вздохнул.
- Да, Эрик.
- Когда ты вернешься?
- Не знаю, сынок.
- Ты приедешь к ужину?
- Боюсь, нет. А что? Какие-то проблемы?
- Она такая противная!
- Эрик, просто скажи мне, в чем проблема
- Тетя Эллен все время возится с ней. Так нечестно.
- Эрик, я сейчас очень занят, поэтому объясни мне внятно, что не так?
- Почему? Что ты делаешь?
- Скажи мне, что не так, сын.
- Ничего, - Эрик явно надулся. - Если ты не приедешь домой - тогда это все
равно не имеет значения. Кстати, а ты сейчас где? В пустыне?
- Да. Откуда ты узнал?
- Я разговаривал с мамой. Тетя Эллен заставила нас поехать к ней в
больницу . Так нечестно. Я не хотел ехать. А она все равно меня заставила.
Я вздохнул.
- Ну, как там мама?
- Она выписывается из больницы.
- Она уже прошла все обследования?
- Доктора хотят, чтобы она еще осталась, - ответил Эрик. - Но она хочет
выписаться . У нее только скобки на руке, и все. Она говорит, с остальным все в
порядке. Пап! Почему я все время должен делать, как говорит тетя Эллен? Так
нечестно.
- Дай мне поговорить с Эллен.
- Ее сейчас нет. Она повела Николь покупать ей новое платье для спектакля.
- А кто остался с тобой дома?
- Мария.
- Хорошо. Ты уже сделал уроки?
- Нет еще.
- Вот этим и займись, сын. Я хочу, чтобы ты сделал уроки до ужина. -
Потрясающе, как эти слова вырываются у родителей - будто сами собой.
Я уже дошел до двери склада и теперь рассматривал предупреждающие таблички.
Некоторых обозначений я не знал - например, ромбика с четырьмя разноцветными
квадратиками внутри, и на каждом квадрате - разные цифры. Мэй открыла дверь и
вошла внутрь.
- Папа... - Эрик заплакал. - Когда ты приедешь домой?
- Я не знаю. Надеюсь, уже завтра, - сказал я.
- Хорошо. Ты обещаешь?
- Обещаю.
Я слышал, как он шмыгает носом, потом послышался другой звук, погромче -
Эрик высморкался в рукав рубашки. Я сказал, что он может позвонить мне снова,
попозже, если захочет. Настроение у парня вроде бы улучшилось. Мы
распрощались .
Я спрятал телефон в карман и вошел внутрь склада.
Внутри складское помещение было разделено на две большие комнаты
перегородкой из стеллажей. Вдоль всех четырех стен тоже тянулись ряды полок. Бетонные
стены, бетонный пол. В одной из комнат были еще одна дверь и убирающиеся в
рулон гофрированные роль-ворота для грузовых машин. Сквозь узкие окна с
деревянными рамами в помещение проникал горячий солнечный свет. Натужно гудели
кондиционеры, но, как Мэй и говорила, на складе было довольно жарко. Я закрыл
за собой дверь и осмотрел уплотнители. Это была обычная обивка от непогоды.
Да, склад действительно негерметичен.
Я прошел вдоль стеллажей, заставленных контейнерами с запасными частями для
фабричного и лабораторного оборудования. Во второй комнате находились более
обычные вещи - чистящие средства, туалетная бумага, запасы мыла, коробки с
овсяными хлопьями и пара холодильников, набитых едой.
Я повернулся к Мэй.
- Где изотопы?
- Вон там, - она провела меня вокруг срединного стеллажа, к круглой
стальной крышке, вмурованной в пол. Крышка была около трех футов в диаметре и
очень напоминала утопленный в пол контейнер для мусора, если не считать
светящегося значка "радиационная опасность" и цифрового замка по центру. Мэй
присела и быстро набрала код.
Крышка с шипением поднялась над полом.
Я увидел лестницу, которая спускалась в круглую камеру со стальными
стенками . Изотопы хранились в металлических контейнерах разных размеров. Наверное,
Мэй могла определить, что где, по одному внешнему виду, потому что она
сказала:
- Есть селен-172. Возьмем его?
- Конечно.
Мэй спустилась по лестнице вниз.
- Да прекратишь ты, наконец? - в углу склада Дэвид Брукс отпрыгнул от Чарли
Давенпорта. Чарли держал в руках большой флакон пВиндексап - моющего средства
для окон. Он опробовал разбрызгивающий механизм и в процессе слегка обрызгал
Дэвида. И, судя по всему, не случайно.
- Дай сюда эту чертову штуку! - сказал Дэвид, отбирая у Чарли флакон.
- Я думаю, это может нам пригодиться, - невинным тоном произнес Чарли. -
Только надо приделать устройство для дистанционного управления.
Из дальней комнаты вышла Рози, держа в руках блестящий цилиндр, с которого
свисали провода.
- Это не подойдет? Кажется, это соленоидный переключатель.
- Да, - сказал Дэвид. - Но вряд ли он сможет развить достаточное давление,
чтобы сжать этот флакон. Они там разные? Нужно что-нибудь побольше.
- Не забывайте - нужен еще механизм дистанционного управления, - напомнил
Чарли. - Если только вы не хотите выйти туда и обрызгать эту дрянь
собственноручно .
Мэй выбралась из подвальчика, держа в руках тяжелый металлический цилиндр.
Она подошла к умывальнику, прихватив по пути бутыль с жидкостью соломенного
цвета. Потом надела толстые прорезиненные перчатки и начала смешивать изотопы
с жидкостью. Счетчик радиации над мойкой затрещал.
В наушнике раздался голос Рики:
- Ребята, вы ничего не забыли? Если даже у вас будет дистанционное
управление, как вы собираетесь заставить облако приблизиться к опрыскивателю? Я
почему-то сомневаюсь, что рой просто прилетит и зависнет где надо, пока вы
будете его опрыскивать.
- Мы придумаем, чем его подманить, - сказал я.
- Чем это, например?
- Их можно приманить кроликом.
- Но у нас нет кролика.
Чарли сказал:
- Знаешь, Рики, у тебя очень негативное мышление.
- Я всего лишь сообщаю вам факты.
- Спасибо, что поделился умными мыслями, - заявил Чарли.
Так же как Мэй, Чарли тоже заметил, что Рики всеми силами пытается нам
помешать . Рики как будто хотел, чтобы рои уцелели. В этом не было никакого
смысла. Однако он вел себя именно так.
Я хотел бы сказать Чарли кое-что относительно Рики, но через переговорные
устройства меня бы услышали все. Такова неприятная сторона современных
средств связи - твои слова может подслушать кто угодно.
- Эй, ребята! - окликнул нас Бобби Лембек. - Как там у вас дела?
- Разбираемся тут, что к чему. А что?
- Ветер ослабевает.
- Какая сейчас скорость ветра? - спросил я.
- Пятнадцать узлов. А было восемнадцать.
- Пятнадцать - не так уж мало, - сказал я. - Все в порядке.
- Я знаю. Просто предупреждаю вас.
В соседней комнате Рози спросила:
- Что такое термит? - она держала в руках пластиковую коробку, наполненную
металлическими цилиндриками размером с большой палец.
- Поосторожнее с ними, - сказал Дэвид. - Наверное, это осталось после
строителей. Видимо, они делали термитную сварку.
- Но что это такое?
- Термит - это смесь алюминия и оксида железа, - пояснил Дэвид. - Он дает
очень высокую температуру горения - три тысячи градусов - и горит так ярко,
что смотреть невозможно. Термитом плавят сталь для сварки.
- Много там таких штук? - спросил я у Рози. - Возможно, они нам пригодятся
сегодня ночью.
- Там их четыре ящика. - Она достала один цилиндрик из коробки. - А как их
поджигают?
- Осторожнее, Рози. Они в магниевой оболочке. Могут вспыхнуть от любого
случайного источника тепла.
- Даже спичкой можно поджечь?
- Если хочешь остаться без руки. Лучше использовать сигнальные ракеты или
осветительные патроны. Что-нибудь с фитилем.
- Понятно, - сказала Рози и скрылась за углом.
Счетчик радиации все еще щелкал. Я повернулся к умывальнику. Мэй уже
закрыла контейнер с изотопом и теперь переливала золотистую жидкость в бутылку из-
под пВиндексап.
- Эй, ребята, слышите меня? - это снова был Бобби Лембек. - Я наблюдаю
некоторую нестабильность. Ветер затихает. Скорость уже упала до двенадцати
узлов .
- Хорошо, - сказал я. - Не нужно сообщать нам о малейшем изменении, Бобби.
- Просто я заметил нестабильность, вот и все.
- Я думаю, пока нам ничего не угрожает, Бобби.
Как бы то ни было, Мэй должна справиться за несколько минут. Я подошел к
компьютерному терминалу и включил его. Экран засветился, появилось меню. Я
спросил:
- Рики, могу я вывести код роя на этот монитор?
- Код? - переспросил Рики. В его голосе мне послышались тревожные нотки. -
Зачем тебе понадобился код?
- Я хочу посмотреть, что вы, ребята, туда наворотили.
- Зачем?
- Рики, бога ради, могу я его увидеть или нет?
- Можешь, конечно, можешь. Все версии кода в директориях через слэш после
кода. Они запаролированы.
Я нашел нужную директорию. Но войти в нее не смог.
- Какой пароль, Рики?
- Пароль - л-а-н-г-т-о-н, все буквы строчные.
- Хорошо.
Я ввел пароль. И вошел в директорию, в которой были собраны все модификации
программы, с указанием размера файла и даты изменений. Все документы были
больших размеров. Это означало, что в них - все программы для разных аспектов
системы роя. Потому что коды самих частиц обычно бывают маленькими - всего
несколько строчек, на восемь-десять килобайт, не больше.
- Рики.
- Да, Джек.
- Где коды частиц?
- Их там нет?
- Черт тебя дери, Рики, перестань увиливать!
- Слушай, Джек, это не я занимался архивами...
- Рики, это рабочие файлы, а не архивы, - сказал я. - Скажи мне, где они?
Он помолчал немного, потом сказал:
- Там должна быть субдиректория Си-Ди-Эн. Коды в ней.
Я прокрутил страничку вниз.
- Вижу.
В этой директории я нашел список файлов, все - очень маленькие. Судя по
датам модификаций, они начали создаваться около шести недель назад. А за
последние две недели ничего нового не появилось.
- Рики, вы не меняли коды последние две недели?
- Да, примерно столько.
Я открыл самый последний документ.
- Вы делали краткие сводки?
Когда эти ребята работали в моей группе, я всегда требовал, чтобы они
составляли краткое описание структуры программы на обычном языке. Такую сводку
просмотреть гораздо проще, чем документацию внутри самого программного кода.
К тому же, когда требуется сжато описать структуру программы, нередко удается
решить логические проблемы.
- Они должны быть там же, - сказал Рики.
Я увидел на экране следующее:
/*Инициализировать */
Для j=l до LxV выполнить
Sj=0 /^установить начальный запрос до 0/
Закончить для
Для i=L до z выполнить
Для j=l до LxV выполнить
Sij = (состояние (x,y,z)) /^пороговые параметры агента*/
Oij = (требуемые (Cj,Hj)) /^требуемые параметры агента*/
Реакция = 0 /*начало реакции агента*/
Зона = z(i) /^начальная зона, не изученная агентом*/
Охват = 1 /*активация перемещения агента*/
Закончить для
Закончить для
/* Главное*/
Для к1=1 до RVd выполнить
Для tm=l до nv выполнить
Для S=L до j выполнить /*выслеживание окружающего*/
Oij = (требуемые (Cj,Hj)) /*требуемые параметры агента*/
Sij (состояние (x,y,z)) /*агент находится в движении*/
SikL = (действительное(х,у,z)) /^отслеживать ближайшие агенты*/
Я какое-то время изучал записи, пытаясь понять, что они в них изменяли.
Потом я пролистал вниз, до описания окончательного кода, чтобы посмотреть, как
в конце концов они это выполнили. Но самого главного кода в папке не было.
Вся совокупность поведения частиц была обозначена как объект со ссылкой на
нечто под названием пкомп._стат.".
- Рики, - сказал я. - Что такое "комп._стат."? Где это?
- Должно быть там...
- Его здесь нет.
- Ну, я не знаю... Может, его скомпилировали.
- Но мне-то от этого не легче, правда? - Скомпилированный код прочитать
невозможно. - Рики, я хочу увидеть этот чертов модуль. В чем проблема?
- Да нет никакой проблемы... Мне придется его поискать, вот и все.
- Хорошо...
- Я сделаю это, когда вы вернетесь.
Я посмотрел на Мэй.
- Ты можешь найти код?
Она покачала головой. По выражению ее лица я понял, что кода мне не видать
как своих ушей, что Рики будет придумывать все новые и новые отговорки, чтобы
не допустить меня к нужной информации. Я только не понимал почему. В конце
концов, я ведь затем сюда и приехал, чтобы помочь им разобраться с кодом. Я
эксперт в этой области.
В соседней комнате Рози и Дэвид копались на полках с запасным оборудованием
в поисках радиопередатчиков. Пока ничего подходящего не нашлось. Чарли Давен-
порт в противоположном углу комнаты громко пукнул и крикнул:
- Бинго!
- Господи, Чарли! - пробормотала Рози.
- Нельзя долго удерживать газы внутри, - заявил Чарли. - Это вредно для
здоровья.
- У меня здоровье портится от твоего присутствия, - сказала Рози.
- Ну, извини, - Чарли поднял руку и показал какой-то блестящий
металлический предмет. - Тогда, наверное, тебе не нужен вот этот выпускной клапан с
дистанционным управлением?
- Что? - переспросила Рози и повернулась к Чарли.
- Ты что, издеваешься? - возмутился Дэвид и пошел к Чарли, чтобы
рассмотреть его находку.
- Причем, заметьте, он рассчитан на давление до двадцати атмосфер.
- Как раз то, что нам нужно, - сказал Дэвид.
- Если только ты его не испортишь, - подковырнул Чарли.
Дэвид взял клапан, и они все вместе пошли к умывальнику. Там все еще
возилась Мэй, в толстых резиновых перчатках.
- Дайте мне закончить, - попросила она.
- Я буду светиться в темноте? - спросил Чарли улыбаясь.
- Только твои неудержимые газы, - ответила Рози.
- Они и без того светятся. Особенно если ты их подожжешь.
- Господи, Чарли...
- Ты же знаешь, в газах полно метана. А метан при горении дает интенсивное
синее пламя, - Чарли захохотал.
- Я рада, что ты полностью собой доволен, - сказала Рози. - Потому что всем
остальным ты давно опротивел.
- Ой-ой-ой! - горестно воскликнул Чарли и прижал руку к сердцу. - Я умираю,
умираю...
- Не подавай нам несбыточных надежд.
У меня в наушнике затрещало.
- Эй, ребята! - это снова был Бобби Лембек. - Скорость ветра упала до шести
узлов.
Я сказал:
- Хорошо, - и, повернувшись к остальным, добавил: - Давайте заканчивать,
ребята.
Дэвид проронил:
- Мэй нас всех задерживает. Когда она справится, мы установим этот клапан.
- Давайте разберемся с клапаном уже в лаборатории, - предложил я. -
Собирайте вещи, ребята.
Я подошел к окну и выглянул наружу. Кусты можжевельника по-прежнему
клонились под порывами ветра, но песчаной поземки больше не было.
В наушнике раздался голос Рики:
- Джек, уводи оттуда свою чертову группу!
- Мы уже собираемся уходить, - ответил я.
Дэвид Брукс деловито сказал:
- Не имеет смысла уходить, пока мы не нашли клапан, который точно подойдет
к бутыли...
- По-моему, нам все-таки лучше уйти - закончили мы или де закончили, - ска-
зала Мэй.
- И какой в этом смысл? - возразил Дэвид.
- Собирайтесь! - скомандовал я. - Перестаньте препираться и собирайте вещи
- прямо сейчас.
Бобби передал по рации:
- Скорость ветра - четыре узла и продолжает снижаться. Быстро.
- Все, уходим, ребята, - сказал я и повел всех к двери.
Но тут вмешался Рики:
- Нет.
- Что?
- Вы не можете уйти прямо сейчас.
- Но почему?
- Слишком поздно. Они уже здесь.
День шестой. 15:12
Все бросились к окну. Мы стукались головами, пытаясь выглянуть наружу и
осмотреться во всех направлениях. Насколько я смог увидеть, горизонт был чист.
Я не заметил вообще ничего подозрительного.
- Где они? - спросил я.
- Приближаются с юга. Мы видим их на мониторах.
- Сколько их? - спросил Чарли.
- Четыре роя.
- Четыре!
Главный производственный корпус был как раз к югу от нас. А в южной стене
склада не было ни одного окна.
Дэвид сказал:
- Мы ничего не видим. Насколько быстро они приближаются?
- Быстро.
- Нам хватит времени добежать до входа?
- Не думаю.
Дэвид нахмурился.
- Он "не думает"... Господи Иисусе...
И прежде чем я успел что-то сказать, Дэвид бросился к наружной двери
склада , распахнул ее настежь и вышел на солнце. Сквозь прямоугольник дверного
проема мы видели, как он смотрит на юг, заслонившись ладонью от слепящего
солнца. Мы все заговорили одновременно:
- Дэвид!
- Дэвид, какого черта ты делаешь?!
- Дэвид, скотина!..
- Я хочу увидеть...
- А ну, быстро обратно!
- Идиот безмозглый!
Но Брукс не двинулся с места. Он стоял и смотрел вдаль, прикрывшись от
солнца ладонью.
- Я ничего не вижу, - сказал он. - И ничего не слышу. Послушайте, я думаю,
может, нам стоит попытаться... Вдруг мы успеем добежать... О нет! Не
успеем. . .
Дэвид быстро заскочил внутрь, споткнулся о порог, упал, поднялся на ноги,
захлопнул дверь и прижал ее всем телом, судорожно цепляясь пальцами за
дверную ручку.
- Где они?
- Приближаются... - пробормотал он дрожащим от нервного напряжения голосом.
- Они приближаются. . . О господи! Они приближаются, приближаются. . . - Дэвид
вцепился в ручку двери обеими руками, налег на нее всем весом, продолжая
бормотать : - Приближаются... они приближаются...
- Отлично! - сказал Чарли. - У этого придурка поехала крыша.
Я подошел к Дэвиду и положил ему руку на плечо. Он буквально висел на
дверной ручке и дышал неровно и часто.
- Дэвид, - негромко произнес я. - А теперь ты должен успокоиться. Вдохни
поглубже.
- Я только... Я должен держать. . . Должен удержать их... - По его лицу
ручейками струился пот, все тело было напряжено. Я чувствовал, как его плечо
дрожит под моей рукой. Дэвида явно обуял панический страх.
- Дэвид, сделай несколько глубоких вдохов, хорошо? - предложил я.
- Я должен удер... Д-должен... Должен, д-дол... Д-должен...
- Глубокий вдох, Дэвид... - Я сам глубоко вдохнул, показывая ему, что нужно
сделать. - Так будет лучше. Ну, давай, вдохни поглубже. Вдохни...
Дэвид нервно кивнул, стараясь прислушаться ко мне. Он вдохнул один раз, не
слишком глубоко. А потом его дыхание снова сбилось и стало прежним -
неглубоким , прерывистым.
- Хорошо, Дэвид, а теперь вдохни еще разок...
Он снова вдохнул. И еще раз. Постепенно его дыхание выровнялось. Он
перестал трястись.
- Вот и хорошо, Дэвид... Молодец...
У меня за спиной Чарли Давенпорт фыркнул:
- Я всегда знал, что этот придурок чокнутый. Только посмотрите - сюсюкают с
ним, как с обосранным грудным младенцем.
Я обернулся и посмотрел на Чарли в упор. Он только пожал плечами.
- Эй, я в полном порядке.
Мэй сказала:
- Это не поможет, Чарли.
- Насрать на помощь.
Рози сказала:
- Чарли, не умничай. Просто заткнись и помолчи немного, ладно?
Я снова повернулся к Дэвиду и ровным голосом произнес:
- Все в порядке, Дэвид.. . Дыши глубже.. . Так, хорошо... А теперь отпусти
дверную ручку.
Дэвид помотал головой, продолжая цепляться за ручку. Но сейчас он казался
растерянным, как будто не знал, что делать дальше. Потом он быстро-быстро
заморгал . У меня сложилось впечатление, будто Дэвид выходит из глубокого
транса.
- Отпусти дверную ручку, Дэвид, - мягко попросил я. - Не нужно так за нее
цепляться.
Наконец Дэвид выпустил ручку, обмяк, сполз по двери и уселся на пол. А
потом обхватил голову руками и заплакал.
- О господи! - фыркнул Чарли. - Только этого нам не хватало.
- Чарли, заткнись.
Рози сходила к холодильнику и принесла бутылку минералки. Она протянула
бутылку Дэвиду. Тот выпил, не переставая плакать. Рози помогла Дэвиду подняться
на ноги и кивнула мне, давая понять, что берет Дэвида на себя.
Я отошел на середину комнаты, к остальным, которые стояли возле
компьютерного монитора. На экране вместо файла с кодом появилось изображение с
наблюдательных камер, расположенных на северной стене главного корпуса. Там было
четыре роя. Они сверкали серебром и кружились, перемещаясь вдоль стены
здания.
- Что они делают? - спросил я.
- Пытаются пробраться внутрь.
Я спросил:
- А почему они это делают?
- Мы точно не знаем, - ответила Мэй.
Несколько секунд мы молча наблюдали за роями. Меня снова поразила
целеустремленность и упорядоченность их поведения. Они напомнили мне медведей,
которые пытаются вломиться в трейлер, чтобы добраться до пищи. Рои
останавливались возле каждой закрытой двери, возле каждого окна, зависали в воздухе,
облетали вдоль всей рамы, а потом двигались дальше, к следующему отверстию в
стене.
Я сказал:
- Они всегда вот так обследовали двери?
- Да. А что?
- Создается впечатление, будто они не помнят, что двери закрыты.
- Это правда, - подтвердил Чарли. - Не помнят.
- Из-за того, что им не хватает памяти?
- Либо поэтому, либо потому, что это - другое поколение, - сказал он.
- Ты имеешь в виду, что это могут быть другие рои - не те, которые
прилетали днем?
- Да.
Я посмотрел на часы.
- Значит, новое поколение появляется каждые три часа?
Чарли пожал плечами:
- Не знаю. Мы так и не нашли место, где они размножаются. Я могу только
предполагать.
Если новые поколения наночастиц появляются так быстро, значит, эволюционный
механизм, встроенный в программный код - каким бы он ни был, - тоже очень
быстро прогрессирует. Как правило, в генетические алгоритмы, результатом
действия которых является воспроизводство себе подобных, закладывается
определенный уровень, после которого наступает оптимизация, и этот уровень колеблется
от пятисот до пяти тысяч поколений. Если эти рои воспроизводятся каждые три
часа, следовательно, за прошедшие две недели у них появилось около сотни
поколений. А при сотне поколений модель поведения роя оптимизировалась весьма
значительно.
Глядя на монитор, Мэй сказала:
- По крайней мере, они остаются возле главного корпуса. Похоже, они не
знают , что мы здесь.
- Откуда они могли об этом узнать? - спросил я.
- Они и не узнали, - сказал Чарли. - У них главный орган восприятия -
зрение . Возможно, последние поколения обзавелись неким подобием слуха, но все
равно зрение остается главным. Если они чего-то не видели - это для них все
равно, что не существует.
Подошла Рози, ведя с собой Дэвида.
- Мне очень жаль, ребята, что так получилось... - пробормотал Дэвид.
- Да ладно, все нормально.
- Все в порядке, Дэвид.
- Я не знаю, как это вышло... Я просто не смог с собой совладать.
Чарли сказал:
- Расслабься, Дэвид. Все всё понимают. Ты псих, и у тебя слетела крыша. Все
ясно. Без проблем.
Рози обняла Дэвида за плечи. Дэвид громко высморкался. Посмотрев на
монитор , Рози спросила:
- Ну, что они там делают?
- Похоже, они не знают, что мы здесь.
- Хорошо...
- Остается надеяться, что и не узнают.
Рози задумчиво хмыкнула и спросила:
- А если узнают, что тогда?
Я уже обдумывал такую возможность.
- Если узнают - тогда нам придется положиться на дыры в предпосылках
программы "Хи-Доб". Мы используем слабые места программного модуля.
- В каком это смысле?
- Мы сгруппируемся. И будем вести себя, как стая птиц.
Чарли заржал, как лошадь.
- Ну да, а как же? Собьемся в стаю - и пускай они на нас охотятся!
- Я не шучу, - сказал я.
За последние тридцать лет ученые изучили систему взаимоотношений "Хищник-
Добыча" на множестве видов животных - от львов и гиен до боевых муравьев. Эти
исследования позволили гораздо лучше понять, как добыча защищается от
хищников. Такие животные, как зебры и олени карибу, живут большими стадами не
потому , что они очень общительные. Они собираются в стада для того, чтобы
защититься от хищников. Чем больше количество животных в стаде, тем большую
угрозу они собой представляют. Кроме того, нападающий хищник нередко теряется,
когда стадо животных бросается врассыпную, разбегается в разные стороны.
Иногда хищники в такой ситуации буквально застывают на месте. Когда хищник видит
слишком много движущихся объектов охоты, он зачастую не может выбрать, кого
преследовать, - и не преследует никого.
То же самое справедливо и для птичьих стай, и для косяков рыб. Когда
большая группа птиц или рыб действует скоординировано, хищнику трудно различить в
группе отдельное животное. Как правило, хищники нападают на животных, которые
чем-то отличаются от основной группы. Именно поэтому чаще всего добычей
становятся детеныши - не только потому, что их легче поймать, но, главное,
потому , что они выглядят не так, как все остальные в стаде. По той же причине
хищники убивают больше самцов, чем самок, поскольку недоминантные самцы
обычно держатся чуть поодаль от стада, что делает их более приметными.
Еще тридцать лет назад, когда Ханс Круук изучал гиен в Серенгети, он
обнаружил, что достаточно выкрасить какое-нибудь животное краской - и оно станет
добычей хищника при первом же нападении на стадо. Вот насколько значима
непохожесть на всех остальных.
Вывод из всего этого прост. Держаться вместе. Быть одинаковыми.
В этом заключалась наша выигрышная стратегия.
Но я очень надеялся, что испробовать ее в действии нам все-таки не
придется.
На какое-то время рои исчезли из виду. Они улетели за угол, к другой стене
главного корпуса. Мы напряженно ждали. И довольно скоро рои появились снова.
Они опять пролетели вдоль здания, обследуя все отверстия, одно за другим.
Мы все смотрели на монитор. Дэвид Брукс обильно потел. Ему приходилось то и
дело вытирать пот со лба рукавом.
- Долго они еще будут там летать? - спросил он.
- Столько, сколько захотят, - ответил Чарли.
Мэй сказала:
- По крайней мере, до тех пор, пока ветер снова не усилится. И, похоже, это
случится не скоро.
- Господи... Не понимаю, как вы все можете так спокойно это терпеть! -
воскликнул Дэвид.
Он был очень бледен. Пот капал с бровей и заливал ему очки. Мне показалось,
что Дэвид вот-вот сорвется с места и бросится бежать, не разбирая дороги.
- Дэвид, ты не хочешь присесть? - осторожно спросил я.
- Да, наверное, я лучше сяду.
- Хорошо.
- Пойдем, Дэвид, - Рози провела его в дальний угол комнаты, к умывальнику,
и усадила на пол. Он обхватил колени руками и уткнулся в них лицом. Рози
смочила холодной водой бумажное полотенце и положила его Дэвиду на затылок. Она
обращалась с Дэвидом очень нежно и заботливо.
Чарли раздраженно покачал головой и сказал:
- Чертов засранец! Только его соплей нам сейчас не хватало!
- Чарли, это не поможет... - сказала Мэй.
- Ну, так и что? Мы застряли в этом сраном сарае, в котором куча сраных
щелей, мы ничего не можем сделать, нам некуда податься, а у этого чокнутого
засранца сорвало крышу, и он только делает все еще хуже.
- Да, - спокойно согласился я. - Все это правда. Но от того, что делаешь
ты, лучше не становится.
Чарли хмуро глянул на меня и замычал мелодию из "Зоны сумерек".
- Чарли, обрати внимание, - сказал я. За то время, пока я наблюдал за
роями , их поведение немного изменилось. Они больше не держались вплотную к
зданию. Теперь они летали зигзагами, отлетали от стены в пустыню и возвращались
обратно. Так делали все четыре роя - плавно, как будто исполняли какой-то
танец.
Мэй тоже это заметила.
- Новое поведение...
- Да, - сказал я. - Прежняя стратегия не сработала, и они придумали новую.
- Ну и какая им с этого польза? - спросил Чарли. - Они могут летать
зигзагами сколько угодно - двери от этого все равно не откроются.
И все же меня очаровало это новое обусловленное поведение. Зигзаги
постепенно становились все более широкими, рои отлетали от здания все дальше и
дальше. Новая стратегия быстро совершенствовалась. Она совершенствовалась
буквально у нас на глазах.
- Потрясающе... - сказал я.
- Маленькие засранцы... - фыркнул Чарли.
Один из роев подлетел довольно близко к останкам кролика. Не долетев до
разложившейся тушки пару ярдов, рой развернулся и полетел обратно к главному
зданию. Внезапно мне пришла в голову одна мысль...
- Насколько хорошо рои видят?
В наушнике затрещало. Ответил мне Рики:
- Сверхъестественно хорошо. В конце концов, для этого их и создали. У них
зрение - двадцать с половиной, - сказал он. - Невероятное разрешение. С
человеческим глазом не стоит и сравнивать.
- И как формируется у них изображение? - спросил я. Потому что рой - это
всего лишь группа отдельных частиц. Как палочки и колбочки в сетчатке. Для
преобразования отдельных микроизображений в цельную картину необходима
центральная обработка всех данных. Каким образом рой осуществляет такую
обработку данных?
Рики прокашлялся.
- Э-э... Я не совсем уверен...
- Это появилось у последних поколений, - вмешался Чарли.
- Ты хочешь сказать - у них выработалась система зрения?
- Да.
- И мы не знаем, каким образом они это делают...
- Нет. Мы знаем только, что они видят - и все.
Рой снова развернулся у стены, полетел обратно к кролику, а потом снова
направился к стене. Другие рои рассредоточились вдоль стены здания и делали то
же самое. Улетали на какое-то расстояние в пустыню, потом возвращались
обратно к зданию.
Рики спросил по рации:
- А почему тебя это заинтересовало?
- Потому.
- Ты думаешь, они найдут кролика?
- Кролик меня не волнует, - сказал я. - Тем более что они, похоже, уже
пролетели мимо него.
- Но тогда что?..
Мэй тихонько ахнула.
- Вот дерьмо... - проронил Чарли и шумно вздохнул.
Мы наблюдали за ближайшим роем, за тем, который пролетел мимо кролика. Рой
снова отлетел в пустыню, примерно на десять ярдов дальше того места, где
лежали останки кролика. Но вместо того, чтобы вернуться обратно к главному
корпусу, как это бывало раньше, теперь рой остановился и завис на одном месте,
посреди пустыни. Рой не двигался с места, но поднялся высокой колонной, а
потом снова опустился к земле, отбрасывая серебристые блики.
- Почему он это делает? - спросил я. - Вот так поднимается и опускается?
- Может быть, это как-то связано с получением изображения? Такой способ
фокусировки?
- Нет, - сказал я. - Я хочу знать - почему он остановился?
- Программа зависла?
Я покачал головой.
- Вряд ли.
- Тогда почему?
- Я думаю, он что-то увидел.
- Что, например? - спросил Чарли.
Я со страхом подумал, что, наверное, знаю ответ. Рой представляет собой
камеру с чрезвычайно высоким разрешением, соединенную с системой распределенной
обработки данных в сети. А системы распределенной обработки данных очень
хорошо умеют определять закономерности. Именно поэтому программы для
распределенных сетей используют для опознания лиц в службах безопасности или для
составления цельного рисунка из осколков древних сосудов в археологии. Система
распределенной обработки данных обнаруживает закономерности гораздо лучше,
чем человеческий глаз.
- Какие еще закономерности? - спросил Чарли, когда я поделился с ним своими
соображениями. - Там нечего определять, это же пустыня. Там только песок и
кактусовые колючки.
Мэй сказала:
- И следы.
- Что? Ты имеешь в виду наши следы? Которые мы оставили, когда шли там?
Черт, Мэй, их четверть часа заносило песком. Там не осталось никаких следов.
Мы следили за роем. Он по-прежнему висел на одном месте, периодически
расширяясь и сжимаясь, как будто совершая дыхательные движения. Облако наноча-
стиц стало почти черным, только изредка в нем мелькали легкие серебристые
блики. Рой висел на одном месте уже почти полминуты и постоянно пульсировал.
Остальные рои продолжали летать зигзагами, а этот оставался на месте.
Чарли закусил губу.
- Ты, в самом деле, думаешь, что рой что-то увидел?
- Я не знаю, - сказал я. - Возможно.
Внезапно рой поднялся выше и снова начал двигаться. Но он полетел не к нам.
Вместо этого рой направился по диагонали через пустыню, ко входу в
энергостанцию . Подлетев к двери, рой остановился и закружился на месте.
- Что за черт? - пробормотал Чарли.
Я понял, что это означало. И Мэй тоже поняла.
- Рой полетел по нашим следам, - сказала она. - До того места, из которого
мы вышли.
Рой пролетел по нашему следу, который мы оставили, когда шли от двери к
тушке кролика. Вопрос состоял в том, что рой будет делать дальше?
Следующие пять минут напряжение нарастало. Рой вернулся по нашему следу
обратно к кролику. Покружив немного над кроликом, черное облако начало летать
вокруг тушки, постепенно расширяя круги. Потом рой еще раз вернулся к двери
энергоблока. Какое-то время он оставался возле двери, затем снова подлетел к
кролику.
Эти передвижения повторились еще три раза. Тем временем другие рои
продолжали летать зигзагами вокруг здания и уже скрылись за углом. Отделившийся от
остальных рой вернулся к двери, а потом опять полетел к кролику.
- Его зациклило, - прокомментировал Чарли. - Он просто повторяет одно и то
же, снова и снова.
- Считай, нам повезло, - сказал я. Я смотрел на рой и ждал, когда его
поведение изменится. Пока все оставалось по-прежнему. Если память роя очень
ограниченна, то, возможно, он - как человек с болезнью Альцгеймера - просто не
помнит, что уже проделывал все это раньше.
Теперь рой летал вокруг тушки кролика, постепенно расширяя круги.
- Его определенно зациклило, - повторил Чарли.
Я ждал.
Я не смог просмотреть все изменения, которые были внесены в программу "Хи-
Доб" , потому что основной модуль отсутствовал. Но в оригинальную версию
программы был встроен элемент случайности, чтобы программа могла решать именно
такие ситуации, как сейчас. Если программа "Хи-Доб" не может достигнуть цели
и отсутствуют дополнительные внешние факторы, которые могли бы повлиять на ее
поведение, то поведение программы изменяется случайным образом. Это довольно
распространенное решение. Например, психологи сейчас считают, что для
появления новых изобретений необходима некоторая доля случайного поведения.
Невозможно создать что-то новое, если не испробовать новые направления, выбранные
случайным образом...
- О-о... - проронила Мэй.
Поведение роя изменилось.
Рой кружил вокруг останков кролика, все больше отдаляясь от него. И вскоре
наткнулся на новую цепочку следов. Рой на мгновение задержался, а потом вдруг
поднялся выше и полетел прямо к нам. Он двигался по следам, которые мы
оставили, когда шли к складу.
- Вот дерьмо! - сказал Чарли. - По-моему, нам крышка.
Мэй и Чарли бросились к стене, в которой было окно. Дэвид и Рози вскочили и
кинулись к окну над умывальником. Я закричал:
- Нет! Нет! Не подходите к окнам!
- Что?
- Для них главное - зрение, помните? Не подходите к окнам!
Спрятаться на складе было некуда. Рози и Дэвид забрались под умывальник.
Чарли протолкнулся туда же, не обращая внимания на их протесты. Мэй
проскользнула в тень в углу комнаты и забилась в узкую щель между двумя
стеллажами. Ее можно было увидеть только из окна в западной стене, да и то с
трудом.
У меня в наушнике затрещало, и раздался голос Рики:
- Эй, ребята! Один рой летит прямо к вам. И... э-э... Нет... Два других
летят за ним.
- Рики, отключайся, - сказал я.
- Что?
- Больше никакой связи по рации.
- Но почему?
- Конец связи, Рики.
Я упал на колени и скорчился за картонной коробкой с припасами, которая
стояла в большой комнате. Коробка была маловата, чтобы скрыть меня полностью
- ноги торчали наружу, но, как и Мэй, заметить меня было сложно. Увидеть меня
снаружи можно было, только если заглянуть под определенным углом в северное
окно. В любом случае ничего другого мне не оставалось.
Скорчившись за коробкой, я видел остальных, которые жались друг к другу под
умывальником. Мэй я не видел совсем - чтобы ее увидеть, мне пришлось бы
высунуть голову из-за угла коробки. Я все-таки разок взглянул на нее - Мэй
казалась спокойной и сосредоточенной. Я спрятался за коробкой и стал ждать.
Не было слышно ничего, кроме гула кондиционеров.
Прошло десять или пятнадцать секунд. На полу, слева от меня, я видел белый
прямоугольник - от света, который проникал через окно в северной стене
склада , над умывальником.
В наушнике у меня снова затрещало.
- Почему конец связи?
- Черт бы его побрал! - пробормотал Чарли.
Я приложил палец к губам и покачал головой.
- Рики, - сказал я в микрофон. - Разве эти штуки не способны слышать звуки?
- Ну да, конечно, в некоторой степени, но...
- Замолчи и отключи свою рацию.
- Но...
Я потянулся к рации, закрепленной у меня на поясе, и отключил ее. И подал
знак тем, кто прятался под раковиной, чтобы сделали то же самое. Они все тоже
отключили рации.
Чарли одними губами что-то сказал, глядя на меня. Насколько я понял, он
говорил: "Этот ублюдок хочет, чтобы нас убили".
Но я не был уверен, что понял все правильно.
Мы стали ждать.
Прошло, наверное, не больше трех-четырех минут, но нам они показались целой
вечностью. От твердого бетонного пола у меня заболели колени. Пытаясь
устроиться поудобнее, я слегка переменил позицию. Я двигался очень осторожно,
потому что первый рой уже наверняка добрался до склада. В окнах рой еще не
появлялся . Я не мог понять, что его так надолго задержало. Возможно, летя по
нашему следу, рой остановился, чтобы осмотреть машины на стоянке. Я подумал о
том, как, интересно, рой воспринимает автомобили? Как, наверное, загадочно
выглядят машины для органа зрения с таким высоким разрешением. Но, возможно,
машины не привлекли внимания роя - они были неподвижны, и рой, наверное,
просто пролетел мимо них, как мимо больших разноцветных валунов.
Но все же... Почему рой не появляется так долго?
С каждой секундой мои колени болели все сильнее. Я снова пошевелился,
перенес вес на руки и приподнял колени, как бегун на стартовых колодках. На
какое-то время мне стало легче. Меня так занимала боль в коленях, что я не
сразу заметил, что светлый прямоугольник на полу стал темным в центре, а потом
темнота расползлась к краям. Через мгновение весь прямоугольник окна стал
темно-серым.
Рой был здесь.
Я не был уверен, но мне показалось, что, помимо монотонного гула
кондиционеров, теперь слышен еще и другой звук - низкий и ритмичный, похожий на рокот
больших барабанов. Со своей позиции за ящиком я видел, что окно над раковиной
постепенно становится все темнее и темнее от кружащихся за ним черных частиц
- как будто за окном бушевала сильная песчаная буря. Внутри склада стало тем-
но. Очень темно.
Под умывальником Дэвид Брукс начал стонать. Чарли зажал ему рот ладонью.
Они смотрели вверх, хотя раковина умывальника и заслоняла вид на окно
наверху.
А потом рой за окном исчез - так же быстро, как появился. Солнечный
прямоугольник на полу снова посветлел.
Никто не пошевелился.
Мы ждали.
Несколько мгновений спустя окно в западной стене потемнело - точно так же,
как раньше северное окно. Я задумался о том, почему рой не проникает внутрь
помещения. Ведь окна негерметичны. Наночастицы могли бы свободно
проскользнуть внутрь через трещины в деревянных рамах. Но они, похоже, даже не
пытались это сделать.
Возможно, сейчас принципы сетевого обучения оказались нам на руку.
Возможно, рои обучены предыдущим опытом в главном корпусе и считают, что все окна и
двери закрыты герметично. Наверное, поэтому они и не пытаются проникнуть
внутрь помещения.
Эти размышления обнадежили меня настолько, что даже боль в коленях стала
казаться не такой уж нестерпимой.
Западное окно все еще оставалось темным, когда северное окно снова
потемнело . Теперь в помещение склада заглядывало одновременно два роя. Рики говорил,
что к складу направились три роя. О четвертом он ничего не сказал. Я
задумался о том, где может быть третий рой. А в следующее мгновение я это узнал.
Подобно бесшумному черному туману, наночастицы начали просачиваться в
комнату сквозь щель под дверью в западной стене склада. Вскоре они проникали уже
по всему периметру двери. Внутри комнаты частицы кружились и летали как будто
бесцельно, но я знал, что через несколько мгновений они снова соберутся в
организованный рой.
Потом я увидел, что через трещины в северном окне тоже проникают
наночастицы. И сверху тоже, через воздухозаборник кондиционера.
Ждать дольше не имело смысла. Я поднялся на ноги и вышел из-за ящика, за
которым прятался. И крикнул всем остальным, чтобы тоже выбирались из укрытий.
- Собираемся в группу! Стройтесь парами!
Чарли схватил бутыль из-под жидкости для мытья окон и подошел ко мне,
бормоча:
- Ты думаешь, у нас есть хоть какие-то гребаные шансы?
- Лучшей возможности уже не будет, - ответил я. - Правило Рейнолдса! Все
группируйтесь вокруг меня! Давайте - быстро!
Если бы нам не было так страшно, мы, наверное, показались бы себе смешными.
Мы плотной группой сновали туда-сюда по комнате и старались действовать
скоординированно - пытаясь имитировать поведение птичьей стаи. Мое сердце бешено
колотилось и едва не выпрыгивало из груди. В ушах шумело. Было очень трудно
сосредоточиться на ходьбе. Я знал, что мы действуем крайне неуклюже, но очень
быстро наши движения стали более слаженными. Мы дошли до стены, дружно
развернулись , и все вместе пошли назад. Я начал размахивать руками и хлопать в
ладоши при каждом шаге. Остальные делали то же самое. Это помогало
скоординировать наши движения. И помогало побороть страх. Как потом сказала Мэй, то,
что мы делали, было похоже на адскую аэробику.
И все это время мы следили за черными наночастицами, которые продолжали
просачиваться в комнату сквозь щели в окнах и дверях. Нам казалось, что это
длилось бесконечно долго, хотя на самом деле, наверное, прошло всего тридцать
или сорок секунд. Вскоре вся комната наполнилась бесформенным черным туманом.
Я чувствовал мелкие жгучие уколы по всему телу и знал, что остальные
чувствуют то же самое. Дэвид снова начал стонать, но Рози держалась рядом с ним,
подбадривала его, заставляла его делать то же, что делали все.
Внезапно черный туман с потрясающей скоростью развеялся. Наночастицы
собрались в две полностью упорядоченные, оформленные колонны, которые зависли
перед нами. Колонны ритмично приподнимались и опадали, по ним скользили мелкие
черные волны.
Глядя на рои с такого близкого расстояния, я чувствовал, что от них исходит
явственная угроза или даже злорадство. Мы ясно слышали низкий ритмичный
рокот, который издавали рои, но время от времени я различал и злобное шипение,
похожее на шипение змеи.
Однако рои на нас не нападали. Как я и надеялся, недостатки программы
работали в нашу пользу. Увидев организованную группу жертв, хищники застыли на
месте. Они вообще ничего не делали.
По крайней мере, до сих пор.
Между хлопками в ладоши Чарли сказал:
- Подумать только - вот сраное дерьмо - это сработало!
Я ответил:
- Да, но скорее всего - ненадолго.
Меня беспокоило, сколько еще времени Дэвид сможет держать себя в руках. И
еще меня беспокоили рои. Я не знал, сколько времени они будут вот так висеть
в воздухе, прежде чем придумают новую модель поведения. Я сказал:
- Я думаю, надо двигаться к той - дальней двери, что позади нас, и
выбираться отсюда.
Когда мы в очередной раз развернулись у стены, я взял чуть в сторону, в
направлении дальней комнаты. Дружно хлопая в ладоши и шагая в ногу, наша группа
начала удаляться от роев. Низко гудя, рои последовали за нами.
- А когда мы выйдем наружу, что тогда? - заскулил Дэвид. Ему было трудно
соблюдать ритм и двигаться вместе со всеми. От страха он то и дело спотыкался
и еле успевал вовремя переставлять ноги. Дэвид снова начал впадать в панику.
Он моргал очень часто и обливался потом.
- Мы будем и дальше - идти вот так - единой группой - как стая птиц -
дойдем до лаборатории - и войдем внутрь - ну как, попробуем?
- О боже... - простонал Дэвид. - Это так далеко... Я не знаю... А если... -
Он снова споткнулся и едва не упал. И, кроме того, он не хлопал в ладоши, как
все остальные. Я почти чувствовал его страх, неудержимое желание броситься
бежать.
- Дэвид, оставайся - вместе с нами - если побежишь один - ничего не
получится - ты меня слушаешь?
Дэвид простонал:
- Я не знаю... Джек... Я не знаю, смогу ли я...
Он снова споткнулся, толкнул Рози, она повалилась на Чарли, а Чарли
подхватил ее и оттолкнул, помогая ей снова нормально встать на ноги. Но наша стая
на мгновение смешалась, слаженный ритм движений нарушился.
Рои немедленно уплотнились, почернели еще сильнее и словно сжались перед
тем, как наброситься на добычу. Я услышал, как Чарли тихо шепчет
ругательства . На мгновение я тоже подумал, что все пропало.
Но потом мы восстановили прежний ритм, и рои сразу же приподнялись и
вернулись в прежнее состояние. Интенсивная чернота поблекла. Рои снова начали
медленно и ритмично пульсировать. Они пролетели вслед за нами в следующую
комнату. Но пока не нападали. Мы были уже в двадцати футах от дальней двери - той
самой двери, через которую мы вошли на склад. Ко мне снова вернулась надежда.
Я впервые поверил, что, в конце концов, нам все-таки удастся выбраться из
этой переделки.
А потом, в одно мгновение, все полетело ко всем чертям.
Дэвид Брукс сорвался с места и бросился бежать.
Мы уже были в дальней комнате и как раз обходили вокруг центрального
стеллажа, когда Дэвид вдруг побежал. Он проскочил между роями и метнулся к
выходу.
Рои мгновенно развернулись и погнались за ним.
Рози кричала Дэвиду, чтобы он вернулся, но Дэвид думал только о двери. Рои
преследовали его с поразительной скоростью. Дэвид почти добежал до двери - он
уже протянул руку к дверной ручке, но тут один из роев обогнал его, опустился
вниз и растекся по полу. Пол стал черным.
Когда Дэвид Брукс ступил ногой на черную поверхность, он поскользнулся,
словно на льду, и рухнул на пол. Дэвид взвыл от боли, ударившись о бетон, но
сразу же попытался подняться на ноги. У него ничего не получилось - он все
время поскальзывался и падал, снова и снова. Его очки разбились, осколки
стекла оцарапали лицо. Из разбитого носа потекла кровь. По губам расплылись
клубящиеся черные пятна. Дэвид начал задыхаться.
Рози все еще кричала Дэвиду, чтобы он вернулся, когда на него спикировал
сверху второй рой. Черное облако растеклось по голове Дэвида, залепило ему
глаза, запуталось в волосах. Дэвид лихорадочно задергался, замахал руками и
жалобно завизжал, как раненое животное. Но, непрерывно поскальзываясь, он
все-таки продолжал ползти к двери, опираясь локтями и коленями о черный пол.
Наконец он рванулся вперед, ухватился за дверную ручку и сумел подняться на
колени. Последними отчаянными движениями Дэвид повернул ручку, пинком
распахнул дверь и вывалился наружу.
В помещение хлынул поток яркого света - и влетел третий рой, который до сих
пор оставался снаружи.
