/
Текст
ISSN 0032—874)
природаЕжемесячный Основан В 1912 годупопулярныйестественнонаучныйжурналАкадемии наук СССРеРЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛЕГИЯГлавный редакторакадемикН. Г. БАСОВЗаместитель главного редактора
кандидат физико-математических наук
А. И. АНТИПОВДоктор физико-математических наук
Е. В. АРТЮШКОВАкадемик
Д. К. БЕЛЯЕВЧлен-корреспондент АН СССР
Р. Г. БУТЕНКОДоктор географических наукA. А. ВЕЛИЧКОЧлен-корреспондент АН СССРB. А. ГОВЫРИНЧлен-корреспондент АН СССР
И. Р. ГРИГУЛЕВИЧЧлен-корреспондент АН СССР
Г. А. ЗАВАРЗИНЧлен-корреспондент АН СССРB. Т. ИВАНОВДоктор физико-математических наук
Н. П. КАЛАШНИКОВДоктор физико-математических наукC. П. КАПИЦААкадемик
Б. М. КЕДРОВДоктор физико-математических наук
И. Ю. КОБЗАРЕВКандидат физико-математических наукA. А. КОМАРАкадемикН. К. КОЧЕТКОВДоктор геолого-минералогических наук
И. Н. КРЫЛОВДоктор философских наук
Н. В. МАРКОВДоктор экономических наукB. А. МЕДВЕДЕВОтветственный секретарь
В. М. ПОЛЫНИНДоктор исторических наук
П. И. ПУЧКОВЗаместитель главного редактора
член-корреспондент АН СССР
Ю. М. ПУЩАРОВСКИЙДоктор философских наук
Ю. В. САЧКОВЗаместитель главного редактора
доктор биологических наукА. К. СКВОРЦОВАкадемик АН УССРA. А. СОЗИНОВАкадемикB. Е. СОКОЛОВДоктор геолого-минералогических наук
М. А. ФАВОРСКАЯЗаместитель главного редактора
кандидат технических наукA. С. ФЕДОРОВЗаместитель главного редактора
член-корреспондент АН СССР
Л. П. ФЕОКТИСТОВЧлеи-корреспондент АН СССРB. Е. ХАИНЧлеи-корреспондент АН СССР
Р. Б. ХЕСИНДоктор физико-математических наукA. М. ЧЕРЕПАЩУКДоктор физико-математических наукB. А. ЧУЯНОВАкадемикВ. А. ЭНГЕЛЬГАРДТНа первой странице обложки. Окраи¬
на Куликова поля на высоком берегу ре¬
ки Нижний Дубяк (правый приток Непряд-
вы). См. в номере : Загадка Куликова поля.Фото В. Н. Машатина.На четвертой странице обложки. Автолито¬
графия Е. И. Чарушина к рассказу
М. М. Пришвина «Зверь-бурундук». См. в
номере: Голубов В. Н., Берг Р. Г. Забытый
камень литографии.© Издательство «Наума», Москва
«Природа», 1984 г.
№ 8 (828) август 1984В НОМЕРЕБоголюбов Н. Н., Ширков Д. В. Ренормгруппа? Это очень простоОсобая группа преобразований, впервые обнаруженная в квантовой теории поля а связи
с операцией устранения бесконечностей, позволяет улучшить приближенные решения
уравнений, многих физических теорий.Островский Д. Н. Мембраны в эволюции живогоВ развитии живой материи было три основных этапа: возникновение клетки, появление
эвкариот ы образование многоклеточных организмов. По-видимому, в каждом из них мембра¬
ны — белково-липидные пленки — сыграли решающую роль.Ляпунов В. М. Рекордсмены магнитных полейПоявились данные, что на поверхности нейтронных звезд напряженность магнитного поля
достигает таких колоссальных значений (10м Г с}, при которых физические явления неизбежно
имеют квантово-релятивистский характер.Голубов В. М., Берг Р. Г. Забытый камень литографииСреди художников-графикоа бытует мнение, будто качественного камня для автолитографии
у нас я стране нет. Однако выяснилось, что это важное для художников полезное ископаемое
попросту забыто геологами.ЗАГАДКА КУЛИКОВА ПОЛЯИсследование почвенных карт Куликова поля, изучение и пересмотр .известных пись¬
менных источников и новых архивных материалов свидетельствуют, что битва между
войсками Дмитрия Донского и Мамая в 1380 г. произошла на левом берегу Непрядвы.
Флоренский К. П. Где произошло Мамаево побоище?Кучкнн В. А. О месте Куликовской битвы
Долгова С. Р. И^-ория Куликова поля в документах XVI—XVII ев.
Атом не солдат, атом — рабочий
Интервью с председателем Государственного комитета по использованию атомной
энергии СССР А. М. Петросьянцем.