Рози закричала:
- Мы должны что-то сделать! - и рванулась к Дэвиду. Я схватил ее за руку,
когда она пробегала мимо меня. Рози начала вырываться, пытаясь освободиться.
- Мы должны ему помочь! Мы должны ему помочь!
- Мы ничего не можем сделать.
- Мы должны ему помочь!
- Рози! Мы ничего не можем сделать!
Дэвид катался по земле, с головы до ног покрытый черным облаком. Третий рой
окутал его со всех сторон. Трудно было что-то разглядеть сквозь кружащуюся
черную пелену наночастиц. Рот Дэвида превратился в черный провал, глазные
впадины полностью почернели. Я подумал, что он, наверное, уже ослеп. Дышал
Дэвид с трудом, издавая резкие сиплые звуки. Рой затекал ему в рот, как
черная река.
Тело Дэвида начало судорожно подергиваться. Он схватился рукой за горло.
Ноги барабанили по земле. Я понял, что он умирает.
- Давай, Джек! - сказал Чарли. - Надо выбираться отсюда ко всем чертям!
- Вы не можете его бросить! - закричала Рози. - Вы не можете, не можете!
Дэвид выкатился за дверь, на солнечный свет. Теперь он подергивался слабее.
Он шевелил губами, но были слышны только резкие сиплые вздохи.
Рози начала яростно вырываться.
Чарли схватил ее за плечо и сказал:
- Какого черта, Рози!..
- Да пошел ты! - Она вывернулась из-под его ладони, сильно пнула меня в
ногу - и я от неожиданности отпустил ее. Рози бросилась через всю комнату к
двери, крича: - Дэвид! Дэвид!
Дэвид протянул к ней руку, черную, словно у шахтера. Рози ухватила его за
запястье. И тотчас же упала, поскользнувшись на черном полу точно так же, как
раньше поскользнулся Дэвид. Рози повторяла и повторяла имя Дэвида, пока не
закашлялась. У нее на губах появился черный ободок.
Чарли вздохнул:
- Пойдем отсюда, ради бога. Я не могу на это смотреть.
Я чувствовал, что не могу никуда идти, не могу сдвинуться с места. Я
повернулся к Мэй. По ее лицу текли слезы.
- Пойдем, - сказала она.
Рози все еще выкрикивала имя Дэвида и обнимала его, крепко прижимала к
своей груди. Но сам Дэвид, похоже, уже не шевелился.
Чарли наклонился ко мне и тихо произнес:
- Ты ни в чем не виноват.
Я медленно кивнул. Я знал, что он говорит правду.
- Черт, и это - твой первый рабочий день. - Чарли протянул руку к моему
поясу и включил рацию. - Пойдем.
Я повернулся к двери. И мы вышли наружу.
День шестой. 16:12
Воздух под навесом был горячий и неподвижный. Перед нами стояли ряды
автомобилей. Я услышал, как жужжит поворотный механизм видеокамеры, расположенной
под гофрированной крышей. Наверное, Рики сейчас видит на мониторе, как мы
выходим из склада. У меня в наушнике затрещала статика. Рики спросил:
- Какого черта? Что там у вас происходит?
- Ничего хорошего, - ответил я. За пределами тени от навеса солнце светило
все так же ярко.
- А где остальные? - спросил Рики. - Со всеми все в порядке?
- Нет. Не со всеми.
- Ну, так объясни мне...
- Не сейчас.
Потом я понял, что тогда мы все как будто оцепенели от того, что случилось.
Нас ничто не волновало - мы полностью сосредоточились на стремлении выжить и
оказаться в безопасности.
Здание лаборатории находилось справа от нас, в сотне ярдов по прямой через
пустыню. Мы могли бы добежать туда за тридцать-сорок секунд. И мы побежали.
Рики говорил что-то еще, но я не отвечал ему. Мы все думали об одном и том же
- через полминуты мы доберемся до двери и будем в безопасности.
Однако мы забыли о четвертом рое.
- Вот срань! - ругнулся Чарли.
Четвертый рой вылетел из-за угла лаборатории и направился прямо к нам. Мы
остановились в замешательстве, не зная, что делать дальше.
- Что делать, Джек? - спросила Мэй. - Группируемся?
- Нет, - сказал я. - Нас только трое.
Такая маленькая группа не собьет хищника с толку. Но никакая другая
стратегия в голову не приходила. Я начал мысленно перебирать все, что мне было
известно об исследованиях взаимоотношений хищников и их добычи. И все
исследования сходились в одном. Будь то модель поведения боевых муравьев или серен-
гетских львов, исследования подтверждали одну и ту же динамику: хищники убили
бы всю добычу, до последнего животного - если бы у добычи не было убежища. В
реальной жизни убежищем может быть гнездо в кроне дерева, или подземная нора,
или глубокий омут в реке. Потенциальная добыча выживает, если у нее есть
убежище . Если бы убежища не было, хищники уничтожили бы всех животных, которых
считали добычей.
- Я думаю, теперь нам точно крышка, - сказал Чарли.
Нам нужно было убежище. Рой быстро приближался. Я почти чувствовал жгучие
уколы на теле и вкус сухого пепла во рту. Мы должны были отыскать какое-
нибудь укрытие прежде, чем рой доберется до нас. Я повернулся на месте,
осмотрелся по сторонам, но не увидел ничего подходящего. Разве что...
- Машины закрыты?
В наушнике у меня затрещало.
- Нет, вряд ли.
Мы развернулись и побежали к стоянке.
Ближе всего ко мне стоял голубой "Форд"-седан. Я открыл дверцу водителя,
Мэй открыла пассажирскую дверцу. Рой был уже совсем близко. Захлопывая
дверцу , я уже слышал низкий рокот, похожий на бой барабанов. Мэй тоже захлопнула
дверцу. Чарли дергал за ручку задней двери салона, все еще держа в руках
бутыль из-под "Виндекса". Но задние дверцы, похоже, были заперты. Мэй
развернулась назад, чтобы разблокировать замок, но Чарли уже повернулся к соседней
машине, "Лэндкруизеру", и благополучно забрался внутрь. И захлопнул дверцу.
- Bay! - выкрикнул он. - Какая тут жарища!
- Это точно, - согласился я. Внутри машины было жарко, как в печи. Мы с Мэй
обливались потом. Рой подлетел к нам и завис перед ветровым стеклом,
пульсируя и перемещаясь из стороны в сторону.
В наушнике раздался голос Рики:
- Ребята! Вы где? Ребята! - Рики явно был встревожен.
- Мы в машинах.
- В каких машинах?
- Рики, какая тебе, к черту, разница? - сказал Чарли. - Мы сидим в этих
сраных машинах, вот и все.
Черное облако перелетело от нашего "Форда" к соседней "Тойоте". Мы с Мэй
смотрели, как рой кружит возле окон машины, пытаясь проникнуть внутрь. Чарли
улыбнулся мне сквозь стекло.
- Это тебе не дырявый сарай. Машины практически герметичны. Так что. . . мы
можем насрать на маленьких говнюков.
- А как насчет вентиляционных отверстий? - спросил я.
- Я у себя все позакрывал.
- Но ведь они не полностью герметичны, да?
- Да, не полностью, - ответил Чарли. - Только чтобы до них добраться, надо
сперва пролезть под капот. Или снизу, через днище. Только я готов поспорить,
что наш жужжащий шарик-переросток до этого не додумается.
У нас в машине Мэй тоже закрыла все вентиляционные отверстия, одно за
другим. Она открыла отделение для перчаток, заглянула туда, снова закрыла.
Я спросил:
- Ключей нет?
Она покачала головой.
Рики сказал по рации:
- Ребята, у вас новые гости.
Я повернулся и увидел еще два роя, подлетающие от складского помещения. Рои
немедленно окружили нашу машину - один спереди, другой сзади. Ощущение было
такое, будто мы попали в сильную пылевую бурю. Я посмотрел на Мэй. Она сидела
неподвижно, с каменным лицом, и просто смотрела.
Два новых роя облетели вокруг машины, потом разместились у ее передней
части. Один рой завис возле окна пассажирской дверцы, за которым сидела Мэй. Рой
пульсировал и поблескивал серебром. Второй поднялся на крышу машины и летал
из стороны в сторону, то ко мне, то к Мэй. Время от времени этот рой подлетал
к ветровому стеклу и распластывался по нему. Потом рой снова собирался в
черное облако, снова поднимался и летал над крышей, и снова растекался по
стеклу.
Чарли весело хихикнул.
- Хотят пробраться внутрь. Говорю вам - ни черта у них не выйдет.
Я не был так уверен в этом. Я заметил, что, когда рой растекается по
ветровому стеклу, черная масса распространяется и на капот, причем с каждым разом
все дальше и дальше. Скоро они доберутся до решетки радиатора. А когда они
начнут обследовать радиатор, они могут найти и вентиляционные отверстия. И
тогда для нас все закончится.
Мэй порылась в ящичке для инструментов, расположенном между сиденьями, и
достала оттуда моток клейкой ленты и коробку с пластиковыми пакетами для
сэндвичей . Она сказала:
- Может, мы попробуем заклеить вентиляцию?
Я покачал головой:
- Бесполезно. Это же наночастицы. Они настолько мелкие, что легко
просочатся сквозь пластиковую мембрану.
- Ты хочешь сказать, они могут проникнуть прямо сквозь пластик?
- Или сквозь мелкие щели и трещины. Мы не сможем заклеить вентиляцию
настолько плотно, чтобы не осталось щелей.
- Значит, нам остается только сидеть здесь и ждать?
- Выходит, что так.
- И надеяться, что они не додумаются, как можно проникнуть внутрь?
Я кивнул:
- Да.
Бобби Лембек сказал по рации:
- Ветер снова начинает усиливаться. Уже шесть узлов.
Бобби как будто хотел подбодрить нас, но только шесть узлов - это все-таки
слишком слабый ветер. Рои летали вокруг машины без каких-либо усилий.
Чарли сказал:
- Джек, я что-то не вижу моего жужжащего шарика. Куда он девался?
Я посмотрел на машину Чарли и увидел, что третий рой опустился к переднему
колесу, летает кругами возле покрышки, периодически залетая внутрь сквозь
отверстия в колпаке колеса.
- Он проверяет твои колеса, Чарли, - сказал я.
- Хм-м. . . - Чарли больше не веселился, и не без причины. Если рой начнет
тщательно обследовать машину, он может со временем наткнуться на путь внутрь.
Чарли сказал: - Я думаю, вопрос стоит так: насколько сильно у них выражен СО
компонент?
- Да, верно, - согласился я.
- Вы о чем? - спросила Мэй.
Я объяснил. У роев нет лидера, и нет централизованного разума. Их разум
складывается из индивидуальных разумов отдельных частиц. Эти частицы
самоорганизуются в рой, и их тенденция к самоорганизации может приводить к
непредсказуемым результатам. Невозможно предугадать, что будут делать рои. Они
могут действовать неэффективно, как сейчас. Могут случайно найти удачное
решение . А могут начать планомерные и организованные поиски.
Но пока они этого не делали.
Моя одежда пропиталась потом и потяжелела. Пот капал у меня с кончика носа
и с подбородка. Я отер лоб тыльной стороной ладони и посмотрел на Мэй. Она
тоже обливалась потом.
Рики сказал:
- Эй, Джек!
- Что?
- Тут недавно звонила Джулия. Она выписалась из больницы, и...
- Не сейчас, Рики.
- Вечером она прилетит сюда.
- Поговорим об этом позже, Рики.
- Я просто подумал, что ты захочешь узнать.
- Господи, да скажите же кто-нибудь этому говнюку, чтобы он заткнул пасть!
- взорвался Чарли Давенпорт. - Не до него сейчас!
Бобби Лембек сообщил:
- Ветер - уже восемь узлов. Нет, простите... семь.
Чарли сказал:
- Господи, эта неопределенность меня убивает. Где сейчас рой, Джек?
- Под машиной. Мне не видно, что он там делает... Нет, погоди... Он вылетел
сзади твоей машины, Чарли. А сейчас, похоже, проверяет задние фонари.
- Далась им моя машина, - буркнул Чарли. - Не надоело проверять?
Я смотрел через плечо на рой Чарли, когда Мэй сказала:
- Джек! Посмотри...
Рой за окном ее дверцы изменился. Он стал почти полностью серебристым,
слегка мерцал, но все же оставался довольно стабильным, и на этой блестящей
серебристой поверхности я увидел отражение головы и плеч Мэй. Отражение было
не очень точным, глаза и рот вырисовывались нечетко, но в целом получилось
очень похоже.
Я нахмурился.
- Зеркало?..
- Нет, не зеркало, - сказала Мэй. Она отодвинулась от окна и повернулась ко
мне. Ее изображение на серебристой поверхности не изменилось. Лицо Мэй по-
прежнему смотрело внутрь машины. Потом, спустя несколько мгновений,
изображение задрожало, растворилось, и вместо лица там появился затылок Мэй.
- Что это значит? - спросила Мэй.
- У меня есть очень хорошая идея, но...
Рой, который висел над капотом, преобразился точно так же, но только в его
серебристой поверхности отражались мы с Мэй вдвоем, на переднем сиденье
машины . Мы казались очень испуганными. И опять изображение слегка размылось. А я
окончательно убедился, что рои не просто отражают все, как зеркало. Рой
самостоятельно формирует изображение, точно располагая отдельные частицы, что
означало . . .
- Плохо дело... - сказал Чарли.
- Знаю, - согласился я. - Они изобретают новшества.
- Как, по-твоему, это было заложено в предварительных стандартах?
- В основе своей - да. Насколько я понимаю, это имитация.
Мэй покачала головой, не понимая, о чем мы говорим.
- В программу закладываются определенные стандартные стратегии, чтобы
помочь ей в достижении цели. Эти стратегии моделируют поведение настоящих
хищников. Например, одна такая стратегия - замереть и не двигаться, поджидая
добычу в засаде. Другая стратегия - бродить по случайной траектории, пока не
попадется добыча, а потом - преследовать ее. Третья стратегия -
замаскироваться, притвориться частью естественной окружающей среды, чтобы стать
незаметным . А четвертая стратегия - подражать поведению добычи, имитировать ее.
Мэй спросила:
- Ты думаешь, это имитация?
- Да, по-моему, это одна из форм имитации.
- То есть они пытаются выглядеть, как мы?
- Да.
- Это обусловленное поведение? Оно появилось самопроизвольно?
- Да, - сказал я.
- Плохо дело... - мрачно повторил Чарли. - Плохо, плохо. . .
Я начал злиться. Потому что это зеркальное отображение означало, что я не
знаю настоящей структуры этих наночастиц. Мне сказали, что у них есть пьезо-
элементы, которые отражают свет. Поэтому я не удивлялся, когда рои время от
времени поблескивали серебром в солнечных лучах. Для таких случайных
проблесков не требовалось сложной системы ориентации частиц в пространстве.
Собственно, подобные случайные отблески были вполне ожидаемым явлением - точно так
же, как на загруженной машинами транспортной магистрали периодически
возникают пробки, а потом снова рассасываются. Образование пробки начинается со
случайного изменения скорости одной-двух машин, но эффект волнообразно
распространяется вдоль всего участка дороги. То же самое справедливо и для роев.
Случайный эффект распространяется волной по всему рою. Именно так все и
выглядело .
Но зеркальное отображение объектов - совсем другое дело. Рои создавали
цветные изображения, причем довольно стабильные. Настолько сложное поведение
было невозможно для простой наночастицы. Я сильно сомневался, что можно
получить полный спектр цветов из одной только зеркальной пластинки. Нет,
теоретически это возможно - если серебряную пластинку наклонять под точно
выверенными углами для получения призматических цветов. Но для этого требуется
невероятно сложная и точная система управления движением.
Более логично, что для получения цветных изображений наночастицы используют
другой метод. Это еще раз подтверждало, что мне не сказали всей правды о
частицах . Рики снова мне солгал. Поэтому я очень разозлился.
Я уже знал, что с ним что-то не в порядке, и, если честно, винить нужно
было меня, а не его. Даже после трагедии на складе до меня не дошло, что рои
эволюционируют гораздо быстрее, чем мы предполагали, и мы просто не способны
поспеть за темпом их эволюции. Я должен был понять, с чем мы столкнулись уже
тогда, когда рой продемонстрировал новую стратегию - растекся по полу и
образовал скользкую поверхность для того, чтобы обездвижить и передвигать добычу
в произвольном направлении. Собственно, это хорошо известный феномен. Такую
стратегию применяют муравьи, и называется она "коллективным
транспортированием". Но для этих роев такое поведение не было запрограммированным. Это было
обусловленное поведение, появившееся в результате эволюции. Но тогда я был
слишком испуган и не смог осознать истинного значения происходящего. Теперь,
сидя в разогретой солнцем машине, бессмысленно было злиться на Рики, но мне
было страшно, я очень устал и не мог ясно мыслить.
- Джек... - Мэй тронула меня за плечо и показала на машину Чарли.
Лицо у нее было очень мрачное.
Рой, который кружился возле задних фонарей машины Чарли, превратился в
черную ленту, поднялся высоко в воздух, а потом исчез - просочился сквозь щель в
месте соединения красного пластика с металлом кузова.
Я сказал в микрофон:
- Слышишь, Чарли... Кажется, они придумали, как пробраться внутрь.
- Да, я вижу. Потрясающе!
Чарли зачем-то перебрался на заднее сиденье машины. Наночастицы уже начали
просачиваться в салон, образуя серую туманную дымку, которая быстро чернела.
Чарли закашлялся. Я не видел, что он там делает - Чарли пригнулся ниже окна.
Снова стало слышно, как он кашляет.
- Чарли...
Он не ответил. Но я слышал его ругательства.
- Чарли, ты, наверное, лучше выйди.
- Срать я хотел на этих говнюков!
Потом послышался странный звук, который я не смог сразу опознать. Я
повернулся к Мэй. Она прижимала наушник к уху, прислушиваясь. Звук напоминал
странный ритмичный скрежет или шипение. Мэй посмотрела на меня и
вопросительно подняла брови.
- Чарли?
- Я. . . опрыскиваю этих маленьких дряней. Посмотрим, как им понравится,
когда я их слегка подмочу.
Мэй спросила:
- Ты разбрызгиваешь изотоп?
Чарли не ответил. Но в следующее мгновение он снова показался в окне с
бутылью из-под пВиндексап, из которой он щедро опрыскивал салон во всех
направлениях . Жидкость растекалась по оконным стеклам и лилась вниз. В салоне
машины становилось все темнее и темнее, по мере того, как внутрь проникало все
большее количество наночастиц. Вскоре Чарли совсем не стало видно. На
мгновение показалась его рука, скользнула по стеклу и снова скрылась в черноте.
Чарли непрерывно кашлял. Кашель был сухой и сиплый.
- Чарли, выбирайся наружу, - сказал я.
- Да пошло оно все... На кой черт?
Бобби Лембек передал по рации:
- Ветер десять узлов. Давай, Чарли.
Десять узлов - не так уж много, но все же лучше, чем ничего.
- Чарли, ты слышишь?
Из черноты раздался его голос:
- Да, ладно... Я ищу... не могу найти... чертову дверную ручку, не могу
нащупать . . . Где эта сраная ручка, в этой чертовой... - Его слова прервал
приступ кашля.
Я слышал в наушнике, как в лаборатории быстро переговариваются. Рики
сказал:
- Он в "Тойоте". Где ручки на дверях в "Тойоте"?
- Я не знаю, это не моя машина, - ответил Бобби Лембек.
- А чья тогда? Твоя, Вине?
Вине:
- Нет-нет. Это машина того парня, у которого что-то с глазами.
- Какого парня?
- Инженера. Который все время моргает.
- Дэвида Брукса?
- Ну да, его.
Рики сказал:
- Ребята! Мы думаем, это машина Дэвида.
Я ответил:
- Ну, и какой нам с этого...
Я не договорил, потому что Мэй показала на что-то сзади, на заднее сиденье
машины. Из щели в месте соединения сиденья со спинкой в салон просачивались
наночастицы, похожие на черный дым.
Я присмотрелся внимательнее и увидел на полу возле заднего сиденья одеяло.
Мэй тоже его заметила и нырнула в заднюю часть салона, через проем между
передними сиденьями. По пути она стукнула меня ногой по голове, зато быстро
добралась до одеяла и сразу же стала засовывать его в щель. Наушник с
микрофоном слетели у меня с головы и повисли на руле, когда я попытался тоже
перебраться назад и помочь Мэй. В салоне было тесно. Я слышал тихие голоса из
наушника .
- Давай, ну давай же, - сказала Мэй.
Я был крупнее ее и просто не поместился бы вместе с Мэй на заднем сиденье.
Поэтому я перегнулся через спинку водительского сиденья, схватил одеяло и
тоже , начал затыкать им щель.
Краем уха я услышал, как хлопнула дверь соседней "Тойоты", и увидел, как из
черноты высунулась нога Чарли. Значит, он решил испытать судьбу снаружи, на
открытом пространстве. Заталкивая одеяло, я подумал, что, возможно, нам тоже
стоило бы выбраться из машины. Одеяло нас не спасет, только немного отсрочит
неизбежное. Я чувствовал, как частицы просачиваются прямо сквозь ткань и
продолжают заполнять салон. В машине становилось все темнее и темнее. Я уже
ощущал мелкие жгучие уколы по всему телу.
- Мэй, бежим отсюда.
Она не ответила, только стала еще усерднее запихивать одеяло в щель.
Наверное, она знала, что снаружи нас все равно ничего хорошего не ждет. Рои
набросятся на нас, заставят поскользнуться, и мы упадем. А как только мы упадем,
они нас удушат.
Воздух стал плотнее. Я закашлялся. В полутьме звучали тонкие голоса из
наушника. Я не понял, откуда они доносятся. Мэй тоже потеряла свой наушник, я,
кажется, даже видел его на переднем сиденье. Но сейчас было уже слишком темно
и невозможно что-то рассмотреть. Глаза жгло. Я непрерывно кашлял. Мэй тоже
кашляла. Я уже не знал, продолжает ли она возиться с одеялом. Я видел ее как
смутную тень в темном тумане.
Глаза болели так сильно, что мне пришлось зажмуриться. Горло пересохло,
кашель получался сухим и хриплым. У меня снова начала кружиться голова. Я
понимал, что жить нам осталось минуту-другую, а может, и меньше. Я посмотрел на
Мэй, но не увидел ее. Только слышал, как она кашляет. Я помахал рукой,
пытаясь немного разогнать туман, чтобы увидеть Мэй. Ничего не получилось. Я
помахал рукой перед ветровым стеклом - и оно мгновенно очистилось.
Несмотря на непрерывный кашель, я смог смутно разглядеть вдали здание
лаборатории . Солнце светило по-прежнему ярко. Все выглядело совершенно нормально.
Меня взбесило, что все вокруг кажется таким обычным, тихим и мирным, когда мы
здесь задыхаемся от кашля. Что случилось с Чарли, я не видел. Прямо передо
мной его не было. Вообще-то я сейчас видел только - я снова помахал рукой
перед стеклом - я видел только...
Песчаную дымку над землей.
Господи - песчаная поземка!
Ветер снова настолько сильный, что сносит песок.
- Мэй! - прокашлял я. - Мэй, дверь!
Я не знал, услышала ли она меня. Она очень сильно кашляла. Я потянулся к
водительской двери, стал нащупывать ручку. Мне было трудно сориентироваться.
Я непрерывно кашлял. Нащупав нагретый металл ручки, я нажал на нее.
Дверь позади меня распахнулась. Горячий воздух пустыни ворвался в салон,
закружил черный туман. Да, ветер в самом деле заметно усилился.
- Мэй!
Ее мучил кашель. Наверное, она уже не могла двигаться. Я потянулся к
пассажирской дверце напротив. Ударился ребрами о рукоятку переключения скоростей.
Туман немного развеялся, так что я даже смог разглядеть ручку на дверце. Я
надавил на ручку и толкнул дверцу. Ее тотчас же захлопнуло ветром. Я
извернулся всем телом, снова толкнул дверь и придержал ее рукой.
По машине загулял ветер, продувая салон насквозь.
Черное облако развеялось за несколько секунд. Заднее сиденье все еще
оставалось черным. Я прополз вперед, вывалился наружу через пассажирскую дверь, и
открыл заднюю дверцу. Мэй ухватилась за меня, и я вытащил ее наружу. Мы оба
содрогались от непрерывного кашля. Мэй едва стояла на ногах. Я перебросил ее
руку себе через плечо и потащил Мэй в пустыню, на открытое пространство.
Даже сейчас я не понимаю, как я смог добраться до лаборатории. Рои исчезли,
ветер дул очень сильно. Мэй мертвым грузом висела у меня на плечах, ее тело
обмякло, ноги волочились по песку. У меня совершенно не было сил. Кашель
терзал меня так же сильно, как раньше, из-за чего мне часто приходилось
останавливаться. У меня кружилась голова, я ничего не соображал. Солнечный свет
почему-то казался мне зеленоватым, перед глазами плыли цветные пятна. Мэй
дышала сипло и слабо кашляла. Мне казалось, что она не выживет. Я брел по
пустыне, медленно переставляя ноги, одну за другой.
Потом вдруг передо мной замаячила дверь, я подошел и открыл ее. И затащил
Мэй в темный коридор. По другую сторону воздушного шлюза стояли Рики и Бобби
Лембек. Они что-то говорили - наверное, подбадривали нас, но я ничего не слы-
шал. Мой наушник остался в машине.
Воздушный шлюз зашипел и открылся. Я затолкнул Мэй внутрь. Она как-то
сумела устоять на ногах, хотя и согнулась пополам от кашля. Я отступил назад.
Шлюз закрылся, вентиляторы начали обдувать Мэй со всех сторон. Я прислонился
к стене, едва дыша. Голова кружилась.
Я подумал, что, кажется, раньше такое со мной уже было.
Я посмотрел на часы. Всего три часа назад я едва не погиб от предыдущего
нападения роя. Я наклонился, уперся руками в колени и стоял так, глядя в пол
и ожидая, когда освободится воздушный шлюз. Потом я посмотрел на Рики и
Бобби. Они что-то кричали и показывали пальцами на уши. Я покачал головой.
Разве они не видят, что у меня нет наушника?
Я спросил:
- Где Чарли?
Они ответили, но я не услышал.
- Он выбрался? Где Чарли?
Раздался пронзительный электронный скрип - я поморщился, - и Рики сказал по
интеркому:
- ... вряд ли что-то можно сделать.
- Он здесь? - спросил я. - Он выбрался?
- Нет.
- Где он?
- Там, в машине, - ответил Рики. - Он так и не вышел из машины. Ты что, не
знал?
- Я был занят. Значит, он остался там?
- Да.
- Он мертв?
- Ну, нет. Еще живой.
Я дышал тяжело, голова все еще кружилась.
- Что?
- Трудно сказать наверняка по тому, что видно в мониторе, но, похоже, он
еще жив...
- Так какого черта вы, ребята, не пошли за ним?
Рики ответил совершенно спокойно:
- Мы не можем, Джек. Мы должны позаботиться о Мэй.
- Но кто-то же может сходить туда?
- Все сейчас очень заняты.
- Я не могу пойти, - сказал я. - Я не в том состоянии.
- Ну, конечно же, - произнес Рики своим мягким угодническим тоном. Тоном
профессионального подхалима. - Все это, наверное, стало для тебя ужасным
потрясением . То, что тебе пришлось пережить...
- Рики, просто... скажи мне... кто пойдет за Чарли?
- Если быть предельно честным, - ответил Рики, - я не думаю, что в этом
есть хоть какой-то смысл. У него уже начались судороги. Сильные судороги. Я
думаю, ему недолго осталось.
- Значит, никто не пойдет? - спросил я.
В воздушном шлюзе Бобби помог Мэй выйти, и повел ее по коридору. Рики стоял
там же и смотрел на меня сквозь стекло.
- Твоя очередь, Джек. Заходи в шлюз.
Я не двинулся с места. Так и стоял, прислонившись к стене.
- Кто-то должен за ним сходить, - сказал я.
- Не сейчас. Ветер нестабильный, Джек. В любую минуту он может снова
затихнуть .
- Но Чарли еще жив.
- Это ненадолго.
- Кто-то должен пойти, - упорствовал я.
- Джек, ты не хуже меня знаешь, с чем мы столкнулись, - сказал Рики. Теперь
он был воплощенным гласом рассудка, излагал все спокойно и логично. - Мы
понесли ужасные потери. И не можем рисковать кем-то еще. К тому времени, когда
кто-то доберется до Чарли, он будет уже мертв. Возможно, он уже мертв. Иди
сюда, заходи в шлюз.
Я проанализировал свое самочувствие - затрудненное дыхание, головокружение,
боль в глазах, невыразимая усталость. . . Нет, я не мог вернуться к машинам
прямо сейчас, в таком состоянии.
Поэтому я вошел в воздушный шлюз.
Вентиляторы заревели, поток воздуха растрепал мои волосы и одежду и сдул с
одежды и тела черную пыль. Зрение почти сразу улучшилось. Стало легче дышать.
Потом поток воздуха пошел снизу вверх. Я протянул ладонь вперед и смотрел,
как рука из черной становится бледно-серой, а потом возвращается нормальный
цвет кожи.
Затем включились вентиляторы в боковых стенках камеры. Я глубоко вдохнул.
Жжение на коже стало не таким сильным. Либо я к нему притерпелся, либо поток
воздуха сдул едкие частицы с моей кожи. В голове немного прояснилось. Я еще
раз глубоко вдохнул. Мне было еще не совсем хорошо. Но теперь я определенно
чувствовал себя лучше.
Стеклянная дверь открылась. Рики протянул ко мне руки.
- Джек! Слава богу, с тобой все в порядке!
Я не ответил. Я просто повернулся и вышел обратно, туда, откуда пришел.
- Джек... - Стеклянная перегородка с шипением закрылась.
- Я не оставлю его там, - сказал я.
- Что ты собираешься сделать? Ты не сможешь его нести, он слишком тяжелый.
Что ты будешь делать?
- Не знаю. Но я не оставлю его там, Рики.
И я снова вышел наружу.
Конечно же, я повел себя именно так, как Рики и рассчитывал - к чему он
меня и подталкивал, - только тогда я этого не понимал. И если бы кто-то сказал
мне об этом, я не поверил бы, что Рики способен на столь искусные
психологические уловки. Рики манипулировал людьми гораздо более явно. Но на этот раз
он меня поймал.
День шестой. 16:22
Ветер по-прежнему дул сильно. Рои не появлялись, и я дошел до навеса
автостоянки без приключений. Наушника у меня не было, так что я был избавлен от
комментариев Рики.
Я увидел, что задняя пассажирская дверца "Тойоты" открыта. Чарли лежал на
спине и не двигался. Я не сразу разглядел, что он еще дышал, хотя и
неглубоко . С некоторым трудом мне удалось поднять его и усадить. Чарли смотрел на
меня мутным взглядом. Его губы посинели, а кожа приобрела землисто-серый
оттенок . Чарли беззвучно шевелил губами, а по щекам у него текли слезы.
- Не пытайся говорить, - сказал я. - Береги силы.
Крякнув, я подтащил его к краю сиденья, к двери, и развернул ему ноги так,
чтобы он сидел лицом к выходу. Чарли был весьма крупным парнем, шести футов
ростом, и фунтов на двадцать тяжелее меня. Я понимал, что не смогу дотащить
его обратно в лабораторию. Но за задним сиденьем "Тойоты" я заметил толстые
шины горного мотоцикла. Это может сработать.
- Чарли, ты меня слышишь?
Он едва заметно кивнул.
- Ты можешь встать?
Ничего. Никакой реакции. Он не смотрел на меня, его взгляд был устремлен
куда-то в пространство.
- Чарли, как ты думаешь, ты сможешь стоять?
Он снова кивнул, а потом выпрямил тело, соскользнул с сиденья и опустил
ноги на землю. Несколько мгновений Чарли стоял, пошатываясь, на дрожащих ногах,
а потом обвис, навалившись на меня, чтобы не упасть. Я присел под его весом.
- Хорошо, Чарли, - я прислонил его к машине и усадил на подножку двери. -
Просто побудь здесь, хорошо?
Я отстранился от него, и Чарли не упал, остался сидеть. Его взгляд по-
прежнему был устремлен куда-то в пространство.
- Я сейчас приду, это быстро.
Я обошел "Лэндкруизер" и открыл багажник. Да, там действительно был горный
мотоцикл - самый чистый горный мотоцикл из всех, какие я видел. Он был в
фирменном чехле из плотного пластика. И его аккуратно вытерли перед упаковкой в
чехол. Я подумал, что Дэвид был таким всегда и во всем - чистюлей и
аккуратистом.
Я вытащил мотоцикл из чехла и поставил на землю. Ключей в зажигании не
было. Я прошел к передней части "Тойоты" и открыл пассажирскую дверцу. Передние
сиденья содержались в обычной для Дэвида идеальной чистоте. На приборной
панели был закреплен планшет на присоске, с блокнотом, держателем для сотового
телефона и комплектом громкой связи. Я открыл отделение для перчаток. Там
тоже все было очень аккуратно и упорядочение. Документы на машину в пластиковом
пакете, под маленькой выдвижной коробочкой с несколькими отделениями, в
которых лежали бумажные носовые платки, бактерицидный лейкопластырь и
гигиеническая губная помада. Ключей не было. Потом я заметил в проеме между сиденьями
коробку для компакт-дисков, а под ней - запертый ящик. Судя по форме замка,
ключ к нему был такой же, как ключ от зажигания машины. Наверное, ящик
открывался ключом от зажигания.
Я постучал по ящику костяшками пальцев. Внутри что-то зазвенело. Что-то
металлическое . Возможно, маленький ключ. Вроде ключа от зажигания для горного
мотоцикла. В любом случае, что-то металлическое.
Где же ключи Дэвида? Может быть, Вине забрал у него ключи сразу по
прибытии, как он забрал мои? Если так, значит, ключи в лаборатории. Мне это ничего
не дает.
Я посмотрел в сторону лаборатории, раздумывая, смогу ли сходить туда и
обратно еще раз. И тут я заметил, что ветер начал ослабевать. Над пустыней все
еще неслась песчаная поземка, но уже не такая сильная, как раньше.
"Отлично, - подумал я. - Только этого мне и не хватало".
Понимая, что надо поторопиться, я решил махнуть рукой на горный мотоцикл,
раз уж ключа нет. Может быть, на складе найдется что-нибудь подходящее, на
чем я мог бы дотащить Чарли до лаборатории? Я не помнил, чтобы там было что-
нибудь такое, но все равно решил сходить на склад и проверить. Я подошел к
складу очень осторожно, потому что оттуда доносились какие-то удары.
Оказалось , это хлопает на ветру незакрытая задняя дверь. Тело Рози лежало у самой
двери, оно то скрывалось в тени, то освещалось солнцем, когда дверь
открывалась и закрывалась. Оно было покрыто такой же самой белой пленкой, как и
останки кролика. Но я не стал подходить ближе и рассматривать ее. Я быстро
просмотрел содержимое полок, заглянул в чулан и за поставленные штабелем ящики.
Я нашел только небольшую тележку из деревянных планок, с маленькими
колесиками. В пустыне от такой тележки не будет толку - колесики сразу увязнут в
песке .
Я вышел наружу, под навес автостоянки, и быстро вернулся к "Тойоте". Ничего
не оставалось, кроме как попробовать тащить Чарли на себе до самой
лаборатории . Я справился бы с этой задачей, если бы Чарли хоть немного мне помогал.
Может быть, ему стало получше? Может, к нему вернулись силы?
Но, едва взглянув на его лицо, я понял, что это не так. Наоборот, он как
будто еще больше ослабел.
- Черт, Чарли, что же мне с тобой делать?
Он не ответил.
- Я не смогу тебя дотащить. И Дэвид не оставил ключей в машине, так что нам
не повезло...
Я замолчал.
А что, если бы Дэвид случайно захлопнул дверцу и оказался вне запертой
машины? Он был инженером и всегда предусматривал такие случайности. И если бы
что-то подобное все же произошло, Дэвид вряд ли стал бы тормозить попутные
машины и просить у водителей взаймы проволочную отмычку. Нет, никогда и ни за
что.
У Дэвида наверняка были где-то спрятаны запасные ключи. Может быть, в таком
специальном маленьком ящичке для ключей, на магните. Я уже собрался лечь на
песок и осмотреть днище машины, но вовремя сообразил, что Дэвид не стал бы
пачкать одежду только для того, чтобы достать запасные ключи. Он спрятал бы
их в другом месте - неожиданном, но легко доступном.
Подумав об этом, я пошарил пальцами вдоль внутренней поверхности переднего
бампера. Ничего. Я пошел к заднему бамперу и проверил там. Опять ничего. Под
крыльями и подножками я тоже ничего не нашел. Ни коробочки на магнитной
присоске, ни ключей. Я не хотел сдаваться, все-таки заглянул под машину, чтобы
убедиться, что ничего не пропустил, когда искал на ощупь.
Нет, ключей в самом деле не было. Я не знал, где еще искать.
Я в растерянности покачал головой. Укромное место должно быть
металлическим, чтобы к нему можно было прикрепить магнитную коробочку. И оно должно
быть защищено от ветра и грязи. Поэтому многие прячут ключи на внутренней
поверхности бамперов.
Но Дэвид спрятал их в каком-то другом месте.
Где еще можно спрятать ключи?
Я снова обошел вокруг машины, вглядываясь в плавные очертания металла. Я
провел пальцами по внутренней стороне решетки радиатора, пошарил в углублении
для заднего номерного знака.
Ключей нигде не было.
Я вспотел. И не только от нервного напряжения. Чувствовалось, что ветер
стал заметно слабее. Я вернулся к Чарли.
- Ну, как ты, Чарли?
Он не ответил, только слегка пошевелил плечами. Я снял его микрофон и
наушник и надел себе на голову. Послышались шорох статики и негромкие голоса.
Похоже, разговаривали Рики и Бобби, и, похоже, они из-за чего-то спорили. Я
пододвинул микрофон к губам и сказал:
- Ребята, ответьте мне.
Пауза. Потом удивленный голос Бобби:
- Джек?
- Да.
- Джек, тебе нельзя там оставаться. Скорость ветра быстро снижается уже
несколько минут. Уже только десять узлов.
- Хорошо...
- Джек, тебе придется вернуться.
- Я пока не могу.
- Когда ветер упадет до семи узлов, прилетят рои.
- Хорошо...
Вмешался Рики:
- Что хорошо? О чем ты говоришь, Джек? Господи, Джек, ты возвращаешься или
нет?
- Я не могу донести Чарли.
- Ты знал это , еще когда уходил.
Я вздохнул.
- Джек, какого черта ты там делаешь?
Послышалось жужжание видеокамеры, закрепленной на углу навеса. Я посмотрел
поверх машины и увидел, как поворачиваются линзы, фокусируясь на мне. "Лэндк-
руизер" - очень большая машина, за ней меня почти не было видно. А из-за
багажника на крыше она была еще выше. Я рассеянно подумал - зачем Дэвиду
багажник на крыше, он ведь никогда им не пользовался... Наверное, верхний багажник
входил в комплектацию машины, в стандартный набор оборудования, и...
Я выругался. Это же очевидно!
Только это место я и не проверил. Я вспрыгнул на подножку и заглянул на
крышу машины. Провел пальцами вдоль решетки багажника и вдоль параллельных
креплений у крыши. И почувствовал под пальцами пластиковую клейкую ленту -
черную на черном багажнике. Я отодрал ленту и увидел под ней блестящий ключ.
- Джек! Девять узлов.
- Хорошо.
Я спрыгнул на землю и забрался на водительское сиденье. Вставил ключ в
замок на запертом ящичке и повернул. Ящичек открылся. Внутри я нашел маленький
желтый ключик.
- Джек! Что ты делаешь?
Я бегом побежал к задней части машины. Вставил желтый ключик в замок
зажигания . Сел на мотоцикл и завел мотор. Под гофрированной крышей автостоянки
мотор рокотал очень громко.
- Джек!
Я подвел мотоцикл туда, где сидел Чарли. Дальше мне предстояла сложная
задача . У этого мотоцикла не было подножки, он не мог стоять, ни на что не
опираясь . Я подвел мотоцикл как можно ближе к Чарли и стал, как мог, помогать
ему забраться на заднее сиденье, пока я держу мотоцикл. К счастью, Чарли
вроде бы понял, что я пытаюсь сделать. Он кое-как взгромоздился на заднее
сиденье . Я велел ему держаться за меня.
- Джек, они здесь, - сказал Бобби Лембек.
- Где?
- На южной стороне. Летят к тебе.
- Хорошо.
Я выжал сцепление, крутнул рукоятку газа и пинком захлопнул пассажирскую
дверцу "Круизера". И остался на месте.
- Джек?
- Какого черта он делает? Он же понимает, как это опасно! - это сказал Ри-
ки.
Бобби ответил:
- Я знаю.
- Почему он просто сидит там и ничего не делает?
Чарли обхватил меня руками за пояс. Его голова лежала у меня на плече. Я
слышал его прерывистое, неглубокое дыхание.
- Держись крепче, Чарли, - сказал я.
Он кивнул.
Потом прошептал мне на ухо, едва слышно:
- Гребаный идиот.
- Да, - я кивнул.
Я выжидал. Рои уже показались из-за здания лаборатории. На этот раз их было
девять, они летели прямо ко мне, выстроившись клином. Значит, уже изобрели
свое собственное стайное поведение.
Девять роев - подумать только! Скоро их будет три десятка, а потом две
сотни ... Бобби спросил:
- Джек, ты их видишь?
- Вижу.
Конечно же, я их видел.
И они определенно отличались от тех роев, которые я видел раньше. Они стали
более плотными, более оформленными, более массивными. Эти рои весили уже не
три фунта, а, скорее, фунтов десять или даже двадцать. А может, и больше.
Может , и все тридцать фунтов. Они приобрели реальный, ощутимый вес.
Я ждал. И оставался на месте. Какая-то отстраненная часть моего сознания
размышляла о том, как рои перестроятся на этот раз, когда доберутся до меня,
какую тактику они используют? Может быть, окружат меня кольцом со всех
сторон? Останутся ли несколько роев поодаль, на страже? И как отреагируют они на
ревущий мотоцикл?
Ничего подобного. Рои летели прямо ко мне и перестраивались в полете -
сначала в ряд, потом в нечто вроде вогнутого клина. Я слышал низкий вибрирующий
гул. При таком большом количестве роев звук был гораздо громче.
Пульсирующие черные колонны были уже в двадцати ярдах от меня, потом в
десяти. В самом ли деле они теперь двигались быстрее, или это мне только
показалось? Я подождал, пока рои окажутся почти рядом со мной, и тогда отпустил
сцепление и выжал газ на полную мощность. Мотоцикл рванулся вперед. Я
пролетел прямо сквозь первый рой - черное облако сомкнулось вокруг меня, а в
следующее мгновение осталось позади. Я вел мотоцикл прямиком через пустыню, к
двери лаборатории, и не осмеливался оглянуться. Это была совершенно дикая
поездка, но длилась она всего несколько секунд. Когда мы доехали до
лаборатории, я бросил мотоцикл на песок, подставил плечо под руку Чарли и подтащил
его к двери.
Рои отставали от нас на целых пятьдесят ярдов, когда я сумел, наконец,
повернуть ручку, потянул дверь на себя, просунул в щель ногу и пинком распахнул
ее пошире. При этом я потерял равновесие, мы вместе с Чарли буквально
ввалились в коридор и упали на бетонный пол. Дверь автоматически захлопнулась и
больно ударила нас по ногам, которые торчали наружу. Я почувствовал резкую
боль в лодыжках - но, хуже того, дверь так и не закрылась. Мешали наши ноги.
Сквозь приоткрытую дверь я слышал, как нарастает низкий вибрирующий гул - рои
быстро приближались.
Я кое-как поднялся на ноги и втащил безвольное тело Чарли внутрь коридора.
Дверь закрылась, но я знал, что это - пожарный выход, и дверь, хотя и
бронированная , закрывается негерметично. Наночастицы смогут проникнуть сквозь нее
внутрь. Я должен был затащить нас обоих в воздушный шлюз. Мы будем в
безопасности только после того, как закроется наружная стеклянная перегородка.
Пыхтя и потея, я затащил Чарли внутрь воздушного шлюза. Я усадил его
поперек камеры, привалив спиной к боковой стенке, чтобы его ноги не мешали
перегородке закрыться. Поскольку в воздушном шлюзе во время обработки мог
находиться только один человек, я вышел наружу. И стал ждать, когда стеклянная
дверь закроется.
Но она не закрывалась.
Я осмотрел стены в поисках какой-нибудь кнопки, но ничего такого не нашел.
В камере шлюза горел свет - значит, электричество не было отключено. Но дверь
не закрывалась.
А я знал, что рои быстро приближаются. В комнату по ту сторону шлюза
вбежали Мэй и Бобби Лембек. Я видел их сквозь вторую стеклянную дверь. Они
размахивали руками, очевидно, показывая мне, чтобы я тоже вошел в шлюзовую камеру.
Но это не имело смысла. Я сказал в микрофон:
- Я думал, в шлюз надо заходить по одному.
У них не было раций, и они меня не услышали. Оба лихорадочно размахивали
руками - заходи, заходи!
Я показал два пальца и вопросительно поднял брови.
Они замотали головами, показывая, что я не понял сути дела.
Я заметил, что у моих ног1 заклубился черный туман. Наночастицы начали
просачиваться через дверь в коридор. Они проникали сквозь щели по периметру
бронированной двери. Теперь у меня оставалось всего пять-десять секунд.
Я вошел в шлюзовую камеру. Бобби и Мэй закивали головами, показывая, что я
все делаю правильно. Но дверь все равно не закрылась. Теперь Бобби и Мэй
начали делать другие жесты, как будто что-то поднимали.
- Вы хотите, чтобы я поднял Чарли?
Да, именно этого они и хотели. Я покачал головой. Чарли неподвижно сидел на
полу, мертвым грузом привалившись к стене. Я оглянулся и увидел, что коридор
постепенно наполняется наночастицами, которые клубятся в воздухе, как черный
дым. Черный туман заполнял и воздушный шлюз. Я почувствовал первые жгучие
уколы на коже.
Я посмотрел на Бобби и Мэй по ту сторону стеклянной перегородки. Они
видели, что происходит, и знали, что у нас осталось всего несколько секунд. Они
снова стали показывать мне знаками, чтобы я поднял Чарли с пола. Я наклонился
к нему, обхватил его руками за подмышки и потянул вверх, пытаясь поднять на
ноги. Ничего не получилось. Чарли не сдвинулся с места.
- Чарли, ради бога, помогай мне, - простонал я и снова попробовал его
поднять. Чарли уперся ногами в пол, а локтями - в стенку, и мне удалось
приподнять его на несколько футов от пола. А потом он снова соскользнул вниз. -
Чарли, давай, давай еще разок...
Я тянул изо всех сил, и на этот раз он здорово мне помогал, так что удалось
в конце концов поставить его на ноги. Я поддерживал его, обхватив руками за
подмышки. Мы стояли, прижавшись друг к другу, как какие-то сумасшедшие
любовники. Чарли дышал тяжело, с хрипом и свистом. Я оглянулся на стеклянную
дверь.
Она не закрылась.
Воздух в коридоре с каждой секундой становился все темнее. Я посмотрел на
Мэй и Бобби. Они отчаянно размахивали руками, показывая мне два пальца. Я не
понимал, чего они еще хотят.
- Да, нас здесь двое...
Что же не так с этой чертовой дверью? Наконец Мэй наклонилась и по очереди
показала пальцем на каждую из своих туфель. Я прочитал по ее губам:
- Две туфли.
Потом Мэй указала на Чарли.
- Да, у нас у каждого по паре туфель. Он стоит на двух ногах.
Мэй покачала головой.
И показала мне четыре пальца.
- Четыре туфли?
Жгучие щипки на коже раздражали меня и мешали думать. Я чувствовал, как на
меня наваливается усталость, мозги были словно набиты ватой. Что она имеет в
виду? При чем тут четыре туфли?
В воздушном шлюзе начало темнеть. Я уже с трудом различал за стеклянной
перегородкой Мэй и Бобби. Они еще что-то показывали мне жестами, но я уже не
видел, что именно. Я не понимал, чего они от меня хотят. Они как будто стали
удаляться от меня, стали далекими и незначительными. У меня не было сил
думать или что-то делать, мне все стало безразлично.
Две туфли, четыре туфли...
И тут я понял. Я повернулся к Чарли спиной, прижался к нему и сказал:
- Обними меня руками за шею.
Он меня обнял, а я подхватил его под колени и приподнял над полом.
Стеклянная дверь мгновенно закрылась.
"Так вот в чем дело..." - подумал я.
Заработали верхние вентиляторы, в нас ударил мощный поток воздуха. В
шлюзовой камере быстро посветлело. Я из последних сил старался удержать Чарли на
весу и удерживал до тех пор, пока вторая стеклянная перегородка не отъехала в
сторону. Мэй и Бобби бросились к нам, в шлюз.
А я просто упал. Чарли рухнул на меня сверху. Наверное, Бобби стащил его с
меня - но я не уверен. Начиная с этого момента я мало что запомнил.
ЧАСТЬ ТРЕТЬЯ.
ГНЕЗДО
День шестой. 18:18
Я пришел в себя, лежа в постели, в моей комнате, в жилом корпусе.
Кондиционеры гудели так громко, что комната напоминала аэропорт. Я встал с кровати и,
протирая глаза, побрел к двери. И обнаружил, что дверь заперта.
Я постучал, потом постучал громче, потом крикнул, но мне никто не ответил.
Я подошел к небольшому компьютеру, установленному на столике, и включил его.
На экране появилось меню. Я стал искать какой-нибудь выход на интерком.
Ничего похожего в меню не было, хотя я довольно долго копался в настройках
интерфейса. Наверное, я все-таки что-то там включил, потому что на экране появился
улыбающийся Рики.
- О, значит, ты уже проснулся? Как ты себя чувствуешь? - спросил он.
- Отопри эту чертову дверь!
- Разве у тебя заперта дверь?
- Открой ее, чтоб тебя!..
- Это только для твоей же безопасности.
- Рики, открой чертову дверь, - сказал я.
- Уже открыл. Она не заперта, Джек.
Я подошел к двери. Да, теперь она была не заперта и открылась сразу же. Я
осмотрел замок. В нем была дополнительная задвижка, специальный запор с
дистанционным управлением. Надо будет не забыть заклеить ее липкой лентой.
Рики на мониторе спросил.
- Наверное, ты хочешь принять душ?
- Да, не помешало бы. Почему кондиционеры так шумят?
- Мы включили их на полную мощность у тебя в комнате, - сказал Рики. - На
тот случай, если остались какие-нибудь частицы.
Я порылся в своих вещах в поисках чистой одежды.
- Где душ?
- Может быть, тебе помочь? - спросил Рики.
- Нет, не нужно мне помогать. Просто скажи, где здесь этот чертов душ!
- Ты как будто злишься...
- Да пошел ты, Рики!
В душе мне стало легче. Я стоял под струей воды минут двадцать. Горячая
вода омывала мое измученное тело. Оказалось, что на мне много синяков - на
груди , на бедре, но я совершенно не помнил, откуда они взялись.
Когда я вышел из душа, Рики уже ждал меня снаружи. Он сидел на скамейке и
улыбался.
- Джек, я очень озабочен...
- Как Чарли?
- С ним вроде бы все в порядке. Он спит.
- Его комнату ты тоже запер?
- Джек... Я понимаю, что у тебя был очень трудный день, и хочу, чтобы ты
знал - мы все тебе крайне признательны за то, что ты сделал. Я имею в виду -
компания благодарна тебе...
- К черту компанию.
- Джек, я понимаю, как ты, наверное, сейчас злишься...
- Перестань молоть ерунду, Рики. Я не получил никакой помощи. Ни от тебя,
ни от кого другого в этом месте.
- Конечно, тебе могло так показаться...
- Это так и есть, Рики. Нет помощи - значит, нет помощи.
- Джек, Джек... Пожалуйста... Я стараюсь как-то извиниться, хочу сказать,
что очень сожалею о произошедшем. Из-за этого я чувствую себя ужасно. Правда,
поверь мне. Если бы можно было как-нибудь вернуться назад и все изменить, я
бы это сделал.
Я посмотрел на него в упор.
- Рики, я тебе не верю.
Рики победно улыбнулся уголками губ и сказал:
- Надеюсь, в скором времени все изменится.
- Сомневаюсь.
- Ты знаешь, как я всегда ценил нашу дружбу, Джек. Это всегда было для меня
самым главным.
Я молча смотрел на него. Рики совершенно меня не слушал. Он просто улыбался
с дурацким видом - как будто от его улыбки у всех все сразу будет хорошо. Я
начал подозревать, что Рики накачался какими-то наркотиками. Он и в самом
деле вел себя очень странно.
- Ну, как бы то ни было... - Рики замолчал на мгновение, потом сменил тему:
- Скоро прилетит Джулия - и это очень хорошо. Она будет здесь уже сегодня
вечером .
- Хм-м... А почему она сюда прилетит?
- Ну, я думаю потому, что беспокоится о сбежавших роях.
- И как же это она о них беспокоится? - спросил я. - Эти рои можно было
полностью уничтожить много недель назад, когда у них только начали
проявляться признаки эволюционирования. Однако этого не случилось.
- Да. Действительно. Ну, дело в том, что тогда никто на самом деле не
понимал . . .
- А я думаю, что понимали.
- Нет, что ты, - Рики сделал вид, что его незаслуженно обвиняют, и обиженно
надул губы. Но я уже устал от этой его игры.
- Рики, - сказал я. - Когда я прилетел сюда, вместе со мной в вертолете
сидела толпа пиарщиков. Кто их нанял? Кто уведомил их, что здесь какие-то
проблемы с пиаром?
- Я ничего не знаю ни о каких пиарщиках.
- Им запретили выходить из вертолета. Сказали, что это опасно.
Он покачал головой.
- Я понятия не имею... Не знаю, о чем ты говоришь.
Я махнул рукой и вышел из душевой.
- Я не знал! - крикнул Рики мне вслед. - Клянусь, Джек, я ничего об этом не
знал!
Через полчаса Рики в знак примирения принес мне недостающий код, о котором
я у него спрашивал. Код был короткий - всего один листок бумаги.
- Извини, Джек, - сказал он. - Пришлось повозиться, чтобы его найти.
Несколько дней назад Рози закрыла сетевой доступ к целой поддиректории, чтобы
ее переработать. Наверное, она просто забыла снова открыть доступ. Поэтому
кода и не было в основной директории.
- Хм-м... - я просмотрел запись. - И что она перерабатывала?
Рики пожал плечами.
- Понятия не имею. Один из этих файлов. Я открыл файл с кодом.
/ * Модуль комп. _стат. * /
Выполнить (движение{0л^ (Cxl, Cyl, Czl)}) /*начало*/
{Sij (xl, yl, z)} /*движение*/
{Sikl (xl, yl, zl)(x2, y2, z2)} /*отслеживание*/
Усилие {z (i)} /*сохранение*/
Реакция усложн. /^состояние бегства*/
Sl{(dx(i,j,k)}{(MecTo(Cj,Hj)}
S2 {(fx, (a, q)}
Место {z (q)} /*сохранение*/
Намерение усложн. /*намерение бегства*/
Sl{ (dx(i,j,k)}{(MecTo(Cj,Hj)}
S2 {(fx, (a, q)}
Загрузка {z (i)] /*сохранение*/
Выполнить (движение {01j (Cxl, Cyl, Czl)})
Выполнить (npe-{0ij (Hxl, HhI, Hzl)})
Выполнить (nocT-{0ij (Hxl, Hyl, Hzl)})
Усилие {Sij (xl, yl, zl)}
{Sikl (xl, yl, zl) движение(x2, y2, z2)} /*отслеживание*/
(0, 1, 0, 01)
- Рики, - сказал я, - этот код почти не отличается от предыдущих.
- Ну да, наверное. Изменения всегда очень незначительные. Не понимаю,
почему ты придаешь этому такое значение, - он пожал плечами. - Я имею в виду вот
что - как только мы потеряли контроль над роями, первоначальный код утратил
всякий смысл. Мы ведь все равно уже не могли его изменить.
- А как случилось, что вы потеряли контроль? В этом алгоритме нет
эволюционного кода.
Рики развел руками и сказал:
- Джек, если бы мы это знали, мы бы знали и все остальное, и никаких
неприятностей не было бы.
- Рики, меня пригласили сюда для того, чтобы разобраться с проблемами кода,
который написала моя прежняя группа. Мне сказали, что агенты теряют цель...
- Можно сказать, что неподчинение управляющим радиосигналам и есть потеря
цели.
- Но код не менялся.
- Ну, знаешь, Джек, сам код никого особо не волнует. Только то, что код
собой подразумевает. Обусловленное поведение, которое возникает из этого кода.
Нам нужно, чтобы ты помог именно в этом, Джек. Потому что это ведь твой код,
верно?
- Да, но это ваши рои.
- Совершенно верно, Джек.
Рики пожал плечами и вышел из комнаты. Я какое-то время смотрел на листок с
кодом, а потом задумался - почему Рики распечатал его для меня? Это означало,
что он не хотел показывать мне электронную версию документа. Вероятно, Рики
пытается скрыть от меня еще какую-то проблему. Возможно, на самом деле код
изменили, но Рики мне его не показывает. Или, может быть...
"Ну и черт с ним!" - подумал я. Смял листок с распечаткой и бросил его в
мусорную корзину. Решать эту проблему все равно нужно не через компьютерный
код. Это было мне совершенно ясно.
Мэй сидела в биологической лаборатории и смотрела на монитор, подперев под-
бородок рукой. Я спросил:
- Ты как, нормально себя чувствуешь?
- Да, - она улыбнулась - А ты?
- Просто устал. И голова опять разболелась.
- У меня тоже. Но у меня - из-за этого фага, - Мэй показала на экран. На
экране было черно-белое изображение вируса под сканирующим электронным
микроскопом. По форме вирус напоминал минометный снаряд - толстая вытянутая
головка, прикрепленная к более узкому хвосту.
- Это тот новый мутировавший фаг, о котором ты говорила? - спросил я.
- Да. Я уже отключила от линии один ферментационный чан. Производство
работает на шестьдесят процентов от полной мощности. Все равно, вряд ли это имеет
какое-то значение.
- А что ты сделала с отключенным чаном?
- Исследую чувствительность фага к разным антивирусным реагентам, - сказала
Мэй. - Вообще-то их здесь немного. Мы не должны анализировать фаги. По
инструкции любой зараженный чан следует отключить от производственной линии,
уничтожить все его содержимое, а чан простерилизовать.
- А почему ты этого не сделала?
- Наверное, я так и сделаю, со временем. Но, поскольку этот вирус новый,
лучше сразу попробовать найти эффективный реагент против него. Это может
пригодиться впоследствии. Потому что вирус появится снова.
- Ты имеешь в виду, он образуется опять? Заново?
- Да. Может быть, не настолько агрессивный, но, по сути, тот же самый.
Я кивнул. Я знал о такой тенденции, потому что изучал генетические
алгоритмы - программы, специально разработанные для того, чтобы воспроизводить
процесс эволюции. Большинство людей считают, что эволюция - одноразовый процесс,
результат случайных совпадений. Если бы растения не начали производить
кислород, животные никогда бы не появились. Если бы астероид не уничтожил
динозавров , им на смену не пришли бы млекопитающие. Если бы какая-нибудь рыба не
выбралась на сушу, все животные по-прежнему жили бы в воде. Ну и так далее.
Все это было в достаточной мере справедливо, однако в эволюции существовали
и другие закономерности. Определенные формы, определенные способы
существования продолжали возникать снова и снова. Например, паразитирование - когда
одно животное живет за счет другого - появлялось в ходе эволюции множество раз,
независимо друг от друга. Паразитирование - эффективный способ взаимного
существования жизненных форм, поэтому он появлялся и будет появляться снова и
снова.
Подобные феномены наблюдаются и в генетических программах. Программы имеют
тенденцию возвращаться к испытанным и надежным решениям. Программисты
рассматривают эту тенденцию на трехмерной модели горного ландшафта, с пиками и
долинами. Но факт остается фактом - эволюция имеет и стабильную составляющую.
И вполне можно ожидать, что любое большое, интенсивно воспроизводящееся
скопление бактерий рано или поздно будет заражено вирусом. И если окажется,
что бактерии нечувствительны к этому вирусу, вирус мутирует так, что сможет,
поражать их. На это можно рассчитывать примерно с той же долей вероятности,
как и на то, что в открытой банке с сахаром, оставленной на столе, рано или
поздно появятся муравьи.
Учитывая, что процесс эволюции изучается уже почти полторы сотни лет,
поразительно, насколько мало мы о нем на самом деле знаем. Старая концепция о
выживании наиболее приспособленных давным-давно себя изжила. Она оказалась
слишком примитивной. Ученые, изучавшие эволюцию в девятнадцатом веке,
рассматривали ее как постоянную "борьбу когтей и клыков", в мире, где более
сильные животные убивают более слабых. Они не принимали в расчет, что слабые
животные неизбежно станут сильнее или выиграют в борьбе за существование
каким-нибудь другим способом. Что, собственно, всегда и происходит.
Новая концепция представляет эволюцию как взаимоотношения между непрерывно
развивающимися формами живых существ. Некоторые сравнивают эволюцию с гонкой
вооружений, подразумевая под этим непрерывно нарастающее противостояние сил.
Растение, подвергшееся нападению насекомых, начинает вырабатывать в листьях
пестициды. Насекомые вырабатывают невосприимчивость к пестицидам растений.
Растение, в свою очередь, вырабатывает более мощные пестициды. И так далее.
Такую модель приспособительного поведения называют коэволюцией - когда два
или более биологических вида эволюционируют параллельно, во взаимосвязи. Так,
растение, на которое нападают муравьи, приспосабливается к совместному
существованию с муравьями и даже начинает вырабатывать специальный корм для
муравьев на поверхности своих листьев. Муравьи, в свою очередь, защищают
растение, жаля животных, которые пытаются поедать листья. И довольно скоро ни
муравьи, ни растение уже не могут выжить друг без друга.
Подобные взаимоотношения настолько фундаментальны, что многие считают их
истинной сутью эволюции. Паразитирование и симбиоз лежат в основе
эволюционных изменений. Эти процессы все время присутствуют в эволюции и существовали
с самого ее начала. Линн Маргулис прославился тем, что наглядно показал, как
бактерии изначально обзавелись ядром, поглотив другие бактерии.
Сейчас, в двадцать первом веке, уже ясно, что коэволюция не ограничивается
непрерывно нарастающими взаимными приспособительными изменениями парных
биологических видов. Коэволюция может охватывать и три, и десять, и вообще
абсолютно любое количество взаимодействующих видов. На лугу произрастает
множество разных растений, они подвергаются нападению множества разновидностей
насекомых, и вырабатывают самые разнообразные способы защиты. Растения
конкурируют с другими растениями, насекомые конкурируют с другими насекомыми, более
крупные животные поедают и растения, и насекомых. Результатом этих сложных
взаимодействий всегда являются эволюционные изменения.
А они всегда непредсказуемы.
В сущности, именно из-за этого я был так зол на Рики.
Он должен был предвидеть опасность, когда выяснилось, что контролировать
рои невозможно. Было полным безумием сидеть сложа руки и позволять им
самопроизвольно эволюционировать. Рики неглупый человек, он знал о генетических
алгоритмах, он знал о биологической основе современных направлений в
программировании .
Он знал, что самоорганизация неизбежна.
Он знал, что обусловленное поведение непредсказуемо.
Он знал, что эволюция включает в себя взаимодействие любого количества
разных биологических видов.
Он знал все это - и все равно делал то, что делал.
Делал либо он, либо Джулия.
Я сходил проведать Чарли. Он все еще спал у себя в комнате, растянувшись на
кровати. Когда мимо прошел Бобби Лембек, я спросил:
- Долго он уже спит?
- С тех пор, как вы вернулись. Часа три или около того.
- Может, имеет смысл разбудить его и проверить, все ли с ним в порядке?
- Нет, пусть лучше спит. Разбудим его после ужина.
- А когда ужин?
- Через полчаса, - Бобби Лембек рассмеялся. - Я как раз готовлю еду.
Тут я вспомнил, что обещал позвонить домой, когда они сядут ужинать.
Поэтому я пошел к себе в комнату и набрал домашний номер.
Трубку подняла Эллен.
- Да, я слушаю, - торопливо сказала она. Я слышал через трубку, что Аманда
плачет, а Эрик кричит на Николь. Эллен сказала: - Николь, перестань так
обращаться со своим братом!
Я сказал:
- Привет, Эллен!
- О, слава богу! - отозвалась моя сестра. - Ты должен поговорить со своей
дочерью.
- Что там у вас происходит?
- Сейчас, минуточку. Николь, это ваш папа.
Я слышал, как сестра передает трубку Николь.
- Привет, пап.
- Что случилось, Николь?
- Ничего. Эрик - испорченный ребенок.
Весьма категорично.
- Ник, я хочу знать, что ты сделала своему брату.
- Пап... - она заговорила тихо, почти шепотом. Я догадался, что Николь
прикрывает трубку ладонью. - Тетя Эллен не очень добрая.
- Я все слышу! - донесся голос Эллен. Но, по крайней мере, малышка
перестала плакать. Наверное, Эллен взяла ее на руки и укачала.
- Николь, - сказал я. - Ты у нас самая старшая, и я надеюсь на твою помощь,
чтобы дома все было нормально, пока меня нет.
- Я пытаюсь, папа. Но он - настоящая куриная гузка!
Издалека донесся голос Эрика:
- Не бреши! Болтуха, соплявка!
- Вот видишь, папа, что он вытворяет.
- Заткни свой рот половой тряпкой!
Я посмотрел на монитор, стоявший передо мной на столике. На экране
сменялись виды пустыни, снятые разными наблюдательными камерами. Одна из камер
показала горный мотоцикл, лежащий на боку у входа в энергостанцию. Другая
камера показала склад, с незакрытой дверью, которая раскачивалась на ветру. За
дверью, на полу, неясно виднелось тело Рози. Сегодня погибли двое людей. Я
сам едва не погиб. И теперь мелкие неурядицы в семье, которые еще вчера были
самым важным содержанием моей жизни, показались мне далекими и
незначительными.
- Все очень просто, папа, - сказала Николь серьезным, "взрослым" голосом. -
Мы с тетей Эллен вернулись домой из магазина, где мы купили очень красивую
голубую блузку для спектакля, а потом Эрик зашел в мою комнату и сбросил на
пол все мои книжки. Вот я и велела ему их поднять и положить на место. Он
сказал "нет" и обозвал меня плохим словом, поэтому я пнула его под задницу,
не очень сильно, и забрала его Джи-Джо, и спрятала. Вот и все.
Я переспросил:
- Ты забрала его Джи-Джо?
Футболист Джи-Джо был самой любимой игрушкой Эрика. Эрик разговаривал с
Футболистом, укладывал его рядом с собой на подушку, когда ложился спать.
- Он не получит его обратно, пока не соберет мои книжки, - заявила Николь.
- Ник...
- Папа, он обозвал меня плохим словом.
- Отдай ему обратно его Джи-Джо.
Изображения с камер постоянно сменялись, каждое оставалось на экране пару
секунд, не больше. Я ждал, когда снова появится вид на складское помещение.
Почему-то эта картинка вызывала у меня дурные предчувствия. Что-то беспокоило
меня, но что - я пока не понимал.
- Пап, это унизительно.
- Ник, ты же не мама, чтобы...
- Ах да, мама была дома - секунд пять, не больше.
- Она была дома? Мама была дома?
- Да, но ей вдруг внезапно понадобилось уехать. Она опаздывала на самолет.
- Вот как... Николь, ты должна слушаться Эллен...
- Папа, я же тебе сказала, что она...
- Она за вас отвечает, пока я не вернусь домой. Поэтому, если Эллен
попросит что-то сделать, вы должны ее слушаться.
- Пап! Мне это кажется неразумным, - Николь иногда выражалась, как
присяжный на судебном заседании.
- Что ж, солнышко, такое бывает.
- Но у меня проблема...
- Николь. Делай, как я сказал, - пока я не вернусь, слушайся Эллен.
- А когда ты вернешься?
- Наверное, завтра утром.
- Хорошо.
- Ну что, мы договорились?
- Да, папа. У меня тут, наверное, будет нервный срыв...
- Тогда я обещаю, что, как только вернусь домой, отведу тебя в психбольницу
на обследование.
- Очень смешно.
- Дай мне поговорить с Эриком.
Я говорил с Эриком недолго, и за время разговора он успел несколько раз
сообщить мне, что "так нечестно". Я велел ему собрать книжки Николь. Эрик
заявил , что не сбрасывал их на пол, что так получилось случайно. Я сказал, чтобы
он все равно собрал книжки. Потом я немного поговорил с Эллен. Постарался
подбодрить ее как мог.
Несколько раз за время разговора на экране снова появлялся склад. Я опять
видел хлопающую на ветру заднюю дверь и участок пустыни вокруг склада. С этой
стороны склад был слегка приподнят над уровнем земли, к двери вела небольшая
лестница из четырех ступенек. Но все это выглядело нормально. Я никак не мог
понять, что же меня беспокоит.
А потом вдруг понял.
Там не было тела Дэвида. Внутри складского помещения его тоже не было. Я
сам видел, всего несколько часов назад, как тело Дэвида соскользнуло за дверь
и скрылось из виду - поэтому оно должно было лежать на земле рядом с выходом.
Но тела там не было.
Может быть, все-таки я в чем-то ошибся? Или, может, здесь все-таки есть
койоты? Как бы то ни было, изображение на мониторе опять сменилось. Чтобы
снова увидеть склад, мне пришлось бы ждать, пока прокрутится весь цикл
картинок. Я решил не дожидаться. Если даже тело Дэвида пропало, прямо сейчас я все
равно не мог ничего с этим сделать.
Около семи часов вечера мы сели ужинать на маленькой кухне жилого корпуса.
Бобби расставил на столе тарелки с равиоли и овощной смесью в томатном соусе.
Я достаточно долго просидел дома и сразу узнал марку производителя
замороженных продуктов, которые использовал Бобби.
- Знаешь, лучше всего брать равиоли "Контадина". Они самые вкусные.
Бобби пожал плечами:
- Я заглянул в морозильник и взял то, что было.
На удивление, я очень проголодался. Я съел все, что было на тарелке.
- Видишь, значит, эти тоже не такие уж плохие, - сказал Бобби.
Мэй ела молча, как всегда. Рядом с ней сидел Вине - он ел, громко чавкая.
Рики сидел на дальнем конце стола, напротив меня. Он старался не встречаться
со мной взглядом, и все время смотрел себе в тарелку. Меня это вполне устраи-
вало. Никому не хотелось говорить о Рози и Дэвиде, но невозможно было не
заметить двух свободных стульев за столом. Бобби спросил:
- Так что, ты собираешься искать их сегодня ночью?
- Да, - подтвердил я. - Когда здесь темнеет?
- Солнце заходит примерно в двадцать минут восьмого, - ответил Бобби и
мельком взглянул на монитор, закрепленный на стене. - Я скажу тебе потом, во
сколько точно.
Я сказал:
- Значит, можно будет выходить через три часа после этого времени. Примерно
в десять часов.
- Думаешь, удастся выследить рои? - спросил Бобби.
- Мы должны их найти. Чарли обрызгал один рой весьма тщательно.
- И в результате я теперь свечусь в темноте, - подхватил Чарли, заходя в
комнату. Он засмеялся и уселся за стол.
Все радостно приветствовали его. По крайней мере, за столом стало на одного
человека больше. Я спросил у Чарли, как он себя чувствует.
- В целом нормально. Ослабел только слегка. И голова болит страшно, прямо
раскалывается ко всем чертям.
- У меня то же самое.
- И у меня, - сказала Мэй.
- У меня даже от Рики так голова не болела, - добавил Чарли и посмотрел в
дальний конец стола. - По крайней мере, от Рики голова болит не так долго.
Рики ничего не ответил, просто молча ел.
- Как вы думаете, эти штуки проникают в мозг? - спросил Чарли. - Я хочу
сказать - это же наночастицы. Они попадают в легкие с дыханием, оттуда в
кровь, проникают через гемато-энцефалический барьер... и попадают в мозг?
Бобби поставил перед Чарли тарелку с едой. Чарли сразу же щедро посыпал
равиоли перцем.
- Ты ведь еще даже не попробовал, - удивился Бобби.
- Не обижайся. Просто мне захотелось, чтобы было побольше перца, - пояснил
Чарли и начал есть, продолжая разговор: - То есть, я что хочу сказать... Ведь
именно поэтому всех так беспокоит загрязнение окружающей среды, которое
связано с нанотехнологиями. Правильно? Наночастицы настолько малы, что могут
проникать в такие места, за которые раньше никто и не думал опасаться. Они
способны проникнуть в синапсы между нейронами. И в цитоплазму сердечных
клеток. Или даже внутрь клеточного ядра. При своих размерах наночастицы свободно
могут проникнуть в любую часть организма. Поэтому мы, наверное, заражены,
Джек.
- Тебя это как будто не очень беспокоит, - заметил Рики.
- Ну а что я сейчас могу с этим сделать? Разве что надеяться, что зараза
перейдет и на тебя - вот и все. Кстати, неплохие макароны.
- Равиоли, - поправил Бобби.
- Какая разница? Только перца маловато, - Чарли снова насыпал себе в
тарелку перца.
- Закат в семь двадцать семь, - сказал Бобби, глянув на монитор, и
продолжил есть. - И перца совсем не мало.
- Мало, черт возьми!
- Я поперчил нормально.
- Надо было еще поперчить.
Я сказал:
- Ребята, у нас все на месте?
- Да, а что?
Я показал на монитор.
- В таком случае кто это стоит там, в пустыне?
День шестой. 19:12
- Черт! - воскликнул Бобби. Он вскочил из-за стола и выбежал из комнаты.
Все остальные тоже сорвались с места и побежали за Бобби. Я последовал за
ними.
Рики схватился за рацию и закричал на бегу:
- Вине! Заблокируй нас! Вине!
- Мы заблокированы, - ответил Вине. - Давление - плюс пять.
- Почему не включилась сигнализация?
- Откуда я знаю? Может, они научились еще и обходить сигнализацию.
Я вместе со всеми вошел в служебное помещение, где находились большие
вмонтированные в стену жидкокристаллические дисплеи, на которые передавалось
изображение с внешних видеокамер. Виды пустыни с разных ракурсов.
Солнце уже закатилось за горизонт, но край неба еще был ярко-оранжевого
цвета, постепенно переходившего в пурпурный и темно-синий. И на фоне этого
неба стоял молодой парень с короткой стрижкой. Он был одет в джинсы и белую
футболку и походил на спортсмена-серфингиста. В наступающих сумерках трудно
было рассмотреть его лицо, но все равно, глядя, как он движется, я подумал,
что в парне определенно есть что-то знакомое.
- Можно осветить его прожектором? - спросил Чарли. Он принес с собой
тарелку с равиоли и продолжал есть.
- Сейчас включу освещение, - сказал Бобби, и в следующий миг парень
оказался в луче яркого света. Теперь я видел его ясно...
И вдруг меня поразила догадка. Он выглядел в точности так, как тот паренек,
которого я видел у Джулии в машине вчера вечером после ужина, когда она
уезжала, как раз перед аварией. И теперь, когда я увидел его снова, я понял, что
этот молоденький спортивный блондин...
- Господи, Рики! - воскликнул Бобби Лембек. - Да он же как две капли воды
похож на тебя!
- Да, точно, - сказала Мэй. - Это Рики. Даже футболка такая же.
Рики как раз доставал банку прохладительного напитка из автомата. Он
повернулся к дисплеям и спросил:
- О чем это вы, ребята?
- Он выглядит в точности как ты, - заявила Мэй. - На нем даже футболка
такая же, как твоя, - с такой же надписью на груди.
Рики посмотрел на свою футболку, потом на монитор. Помолчал немного, потом
проронил:
- Будь я проклят!
Я сказал:
- Рики, ты ведь ни разу не выходил из помещения. Как получилось, что это -
ты?
- Черт, да откуда я знаю? - ответил Рики и пожал плечами. Как-то слишком
нарочито пожал плечами - или мне показалось?
Мэй сказала:
- Я не могу как следует разглядеть лицо. Черты лица какие-то нечеткие.
Чарли подошел вплотную к самому большому дисплею и присмотрелся
повнимательнее .
- Ты не можешь разглядеть черты лица, - пояснил он, - потому что их нет.
- Да ну, что ты!
- Чарли, это просто погрешность разрешения видеокамер, вот и все.
- Нет, - возразил Чарли. - Какого черта? У него пустое лицо. Увеличьте
изображение , если не верите.
Бобби увеличил изображение. Голова спортивного блондина заняла весь экран.
Парень двигался и то исчезал с экрана, то появлялся снова, но все сразу поня-
ли, что Чарли прав. Черт лица не было. Просто овал бледной кожи под кромкой
светлых волос, с небольшим выступом на месте носа, легким намеком на
надбровные дуги, холмиком на месте губ - и все. Настоящих черт лица не было.
Как будто скульптор начал лепить лицо, но бросил работу на середине.
Получилось незаконченное лицо.
Только брови на этом лице время от времени двигались. Как будто трепетали
или подрагивали. Или, может быть, это только казалось.
- Вы ведь все понимаете, что именно мы видим? - спросил Чарли. - Бобби,
опусти камеру ниже. Давайте осмотрим его целиком.
Бобби передвинул камеру вниз, и мы увидели белые кроссовки, которые
двигались по песку. Только кроссовки, похоже, не касались земли, а висели прямо
над ней. И сами кроссовки тоже были немного нечеткими. На них виднелись
легкие очертания шнурков и намек на полоски, где должен был находиться логотип
"Найк". Но все же они были похожи скорее на рисунок или набросок, чем на
настоящие кроссовки.
- Очень странно, - сказала Мэй.
- Ничего странного тут нет, - откликнулся Чарли. - Это просчитанное
приближение для определенного разрешения. В рое недостаточно агентов, чтобы создать
полноценное точное изображение с высоким разрешением. Поэтому он создает
приблизительное изображение.
- Или, может быть, это лучшее, что рой может создать из имеющихся
материалов, - сказал я. - Вероятно, он воспроизводит все сложные цвета посредством
поворота отражающих свет поверхностей под точно рассчитанным углом. Как это
бывает с разноцветными щитами, которые выносит толпа на футбольные стадионы,
чтобы делать большие картинки.
- В таком случае, поведение роя очень сложное, - сказал Чарли.
- И гораздо более сложное, чем то, что мы видели раньше, - добавил я.
- Да, боже мой! - раздраженно произнес Рики. - Вы говорите о нем так, будто
этот рой - Эйнштейн!
- Нет, он явно не Эйнштейн, - возразил Чарли. - Потому что изображает там
тебя.
- Успокойся, Чарли.
- Я бы успокоился, да только ты, Рики, такая задница, что постоянно
выводишь меня из себя.
Бобби пробурчал:
- Может, вы оба успокоитесь, а?
Мэй повернулась ко мне и спросила:
- Почему рой это делает? Имитирует добычу?
- По сути, да.
- Мне не нравится думать о себе как о добыче, - сказал Рики.
Мэй спросила:
- Ты имеешь в виду, что они были закодированы на буквальную, физическую
имитацию добычи?
- Нет, - ответил я. - Инструкции в программе гораздо более обобщенные. Они
просто направляют агенты к достижению цели. Так что сейчас перед нами одно из
возможных решений, выработанных роем. И оно гораздо сложнее и совершеннее
предыдущей версии. Прежде им с трудом удавалось создать стабильное двухмерное
изображение. Теперь рой успешно смоделировал объемное, трехмерное
изображение.
Я посмотрел на программистов. Они были явно потрясены. Все понимали,
насколько большой качественный скачок произошел буквально у них на глазах.
Переход к трехмерным изображениям означал, что рой теперь может не только
изображать нашу внешность, но и подражать нашим движениям - походке, жестам. А
для этого требуется гораздо более сложный уровень моделирования.
Мэй спросила:
- И рой додумался до этого сам по себе?
- Да, - сказал я. - Только "додумался" - здесь не самое подходящее
определение. Обусловленное поведение - результат соединения поведения всех
отдельных агентов. Поэтому никто ни до чего не додумывался. У роя нет мозга, нет
центральной нервной системы.
- Групповое сознание? - предположила Мэй. - Сознание роя?
- В каком-то смысле да. Главное - у роя нет единого управляющего центра.
- Но он ведет себя так целеустремленно, так упорядочение... - сказала Мэй.
- И выглядит как высокоорганизованное существо.
- Ага, и мы тоже, - фыркнул Чарли и резко, неприятно рассмеялся.
Кроме него, больше не смеялся никто.
Если рассматривать это в таком ключе, человеческий организм - тоже огромный
рой. Вернее, это рой, состоящий из множества роев. Потому что каждый орган,
каждая часть тела - кровь, печень, почки - это отдельные рои. То, что мы
называем "телом", на самом деле - совокупность всех этих роев-органов.
Мы считаем свое тело плотным и цельным, но только потому, что не можем
видеть процессы, происходящие на клеточном уровне. Если бы можно было увеличить
человеческое тело, раздуть его до гигантских размеров, то стало бы видно, что
оно на самом деле не что иное, как огромное скопление движущихся масс клеток
и атомов, составленное из более мелких скоплений клеток и атомов.
Но кого это волнует? Известно, что многие процессы в человеческом теле
регулируются на уровне отдельных органов. Поведение человека контролируется во
многих местах. Центр управления находится не только в мозгу, и он не
единственный. Они рассредоточены по всему организму.
Поэтому можно утверждать, что в каком-то смысле поведение человека тоже
определяется "роевым сознанием". За равновесие отвечает рой мозжечка, и очень
редко это происходит сознательно. Управление многими другими процессами
осуществляется на уровне спинного мозга, желудка, кишечника. Работа зрительной
системы во многом происходит внутри глазных яблок, задолго до того, как в
дело вступает мозг.
Если уж на то пошло, то весьма значительная часть мозговой деятельности
тоже происходит бессознательно. Показательный пример - уклонение от
препятствий. Мобильному роботу приходится производить невероятные объемы вычислений и
затрачивать массу времени работы процессора только на то, чтобы просто
уклоняться от препятствий на его пути в окружающей среде. Человек тоже это
делает , сам того не осознавая - до тех пор, пока не стемнеет. Только двигаясь в
темноте, человек понимает, какие огромные усилия уходят на то, чтобы не
натыкаться на всякие препятствия.
Этот пример доказывает, что целостная структура сознания, и человеческий
самоконтроль, и самоорганизация - всего лишь удобная и привычная иллюзия. На
самом же деле мы вовсе не контролируем свое тело сознательно. Просто мы
привыкли думать, что это так.
И только то, что человек осознает себя как цельное "я", еще не означает,
что это соответствует действительности. И, исходя из того, что мы о нем
знали, этот проклятый рой тоже обладал зачаточным представлением о себе как о
едином целом. Или, если этого еще не произошло, это неизбежно произойдет - и
очень скоро.
Наблюдая за безликим человеком в пустыне, мы заметили, что изображение
становится нестабильным. Рою уже не удавалось сохранять облик цельным, в прежнем
виде. Время от времени то голова, то плечи рассеивались облаком пыли, потом
снова собирались в оформленное, цельное изображение. Зрелище получалось очень
странное.
- Не может сосредоточиться? - предположил Бобби.
- Нет, по-моему, он просто начинает уставать, - подал голос Чарли.
- Ты хочешь сказать - у него заканчивается энергия.
- Да, скорее всего. Чтобы поддерживать все эти частицы в строго
определенном положении, уходит масса дополнительных сил.
И в самом деле, рой снова принял форму плотного черного облака.
- Значит, это - энергосберегающее состояние? - спросил я.
- Судя по всему, да. Наверняка в них была запрограммирована оптимизация
контроля за расходом энергии.
- По крайней мере, теперь она у них есть, - сказал я.
Снаружи быстро темнело. С неба исчезли последние оранжевые отблески.
Картинка на мониторе стала менее четкой.
Рой развернулся и полетел в пустыню.
- Будь я проклят! - пробормотал Чарли.
Я следил за роем, пока он не исчез за горизонтом.
- Еще три часа - и они станут историей, - сказал я.
День шестой. 22:12
Сразу после ужина Чарли опять пошел спать. Он все еще спал и в десять
вечера, когда мы с Мэй готовились снова выйти наружу. Мы оделись в жилеты и
куртки , потому что ночью в пустыне должно было похолодать. Но для этой экспедиции
нам нужен был кто-то третий. Рики заявил, что останется здесь, потому что
должен дождаться Джулию, которая прилетит с минуты на минуту. Вине сидел где-
то , смотрел телевизор и пил пиво. Оставался Бобби.
Бобби не хотел идти с нами, но Мэй пристыдила его и в конце концов
уговорила присоединиться к нам. Встал вопрос о том, как мы все втроем отправимся на
поиски - ведь предполагаемое укрытие, где прячутся рои, могло находиться
довольно далеко от фабрики, может быть, на расстоянии нескольких миль. У нас,
конечно, был горный мотоцикл Дэвида, но на нем могли ехать только двое. Тут
выяснилось, что у Винса есть внедорожник, на стоянке под навесом. Я пошел в
энергоблок попросить у Винса ключи.
- Ключи не нужны, - сказал он. Вине сидел на диване и смотрел ток-шоу "Кто
получит миллион?". Я слышал, как ведущий Регис задал вопрос игроку: "Это ваш
окончательный ответ ?"
- В смысле? - спросил я.
- Ключ в зажигании, - пояснил Вине. - Я его никогда не забираю.
- Стоп, погоди. Ты хочешь сказать, что все это время на стоянке была
исправная машина с ключами?
- Ну да. - По телевизору ведущий произнес: "Четыре тысячи долларов, как
называется самое маленькое государство в Европе?"
- Почему мне никто об этом не сказал? - спросил я, сатанея от ярости.
Вине пожал плечами:
- Откуда я знаю? У меня никто не спрашивал.
Злой, как черт, я пошел обратно в главный корпус.
- Где этот чертов Рики?
- Звонит по телефону, - ответил Бобби. - Разговаривает с какими-то шишками
в Долине.
- Джек, успокойся, - сказала Мэй.
- Я спокоен. С какого телефона он звонит? В главном корпусе?
- Джек, - Мэй остановила меня, положив руку мне на плечо. - Уже
одиннадцатый час. Забудь.
- Забыть? Из-за него мы все чуть не погибли!
- Но сейчас мы должны заняться другим делом.
Я посмотрел на ее спокойное, сосредоточенное лицо. Вспомнил, как быстро и
деловито она вскрывала тушку кролика.
- Да, ты права.
- Хорошо, - проронила Мэй и отвернулась. - А сейчас нам надо быстро собрать
рюкзаки и отправляться.
Теперь я понял, почему Мэй никогда не проигрывала в спорах. Мы нашли в
шкафу со всякими принадлежностями три рюкзака. Один рюкзак я вручил Бобби и
сказал:
- Все, двинулись.
Ночь была ясная, на небе сияли звезды. Мы пошли в темноте к складу возле
автостоянки - к темному пятну на фоне темного неба. Я вел рядом с собой
горный мотоцикл. Какое-то время все молчали. Наконец Бобби сказал:
- Нам понадобятся фонари.
- Нам много чего понадобится, - добавила Мэй. - Я составила список.
Мы дошли до склада и открыли дверь. Я заметил, как Бобби чуть отпрянул
назад в темноте. Я вошел внутрь, нащупал на стене выключатель и включил свет.
Внутри складское помещение осталось таким же, как раньше, когда мы отсюда
уходили. Мэй расстегнула рюкзак и пошла вдоль стеллажей.
- Нам нужны фонари... зажигательные капсулы... горючее... кислород...
Бобби спросил:
- А кислород зачем?
- Если укрытие подземное, нам может понадобиться... да, и еще термитные
шашки.
Я сказал:
- Термит был у Рози. Может, она поставила его на пол, когда... Я сейчас
посмотрю .
Я прошел в соседнюю комнату. Коробка с термитными шашками лежала на полу,
перевернутая набок, цилиндрики термита валялись рядом. Наверное, Рози уронила
коробку на пол, перед тем как бросилась бежать. Я подумал - не прихватила ли
она что-нибудь с собой? И посмотрел на ее тело у дальней двери.
Тела Рози там не было.
- Господи...
Бобби сразу подбежал ко мне:
- В чем дело? Что-то не так?
Я указал на дверь:
- Рози исчезла.
- То есть как это - исчезла?
Я посмотрел на Бобби в упор.
- Исчезла, Бобби, в буквальном смысле. Ее тело лежало здесь, у двери, а
теперь его нет.
- Но куда оно могло деться? Может, животные?..
- Не знаю.
Я подошел к двери, присел и стал рассматривать то место, где раньше лежала
Рози. Когда я видел ее в последний раз, пять или шесть часов назад, ее тело
было покрыто слоем молочно-белой слизи. Какое-то количество этой слизи
осталось на полу. Выглядела она в точности как подсушенное сгущенное молоко. Там,
где лежала голова Рози, молочнистые выделения остались непотревоженными. Но
ближе к порогу белые лужицы были смазаны, на гладкой поверхности виднелись
параллельные линии.
- Похоже, ее вытащили наружу, - сказал Бобби.
- Да.
Я внимательно осмотрел белые лужицы, выискивая отпечатки следов. Один койот
не смог бы вытащить тело за дверь, для этого понадобилась бы целая стая
койотов . И после них обязательно остались бы следы. Но никаких следов я не
обнаружил .
Я встал и подошел к двери. Бобби тоже подошел, и мы вместе выглянули в
темноту.
- Видишь что-нибудь? - спросил он.
- Нет.
Я вернулся к Мэй. Она уже нашла все, что нужно. Нашла моток магниевого
запального шнура. Нашла ракетницы и осветительные патроны. Нашла портативные
галогеновые фонарики. И мощные налобные фонарики с широкими эластичными
лентами для крепления. Маленькие бинокли и инфракрасные очки ночного видения.
Полевую рацию. Баллоны с кислородом и цельнопластиковые дыхательные маски.
Точно такие же дыхательные маски я видел на людях в фургоне с логотипами
"ССВТ" - вчера вечером, в Калифорнии. Только у них маски были серебристого
цвета.
А потом я подумал: "Неужели это было только вчера вечером?" Да, вчера.
Двадцать четыре часа назад.
Мне казалось, что с тех пор прошел, по меньшей мере, месяц.
Мэй распределила все вещи по трем рюкзакам. Наблюдая за ее уверенными
действиями, я осознал, что из нас троих только у Мэй есть опыт работы в поле, в
дикой природе. Мы же, наоборот, были домоседами и теоретиками. Поразительно,
насколько зависимым от Мэй я чувствовал себя этой ночью.
Бобби поднял первый попавшийся рюкзак, взвесил его в руках и крякнул.
- Мэй, ты уверена, что это все нам понадобится?
- Тебе не придется тащить все это на себе. Мы же поедем, а не пойдем
пешком. И - да, уверена. Лучше перестраховаться, чтобы потом не пришлось
пожалеть .
- Ну, ладно... Но зачем нам, к примеру, полевая рация?
- Никогда не знаешь, что пригодится.
- И с кем ты собираешься связываться по рации?
- Бобби, пойми, - сказал я, - если окажется, что там нам понадобится что-то
из этих вещей - оно нам понадобится позарез.
- Да, но...
Мэй взяла другой рюкзак и забросила его на плечо. Она, казалось, не
замечала его тяжести.
- Ты что-то говорил? - спросила Мэй у Бобби.
- Не важно.
Я взял третий рюкзак. Он оказался не таким уж тяжелым. Бобби жаловался
только потому, что боялся. Да, конечно, я предпочел бы, чтобы кислородный
баллон был поменьше и полегче. Он неудобно лежал в рюкзаке и давил в спину.
Но Мэй считала, что нам понадобится запас кислорода.
- Запас кислорода? - нервно переспросил Бобби. - Ребята, как, по-вашему,
насколько большое может быть у них укрытие?
- Понятия не имею, - ответила Мэй. - Но последние рои были гораздо крупнее
предыдущих.
Она подошла к умывальнику и сняла со стены счетчик радиации. Но, осмотрев
его, Мэй обнаружила, что в нем сел аккумулятор. Пришлось спешно искать новую
батарею, развинчивать корпус счетчика, вынимать испорченную батарею,
вставлять другую. Я опасался, что и эта батарея окажется негодной. В таком случае
нашей затее конец.
Мэй сказала:
- Надо бы проверить и приборы ночного видения. И я не знаю, заряжены ли
батареи во всем остальном нашем снаряжении.
Счетчик радиации громко затрещал, индикатор зарядки батареи светился ярко.
- Полная зарядка, - сказала Мэй. - Этого хватит на четыре часа работы.
- Тогда давайте начнем, - сказал я.
На часах было без восемнадцати минут одиннадцать.
Когда мы подошли к "Тойоте", счетчик затрещал как сумасшедший. Треск
раздавался так часто, что звучал практически непрерывно. Держа рукоятку индикатора
перед собой, Мэй отошла от машины в пустыню, и повернула на запад. Щелчки
затихли. Она повернула на восток - и счетчик затрещал снова. Мэй пошла дальше
на восток - и треск стал тише. Она повернула на север - треск возобновился.
- На север, - сказала Мэй.
Я сел на мотоцикл, завел мотор.
Бобби выехал из-под навеса на внедорожнике - машине с очень толстыми
задними колесами и рулем, похожим на мотоциклетный. Выглядел внедорожник не очень
привлекательно, но я знал, что этот транспорт прекрасно подходит для ночной
поездки по пустыне.
Мэй села на мотоцикл позади меня, наклонилась, чтобы опустить счетчик к
самой земле, и сказала:
- Хорошо, поехали.
И мы отправились в глубь пустыни, под безоблачным ночным небом.
Луч света от фары мотоцикла постоянно прыгал вверх-вниз, выступающие части
ландшафта отбрасывали странные тени. Мне было очень трудно разглядеть, куда я
еду. При свете дня пустыня казалась идеально ровной и однообразной, но
сейчас, в темноте, выяснилось, что в пустыне полным-полно песчаных холмов и
впадин, засыпанных камнями, и глубоких ям, которые оказывались на пути
совершенно неожиданно. Все мое внимание уходило на то, чтобы держать мотоцикл в
вертикальном положении. Непростая задача на такой дороге, тем более что Мэй
постоянно командовала:
- Возьми влево... теперь вправо... еще вправо... хорошо, это слишком, опять
влево...
Иногда нам приходилось ездить кругами, чтобы Мэй могла точно определить
нужное направление.
Если бы кто-то увидел наши следы днем, он подумал бы, что водитель был
мертвецки пьян - так сильно мы петляли по пустыне. Мотоцикл подпрыгивал на
неровностях почвы, и все время норовил свернуть в сторону или завалиться
набок. Мы отъехали от лаборатории на несколько миль, и я уже начал
беспокоиться. Я слышал, как щелкает счетчик радиации, - и щелчки звучали все тише и
реже . Оказалось, что проследить путь роя по остаточной радиации не так-то
просто . Я не понимал, почему так происходит, но факт оставался фактом. Если мы
не отыщем укрытие роев в ближайшее время, мы вообще никогда его не найдем.
Мэй тоже тревожилась. Она наклонялась все ниже и ниже к земле, сжимая в
одной руке рукоятку счетчика, а другой держась за мой пояс. Мне пришлось ехать
медленнее, потому что след стал едва различимым. Мы потеряли след, нашли его,
снова потеряли. Мы возвращались назад по своему следу, ездили по пустыне
кругами - под черным небом, усеянным звездами. Я поймал себя на том, что пытаюсь
затаить дыхание.
И, наконец, мы потеряли след совсем. Я закружил вокруг одного места,
стараясь не впасть в отчаяние. Я сделал три круга, потом четыре - но все без
толку. Счетчик радиации пощелкивал редко, случайным образом. В какое-то
мгновение мы все поняли, что найти след уже не удастся.
Мы забрались черт знает куда в пустыню и ездили по кругу.
Мы потеряли след.
На меня как-то вдруг, внезапно навалилась глубокая усталость. Целый день я
держался на адреналине, а теперь почувствовал, что страшно, невыносимо устал.
У меня начали слипаться глаза. Мне показалось, что я способен уснуть прямо
сейчас, сидя за рулем мотоцикла.
Мэй позади меня выпрямилась на сиденье и сказала:
- Ты только не расстраивайся, ладно?
- О чем ты, Мэй? - устало произнес я. - Мой план полностью провалился.
- Может быть, и нет.