Федоров К. Н. Этот капризный младенец — Эль-Ниньо1Проясняется загадка Эль-Ниньо, аномального потепления Тихого океана у побережья Эква¬
дора и Перу, потепления, приводящего к уходу рыбы, гибели птиц и ухудшению погоды
я этом регионе.Воронцов Н. Н. Эрнст Геккель и судьбы учения ДарвинаРаспространение дарвинизма в Европе и формирование новых научных направлений —
экологии, теории филогенеза и онтогенеза — это во многом результат деятельности
выдающегося немецкого биолога Э. Геккеля,314223140414754566575
Элайс Т. С. Охрана редких и исчезающих видов растений США88Растительный мир этой страны, рассматриваемый как составная часть земельной собственно¬
сти , до 1970-х годов никак не охранялся. Лишь недавно приняты и осуществляются общего¬
сударственные законы об охране растений, которые оказались под угрозой исчезновения,
Осипов М. А. Камерные пегматиты 96Эти необычные участки гранитных массивов, в центре которых заключена полая камера
с крупными кристаллами, не что иное, как природные аналоги пустот, возникающих в про¬
мышленном литье.НОВОСТИ НАУКИ 30, 102«Спиральность» нейтрино и магнитные поля нейтронных звезд (30) • Запуски космических
аппаратов в СССР (март — апрель 1984 г.) (102) * Экспедиция на «Салюте-7»: (март — апрель1984 г.) (102) * Звездные дуги на периферии эллиптических галактик (103) • Обнаружена ано¬
малия H6Nd в метеоритах (104) * Радиоинтроскопия горных пород (104) * Новое агрегатное
состояние (105) • Инфракрасный лазерный спектрометр контролирует загрязнение страто¬
сферы (106) • Получение сверхострых электродов (106) * Плазмохимический способ разложе¬
ния СОг (107) • Расшифрована первичная структура препроглюкагона (107) * К лечению
болезни Леша-Нихема (108) • Избирательная фрагментация ДНК с помощью лазера
(108) * Соединение гуанина с платиной — антиканцероген (108) • Свиной интерферон для
лечения людей (109) • Тучность и канцерогены (109) • Предрасположенность к ишемии
миокарда: тип поведения и наследственность (110) * Как дети различают эмоции (110) • Обна¬
ружен новый микотоксин (110) • Обеззараживание картофеля (111) • Терморегуляция у
ламантина (111) * Бражники в прямом смысле слова (111) • Борьба с фараоновым муравьем
(112) * Взаимопомощь у мангуст (112) • Полихлортерфенилы загрязняют среду (113) •Нефть у берегов Ирландии (113) • 92-й рейс «Гломара Челленджера» (114) • Биологические
последствия Эль-Ниньо (115) • Активен ли вулкан Эльбрус? (115) * Особенности накопления
осадков в Северном Ледовитом океане (116) • Большое Соленое озеро выходит из берегов
(116) • Микропорывы ветра (117) * Рыболовное сооружение каменного века (117)РЕЦЕНЗИИИльичев В. Д. В лучших традициях нашей орнитологии (на кн.: А. С. Мальчееский,Ю. Б. Пукинский. Птицы Ленинградской области и сопредельных территорий:история, биология, охрана) 119Цверава Г. К. Глазами японца (на кн.: Синтаро Накамура. Японцы и русские. Из исто¬
рии контактов) 120НОВЫЕ КНИГИ 55, 122Научные школы в географии (S5) • Глаэычов В. Л. Социально-экологическая интерпретация
городской среды (55) » Гольдин Л. Л. Физика ускорителей (122) • Дубровский В. Н., Сморо-
дмнский Я, А., Сурков Е. Л. Релятивистский мир (122) » Арманд Д. Л, Географическая среда
и рациональное использование природных ресурсов (123) » Алаев Э. Б. Социально-экономи¬
ческая география (123) » Ребрик Б. М. У колыбели геологии и горного дела (123) • Козлов И. В.