Бобби подъехал поближе к нам.
- Ребята, вы вообще оглядывались назад? - спросил он.
- Зачем?
- А вы оглянитесь. Посмотрите, как далеко мы уехали.
Я обернулся и посмотрел через плечо. На юге виднелись яркие огни фабрики -
поразительно близко. Мы отъехали от фабрики всего на одну-две мили, не
больше . Судя по всему, мы описали большой полукруг по пустыне, постепенно
возвращаясь к тому месту, откуда приехали.
- Странно.
Мэй спрыгнула с сиденья, подошла к фаре мотоцикла и посмотрела при свете на
жидкокристаллический индикатор счетчика.
- Хм-м... - сказала она.
- Ну что там, Мэй? - с надеждой спросил Бобби. - Уже можно возвращаться?
- Нет, - ответила Мэй. - Возвращаться нельзя. Посмотри сюда.
Бобби наклонился и тоже посмотрел на показания индикатора. Там был график
изменения интенсивности излучения. Уровень радиации постепенно снижался, а
потом очень резко; скачкообразно, упал практически до нуля. Бобби нахмурился.
- И что это значит?
- Это временная развертка сегодняшних измерений уровня радиации, - сказала
Мэй. - График показывает, что уровень радиации снижался с самого начала
измерений, в арифметической прогрессии. Видишь вот эту линию, практически прямую,
а в конце - ступенька? Прогрессия оставалась арифметической все время, до
последней минуты. В последнюю минуту снижение уровня радиации внезапно стало
экспоненциальным. Радиация просто упала до нуля.
- Ну и что? - спросил озадаченный Бобби. - Что это означает? Я не понял.
- Я поняла, - сказала Мэй и снова устроилась на сиденье позади меня. -
Кажется , я знаю, в чем дело. Джек, поехали вперед - медленно.
Я отпустил сцепление и медленно поехал вперед. В прыгающем луче света из
фары была видна пустыня, небольшой подъем впереди, группы кактусов...
- Нет, Джек, еще медленнее.
Я сбросил скорость. Теперь мы ехали почти со скоростью пешехода. Я зевнул.
Бессмысленно было сейчас расспрашивать Мэй. Она оставалась сосредоточенной и
целеустремленной. А я устал как собака и переживал горечь поражения. Мы
продолжали подниматься на пологий песчаный холм, пока местность не выровнялась,
а потом пошла под уклон...
- Стой.
Я остановил мотоцикл.
Прямо перед нами ровная поверхность пустыни внезапно закончилась. За ней
виднелась сплошная чернота.
- Это утес?
- Нет, просто высокий обрыв.
Я медленно покатил мотоцикл вперед. Да, впереди, в самом деле, был крутой
обрыв. Вскоре мы добрались до его края, и я смог сориентироваться на
местности. Мы находились на гребне холма высотой около пятнадцати футов, который
являлся одним из берегов очень широкого речного русла. Внизу, прямо под нами,
виднелись обкатанные водным потоком камни, среди которых изредка попадались
большие валуны и какие-то хлипкие кустики. Ширина речного русла достигала
примерно пятидесяти футов, и по другую сторону виднелся дальний берег, такой
же высокий, как тот, на котором мы стояли. За дальним берегом снова
простиралась ровная и плоская пустыня.
- Теперь я понял, - сказал я. - Рой подпрыгнул.
- Да , - кивнула Мэй. - Вернее, взлетел. Поэтому мы и потеряли след.
- Но, значит, рой снова опустился на землю где-то там, внизу, - предположил
Бобби, показывая на высохшее русло реки.
- Возможно, - сказал я. - А может, и нет.
Я думал о том, что на поиски безопасного спуска у нас уйдет очень много
времени. Потом мы еще много времени провозимся, отыскивая след среди
кустарников и камней на дне речного русла. На это может уйти не один час. Мы можем
вообще не найти след. Отсюда, с высокого утеса, я видел огромные, необъятные
просторы пустыни, раскинувшейся на много миль во все стороны.
- Рой мог опуститься на землю на дне русла, или на том берегу, или вообще в
четверти мили отсюда, где-нибудь в пустыне за руслом реки, - сделал вывод я.
Но Мэй это не обескуражило. Она сказала:
- Бобби, оставайся здесь. Ты будешь отмечать то место, где рой оторвался от
земли. Мы с Джеком найдем удобный спуск, выберемся на равнину на той стороне
и поедем по прямой с востока на запад до тех пор, пока снова не найдем след.
Рано или поздно, но мы его найдем.
- Ладно, - согласился Бобби. - Давайте, ребята.
- Хорошо, - сказал я. Мы вполне могли это сделать. Все равно терять было
уже нечего. Но я сильно сомневался, что у нас что-нибудь получится.
Бобби вдруг наклонился вперед на своем вездеходе.
- А это еще что?
- Что?
- Там животное. Я видел, как сверкнули глаза, - сказал Бобби.
- Где?
- Вон там, в тех кустах, - он показал на кустарник посреди речного русла.
Я нахмурился. Мы с Бобби опустили обе фары вниз, осветили русло реки и
довольно большой участок пустыни за ним. Я не заметил никаких животных.
- Вон там! - сказала Мэй.
- Я ничего не вижу.
Мэй показала рукой.
- Оно только что скрылось вон за тем кустом можжевельника. Видишь куст,
похожий на пирамиду? У которого сбоку сухие ветки.
- Вижу, - сказал я. - Но...
Животного я не увидел.
- Оно двигалось слева направо. Подожди минуту, и оно покажется снова.
Мы подождали, а потом я тоже увидел две светящиеся ярко-зеленые точки. Они
двигались почти над самой землей, слева направо. Я заметил, как там
промелькнуло что-то светлое. И почти сразу же понял, что здесь что-то не так.
Бобби тоже почуял неладное. Он повернул руль, направляя свет фары на
движущийся объект. И взял бинокль.
- Это не животное... - сказал он.
Среди низкого кустарника двигалось что-то светлое. Светлого, телесного
цвета. За кустами видно было плохо, но потом я разглядел длинную светлую полосу,
которая волочилась по песку. И с ужасом понял, что это человеческая рука.
Рука с растопыренными пальцами.
- Господи... - прошептал Бобби, глядя в бинокль.
- Что? Что это?
- Это тело, его волокут по земле, - сказал он. А потом странным голосом
добавил : - Это Рози.
День шестой. 22:22
Я завел мотоцикл и поехал вместе с Мэй вдоль края обрыва до того места, где
можно было спуститься вниз, к высохшему руслу реки. Бобби остался на месте
наблюдать за телом Рози. Через несколько минут я пересек русло реки, выехал
на противоположный берег и вернулся к месту, освещенному фарой вездехода
Бобби.
- А теперь остановись, Джек, - сказала Мэй.
Я остановил мотоцикл, подался вперед и наклонился над рулем, стараясь
разглядеть пустыню впереди. Внезапно счетчик радиации снова громко затрещал.
- Хороший признак, - сказал я.
Мы поехали дальше. Теперь мы были точно напротив Бобби, который остался по
ту сторону речного русла. Его фара слабо освещала пустыню вокруг нас, как
будто лунным светом. Я помахал Бобби, чтобы он тоже спускался. Бобби
развернул вездеход и поехал на запад. Без его света пустыня вокруг нас сразу стала
темнее и загадочнее.
И тогда мы увидели Рози Кастро.
Рози лежала на спине, запрокинув голову, так что казалось, будто она
смотрит назад, прямо на меня. Глаза у нее были широко раскрыты, рука с
растопыренными пальцами тянулась ко мне. Лицо Рози выражало мольбу - или ужас. Ее
тело уже окоченело и двигалось резкими толчками, когда Рози волочили через
низкие кусты и кактусы.
Ее тащили по пустыне - но не животные.
- Я думаю, свет надо выключить, - сказала Мэй.
- Но я не вижу, кто ее тащит... Под ней какая-то тень...
- Это не тень. Это они.
- Они волокут ее?
Мэй кивнула.
- Выключи свет.
Я сразу же выключил фару. Мы остались в темноте.
- Я думал, роям хватает энергии только на три часа после заката...
- Это Рики так сказал.
- Он снова наврал?
- Либо они преодолели этот предел в дикой природе.
Из этого следовали весьма неприятные перспективы. Если рои теперь могут
сохранять энергию на всю ночь, возможно, они будут активны, когда мы доберемся
до их укрытия. Я рассчитывал застать их в обездвиженном состоянии, когда
частицы беспорядочно рассеяны по земле. Другими словами, я надеялся уничтожить
их, пока они спят. А теперь оказывается, что они, похоже, не спят и ночью.
Мы стояли в темноте и обдумывали ситуацию. Наконец Мэй сказала:
- Эти рои смоделированы на поведении насекомых, правильно?
- Не совсем, - возразил я. - На самом деле программная модель - "Хищник-
Добыча". Но из-за того, что рой - это популяция взаимодействующих частиц, их
поведение до некоторой степени воспроизводит поведение любой популяции
взаимодействующих частиц - например, насекомых. А что?
- Насекомые способны выполнять задачи, которые занимают больше времени, чем
продолжительность жизни одного поколения. Я правильно понимаю?
- Ну да...
- Тогда, возможно, какое-то время тело Рози нес один рой, потом его место
занял другой, и так далее. Возможно, ее несли уже три или четыре роя, по
очереди. Таким образом, каждый из роев оставался активен ночью не более трех
часов.
Такая возможность понравилась мне еще меньше.
- Это означает, что рои действуют вместе, - сказал я. - Это означает, что
они способны координировать свои действия.
- Теперь это уже очевидно.
- Но только это невозможно, - заметил я. - Потому что у них нет сигнальной
системы.
- Это было невозможно несколько поколений назад, - возразила Мэй. - А
теперь возможно. Вспомни, как рои летели к тебе, построившись правильным
клином . Они действовали скоординировано.
Она была права. Просто я не сразу это понял. И теперь, стоя в ночи посреди
пустыни, я задумался о том, что еще ускользнуло от моего понимания. Я
прищурился, стараясь разглядеть что-нибудь в темноте впереди.
- Куда они ее несут?
Мэй расстегнула мой рюкзак и достала очки ночного видения.
- Вот, попробуй посмотреть через это.
Я собирался тоже помочь ей достать очки, но Мэй легко сбросила свой рюкзак,
открыла клапан и вытащила очки. Она двигалась быстро и уверенно.
Я надел ремешок крепления, подогнал по голове и опустил очки на глаза. Это
были новые очки, "Ген-4", они показывали изображение в неярких цветах. Рози я
увидел почти сразу же. Ее тело мелькало среди кустарника, удаляясь в пустыню
все дальше и дальше.
- Ну, так куда они ее несут? - снова спросил я. Пока я это говорил, я
посмотрел чуть выше - и сам увидел куда.
Издалека это можно было принять за естественное, природное образование -
темный земляной холм шириной около пятнадцати футов и около шести футов в
высоту . Его легко было принять за естественное образование.
Но оно не было естественным. Обычная эрозия почвы не могла создать такую
правильную форму. Кроме того, я уже видел подобные искусственные сооружения -
гнезда африканских термитов и других общественных насекомых.
Мэй тоже надела очки и смотрела туда же, куда и я.
- По-твоему, это продукт обусловленного поведения? - спросила она. - Разве
такое сложное поведение могло появиться само по себе, без предварительно
заложенной программы?
- На самом деле, да, - ответил я. - Именно это и произошло.
- Трудно поверить.
- Я знаю.
Мэй была хорошим биологом, только она специализировалась на биологии
приматов . Она привыкла изучать мелкие популяции высокоорганизованных животных, у
которых была иерархия доминантности и групповые лидеры. Мэй привыкла к тому,
что сложное поведение является результатом высоких умственных способностей
животных. Ей трудно было понять мощную силу самоорганизации в очень большой
популяции глупых и ограниченных существ.
В любом случае это было глубоко укоренившееся заблуждение, свойственное
всем людям. Люди привыкли к тому, что в любой организации всегда есть кто-то
главный. В государствах есть правительства. В корпорациях - советы
директоров . В университетах - ректораты. В армиях - генералы. Люди привыкли считать,
что без центрального руководства любую организацию захлестнет хаос, и
организация будет не способна выполнить никакую существенную задачу.
С такой точки зрения крайне трудно поверить, что исключительно тупые
существа, с мозгом меньше булавочной головки, способны строить сооружения,
гораздо более сложные по конструкции, чем все, что было когда-либо построено
людьми . Но на самом деле это доказанный факт.
Классический пример - африканские термиты. Эти насекомые строят похожие на
замки земляные холмы до сотни футов в диаметре, с поднимающимися вверх
шпилями высотой до двадцати футов. Трудно представить всю сложность создания
подобных сооружений. Если бы термиты были размером с человека, эти холмы были
бы небоскребами высотой в одну милю и около пяти миль в диаметре. И, как в
небоскребах, в термитниках имеются внутренние архитектурные системы для
подачи свежего воздуха, выведения наружу излишков тепла и углекислого газа и так
далее. Внутри этих архитектурных конструкций имеются сады для выращивания
пищи, резиденции для коронованных особ и жилые помещения для двух миллионов
термитов. Не бывает совершенно одинаковых термитников - конструкция каждого
сооружения уникальна и учитывает требования и преимущества местности, на
которой оно построено.
Строительство термитников осуществляется без центрального руководства, без
архитекторов и прорабов. И в генах термитов не заложены принципиальные схемы
и чертежи этих построек. Гигантские сооружения появляются в результате
относительно простых правил, которым следуют все термиты во взаимоотношениях друг
с другом. (Правила такого типа: "Если здесь пахнет так, будто на этом месте
побывал другой термит, сюда надо положить комочек грязи".) А результат
получается гораздо сложнее того, что может сделать человек.
Теперь мы видели новое сооружение, созданное новым видом существ, и нам
тоже было очень трудно осознать, как такое могло быть построено. Ну, в самом
деле, как рой мог построить земляной холм? Но я уже понял, что здесь, в
пустыне, спрашивать "Как такое могло произойти?" - дурацкое занятие. Рои очень
быстро эволюционируют, почти каждую минуту в них появляются какие-то новые
изменения. В таких условиях естественное человеческое желание понять, что
происходит, - пустая трата времени. Едва ты успеешь понять, что произошло,
как все уже снова изменится.
Бобби подъехал к нам на своем внедорожнике и тоже выключил свет. Теперь
пустыню освещали только звезды.
- Что будем делать? - спросил Бобби.
- Следовать за Рози, - сказал я.
- Похоже, Рози волокут в тот холм, - заметил Бобби. - Ты хочешь сказать, мы
полезем за ней прямо туда?
- Да.
По совету Мэй оставшуюся часть пути мы прошли пешком. С рюкзаками на спине
мы добирались до земляного холма минут десять и остановились в пятидесяти
футах от него. От холма шел отвратительный запах гниющей и разлагающейся плоти.
Воняло так сильно, что меня едва не стошнило. А еще изнутри холма как будто
просачивалось тусклое зеленоватое свечение.
Бобби прошептал:
- Вы на самом деле хотите идти туда, внутрь?
- Пока нет, - шепотом ответила Мэй и показала на склон холма. Тело Рози
поднималось вверх по склону. Когда его дотащили до вершины, над гребнем холма
на мгновение показались негнущиеся ноги Рози. Потом тело перевалилось через
гребень и упало внутрь. Но прежде чем оно совсем скрылось из виду, голова и
вытянутая вверх рука Рози несколько секунд еще торчали над холмом - как будто
Рози цеплялась рукой за воздух. Потом тело медленно соскользнуло вниз и
исчезло внутри холма.
Бобби содрогнулся.
Мэй прошептала:
- Хорошо. Теперь пойдем.
Она двинулась вперед - бесшумно, как всегда. Следуя за Мэй, я старался идти
так же тихо. Бобби все время спотыкался и наступал на сухие ветки кустарника,
которые хрустели у него под ногами. Мэй остановилась и строго посмотрела на
Бобби.
Бобби развел руками, как будто говоря: "А что я могу сделать?"
Мэй прошептала:
- Смотри, куда ставишь ноги.
- Я смотрю, - шепотом ответил Бобби.
- Не смотришь.
- Здесь темно, я ничего не могу разглядеть.
- Сможешь, если постараешься.
Я не помню, чтобы раньше хоть раз видел Мэй раздраженной, но сейчас мы все
были в страшном напряжении. И запах от холма был ужасающий. Мэй повернулась и
снова неслышно пошла вперед. Бобби тоже пошел, производя столько же шума,
сколько и раньше. Сделав несколько шагов, Мэй обернулась и подняла руку,
показывая, чтобы Бобби оставался там, где стоит сейчас.
Он замотал головой. Бобби явно не хотелось оставаться здесь одному.
Мэй схватила его за плечо, показала пальцем на землю и сказала шепотом:
- Ты останешься здесь.
- Нет . . .
- Из-за тебя нас всех убьют, - прошептала Мэй.
- Я обещаю, что...
Мэй решительно покачала головой и указала пальцем на землю. "Садись".
В конце концов, Бобби сел на землю.
Мэй посмотрела на меня. Я кивнул. И мы пошли дальше вдвоем. Теперь мы были
уже в двадцати футах от земляного холма. Невыносимо воняло тухлым мясом. Мой
желудок сжался в комок. Я всерьез опасался, что меня стошнит. Отсюда уже было
слышно негромкое гудение. Этот звук больше всего действовал мне на нервы.
Страшно хотелось развернуться и бежать, не разбирая дороги. Но Мэй упорно шла
вперед.
Пригибаясь к земле, мы взобрались по склону холма, а на вершине легли
плашмя. На лицо Мэй падало зеленоватое свечение, исходившее изнутри холма.
Почему-то я перестал обращать внимание на вонь. Наверное, потому, что слишком
сильно испугался.
Мэй достала из бокового кармана рюкзака маленькую видеокамеру, размером с
палец, на тонком телескопическом держателе. Потом она вытащила крошечный
жидкокристаллический экранчик и положила его на землю между нами. Мэй высунула
держатель с камерой за гребень холма.
На экране появилось зеленое изображение внутренних стен полого холма -
волнистых и гладких. Никаких движущихся объектов не было видно. Мэй повернула
камеру в одну сторону, потом в другую. Ничего, кроме зеленых стен. Никаких
признаков Рози.
Мэй посмотрела на меня и показала на глаза. "Хочешь заглянуть?"
Я кивнул. Мы медленно подвинулись вперед и заглянули за край холма.
То, что я увидел, оказалось для меня полной неожиданностью.
Земляной холм просто сужал естественный вход в пещеру - довольно большую,
около двадцати футов в поперечнике, а то и больше. Каменистое дно пещеры
резко спускалось от края земляного вала к темной зияющей дыре в скале, справа от
нас. Зеленое свечение исходило из этой дыры.
Это был вход в очень большую пещеру. С этой наблюдательной позиции нам не
было видно самой пещеры, но, судя по характерному гулу, рои находились там,
внутри. Мэй выдвинула телескопический держатель на полную длину и осторожно
опустила камеру в дыру. И тогда мы увидели, что творится в глубине пещеры.
Пещера была действительно большая и наверняка естественного происхождения.
Каменные стены были белыми - судя по всему, их покрывало то самое белое
вещество, похожее на сгущенное молоко, которое я видел на теле Рози.
Тело Рози находилось здесь, неподалеку от входа в пещеру. Ее вытянутая рука
виднелась из-за каменной стены. Но дальше пещера поворачивала, и за поворотом
ничего не было видно.
Мэй жестами спросила у меня: "Хочешь спуститься вниз?"
Я медленно кивнул. Мне не нравилась такая перспектива, но еще больше мне не
нравилось, что я не мог придумать ничего другого. У нас действительно не было
выбора.
Мэй показала на Бобби: "Возьмем его?"
Я покачал головой. Нет. Там от него толку не будет.
Она кивнула и начала очень медленно, совершенно бесшумно выскальзывать из
лямок рюкзака. И вдруг Мэй замерла. В буквальном смысле замерла - ни один
мускул на ее теле не двигался.
Я посмотрел на экранчик. И тоже замер.
Из-за поворота пещеры вышел человек, остановился на пороге и стал
настороженно оглядываться по сторонам.
Это был Рики.
Он вел себя так, будто услышал подозрительный шум или встревожился по
какой-то другой причине. Видеокамера по-прежнему висела у края зева пещеры.
Камера была очень маленькая - я не знал, заметит ли он ее.
Я напряженно вглядывался в экран.
У камеры было не очень большое разрешение, и экранчик был размером всего
лишь с мою ладонь, но тот человек в пещере определенно был Рики. Я не
понимал, что он там делает и как он вообще смог туда попасть. Потом из-за угла
вышел еще один человек.
И это тоже был Рики.
Я посмотрел на Мэй. Она оставалась полностью неподвижной, двигались только
ее глаза.
Я присмотрелся к изображению на экране повнимательнее. При таком разрешении
видеокамеры два человека в пещере казались совершенно одинаковыми. Они были
одинаково одеты, одинаково двигались, жесты и походка тоже были одинаковыми.
Я не мог как следует рассмотреть их лица, но у меня сложилось впечатление,
что черты лица теперь прорисовывались отчетливее, чем раньше.
Похоже, камеру они не заметили.
Они посмотрели на небо, потом какое-то время осматривали каменистый спуск,
а потом повернулись к нам спинами и ушли за поворот, в глубь пещеры.
Мэй по-прежнему лежала, не шевелясь. Она оставалась неподвижной уже около
минуты, и за все это время даже ни разу не моргнула. Теперь люди в пещере
скрылись из виду, и...
Из-за угла показался другой человек. Это был Дэвид Брукс. Он двигался
странно, поначалу немного скованно и неуклюже, но с каждым шагом движения
становились все более плавными. Мне казалось, что я наблюдаю за работой
кукловода, который постепенно совершенствует умение управлять куклой, заставляет
куклу двигаться все более естественно. Потом Дэвид превратился в Рики. А
потом снова в Дэвида. Потом Дэвид повернулся и ушел в глубь пещеры.
Мэй выждала еще какое-то время - минуты две-три. Потом медленно вытащила
видеокамеру и показала большим пальцем за спину, давая понять, что нам пора
возвращаться. Мы вместе отползли от края земляной насыпи, спустились по
склону вниз и бесшумно ушли в ночную пустыню.
Мы все собрались в сотне ярдов от земляного холма, там, где стояли наши
машины. Покопавшись в своем рюкзаке, Мэй достала блокнот и маркер с подсветкой.
Включила подсветку и начала рисовать.
- Вот что нам предстоит, - сказала она. - Вход в пещеру вот такой - ты его
видел. За поворотом в полу большая дыра, и от нее пещера спускается коридором
по спирали, ярдов на сто вниз. Коридор выходит в одну большую камеру, около
ста футов в высоту и пару сотен футов в ширину. Одна большая комната - и все.
Другого выхода из нее нет - по крайней мере, я его не видела.
- Ты видела эту пещеру?
- Да, я была в ней раньше, - кивнула Мэй.
- Когда?
- Пару недель назад. Когда мы в первый раз начали искать, где скрывается
рой. Я нашла эту пещеру и заходила в нее днем. Тогда здесь не было никаких
признаков роя.
Мэй рассказала, что в пещере было очень много летучих мышей, они покрывали
весь потолок, кишели на потолке пещеры сплошной розово-серой массой - везде,
до самого входа.
- Фу-у! - поморщился Бобби. - Ненавижу летучих мышей.
- Сейчас я не видел там ни одной летучей мыши.
- Ты думаешь, рои их прогнали?
- Скорее съели.
- Господи, ребята... - проронил Бобби и покачал головой. - Я простой
программист. Не думаю, что я способен это сделать. Наверное, я не смогу войти
туда, внутрь...
Мэй ничего ему не ответила. Повернувшись ко мне, она сказала:
- Если мы пойдем внутрь, нам придется разбрасывать по пути термитные шашки
- по всей протяженности коридора, до самого низа, до большой камеры. Я не
уверена, что нам хватит термита.
- Может и не хватить, - согласился я. Меня волновало другое. - Вся наша
затея будет пустой тратой времени, если мы не уничтожим все рои и все
ассемблеры, которые их собирают. Правильно?
Мэй и Бобби кивнули.
- Я не уверен, что нам удастся их уничтожить, - продолжал я. - Я считал,
что ночью рои не активны. Думал, мы сможем уничтожить их, пока они лежат на
земле, "отключенные", без запаса энергии. Но они не отключились на ночь - по
крайней мере, некоторые из них. И если мы упустим хотя бы один рой, если хотя
бы один рой улетит из пещеры... - я пожал плечами. - Тогда все, что мы
делали , потеряет всякий смысл.
- Согласен, - кивнул Бобби. - Все верно. Получится, что все это было
напрасно .
Мэй сказала:
- Мы должны как-нибудь перекрыть им выход из пещеры.
- Это невозможно, - возразил Бобби. - Я имею в виду - они ведь могут
вылететь , когда захотят.
Мэй негромко произнесла:
- Может, мы все-таки что-нибудь придумаем. - Она снова начала копаться в
рюкзаке, что-то там выискивая. - А пока, думаю, нам лучше разделиться.
- Почему? - встревожился Бобби.
- Просто сделай, как я говорю, - сказала Мэй. - Все, пошли.
Я подтянул лямки рюкзака и поправил все пряжки, чтобы ничего случайно не
звякнуло. Сдвинул очки ночного видения на лоб и пошел вперед. Пройдя почти
половину пути, я заметил темную фигуру человека, который выбирался из
отверстия в земляном холме.
Я припал к земле, стараясь производить как можно меньше шума. Я лежал среди
густых зарослей можжевельника высотой около трех футов, поэтому можно
считать , что спрятался довольно удачно. Я оглянулся через плечо, но не увидел ни
Мэй, ни Бобби. Наверное, они тоже попадали на землю. Я не знал, успели ли они
разделиться. Осторожно раздвинув кусты, я посмотрел в сторону земляной
насыпи.
На фоне зеленоватого свечения из пещеры вырисовывались чьи-то ноги. Верхняя
часть тела была видна как темное пятно на фоне звездного неба. Я надвинул на
глаза очки ночного видения и присмотрелся. Сначала не было видно ничего,
потом проявилось изображение.
Теперь это была Рози. Она шла по ночной пустыне и оглядывалась по сторонам.
Все ее движения были точными и быстрыми. Только двигалась она не как Рози, а
как мужчина. В следующее мгновение силуэт поменялся - теперь вместо Рози там
был Рики. И двигался он, как Рики.
Он присел и заглянул через край земляного вала. Я пытался понять, почему он
вообще вылез из пещеры? Долго гадать мне не пришлось.
В небе над западным горизонтом, позади фигуры Рики, внезапно появился свет.
Свет постепенно становился все ярче и ярче, а вскоре послышался и стрекот
вертолета. Наверное, это Джулия прилетела из Долины. Я не понимал, какая
такая срочная необходимость заставила ее раньше времени выписаться из больницы
и прилететь сюда посреди ночи.
Когда вертолет приблизился, на нем включился поисковый прожектор. Круглое
пятно голубовато-белого света скользило по земле, приближаясь к нам. Рики
тоже наблюдал за приближающимся кругом света, потом скользнул вниз и скрылся из
виду.
А потом вертолет пролетел прямо надо мной, на мгновение ослепив меня гало-
геновым прожектором. Почти сразу же вертолет завис на месте и развернулся в
обратную сторону.
Что за чертовщина там происходит?
Вертолет медленно пролетел по дуге над земляным холмом, но не задержался
там, а остановился прямо над тем местом, где я прятался. Я оказался в круге
яркого голубоватого света. Перекатившись на спину, я помахал пилоту рукой,
указывая в сторону лаборатории. "Улетай! Улетай!" - кричал я одними губами и
показывал жестами, чтобы вертолет убирался отсюда подальше.
Вертолет снизился. На мгновение я испугался, что пилот собирается
приземлиться прямо здесь, рядом со мной. Но потом вертолет вдруг снова завис в
воздухе, развернулся и полетел низко над землей на юг, к бетонной посадочной
площадке. Стрекот мотора быстро затих вдали.
Я решил сразу перебраться в другое укрытие и переполз на четвереньках, по
крабьи, ярдов на тридцать влево. Там я снова прижался к земле и затаился.
Когда опять посмотрел на земляной холм, оттуда как раз выбирались три -
нет, четыре человеческие фигуры. Они двигались по отдельности, с разных
сторон холма. Все они выглядели как Рики. Пока я смотрел, они спустились по
склону холма и разошлись по зарослям кустарника в разные стороны. У меня
замерло сердце - один из Рики направлялся прямо ко мне. Но по пути он свернул
направо - к тому месту, где я прятался раньше. Он дошел до моего прежнего
укрытия, остановился там и начал оглядываться по сторонам.
Он был совсем недалеко от меня. Через инфракрасные очки я очень хорошо
видел, что у этого нового Рики вполне завершенное лицо и детали одежды тоже
полностью проработаны. Судя по тому, как двигалось это существо, оно,
наверное, было довольно массивным. Конечно, я мог и ошибаться, но мне показалось,
что за прошедшее время рой набрал большую массу и весил теперь около
пятидесяти фунтов. А может, и больше. Может, и все сто фунтов. Если это так, то рой
теперь обладал достаточной массой и инерцией, чтобы нанести ощутимый удар или
даже сбить человека с ног.
Я хорошо видел лицо Рики - его глаза поворачивались из стороны в сторону,
веки моргали. Поверхность лица имела вид нормальной человеческой кожи. Волосы
казались не сплошной массой, а как будто состояли из отдельных волосков. Губы
двигались, псевдо-Рики то и дело нервно облизывал их языком. Существо
выглядело в точности как Рики, и мне это очень не нравилось. И вот оно повернуло
голову и посмотрело в мою сторону. Я как будто почувствовал на себе взгляд
Рики.
Наверное, так оно и было - он действительно меня увидел, потому что сразу
же пошел прямо ко мне.
Я оказался в западне. Сердце бешено колотилось в груди. Я не был готов к
подобному, здесь мне совершенно нечем было защищаться. Конечно, я мог бы
вскочить и побежать, но поблизости не было никакого укрытия. На сотни миль
вокруг меня простиралась голая пустыня. Здесь рои легко меня догонят. И через
несколько мгновений я уже буду...
Снова послышался рокот мотора - вертолет возвращался. Псевдо-Рики
оглянулся , увидел вертолет, а потом вдруг повернулся и помчался прочь. Он буквально
полетел над землей, больше не утруждая себя тем, чтобы по-человечески
переставлять ноги. Это было жуткое зрелище - точная копия человека внезапно
поднялась в воздух и полетела над пустыней.
Но остальные три копии Рики тоже бросились бежать. Они явно чего-то сильно
испугались. Неужели рои испугались вертолета? Очевидно, да. И, наблюдая за
ними, я вскоре понял почему. Даже став больше и массивнее, рои по-прежнему
были уязвимы для сильного ветра. Вертолет летел в сотне футов над землей, и
все равно нисходящий поток воздуха от винта был настолько сильным, что
частично деформировал фигуры убегающих Рики. Их как будто прибивало к земле
тяжелым молотом.
Все четыре роя скрылись внутри земляного холма.
Я оглянулся на Мэй. Она стояла в вихре, поднятом вертолетом, и
разговаривала с пилотом по рации. Значит, та портативная рация нам все-таки пригодилась.
Хорошо. Мэй крикнула мне:
- Бежим!
И побежала ко мне. Я краем глаза заметил Бобби, который убегал от земляного
холма в ту сторону, где остался его вездеход. Но у меня сейчас не было
времени заботиться еще и о Бобби. Вертолет завис в воздухе прямо над земляной
насыпью. Винты поднимали в воздух тучи пыли. Пыль забивалась в нос, мешая
дышать .
Но вот Мэй оказалась рядом со мной. Мы сняли очки ночного видения и
натянули кислородные маски. Мэй развернула меня и открыла вентиль на баллоне с
кислородом, который лежал у меня в рюкзаке. Я точно так же помог ей. Потом мы
снова надели инфракрасные очки. Придется как-то смириться с таким количеством
всевозможных технических приспособлений, закрепленных у меня на голове. Мэй
прицепила мне на пояс галогеновый фонарик и еще один фонарик подвесила себе.
Потом она наклонилась ко мне и крикнула:
- Готов?
- Готов!
- Тогда пошли!
Времени на раздумья не оставалось. Что ж, это даже к лучшему. У меня в ушах
ревел мощный нисходящий поток воздуха от вертолетных винтов. Мы с Мэй
взобрались на вершину земляного холма. Сильный ветер трепал нашу одежду. Край
отверстия было трудно заметить из-за поднятых вертолетом клубов пыли. А что там
внутри, внизу, мы вообще не могли разглядеть.
Мэй взяла меня за руку, и мы прыгнули.
День шестой. 22:58
Я приземлился на россыпь камней, споткнулся и чуть не упал, пока съезжал по
крутому склону к входу в пещеру. Наверху громко рокотал мотор вертолета. Мэй
была рядом со мной, но я почти не видел ее из-за плотной пылевой завесы.
Псевдо-Рики тоже нигде не было видно. Мы с Мэй добрались до входа в пещеру и
остановились. Мэй достала брикеты термита, сунула мне в руки магниевые запалы
и обычную пластиковую зажигалку. Я подумал: "И это все, что у нас есть?" Лицо
Мэй было частично скрыто кислородной маской, глаз не было видно из-за
инфракрасных очков.
Она показала на вход в пещеру. Я кивнул.
Мэй похлопала меня по плечу и показала на очки. Я не понял. Тогда она
протянула руку и щелкнула переключателем у меня на щеке.
- ...перь ты меня слышишь? - спросила она.
- Да, слышу.
- Хорошо, тогда пошли.
Мы вошли в пещеру. Зеленоватого свечения не было видно за плотной завесой
пыли. Пещеру освещали только инфракрасные фонарики, встроенные в наши очки.
Человеческих фигур видно не было. И не было слышно ничего, кроме рева
вертолетных моторов. Но по мере того, как мы спускались в пещеру, шум постепенно
начал ослабевать.
А вместе с шумом затих и ветер.
Мэй оставалась собранной и сосредоточенной.
- Бобби! Ты меня слышишь?
- Да , слышу.
- Поднимай свою задницу и иди сюда.
- Я пытаюсь...
- Не пытайся. Иди сюда, Бобби.
Я покачал головой. Насколько я знал Бобби Лембека, он ни за что не
согласится лезть в эту дыру в земле. Мы зашли за поворот. Я не видел ничего,
только бесформенные клубы пыли и смутные очертания стен пещеры. Стены везде были
гладкие, без углублений, в которых кто-то мог прятаться. Потом я увидел, как
из полумрака прямо перед нами появился Псевдо-Рики. Его лицо ничего не
выражало , он просто шел к нам, и все. Потом слева появилось еще одно такое же
существо, и еще одно. Все трое выстроились в ряд. И пошли на нас - быстрым,
уверенным шагом, с непроницаемыми выражениями на совершенно одинаковых лицах.
- Урок номер один, - сказала Мэй, доставая палочку термита.
- Будем надеяться, они его не усвоят, - сказал я и поджег запал. Он
загорелся, рассыпая сверкающие белые искры. Мэй швырнула термитную палочку
вперед. Она упала в нескольких футах впереди марширующей троицы. Псевдо-Рики не
обратили на термит внимания. Они шли, глядя только на нас.
Мэй сказала:
- Три... два... один... Отвернулись!
Я быстро пригнул голову и закрыл лицо рукой, заслоняясь от ослепительной
белой вспышки, полыхнувшей в тоннеле. Вспышка была настолько яркой, что,
когда я снова открыл глаза, у меня перед глазами поплыли темные пятна, несмотря
на то, что я вовремя успел зажмуриться.
Мэй уже снова шла вперед. Пыль у нее на волосах была слегка темноватой.
Трое Псевдо-Рики исчезли.
- Они сбежали?
- Нет. Испарились, - ответила Мэй с чувством глубокого удовлетворения.
- Это была новая для них ситуация, - сказал я.
Настроение у меня улучшилось. Если программные предпосылки до сих пор
работают, реакция роев на совершенно новые ситуации должна быть слабой. Со
временем они всему научатся. Со временем они изобретут новую стратегию,
соответствующую новым условиям. Но поначалу они будут реагировать неорганизованно,
хаотично. В этом слабое место распределенного разума. Он очень мощный и
гибкий , но на непредвиденные события реагирует медленно.
- На что мы и надеялись, - отозвалась Мэй.
Мы подошли к зияющей в полу дыре, о которой Мэй рассказывала раньше.
Заглянув вниз, я увидел нечто вроде ступенчатого спуска, уступами уходящего в
глубь земли. Оттуда к нам поднимались четыре или пять новых существ. И эти
тоже все выглядели как Рики, но многие были сформированы гораздо хуже
предыдущих. Те, которые двигались последними, вообще сохраняли простую форму
кружащегося черного облака. Все они издавали низкий вибрирующий звук, очень
громкий.
- Урок номер два, - сказала Мэй и достала еще один брикетик термита. Я
поджег запал, посыпались белые искры. Мэй бросила термитную палочку, и она
медленно покатилась по наклонному полу пещеры. Псевдо-Рики заметили новый пред-
мет и заколебались.
- Черт! - пробормотал я, но пора было прятать глаза. Я быстро отвернулся,
зажмурил глаза, пригнул голову и закрылся рукой от вспышки взрыва. В
ограниченном пространстве пещерного коридора взрыв сопровождался громким ревом
расширяющегося газа. Мою спину окатило волной горячего воздуха. Когда я снова
посмотрел вниз, большая часть роев исчезла. Но несколько все-таки осталось -
и, похоже, они не пострадали от взрыва.
Они обучались.
Быстро.
- Следующий урок, - сказала Мэй. На этот раз она достала две термитные
шашки . Я поджег обе. Одну палочку Мэй бросила на пол пещеры, и та медленно
покатилась вниз, как и предыдущая. А вторую термитную шашку Мэй забросила
подальше , в глубь тоннеля. Два взрыва прогрохотали одновременно. Из дыры в полу
вырвалась мощная волна раскаленного воздуха. На мне загорелась рубашка. Мэй
сразу же сбила пламя, быстро-быстро похлопав по горящей рубашке ладонями.
Когда мы снова посмотрели вниз, там не было видно ни человеческих фигур, ни
черных облаков.
Мы спустились в дыру и пошли дальше в глубь пещеры.
Вначале у нас было два десятка термитных шашек. Теперь их осталось
шестнадцать , а до большой подземной камеры в конце пещерного коридора было еще
далеко . Мэй шла очень быстро - я едва поспевал за ней - но у нее была очень
хорошая реакция. Те немногие рои, которые появлялись у нас на пути, быстро
отступали назад, как только мы подходили ближе.
Мы в буквальном смысле загоняли их в глубь пещеры, в самую нижнюю камеру.
- Бобби, где ты? - спросила Мэй.
В наушнике затрещало.
- ... пытаюсь. . .идти.. .
- Бобби, иди сюда, черт бы тебя побрал!
Но мы уходили все глубже под землю, и вскоре в наушниках стал слышен только
треск статики. Здесь, внизу, пыль висела в воздухе плотной пеленой, и
рассеивала свет инфракрасных фонариков Мы ясно видели только стены и пол пещеры
прямо перед собой, а все, что находилось чуть дальше, было скрыто в полной
темноте. Ощущение полной темноты и замкнутого пространства очень давило на
психику. Я не мог узнать, что находится рядом со мной, пока не поворачивал
голову в ту сторону. Я постоянно вертел головой, светя фонариком то туда, то
сюда. Снова начало ощущаться зловоние разлагающейся плоти. От отвратительного
резкого запаха желудок сжался в тугой комок, к горлу подступила тошнота.
Мы вышли на ровный горизонтальный участок тоннеля. Мэй оставалась
спокойной. Когда перед нами появилось с полдюжины жужжащих роев, Мэй достала новую
термитную шашку и протянула мне, чтобы я поджег. Прежде чем я успел поджечь
запал, рои снова отступили в глубь коридора. Мэй сразу же пошла дальше.
- Похоже на укрощение льва, в каком-то смысле, - сказала она.
- Пока - да, - ответил я.
Я не знал, сколько еще мы сможем выдержать такой темп. Пещера оказалась
очень большой, гораздо больше, чем я себе представлял. Нам не хватит
шестнадцати термитных шашек, чтобы пройти ее насквозь, до конца. Я не знал,
беспокоится ли Мэй из-за этого, как я. Похоже, она по-прежнему оставалась
спокойной и решительной. Но, возможно, Мэй просто не показывала своего волнения.
Под ногами у нас что-то захрустело. Я посмотрел вниз и увидел, что пол
покрыт, словно ковром, тысячами мелких, тонких желтоватых костей. Кости
напоминали птичьи. Но это были кости летучих мышей. Мэй не ошиблась - их
действительно всех съели.
В верхнем углу моих инфракрасных очков замигала красная лампочка. Это было
какое-то предупреждение - возможно, заканчивался заряд батареи.
- Мэй. . . - начал я. Но тут красный огонек перестал мигать так же внезапно,
как появился.
- Что? - спросила она. - Что случилось?
- Так , ничего.
А потом мы, наконец, дошли до большой центральной полой камеры в пещере.
Только теперь камера была не полой. Все огромное пространство, от пола до
потолка, заполняли ряды темных шаров около двух футов в диаметре, ощетинившихся
многочисленными остроконечными выступами. Шипастые шары были похожи на
гигантских морских ежей. Они располагались в строгом порядке, собранные
большими гроздьями.
Мэй спросила:
- Как, по-твоему, это то, что я думаю?
Ее голос звучал спокойно и отстранение. Как будто мы находились в научной
лаборатории.
- Да, мне кажется - да, - ответил я. Если я не ошибся, перед нами было
органическое подобие сборочного конвейера, который компания пКсимосп построила
у себя на фабрике. - Так вот, значит, каким образом они размножаются...
Я двинулся вперед.
- Не знаю, стоит ли нам заходить дальше... - сказала Мэй.
- Мы должны пойти, Мэй. Посмотри - они расположены в строгом порядке.
- Ты думаешь, там есть центральная секция?
- Возможно. - И если это действительно так, я хотел взорвать термитную
шашку в самом центре формации. Поэтому я пошел дальше.
Это было жутко до дрожи - идти между рядами множества черных шипастых
шаров . С кончиков шипов капала густая мускусоподобная жидкость. А сами сферы
как будто были покрыты чем-то вроде толстого слоя желе, которое слегка
подрагивало, отчего казалось, что вся гроздь шаров шевелится, словно живая. Я
остановился и присмотрелся внимательнее. И увидел, что поверхность шаров
действительно шевелится и действительно живая. Внутри слоя желе ползали массы
извивающихся червей.
- Господи...
- Они были здесь и раньше, - спокойно сказала Мэй.
- Что?
- Черви. Когда я приходила сюда в прошлый раз, они жили в слое экскрементов
летучих мышей на полу пещеры. Черви поедают органические вещества и выделяют
перегной с высоким содержанием фосфора.
- А теперь они участвуют в синтезе роев, - сказал я. - Причем это началось
недавно, всего несколько дней назад. Коэволюция в действии. Черные шары,
вероятно, производят еду для червей и каким-то образом поглощают и используют
их выделения.
- Или поглощают самих червей, - сухо заметила Мэй.
- Да. Возможно. - Действительно, в природе встречаются подобные варианты
коэволюции. Муравьи выращивают тлю точно так же, как мы выращиваем коров.
Другие насекомые разводят в садах грибки, чтобы ими питаться.
Мы углубились в главный зал пещеры. Рои кружились вокруг нас со всех
сторон , но не приближались. Возможно, для них это была очередная непредвиденная
ситуация - посторонние вторглись на территорию гнезда. И рои пока не решили,
что делать. Я шел очень осторожно - пол под ногами стал скользким от вязкой
слизи. В некоторых местах полоски слизи светились ярко-зеленым цветом. Да,
слизь располагалась на полу как будто полосами, или ручейками. И все они ра-
диально сходились к какому-то центру в глубине пещеры. Мне показалось, что
пол здесь слегка наклонный.
- Насколько далеко мы зайдем? - спросила Мэй. Ее голос по-прежнему звучал
ровно и спокойно, но я знал, что она тоже боится. И я боялся. Когда я огля-
нулся, я не увидел выхода из пещеры. Его закрывали бесчисленные гроздья
черных шаров.
А потом мы внезапно оказались в центре комнаты. Ряды шаров вдруг
закончились , оставляя в центре зала свободное пространство, и прямо посредине я
увидел миниатюрное подобие земляного холма, такого, как над наружным входом в
пещеру. Этот полый холм был около четырех футов в высоту, почти идеально
круглый у основания, и со всех сторон его окружали плоские корытца. Здесь
тоже виднелись светящиеся зеленые полосы. Над корытцами поднимался бледный дым.
Мы подошли ближе.
- Там горячо, - предупредила Мэй. В самом деле, холм был очень горячий,
поэтому от него и шел дым. - Как ты думаешь, что там внутри?
Я посмотрел на пол. Теперь я ясно видел, что светящаяся зеленая слизь
стекала от гроздей черных шаров к этому центральному холму.
- Ассемблеры, - ответил я.
Гигантские морские ежи вырабатывали исходные составляющие молекул,
органическое сырье. Оно стекалось к центру, где ассемблеры собирали из частей
готовые молекулы. В этом горячем кургане происходила окончательная сборка наноча-
стиц.
- Значит, это - сердце гнезда, - уверенно произнесла Мэй.
- Да. Можно сказать и так.
Рои окружали нас со всех сторон, они кружили в воздухе за скоплениями
черных шаров. Очевидно, они не собирались приближаться к самому центру. Но они
были повсюду и ждали нас.
- Сколько тебе надо? - негромко спросила Мэй, открывая пакет с термитными
шашками.
Я огляделся по сторонам, оценивая количество роев.
- Сюда - пять. Остальные уйдут на то, чтобы отсюда выбраться.
- Мы не можем зажечь все пять сразу...
- Да, это точно. - Я протянул руку: - Давай их сюда.
- Но, Джек...
- Давай, Мэй.
Она дала мне пять брикетов термита. Я приблизился к центральному холму и
бросил их, не зажигая, прямо туда. Рои вокруг нас озабоченно загудели, но по-
прежнему не решились подлететь к нам ближе.
- Отлично, - сказала Мэй. Она сразу поняла, на что я рассчитывал. И уже
приготовила новые термитные шашки.
- Теперь четыре, - сказал я, снова оглянувшись на рои. Рои беспокойно
перелетали из стороны в сторону за рядами шипастых шаров. Я не знал, как долго
они будут там оставаться. - Три тебе, одну - мне. Ты займешься роями.
- Хорошо...
Она передала мне одну палочку термита. Я поджег для нее три других. Мэй
швырнула их назад, в ту сторону, откуда мы пришли. Рои отшатнулись прочь.
Мэй начала считать:
- Три... два... один... давай!
Мы присели, пригнулись, закрываясь от ослепительно яркой вспышки света.
Прогрохотал взрыв. Когда я снова открыл глаза, многие грозди распались,
взорванные шары валялись на полу вперемешку с оторванными шипами-отростками. Не
медля ни секунды, я зажег свою термитную шашку и, когда из нее посыпались
белые искры, бросил ее в центральный холм.
- Бежим!
Мы побежали к выходу. На полу перед нами валялись разбросанные черные шары.
Мэй легко перепрыгивала через обломки шаров и бежала, не останавливаясь. Я
бежал за ней, считая про себя: "... три. . . два. . . один..."
Пора!
Раздался очень громкий пронзительный визг, а потом ужасающий грохот взрыва,
от которого у меня заболели уши. Горячей взрывной волной меня швырнуло на
землю, и я покатился вперед, проскальзывая на слое слизи. Со всех сторон в
меня вонзались шипы черных шаров и больно кололи. Инфракрасные очки слетели с
меня и куда-то укатились. Я больше ничего не видел. Теперь меня окружала
полная темнота. Чернота. Я совершенно ничего не видел. Я отер с лица налипшую
слизь. Попробовал подняться на ноги, но поскользнулся и снова упал.
- Мэй, - позвал я. - Мэй...
- Это был взрыв, - откликнулась она немного удивленно.
- Мэй, где ты? Я ничего не вижу.
Меня окружала непроглядная чернота. Я ничего не видел. Я был глубоко под
землей, в какой-то проклятой пещере, битком набитой черными шипастыми
штуками , которых я совсем не видел. Я с трудом подавлял панический страх.
- Все в порядке, Джек, - сказала Мэй. Я почувствовал в темноте, что она
взяла меня за руку. Наверное, Мэй не потеряла инфракрасные очки и может
видеть . Она сказала: - У тебя на поясе фонарик, - и пододвинула мою руку куда
нужно.
Я завозился в темноте, нащупывая застежку, которой фонарик крепился к
ремню . Застежку я нашел, но не смог расстегнуть. Она была на пружинке, и мои
пальцы все время соскальзывали. И тут я услышал ритмичное низкое гудение -
сначала тихое, оно постепенно становилось все громче и громче. У меня
мгновенно вспотели ладони. Наконец я сумел отстегнуть фонарик и включил его - с
превеликим облегчением. В луче холодного галогенового света я увидел Мэй. На
ней все еще были очки ночного видения, и Мэй сразу отвернулась от света. Я
быстро провел лучом фонарика по пещере. От взрыва она резко преобразилась.
Многие грозди черных шаров развалились, отломанные шипы устилали весь пол.
Какое-то вещество, разлитое по полу, начало гореть. От горящих участков
поднимался едкий зловонный дым. Воздух в пещере был темный и плотный... Я
отступил назад, и под ногой у меня что-то хлюпнуло.
Я посмотрел вниз и увидел рубашку Дэвида Брукса. А потом я понял, что стою
прямо на останках Дэвида, которые превратились в нечто вроде беловатого желе.
Моя нога по щиколотку погрузилась Дэвиду в живот. Края его ребер царапали мне
ногу, оставляя на брюках беловатые пятна. Я посмотрел дальше и увидел лицо
Дэвида - призрачно-белое, полуразложившееся. Черты лица стали такими же
смазанными и нечеткими, как те лица, которые были у роев. Меня чуть не стошнило,
во рту стало горько от желчи.
- Пойдем, - сказала Мэй. Она схватила меня за руку и крепко сжала. -
Пойдем , Джек!
Я вытащил ногу из трупа. Нога высвободилась из желеобразной массы, издав
громкий чмокающий звук. Я попытался обтереть ногу о пол, чтобы избавиться от
белой слизи. Думать я больше не мог. Все силы уходили на то, чтобы бороться с
тошнотой и невыносимым ужасом. Мне хотелось броситься бежать, не важно куда.
Мэй что-то говорила мне, но я ее не слышал. То, что меня окружало, я видел
мельком, в узком луче света моего фонарика. Я смутно сознавал, что нас
окружает множество роев, которые появляются со всех сторон - рой за роем, рой за
роем, рой за роем. Они гудели повсюду, в темноте вокруг меня.
- Ты мне нужен, Джек, - сказала Мэй.
Она достала четыре палочки термита. Неуклюже повозившись с зажигалкой, я
кое-как сумел их поджечь, и Мэй разбросала термитные шашки во все стороны. Я
закрыл глаза руками, и вокруг вспыхнули огненные шары взрывов. Когда я снова
открыл глаза, роев уже не было. Но через несколько секунд они стали
появляться снова. Сначала один рой, потом другой, потом третий, потом их стало шесть,
десять - а потом слишком много, я не смог сосчитать. Злобно гудя, они снова
начали нас окружать.
- Сколько шашек у нас осталось? - спросил я.
- Восемь.
Я понял, что выбраться мы не сможем. Мы были слишком глубоко под землей. И
уже никогда не выберемся наружу. Я не знал, сколько здесь осталось роев - луч
моего галогенового фонарика метался из стороны в сторону, высвечивая целые
армии черных роев,
- Джек... - сказала Мэй, протягивая мне руку. Она оставалась
сосредоточенной и до сих пор не потеряла уверенности в себе. Я зажег еще три термитных
шашки, и Мэй бросила их, все время отступая к выходу. Я держался рядом с ней,
хотя и понимал, что наше положение безнадежно. Каждый взрыв рассеивал рои
только на несколько мгновений. Они очень быстро перегруппировывались. Роев
было слишком много.
- Джек, - Мэй снова протягивала мне термит.
Я уже увидел выход из большой камеры - до него оставалось всего несколько
ярдов. От едкого дыма у меня сильно слезились глаза. Мой галогеновый фонарик
давал только слабый узкий лучик, который почти ничего не освещал в густой
завесе пыли и дыма. Воздух становился все плотнее и плотнее.
Еще одна серия ослепительно ярких вспышек - и мы добрались до выхода. Я
увидел ступенчатые уступы пещерного коридора, поднимающиеся наверх. Я не
верил, что нам удастся добраться хотя бы сюда. Но думать я больше не мог,
остались только ощущения.
- Сколько осталось? - спросил я.
Мэй не ответила. Откуда-то сверху послышался рокот мотора. Я посмотрел
вверх и увидел прыгающий по стенам пещерного коридора над нами луч яркого
света. Рокот мотора стал громче, а потом из-за поворота показался вездеход.
Бобби был рядом с вездеходом. Заметив нас, он закричал:
- Беги-и-те-е!
Мэй повернулась и побежала вверх по пещерному коридору, я вскарабкался за
ней, и тоже побежал. Я мельком заметил, что Бобби поджигает что-то, что
загорелось ярким оранжевым пламенем. А потом Мэй оттолкнула меня к стене, и мимо
нас вниз по коридору пронесся вездеход без водителя. Из его бензобака свисала
горящая тряпка. Это был самоходный коктейль Молотова на колесах.
Как только вездеход проехал, Мэй толкнула меня в спину.
- Бежим!
Я пробежал последние несколько ярдов вверх по коридору. Бобби протянул руку
и помог нам выбраться наверх. Я упал, расшиб колени о землю, но Бобби сразу
же подхватил меня и снова поставил на ноги. Потом я бежал к выходу из пещеры
и почти добежал до последнего поворота, когда снизу раздался чудовищный
взрыв. Взрывной волной нас всех сбило с ног. Меня подбросило в воздух и
сильно ударило о стену пещеры. Я с трудом поднялся на ноги. Фонарик потерялся. Я
услышал откуда-то снизу, сзади от меня, странный пронзительный визг - или,
может быть, мне только показалось.
Я оглянулся на Мэй и Бобби. Они тоже уже поднялись на ноги. Сверху над
земляным холмом по-прежнему стрекотал вертолет. Мы вскарабкались наверх,
перевалились через гребень земляного холма и скатились вниз по склонам в
прохладную, темную ночную пустыню.
Последнее, что я видел, - Мэй, которая махала рукой пилоту в вертолете,
показывая ему, чтобы он улетал, улетал, улетал...
А потом пещера взорвалась.
Земля у меня под ногами подпрыгнула, и я упал. От грохота взрыва резко
заболели уши. Из отверстия пещеры вырвался огромный огненный шар, ярко-
оранжевый на фоне черного неба. По мне прокатилась волна жара. А потом все
закончилось, и внезапно наступила тишина, и мир вокруг меня погрузился в
темноту .
Не знаю, сколько времени я лежал там, под звездами. Наверное, я потерял
сознание, потому что следующее, что я помнил, - как Бобби затаскивает меня на
заднее сиденье вертолета. Мэй была уже внутри, она перегнулась через спинку
сиденья, чтобы помочь мне забраться внутрь. Оба смотрели на меня очень
озабоченно . Я подумал, что, наверное, ранен... Никакой боли я не чувствовал. Дверь
за мной закрылась, Бобби сел впереди, рядом с пилотом.
Мы все-таки сделали это. У нас получилось.
Я не мог поверить, что все наконец-то закончилось.
Вертолет поднялся в воздух. Вдалеке виднелись огни лаборатории.
ЧАСТЬ ЧЕТВЕРТАЯ.
ДОБЫЧА
День седьмой. 00:12
- Джек!
Как только я прошел в коридор, ко мне подбежала Джулия. При ярком освещении
ее лицо казалось поразительно красивым, тонким и изящным. Если честно, с тех
пор, как я видел ее в последний раз, она стала еще красивее. У Джулии была
повязка на ноге, а на запястье - гипс. Джулия обняла меня и уткнулась лицом
мне в плечо. Ее волосы пахли лавандой.
- Ах, Джек, Джек. Слава богу, с тобой все в порядке.
- Да, все нормально, - хриплым голосом произнес я.
- Я так рада... так рада:
Я тупо стоял посреди коридора, а Джулия меня обнимала. Потом я тоже ее
обнял . Я просто не знал, как себя вести. В Джулии бурлила нерастраченная
энергия, а я был полностью опустошен, измотан до предела.
- С тобой правда все в порядке, Джек? - спросила Джулия, не переставая меня
обнимать.
Да, Джулия, - ответил я почти шепотом. - Все в порядке.
- А что у тебя с голосом? - спросила Джулия и отстранилась, чтобы
посмотреть на меня. - Что с тобой случилось?
- Наверное, это ожог голосовых связок, - сказала Мэй. Она тоже говорила
хрипло. Ее лицо было черным от копоти, на щеке и на лбу появились свежие
ссадины .
Джулия снова обняла меня, погладила пальцами мою рубашку.
- Милый, тебе больно... Ты ранен...
- Нет, Джулия, все нормально.
- Джек, ты точно не ранен? По-моему, тебе больно...
- Нет, все хорошо, - я неуклюже высвободился из ее объятий и отступил на
шаг.
- Я не могу передать словами, насколько я благодарна тебе за все, что ты
сегодня сделал, Джек. За все, что вы сделали, - добавила она, повернувшись к
остальным. - Вы все, и ты, и Мэй, и Бобби. Я жалею только о том, что меня не
было рядом, и я не смогла вам помочь. Я знаю, это я во всем виновата. Но мы
вам очень благодарны. Наша компания вам благодарна.
Я подумал: "При чем тут компания?" Но сказал только:
- Да, конечно. Это нужно было сделать.
- Да, да, вот именно. Это нужно было сделать - быстро и решительно. И ты
сделал это, Джек. Слава богу!
Рики стоял поодаль, и все время кивал головой, как механическая игрушка -
птичка, которая пьет воду из стакана. Она все время то наклоняется, то
поднимается. Меня охватило чувство нереальности происходящего, как будто все во-
круг меня разыгрывали какой-то спектакль.
- Я думаю, нам всем нужно выпить шампанского, чтобы это отметить, - заявила
Джулия и пошла по коридору. - Где-то здесь наверняка должно быть шампанское.
Рики! У нас есть шампанское? Да? Я хочу отпраздновать то, что вы, ребята,
сегодня сделали.
- А я хочу выспаться, - сказал я.
- Ну, пойдем выпьем - всего один бокал.
Я подумал, что это очень типично для Джулии. Она полностью погружена в свой
собственный мир и совершенно не обращает внимания на окружающих. Нам троим
меньше всего сейчас хотелось идти куда-то и пить шампанское.
- Спасибо, но... - сказала Мэй и покачала головой.
- Вы уверены? Правда? Это будет очень приятно. А ты, Бобби, что скажешь?
- Может быть, лучше завтра утром? - ответил Бобби.
- Ну ладно, хорошо, в конце концов, это ведь вы у нас герои-победители.
Значит, отпразднуем завтра утром.
Я заметил, что Джулия говорит очень быстро и двигается резко, порывисто.
Сразу вспомнилось, как Эллен предполагала, что Джулия принимает наркотики.
Да, похоже, она действительно чем-то накачалась. Но я сейчас так устал, что
просто послал это все к черту.
- Я сообщила новости Ларри Хэндлеру, главе компании, - сказала Джулия. - Он
выразил вам всем огромную благодарность.
- Прекрасно, - откликнулся я. - Он собирается известить армию?
- Известить армию? О чем?
- Об эксперименте, который вышел из-под контроля.
- Ну, Джек, теперь ведь уже все в порядке. Ты ведь сам со всем справился.
- Я в этом не уверен, - возразил я. - Возможно, некоторые рои сбежали. И у
них может быть не одно такое гнездо. Я считаю, что нужно сообщить в Пентагон
о том, что здесь происходит. Так будет безопаснее.
На самом деле я ни о чем таком не думал, но мне хотелось привлечь к этому
делу кого-нибудь со стороны. Я хотел, чтобы за это взялся кто-то еще.
- В Пентагон? - Джулия быстро посмотрела на Рики, потом снова на меня и
твердо сказала: - Джек, ты совершенно прав. Это чрезвычайно серьезная
ситуация. Если есть хоть малейшая возможность, что вы что-то упустили, мы, конечно
же, сразу должны об этом сообщить.
- Я имею в виду - сегодня же ночью.
- Да, Джек, я полностью с тобой согласна. Сегодня же ночью. На самом деле я
собираюсь сделать это прямо сейчас.
Я посмотрел на Рики. Он шел вместе с нами и все так же механически кивал
головой. Я явно чего-то не понимал. Куда девались прежние страхи Рики
относительно того, что об эксперименте узнает общественность? Похоже, теперь это
его совершенно не волновало.
Джулия сказала:
- Вы трое можете ложиться спать, а я пойду позвоню в Пентагон.
- Я пойду с тобой, - сказал я.
- Это вовсе не обязательно.
- Я все же пойду
Джулия посмотрела на меня и улыбнулась.
- Ты мне не доверяешь?
- Дело не в этом, - сказал я. - У них могут возникнуть вопросы, на которые
смогу ответить только я.
- Ну ладно. Хорошо. Отличная идея. Просто замечательная идея!
Я отчетливо ощущал, что здесь что-то не так. Как будто все вокруг меня
разыгрывали какой-то спектакль и вели себя согласно заранее прописанным ролям.
Я оглянулся и посмотрел на Мэй. Она едва заметно нахмурила брови. Наверное, у
нее тоже появилось такое ощущение.
Мы прошли через воздушные шлюзы в жилой комплекс. Здесь было слишком
прохладно для меня. Я вздрогнул. Когда мы вошли на кухню, Джулия потянулась к
телефону.
- Вот прямо сейчас и позвоню, Джек, - сказала она.
Я подошел к холодильнику и взял себе банку имбирного пива. Мэй взяла чай со
льдом, а Бобби - пиво. Нам всем очень хотелось пить. Я заметил в холодильнике
приготовленную заранее бутылку шампанского. Я потрогал бутылку. Холодная.
Рядом стояли шесть бокалов для шампанского, тоже охлаждались. Значит, Джулия
уже подготовила вечеринку.
Джулия нажала кнопку громкой связи. Мы все услышали гудки. Джулия набрала
номер. Но звонок не прошел. Линия отключилась.
- Хм-м. . . Попробую еще раз, - сказала Джулия. Она снова набрала номер. И
снова звонок не прошел через коммутатор.
- Забавно. Рики, я не могу выйти на внешнюю линию.
- Попробуй еще раз, - предложил Рики.
Я пил свое имбирное пиво и наблюдал за ними. Не оставалось никаких
сомнений, что это все подстроено, что Рики и Джулия просто разыгрывают перед нами
спектакль. Интересно, какой номер она набирает? Неужели Джулия выучила номер
Пентагона на память?
- Хм-м... Не получается, - сказала она.
Рики взял телефон, посмотрел на базу, поставил телефон на место.
- Должно работать нормально, - сказал он, неуклюже изображая удивление.
- Да бога ради, - сказал я. - Давайте я догадаюсь. Что-то стряслось с
коммутатором, и теперь мы не можем связаться с внешним миром. Так?
- Нет, нет, все в порядке, - ответил Рики.
- Я звонила по телефону всего несколько минут назад, - заявила Джулия. -
Как раз перед вашим возвращением.
Рики отодвинулся от стола.
- Сейчас пойду проверю коммутатор.
- Да уж, пойди проверь, - буркнул я, начиная злиться.
Джулия посмотрела на меня и сказала:
- Джек, я за тебя волнуюсь.
- Угу.
- Ты злишься, Джек.
- Да, злюсь. Потому что меня водят за нос, черт возьми.
- Поверь мне, Джек, - проговорила Джулия, глядя мне в глаза. - Никто не
водит тебя за нос.
Мэй встала из-за стола и сказала, что собирается принять душ. Бобби пошел в
соседнюю комнату поиграть в видеоигры - он всегда так отдыхал. Вскоре оттуда
послышались звуки пулеметной стрельбы и крики убитых плохих парней. Мы с
Джулией остались на кухне одни.
Она наклонилась ко мне через стол и заговорила негромким, проникновенным
голосом:
- Джек, я думаю, что должна объясниться с тобой.
- Нет, - ответил я. - Ты ничего мне не должна.
- Я имею в виду - я должна объяснить свое поведение за последние несколько
дней, те решения, которые я принимала.
- Мне это безразлично.
- Но мне не безразлично, Джек.
- Может быть, как-нибудь в другой раз, Джулия.
- Нет, я должна рассказать тебе все сейчас. Понимаешь, Джек, дело в том,
что я просто хотела спасти компанию. Вот и все. Проект с камерой провалился,
она не работала, и мы не смогли ее исправить. Мы потеряли контракт, компания
начала разваливаться. Я еще никогда не теряла компаний. Еще ни разу компания
не выскальзывала у меня из рук, и мне не хотелось, чтобы это началось с "Кси-
моса". Я вложила в эту компанию деньги и рассчитывала на прибыль. И, в конце
концов, у меня есть гордость. Я решила спасти компанию. Я понимаю, что прежде
мне следовало все хорошенько обдумать. Но положение было отчаянное. И я одна
во всем виновата. Все хотели прекратить проект. Я вынудила их продолжать
исследования. Это было... Это была моя борьба, я бросила вызов обстоятельствам,
- Джулия пожала плечами. - И все закончилось ничем. Все мои усилия пропали
впустую. Компания обанкротится в течение считанных дней. Я ее все-таки
потеряла . - Джулия наклонилась ко мне поближе. - Но я не хочу потерять еще и
тебя , Джек. Не хочу потерять мою семью. Не хочу потерять нас.
Она протянула руку через стол и накрыла мою ладонь. Теперь Джулия говорила
почти шепотом:
- Я хочу все исправить, Джек. Хочу, чтобы у нас снова все было хорошо,
чтобы все вернулось в нормальное русло. Надеюсь, ты тоже этого хочешь, Джек.
- Даже не знаю, что и сказать... Я чувствую себя как-то странно.
- Ты устал.
- Да. Но все равно я теперь не уверен.
- Ты имеешь в виду - насчет нас?
- Мне не нравится этот гребаный разговор! - вспылил я. Но мне действительно
это все не нравилось. Не нравилось, что Джулия заговорила об этом, когда я
так измотан, после того, как я побывал в кошмарной переделке и едва не погиб,
и что, в конце концов, все это случилось по ее вине. Мне не нравилось, как
Джулия попыталась снять с себя ответственность - фраза "прежде следовало все
хорошенько обдумать" ничего не объясняла. Это не было необдуманным решением,
а чем-то гораздо худшим.
- Ах, Джек, пусть у нас все будет как раньше, - сказала Джулия, неожиданно
совсем перегнулась ко мне через стол и попыталась поцеловать меня в губы. Я
отстранился от нее, и отвернулся в сторону. Джулия смотрела на меня с мольбой
в глазах.
- Ну, пожалуйста, Джек...
- Сейчас не время и не место для этого, Джулия, - проронил я.
Она молчала. Наверное, не знала, что еще сказать. Потом сказала:
- Дети по тебе скучают.
- Конечно, скучают. Мне тоже очень их не хватает.
Тут Джулия вдруг расплакалась.
- А по мне они совсем не скучают... - всхлипывая, прошептала она. - Им
вообще нет до меня никакого дела... а ведь я их родная мать. . .
Она снова взяла меня за руку, и я не стал отдергивать руку. Я пытался
разобраться в своих ощущениях. Я страшно устал и чувствовал себя очень неловко.
Мне хотелось, чтобы Джулия перестала плакать.
- Джулия...
Включился интерком. Я услышал голос Рики, усиленный громкоговорителем:
- Эй, ребята! У нас проблемы со связью. Вам лучше прийти сюда, и прямо
сейчас.
Коммутатор располагался в большой отдельной комнате в одном из углов
главного корпуса. Комната закрывалась тяжелой бронированной дверью с маленьким
окошком из закаленного стекла. Через это окошко я увидел множество панелей с
проводами и переключателями, которыми регулировались все средства связи в
лаборатории. Еще я увидел, что большие пучки проводов вырваны из своих гнезд и
свободно свисают с панелей. А в углу комнаты лежал Чарли Давенпорт. Он явно
был мертв. Его рот был открыт, глаза смотрели в пространство. Вся его кожа
приобрела багрово-серый оттенок. Над головой у Чарли кружилось жужжащее
черное облако.
- Понятия не имею, как такое могло случиться, - сказал Рики. - Когда я
последний раз видел Чарли, он спокойно спал у себя в комнате.
- И когда это было? - поинтересовался я.
- Да всего с полчаса назад.
- А рой? Откуда он здесь взялся?
- Не могу даже представить, - ответил Рики. - Наверное, Чарли принес его с
собой снаружи.
- Но как? - спросил я. - Он ведь проходил обработку в воздушных шлюзах.
- Да, я знаю, но...
- Что - но, Рики? Как такое возможно?
- Может быть. . . Ну, я не знаю. . . Может, рой сидел у него в горле или еще
где-нибудь.
- У него в горле? - переспросил я. - Ты имеешь в виду - просто болтался
между гландами? Ты же знаешь, что от такого люди умирают.
- Ну да, я знаю. . . Конечно, я знаю, - он пожал плечами. - Ума не приложу,
как это могло случиться.
Я пристально посмотрел на Рики, пытаясь понять, почему он так себя ведет.
Он только что обнаружил, что в лабораторию проник смертельно опасный рой на-
ночастиц, но почему-то Рики совсем не волновался из-за этого. Он держался
так, как будто ничего особенного не произошло
Мэй поспешно вошла в комнату. Она с первого взгляда сориентировалась в
ситуации .
- Кто-нибудь уже проверял записи видеонаблюдения? - спросила Мэй.
- Мы не можем этого сделать, - сказал Рики и доказал на помещение
коммутатора. - Управление камерами находится там, внутри.
- Значит, ты не знаешь, как Чарли оказался здесь?
- Да, не знаю. Но, очевидно, он не хотел, чтобы мы сообщали куда-то о том,
что тут у нас происходит... по крайней мере, так это выглядит со стороны.
- Но зачем Чарли сюда пришел? - спросила Мэй.
Я покачал головой. В голову не приходило ни одного разумного объяснения.
Джулия сказала:
- Эта комната закрывается герметично. Возможно, он понял, что заражен, и
захотел изолировать себя от остальных. Я имею в виду - он запер дверь
изнутри.
- Запер дверь? - переспросил я. - Откуда ты знаешь?
Джулия неуверенно замычала:
- М-м. . . Ну-у. . . Я просто предположила. . . Э-э. . . - Она заглянула через
окошко в бронированной двери. - И к тому же замок виден отсюда, он отражается
вон там, в хромированных ручках. Посмотри сам. Вон там, видишь?
Я не стал смотреть. Но Мэй заглянула и сказала:
- Да, Джулия, ты права. И как я сразу не заметила? Ты очень наблюдательна.
Это прозвучало очень фальшиво, но Джулия, похоже, не обратила внимания.
Значит, теперь все вокруг притворяются и разыгрывают пьесу по заранее
подстроенному сценарию. Я не мог понять только одного - зачем? Но, понаблюдав за
Мэй и Джулией, я заметил, что Мэй старается вести себя с моей женой крайне
осторожно. Как будто она боится Джулии. Или, по крайней мере, боится ее
обидеть .
Это было очень странно.
Я даже немного встревожился.
- Можно как-нибудь открыть эту дверь? - спросил я у Рики.
- Наверное, можно. У Винса есть универсальный ключ. Но сейчас никто не
станет открывать эту дверь, Джек, - до тех пор, пока там, внутри, находится рой.
- Значит, мы не сможем никуда позвонить? - спросил я. - Мы здесь застряли,
полностью отрезанные от внешнего мира?
- До завтра - да. А завтра утром прилетит вертолет. Как всегда, по
расписанию . - Рики заглянул через окошко в комнату коммутатора. - Черт... Чарли
натворил дел с этими панелями переключателей...
- Как, по-твоему, зачем он мог это сделать? - спросил я.
Рики покачал головой.
- Ну, ты же знаешь, Чарли всегда был немного сумасшедший. Я имею в виду, у
него явно было не в порядке с головой. Постоянно что-то мычал, нарочито
громко испускал газы... Его давно пора было поселить в психушку.
- Я никогда так не думал.
- Ну, это всего лишь мое мнение, - сказал Рики.
Я подошел к Рики и тоже заглянул через стеклянное окошко. Рой кружился у
Чарли над головой, его тело уже начало покрываться молочно-белой пленкой. Все
как обычно.
- Может быть, закачаем туда жидкий азот? Заморозим рой, - предложил я.
- Мы могли бы это сделать, - ответил Рики. - Но, боюсь, аппаратура от этого
испортится.
- А можно включить кондиционеры на полную мощность, чтобы рой высосало
оттуда?
- Кондиционеры уже работают на полную мощность, Джек.
- Использовать противопожарную систему ты тоже не хочешь...
Рики покачал головой.
- У нас огнетушители марки "Халон". Они не подействуют на наночастицы.
- Значит, мы никак не можем проникнуть на коммутатор.
- Насколько мне известно - да, не можем.
- А сотовые телефоны?
Рики снова покачал головой.
- Антенна ретранслятора управляется из этой комнаты. Все виды связи, какие
у нас есть - сотовая, Интернет, пакетная передача данных, - все проходит
через коммутатор.
Джулия сказала:
- Чарли знал, что эта комната закрывается герметично. Я уверена, он пошел
туда для того, чтобы защитить всех нас. Он поступил отважно и очень
благородно . Пожертвовал собой ради нас.
Она продолжала развивать эту теорию относительно Чарли, добавляя все новые
подробности и красивые слова. Болтовня Джулии немного отвлекала меня от
основной задачи - как открыть дверь и дезактивировать рой. Я спросил:
- В этой комнате есть другое окно?
- Нет.
- Значит, окно в двери - единственное?
- Да.
- Ну, хорошо, - сказал я. - Тогда давайте затемним окно и выключим там
свет. И подождем несколько часов, пока у роя не закончится энергия.
- Черт, я даже не знаю... - задумчиво произнес Рики.
- Что ты имеешь в виду, Рики? - вмешалась Джулия. - По-моему, это
замечательная идея. Да, мы непременно должны это попробовать. Иди и сделай это -
прямо сейчас.
- Да, да, хорошо, конечно, - засуетился Рики, немедленно подчиняясь Джулии.
- Но тогда нам придется ждать целых шесть часов.
- Ты же раньше говорил - три часа, - напомнил я.
- Да, три, но я хочу выждать дополнительное время, прежде чем мы откроем
дверь. Если рой вырвется оттуда, он нас всех убьет.
В конце концов, так мы и решили сделать. Принесли черную ткань и завесили
ею окно в двери, а сверху прикрепили кусок черного картона. Выключили свет в
коммутаторной и заклеили выключатель скотчем в положении "выключено". Когда
мы со всем этим управились, на меня снова навалилась усталость. Я посмотрел
на часы. Было уже больше часа ночи. Я сказал, что пойду спать.
- Нам всем надо поспать, - сразу же подхватила Джулия. - А утром придем
сюда опять.
Мы все пошли к жилому корпусу. Мэй догнала меня и спросила:
- Как ты себя чувствуешь?
- Нормально. Только спина немного болит.
Мэй кивнула.
- Наверное, мне лучше взглянуть, что у тебя там.
- Почему?
- Просто дай мне осмотреть свою спину, прежде чем ляжешь спать.
- О, Джек, дорогой! - закричала Джулия. - Мой бедненький!
- Что там такое?
Я сидел возле кухонного стола, без рубашки. Джулия и Мэй стояли у меня за
спиной и ахали.
- Да что там такое? - снова спросил я.
- Не бойся, ничего страшного, просто волдыри, - ответила Мэй.
- Волдыри? - воскликнула Джулия. - Да у него вся спина...
- Кажется, у нас тут есть пластыри от ожогов, - перебила ее Мэй и достала
из-под мойки аптечку первой помощи.
- Да, я очень на это надеюсь. - Джулия улыбнулась мне. - Джек, дорогой, ты
представить себе не можешь, как мне жаль, что тебе пришлось пройти через все
это!
- Джек, может быть, сейчас немного пощипет, - предупредила Мэй.
Я понимал, что Мэй хочет поговорить со мной наедине, но у нас не было
никакой возможности. Джулия явно не собиралась оставлять нас вдвоем ни на минуту.
Она ревновала меня к Мэй - это началось много лет назад, когда я только взял
Мэй на работу в свой отдел. И теперь Джулия соперничала с Мэй за мое
внимание.
Меня это совсем не трогало.
Мэй наклеила пластыри. Сначала они показались мне прохладными, но почти
сразу же начали нестерпимо жечь. Я поморщился.
- Не знаю, что тут у нас есть из обезболивающих, - сказала Мэй. - У тебя
довольно обширный ожог второй степени.
Джулия лихорадочно рылась в коробке с медикаментами, разбрасывая лекарства
во все стороны. Тюбики и баночки раскатились по полу.
- Вот, я нашла морфин, - сказала, наконец, Джулия, протягивая ампулу. Она
радостно улыбалась. - Думаю, это подойдет лучше всего!
- Я не хочу принимать морфин, - возразил я. Чего мне сейчас действительно
хотелось - так это сказать Джулии, чтобы она шла спать. Ее поведение меня
беспокоило. Ее резкие, порывистые движения действовали мне на нервы. И еще
мне хотелось поговорить с Мэй наедине.
- Но ничего другого нет, - заявила Джулия. - Только аспирин.
- Аспирин подойдет.
- Боюсь, это слишком слабое средство, его будет недо...
- Я сказал - аспирин подойдет!
- И вовсе не нужно на меня кричать.
- Извини. Я просто не очень хорошо себя чувствую.
- Ну, а я просто пытаюсь помочь, - Джулия отступила на шаг. - Но если вам
хочется побыть вдвоем - вы так прямо и скажите.
- Нет, - сказал я. - Нам не хочется побыть вдвоем.
- Ну, я просто пытаюсь помочь, - Джулия повернулась к коробке с лекарствами
и снова принялась в ней копаться. На пол опять полетели коробочки с таблетка-
ми и пластиковые бутылочки с антибиотиками. - Может быть, тут есть еще что-
нибудь . . .
- Джулия, - попросил я. - Прекрати.
- А что я такого делаю? Что я делаю такого ужасного?
- Просто прекрати.
- Я только пытаюсь помочь.
- Я знаю.
Мэй у меня за спиной сказала:
- Все, я закончила. До утра должно продержаться. - Потом она зевнула и
добавила : - А теперь, если вы не против, я пойду спать.
Я поблагодарил Мэй. Она вышла из комнаты. Я проводил ее взглядом. Когда я
повернулся к Джулии, она протягивала мне стакан воды и две таблетки аспирина.
- Спасибо, - сказал я.
- Мне всегда не нравилась эта женщина, - призналась Джулия.
- Давай пойдем и поспим немного, - предложил я.
- Здесь только односпальные кровати...
- Я знаю.
Джулия придвинулась ко мне поближе.
- Джек, я хочу побыть с тобой.
- Я очень устал. Увидимся утром, Джулия.
Я пошел в свою комнату и рухнул на кровать, даже не раздевшись.
Как моя голова упала на подушку, я уже не помнил.
День седьмой. 04:42
Спал я беспокойно. Меня всю ночь преследовали какие-то кошмары. Мне
снилось , что я снова в Монтерее, снова женюсь на Джулии. Будто бы я стою перед
священником, а Джулия, в белом подвенечном платье, подходит и становится
рядом со мной, а когда она откидывает фату, меня поражает, как она прекрасна,
молода, стройна. Джулия улыбается мне, и я улыбаюсь в ответ, чтобы как-то
скрыть, что мне неловко. Потому что теперь я вижу, что она не просто стройная
- она истощена до крайней степени. Ее лицо туго обтянуто кожей и похоже на
голый череп.
Потом я поворачиваюсь к священнику, и оказывается, что это не священник, а
Мэй, она переливает из пробирки в пробирку разноцветные жидкости. Когда я
снова посмотрел на Джулию, она разозлилась и сказала, что всегда не любила
"эту женщину" . Почему-то я чувствую себя виноватым. И винить во всем надо
только меня.
Я ненадолго проснулся. Оказалось, что я весь вспотел, подушка промокла от
пота. Я перевернул ее на другую сторону и снова заснул. И мне приснилось, как
я сплю здесь, на кровати, а потом открываю глаза и вижу, что дверь в мою
комнату открывается. Я вижу, что снаружи, в коридоре, горит свет. На мою кровать
падает чья-то тень. Оказывается, что в комнату вошел Рики. Он стоит у моей
кровати и смотрит на меня сверху вниз. Я не вижу его лица, потому что оно в
тени. Рики говорит: "Я всегда любил тебя, Джек". Потом он наклоняется, чтобы
прошептать мне что-то на ухо, но я понимаю, что на самом деле Рики хочет меня
поцеловать. Он хочет поцеловать меня в губы, страстно, как любовник. Его губы
чуть приоткрыты. Я вижу, как он облизал их кончиком языка. Я растерялся,
совершенно не зная, что мне делать. Но тут в комнату вошла Джулия и сказала:
"Что здесь происходит?" Рики сразу же отстранился и начал оправдываться.
Джулия сильно разозлилась и сказала: "Не сейчас, дурак!" Рики снова что-то
произнес, пытаясь оправдаться. Потом Джулия сказала: "Это вовсе необязательно.
Оно само о себе позаботится". А Рики заявил: "В алгоритмах ограничения
проявится действие коэффициента сжатия, если не выполнять периодическую глобаль-
ную оптимизацию". А Джулия сказала: "Оно не повредит тебе, если ты не будешь
сопротивляться". После чего она включила в моей комнате свет и вышла.
Потом я снова был на нашей свадьбе, в Монтерее. Джулия стояла рядом со
мной, в белом подвенечном платье. Я оглянулся, чтобы увидеть гостей, но
позади нас стояли только наши дети, все трое. Дети радостно улыбались, счастливые
и довольные. А потом я заметил, что у них на губах появились черные полоски,
потом чернота растеклась вниз, окутала тела детей, как будто черными плащами.
Они продолжали улыбаться, а я ужаснулся. Я подбежал к детям, но не смог
сбросить с них черные плащи. А Николь спокойно сказала: пПап, не забудь про
поливальные установки".
Я проснулся, обливаясь холодным потом. Промокшие простыни подо мной сбились
в комок. Дверь в комнату была открыта. На мою кровать из коридора падал
прямоугольник света. Я посмотрел на монитор компьютера. Часы в углу показывали
четыре пятьдесят пять утра. Я закрыл глаза, и какое-то время полежал, но
заснуть больше не смог. Лежать в мокрой постели было неприятно. Я решил принять
ДУШ.
За пару минут до пяти утра я встал с постели.
В коридоре было тихо. Я прошел к душевым. Двери во всех спальнях были
открыты, что показалось мне несколько странным. Проходя по коридору, я видел
всех спящих на своих кроватях. И во всех спальнях горел свет. Я увидел, что
Рики спит, и Бобби, и Джулия, и Вине. Постель Мэй была пуста. И, конечно,
постель Чарли тоже.
Я зашел на кухню, чтобы взять из холодильника банку имбирного пива. Очень
хотелось пить, горло болело и саднило. И почему-то немного бурлило в животе.
Мне на глаза попалась бутылка шампанского. И я вдруг подумал, что с этим
шампанским, наверное, что-то не так. Я достал бутылку из холодильника и
внимательно осмотрел пробку. Она выглядела совершенно нормально. Нет никаких
следов вскрытия, ни следов прокола иголкой, ничего такого.
Просто бутылка шампанского.
Я положил ее обратно и закрыл дверцу холодильника.
Может быть, я отношусь к Джулии предвзято? Может быть, я все-таки к ней
несправедлив? Вдруг она действительно считает, что совершила ошибку, и теперь
стремится все исправить? Может быть, Джулия просто пыталась показать,
насколько она мне благодарна, а я слишком грубо ее оттолкнул? Не захотел
простить . . .
Если так подумать - ну что она такого сделала неправильного или
подозрительного? Да, она обрадовалась, увидев меня, - пусть даже ее радость
выражалась несколько чрезмерно. Она взяла на себя ответственность за эксперимент и
просила у меня прощения за это. Она сразу согласилась сообщить о происшествии
в Пентагон. Согласилась с моим планом уничтожения роя в коммутаторной. Джулия
сделала все возможное, чтобы доказать, что она во всем меня поддерживает, что
она на моей стороне.
Но мне все равно было как-то не по себе.
И, конечно, оставался открытым вопрос о Чарли и убившем его рое.
Объяснения, которые придумывал Рики, казались мне бессмысленными. Рики предполагал,
будто бы Чарли пронес рой в помещение внутри своего тела - в горле, в
подмышечной впадине или еще где-нибудь. Эти рои убивают за считанные секунды. Так
что мы до сих пор не знали, каким образом в коммутаторной все-таки оказались
и рой, и Чарли. Может быть, рой проник в помещение снаружи? Но тогда почему
он не напал на Рики, Джулию и Винса?
Про душ я забыл.
Я решил спуститься в аппаратную и еще раз осмотреть помещение возле двери в
коммутаторную. Может быть, сейчас я замечу что-то такое, на что раньше не
обратил внимания. Джулия все время говорила, сбивая меня с мысли. Как будто
специально не хотела, чтобы я о чем-то догадался...
Ну вот, я снова плохо думаю о Джулии.
Я прошел через воздушный шлюз, дальше по коридору, потом через следующий
воздушный шлюз. Усталому человеку неприятны все эти процедуры очистки, когда
тебя со всех сторон обдувает мощными потоками воздуха. Наконец я добрался до
служебных помещений и подошел к двери коммутаторной. Ничего нового я не
обнаружил.
Я услышал щелканье клавиатуры и заглянул в биологическую лабораторию. Мэй
сидела там, работала за компьютером.
- Что ты делаешь? - спросил я.
- Проверяю записи наблюдательных видеокамер.
- Я думал, мы не можем этого сделать из-за того, что Чарли оборвал провода.
- Это Рики так сказал. Но это неправда.
Я пошел к Мэй, чтобы заглянуть на экран через ее плечо. Мэй подняла голову
и посмотрела на меня.
- Джек... - сказала она. - Может быть, тебе лучше этого не видеть.. .
- Но почему?
- Это... Ну, может быть, тебе не захочется в это ввязываться. По крайней
мере, сейчас. Может быть, лучше завтра?
Конечно же, после такого предупреждения я бегом побежал вокруг стола, чтобы
увидеть, что там, на мониторе. И замер на месте. Потому что на экране был
только пустой коридор, с индикатором времени в нижнем углу изображения.
- Ты это имела в виду? - спросил я. - Вот в это мне не следует ввязываться?
- Нет, - Мэй повернулась на стуле. - Понимаешь, Джек, мне приходится
последовательно проверять данные со всех следящих камер, а каждая из них делает
всего по десять снимков в минуту. Поэтому очень трудно точно понять, что
именно...
- Просто покажи мне, Мэй.
- Нужно пролистать немного назад... - она несколько раз нажала
соответствующую кнопку в углу клавиатуры. Как многие современные системы управления,
система "Ксимоса" была сделана на основе технологии Интернет-браузера. Можно
было вернуться на предыдущие этапы своей работы, заново просмотреть все
недавно сделанное.
Изображения на экране быстро сменялись, пока наконец Мэй не нашла то место,
которое искала. Тогда она включила прокрутку вперед, и на экране быстро
запрыгали снимки разных участков коридора, в последовательности,
соответствующей работе разных следящих камер. Коридор. Главный производственный цех.
Производственный цех, снятый под другим углом, другой камерой. Воздушный шлюз.
Другой коридор. Служебные помещения. Снова коридор. Кухня. Комната отдыха.
Коридор в жилом корпусе. Снимок с внешней камеры - вид на пустыню, освещенную
прожектором. Коридор. Энергостанция. Пустыня, снимок с камеры, расположенной
на уровне земли. Еще один коридор.
Я моргнул.
- И долго ты этим занимаешься?
- Уже около часа.
- Господи...
На следующем снимке снова был коридор. По нему шел Рики. Энергостанция.
Снимок с наружной камеры - Джулия входит на освещенное прожектором место.
Коридор . Джулия и Рики вместе, они обнимаются, потом снова коридор, потом...
- Стоп, - сказал я.
Мэй нажала кнопку, посмотрела на меня, но ничего не сказала. Потом нажала
другую кнопку, и изображения стали сменяться медленно. Когда на экране
показались Рики и Джулия, Мэй остановила прокрутку.
- Десять снимков.
Движения были резкими и размытыми. Рики и Джулия двигались навстречу друг
другу. Потом обнялись. Было заметно, как привычно и естественно они это
делают . А потом они страстно поцеловались.
- О , черт , - пробормотал я и отвернулся. - Черт, черт, черт.
- Мне очень жаль, Джек, - вздохнула Мэй. - Не знаю, что и сказать.
У меня закружилась голова, как будто я вот-вот потеряю сознание. Я присел
на край стола, так, чтобы не видеть изображение на экране. Я просто не мог на
это смотреть. Я старался дышать поглубже. Мэй что-то говорила, но я ее не
слушал. Сделав еще пару глубоких вдохов, я провел рукой по волосам.
- Ты знала об этом?
- Нет. Узнала только несколько минут назад.
- А кто-нибудь еще?
- Нет. Мы иногда шутили по этому поводу - о том, что у них особые
отношения, но никто по-настоящему в это не верил.
- Господи. . . - я снова провел рукой по волосам. - Мэй, скажи мне правду. Я
должен знать правду. Ты знала об этом или нет?
- Нет, Джек, не знала.
Я помолчал, потом еще раз вздохнул. Я пытался как-то разобраться в своих
чувствах.
- Знаешь, что смешнее всего? - сказал я. - Смешнее всего то, что я уже
какое-то время подозревал об этом. То есть я был почти уверен, что у Джулии
есть любовник, только не знал кто... То есть,.. даже несмотря на то, что я об
этом догадывался, я все равно потрясен.
- Конечно.
- Я никогда бы не заподозрил, что это Рики, - продолжал я. - Он ведь
такой. . . Ну, я не знаю. . . Он такой угодливый. Не какой-нибудь там важный,
властный человек. Почему-то я думал, что она выберет себе большого, важного
парня, - говоря это, я вспомнил наш разговор с Эллен после ужина.
"Ты уверен, что знаешь, что нравится Джулии?" Это было после того, как я
видел какого-то парня у Джулии в машине. Я тогда так и не смог ясно
рассмотреть лицо того парня...
"Это называется отрицанием", - говорила мне Эллен.
- Господи. . . - сказал я и покачал головой. Я был зол, смущен, расстроен,
разъярен. Настроение менялось каждую секунду.
Мэй ожидала. Она молчала и ничего не делала, Сидела совершенно неподвижно,
как статуя. Потом наконец она сказала:
- Хочешь посмотреть еще?
- А есть еще?
- Да.
- Даже не знаю, хочу ли я... Нет, больше не хочу.
- Может, так будет лучше.
- Нет.
- Я имею в виду - может, тебе от этого станет лучше.
- Вряд ли. Вряд ли я смогу это вынести.
Мэй сказала:
- Это может быть не то, что ты думаешь. То есть не совсем то, что ты
думаешь .
"Это называется отрицанием, Джек".
- Прости, Мэй, - сказал я. - Я больше не хочу притворяться. Я видел
достаточно. И понимаю, что это значит.
Мне казалось, мы с Джулией всегда будем вместе. Я думал, мы вместе любили
детей, у нас была семья, дом, наша общая жизнь. И у Рики тоже совсем недавно
родился ребенок. Это было странно, противоестественно. Бессмысленно. Однако
все всегда происходит совсем не так, как ты того ожидаешь.
Я услышал, как защелкали клавиши - Мэй что-то быстро набирала на
клавиатуре . Я повернулся так, чтобы видеть ее, но не видеть экрана.
- Что ты делаешь?
- Пытаюсь найти Чарли. Пробую выяснить, что произошло с ним за последние
несколько часов.
Она продолжала щелкать клавишами. Я глубоко вздохнул. Да, Мэй права. Что бы
ни происходило в моей личной жизни, оно зашло уже очень далеко. И я ничего не
могу с этим поделать. По крайней мере, сейчас.
Я повернулся к столу, чтобы видеть монитор, и сказал:
- Хорошо, давай поищем Чарли.
Просматривать серии быстро сменяющихся изображений было довольно трудно.
Люди то появлялись на картинках, то так же внезапно исчезали. Я увидел Джулию
на кухне. Потом увидел ее и Рики вместе, тоже на кухне. Дверь холодильника
сначала была открыта, потом закрыта. Я увидел Винса в главном
производственном помещении, потом Вине куда-то вышел. Я еще раз увидел его в коридоре,
потом Вине исчез совсем.
- Чарли нет.
- Может быть, он все еще спит, - сказала Мэй.
- А можно заглянуть в спальни?
- Да, там тоже есть камеры, но, чтобы их просмотреть, нужно менять цикл
наблюдения. Обычное наблюдение на спальни не распространяется.
- Насколько это сложно - поменять цикл наблюдения?
- Я точно не знаю. Обычно этим занимался Рики. Здесь довольно сложная
система наблюдения. Только Рики знает, как и что тут работает. Давай сперва
попробуем найти Чарли на снимках обычного цикла.
Так мы и сделали. Перебирали изображения с разных камер и смотрели, не
появится ли там Чарли. Мы искали еще минут десять. Время от времени я
отворачивался , чтобы не смотреть на то, что было на экране. Но Мэй, похоже, это не
волновало. Наконец мы заметили Чарли в жилом корпусе, он шел по коридору и
потирал лицо. Он явно только что проснулся.
- Отлично, - сказала Мэй. - Мы его нашли.
- В какое время это было?
Мэй остановила прокрутку, чтобы можно было рассмотреть цифры внизу
картинки . Десять минут первого.
- Всего за полчаса до того, как мы вернулись, - сказал я.
- Да.
Мэй снова включила прокрутку вперед. Чарли исчез из коридора, но мы мельком
заметили его, когда он заходил в душевую. Потом мы увидели Рики и Джулию на
кухне. Я непроизвольно напрягся. Но они просто разговаривали. Потом Джулия
положила в холодильник бутылку шампанского, а Рики начал передавать ей
стаканы, чтобы она поставила их рядом с бутылкой.
Из-за малой частоты смены картинок было трудно сказать, что произошло
потом. При видеосъемке со скоростью десять снимков в секунду новое изображение
появляется каждые шесть секунд, а это означает, что картинка получается
смазанной и нечеткой, особенно когда что-то происходит быстро. Слишком много
успевает случиться в промежутках между снимками.
Но, насколько я смог восстановить события, произошло следующее.
Чарли принял душ, пришел на кухню и заговорил с Рики и Джулией. Он был в
хорошем расположении духа и все время улыбался. Он указал на стаканы. Джулия
и Рики отставили стаканы и заговорили с Чарли. Потом он поднял руку, как
будто от чего-то отказывался.
Чарли что-то сказал и показал на стакан, который Джулия держала в руке, а
потом поставила в холодильник.
Джулия покачала головой.
Чарли выглядел озадаченным. Он снова показал на стакан, теперь уже на
другой. Джулия снова покачала головой. Потом Чарли приподнял плечи и выпятил
вперед подбородок, как будто разозлившись. Он что-то говорил и постукивал
пальцем по столу, чтобы придать значимости своим словам.
Рики шагнул вперед и встал между Чарли и Джулией. Он вел себя так, как
будто вмешивался в их спор. Рики протянул к Чарли руки - видимо, пытаясь его
успокоить .
Чарли не успокоился. Он показал на мойку, загроможденную грязной посудой.
Рики покачал головой и положил руку на плечо Чарли.
Чарли сбросил его руку.
Чарли и Рики начали спорить. Тем временем Джулия спокойно поставила
остальные стаканы в холодильник. Она совершенно не обращала внимания на спорящих
мужчин, которые кричали друг на друга в нескольких футах от нее. Джулия как
будто вообще их не слышала. Чарли пытался пройти мимо Рики к холодильнику, но
Рики отступал, все время загораживая ему дорогу, и каждый раз поднимал руки.
Судя по поведению Рики, он считал, что Чарли ведет себя неразумно. Он
держался с Чарли так, как обычно обходятся с человеком, который вышел из себя.
Мэй сказала:
- Может быть, Чарли уже поражен роем, и потому так себя ведет?
- Не знаю, - я присмотрелся к изображению на экране повнимательнее. - Я не
вижу никакого роя.