Петр Петрович Семенов-Тян-Шанский. Пособие для учащихся (124) • Хофман Б. Альберт
Эйнштейн — творец и бунтарь (124) • Хёфлинг Гельмут. Все «чудеса» в одной книге (124)В КОНЦЕ НОМЕРАЗарипов P. X. Вариации на тему «Уральских напевоа»125
Физика. Математика«Природа», 1984, № 8 3Ренормгруппа! Это очень простоН. Н. Боголюбов, Д. В. ШиркоеНиколай Николаевич Боголюбов, академик-секретарь Отделения ма¬
тематики АН СССР, директор Объединенного института ядерных ис¬
следований (Дубна). Создал теорию нелинейных колебаний (совмест¬
но с Н. М. Крыловым), разработал теорию построения кинетических
уравнений для квантовых систем, построил макроскопическую теорию
сверхтекучести и сверхпроводимости, развил общий аппарат иссле¬
дования квантовостатистических систем с вырожденным вакуумом,
разработал аксиоматический подход в квантовой теории поля, дал
первое доказательство дисперсионных соотношений. Лауреат Ленин¬
ской премии (1958) и Государственных премий СССР (1947, 1953),
дважды Герой Социалистического Труда, член многих иностранных
академий. Основатель научных школ в области математики и теоре¬
тической физики. В «Природе» опубликовал статью: Значение фун¬
даментальных исследований в ядерной физике (1979, № 7).В августе 1984 г. Н. Н. Боголюбову исполняется 75 лет. Редакция
и редколлегия журнала поздравляют Николая Николаевича с юби¬
леем, желают ему доброго здоровья и новых творческих ус¬
пехов.Дмитрий Васильевич Ширков, член-корреспондент АН СССР, началь¬
ник сектора Лаборатории теоретической физики Объединенного ин¬
ститута ядерных исследований. Научные интересы связаны с кван¬
товой теорией поля, физикой элементарных частиц и статистической
физикой. Совместно с Н. Н. Боголюбовым построил аксиоматическую
теорию возмущений в квантовой теории поля и разработал метод
ренормалиэационной группы, создал схему количественного описания
адронных взаимодействий при низких энергиях. Автор ряда моно¬
графий, в том числе: Введение в теорию квантованных полей (сов¬
местно с Н. Н. Боголюбовым). Изд. 3-е. М., 1976. Лауреат Ленинской
премии (1958). В «Природе» опубликовал статьи: Развитие общих
идей квантовой физики (1979, № 7); Новые возможности ЭВМ —
аналитические вычисления (совместно с В. П. Гердтом; 1980, № 11).В течение последнего десятилетия
термин «ренормалиэационная группа» (или
сокращенно ренормгруппа) иэ узкоспе¬
циального, употребляемого лишь в научных
трудах по теории взаимодействия частиц,
постепенно превращается в общефизи¬
ческий. Понятия и методы ренормгруппы,
возникшие более четверти века назад
в квантовой теории поля — наиболее аб¬
страктной и математизированной области
теоретической физики, широко и плодот¬
ворно используются сейчас в задачах
статистической механики, теории критиче¬
ских явлений и в таких далеких от кван¬
тового мира областях, как теория тур¬булентности плазмы, физика полимеров и
теория переноса излучения.Чтобы пояснить происхождение тер¬
мина, вынесенного в заголовок, нам при¬
дете я совершить небольшой экскурс в кван¬
товую теорию поля, а также в один иэ
разделов математики — теорию групп.
При этом нам не удастся обойтись без
нескольких простых формул, которые, как
можно надеяться, не отпугнут читателя.КВАНТОВЫЕ ПОЛЯПрилагательное «ренормализацион-
ная» отражает связь с ренормировкой
4Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширков(или перенормировкой) — специальной
процедурой, используемой в квантовой тео¬
рии поля, завершающем и наиболее слож¬
ном разделе современного курса теоре¬
тической физики. Основным физическим
объектом этой теории является квантовое
(иногда говорят — квантованное) поле —
своеобразный синтез понятий классическо¬
го поля типа электромагнитного и поля
вероятностей нерелятивистской квантовой
механики. По современным представле¬
ниям, оно является наиболее фундамен¬
тальной и универсальной формой ма-
тёрии, лежащей в основе всех ее конк¬
ретных проявлений.В качестве примера возьмем знако¬
мое всем электромагнитное поле Фара¬
дея — Максвелла. В результате кванто¬
вания потенциалы классического поля А и
Ф (и, соответственно, его напряженности
Е и Н) становятся квантовыми операто¬
рами, которые действуют на волновую
квантовомеханическую функцию физиче¬
ской системы. Линейные комбинации этих
полевых операторов являются операторами
рождения и уничтожения квантов электро¬
магнитного поля — фотонов. В то же вре¬
мя операторные потенциалы и напряжен¬
ности удовлетворяют обычным электроди¬
намическим уравнениям движения — урав¬
нениям Максвелла. На этом пути мы при¬
ходим к квантовому электромагнитному по¬
лю, объединяющему в себе волновые и
корпускулярные свойства электромагне¬
тизма.К квантовому полю можно подойти и
со стороны частиц. Квантовая механика
дает вероятностное описание поведения
частицы, например электрона, с помощью
волновой функции, удовлетворяющей урав¬
нению Дирака. В результате квантования
эта функция превращается в операторное
волновое поле, содержащее операторы
рождения и уничтожения электронов и по¬
зитронов.Таким образом, квантовое поле явля¬
ется единым фундаментальным объектом,
заменяющим поля и частицы классической
физики. Одно такое поле, определенное в
каждой точке четырехмерного пространст¬
ва-времени, описывает все частицы данного
сорта во Вселенной.Концепция квантового поля позволяет
естественным образом описывать системы с
переменным числом частиц, а также про¬
цессы превращения одних частиц в другие.