- Я тоже, - согласилась Мэй. - Но он очень разозлился.
- Не пойму, чего он от них хотел?
Мэй покачала головой.
- Чтобы они поставили стаканы на место? Вымыли их? Взяли другие стаканы?
Непонятно.
Я сказал:
- Чарли никогда не было до этого дела. Он мог есть из грязной тарелки, из
которой до него ел кто-то еще, - я улыбнулся. - Я сам видел, как он это
делает .
Внезапно Чарли отступил на несколько шагов назад. На мгновение он замер и
стоял совершенно неподвижно, как будто обнаружил нечто, что глубоко его
потрясло. Рики что-то сказал ему. Чарли начал кричать и показывать на них обоих
пальцем. Рики попытался подойти к нему.
Чарли продолжал отступать, а потом бросился к телефону, закрепленному на
стене. Он поднял трубку. Рики бросился вперед, очень быстро - его тело на
снимке получилось размытым - и сбил телефон вниз. Потом Рики оттолкнул Чарли,
очень сильно. Я удивился, насколько Рики силен. Чарли был очень крупным
мужчиной, но от этого толчка он упал и проехал несколько футов по полу. Чарли
поднялся на ноги, не прекращая кричать, потом развернулся и выбежал из
комнаты.
Рики и Джулия переглянулись. Джулия что-то ему сказала.
Рики тотчас же бросился вдогонку за Чарли.
Джулия побежала следом за Рики.
- Куда они бегут? - спросил я.
Мэй отпустила кнопку ппауза", и на экране снова стали сменяться изображения
со всех видеокамер, в соответствии с циклом наблюдения. Мы увидели, как Чарли
бежит по коридору, а Рики бежит за ним. Мы с нетерпением ожидали следующего
цикла, но на этот раз никого не увидели.
Сменился еще один цикл. И тогда мы увидели Чарли в служебном помещении. Он
набирал какой-то номер на телефоне и оглядывался через плечо. В следующее
мгновение в комнату вошел Рики, и Чарли бросил трубку телефона. Они начали
спорить, расхаживая кругами друг возле друга.
Потом Чарли схватил лопату и замахнулся ею на Рики. В первый раз Рики сумел
увернуться. Во второй раз Чарли попал ему в плечо. От удара Рики упал на пол.
Чарли замахнулся лопатой и ударил Рики по голове. Он бил сильно, явно
намереваясь убить Рики. Но Рики успел увернуться, и лезвие лопаты врезалось в
бетонный пол.
- Господи... - проронила Мэй.
Рики как раз поднимался на ноги, когда Чарли обернулся и увидел, что в
комнату входит Джулия. Джулия протянула руку, уговаривая Чарли (наверное, чтобы
он бросил лопату?). Чарли смотрел то на Рики, то на Джулию. А потом в комнату
вошел Вине. Теперь, когда их было трое против одного, Чарли как будто
растерял боевой задор и желание драться. Они подходили к нему все ближе, окружали
его со всех сторон.
Внезапно Чарли метнулся к двери коммутаторной, вбежал туда и попытался
закрыться внутри. Рики мгновенно его настиг и вставил ногу в щель, чтобы Чарли
не смог закрыть дверь. Сквозь окошко в двери было видно лицо разозленного
Чарли. Вине подоспел на помощь Рики. Они оба заслонили дверь, и на экране не
было видно, что именно там происходит. Джулия, похоже, отдавала распоряжения.
Мне показалось, что она просунула руку за дверь, но точно я не рассмотрел.
Как бы то ни было, дверь открылась, и Рики с Винсом ворвались в
коммутаторную. Потом все трое двигались очень быстро, и изображение на видео получилось
смазанным и нечетким. Но, очевидно, трое мужчин боролись. Рики сумел зайти
Чарли за спину и схватил его борцовским захватом. Вине завернул Чарли руки за
спину, и вдвоем с Рики они смогли его удержать. Чарли перестал
сопротивляться. Изображение стало более четким.
- Что там произошло? - спросила Мэй. - Ни о чем таком они нам не
рассказывали.
Рики и Вине держали Чарли сзади. Чарли дышал тяжело, его грудная клетка
ходила ходуном. Но он больше не сопротивлялся. В комнату вошла Джулия. Она
посмотрела на Чарли и обменялась с ним несколькими фразами.
А потом Джулия подошла к Чарли и поцеловала его в губы. Поцелуй был долгим
и страстным.
Чарли боролся, пытался вырваться, отвернуться. Вине схватил Чарли за волосы
и попытался удержать его голову на месте. Джулия продолжала целовать Чарли.
Потом она отступила назад, и я заметил черный ручеек, перетекающий из ее рта
в рот Чарли. Чернота мелькнула всего на мгновение, а потом исчезла.
- О боже! - ужаснулась Мэй.
Джулия отерла губы ладонью и улыбнулась.
Чарли обвис на руках Рики и Винса и повалился на пол. Похоже, он был
оглушен. Изо рта у Чарли появилось черное облако и закружилось у него над
головой. Вине похлопал Чарли по плечу и вышел из комнаты.
Рики подошел к панелям с переключателями и начал выдергивать провода. Он
буквально разворотил панель управления внешней связью. Потом Рики повернулся
к Чарли, что-то сказал ему и вышел из коммутаторной.
Чарли сразу же вскочил на ноги, бросился к двери, захлопнул ее и заперся
изнутри. Но Рики и Джулия только рассмеялись, явно считая его поступок
бессмысленным. Чарли снова повалился на пол и исчез из виду.
Рики обнял Джулию за плечи, и они вдвоем вышли из комнаты.
- Я вижу, вы оба ранние пташки!
Я повернулся.
У двери стояла Джулия.
День седьмой. 05:12
Она вошла в комнату и, улыбаясь, сказала:
- Знаешь, Джек, если бы я не была так в тебе уверена, я бы подумала, что
между вами что-то есть.
- В самом деле... - пробормотал я и немного отодвинулся от Мэй. Мзй быстро
щелкала клавишами. Я чувствовал себя ужасно неловко. - Почему ты об этом
подумала?
- Ну, вы сидите здесь вместе, голова к голове и что-то рассматриваете, -
сказала Джулия, подходя к нам. - Похоже, вас очень увлекло то, что было там,
на экране. И, кстати, на что это вы тут смотрели?
- Да так, кое-что техническое.
- А мне можно посмотреть? Меня очень интересуют всякие технические
подробности. Разве Рики вам не говорил, как я увлеклась новыми технологиями? Да,
это так. Нанотехнология - поистине потрясающая вещь. Это ведь целый новый
мир, правда? Поистине технология двадцать первого века. Не нужно вставать,
Мэй. Я посмотрю через твое плечо.
Джулия уже обошла вокруг стола и теперь смотрела на экран. Она нахмурилась,
увидев изображение роста бактериальных культур на красной питательной среде.
- Что это такое?
Мэй объяснила:
- Колонии бактерий. У нас началось заражение в штамме кишечной палочки. Мне
пришлось отключить один чан от производственной линии. Мы пытаемся понять, в
чем дело.
- Скорее всего, фаг, разве не так? - сказала Джулия. - Разве не это обычно
происходит с бактериальными штаммами - их поражают вирусы? - Она вздохнула. -
В молекулярном производстве все процессы такие тонкие. Все так легко может
вырасти неправильным образом, и это случается так часто... Нужно постоянно
ожидать каких-нибудь неприятностей. - Джулия посмотрела на меня, потом на
Мэй. - Но ведь не это вы здесь так долго рассматривали...
- На самом деле это, - сказал я.
- Что? Фотографии плесени?
- Колонии бактерий.
- Ну да, бактерий. Неужели вы все время только и делали, что рассматривали
бактерии, а, Мэй?
Мэй пожала плечами и кивнула:
- Да, Джулия. Это моя работа.
- Я нисколько не сомневаюсь в твоей преданности работе, - сказала Джулия. -
Но, надеюсь, ты не против? - она быстро протянула руку и нажала на кнопку
"назад" в углу клавиатуры.
На предыдущем экране были другие изображения бактериальных колоний.
Потом на экране появилось изображение вируса под электронным микроскопом.
Потом - таблица роста бактерий за последние двенадцать часов.
Джулия нажала на клавишу "назад" еще раз десять-двенадцать, но увидела
только колонии бактерий, вирусы, графики роста и таблицы с данными. Наконец
она убрала руку с клавиатуры.
- Похоже, вы потратили на это массу времени. Это, в самом деле, так важно?
- Ну, это же вирусное заражение, - сказала Мэй. - Если мы не сможем держать
его под контролем, из-за этого вся система может выйти из строя.
- Тогда, конечно, продолжай этим заниматься. - Джулия повернулась ко мне: -
Не хочешь позавтракать? По-моему, ты зверски проголодался.
- Позавтракать? Я не против.
- Пойдем со мной, - сказала Джулия. - Позавтракаем вместе.
- Хорошо: - Я повернулся к Мэй: - Увидимся позже. Дай мне знать, если
понадобится моя помощь.
Я вышел из комнаты вместе с Джулией. Мы пошли по коридору к жилому корпусу.
- Не понимаю, почему, но эта женщина меня раздражает, - сказала она.
- Я тоже не понимаю, почему она тебя раздражает. Она очень добросовестный
работник. Мэй очень старательная и прекрасно знает свое дело.
- И еще она очень красивая.
- Джулия...
- Это из-за нее ты не хочешь меня целовать? Потому что у тебя с ней роман?
- Джулия, ради бога, о чем ты?
Она смотрела на меня, выжидая.
- Послушай, для нас всех эти две недели были не самыми приятными в жизни, -
сказал я. - Должен признаться, ты вела себя несносно.
- Да, конечно, я знаю.
- И, если честно, я на тебя очень зол.
- Я понимаю, у тебя есть на то веские причины. Мне очень жаль, что тебе
пришлось столько всего пережить, - Джулия наклонилась и поцеловала меня в
щеку. - Но сейчас все это уже позади. Мне не хочется, чтобы между нами была
какая-то напряженность. Может быть, поцелуемся в знак примирения?
- Давай лучше займемся этим как-нибудь в другой раз, - сказал я. - Сейчас
нам еще очень много надо сделать.
Джулия сделалась игривой, надула губы, поцеловала воздух.
- О-о, иди ко мне, мой ласковый. . . Всего один поцелуйчик. . . Давай же, это
не смертельно...
- Не сейчас, - повторил я.
Она вздохнула и перестала паясничать. Мы шли по коридору и какое-то время
молчали. Потом Джулия серьезным тоном произнесла:
- Джек, ты меня избегаешь. И я хочу знать - почему?
Я ей не ответил. Только тяжело вздохнул и пошел дальше, делая вид, будто
это был просто риторический вопрос. На самом деле я был страшно обеспокоен
Я не мог все время отказываться от поцелуев. Рано или поздно Джулия
догадается, что я что-то знаю. А может быть, она уже догадалась. Потому что, даже
изображая из себя сексапильную девочку, она казалась более резкой и
напряженной, чем когда-нибудь раньше. У меня сложилось впечатление, будто она ничего
не упускает, все замечает. Рики вызывал у меня такое же чувство. Они оба были
как будто "на взводе", очень настороженные и внимательные.
И еще меня очень беспокоило то, что мы с Мэй увидели в записях с
наблюдательных видеокамер. Черное облако как будто появилось у Джулии изо рта.
Действительно ли я видел это на видеозаписи? Потому что, насколько я знал, рои
убивали свою добычу при первом же контакте. Смерть наступала безжалостно и
неотвратимо. А теперь оказывается, что внутри Джулии живет рой. Как такое
возможно? Может быть, у нее выработался какой-то иммунитет? Или же рой
почему-то терпит Джулию, не убивает ее специально, по каким-то своим причинам? И
как обстоит дело с Рики и Винсом? У них что, тоже иммунитет?
Пока мне было ясно только одно: Джулия и Рики не хотят, чтобы мы кому-
нибудь сообщали о том, что здесь происходит. Они намеренно изолировали нас в
пустыне, зная, что у них осталось всего несколько часов. До тех пор, пока
прилетит вертолет. Значит - очевидно - больше времени им и не требовалось. Но
для чего? Для того чтобы нас убить? Или заразить? Но опять-таки, для чего?
Я шел по коридору рядом со своей женой и чувствовал себя так, будто рядом
со мной совершенно незнакомый человек. Человек, которого я совсем не знаю. И
этот человек невероятно опасен.
Я посмотрел на часы. Вертолет должен прилететь меньше чем через два часа.
Джулия улыбнулась.
- Опаздываешь на свидание?
- Нет. Просто думаю, что пора позавтракать.
- Джек, - спросила Джулия, - зачем ты меня обманываешь?
- Я тебя не обманываю.
- Нет. Ты думаешь о том, когда прилетит вертолет.
Я пожал плечами.
- Через два часа, - сказала Джулия. И добавила: - Уверена, ты будешь
несказанно счастлив убраться отсюда подальше. Правда?
- Да, - ответил я. - Но я не уеду отсюда, пока все не будет закончено.
- А что, разве осталось сделать что-то еще?
Мы уже подошли к жилому корпусу. Я почуял запах жареного бекона с яичницей.
Из-за угла выглянул Рики. Увидев меня, он радостно улыбнулся.
- Привет, Джек! Как спалось?
- Нормально.
- Правда? Ты выглядишь немного усталым.
- Мне снился плохой сон.
- Да ну? Плохой сон? Бедняга.
- Такое иногда случается, - заметил я.
Мы все вошли на кухню. Бобби готовил завтрак.
- Сегодня у нас омлет с луком и сливочным сыром, - объявил он. - Какие
тосты вам сделать, ребята?
Джулия попросила пшеничный тост, Рики захотел английскую булочку. Я сказал,
что не хочу ничего. Глядя на Рики, я снова поразился тому, какой он сильный и
мускулистый. Под тонкой футболкой перекатывались большие, прекрасно
очерченные мускулы. Рики заметил, что я на него смотрю.
- Что-то не так?
- Да нет. Просто любуюсь твоими бицепсами.
Я старался держаться естественно, но на самом деле мне было очень неуютно
находиться на кухне вместе с ними. Я все время вспоминал Чарли и то, как
быстро они на него набросились. Есть мне не хотелось. Мне хотелось отсюда уйти.
Но я не знал, как это сделать, не вызывая подозрений.
Джулия подошла к холодильнику, открыла дверцу. Бутылка шампанского все еще
была там.
- Ребята, может быть, отпразднуем сейчас?
- В самом деле, - поддержал ее Бобби. - Замечательная идея - немного
шампанского с утра...
- Не вижу ничего замечательного, - возразил я. - Джулия, прошу тебя,
отнесись к этому серьезно. Мы здесь не на загородной прогулке с барбекю. Сюда
следует вызвать армию, а мы не можем даже позвонить в Пентагон. Сейчас не
время распивать шампанское.
Джулия надула губы.
- Джек, ну зачем ты все портишь...
- Ни черта я не порчу. Ты ведешь себя нелепо.
- О-о-о, мой лапочка, не сходи с ума, просто поцелуй меня, поцелуй... - она
снова выпятила губы и наклонилась ко мне через стол.
Похоже, мне не оставалось ничего другого, кроме как разозлиться.
- Да какого черта, Джулия! - сказал я, повысив голос. - Все эти кошмарные
неприятности случились по одной-единственной причине - потому что ты с самого
начала не восприняла проблему всерьез. У тебя сбежал в пустыню рой уже
сколько - две недели назад, да? И вместо того, чтобы его сразу уничтожить, ты
начала с ним играть. Ты дурачилась с ним до тех пор, пока рой полностью не
вышел из-под контроля, - и в результате уже погибли три человека. Какого черта
ты собираешься праздновать, Джулия? Нечего тут праздновать! Это катастрофа. И
я не собираюсь пить никакое шампанское, пока мы отсюда не выберемся, и все
остальные тоже не будут его пить! - Я схватил бутылку и разбил ее о мойку.
Потом повернулся к Джулии: - Все понятно?
Джулия с каменным лицом проговорила:
- Это было совсем необязательно.
Я заметил, что Рики смотрит на меня как-то очень задумчиво. Как будто реша-
ет, что делать дальше. Бобби повернулся к нам спиной и занялся приготовлением
еды, как будто ему стало неловко из-за семейного скандала, который я тут
устроил . Может, они уже добрались и до Бобби? Мне показалось, я заметил у него
на шее тонкую черную полоску, но я не был уверен, а присматриваться не
решился.
- Не обязательно? - произнес я, вне себя от гнева. - Эти люди были моими
друзьями. И твоими друзьями, Рики. И твоими, Бобби. И я больше не желаю
слышать ни о каких праздниках! - Я развернулся и вышел из комнаты.
Когда я выходил, мне навстречу попался Вине.
- Не стоит так нервничать, парень, - сказал Вине. - Ты сам себя
накручиваешь .
- Отвали, - буркнул я.
Вине удивленно поднял брови. Я прошел мимо него.
- Твои выходки никого не обманут, Джек! - крикнула мне вслед Джулия. - Я
знаю, из-за чего ты так бесишься!
У меня внутри все похолодело. Но я не остановился и даже не оглянулся.
- Я вижу тебя насквозь, Джек! Я знаю - ты идешь к ней!
- Да, черт возьми! Ты совершенно права! - крикнул я в ответ.
Неужели Джулия в самом деле беспокоилась только из-за Мэй? Я не поверил
этому ни на одну секунду. Она просто пыталась сбить меня с толку, чтобы я
расслабился и не был готов... к чему? Что они собираются со мной сделать?
Их было четверо. Нас - только двое. По крайней мере, если они еще не
добрались до Мэй.
В биологической лаборатории Мэй не было. Я осмотрелся и заметил, что
боковая дверца открыта - а за ней была лестница на подземный уровень, туда, где
располагались ферментационные чаны с бактериями. Я спустился туда. Вблизи
чаны оказались гораздо больше, чем я себе представлял, - огромные сферы из
нержавеющей стали, около шести футов в диаметре. Чаны окружала путаница труб с
клапанами и вентилями, проводов, приборов для контроля температуры. Здесь
было очень тепло и очень шумно.
Мэй стояла возле третьего чана. Она сделала какие-то пометки в блокноте и
перекрыла вентиль. На полу у ее ног стоял контейнер с десятком пробирок с
образцами культур. Мэй посмотрела на меня, потом быстро взглянула на потолок -
туда, где была вмонтирована камера видеонаблюдения. Мэй обошла вокруг чана, я
последовал за ней. Там чан заслонил нас от камеры.
Мэй сказала:
- Они спят с включенным светом.
Я кивнул. Я тоже понимал, что это значит.
- Они все заражены, - сказала Мэй.
- Да.
- И они от этого не погибли.
- Да, - согласился я. - Но я не понимаю, почему.
- Наверное, рои приспособились к существованию внутри человеческого
организма .
- Так быстро?
- Эволюционные изменения появляются очень быстро, - сказала Мэй. - Ты ведь
читал об исследованиях Эвальда.
Да, я читал об этом. Поль Эвальд исследовал холеру. Он обнаружил, что
холерный вибрион очень быстро видоизменяется, чтобы эпидемия не угасала. В
местах, где нет запасов обеззараженной воды, только грязная канава посреди
деревни, откуда население набирает воду, возбудитель холеры очень вирулентен и
агрессивен и поражает множество народу. Заболевшие люди умирают сразу, в
огромных количествах - от массивной, изнуряющей диареи. В их испражнениях
содержатся миллионы холерных вибрионов, которые попадают в источник воды и за-
ражают всех остальных жителей деревни. Таким образом холера распространяется
дальше, и эпидемия продолжается.
Но в тех местах, где санитарные нормы соблюдаются, и люди пользуются
обеззараженной водой, холерный вибрион не может распространяться таким образом.
Заболевший умирает, но инфекция, содержащаяся в его испражнениях, не попадает
в источники воды. И, соответственно, не заражает других людей - и эпидемия
угасает. В таких обстоятельствах холерный вибрион видоизменяется и переходит
в форму с менее выраженной вирулентностью - чтобы зараженный человек мох1
ходить и распространять инфекцию контактным путем, через грязное белье и тому
подобными способами.
Мэй предположила, что то же самое произошло и с роями. Они выработали менее
агрессивную форму, которая может передаваться от человека к человеку
контактным путем.
- Жуть какая... - проронил я.
Мэй кивнула.
- Но что мы можем с этим сделать?
И она тихо заплакала, по ее щекам потекли слезы. Мэй всегда была такой
сильной... Мне сделалось не по себе, когда я понял, до какой степени она
расстроена. Мэй покачала головой:
- Джек, мы ничего не можем сделать. Их четверо. Они сильнее нас. Они убьют
нас точно так же, как прикончили Чарли.
Мэй прижалась лицом к моему плечу. Я обнял ее, но не смог успокоить. Потому
что понимал - она права.
У нас не было никакого выхода.
Уинстон Черчилль однажды сказал, что когда в человека стреляют, он начинает
соображать очень быстро. И у меня сейчас тоже мысли как будто понеслись
вскачь. Я думал о том, что совершил ошибку и должен ее исправить. Даже
несмотря на то, что это обычная человеческая ошибка.
Учитывая, что мы живем в эпоху всего эволюционного - эволюционной биологии,
эволюционной медицины, эволюционной экологии, эволюционной психологии,
эволюционной экономики, эволюционной компьютерной техники, - даже странно,
насколько редко люди мыслят категориями эволюции. Как будто для людей это некое
"слепое пятно". Мы воспринимаем окружающий мир как череду застывших картинок,
хотя на самом деле жизнь - непрерывно изменяющийся процесс. Конечно, мы
понимаем, что мир все время меняется, но ведем себя так, как будто ничего такого
не происходит. Мы отрицаем реальность изменений. Поэтому изменения всегда нас
удивляют. Родители всегда удивляются, когда замечают, что их дети взрослеют.
Они ведут себя с детьми так, будто их отпрыски все еще маленькие, хотя дети
давно уже выросли.
И я тоже удивился эволюционным изменениям роев. На самом деле ведь ничего
не мешало роям эволюционировать сразу в двух разных направлениях. Или, если
уж на то пошло, в трех, четырех, десяти направлениях. Я должен был это
предвидеть . Я должен был ожидать этого, должен был предусмотреть такую
возможность . Если бы я подумал об этом заранее, я был бы подготовлен к той
ситуации , которая сложилась сейчас.
Но вместо этого я рассматривал рой только как одну проблему - проблему,
актуальную только здесь, в пустыне, - и полностью упустил из виду все другие
возможности.
"Это называется отрицанием, Джек".
Сейчас я обдумывал, какие еще возможности я мог упустить. Что еще я не
заметил, на что еще не обратил внимания? Где я свернул с верного пути? Какие
первые признаки зарождающихся проблем я упустил из виду? Наверное, дело было
в том, что мое первое знакомство с роем вызвало у меня сильную аллергическую
реакцию, от которой я едва не погиб. Мэй сказала, что это аллергическая
реакция на коли-токсин - токсин кишечной палочки. То есть в том рое содержались
бактерии - кишечные палочки. И этот токсин, очевидно, появился в результате
эволюционных изменений в кишечной палочке, которые отразились на свойствах
роя. Ну, с такой точки зрения присутствие фага в чане с бактериями тоже
является эволюционным изменением - вирусной реакцией на бактерии, которые...
- Мэй, погоди минутку... - попросил я.
- Что такое?
Я сказал:
- Возможно, мы все-таки можем кое-что сделать, чтобы их остановить.
Мэй отнеслась к моей идее скептически - я понял это по выражению ее лица.
Но она вытерла слезы и слушала меня очень внимательно.
Я сказал:
- Рой состоит из наночастиц и бактерий - правильно?
- Да...
- Бактерии вырабатывают исходный материал, составляющие части, из которых
собираются наночастицы. Правильно? Да. Значит, если бактерии погибнут, рои
тоже погибнут?
- Наверное... - Мэй нахмурилась. - Ты думаешь об антибиотиках? Хочешь дать
всем антибиотики? Но, чтобы подавить кишечную палочку, понадобится очень
большое количество антибиотика и придется принимать лекарство несколько дней
подряд, и я не думаю, что...
- Нет. Я думаю не об антибиотиках, - я постучал пальцем по чану. - Я думаю
вот об этом.
- Фаги?
- Почему бы и нет?
- Не знаю, сработает ли это... - сказала Мэй и нахмурилась. - В принципе,
возможно, что-нибудь и получится. Только... Как ты собираешься ввести им
фаги? Ты же понимаешь, они не согласятся просто выпить микстуру.
- Тогда мы рассеем фаги в воздухе, - сказал я. - Они будут вдыхать фаги, ни
о чем не подозревая.
- Ну-у... А как мы рассеем фаги в воздухе?
- Очень просто. Не отключай этот чан. Наоборот, подключи его к
производственной линии. Пусть бактерии изготавливают вирусы - много вирусов. А потом мы
выпустим их в воздух.
Мэй вздохнула.
- Ничего не получится, Джек.
- Почему?
- Производственная линия не будет изготавливать вирусы.
- Но почему?
- Вспомни, как размножаются вирусы. Ты же знаешь - вирус прикрепляется к
клеточной мембране снаружи, потом проникает внутрь клетки. Потом вирус
видоизменяет РНК бактерии, и бактерия начинает производить вирусы. Все нормальные
метаболические процессы в клетке прекращаются, она только производит вирусы.
Довольно скоро клетка разбухает от переполняющих ее вирусов и разрывается,
как воздушный шарик. А вирусы высвобождаются, подплывают к другим клеткам,
внедряются в них - и процесс начинается сначала.
- Да... и что?
- Если я введу фаги в производственную линию, вирусы начнут быстро
размножаться, но это продлится недолго. Потому что обрывки липидных клеточных
мембран, которые останутся от пораженных вирусами бактерий, засорят внутренние
фильтры системы. Через один-два часа сборочная линия начнет перегреваться,
сработают системы безопасности, и конвейер автоматически отключится. Вся
производственная линия просто остановится. И не будет производить новые вирусы.
- А можно как-нибудь отключить системы безопасности?
- Да. Но я не знаю, как это сделать.
- А кто знает?
- Только Рики.
Я покачал головой.
- Нам от этого никакой пользы. Ты уверена, что не сможешь догадаться...
- Система запаролирована. И пароль знает только Рики.
- Вот как...
- Как бы то ни было, Джек, отключать систему безопасности не стоит. Это
слишком рискованно. Некоторые части сборочного конвейера работают при очень
высоких температурах, под высоким напряжением. А в ответвлениях системы
вырабатывается очень много кетонов и метана. Их концентрация постоянно
контролируется, излишки постоянно выводятся из системы, чтобы поддержать концентрацию
на безопасном уровне. Если не будут отводиться метан и кетоны, и
высоковольтная проводка начнет искрить... - Мэй замолчала и пожала плечами.
- Ты хочешь сказать, это все может взорваться?
- Нет, Джек. Я хочу сказать, что оно наверняка взорвется. В течение
нескольких минут после того, как отключится система безопасности. Через шесть,
максимум - восемь минут. И вряд ли тебе захочется оказаться поблизости, когда
это случится. Поэтому использовать производственную линию для получения
большого количества вирусов невозможно. Это не сработает - ни с включенной
системой безопасности, ни с отключенной.
Молчание.
Безнадежность.
Я оглядел комнату. Посмотрел на округлый стальной корпус чана, на пробирки
с образцами у ног Мэй. Потом я посмотрел в угол - там находилась швабра, а
еще - ведро и пятилитровая пластиковая бутыль с водой. Мэй стояла рядом со
мной, испуганная, отчаявшаяся. Она с трудом сдерживала слезы.
А у меня уже сложился план действий.
- Хорошо. Все равно сделай это. Запусти вирусы в систему.
- Но зачем?
- Просто сделай это, и все.
- Джек, - сказала она. - Зачем мы это делаем? Я боюсь, они уже знают, что
нам все известно. Мы не сможем их обмануть. Они слишком догадливы. Если мы
сделаем это, они набросятся на нас в любую минуту.
- Да, - согласился я. - Скорее всего, так и будет.
- И это все равно не сработает. Система не будет производить вирусы. Тогда
зачем все это, Джек? Какая нам с этого польза?
Все это время Мэй была моим самым надежным товарищем, но я не собирался
рассказывать ей о том плане, который только что придумал. Я очень сожалел об
этом, но мне нужно было обмануть остальных. Я должен был их провести. И Мэй
должна была помочь мне это сделать, а это значит, что она должна была верить
в другой план.
Я сказал:
- Мэй, мы должны отвлечь их внимание, обмануть их. Я хочу, чтобы ты
выпустила вирусы в производственную линию. Пусть они сосредоточатся на этой
проблеме. Пусть беспокоятся только из-за этого. А тем временем я проберусь под
крышу, туда, где есть доступ ко всем внутренним коммуникациям - для
технического обслуживания - и вылью вирусы в резервуар противопожарной системы.
- А потом включишь разбрызгиватели?
- Да.
Мэй кивнула.
- И всех обольет вирусами - всех, кто есть сейчас на фабрике. Они все
промокнут насквозь.
- Вот именно.
- В принципе это может сработать, Джек, - согласилась Мэй.
- Я все равно не могу придумать ничего лучше этого, - сказал я. - А теперь
открывай эти вентили и выливай туда вирусы из пробирок. И еще налей мне
вирусов вон в ту пятилитровую бутыль.
Мэй заколебалась.
- Вентили находятся на той стороне чана. Нас увидят через наблюдательную
камеру.
- Пусть видят, - сказал я. - Мы все равно уже ничего не сможем с этим
сделать . Ты просто должна выиграть для меня немного времени.
- И как я это сделаю?
Я рассказал. Мэй удивленно подняла брови.
- Ты шутишь, Джек! Они ни за что на это не пойдут!
- Конечно. Мне просто нужно выиграть время.
Мы обошли вокруг чана. Мэй достала из контейнера пробирки с образцами
культур . Содержимое пробирок выглядело как вязкая коричневая грязь. Она воняла,
как фекалии. И с виду была, как жидкие фекалии. Мэй спросила еще раз:
- Ты уверен, что нам действительно нужно это сделать?
- Да, нужно, - сказал я. - У нас нет выбора.
- Тогда ты первый.
Я взял пробирку с коричневой грязью, задержал дыхание и выпил все
содержимое одним глотком. Вкус у этой гадости был на редкость отвратительный. Мой
желудок конвульсивно сжался. Я испугался, что меня сейчас стошнит. Не
стошнило . Я глубоко вдохнул и выпил немного воды из пятилитровой бутыли. Потом
посмотрел на Мэй.
- Мерзость, да? - спросила она.
- Мерзость.
Мэй взяла пробирку, зажала нос пальцами и проглотила содержимое. Она
закашлялась, но все-таки ее тоже не стошнило. Я передал Мэй бутыль с водой. Она
отпила несколько глотков, а остальную воду вылила на пол. Потом Мэй наполнила
бутыль такой же коричневой грязью, какая была в пробирках.
И последнее, что она сделала, - повернула рукоятку большого выпускного
вентиля на зараженном фагами чане.
- Все, фаги пошли в систему, - сообщила она.
- Хорошо.
Я взял пару пробирок с образцами и положил к себе в карман рубашки. Взял
бутыль с коричневой гадостью. Надпись на этикетке гласила: "Чистая питьевая
вода Арроухэд".
- Увидимся позже, - сказал я и быстро ушел.
Поднимаясь наверх по лестнице, я думал, что шансов на успех у меня - один
из сотни. Может быть, даже один из тысячи.
Но все-таки у меня есть шанс.
Потом я просмотрел все, что происходило за это время, на записи с
наблюдательных видеокамер. Поэтому я знаю, что случилось с Мэй. Она вошла на кухню,
неся с собой контейнер с коричневыми пробирками. Все были в сборе, сидели за
столом и ели. Джулия смерила Мэй холодным взглядом. Вине даже головы не
поднял от тарелки. Рики сказал:
- Что ты сюда притащила, Мэй?
- Фаги, - ответила она.
- Зачем?
Джулия посмотрела на нее внимательнее. Мэй сказала:
- Это из загрязненного чана.
- Фу, неудивительно, что от твоих пробирок так воняет.
- Джек только что выпил одну. И меня тоже заставил выпить.
Рики фыркнул.
- Зачем вы это сделали? Удивляюсь, как это вас не вывернуло.
- Меня и правда чуть не стошнило. Джек хочет, чтобы вы все тоже выпили по
пробирке.
Бобби рассмеялся.
- Да ну? Зачем это?
- Чтобы убедиться, что никто из вас не заражен.
Рики нахмурился.
- Заражен? Что ты имеешь в виду? Чем заражен?
- Джек сказал, что у Чарли рой был внутри тела, значит, у всех остальных
тоже может быть такое. Если не у всех, то, по крайней мере, у кого-нибудь.
Поэтому нужно выпить этот вирус, и вирус убьет бактерии внутри организма, и
тем самым прикончит рой.
Бобби спросил:
- Ты что, серьезно? Чтобы я пил такое дерьмо - даже не думай, Мэй!
Мэй повернулась к Винсу.
- Точно, эта штука воняет дерьмом, - сказал Вине. - Пусть лучше кто-нибудь
другой попробует, только не я.
Мэй спросила:
- Рики, может быть, ты подашь всем пример?
Рики покачал головой:
- Я не собираюсь это пить. Зачем мне это надо?
- Ну, во-первых, чтобы убедиться, что ты не заражен. И, во-вторых, чтобы
все остальные тоже в этом убедились.
- Ты хочешь сказать, это такая проверка, да?
Мэй пожала плечами.
- Это Джек так считает.
Джулия нахмурилась. Потом повернулась к Мэй и спросила:
- Кстати, а где сейчас Джек?
- Я не знаю. В последний раз я видела его в цехе ферментации. А где он
сейчас - не знаю.
- Нет, ты знаешь, - вспыхнула Джулия. - Ты прекрасно знаешь, где он.
- Нет, не знаю. Он мне не сказал.
- Нет, сказал. Он всегда тебе все говорит, - продолжала Джулия. - Вы ведь
на самом деле подстроили этот маленький спектакль, правда, Мэй? Ты же не
думала всерьез, что мы станем пить эту гадость? Где Джек, Мэй?
- Я же сказала - не знаю.
Джулия, повернувшись к Бобби, скомандовала:
- Проверь мониторы. Найди его.
Она обошла вокруг стола, приблизилась к Мэй и проговорила спокойным
голосом, в котором, тем не менее, явственно звучала угроза:
- А теперь, Мэй, я хочу, чтобы ты ответила на мои вопросы. И предупреждаю -
говори только правду.
Мэй попятилась от нее. Рики и Вине подошли к Мэй с обеих сторон. Мэй
прижалась спиной к стене.
Джулия медленно подошла к ней.
- Расскажи мне все, Мэй, - сказала она. - Все будет гораздо проще, если ты
нам поможешь.
Из другого конца комнаты Бобби доложил:
- Я нашел его. Он идет по главному цеху. И, похоже, у него в руке бутыль с
таким же дерьмом.
- Расскажи мне, Мэй, - повторила Джулия, наклоняясь к Мэй. Она придвинулась
так близко, что их губы почти соприкасались. Мэй плотно сжала губы и зажмури-
лась. Было заметно, что она дрожит от страха. Джулия погладила ее по волосам
и ласково произнесла: - Не бойся. Здесь нечего бояться. Просто скажи мне, что
Джек собирается делать с этой бутылью.
Мэй истерично разрыдалась и, всхлипывая, пробормотала:
- Я знала, что ничего не получится. Я говорила ему, что вы обо всем
узнаете .
- Конечно, узнаем, - спокойно сказала Джулия. - Мы все узнаем. А теперь
расскажи мне все.
- Он набрал в бутыль вирусы и сейчас выльет это в пожарный резервуар с
водой, чтобы все здесь облить фагами.
- Вот как? - встретила ее слова Джулия. - Очень хитро придумано. Спасибо,
милочка.
И она поцеловала Мэй в губы. Мэй попыталась отшатнуться, но позади была
стена, и Джулия придержала ее голову. Когда Джулия наконец отстранилась, она
сказала:
- Постарайся не волноваться. Просто запомни - они не повредят тебе, если ты
не будешь сопротивляться.
И Джулия вышла из комнаты.
День седьмой. 06:12
Все произошло быстрее, чем я рассчитывал. Я услышал, что они бегут ко мне
по коридору. Я быстро спрятал банку с фагами, потом отбежал назад и пошел
дальше через главный производственный цех. Тогда-то они все на меня и
набросились. Я побежал, но Вине поставил мне подножку, и я растянулся на полу,
больно ударившись о бетон. Как только я упал, Рики прыгнул на меня сверху и
буквально вышиб из меня дух. Вине пару раз ударил меня ногой по ребрам, а
потом они вдвоем подняли меня и поставили перед Джулией.
- Привет, Джек! Как дела? - спросила она улыбаясь.
- Могли бы быть и лучше.
- Мы только что очень мило побеседовали с Мэй, - сообщила Джулия. - Поэтому
давай не будем ходить вокруг да около. - Она огляделась вокруг. - Где бутыль?
- Какая бутыль?
- Джек... - Джулия печально покачала головой. - Ну, зачем ты упираешься?
Где бутыль с фагами, которые ты собирался вылить в противопожарную систему?
- У меня нет никакой бутыли.
Джулия приблизилась ко мне вплотную. Я кожей чувствовал ее дыхание.
- Джек... Мне знакомо это выражение твоего лица. Ты придумал какой-то план,
правда? А теперь скажи мне, где бутыль.
- Какая бутыль?
Джулия легонько прикоснулась губами к моим губам. Я стоял неподвижно, как
статуя.
- Джек, дорогой... - прошептала Джулия. - Не стоит недооценивать опасность.
Мне нужна бутыль.
Я стоял и молчал.
- Джек... Всего один поцелуй... - она прильнула ко мне, соблазнительно
изогнулась .
Рики сказал:
- Перестань, Джулия. Он тебя не боится. Он выпил вирус и думает, что это
его защитит.
- В самом деле защитит? - спросила Джулия, отступая на шаг.
- Возможно, - сказал Рики. - Но он наверняка боится умереть.
И тогда они с Винсом поволокли меня через цех, к зоне с мощным магнитным
полем. Я начал отбиваться.
- Ты правильно все понял, - заявил Рики. - Ты знаешь, что сейчас с тобой
будет, да?
Этого я в своем плане не учел. Я не ожидал, что они так сделают. И я не
знал, что теперь делать мне. Я отчаянно отбивался, стараясь вырваться, но они
оба, и Вине, и Рики, были невероятно сильны. Они без особого труда тащили
меня дальше. Джулия открыла тяжелую металлическую дверь, которая вела в
магнитную камеру. Я увидел внутри огромную катушку электромагнита, около шести
футов диаметром.
Рики и Вине грубо затолкали меня внутрь. Я упал на пол, ударившись головой
о металлическую решетку ограждения. Дверь закрылась, лязгнул замок.
Я поднялся на ноги.
Послышалось гудение - это заработали охлаждающие насосы. Включился интер-
ком. Я услышал голос Рики:
- Ты задумывался когда-нибудь, почему стенки в этой комнате сделаны из
стали, а, Джек? Импульсные магниты очень опасны. Если оставить их работать
непрерывно, они взрываются. Их разрывает на части магнитное поле, которое они
же и генерируют. Время загрузки - одна минута. Значит, у тебя есть минута,
чтобы подумать.
Я уже был в этой комнате раньше, когда Рики показывал мне фабрику. Я
помнил, что здесь есть панелька с большой кнопкой на уровне колена, которая
отключает электромагнит в аварийной ситуации. Я ударил по кнопке коленом.
- Это не сработает, Джек, - лаконично сообщил Рики. - Я поменял полюса
выключателя . Теперь эта кнопка не выключает магнит, а, наоборот, включает.
Думаю, тебе лучше об этом знать.
Шум стал громче, комната начала слегка вибрировать. Воздух здесь стал
заметно прохладнее. Через пару секунд у меня из носа при дыхании уже вырывался
пар.
- Извини за неудобства, Джек. Это ненадолго, - сказал Рики. - Когда магнит
заработает, там, внутри, сразу же станет жарко. Сейчас гляну... Через сорок
три секунды.
Послышались быстрые щелчки, похожие на приглушенный звук работающего
отбойного молотка. Постепенно звук становился все громче. Я едва мог разобрать,
что Рики говорит по интеркому.
- Ну, давай же, Джек, - сказал он. - У тебя ведь семья. Ты нужен своей
семье . Так что хорошенько подумай и сделай правильный выбор.
Я сказал:
- Дай мне поговорить с Джулией.
- Нет, Джек. Сейчас она не хочет с тобой разговаривать. Ты ее очень
разочаровал , Джек.
- Дай мне с ней поговорить!
- Ты что, не слышал мои слова, Джек? Она сказала - нет. Джулия не будет с
тобой разговаривать, пока ты не скажешь, где вирус.
Щелчки звучали все громче. Воздух в комнате быстро нагревался. Я услышал,
как в трубах журчит охлаждающая жидкость. Я снова ударил коленом по красной
кнопке.
- Говорю же тебе, Джек, эта кнопка только включает магнит. Ты что, плохо
меня слышишь?
- Да, плохо! - закричал я.
- Что ж, мне очень жаль, - сказал Рики. - Мне очень жаль это слышать.
По крайней мере, так я понял его слова. Ритмичное щелканье заполнило всю
комнату. Казалось, даже воздух начал вибрировать. Этот гигантский
электромагнит был похож на огромный прибор для магниторезонансного исследования. У меня
заболело сердце. Я посмотрел на магнит, на здоровенные болты, которыми были
стянуты пластины сердечника. Скоро эти болты превратятся в снаряды.
- Мы не разыгрываем тебя, Джек, - продолжал Рики. - Нам будет очень жаль
тебя потерять. Осталось двадцать секунд.
Время загрузки - это время, за которое заряжаются конденсаторы
электромагнита, чтобы потом накопленная энергия могла высвободиться за одну
миллисекунду, вся сразу. Я не знал, сколько времени после загрузки уйдет на то, чтобы
непрерывные импульсы разорвали магнит на части. Наверное, несколько секунд.
Вряд ли больше. Значит, мое время было на исходе. Я не знал, что делать. Все
пошло наперекосяк. И хуже всего то, что я утратил единственное преимущество,
которое у меня было, потому что они теперь знают о том, насколько важен
вирус. Раньше они не воспринимали фаги как реальную угрозу. Но теперь они все
поняли и требуют, чтобы я отдал им бутыль. Потом они уничтожат весь
зараженный вирусом чан. Я не сомневался, что они постараются уничтожить вирус.
И я ничего не мог с этим поделать. По крайней мере - сейчас.
Я подумал о том, как там Мэй - не повредили ли они ей? Может быть, ее уже
нет в живых. Мне вдруг все стало безразлично, как будто это происходило не со
мной, а с кем-то другим. Я сидел внутри огромного аппарата для магниторезо-
нансного исследования, вот и все. Этот ужасный громкий звук.. . Наверное,
Аманде было очень страшно, когда она лежала внутри аппарата МРИ... Мои мысли
поплыли куда-то, не знаю куда.
- Десять секунд, - сказал Рики. - Давай, Джек. Не строй из себя героя. Это
совсем на тебя не похоже. Скажи нам, где вирус. Шесть секунд. Пять. Джек,
давай уже, рассказывай...
Быстрые щелчки прекратились, и раздалось громкое "бэнг!", а затем визг
раздираемого металла. Магнит включился на несколько миллисекунд.
- Первый импульс, - сказал Рики. - Не будь такой задницей, Джек.
Снова "бэнг!", "бэнг!". Импульсы становились все чаще. Я видел, что с
каждым новым импульсом решетка ограждения прогибается все сильнее. Магнит
включался слишком часто.
Бэнг! Бэнг!
Это было невыносимо, и я не сдержался. Я закричал:
- Ладно! Рики! Я скажу тебе!
Бэнг!
- Говори, Джек! - Бэнг! - Я жду.
Бэнг!
- Нет! Сначала выключи эту штуку. И я скажу только Джулии.
Бэнг! Бэнг! Бэнг!
- Очень неразумно с твоей стороны, Джек. Ты не в том положении, чтобы
выдвигать условия.
Бэнг!
- Вам нужен вирус, или вы хотите получить сюрприз?
Бэнг! Бэнг! Бэнг!
А потом внезапно наступила тишина. Не было слышно ни звука, только тихо
журчала жидкость в системе охлаждения. Магнит нагрелся очень сильно. Но, по
крайней мере, прекратились эти жуткие щелчки магниторезонансного
исследования.
Магниторезонансное исследование...
Я стоял посреди комнаты и ждал, когда ко мне придет Джулия. Потом, подумав
хорошенько, я уселся на пол.
Щелкнул замок, дверь открылась. Вошла Джулия.
- Джек, тебе ведь не больно, правда?
- Нет, - ответил я. - Но нервы у меня сорваны напрочь.
- Не знаю, зачем ты заставил себя пройти через это, - сказала Джулия. - Это
было совсем необязательно. Но знаешь, что? У меня для тебя хорошие новости.
Только что прилетел вертолет.
- Правда?
- Да, сегодня он прилетел немного раньше обычного. Ты только представь, как
здорово будет оказаться там, в вертолете, и полететь домой... Ты вернешься в
свой дом, к своей семье... Разве это не замечательно?
Я сидел, опираясь спиной о стену, и смотрел на Джулию снизу вверх.
- Ты хочешь сказать, что мне можно улететь?
- Конечно, Джек. Тебе вовсе незачем здесь оставаться. Только отдай мне
бутыль с вирусом и отправляйся домой.
Я не поверил ни единому ее слову. Джулия была так дружелюбна, она
уговаривала меня, как непослушного ребенка. Но я ей не поверил.
- Где Мэй?
- Она отдыхает.
- Ты что-то с ней сделала.
- Нет. Нет, нет и нет. Зачем мне что-то с ней делать? - Джулия покачала
головой. - Ты совсем ничего не понимаешь, правда, Джек? Я не хочу никому ничего
плохого. Ни тебе, ни Мэй, ни кому-то другому. И меньше всего мне хочется
делать что-то плохое с тобой, Джек.
- Попробуй сказать об этом Рики.
- Джек, прошу тебя... Давай оставим эмоции и постараемся сейчас опираться
только на логику. Ты сам сделал все это с собой. Почему ты не хочешь просто
приспособиться к новым условиям? - Джулия протянула мне руку. Я принял руку,
и Джулия помогла мне подняться. Она стала очень сильной. Гораздо сильнее, чем
раньше. - В конце концов, ты уже стал неотъемлемой частью происходящего. Ты
уничтожил для нас дикий вид, Джек.
- И теперь менее злокачественный вид может свободно процветать...
- Совершенно верно, Джек. Доброкачественный вид может процветать. И
создавать новые синергические соединения с людьми.
- Такие синергические соединения, как у тебя, например, да?
- Правильно, Джек, - Джулия улыбнулась. Ее улыбка меня испугала.
- И что это у вас - сосуществование? Коэволюция?
- Симбиоз.
Она все еще улыбалась.
- Джулия, не говори мне ерунды, - сказал я. - Это заболевание.
- Конечно, ты вполне можешь так считать. Потому что ты совсем ничего об
этом не знаешь. Ты не чувствовал на самом себе, что это такое, - Джулия
наклонилась и обняла меня. Я не сопротивлялся. - Ты даже представить себе не
можешь, что ждет тебя впереди.
- История моей жизни, - сказал я.
- Немедленно перестань притворяться таким тупым. Просто прими это, Джек. И,
кстати, ты выглядишь уставшим.
Я вздохнул.
- Это потому, что я и в самом деле устал.
Я действительно очень устал. В объятиях Джулии я чувствовал себя слабым. И
она, конечно, не могла этого не почувствовать.
- Тогда, наверное, тебе просто стоит расслабиться. Обними меня, Джек.
- Я не знаю... Может быть, ты и права.
- Конечно, я права, - Джулия снова улыбнулась и одной рукой взъерошила мне
волосы. - Ах, Джек... Я так по тебе соскучилась. .. Мне тебя очень не хватало.
- Я тоже, - сказал я. - Я тоже скучал без тебя.
Я обнял ее и крепко прижал к себе. Наши лица сблизились. Джулия была
прекрасна. Она смотрела мне прямо в глаза. Ее губы приоткрылись для поцелуя. Я
почувствовал, что она расслабилась. И тогда я сказал:
- Я вот о чем хотел тебя спросить... Понимаешь, Джулия, это меня беспокоит.
Ответь мне на один вопрос.
- Да, Джек, конечно.
- Почему ты отказалась в больнице от магниторезонансного исследования?
Она нахмурилась и чуть отстранилась, чтобы лучше меня видеть.
- Что ты имеешь в виду? Почему ты об этом спрашиваешь?
- Это было как у Аманды, да?
- У Аманды?
- Аманда - наша младшая дочь. . . Ты ведь помнишь ее, правда? Она вылечилась
после магниторезонансного исследования. Мгновенно.
- Джек, о чем ты говоришь?
- Джулия, у роя какие-то проблемы с сильным магнитным полем?
Ее глаза расширились от испуга. Джулия начала бороться со мной, стараясь
освободиться из моих объятий.
- Отпусти меня! Рики! Рики!
- Прости, солнышко, - сказал я. И ударил коленом по красной кнопке.
Раздалось громкое "бэнг!" - включился импульсный электромагнит.
Джулия дико закричала.
Джулия кричала долго и протяжно, ее рот был широко раскрыт, мышцы лица
напряжены . Я держал ее крепко. Кожа у нее на лице вдруг задрожала, пошла
мелкими волнами. Потом лицо как будто раздулось, его черты стали более крупными.
Джулия кричала, не умолкая ни на миг. По-моему, она действительно очень
испугалась . Ее лицо продолжало разбухать, потом начало растекаться струйками и
ручейками.
И вот, прямо у меня на глазах, Джулия внезапно распалась на части - в
буквальном смысле. Кожа с ее распухшего лица и тела улетела прочь потоками
частиц, как песок, который сдувает ветром с песчаной дюны. В вихре магнитного
поля частицы отлетели к стенкам магнитной камеры.
Я чувствовал, как тело Джулии у меня в руках становится все легче и легче.
Частицы все еще продолжали отлетать от нее, с каким-то то ли шорохом, то ли
свистом - магнитное поле прибивало их к стенкам камеры. Когда это
закончилось , у меня в руках осталось бледное, истощенное, похожее на труп существо.
Глаза Джулии глубоко запали в глазницы, щеки ввалились, рот превратился в
тонкую сухую трещину на бледной, полупрозрачной, морщинистой коже. Волосы
стали тонкими и бесцветными. Резко выпятились ключицы и ребра. Джулия
выглядела как изможденный больной, умирающий от последней стадии рака. Ее губы
шевелились . Голос Джулии звучал очень тихо. Мне пришлось наклониться ухом к ее
губам, чтобы расслышать слова.
- Джек, - шептала она. - Оно меня пожирает.
- Я знаю, - сказал я.
- Ты должен что-то сделать...
- Я знаю.
- Джек... Дети...
- Да.
Она прошептала:
- Я... целовала их...
Я ничего не ответил. Только закрыл глаза.
- Джек... Спаси моих деток... Джек...
- Да, - сказал я.
Я поднял взгляд и увидел, что на стенах вокруг меня растянуто тело и лицо
Джулии. Они были растянуты так, что занимали всю комнату. Частицы сохраняли
внешний облик Джулии, но были распластаны по поверхности стен. Они и сейчас
двигались, повторяя движения губ и век Джулии. Пока я смотрел, частицы начали
стекаться обратно со стен к Джулии, полупрозрачной дымкой телесного цвета.
Снаружи магнитной комнаты Рики кричал:
- Джулия! Джулия!
Он пару раз пнул дверь, но внутрь не вошел. Я знал, что он не осмелится
войти. Я выждал минуту, чтобы конденсаторы электромагнита полностью
зарядились . Рики не мог помешать мне - я мог сам включить импульсный магнит в любое
время, когда захочу. По крайней мере, пока в сети есть напряжение. Я не знал,
как долго это еще продлится.
- Джек...
Я повернулся к Джулии. Она смотрела на меня печально, с мольбой в глазах.
- Джек, я не знала... - прошептала она.
- Да, конечно, - сказал я. Частицы слетались обратно, лицо Джулии
восстанавливалось у меня на глазах, очень быстро. Она снова становилась сильной и
прекрасной.
Я ударил коленом по красной кнопке.
Бэнг!
Частицы снова отнесло к стенам, но на этот раз не так быстро. И у меня в
руках снова оказалась истощенная, похожая на труп Джулия. Ее глаза смотрели
на меня с мольбой.
Я достал из кармана одну из пробирок с фагами и сказал:
- Я хочу, чтобы ты выпила это.
- Нет... Нет... - она явно возбудилась. - Слишком поздно... чтобы...
- Попробуй, - сказал я. - Давай, милая, выпей. Прошу тебя, хотя бы
попробуй.
- Нет... Пожалуйста... Это уже неважно...
Рики колотил кулаками по двери и кричал:
- Джулия! Джулия! Джулия, с тобой все в порядке?
Глаза живого трупа повернулись к двери. Губы Джулии шевелились. Она скребла
скелетоподобными пальцами, цепляясь за мою рубашку. Я понял, что Джулия хочет
мне что-то сказать, и снова наклонился к ней, чтобы расслышать слова.
Джулия дышала неглубоко и слабо. Я не мог разобрать, что она говорит. А
потом вдруг понял. Она сказала:
- Теперь им придется тебя убить.
- Я знаю, - ответил я.
- Не позволяй им это сделать... Дети...
- Не позволю.
Джулия погладила меня по щеке тощей, костлявой рукой. И прошептала:
- Ты же знаешь, я всегда любила тебя, Джек. Я никогда бы не причинила тебе
зла.
- Я знаю, Джулия, знаю.
Частицы снова стали собираться со стен к Джулии, восстанавливая ее лицо и
тело. Я снова ударил по красной кнопке, надеясь выиграть для Джулии еще
немного времени. Но вместо громкого "бэнг!" раздался только глухой механический
стук.
Конденсатор полностью разрядился.
И внезапно все частицы разом вернулись. Джулия снова стала цельной,
прекрасной и сильной, как прежде. Она с силой оттолкнула меня и, окинув меня
взглядом, исполненным пренебрежения, произнесла громким, твердым голосом:
- Мне очень жаль, Джек, что ты это увидел.
- Мне тоже, - сказал я.
- Но тебе это не поможет. Мы теряем время. Мне нужна бутыль с вирусами,
Джек. И я желаю получить ее прямо сейчас.
В каком-то смысле теперь все стало проще. Поскольку я понял, что имею дело
уже не с Джулией. Мне не нужно было беспокоиться о том, что с ней станет.
Теперь мне надо было беспокоиться только о Мэй - если она еще жива - и о себе.
Если я сумею остаться в живых еще хотя бы несколько минут.
День седьмой. 07:12
- Хорошо, - сказал я ей. - Хорошо. Я отдам тебе вирусы.
Джулия нахмурилась.
- У тебя снова на лице такое выражение...
- Нет. Я ничего не задумал. Я сдался.
- Ладно. Тогда давай начнем с пробирок, которые у тебя в кармане.
- С каких пробирок? С вот этих? - я потянулся к карману, чтобы достать
пробирки , уже выходя за дверь. Снаружи меня поджидали Рики и Вине.
- Очень смешно, черт возьми! - сказал Рики. - Ты же знал, что можешь ее
убить. Ты мог убить свою собственную жену!
- А как тебе понравится вот это? - спросил я.
Я все еще копался в кармане, делая вид, что пробирки запутались в ткани.
Рики и Вине не знали, что я собираюсь сделать, поэтому снова схватили меня -
Рики с одной стороны, Вине с другой.
- Ребята, - сказал я. - Я не смогу это сделать, если вы...
- Отпустите его, - приказала Джулия, выходя из магнитной комнаты.
- Какого черта! - возмутился Вине. - Он тут что-то вытаскивает.
Я все еще копался в кармане, стараясь вытащить пробирки, и в то же время
боролся с Рики и Винсом. Наконец пробирки оказались у меня в руке. Под шумок
я выронил одну из них. Пробирка упала на бетонный пол и разбилась. Коричневая
жижа расплескалась во все стороны.
- Боже! - они все разом отпрыгнули и отпустили меня. Они смотрели на пол и
осматривали себя, чтобы убедиться, что брызги коричневой грязи на них не
попали.
В этот момент я побежал.
Я выхватил бутыль из потайного места и побежал через цех, к его дальней
стене. Мне нужно было добежать до подъемника и подняться на самый верх, туда,
где располагались все внутренние коммуникации фабрики. Там, наверху,
находились вентиляторы кондиционеров, электрические распределительные щиты и
емкости с жидкостью для системы пожаротушения. Если я успею добежать до лифта и
подняться вверх на семь или восемь футов, они уже не смогут до меня
добраться.
Если я это сделаю, то мой план сработает.
Я бежал изо всех сил, перепрыгивая через самые нижние щупальца стеклянного
осьминога, пригибаясь, чтобы проскочить под другими щупальцами, нависавшими
на уровне груди. Я оглянулся, но за переплетением сверкающих щупалец и
нагромождением техники никого не увидел. Но я слышал, как трое моих
преследователей перекрикиваются и топочут по полу - они бежали за мной. Я услышал, как
Джулия крикнула: "Он бежит к пожарным цистернам!" Впереди уже показалась
открытая желтая площадка подъемника.
В конце концов, у меня может и получиться.
Не успел я об этом подумать, как вдруг споткнулся об одно из нижних щупалец
и растянулся на полу. Бутыль вылетела у меня из руки и откатилась к опорному
столбу стеклянной конструкции. Я быстро поднялся на ноги и снова подобрал
бутыль . Я знал, что они меня настигают, но уже не осмеливался оглянуться назад.
Я рванулся к подъемнику, поднырнул под последнее нависающее щупальце - но,
когда я в следующий раз посмотрел на подъемник, Вине уже был там. Наверное,
он знал короткий путь через щупальца стеклянного осьминога. Как бы то ни
было , Вине меня обогнал. И теперь он стоял на площадке подъемника и улыбался. Я
быстро оглянулся и увидел Рики всего в нескольких футах позади меня. Он
быстро приближался.
Джулия крикнула:
- Прекрати, Джек! Ничего хорошего из этого не выйдет.
В этом она была совершенно права - ничего хорошего здесь не предвиделось. Я
никак не мог обойти Винса. И я уже не мог оторваться от Рики - он был слишком
близко. Я вспрыгнул на какую-то трубу, обогнул ящик с каким-то электрическим
оборудованием и присел за ним. Когда Рики вслед за мной вспрыгнул на трубу, я
сильно ударил его локтем между ног, снизу вверх. Рики взвыл, согнулся
пополам, упал и покатился по полу, извиваясь от страшной боли. Я задержался
только для того, чтобы изо всех сил пнуть его ногой по голове. Это - за Чарли.
Я побежал дальше.
Вине стоял на площадке подъемника, набычившись и сжав кулаки. Ему явно не
терпелось со мной подраться. Я бежал прямо на него. Вине ухмыльнулся,
предвкушая, как он меня сейчас отметелит своими кулачищами.
Но в последний момент я резко свернул влево и подпрыгнул.
И полез наверх по лестнице, закрепленной на стене.
Джулия закричала:
- Остановите его! Остановите его!
Взбираться по лестнице было очень трудно, потому что я держал в руке
тяжелую бутыль. Бутыль висела у меня на большом пальце и больно билась о руку,
пока я лез наверх. Я сосредоточился на этой боли. Мне не хотелось
оглядываться и смотреть вниз - я панически боялся высоты. Поэтому я не видел, кто тянет
меня за ноги, тащит меня обратно на пол. Я задрыгал ногами, но оно - что бы
это ни было - не отцепилось.
В конце концов я все-таки оглянулся и посмотрел. Я висел в десяти футах от
земли, а подо мной, на несколько ступенек ниже, был Рики. Одной рукой он
держался за перекладину, другой обхватил меня за ноги и крепко сжимал мою
лодыжку. Рики дернул меня за ноги, стараясь сорвать с лестницы. Я повис на руках и
больно ударился о торчащие перекладины грудью и животом. Но все-таки я
удержался и не упал.
Рики мрачно улыбался. Я попытался пнуть его ногами в лицо, но безуспешно.
Рики крепко прижимал обе мои ноги к своей груди. Он был невероятно силен. Я
дернулся еще несколько раз, а потом сообразил, что могу высвободить одну
ногу. Так я и сделал - и крепко приложил каблуком по руке Рики, которой он
держался за перекладину. Рики взвыл и отпустил мои ноги, чтобы схватиться за
перекладину лестницы другой рукой. Я снова взбрыкнул ногой - на этот раз я
целил назад и попал Рики прямо по подбородку. Рики соскользнул вниз на пять
перекладин, потом снова сумел ухватиться за перекладины и повис там, почти у
самого подножия лестницы.
Я снова полез наверх.
Джулия бежала через цех и кричала:
- Остановите его!
Я услышал, как заработал мотор подъемника. Вине проехал мимо меня, наверх.
Он решил подождать меня там.
Я продолжал карабкаться.
Я поднялся на пятнадцать футов над землей, потом на двадцать. Я оглянулся и
увидел Рики далеко внизу. Он сильно отставал. Я подумал, что вряд ли он
сможет снова меня догнать. А потом я увидел, как Джулия завертелась вокруг себя
штопором, взмыла в воздух - и ухватилась за перекладину лестницы рядом со
мной. Только это была уже не Джулия. Это был рой. На несколько мгновений рой
немного рассеялся - я мог видеть через него насквозь, я видел отдельные
частицы , из которых он состоял. Я посмотрел вниз и увидел настоящую Джулию -
смертельно бледная, она стояла там и смотрела на меня. Ее лицо превратилось в
обтянутый сухой кожей череп. Но вот рой рядом со мной снова собрался воедино
и стал цельным. Это существо выглядело как прежняя Джулия. Оно пошевелило
губами и немного странным голосом сказало:
- Прости, Джек.
А потом рой сжался, сделался плотнее. Он по-прежнему сохранял облик Джулии,
но только эта Джулия была маленькая, около четырех футов ростом.
Я повернулся и полез дальше, наверх.
Маленькая Джулия отлетела назад и с силой ударилась об меня. Меня как будто
стукнули мешком цемента. От удара у меня перехватило дыхание. Я едва не
выпустил перекладины лестницы, но все-таки сумел удержаться. И тут Джулия-рой
снова меня ударила. Я весь сжался и крякнул от боли, но выдержал удар и
продолжал карабкаться наверх, несмотря на нападение. Рой был достаточно
массивен, чтобы причинить мне боль, но ему не хватало сил, чтобы сорвать меня с
лестницы.
Наверное, рой тоже это понял, потому что теперь маленькая Джулия собралась
в плотный шар, этот шар плавно скользнул вверх, и окутал мою голову жужжащим
облаком. Я как будто ослеп. Мне совершенно ничего не было видно - как будто я
попал в самую гущу сильной песчаной бури. Я на ощупь нашел следующую
перекладину лестницы и полез дальше. Рой покрывал мое лицо и руки плотным облаком. Я
почувствовал жжение, похожее на булавочные уколы, - сначала слабое, потом все
сильнее и сильнее. Очевидно, рой прямо сейчас учился причинять боль. Ну,
хорошо хоть он не додумался научиться меня душить. Пока рой совершенно не мешал
мне дышать.
Я карабкался дальше.
Я карабкался наверх, в полной темноте.
А потом я почувствовал, что Рики снова схватил меня за ноги. И только тогда
я наконец понял, что совершенно не могу придумать, что делать дальше.
Я висел на лестнице в двадцати пяти футах над бетонным полом и изо всех сил
цеплялся за перекладины, чтобы не упасть и не разбиться насмерть. В руке у
меня висела бутыль с вирусами, наверху поджидал Вине, Рики тянул меня за
ноги , рой облепил мою голову и пребольно жалил. Я страшно устал и понимал, что
проиграл. У меня больше не было сил, чтобы бороться. Дрожащими пальцами я с
трудом нащупал очередную перекладину. Но я слишком ослабел, чтобы ухватиться
за нее достаточно крепко. Я знал, что стоит мне всего лишь разжать руки - и я
упаду. И все сразу закончится. В любом случае мне больше ничего не светило.
Я нащупал следующую перекладину, ухватился за нее и подтянулся выше. Плечи
жгло, словно огнем. Рики яростно дергал меня за ноги, тянул вниз. Я понимал,
что мне его не одолеть. Он победит. Они все победят. И будут побеждать
всегда.
А потом я вспомнил Джулию, бледную, как смерть, изможденную до крайней
степени. Едва шевеля губами, она шептала: "Спаси моих детей". Я вспомнил о наших
детях, которые ждали меня дома. Я представил, как сидят они вокруг стола и
ожидают, когда я вернусь и сяду обедать вместе с ними. И я понял, что должен
бороться - несмотря ни на что.
Так я и сделал.
Каким-то образом Рики удалось оторвать мои ноги от лестницы, и я повис на
одних руках. Я отчаянно брыкался и, наверное, попал ему каблуком в лицо и
сломал ему нос.
Потому что Рики сразу же отпустил меня, и я услышал, как его тело бьется о
перекладины, соскальзывая вниз. Рики отчаянно пытался снова ухватиться за
перекладину, но падал все ниже и ниже. Я услышал отчаянный крик: пРики, нет!" -
и облако мгновенно исчезло с моей головы. Так я освободился от них обоих.
Оглянувшись , я увидел, что Рики завис примерно в двенадцати футах от пола. Он
злобно смотрел на меня. Его нос и рот были залиты кровью. Рики снова начал
карабкаться за мной, но Джулия-рой сказала: "Нет, Рики! Нет, не надо! Пусть
Вине сам с ним разберется".
А потом Рики отчасти соскользнул, отчасти упал вниз, на пол, а рой снова
вернулся к изможденному телу Джулии. Они оба стояли внизу и смотрели на меня.
Я отвернулся от них и посмотрел вверх.
Там, в пяти футах надо мной, стоял Вине.
Вине стоял на верхних перекладинах лестницы, наклонившись вперед, и
преграждал мне путь. Я никак не мох1 пробраться мимо него. Я задержался, чтобы
немного собраться с мыслями, перенес вес тела на одну ногу, переставил другую
ногу на следующую ступеньку и обхватил рукой перекладину, которая была ближе
всего к моему лицу. Но когда я уже поднимал ногу, чтобы лезть дальше, что-то
у меня в кармане звякнуло о перекладину. Я остановился.
У меня осталась еще одна пробирка с фагами.
Я достал пробирку, зубами вынул пробку и показал Винсу.
- Эй, Вине! - сказал я. - Как насчет того, чтобы искупаться в дерьме?
Вине не двинулся с места, но его глаза сузились. Я поднялся на следующую
ступеньку.
- Лучше отойди, Вине, - сказал я. Но я очень устал и дышал так тяжело, что
не сумел вложить в эти слова достаточно угрозы. - Отойди, пока я тебя не
облил . . .
Следующая ступенька. Теперь нас разделяло всего три перекладины.
- Ты сам напросился, Вине, - сказал я, поднимая руку с пробиркой. -
Конечно, я не смогу плеснуть отсюда тебе в морду, но ноги я тебе точно оболью. Как
тебе это понравится, а?
Еще одна перекладина.
Вине не двинулся с места.
- Может, конечно, тебе и все равно, - продолжал я. - Ты, я вижу, любишь
опасности.
Я остановился. Если я поднимусь еще на одну перекладину, Вине сможет
достать до меня и, скорее всего, ударит ногой по голове. А если я останусь
здесь, Винсу придется спуститься ко мне - и тогда уже я смогу его достать.
Поэтому я остановился и стал ждать.
- Ну, что скажешь, Вине? Уйдешь ты, наконец, или так и будешь там торчать?
Вине нахмурился. Его глаза бегали из стороны в сторону - он смотрел то на
пробирку, то мне в лицо.
А потом он отступил назад и отошел от края лестницы - так, что мне не было
видно, где он. Я решил, что Вине задумал столкнуть меня, когда я буду
выбираться на площадку. Поэтому я пригнул голову и передвинулся в сторону.
Последняя перекладина.
Теперь я его увидел. И понял, что он ничего такого не задумывал. Вине
трясся от страха, спрятавшись в дальнем ответвлении площадки, как загнанное в
угол животное. Я не видел его глаз, но все тело Винса дрожало.
- Ну что, Вине? - сказал я. - Я поднимаюсь.
Я шагнул с лестницы на сетчатую платформу. Вокруг гудели и жужжали разные
механизмы. Сдвоенные цистерны системы пожаротушения находились всего в
двадцати шагах от меня. Я посмотрел вниз - Рики и Джулия стояли и смотрели
вверх, на меня. Я не знал, понимают ли они, насколько я близок к цели.
Я снова повернулся к Винсу - и как раз вовремя. Вине достал из стоявшего в
углу ящика с инструментами кусок полупрозрачной полиэтиленовой пленки,
завернулся в нее, как в плащ, и с утробным ревом бросился ко мне. Я стоял у самого
края лестницы и уже не успевал отскочить куда-то в сторону. Поэтому я просто
прижался к большой, трехфутовой трубе, чтобы выдержать удар.
Вине врезался в меня.
Пробирка вылетела у меня из пальцев и разбилась о металлическую сетку
площадки. Бутыль с вирусами я тоже не удержал - от удара она покатилась по
сетчатой дорожке почти до самого края. Я бросился за бутылью.
По-прежнему прячась за полиэтиленовой пленкой, Вине набросился на меня
снова . От толчка я ударился о трубу так, что в голове зазвенело. Я чуть не упал,
поскользнувшись на коричневой слизи из разбитой пробирки. Грязь стекала и
капала вниз сквозь отверстия в сетке. Не успел я как следует восстановить
равновесие , как Вине врезался в меня еще раз.
Он был очень испуган и даже не сообразил, что я потерял свое оружие. А
может, ему было плохо видно через полиэтилен. Вине упорно продолжал толкать
меня всей массой своего тела. Наконец я поскользнулся и упал на колени. Тогда я
перекатился в ту сторону, где лежала бутыль, и быстро пополз туда. Мое
странное поведение озадачило Винса. Он на мгновение остановился, опустил край
полиэтилена и увидел бутыль. Тогда Вине сорвался с места и прыгнул к ней, как
футболист в воротах прыгает за мячом.
Но было слишком поздно. Я уже схватил бутыль за ручку и успел отдернуть ее
в сторону - за секунду до того, как Вине, обернутый полиэтиленом, рухнул на
то место, где только что была бутыль. При падении Вине сильно ударился
головой о бортик сетчатой площадки. Это на мгновение оглушило Винса, он затряс
головой, чтобы прийти в себя.
А я схватил край полиэтилена и сильно дернул на себя и вверх.
Вине заорал и свалился за край платформы.
Я видел, как он упал на пол. Его тело больше не двигалось. Потом от тела
отделился рой и поднялся в воздух, словно призрак Винса. Призрак
присоединился к Рики и Джулии, которые все еще стояли внизу и смотрели на меня. Потом
они все повернулись и побежали по производственному цеху, перепрыгивая через
щупальца прозрачного осьминога, которые попадались им на пути. Было видно,
что они очень торопятся. Можно было даже решить, что они напуганы.
"Хорошо", - подумал я.
Я поднялся на ноги и пошел к цистернам противопожарной системы. На нижней
из двух цистерн была наклеена краткая инструкция, как пользоваться системой.
Я быстро нашел, где какие вентили и клапаны. Открыл заливочный вентиль, снял
предохранительный колпачок, подождал, пока испарится закачанный туда азот, а
потом вылил в цистерну жидкость с фагами из пятилитровой бутыли. После этого
я вернул на место предохранительный колпачок, закрыл вентиль, снова подкачал
в клапан азота из баллона.
Дело было сделано.
Я с облегчением вздохнул.
В конце концов, победа, похоже, все-таки останется за мной.
Я съехал вниз на желтом лифте. Впервые за весь день я чувствовал себя
хорошо .
День седьмой. 08:12
Они все собрались в другом конце зала - Джулия, Рики, а теперь и Бобби. И
Вине тоже был здесь. Вине держался позади, но его рой был полупрозрачным -
иногда я мог видеть сквозь него. Я задумался о том, от кого из них еще
остались только рои. Но теперь это уже не имело никакого значения.
Они стояли возле большого компьютерного монитора, на котором отображались
все параметры производственного процесса - графики температуры, выхода
конечного продукта, бог знает чего еще. Но они стояли, повернувшись к компьютеру
спинами, и смотрели не на монитор, а на меня.
Я спокойно шел к ним - ровным, размеренным шагом. Я никуда не спешил. Даже
наоборот. Чтобы пересечь главный цех из конца в конец, мне понадобилось,
наверное, целых две минуты. Они смотрели на меня сначала удивленно, а потом - с
нескрываемой издевкой.
- Ну, Джек, как дела у тебя? - спросила, наконец, Джулия.
- Неплохо, - ответил я. - Похоже, все понемногу налаживается.
- Ты держишься так уверенно...
Я пожал плечами.
- Значит, у тебя все под контролем? - спросила Джулия.
Я снова пожал плечами и ничего не ответил.
- Да, кстати, Джек, ты не знаешь, где Мэй?
- Не знаю. А что?
- Бобби ищет ее, но никак не может найти.
- Понятия не имею, где она может быть, - сказал я. - А зачем вы ее ищете?
- Мы считаем, что нам всем лучше держаться вместе, - ответила Джулия. -
Когда мы закончим свои дела здесь.
- Вот как? Значит, вот что здесь происходит, да? Мы заканчиваем? - спросил
я.
Джулия медленно кивнула:
- Да, Джек.
Я не мог рисковать и не осмелился взглянуть на часы, просто попытался
прикинуть, сколько времени уже прошло. Наверное, три или четыре минуты. Я
спросил:
- Ну и что вы задумали?
Джулия начала расхаживать из стороны в сторону.
- Знаешь, Джек, я очень разочарована тем, как все получилось с тобой. Это
правда. Ты ведь знаешь, как я о тебе забочусь. Я никогда бы не допустила,
чтобы с тобой произошло что-то плохое. Но ты сражаешься против нас. И не
перестаешь сражаться. А с этим мы смириться не можем.
- Понимаю, - кивнул я.
- Мы просто не можем с этим смириться, Джек.
Я достал из кармана пластиковую зажигалку. Если Джулия и остальные и
заметили это, они не подали виду.
Джулия продолжала расхаживать передо мной.
- Джек, ты ставишь меня в очень трудное положение.
- Каким это образом?
- Тебе выпала честь присутствовать при зарождении чего-то совершенно нового
- невероятного, чудесного. Но ты отнесся к этому без всякого сочувствия,
Джек.
- Да, это так.
- Рождение - это всегда боль.
- Смерть тоже, - сказал я.
Джулия все расхаживала и расхаживала, туда-сюда, туда-сюда.
- Да, и смерть тоже, - согласилась она и, нахмурившись, пристально
посмотрела на меня.
- Что-то не так?
- Где Мэй? - снова спросила Джулия.
- Не знаю. Не имею ни малейшего понятия.
Джулия сдвинула брови.
- Мы должны ее найти, Джек.
- Не сомневаюсь, что найдете.
- Да, мы ее найдем.
- Тогда я вам совсем не нужен, - сказал я. - Вы прекрасно справитесь сами.
В смысле, вы же - раса будущего, если я все правильно запомнил. Высшая раса,
неодолимая и всемогущая.Ая- просто обычный парень.
Джулия начала обходить вокруг меня, рассматривая меня со всех сторон. Ее
явно удивляло то, как я себя веду. А может быть, она меня оценивала. Может
быть, я перестарался? Перегнул палку, зашел слишком далеко? Джулия что-то
заметила. Она о чем-то догадалась. Что-то заподозрила. Я начал нервничать.
И, волнуясь, стал щелкать зажигалкой, которую держал в руке.
- Джек, ты обманул мои ожидания, - сказала Джулия.
- Ты уже говорила это.
- Да. Но я все еще не уверена...
Как будто по какому-то невидимому знаку все мужчины разом начали ходить
вокруг1 меня. Они двигались концентрическими кругами, постепенно подбираясь ко
мне все ближе и ближе. Может быть, они таким образом меня как-то сканируют?
Или это означает что-то еще?
Я попытался прикинуть, сколько уже прошло времени. Получалось, что минут
пять, не больше.
- Подойди, Джек. Я хочу посмотреть на тебя внимательнее.
Джулия положила мне руку на плечо и подвела меня к одному из больших
щупалец стеклянного осьминога. Щупальце было почти шести футов в поперечнике, и
мы с Джулией отразились на его поверхности в полный рост. Джулия стояла рядом
со мной, положив руку мне на плечо.
- Мы с тобой такая красивая пара, Джек. Это просто стыдно. У нас могло быть
такое будущее...
- Да, это правда... - согласился я.
И когда я заговорил, ручеек бледных частиц потек с Джулии, закружился в
воздухе, а потом, подобно каплям дождя, частицы посыпались на меня, обволокли
все мое тело, забрались в рот. Я крепко зажал рот ладонью, но, похоже, это не
имело никакого значения. Потому что мое тело в зеркале как будто
растворилось , и вместо меня появилось отражение Джулии. Как будто ее кожа слетела с
нее и обволокла меня. Теперь в зеркале отражалось две Джулии, стоявших рядом
друг с другом.
Я сказал:
- Прекрати это, Джулия.
Она рассмеялась.
- Почему? Мне это кажется забавным.
- Прекрати, - повторил я. Хотя я и выглядел как Джулия, голос у меня
остался прежний, мой собственный.
- Тебе что, не нравится? А по-моему, это очень смешно - ты вдруг
превратился в меня, на какое-то время.
- Я сказал, прекрати это.
- Джек, ты просто разучился веселиться.
Я ухватился за обличье Джулии на своем лице и попытался сорвать его, как
маску. Но под пальцами я ощутил только свою собственную кожу. Когда я поскреб
себя по щеке, в зеркале следы от ногтей появились на щеке Джулии. Я потянулся
назад и потрогал волосы у себя на затылке. От волнения я выронил зажигалку, и
она упала на бетонный пол.
- Убери это с меня, - сказал я. - Убери это.
Раздался негромкий шорох, и маска Джулии исчезла - поднялась в воздух и
опустилась на лицо Джулии. Но только теперь Джулия выглядела, как я. В
зеркале передо мной стояли два Джека, друг возле друга.
- Так лучше? - спросила Джулия.
- Не понимаю, что ты пытаешься доказать, - сказал я, переводя дыхание.
Потом я наклонился и поднял с пола зажигалку.
- Я ничего не пытаюсь доказать, - ответила она. - Я просто прочувствовала
тебя, Джек. И знаешь, что я выяснила? Что у тебя есть тайна, Джек. И ты
думаешь, что я о ней не узнаю.
- Да?
- Но я узнала, - сказала она.
Я не знал, как относиться к ее словам. Я больше не был уверен, где я и что
со мной происходит. Эти перемены облика настолько вывели меня из равновесия,
что я совсем потерял счет времени.
- Ты беспокоишься о времени, правда, Джек? - спросила Джулия. - Не стоит.
Времени у нас предостаточно. Здесь у нас все под контролем. Ну что, ты сам
поделишься с нами своей тайной? Или нам придется тебя заставлять?
У нее за спиной я видел мониторы с текущими параметрами работы фабрики. На
угловом мониторе вспыхивал красный прямоугольник с надписью, но прочесть ее я
не мох1. Некоторые графики резко пошли вверх, и, по мере повышения
показателей, линии графиков становились из зеленых желтыми, а потом красными.
Я ничего не сделал.
Джулия повернулась к мужчинам.
- Хорошо, - решилась она. - Заставьте его говорить.
Трое мужчин разом направились ко мне. Настало время показать им. Настало
время захлопнуть мою ловушку.
- Без проблем, - сказал я. Чиркнул зажигалкой, поднял руку и поднес пламя к
ближайшему датчику противопожарной системы.
Мужчины остановились. Они стояли и наблюдали за мной.
Я держал зажигалку под датчиком противопожарной системы. Датчик почернел от
копоти.
Но ничего не произошло.
От пламени тонкая табличка из мягкого металла в нижней части датчика
почернела и расплавилась. Серебристые капли металла упали на пол возле моих ног. И
все равно ничего не случилось. Противопожарная система не включилась.
Разбрызгиватели не заработали.
- Черт! - пробормотал я.
Джулия задумчиво смотрела на меня.
- Неплохой был план, Джек. Ты очень изобретателен. Голова у тебя работает.
Но ты кое о чем забыл, Джек.
- О чем это?
- На фабрике есть общая система безопасности. И когда мы увидели, что ты
делаешь с противопожарными цистернами, Рики отключил систему безопасности.
Вся система отключена - и противопожарная в том числе, - Джулия пожала
плечами . - Считай, что тебе просто не повезло.
Я выключил зажигалку. Мне больше ничего не оставалось делать. Я просто
стоял там и чувствовал себя полным дураком. Мне показалось, что в воздухе
появился какой-то посторонний запах. Сладковатый, отвратительный запах. Но я не
был уверен в этом.
- Это, конечно, был неплохой план, - сказала Джулия. - Но достаточно -
значит , достаточно.
Она повернулась к мужчинам и кивнула. Все трое сразу двинулись ко мне. Я
сказал:
- Эй, ребята, вы что...
Они никак не отреагировали. Их лица не выражали никаких эмоций. Они
схватили меня. Я начал вырываться.
- Да вы что, ребята... - я оттолкнул их и освободился. - Эй!
Рики сказал:
- Не создавай нам лишние трудности, Джек.
- Да пошел ты в задницу, Рики! - ответил я и плюнул ему в лицо. Меня тотчас
же повалили на пол. Я надеялся, что вирус попал Рики в рот. Я надеялся, что
это отвлечет его и задержит, надеялся, что мы подеремся. Я готов был сделать
что угодно - лишь бы еще немного потянуть время. Но они повалили меня на пол,
все втроем сели на меня сверху и стали душить. Чьи-то руки сдавили мне шею,
Бобби зажимал мне ладонями рот и нос. Я попытался его укусить. Он не отдернул
руки - все так же плотно прижимал их к моему лицу и спокойно смотрел мне в
глаза. Рики отстранено улыбался - как будто он никогда не был со мной знаком
и не испытывал по отношению ко мне никаких чувств. Трое чужаков убивали меня
- быстро и хладнокровно. Я отбивался от них кулаками, пока Рики не прижал ко-
леном к полу одну мою руку, а Бобби - другую. Теперь я вообще не мог
двигаться. Я пытался взбрыкнуть ногами, но у меня на ногах сидела Джулия. Мир вокруг
меня начал терять четкие очертания. Он стал размытым и серым, как будто все
заволокло туманом.
Потом раздался негромкий треск - как будто жарился попкорн или лопалось от
напряжения стекло. Джулия закричала:
- Что это такое?
Трое мужчин отпустили меня, поднялись на ноги и отступили на пару шагов. Я
лежал на полу и кашлял. Встать я даже не пытался.
- Что это такое? - снова заорала Джулия.
Первое щупальце стеклянного осьминога взорвалось у нас над головами,
довольно высоко. Из разлома с шипением хлынула горячая коричневая жижа, от
которой поднимался зловонный пар. Потом взорвалась еще одна труба, другая,
третья. Цех наполнило громкое шипение разогретого пара. Все помещение заволокло
густым, клубящимся коричневым туманом.
Джулия закричала:
- Что это?
- Сборочная линия перегрелась, - ответил Рики. - Перегрелась и взрывается.
- Но почему? Как? Почему это случилось?
Я сел, все еще кашляя, потом кое-как поднялся на ноги. И объяснил:
- Система безопасности отключена - помнишь? Вы сами ее отключили. А теперь
сборочный конвейер наполняет комнату вирусами.
- Это не надолго, - сказала Джулия. - Мы снова включим систему безопасности
- это секундное дело.
Рики уже стоял у панели управления и лихорадочно колотил пальцами по
клавиатуре .
- Быстро соображаешь, Джулия, - похвалил я. Щелкнул зажигалкой и поднес ее
к датчику противопожарной системы.
Джулия закричала:
- Нет! Рики, нет! Перестань!
Рики перестал.
Я сказал:
- Включите вы систему безопасности или не включите - уже все равно. В любом
случае вы обречены.
Разъяренная Джулия повернулась ко мне и прошипела:
- Я тебя ненавижу!
Ее тело начало терять цвет, поблекло, превращаясь в нечто монохромное. То
же самое происходило и с Рики - он тоже быстро обесцвечивался. Это
проявлялось действие вируса, который распространился в воздухе, и уже поразил их
рои.
Где-то в верхних разветвлениях осьминога раздался короткий треск
электрического разряда. Потом в другом месте вспыхнула небольшая электрическая дуга.
Увидев это, Рики закричал:
- Забудь про это, Джулия! Мы должны рискнуть!
Он набрал на клавиатуре какой-то код, и система безопасности снова
заработала. Завыли сигнальные сирены. На экранах вспыхивали красные таблички,
предупреждая о критическом превышении концентрации метана и других газов. На
главном мониторе появилась надпись: "Система безопасности включена".
А из разбрызгивателей противопожарной системы хлынули потоки коричневого
раствора.
Они закричали, как только на них попали первые капли коричневой жидкости.
Они сморщивались и таяли буквально у меня на глазах. Лицо Джулии исказилось,
начало расплываться. Она смотрела на меня с откровенной, жгучей ненавистью.
Но Джулия уже начала таять. Она упала на колени, потом повалилась на спину.
Все другие тоже катались по полу, вопя от боли.
- Пора уходить, Джек, - сказал кто-то и потянул меня за рукав. Это была
Мэй. - Пойдем, Джек. Здесь полно метана. Пора уходить.
Я помедлил, все еще глядя на Джулию. А потом мы с Мэй развернулись и
побежали.
День седьмой. 09:12
Пилот вертолета открыл дверцу кабины, когда мы с Мэй еще бежали через
посадочную площадку. Мы запрыгнули внутрь.
- Улетаем! - крикнула Мэй.
- Я все-таки настаиваю, чтобы вы пристегнули ремни безопасности, прежде чем
мы поднимемся в воздух, - заявил пилот.
- Поднимай эту чертову штуку! - заорал я.
- Прошу прощения, но это правила безопасности, и пристегнуть...
Из двери энергостанции, откуда мы только что выбежали, повалил черный дым.
Клубы дыма поднимались в чистое голубое небо над пустыней.
Пилот увидел это и сказал:
- Взлетаем!
Вертолет поднялся в воздух и резко свернул на север, подальше от корпусов
фабрики. Теперь дым валил изо всех вентиляционных отверстий в крыше
комплекса. Небо затягивала черная пелена.
Мэй обернулась ко мне:
- Огонь сожжет и наночастицы, и бактерии. Не беспокойся.
Пилот спросил:
- Куда полетим?
- Домой.
Он повернул на запад, и через несколько минут производственный комплекс
остался позади. Белые здания фабрики скрылись за горизонтом. Мэй сидела,
откинувшись на спинку сиденья и закрыв глаза. Я сказал:
- Я надеялся, что все взорвется. Но они снова включили систему
безопасности , так что взрыва может и не быть.
Мэй ничего не ответила.
Я продолжил:
- Поэтому я бы не стал так спешить. Не стоит сразу отсюда улетать. И,
кстати, где ты была? Никто не мог тебя найти.
- Я была снаружи, на складе, - объяснила Мэй.
- И что ты там делала?
- Искала термитные шашки.
- И как, нашла что-нибудь?
Звука не было. Только яркая желтая вспышка, которая на мгновение сверкнула
в пустыне за горизонтом, а потом померкла. Можно было подумать, что никакой
вспышки никогда и не было. Но вертолет резко дернулся и подпрыгнул в воздухе,
когда мимо нас прокатилась взрывная волна.
Пилот сказал:
- Матерь божья, что там такое случилось?
- Несчастный случай на производстве, - объяснил я. - Очень неприятно.
Он потянулся к рации:
- Я лучше сразу сообщу об этом.
- Да, - согласился я. - Лучше сообщите сразу.
Мы летели на запад. Впереди уже показалась зеленая линия лесов в предгорьях
Сьерры. Вскоре мы пересекли границу Калифорнии.
День седьмой. 22:57
Уже поздно.
Почти полночь. В доме тихо. Я не знаю наверняка, чем это обернется. Всех
детей отчаянно тошнит, буквально выворачивает наизнанку после того, как я дал
им вирус. Я слышу, как мои сын и дочь извергают содержимое желудка в
отдельных ванных комнатах. Несколько минут назад я заглядывал к ним, проверял, как
дела. Оба были смертельно бледны. Я видел, что они испуганы, поскольку знают,
что я тоже испуган. Я еще не рассказал им о Джулии. Они не спрашивали. Сейчас
им слишком плохо, чтобы задавать какие-то вопросы.
Больше всего я беспокоюсь за малышку - но я должен был дать вирус и ей. Это
ее единственная надежда. Сейчас с ней Эллен, но Эллен тоже тошнит. Малышка
только сплевывает, а не срыгивает по-настоящему. Не знаю, хорошо это или
плохо . У маленьких детей может быть совсем другая реакция, не такая, как у
взрослых.
Со мной как будто все в порядке - по крайней мере, пока. Я смертельно
устал. Наверное, время от времени я ненадолго засыпаю, потом просыпаюсь снова.
Сейчас я сижу у окна, смотрю на задний двор и жду Мэй. Она перелезла через
изгородь в дальнем конце двора и, наверное, осматривает склон холма уже за
пределами моего участка - там тоже стоят поливальные установки. Мэй
показалось, что где-то под холмом виднеется бледно-зеленый свет. Я сказал ей, чтобы
она не ходила туда одна, но я слишком устал и не мох1 пойти вместе с ней. Если
бы она подождала до утра, сюда приехали бы солдаты с огнеметами, и выжгли бы
все дотла - что бы это ни было.
Армия попыталась замолчать всю эту историю, как будто ничего такого никогда
и не было. Но у меня дома остался ноутбук Джулии, и у нее на жестком диске
сохранилась вся переписка с Пентагоном. Я вынул жесткий диск из компьютера -
просто на всякий случай. Скопировал его и положил оригинал в надежный
банковский сейф в городе. Но на самом деле я не очень волновался из-за армии.
Гораздо больше меня беспокоил Ларри Хэндлер и другие из "Ксимоса". Они
понимали, что это дело грозит им кошмарными обвинениями в суде. Компания "Ксимос"
уже объявила о банкротстве, но это не освобождает их от обвинений в уголовных
преступлениях. Особенно Ларри. Я не стану лить слезы, если его посадят за
решетку .
Мы с Мэй сумели найти объяснение почти всем непонятным событиям, которые
произошли за последние несколько дней. Раздражение у Аманды было вызвано
гамма-ассемблерами - микророботами, которые собирали конечные молекулы из
фрагментарных компонентов. Гамма-ассемблеры были на одежде Джулии, когда она
вернулась домой из лаборатории. Джулия подозревала, что такое возможно. Поэтому
она всегда принимала душ сразу же, как только возвращалась домой. В самой
лаборатории процедура обеззараживания была достаточно надежна, но Джулия
контактировала с роем и за пределами лаборатории. И она понимала, что это
опасно .
Как бы то ни было, в ту ночь она случайно занесла гамма-ассемблеры в
детскую Аманды. Гамма-ассемблеры изначально рассчитаны на то, чтобы вырезать
фрагменты из силикона, но, встретившись с такой податливой субстанцией, как
кожа, они только щипали ее. Это довольно болезненно и вызывает микротравмы,
подобных которым врачи еще никогда не видели. Никто даже не подозревал, что
такое вообще возможно. Неудивительно, что у Аманды началась лихорадка. Но
инфекции у нее не было. Лихорадку вызвали наночастицы, которые покрывали кожу
девочки и больно жалили ее. Мощное магнитное поле в аппарате для магниторезо-
нансного исследования мгновенно вылечило Аманду. При первом же импульсе все
ассемблеры унесло с кожи ребенка. (Очевидно, то же самое произошло и с тем
экологом в пустыне. Он каким-то образом наткнулся на группу ассемблеров. Эко-
лох1 поставил палатку всего в миле от производственного комплекса "Ксимоса").
Джулия знала, что происходит с Амандой, но она никому ничего не сказала.
Вместо этого она вызвала из "Ксимоса" команду зачистки, которая побывала у
нас в доме посреди ночи, пока я сидел с Амандой в больнице. Их видел только
Эрик - и теперь я тоже знаю, что именно он видел. Потому что та же самая
команда приезжала сюда несколько часов назад, чтобы вычистить мой дом. Это были
те же люди, которых я видел в белом фургоне на месте аварии.
Они носили полностью закрытые серебристые комбинезоны из антимагнитного
материала и походили в них на привидения. Из-за серебристых дыхательных масок
казалось, что у них нет лиц. Сначала команда осмотрела участок вокруг дома,
потом они пропылесосили и вычистили все в доме. Я сказал Эрику, что ему все
это приснилось, но он на самом деле их видел. Они оставили под кроватью Аман-
ды один из своих детекторов - специально, чтобы определить, не осталось ли в
доме гамма-ассемблеров после зачистки. Это был не сетевой фильтр, прибор
просто был сконструирован так, что выглядел как сетевой фильтр.
Когда я, наконец, узнал все это, я страшно разозлился на Джулию за то, что
она мне ничего не говорила. За то, что заставляла меня волноваться. Но,
конечно, она была уже больна. И все равно теперь бессмысленно на нее злиться.
Плеер Эрика вывели из строя тоже гамма-ассемблеры - точно так же, как
повредили они машины в пустыне и аппарат для магниторезонансного исследования.
По какой-то неясной причине гамма-ассемблеры разрушали только чипы памяти, а
главный процессор не трогали. Мне пока так и не удалось понять почему.
В ночь, когда случилась авария, у Джулии в машине был рой. Она привезла его
с собой из пустыни. Не знаю - случайно или намеренно. Рой способен сжаться
буквально в ничто - поэтому Эрик и не увидел ничего, когда осматривал машину.
И я не был совершенно уверен, что именно видел в машине у Джулии, когда она
уезжала. Впрочем, это как раз понятно. Наверное, рой отразил солнечные лучи
необычным образом. Мне запомнилось, что рой выглядел как Рики. Но это вряд ли
- в то время рои еще не настолько эволюционировали, чтобы принимать
человеческий облик. А может, я увидел просто какую-то неясную фигуру и в приступе
ревности вообразил, что это человек. Мне самому не казалось, что я что-то
выдумываю, но такое тоже не исключено. Эллен думает, что я мог домыслить
недостающие детали.
Когда машина Джулии попала в аварию, она снова вызвала бригаду для
зачистки. Поэтому я и видел их на дороге той ночью. Они ждали, когда можно будет
спуститься вниз, в овраг, и зачистить местность. Я не знаю, что стало
причиной самой аварии, имеет ли рой какое-то отношение к аварии, или это был
просто несчастный случай. И уже не у кого спросить, что тогда произошло на самом
деле.
Производственный комплекс в пустыне полностью уничтожен. В лаборатории
скопилось столько метана, что при взрыве получился огненный шар с температурой
выше двух тысяч градусов по Фаренгейту. Такой температуры более чем
достаточно, чтобы уничтожить любое вещество биологического происхождения. Но я по-
прежнему беспокоюсь. В развалинах не нашли ни одного трупа. Не осталось даже
скелетов.
Мэй отвезла бактериофаги в свою старую лабораторию в Пало-Альто. Я надеюсь,
Мэй смогла доходчиво разъяснить коллегам, насколько это отчаянная ситуация.
Она была очень спокойна в отношении их реакции. Я думал, что они поселят фаги
в какое-нибудь водохранилище, но Мэй сказала, что хлорирование воды убьет
фаги. Наверное, будет разработана специальная программа вакцинации. Насколько
мы сейчас знаем, фаги убивают рои.
Время от времени у меня начинает звенеть в ушах. Это плохой признак. А
иногда я ощущаю вибрацию в груди и в животе. Не знаю, может быть, у меня просто
паранойя. А может, со мной действительно что-то происходит. Я стараюсь дер-
жаться молодцом перед детьми. Но, конечно, детей обмануть невозможно. Они
знают, что я испуган.
Последняя загадка, которую осталось объяснить, - почему рои постоянно
возвращались к лаборатории. Для меня это никогда не имело никакого смысла. И
меня это беспокоило, потому что цель была выбрана совершенно нерационально.
Такая цель не соответствовала формулировкам программы "Хи-Доб". Ну, зачем
хищнику постоянно возвращаться к какому-то определенному месту?
Конечно, в ретроспективе возможно только одно нормальное объяснение. Рои
специально запрограммировали так, чтобы они возвращались. Программисты сами,
намеренно, определили эту цель.
Но зачем кому-то понадобилось программировать такую цель?
Я узнал это несколько часов назад.