Элементарным актом всякого взаимодей¬
ствия становится взаимодействие несколь¬
ких полей в одной точке пространства-
времени, или, на корпускулярном языке,локальное и мгновенное превращение од¬
них частиц в другие. Что касается при¬
вычных нам классических сил, действующих
между частицами, то они возникают как
вторичный эффект в результате обмена
квантами поля, которые переносят данное
взаимодействие.Вычислительный аппарат квантовой
теории поля представляет собой реляти¬
вистский аналог квантовомеханической тео¬
рии возмущений. Метод теории возму¬
щений предполагает, что существует некое
упрощение исходной задачи, поддающееся
точному решению. Отброшенные при та¬
ком упрощении эффекты рассматриваются
как малые возмущения, последовательный
учет которых позволяет приблизиться к
точному решению задачи. Отправная физи¬
ческая точка в квантовой теории поля —
картина невзаимодействующих между со¬
бой полей. Например, в квантовой электро¬
динамике (КЭД) мы исходим из двух
свободных полей — квантового электро¬
магнитного поля и квантового электрон-
позитронного поля Дирака. Элементарным
актом взаимодействия в КЭД является ис¬
пускание (или поглощение) фотона электро¬
ном или позитроном, а также взаимное
превращение фотона и электрон-позитрон-
ной пары. Интенсивность взаимодействия
в таком элементарном акте характеризу¬
ется величиной заряда электрона е. Фак¬
тическим параметром разложения теории
возмущений в КЭД выступает безразмер¬
ный параметр — постоянная тонкой струк¬
туры a=e'/4.nfic^=-1/137.РАСХОДИМОСТИИ ПЕРЕНОРМИРОВКИСпецифической трудностью кванто¬
вой теории поля вообще и КЭД в част¬
ности является наличие в ней так назы¬
ваемых ультрафиолетовых расходимостей.
При вычислениях по квантовомеханической
теории возмущений приходится иметь дело
с суммами по всевозможным промежу¬
точным состояниям данной физической сис¬
темы. В квантовой теории поля этим сум¬
мам отвечают интегралы по всем значе¬
ниям энергий и импульсов р=(р(), р)
промежуточных (виртуальных) состояний
системы частиц. Такие интегралы, как
правило, расходятся в области больших
значений р из-за недостаточно быстрого
убывания подынтегральных выражений. Для
виртуальных фотонов эта область соответ¬
ствует большим (ультрафиолетовым) час¬
тотам (j)=poC/ti. По соотношению допол¬
нительности большим импульсам | р | соот¬
Ренормгруппа? Это очень просто5ветствуют малые расстояния r.="h/|p| в
обычном пространстве. Поэтому ультра¬
фиолетовые расходимости связаны со свой¬
ствами физических объектов на малых рас¬
стояниях, точнее, локальностью механиз¬
ма взаимодействия.Напомним в этой связи, что и в клас¬
сической электродинамике имеется ана¬
логичная трудность, связанная с пред¬
ставлением о точечном электроне. Соглас¬
но закону Кулона, в окрестности покоя¬
щегося заряда е имеется поле с потен¬
циалом ср=е/г и напряженностью Е, про¬
порциональной 1/г". Поскольку энергия
поля пропорциональна интегралу по про¬
странству от Ег, для заряда е, распре¬
деленного по малой сфере радиуса г0, она
оказывается большой величиной порядка
е2/го. Энергию поля по соотношению
Е=тс2 отождествляют с полевой добав¬
кой к массе электрона. Квантовополевые
ультрафиолетовые расходимости являются
релятивистским квантовым аналогом этой
бесконечной полевой массы точечного
(гг»—► 0) классического электрона.В КЭД и в ряде других кванто¬
вополевых моделей оказывается возмож¬
ным собрать все расходящиеся величины
в небольшое число структур, которые
в конечном счете могут быть интерпре¬
тированы как полевые добавки 6т и бе к
массе и заряду электрона. С формальной
точки зрения, все эти бесконечные добав¬
ки можно представить в виде некоторых
множителей Zm и Ze к исходным (их на¬
зывают «голыми») массе т0 и заряду е0:m0+6m=Zmm0, e0-|-6e=Zee0Вычисляемые физические величины,
например вероятности превращений час¬
тиц, содержат зависимость от «голых»
масс и зарядов только в комбинациях
с множителями Zm и Ze. Поэтому воз¬
никает возможность отождествить такие
произведения с экспериментально наблю¬
даемыми значениями массы и заряда:Такая операция переопределения
масс и зарядов"V*Zmmo ^физ» ®о ®физназывается устранением расходимостей,
а выписанные соотношения — соотноше¬
ниями перенормировки. Процедура пере¬
нормировки была разработана в конце
40-х годов.С качественной точки зрения изме¬
нение массы и заряда взаимодействующей
частицы по сравнению с их значениями
для свободной частицы представляется
довольно естественным. Уже в классиче¬
ской электродинамике имеются подобные
примеры: сторонний заряд в среде соз¬
дает вокруг себя облако поляризации,
которое частично его экранирует. Поэтому
на больших расстояниях эффективное
наблюдаемое значение заряда будет мень¬
ше исходного. При перемещении такой
частицы вместе с ней движется и облако
поляризации, что приводит к эффектив¬
ному изменению ее инерционных свойств:
наблюдаемая масса такого образования
будет больше массы исходной частицы.Однако в этом примере изменения
массы и заряда частицы в среде конеч¬
ны. Подобная физическая интерпретация
соотношений перенормировки затрудни¬
тельна из-за сингулярного характера мно¬
жителей Zm и Ze. Чтобы получить конеч¬
ные выражения для физических масс и за¬
рядов, следовало бы считать, что «голые»
характеристики т0 и е0 принимают беско¬
нечные значения. Эту проблему можно обой¬
ти, если применить критерии, обычно
используемые при обсуждении основ кван¬
товой механики. Заметим для этого, что
в соотношения перенормировки входят ве¬
личины m0, е0, Zm и Ze, которые не мо¬
гут быть независимо измерены на опыте.
В отличие от стороннего заряда клас¬
сической электродинамики, который может
быть извлечен из среды и «обследован»
в пустоте, электрон не может быть
«освобожден» от взаимодействия с окру¬
жающим его полем.Таким образом, подобно тому как
при изучении дифракции электрона на
многощелевой решетке не имеет смысла
обсуждать, в какую именно из щелей
пролетел электрон, в данном случае нет
нужды огорчаться по поводу формаль¬
ного характера соотношений перенорми¬
ровки. С физической точки зрения суще¬
ственно лишь то, что в вычисляемых
величинах, которые после перенормировки
выражаются через тфи1 и ефиз, не остает¬
ся никаких сингулярных зависимостей.
Поэтому перенормированная теория воз¬
мущений квантовой теории поля приводит
к конечным и однозначным результатам,
которые с высокой точностью описы¬
вают данные опыта. Например, значение
аномального магнитного момента электро¬
на, вычисленное в КЭД, совпадает с экспе¬
риментально определенной величиной с от¬
6Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширковносительной точностью 10—10, что является
рекордом в физике.НЕПРЕРЫВНЫЕ ГРУППЫТеория групп оформилась в отдель¬
ную математическую дисциплину около ве¬
ка тому назад. Практическое применение
теории групп в физике обычно связано
с теми или иными свойствами симмет¬
рии физических систем, которые не изме¬
няют своих свойств при определенных
преобразованиях, таких как вращения,
трансляции и т. п. Совокупность преоб¬
разований образует группу, если эти преоб¬
разования удовлетворяют небольшому
числу довольно простых требований —
групповым аксиомам:1) результат двух последовательных
преобразований Та и Ть из группы G дол¬
жен совпадать с результатом некоторого
третьего преобразования Тс из той же
группы, то есть должно выполняться ра¬
венство Т.ТЬ=ТС;2) среди преобразований, образую¬
щих группу, должно содержаться тожде¬
ственное преобразование, обычно обозна¬
чаемое символом Е (единица группы),
такое что ТаЕ=ЕТа=Та;3) для каждого Та в группе G долж¬
но найтись обратное преобразование Т_а
такое, что ТаТ_а=Т_аТа=Е.Приведем несколько примеров. Рас¬
смотрим преобразования поворотов, пере¬
водящих правильную пятиконечную звезду
саму в себя. Утверждается, что пять
преобразований вращения вокруг геомет¬
рического центра звезды Т(0)=Е, Т(72),
Т{144), Т(—72), Т(—144) образуют группу
(здесь в скобках указан угол поворота
по часовой стрелке, выраженный в гра¬
дусах). Действительно, легко убедиться в
выполнении групповых аксиом:Т(72) Т(144)=Т(—144), Т(—72) Т(72)=Е
и т. д.'Такая совокупность преобразований дает
пример дискретной группы. Другим при¬
мером может служить совокупность преоб¬
разований смещения некоторой точки (на¬
пример, начала координат) вдоль прямой.
Эти преобразования могут быть изображе¬
ны символом Т(т), где величина сдвига
т пробегает непрерывное множество зна¬
чений в интервале от —оо до +оо. По¬
добные группы называются непрерывными.В физике используются как дискрет¬
ные группы, так и непрерывные. Так,
в кристаллографии важную роль играют
дискретные группы пространственных пре¬образований, подобных группе поворотов
звезды. В теории относительности и
квантовой теории поля центральную роль
играют группа Лоренца и группа Пуан¬
каре. Первая из них содержит преобра¬
зования поворотов трехмерного простран¬
ства и так называемых лоренцовых вра¬
щений, соответствующих переходу от по¬
коящейся системы отсчета к равномерно
движущейся в произвольном направлении.