Рики показывал мне совсем не тот код, который они на самом деле
использовали в наночастицах. Рики не мог показать мне настоящий код, потому что я бы
сразу догадался, что они там натворили. Рики так и не сказал мне правду.
Никто не сказал мне правду.
Больше всего меня беспокоило письмо, которое я сегодня днем нашел в
электронной переписке, сохранившейся на диске у Джулии. Письмо было от Джулии
Рики Морсу, копия отослана Ларри Хэндлеру, главе компании "Ксимос". В письме
Джулия описывала процедуры, направленные на обучение роя-камеры работе при
сильном ветре. Джулия планировала специально выпустить рой в окружающую
среду.
Именно это они и сделали.
Они подали дело так, как будто утечка роя произошла случайно - из-за
отсутствия воздушного фильтра на одном из вентиляторов. Ради этого Рики и устроил
мне длительную экскурсию по всей фабрике, с песнями и плясками про
негодников-подрядчиков и вентиляционную систему. Но все, что рассказывал мне Рики,
было неправдой.
Они выпустили рой специально.
Так было задумано с самого начала.
Когда им не удалось заставить рой-камеру работать при сильном ветре, они
попытались отыскать какое-нибудь инженерное решение. Из этого ничего не
получилось . Частицы были слишком маленькие и легкие, а возможно, и недостаточно
умные. В них с самого начала имелись дефекты конструкции, и "Ксимос" не мог
их исправить. Весь многомиллионный оборонный проект улетал коту под хвост -
потому что "Ксимос" не мог решить проблемы с роем.
И тогда в "Ксимосе" додумались заставить рой решать эти проблемы
самостоятельно .
Они поменяли конфигурацию наночастиц, снабдили их микрочипом памяти и
солнечным электроэлементом. Они переписали базовую программу для частиц, добавив
туда генетический алгоритм. И выпустили рой, чтобы он размножался и
эволюционировал . Они собирались проверить, сможет ли рой самостоятельно выжить в
окружающей среде.
На этот раз эксперимент удался.
Это было так глупо, потрясающе глупо. Я не понимал, как могли они взяться
за такое, даже не подумав о возможных последствиях. Как и все остальное, что
я видел в "Ксимосе", этот план слепили на скорую руку, кое-как, по-быстрому -
только для того, чтобы как-то уладить насущную проблему, и совершенно не
учитывая отдаленные последствия, не думая о будущем. Наверное, это очень типично
для корпоративного мышления, когда приходится все время бежать наперегонки с
конкурентами. Но когда имеешь дело с подобными технологиями, это чертовски
опасно.
Но, конечно, на самом деле все происходило гораздо сложнее. Эта технология
сама подталкивает к определенной модели поведения. Распределенные системы
агентов работают самостоятельно и сами собой управляют. Так они устроены. В
этом-то весь смысл - ты их программируешь, настраиваешь и отпускаешь - дальше
все происходит само собой. Если ты занимаешься этим постоянно, то постепенно
привыкаешь так делать. Привыкаешь обращаться с системами агентов именно таким
образом. Ведь главное их достоинство - автономность.
Но одно дело - выпустить в память компьютера популяцию виртуальных агентов,
чтобы они решили какие-то проблемы. И совсем другое - выпустить реальные
агенты в реальный мир.
Они в "Ксимосе" просто не поняли разницы. Или не позаботились о том, чтобы
эту разницу поискать.
И выпустили рой на волю.
"Самооптимизация" - технический термин, которым это обозначается. Рой
эволюционировал самостоятельно, менее успешные агенты погибали, более успешные
воспроизводились в следующих поколениях. Через десять или сто поколений
эволюционирующий рой приблизился к наилучшему решению. К оптимальному решению.
Такое постоянно происходит внутри компьютеров. Эта закономерность даже
специально используется для разработки новых компьютерных алгоритмов. Дэнни
Хиллз сделал это одним из первых, уже много лет назад - для оптимизации
алгоритма отбора. Он хотел узнать, сможет ли компьютер сам придумать способ,
который позволит ему лучше работать. И программа нашла новый способ. Вслед за
Дэнни Хиллзом методику сразу же подхватили и другие.
Но еще никто не делал такого с автономными роботами в реальном мире.
Насколько мне известно, этот случай - первый. А может быть, такое уже
случалось , но мы просто об этом не знали. Как бы то ни было, я уверен, что нечто
подобное обязательно случится снова.
И, наверное, довольно скоро.
Уже два часа ночи. Детей, наконец, перестало тошнить. Они пошли спать.
Похоже , с ними пока все в порядке. Малышка тоже спит. Эллен до сих пор сильно
тошнит. Я, наверное, снова задремал. Не знаю, что меня разбудило. Я увидел
Мэй, которая поднималась по склону холма позади моего дома. Вместе с Мэй шли
люди в серебристых комбинезонах - команда "ССВТ". Мэй шла ко мне. Я видел,
что она улыбается. Надеюсь, у нее хорошие новости.
Сейчас мне очень не помешали бы хорошие новости.
Джулия писала в своих письмах: "Нам больше нечего терять". Но, в конце
концов, они потеряли все - и свою компанию, и свои жизни, все. И что забавно -
ведь на самом деле план Джулии сработал. Рой действительно решил проблему,
которую перед ним поставили.
Но на этом рой не остановился. Он продолжал эволюционировать.
И они это допустили.
Они не ведали, что творят.
Боюсь, такая надпись будет на надгробии всей человеческой расы.
Но я очень надеюсь, что до этого не дойдет.
Может быть, нам повезет.
Разное
ПЕРЕПИСКА
> Доброе время суток!!!
> Благодарю за такой журнал очень нравиться.
> Недавно прочитал что во время в начале становления СССР было мало бензина
> и использовали синтезированный бензин из природного газа и воды.
> Есть ли возможность возродить технологию на 95 бензин
> —
> С Уважением
> Куренков
День добрый.
Вопрос не очень конкректен. Что имеется в виду? Промышленные масштабы или
гаражные? Россия или другие страны? Поэтому и ответ на ваш вопрос
расплывчатый.
Да, конечно, такая технология была и есть. В ее основе лежит использование
достаточно дешевых катализаторов такого синтеза. Называется она процесс
Фишера — Тропша.
http://suslovm.narod.ru/Gazogeneratorl.html
Метод Фишера — Тропша синтеза углеводородов и моторных топлив получил
промышленное внедрение в различных странах мира. В довоенные роды в Германии (в
1935 г.) фирмой "Рурхеми" был создан ряд технологических схем процесса Фишера
- Тропша при атмосферном и повышенном давлении в присутствии катализаторов на
основе кобальта и железа. Были построены восемь заводов, производящих 60 тыс.
т бензина (Из угля, который предварительно подвергают газификации. В основном
производство базировалось на разработанном в 1913 году процессе Бергиуса -
Пира, для процесса Фишера - Тропша были выделены менее значительные
мощности) . Однако в послевоенные годы они были остановлены по экономическим
причинам. В настоящее время в мире (ЮАР, Новая Зеландия, Малайзия, США.) по методу
Фишера - Тропша производят свыше 5 млн. т углеводородов, моторных топлив и
других органических продуктов. В России на Новочеркасском заводе (Ростовская
обл.) на установке, вывезенной из Германии после Второй мировой войны,
производится около 50 тыс. т углеводородов на кобальтмагнийциркониевом
катализаторе при температуре 170-200 °С и давлении около 1 МПа.
Бензин из нефти обходится дешевле, поэтому эта технология не очень в ходу.
Кроме того, она достаточно капризна. В СССР она не пошла после войны, потому
что не состыковалась с русским разгильдяйством. Эта технология требовала
немецкой скрупулезности и пунктуальности.
По этой теме советую прочитать1 статью "Размышление на вечную тему" в 11
номере журнала "Домашняя лаборатория" за 2007 г. Там же дана конструкция
несложной домашней установки для превращения природного газа в метанол. А уж
метанол можно использовать как добавку для бензина или как сырье для его
получения .
В этой же статье предлагается использовать в качестве сырья для процесса
Фишера — Тропша не природный газ, или газ из угля, а генераторный - из
древесины и мусора. Установки получения генераторного газа очень просты. В СССР до
войны и во время ее ими оборудовались некоторые промышленно выпускаемые
автомобили .
Бензин 95 же получали, как и любой другой, перегонкой из нефти. 95 - это
октановое число. Такое октановое число для бензина достигалось применением
различных антидетонирующих добавок, в основном, тетраэтилсвинца. Сейчас тет-
раэтилсвинец запрещен. В современных автомобилях для снижения детонации часть
выхлопа смешивается с парами бензина и отправляется обратно в цилиндры. Этот
процесс, как правило, управляется встроенным компьютером.
Удачи.
Редактор.
1 А также статью «Аппарат для синтеза бензина» в №7 за 2010 г.
Разное
СПИСОК ОПУБЛИКОВАННОГО
на 26 января 2013 г.
Список условно разбит по разделам принятым в последних номерах журнала,
потому что названия разделов, как и сам журнал, постоянно менялись. Да и
некоторые статьи вполне могут принадлежать совершенно разным разделам, тогда как
для других вообще проблематично найти хоть какой-то подходящий раздел.
A simple homemade Van de Graaff generator
Англо-русский словарь компьютерной лексики
Англо-русский толковый словарь генетических терминов
Машина времени
Английский для наших, ч.1
Английский для наших. Часть 2
Против интеллектуальной собственности
Изготовление солнечного элемента
Выражения величины
Выражения величины (продолжение)
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2009
2010
2010
2010
3
6
7
9
10
12
1
8
11
12
Выражения величины (продолжение)
Выражения величины (продолжение)
Выражения величины (окончание)
Английский для химиков
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (продолжение)
Английский для химиков (окончание)
Мозазавры в степях Волгограда
Морские лилии Подмосковья
Как извлечь ДНК из живого
Wi-Fi антенна из банки
Новый обскурантизм и Российское просвещение
Наркотики и общество
Формирование «диссертационной ловушки»
«Блеск и нищета» высшего образования в России
Оправдание науки
Наука: вызовы природы и общества
Выбор катастроф
Наше образование
Пятое правило арифметики
DARPA и «Колхоз»
Апокалипсис завтрашнего дня
Почему мы доверяем науке?
0 реформе образования в России
Об образовании
Никола Тесла
Жизнь Александра Флеминга
0 возможности генерации сверхпроводящего состояния воды
Охота на шаровую молнию
Где скрываются снежные люди
Параллельные миры и машины времени
Параллельные миры и машины времени (продолжение)
Как устроена машина времени
Что происходит с современным НТП?
Пиратство как прогрессивный налог
Пиратство как двигатель прогресса
Книги, интернет, экология
Техношок или сложность?
Аспирантура
Глобальное потепление
Глобальное потепление и озоновые дыры -
наукообразные мифы
Изменение климата, 2001 г. Обобщенный доклад
Преподавание химии
Взгляд российского шахтера на системуобразования по
химии
Да здравствуют пираты!
Не просто бесплатно
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Английский
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Беспокойство
Биографии
Биографии
Гипотезы
Гипотезы
Гипотезы
Гипотезы
Гипотезы
Гипотезы
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2013
2013
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2010
2010
2011
2011
2011
2007
2007
2007
2007
2008
2009
2009
2013
2006
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
1
3
4
2
4
6
1
3
4
6
7
7
1
3
6
6
6
8
9
10
11
5
5
6
4
12
3
3
4
5
6
7
7
7
7
7
7
8
Обобществленные истины
Большой Адронный Коллайдер
Пиратская бухта
У края финансовой бездны
Теория кризиса
Чернобыль
Глобальное потепление и его модель
Конопляные мифы
Проблема 2033
Таяние льдов
Школьная Америка
Еретические мысли о науке и обществе
Герострат и логика
Еще раз о науке и учености
Туринская плащаница - пора ставить точку?
Научно-технический прогресс - XXI век
Экономика России - XXI век
Инопланетян не обнаружить - они везде
После Гигапедии
Молния в кармане
Механика
Послужной список Ильи Громовержца
В начале
Религии мира
Эволюционная роль религии
Русская культура и способ производства
Читая Библию
Читая Библию (окончание)
Читая Библию 2
Читая Библию 2 (продолжение)
Читая Библию 2 (окончание)
От папирусов до электронных книг
Самиздат: неподцензурная журналистика в СССР
Домострой
Охотники за микробами
Космос: наука и мифы
История Земли и жизни на ней
Призрак казненного инженера
Неофициальное жизнеописание ВЭИ
Баллада о вересковом меде
Шотландский вересковый эль
Что случилось в Росуэлле
Неизвестная история человечества
Не смеется ли Господь Бог?
Дилетанты
Повседневная жизнь охотников на мамонтов
Первобытное искусство
Искусство Древнего Египта
Искусство древней Передней и Малой Азии
Крито-Микенское искусство
Искусство Древней Греции ч.1
Искусство Древней Греции ч.2
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Дискуссии
Идеи
Идеи
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
Измышлизмы
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2007
2009
2007
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
8
8
4
5
5
6
3
6
6
6
7
7
9
1
1
1
1
2
3
8
4
1
7
9
3
3
4
5
8
9
10
3
5
6
7
8
10
11
12
1
1
2
3
8
9
11
12
1
2
3
4
5
Очень Древняя Греция
Очень Древняя Греция (продолжение)
Кузькина мать
Изгнание из Эдема
Искусство этрусков
Изгнание из Эдема (продолжение)
Жизнь в Древнем Риме
Жизнь в Древнем Риме
Краткая история почти всего
Краткая история почти всего (продолжение)
Краткая история почти всего (окончание)
Жизнь и чаяния алхимиков
1185 год
1185 год (продолжение)
1185 год (окончание)
Неслучайные случайности
Неслучайные случайности (окончание)
Темные пятна Лунной истории
Естественная история жизни
Естественная история жизни (продолжение)
Голубая кровь
Естественная история жизни (продолжение)
Естественная история жизни (окончание)
Очень краткая история человечества
До и после динозавров (продолжение)
Блеск меча
До и после динозавров (окончание)
Краткая история тела человека
Арабески ботаники
Арабески ботаники (продолжение)
Тропой Хаоса
Арабески ботаники - 2
Тропой Хаоса (окончание)
Арабески ботаники - 2 (окончание)
Краткая история средневековья
Краткая история средневековья (продолжение)
Краткая история средневековья (окончание)
Кривая история открытий
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история биологии
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история химии
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история химии (окончание)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (продолжение)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (продолжение)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (продолжение)
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
5
6
6
7
8
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
10
11
12
1
2
2
3
4
5
6
6
7
7
8
8
9
10
11
12
1
1
2
2
3
3
4
4
5
5
6
6
8
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (продолжение)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (продолжение)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история физики (окончание)
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история мусора
Кривая история открытий (продолжение)
Краткая история мусора (окончание)
Кривая история открытий (продолжение)
Бурьян
Кривая история открытий (окончание)
Бурьян (продолжение)
Бурьян (продолжение)
Бурьян (продолжение)
Тропой микробов
Бурьян (продолжение)
Бурьян (окончание)
XX век: поступь прогресса
XX век: поступь прогресса (продолжение)
XX век: поступь прогресса (окончание)
Поступь прогресса: начало
Поступь прогресса: начало (окончание)
История атомного проекта СССР
Холодный термояд.
Поиск внеземных цивилизаций: новая стратегия.
Клин Клинским вышибают, или кулинар в стиле X
Быть иль не быть
Уроки программирования на Visual C++ с помощью MFC
Тайны и секреты компьютера
Уроки программирования баз данных в Visual Basic
Технологии компонентного программирования
Диагностика зависания и неисправностей компьютера
VBA: для тех кто любит думать
Работа с коммуникационными портами в программах для
Win32
Локальная сеть из двух компьютеров
Восстановление данных с лазерных дисков
Основы программирования на С#
C++ в примерах (для начинающих)
Операции под MS Windows
Полезные советы по работе с компьютером
Строим локальную сеть
Сборка ПК дома
Базовый курс: Windows и Интернет
MS-DOS
Visual Basic 6.0 Самоучитель для начинающих
Visual Basic 6.0 Самоучитель для начинающих
Самоучитель по ASSEMBLER
Как начать осваивать микроконтроллеры
Тропой пингвина
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
История
Комментарии
Комментарии
Комментарии
Комментарии
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2006
2006
2007
2008
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
8
9
9
10
10
11
11
12
12
1
1
2
2
3
4
5
5
6
7
8
9
10
11
12
12
12
12
1
7
1
3
4
6
7
7
8
9
9
9
10
11
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
Советы и секреты
Ускорение Windows XP
Настройка системы безопасности Windows XP
Папы и мамы ПК
Настройка BIOS
Настройка BIOS (продолжение)
Разберемся с компом
Разберемся с компом (окончание)
LINUX для системщиков
Компьютер изнутри. Периферийные устройства
Компьютер изнутри (окончание)
Простейший ремонт компа
Локальная сеть
Локальная сеть (продолжение)
Локальная сеть (продолжение)
Локальная сеть (продолжение)
Локальная сеть (окончание)
Выращивание грибов. Советы начинающим.
Простые опыты с ультразвуком.
Культура растительных клеток и тканей
Практическая биотехнология для начинающих
Руководство по капиллярному электрофорезу
Как увидеть ДНК
Техника эксперимента в органической химии
Лазерные треки в тонких пленках
0 плазмоидах и шаровой молнии
Демонстрация шаровой молнии
Природа шаровой молнии
Исследования формирования плазмоидов
Создание шаровой молнии
Работа с мицелием
Практикум начинающего миколога
Практикум начинающего миколога (продолжение)
Практикум начинающего миколога (окончание)
Электрофорез ДНК в агарозном геле
Трансформация Е.coli плазмидой
Разведение дрожжей
Мираж на вашем столе.
Ген, мутация и эволюция человека. Расы и народы.
Набор инструментов генного инженера.
Физика в вопросах и ответах.
Шум окружающей среды
Роман о грибах
Модели молекул
Как измеряются расстояния между атомами в кристаллах
Невероятно — не факт
Технологические экзотермические смеси
Растительные галлюциногены
Пять нерешенных проблем науки
101 ключевая идея: Физика
Основы биотехнологии
Лекции по биологии
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Компьютер
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Лаборатория
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2012
2012
2012
2012
2012
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2011
2011
2011
2011
2013
2013
2013
2006
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
1
6
6
6
7
8
11
12
1
3
4
6
5
6
8
9
10
2
2
5
1
3
4
6
9
10
10
10
10
10
4
6
7
8
3
3
5
12
2
2
2
3
5
6
6
6
9
10
11
12
1
4
Расшифровка прошлого
Неандертальцы снова выйдут на мамонтов
Поход за разумом
Заразные гены...
...И парадоксы систематики
Лекции по биологии (продолжение)
Каннабиноиды
Из чего все состоит
Как физики изучают элементарные частицы
Топливные элементы: прошлое, настоящее, будущее
Эволюция
До и после динозавров
Проставляем даты
Вендские жители Земли
Суперсила
Искусственные драгоценные камни
Экология
Биология для электронщиков
Биология для электронщиков (продолжение)
Биология для электронщиков (продолжение)
Биология для электронщиков (окончание)
История отмороженных
Радиация: дозы, эффекты, риск
Решение задач с применением нечеткой логики
Нейрокомпьютинг и его применение
Происхождение мозга
Нейрокомпьютинг и его применение
Происхождение мозга
Человеческий мозг
Происхождение мозга
Человеческий мозг (окончание)
Генетика для второгодников
Атомная физика для второгодников
Сверхпроводимость
Нанотехнология
Неприятности с физикой
Неприятности с физикой (окончание)
Тайная жизнь муравьев
Тайная жизнь пчел
Тайная жизнь термитов
Наши соседи: пауки и насекомые
Периодическая система: история и современность
Генетика для второгодников (продолжение)
Психоделики сегодня
Вечный двигатель
Частная жизнь муравьев
Легендарные композиты прошлого
Частная жизнь муравьев (продолжение)
Частная жизнь муравьев (окончание)
Характер физических законов
Характер физических законов (окончание)
Геном человека
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
5
5
5
5
5
5
6
8
8
8
9
9
9
9
10
10
11
12
1
2
3
4
6
6
9
9
10
10
11
11
12
1
2
2
3
4
5
6
7
8
9
11
12
12
1
2
2
3
4
4
5
7
Геном человека (продолжение)
Геном человека (продолжение)
Мир многих миров
Геном человека (окончание)
Мир многих миров (окончание)
Мир в ореховой скорлупке
Мир в ореховой скорлупке (продолжение)
Краткий курс биологии
Мир в ореховой скорлупке (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Мир в ореховой скорлупке (окончание)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Краткий курс биологии (продолжение)
Физминимум для женщин
Краткий курс биологии (окончание)
Вселенная в электроне
Вселенная в электроне (продолжение)
Вселенная в электроне (окончание)
Методы микробиологии
Современные концепции в биологии
Современные концепции в биологии (окончание)
Природа микроорганизмов
Молекулы
Радиация вокруг нас
Хроники лаборатории.
Иисус, еврей из Галилеи
Лес (часть повести «Улитка на склоне»).
Имя розы
Сладкое бремя славы
Сморчки
Клон
Отверженные, гл.3
Альтист Данилов
Мусорщик на Лорее
Рог изобилия
Дед Мороз
Профессия
Кракатит
Мой сын физик
Женская интуиция
Человек, который пришел слишком рано
Ретрогенетика
Тиски доктринерства
Фелицетин
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Ликбез
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2006
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
8
9
10
10
11
12
1
2
2
3
3
4
5
6
8
9
10
11
12
1
2
2
3
5
6
7
8
9
10
11
12
12
12
1
2
3
4
5
7
8
9
10
11
12
1
2
3
3
4
5
6
6
Адепт Сергеев
Аналитик
Уровень шума
Принцип неопределенности
Шальная компания
Новогодний маньяк
Снегурочка
Срубить дерево
Муравьи
Где бы ты ни был
Скальпель Оккама
Обмен разумов
Ферми и стужа
Взрыв всегда возможен
Верный вопрос
Открытие себя
Постоянная должность
Сбалансированная экология
Подарки Семилиранды
Рождественский сюрприз
Куколка
Фабрика Абсолюта
Абсолютное оружие
Ящера
Какие смешные деревья
День муравья
День муравья (окончание)
Революция муравьев
Революция муравьев (окончание и подвал)
Сага о психоделиках - 2
Сага о психоделиках - 2 (продолжение)
Сага о психоделиках - 2 (окончание)
Ночь перед Рождеством
Упорный
Сага о психоделиках
Сага о психоделиках (продолжение)
Сага о психоделиках (продолжение)
Дневник Евы. Дневник Адама
Свидетель колдовства
Наваждение
Олеся
Ответное чувство
Ведьма на выданье
Прохвессор накрылся
День триффидов
Котел с неприятностями
День триффидов (окончание)
Пчхи-хологическая война
Мертвое прошлое
До скорого!
Терпение и труд
Военные игры
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
7
8
9
10
11
12
12
1
2
3
4
5
6
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
12
1
1
2
3
4
5
5
6
6
7
7
8
8
9
9
10
10
11
11
Похищение чародея
Ключик
Пасынки Вселенной
Глубокоуважаемый микроб
Война с саламандрами
Двенадцать дел Шерлока Холмса
Двенадцать дел Шерлока Холмса (окончание)
Шерлок Холмс и пятно Пуассона
Рибофанк
Рибофанк (окончание)
Клуб
Когда меня отпустит?
Мутант-59
Они сделаны из мяса
Мендель
Непрочный, непрочный, непрочный мир
Мендель (окончание)
До Эдема
Судьба Кощея
Ущелье белых духов
Пыльца
Пыльца (окончание)
Бациллус террус
Боятся ли компьютеры адского пламени
Боятся ли компьютеры адского пламени (окончание)
Вокзал потерянных снов
Вокзал потерянных снов (продолжение)
Вокзал потерянных снов (продолжение)
Вокзал потерянных снов (окончание)
Рой
Киберозойская эра
Задачи с решениями
Материалы семинара по обработке сигналов
Расчет дополнительных погрешностей каналов ИИС
АСУТП
Анализ временных рядов и прогнозирование
Автоматическое регулирование объектов
Сигналы и линейные системы
Сигналы и линейные системы
Сигналы и линейные системы (продолжение)
Сигналы и линейные системы (продолжение)
От постановки задачи до принятия решения
Сигналы и линейные системы
Сигналы и линейные системы
Сигналы и линейные системы
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Литпортал
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2007
2007
2007
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
12
12
1
2
3
4
5
6
6
8
9
9
10
11
12
12
1
2
3
3
4
5
5
6
7
8
9
10
11
12
12
1
8
11
7
10
4
5
6
7
8
9
10
11
1
2
3
4
5
6
7
Цифровая обработка сигналов
Цифровая обработка сигналов
Автоматы и их обучение
Использование компьютерных моделей
Вычислительная гидродинамика
Имитационная модель процесса обучения
Многокомпонентная модель обучения
Метод конечных элементов
Компьютерная модель вращения тела в силовом поле
Кибернетическая модель «Учитель-ученик»
Компьютерное моделирование технических систем
Моделирование систем массового обслуживания
Изучение колебательного и волнового движения
Моделирование больших систем частиц
Исследование процесса обучения на ЭВМ
Контент-анализ школьного учебника физики
Формирование эмпирических знаний у учащихся
Использование компьютерных моделей при изучении
квантовой физики
Компьютерное моделирование явлений переноса
Метод больших частиц
Гидродинамика: метод больших частиц
Оценка сложности школьного курса физики
Молочнокислые бактерии
H1N1. Война с ветряными мельницами
Трудно быть богом.
Тангенциальная индукция и законы электромагнетизма
Относительность и электрические машины
Апгрейд обезьяны
Апгрейд обезьяны (окончание)
Верхом на бомбе
Верхом на бомбе (окончание)
Стирка ультразвуком.
Приготовление целебных спиртных напитков
Трехфазный двигатель в однофазной сети
Выбор осциллографа
Получение дрожжей из пивных бутылок
Биология. Палеонтологическая экскурсия
Выбор системы очистки воды
Из жизни винодела
Гальванопластика дома
Умная теплица
Химия в саду
Определение минералов с паяльной трубкой
Удаление пятен
Пайка для начинающих
Хромирование без проблем
Нарезание резьбы
Работа с оргстеклом
Работа со стеклом
Как построить ветрогенератор
Видеопроектор своими руками
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Матпрактикум
Микроб
Микроб
Мышление
Мышление
Мышление
Мышление
Мышление
Мышление
Мышление
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
Практика
2010
2010
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2009
2009
2007
2007
2007
2009
2009
2012
2012
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
8
9
8
10
1
3
4
6
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
9
11
6
7
2
5
5
7
8
6
8
2
4
9
6
8
9
9
10
12
7
7
8
9
11
12
1
1
1
10
10
«Физический минимум» на начало XXI века
Энергия атома: в конце концов
Шаровая молния - единство противоречий
Финансовый менеджмент семьи
Китайцы вывели трех частично светящихся поросят.
Художник? — Значит, террорист.
Особенности национального похмелья
Канадские ученые обнаружили в кипятке живую рыбу
Власти США. утверждают, что пища из клонированных
животных безопасна
Полный справочник по уходу за пресноводными
тропическими рыбами
Два объявления
Требуются редакторы разделов
Экономика и финансы домашнего хозяйства
Юмор и объявления
Курс лекций по ТРИЗ для начинающих
Растения твои друзья и недруги
Юмор и объявления
Эти странные русские
Анатомия сканера: взгляд изнутри
Анатомия сенсоров изображений
Наглядное сравнение сканеров CCD и CIS
Правда о колбасе
Юмор и объявления
Вольбахии: чужие внутри генома
Информация к размышлению
Информация к размышлению
Традиционное предновогоднее послание
Редакторам
Полезные советы по работе в MS Word
Оптика атмосферы и океана. Физика атмосферы
Мы приглашаем редакторов
Запись в библиотеку
Алё, мы ищем редакторов
Муравьи - грибоводы
Искусственный рай
Вакансии для физиков
Малый алхимический свод
Информация к размышлению
Информация к размышлению
Традиционное предновогоднее послание
Работа мастера позолотчика
Диссертация
Как поступить в американский университет
Конференция и симпозиум
Международный симпозиум в Томске
Весенний криз
Диссертация
Просьба
Минералы
Дух экономной лампы
Проблемы
Проблемы
Проблемы
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
2009
2009
2009
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
5
6
10
1
2
2
4
4
4
5
5
6
7
7
8
8
8
9
9
9
9
9
9
10
10
11
12
1
2
2
3
3
4
5
6
6
7
8
9
12
1
2
3
3
4
4
7
7
8
8
К читателям
Открытое письмо президенту
От редакции
Волна пиратского залива
От редакции
Обман в науке
Кое-что из Заблуждений
От редакции
Опиум для народа
Что сбылось из прогноза РЭНД?
Новогодняя элегия
Ловцы человеков
День святого Валентина
От редакции
Ловцы человеков (окончание)
От редакции
Покупаем комплектующие для ПК
Новые горизонты Фулбрайта
От редакции
И это все о ней
Фотогалерея
От редакции
И это все о ней (окончание)
Фотогалерея и справочник
От редакции
Фотогалерея и справочник
От редакции
Фотогалерея и справочник
Разговор с ангелом майским вечером
Фотогалерея
Клеи, замазки, цементы
От редакции
Фотогалерея
От редакции
Краткий определитель научного шарлатанства
Переписка
Фотогалерея
От редакции
Некоторые ядовитые растения
Симпозиум! Симпозиум! Симпозиум!
Фотогалерея
От редакции
Некоторые растения-психоделики
Фотогалерея
Традиционное предновогоднее послание
Некоторые растения-психоделики (продолжение)
Интересные факты по истории
Фотогалерея
Список опубликованного
Книги из спецхранов
Как работает электродвигатель
Фотогалерея
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
8
9
9
10
10
11
11
11
12
12
12
1
1
1
2
2
3
3
3
4
4
4
5
5
5
6
6
7
7
8
8
8
9
9
10
10
10
10
11
11
11
11
12
12
12
1
1
1
1
2
2
2
Симпозиум! Симпозиум! Симпозиум!
От редакции
Книги из спецхранов (продолжение)
Фотогалерея
Весенний призыв
Книги из спецхранов (окончание)
Нанопоры в молекулярной биологии
Фотогалерея
Экзамен по химии
Доллар 98
Лекарственные растения
Сенсор для обнаружения панкреатита
Фотогалерея
Конкурс
Дедушка Митрофаныч
Лекарственные растения (продолжение)
Фотогалерея
От редакции
Лекарственные растения (продолжение)
Фотогалерея
От редакции
Лекарственные растения (окончание)
Золото, золото, золото
Защитные и клеящие составы
Фотогалерея
Из писем в редакцию
Золото, золото, золото (окончание)
Фотогалерея
К научных работникам
Ножевые и инструментальные стали
Фотогалерея
От редакции
Домашняя библиотека Homelab
Шарманка и кукуруза
Опреснитель воды
Фотогалерея
От редакции
Открытия и названия элементов
Провал
Фотогалерея
Новогоднее поздравление
Фотогалерея
Список опубликованного
Фотогалерея
Объявление
Люминофор своими руками
Спектрофотометр из телефона
Фотогалерея
Переписка
Получение низких температур
Фотогалерея
Переписка
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2
2
3
3
3
4
4
4
4
5
5
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
8
8
9
9
9
10
10
10
11
11
11
11
11
12
12
12
12
1
1
2
2
3
3
3
3
4
4
4
Технологические советы
Фотогалерея
От редакции
Хлорирование воды
Фотогалерея
Объявление
Фотогалерея
Объявление
Простые опыты с растениями
Фотогалерея
Объявление
Фотогалерея
Объявление
Какого цвета зеленка?
Франций - история открытия
Фотогалерея
Объявление
Все врут календари
Фотогалерея
Послание редактора пережившим Конец Света
Погрешности в химическом анализе
Фотогалерея
Список опубликованного
Удивительная биология
Фотогалерея
Объявление
Лаборатория биохакера
Удивительная биология
Термоядерная энергетика
Фотогалерея
Просьба
Удивительная биология
Фотогалерея
Переписка
Десять тысяч лет с дрожжами
Мир глазами зоопсихологов
Фотогалерея
Переписка
Мир глазами зоопсихологов (продолжение)
Фотогалерея
Переписка
Мир глазами зоопсихологов (продолжение)
Тихоходки и коловратки
Объявление
Мир глазами зоопсихологов (продолжение)
Фотогалерея
Объявление
Мир глазами зоопсихологов (окончание)
Фотогалерея
Осенний призыв
Фотогалерея
Объявление
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
5
5
5
6
6
6
8
8
9
9
9
10
10
11
11
11
11
12
12
12
1
1
1
2
2
2
3
3
3
3
3
4
4
4
5
5
5
5
6
6
6
7
7
7
8
8
8
9
9
9
10
10
Пивоварня на балконе
Спектрометр из CD диска
Наноалмазы при комнатной температуре
Фотогалерея
Переписка
Пивоварня на балконе (окончание)
Растения могут стать нефтью за минуты
Рождение твердотельной электроники
Новогоднее
Учимся использовать QSL
Пример проектирования дискретного ПИД-регулятора
Управление шаговым двигателем с помощью PC
Основы автоматизации эксперимента
Интерфейс RS-485
Согласование сигналов для систем управления
Принципы электросовместимости приборов
Гальваническая развязка
Протокол MODBUS
Шина 12С
Система КАМАК
X 10 коммуникация через электросеть
Подключение приборных плат к шинам компьютера
Применение протокола Х-10 в домашней автоматизации
Стандарты VME и VXI
QNX/Neutrino
Интерфейс RS-485
Преобразователь интерфейса I2C - UART
Однопроводный интерфейс компании DALLAS
Управление выходом спирта
Меморандум электронщикам
С чего начинаются роботы
С чего начинаются роботы (продолжение)
С чего начинаются роботы (окончание)
Передача информации по каналу связи
Автоматическая система управления
АЦП с USB
Обработка сигналов
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (продолжение)
Интерфейс компьютера в сети микроконтроллеров
Обработка сигналов (продолжение)
Обработка сигналов (окончание)
Основы автоматического регулирования
Система CAN
Основы автоматического регулирования
Использование параллельного порта
Последовательный интерфейс RS232
Основы автоматического регулирования (окончание)
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Разное
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
Системы
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
11
11
11
11
11
12
12
12
12
5
9
10
2
12
12
12
12
2
2
3
3
4
4
5
5
6
7
8
2
1
3
4
5
9
10
11
6
8
9
10
11
12
1
2
2
3
9
9
10
10
10
11
Цветовая маркировка диодов.
Параметры отечественных излучающих диодов ПК диапазона.
Параметры отечественных излучающих диодов ПК диапазона.
Параметры прецизионных стабилитронов и стабисторов.
Параметры стабилитронов и стабисторов -
ограничителей напряжения.
Параметры стабилитронов и стабисторов малой мощности.
Параметры стабилитронов и стабисторов большой мощности.
Semiconductor Diodes.
Zener Diodes.
Цоколевка распространенных биполярных и полевых
транзисторов.
Общие сведения по малогабаритным электромагнитным реле
Параметры тиристоров.
Тривиальные названия химических веществ
Таблица растворимости неорганических веществ.
Растворители и разбавители
Зарубежные микросхемы и их аналоги
Бытовые яды
Опасные пищевые Е-добавки
Команды DOS
Справочник кустаря
Альфа и омега
Словарь компьютерного сленга
Старинные рецепты
Физические эффекты
Физические эффекты (продолжение)
Дискретные случайные величины
Самодельный плазматрон.
Электрохимическая установка.
Высоковольтная лаборатория
Ректификационная установка своими руками
Самоделки для сада и огорода
Дистиллятор с тепловым насосом
Размышление на вечную тему (переработка мусора)
Самодельное оборудование
Анатомия и физиология контрольно-измерительных приборов
Установка перегонки и ректификации спирта
Устройства для получения пленок
Магнитометры
Эффективный способ получения газа Брауна
Окно в инфракрасный мир
Аппарат для синтеза бензина
Самодельный плазмотрон
Робот-сканер
Муфельная печь МПК-2
Самодельный пескоструйный аппарат
Инвертор для индукционного нагрева
Инвертор для индукционного нагрева - 2
Коаксиальная криптоловая печь
Инвертор с PDM-регулированием мощности
Ультрафиолетовый лазер
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Справочник
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
Техника
2006
2006
2006
2006
2006
2006
2006
2006
2006
2006
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2009
2012
2012
2013
2006
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
12
12
12
12
12
12
12
12
12
12
1
2
2
2
3
4
8
9
10
12
4
6
1
4
5
1
12
2
3
4
6
10
11
3
9
2
3
4
4
5
7
11
5
6
7
12
12
12
3
3
Инвертор для индукционного нагрева - 3
Микроскоп Левенгука
Амплификатор для ПЦР
Построение ректификационной колонны
Пиво своими руками
Краткая инструкция по сканированию книг и обработке
сканов
Лабораторная технология
Приготовление спиртосодержащего сырья
Руководство по ректификации спирта
Табуретовка
Культивирование грибов
Левитация сверхпроводника
Газовый аккумулятор
Нетрадиционные технологии домашнего выращивания
грибов
Наиболее характерные заражения грибной культуры,
мицелия г субстрата
Оцифровка печатных текстов
Выращивание грибов простым способом, т.1
Выращивание грибов простым способом, т.2
Домашнее пивоварение: технология двух кастрюль
Дать книге вторую жизнь
Изготовление фейерверков
Домашнее виноделие
Выращивание грибов
Литье
Разведение пивных дрожжей в домашних условиях
Жарим зерно дома
Эли бочкового созревания
Уксус. Что это такое и как его делают
Краткая инструкция для сканирования книг
Гальванопластика
Как сканировать журналы и брошюры
Искушение коньяка
Домашний эль
Производство грибов
Создание текстового слоя
Домашнее виноделие
Грибы на грядках
Техника стеклодувных работ
Стеклодувное дело (продолжение)
Лазерно-утюжная технология печатных плат
Искусственная икра
Выращивание грибов
Создание электронных книг из сканов
Извлечение духа вина
Технология красоты
Иллюстрации djvu-книг
Технология красоты (продолжение)
Технология красоты (продолжение)
Комплект DEE от LizardTech
Техника
Техника
Техника
Техника
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
2012
2012
2013
2013
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
4
4
3
7
1
1
1
4
4
4
5
6
6
7
7
9
9
9
10
10
10
11
12
12
1
1
1
1
2
2
3
3
4
5
6
7
5
7
8
8
10
12
1
2
3
3
4
5
5
Технология красоты (окончание)
Культивирование каннабиса
Светящаяся краска
Изготовление качественных печатных плат
Варим мыло
Книги своими руками
Золото из материнских плат
Работа с оргстеклом
Знакомство с портным
Введение в магнитные жидкости
Дамаск и булат
Технологии по работе со стеклом
Пескоструйная обработка стекла
Изготовление ножа
Как почистить сканы книг
Пиротехника для начинающих
Практикум начинающего грибовода
Реставрация антиквариата
Реставрация антиквариата (продолжение)
Реставрация антиквариата (окончание)
Выращивание спирулины
Серебрение
Технология эмали
Посуда и оборудование
Что и как сделать
Что и где взять
Кристаллы
Методика выращивания кристаллов
Опыты без взрывов
Электролиз
Девять уроков пиротехники
Химия для любознательных
Термит
Введение в пиротехнику
Опыты в домашней лаборатории
Некоторые синтезы для домашней лаборатории
Анализ грязных вод
Влечение запаха
Угольная батарея
Опыт создания угольного топливного элемента
Озон
Купоросное масло химии
Клондайк для химика
Желудочный сок химии
Грозное оружие химии
Первый, восьмой и семнадцатый
Светящиеся краски и краски-хамелеоны
Клондайк для химика
Получение аммиачной селитры
Выращивание кристаллов
Препараты из природного сырья
Препараты из природного сырья (продолжение)
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Технологии
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
6
6
7
7
8
8
9
10
10
11
2
7
7
9
10
11
2
10
11
12
12
1
2
1
1
1
4
4
5
6
7
8
9
12
1
2
3
4
8
8
10
11
11
1
2
3
4
5
6
11
6
7
Препараты из природного сырья (продолжение)
Препараты из природного сырья (продолжение)
Препараты из природного сырья (окончание)
Качественные реакции
Экстракция растительных алкалоидов
Работа со стеклом
Как сделать ракету
Получение щелочных металлов
Лаборатория юного химика
Некоторые кухонные рецепты
Простые рецепты
Изготовление реактивов
Изготовление реактивов (продолжение)
Изготовление реактивов (продолжение)
Изготовление реактивов (окончание)
Самодельные реактивы
Самодельные реактивы (продолжение)
Самодельные реактивы (продолжение)
Самодельные реактивы (продолжение)
Самодельные реактивы (продолжение)
Самодельные реактивы (окончание)
Получение хлоратов и перхлоратов
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Самодельные реактивы
Самодельные реактивы
Самодельные реактивы
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Изомеризация псевдоэфедрина в эфедрин
Концентрирование серной кислоты
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Некоторые методы органической химии
Аналого-цифровой преобразователь из звуковой карты.
Преобразование угла потенциометра в цифровой код.
Прецизионный измеритель перемещения.
Устройство для обнаружения движущихся металлических
предметов.
Схема, обеспечивающая развертку по диагональной оси
любого осциллографа.
Блок питания аэроионизатора
Другой блок питания аэроионизатора
Еще один блок питания аэроионизатора
Варианты блока питания аэроионизатора
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Химичка
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2006
2006
2006
2006
2006
2007
2007
2007
2007
8
9
10
11
12
1
2
3
4
6
7
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
7
8
8
8
9
10
11
12
12
12
12
12
12
1
1
1
1
Электронный пылеулавливатель
Цифровая шкала - частотомер
Узлы электронных схем
Применение микросхемного стабилизатора К175ХП2
Как воруют электричество
Схемы питания высоковольтных устройств
Помехоустойчивые устройства
Полезные схемы
Простой импульсный блок питания на 15 Вт
Высоковольтная электроника
Приемники импульсного ИК излучения
Автоматическое бесконтактное переключающее устройство
Конденсаторное реле сверхдлительных выдержек времени
Фотоэлектронные устройства (обзор)
Числоимпульсный генератор
Измерение температуры датчиком DS1820
Источники стабильного тока и их применение
Электронно-оптический индикатор
Индикаторы магнитных полей
Приборы для научных исследований
Преобразователи частоты и устройства плавного пуска
Регулировка мощности
Лабораторный блок питания 0 ... 2 0 В
Управление сетевой нагрузкой
Термометр цифровой
Универсальный регулятор мощности
Радиоэлектронные устройства
Ремонт СД-проигрывателей
Экономичный источник питания счетчика Гейгера
Сцинтилляционные детекторы ионизирующего излучения
Радиолюбительский дозиметр
Прибор непрерывного радиационного контроля
Радиационный индикатор в радиоприемнике
Датчик радиации в охранной системе
Создание USB-устройств
Программируемый логический контроллер
Заготовка для исследования переходных процессов
Микроконсоль для Бейсик-контроллера
AVR BASINT
Индукционная печь
Контактный терморегулятор
Электроника для биологов
Измеритель индуктивности, сопротивления и емкости
Блок питания радиолюбителя
Исследование динамических параметров БП в N1 Multisim
Датчики в системах сбора данных и управления
От сайта к сайту
Цифровое управление паяльником
FT8U245AM в интерфейсе USB
Преобразователи интерфейса USB на микросхемах
FT8U232AM, FT8U245AM
Наглядная электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
1
4
5
6
7
8
8
9
10
11
12
1
1
1
1
2
2
2
2
3
4
4
4
4
5
5
6
7
8
8
8
8
8
8
9
9
9
9
9
10
10
11
11
11
11
11
12
12
1
1
1
Многоточечный термометр
Работа АЦП с СОМ портом
Наглядная электроника (продолжение)
Функциональные модули установок ИФВЭ
Наглядная электроника (продолжение)
Формирование микроконтроллерами интервалов времени
Преобразование сигналов в заданные логические уровни
Наглядная электроника (продолжение)
Наглядная электроника (окончание)
Анатомия микроконтроллерных схем
Измерительные цепи
Цифровой термометр с датчиком LM75AD
Как использовать карты MMC/SDC
Практика создания ПИ-регуляторов
Высоковольтный усилитель постоянного тока
Пьезокерамический трансформатор
Быстродействующий повторитель напряжения
Источник мощных прямоугольных импульсов света
Измерение временных интервалов
Инфранизкочастоный диэлектрический спектрометр
Устройство для определения диэлектрических параметров
Счетчик Гейгера
Цифровой глаз с памятью
Управление лампой через интернет
Управление лампой через USB
Включение компьютера звонком телефона
Управление шаговым двигателем через USB
ШИМ-контроллер на микроконтроллере AVR
ИК радар близкого действия
Инфракрасный радар
Подключение карт памяти к микроконтроллерам
Устройство регистрации температуры
Разработка датчика угловой скорости
Высоковольтный источник питания 0-1000 В
Миниатюрный осциллограф
Homemade Arduino
Мир электронщика
Контроллер шагового двигателя для робота
Контроллер униполярного шагового двигателя
Управление шагового двигателя на ПЛИС
Самодельный мини-эхолот
Универсальный измерительный прибор «АВО-2006»
Цифровой акселерометр
Подключение детектора типа сцинтиллятор-фотодиод
Цифровой генератор низкой частоты
Источник стабилизированного высокого напряжения
Формирователь киловольтных импульсов
Простой источник стабильного тока
Источник для зарядки емкостных накопителей
Цифровой модулятор плотности импульсов
Способы подстройки частоты инвертора
Импульсные блоки питания
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
2012
2012
2
2
2
3
3
4
4
4
5
6
7
8
8
9
10
10
10
11
12
1
1
2
6
8
8
8
9
9
10
10
11
11
12
1
2
3
4
5
5
5
6
6
7
8
8
8
9
9
11
1
2
5
АЦП с Centronics
Источник питания ультразвуковой установки
Контроллер шины ISA
Автоматизированный диэлектрометр
Генератор высоковольтных импульсов напряжения
Преобразователь для зарядки емкостных накопителей
Измеритель скорости звука в жидкости
Мощный стабилизатор тока
Преобразователь прибора для теплофизических измерений
Лабораторный блок питания из АТХ
Импульсный блок питания из КЛЛ
Выпрямители с тиристорным регулятором
Эволюция импульсных источников питания
Импульсный блок питания
Регулируемый бестрансформаторный блок питания
Высоковольтный блок питания
Блок питания для домашней лаборатории
Компенсация сопротивления в химической ячейке
Автогенераторный преобразователь емкостного датчика
Многоканальный аналоговый прибор
24 разрядная система сбора данных
Быстрый малошумящий предусилитель
Система регистрации оптических сигналов
Измеритель скорости звука
Микротермостат с совмещенными нагревателем и датчиком
Физики продолжают шутить
Юноше, обдумывающему житье
Телевизор на службе здоровья
Справочник Гименея
Это должен знать каждый таракан
0 жидком воздухе
Анекдот
Анекдоты
Теория валентности
История физики
Про бизнес
Проект Genesis
Химики еще шутят
Закон Мэрфи
2 = 1
Всемирное тяготение
Теория относительности
Фокусы квантовой теории
Что значит быть PhD
Библейские байки
Математики тоже шутят
Собутыльник
Гений
Подлокотник
0 побочных аспектах современной цивилизации
Невероятный симбиоз
Шестой Б
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Электроника
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
Юмор
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2012
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2013
2007
2007
2007
2008
2008
2008
2008
2008
2009
2009
2009
2009
2010
2010
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2011
2012
6
6
8
9
10
11
12
1
2
3
4
5
6
6
7
7
7
8
9
10
10
11
11
12
12
6
10
12
4
5
7
8
9
3
4
5
7
11
12
1
2
3
4
4
5
6
7
7
9
9
10
10
Божественный Google
Поступь прогресса
Короткие рассказы
Юмор
Юмор
Юмор
2012
2013
2013
12
8
12
ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ
Итак, пошел седьмой год выпуска журнала «Домашняя лаборатория». В связи с
этим возник вопрос: Как много людей его читают? Может вообще не стоит его
делать? Как это узнать?
Конечно, скачивает его огромное количество людей. Сайтов, раздающих журнал,
очень много, и по каждой ссылке сотни скачивании. Чтобы найти все ссылки
достаточно набрать в google.com или google.ru: журнал "Домашняя лаборатория".