Группа Пуанкаре состоит из преобразо¬
ваний группы Лоренца плюс преобразо¬
вания сдвигов по трем пространственным
координатам1'и времени.ГРУППА РЕНОРМИРОВОЧНЫХПРЕОБРАЗОВАНИЙ КВАНТОВОЙТЕОРИИ ПОЛЯМы видели, что перенормировка,
грубо говоря, сводится к вычитанию бес¬
конечности из бесконечности. Ясно, что
при такой процедуре нетрудно «ошибить¬
ся» на конечное число! Иными словами,
после устранения расходимостей в кван¬
товой теории поля сохраняется некото¬
рая неоднозначность. Эта неоднозначность
эквивалентна конечным преобразованиям
масс и зарядов, имеющим групповой ха¬
рактер. Например, совокупность конечных
мультипликативных преобразований заряда
вида е—*-e'=ze, (где z — конечное по¬
ложительное число)образует непрерывную
группу.Существование особой группы преоб¬
разований, связанной с операцией перенор¬
мировки в квантовой теории поля, было
впервые установлено в 1953 г. швейцар¬
скими учеными Е. Штюкельбергом и А. Пе-
терманом. В последующих работах 1954—
1955 гг. (М. Гелл-Манн и Ф. Лоу,Н. Н. Боголюбов и Д. В. Ширков) эти
преобразования, названные ренормгруп-
повыми, были сформулированы в явном
виде.Оказалось, что одновременное вы¬
полнение двух операций — изменения
масштаба в пространстве-времени в \/Траз
(x2=c2t2—г2 —► tx2) и специального вида
преобразования квадрата заряда (а—>-
—►а (t, а)) — не приводит к каким-либо
наблюдаемым следствиям. Это, в частно¬
сти, означает, что физические величины,
например вероятности процессов, должны
быть инвариантными относительно таких
преобразований. В дальнейшем мы будем
обозначать их символомТ|={х2 —x2t, a->-a(t, *)}•
Ренормгруппа? Это очень просто7Иными словами, для величины f(x2, а)
должно быть справедливо равенство:f(x2, a)=f(x2t, a(t, a)).Функция a(t, a) является цент¬
ральным объектом аппарата квантово¬
полевой ренормгруппы. Она называет¬
ся эффективным (или инвариантным)
зарядом и имеет довольно простой фи¬
зический смысл, на котором мы еще
подробно остановимся в дальнейшем.Нетрудно проверить, что преоб¬
разования Т, образуют группу при усло¬
вии, что функция эффективного заряда а
удовлетворяет закону композиции:a (+, а (т, a) )=a (tr, a).Лишь в этом случае выполняется груп¬
повое соотношение Т|Тт=Тн относительно
преобразования a —*- a (t, а). Соотношение,
описывающее закон композиции, представ¬
ляет собой функциональное уравнение для
функции а и является основой матема¬
тического аппарата ренормгруппы 'В кван¬
товой теории поля.РЕНОРМГРУППА В ТЕОРИИ ПЕРЕНОСАОставим на время теоретические глу¬
бины физики микромира и попытаемся
понять суть ренормгруппы преобразований
и закона композиции на примере более
простой физической ситуации.С этой целью обратимся к так на¬
зываемой плоской задаче переноса излу¬
чения. Представим себе, что правая по¬
ловина пространства, ограниченная верти¬
кальной плоскостью, заполнена однород¬
ным веществом, а слева от границы —
пустота. Пусть из пустоты на границу раз¬
дела падает заданный поток частиц
(фотонов, нейтронов и т. п.), характе¬
ризуемый их числом а. Проследим теперь
за частицами, движущимися слева направо
в глубь среды. Обозначим через а: и аг
число таких частиц на расстояниях соот¬
ветственно 1| и 1г=1| + Х от границы раз¬
дела с пустотой. В силу однородности
среды число частиц на расстоянии | от
границы с пустотой должно однозначно
определяться значением потока на границе
(а) и расстоянием до нее (I), т. е. опи¬
сываться некоторой функцией А (I, а).
Соответственно a*=A (ii, а) и а2=А(1г, а).
Однако величину аг можно представ'ить
и в другом виде. В самом деле, можно
вообразить, что на расстоянии 1=11 распо¬ложена граница раздела. Мы знаем поток
на этой воображаемой границе ai, знаем
и расстояние до нее X. (В этом рассуж¬
дении совершенно несущественно, что за
воображаемой границей есть на самом де¬
ле вещество.) Функция в2=А(Х, а<) высту¬
пает просто как число частиц на расстоя¬
нии X от того места, где их число равно
аь Комбинируя два разных определения
аг и используя представление для ai через
функцию А, получим функциональное урав¬
нениеA(l+X, а)=А(Х, А (I, а)).Картина переноса излучения из пустоты |сле*а|
а полупространстао, заполненное •ещестаом (пло¬
ска* задача переноса излучения).Заметим, что природа падающих час¬
тиц (нейтроны, фотоны) и свойства среды
(поглотитель, размножитель, нелинейный
рассеиватель и т. д.) в нашей постанов¬
ке задачи роли не играют. Решая задачу
переноса в обычном подходе с помощью
интегро-дифференциального кинетическо¬
го уравнения, мы в каждом таком конк¬
ретном случае получим явный вид функции
А(1, а) (хотя в большинстве случаев, по-ви¬
димому, решение будет найдено не точно, а
приближенно). Однако точное решение за¬
дачи всегда будет удовлетворять получен¬
ному функциональному уравнению, кото¬
рое, подобно закону композиции, также
имеет групповую природу. Очевидно, что
это связано с групповым характером преоб¬
разований перехода от произвольной точки
I внутри среды к другой точке 1 + Х:Т(Х)={1 —1+Х, а —► А(х, а,)}.Более того, с формальной точки зре¬
ния преобразования Т, и Т(Х) и функцио¬
нальные уравнения для а и А полностью
эквивалентны, поскольку переходят друг в
8Н. Н. Боголюбов, Д. В. Ширковдруга при отождествлении переменных и
функций:|=|nt, Х=1пт, а=а, A(lnt, a)=a(t, а).Оказывается, что подобные уравне¬
ния можно получить для широкого класса
разнообразных задач из механики, гидро¬
динамики, теории турбулентности плазмы,
теории критических явлений и других раз¬
делов физики. Мы видим, что ренормгруп-
повые преобразования из квантовой теории
поля являются лишь частным случаем
весьма общего класса преобразований,
характерных для многих областей физики.
По причинам, которые мы объясним ни¬
же, такие преобразования уместно назы¬
вать преобразованиями функционального
подобия или функциональной автомодель¬
ности.РЕНОРМГРУППОВЫЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯТ(= (x2-»-x2t, a-*-a(t, a)) — в «вантовой
теории поля,
Т(Х)= {1-Н + Л, а->-А(Я.,а)}— 9 теориипереноса.ФУНКЦИОНАЛЬНАЯАВТОМОДЕЛЬНОСТЬТермин «автомодельный» (или, иначе,
подобный сам себе) используется в зада¬
чах гидродинамики и газовой механики при¬
менительно к особого вида преобразова¬
ниям аргументов (координат х, времени t)
и функций, описывающих t физические
характеристики и определяемых уравне¬
ниями движения:X —►х'=|х,f(x, t)-vf'(x', t')=£bf(x, t).Эти преобразования, как видно, зависят
от одного параметра | и являются преоб¬
разованиями подобия степенного характе¬
ра, не нарушающими уравнений движе¬
ния.Практическое значение преобразова¬
ний такого вида заключается, например, в
том, что даже в отсутствие точных ре¬
шений они позволяют выполнить физи¬
ческое моделирование и с помощью умень¬
шенных моделей определить на опыте
существенные черты истинного решения,
например характер той или иной сингу¬
лярности.Для того чтобы установить соответ¬
ствие между этой, обычной, автомодель¬
ностью и вновь введенной функциональ¬
ной, следует обратиться к решениям вы¬писанных выше функциональных уравнений.
Их общие решения известны — они бы¬
ли получены в середине 50-х годов в рам¬
ках квантовополевой ренормгруппы. Эти
решения содержат произвольные функции,
и здесь мы их приводить не станем. Огра¬
ничимся лишь теми, которые линейны по
второму аргументу, т. е. решениями вида
a (t, a)=af(t). Подставляя такое выраже¬
ние в закон композиции для а, нетрудно
получить уравнение для новой функции
W): f(♦) f(x)=f (tx). Общее решение этого
уравнения является произвольной степенью
аргумента: f(t)=1*. Таким образом, в ли¬
нейном случае решение функционального
уравнения для а имеет вид a(t, a)=
=а1*, где к — произвольное число. Ис¬
пользуя это решение в преобразовании
а —*■ a(t, а) нетрудно убедиться, что и все
преобразование Т, принимает вид преобра¬
зования степенного подобия. Иными слова¬
ми, в частном, линейном, случае функцио¬
нальная автомодельность сводится к рас¬
смотренному выше закону подобия. Мож¬
но утверждать поэтому, что функциональ¬
ная автомодельность является функцио¬
нальным обобщением обычной автомо¬
дельности.СУЩНОСТЬ МЕТОДАРЕНОРМГРУППЫВооружившись основными понятиями
и представлениями ренормгруппового под¬
хода, мы может теперь обратиться не¬
посредственно к методу ренормгруппы.
Чтобы объяснить,* какие задачи решаются
этим методом, подчеркнем, что в теоре¬
тической физике, как правило, не удается
получать точные решения уравнений, опи¬
сывающих более или менее сложные мо¬
дели. Такие уравнения, особенно в кванто¬
вых задачах, обычно решают последова¬
тельными приближениями, разлагая иско¬
мое решение в ряд по подходящему
малому параметру. В квантовой теории
поля таким параметром является констан¬
та связи или ее квадрат — выражение
типа постоянной тонкой структуры а в
КЭД, определяющее интенсивность взаи¬
модействия квантовых полей. Приближен¬
ные решения представляют собой неболь¬
шое число последовательных членов ряда
теории возмущений и в некоторых случа¬
ях могут существенно отличаться от точ¬
ных решений. Такая ситуация обычно
возникает в тех случаях, когда решение
или его производная обращается в нуль
или бесконечность, точнее, когда в нем со¬
держится сингулярность.
Ренормгруппа? Это очень просто9Если взять задачи, которым присуще
свойство функциональной автомодельно¬
сти, то соответствующие точные решения
в общем случае, и в окрестностях син¬
гулярности в частности, должны удовлет¬
ворять полученным выше функциональным
уравнениям. Однако приближенные реше¬
ния теории возмущений, как правило,
этим свойством не обладают.Метод ренормгруппы решает задачу
«улучшения» решений теории возмущений.
Исходя из того или иного приближен¬
ного выражения, полученного по теории
возмущений и являющегося конечным по¬
линомом по константе связи, с помощью
метода ренормгруппы получают соответ¬
ствующее этому выражению «улучшенное»
решение. С одной стороны, это новое
ренормгрупповое решение удовлетворяет
условию функциональной автомодельно¬
сти — является точным решением соот¬
ветствующих функциональных уравнений.
С другой стороны, при разложении это¬
го решения в ряд по константе связи
полностью воспроизводится исходное при¬
ближение из теории возмущений, само по
себе не удовлетворявшее условию функ¬
циональной автомодельности.Техническим средством решения этой
задачи является использование групповых
дифференциальных уравнений, соответ¬
ствующих функциональным. Такие диффе¬
ренциальные уравнения можно получить,
полагая в уравнении а ((, а (т, а)) =
=a(tr, а) параметр т бесконечно близким к
единице, т. е. дифференцируя это уравне¬
ние по т в окрестности значения т=1.
Это оказывается возможным благодаря не¬
прерывной природе параметров ренорм-
групповых преобразований. Такие непре¬
рывные группы были изучены около сто¬
летия назад норвежским математиком
Софусом Ли и носят его имя. Соответ¬
ствующие дифференциальные уравнения
называют обычно уравнениями Ли.Метод ренормгруппы был предло¬
жен, технически разработан и эффектив¬
но применен к физическим задачам оп¬
ределения так называемых ультрафиоле¬
товых и инфракрасных асимптотик кван¬
товой теории поля в цикле работ авто¬
ров настоящей статьи в 1955 г. Су¬
щественный вклад в формулировку и при¬
менение ренормгруппы в КЭД был сделанА. А. Логуновым. Чтобы не загромождать
изложение громоздкими формулами и
сложными понятиями квантовой теории по¬
ля, мы проиллюстрируем эффективность
метода ренормгруппы на примере той же
задачи о переносе излучения.Известное положение теории групп
Ли гласит, что непрерывная группа может
быть полностью охарактеризована преоб¬
разованием, бесконечно близким к единич¬
ному (т. е. к тождественному). Примени¬
тельно к плоской задаче переноса излуче¬
ния это означает, что достаточно знать
поведение функции в окрестностях грани¬
цы с пустотой (на языке математики —
производную по I в точке 1=0). Рассмот¬
рим два конкретных случая.Пусть в среде происходит поглоще¬
ние частиц, пропорциональное их числу,
причем для 1с1 известно приближенное
решение из теории возмущений:Ат.(1, а) —а—val.Метод ренормгруппы, основанный на реше¬
нии уравнений Ли, в которые заложено
это приближение, дает тогда «улучшен¬
ное» решениеАРг(1. а) = a exp (—vl).Это выражение справедливо во всем полу¬
пространстве, заполненном средой, вплоть
до бесконечно больших значений I. Эффек¬
тивность ренормгруппового подхода выра¬
зилась в том, что (использовав информа¬
цию о поведении решения в малой ок¬
рестности границы раздела, мы получили
для него явное выражение на всем ин¬
тервале 0 ^1<Соо.Предположим теперь, что механизм
поглощения связан только с нелинейными
эффектами и коэффициент поглощения
пропорционален потоку частиц, достигаю¬
щих данного участка среды. Физически
это может означать, что в результате
соударения с частицей потока атом среды
переходит в некоторое возбужденное со¬
стояние, находясь в котором он способен
поглотить другую частицу потока в случае
повторного взаимодействия. Тогда в окре¬
стности границыАт.(1, а) =* а—Ра21,где теория возмущений дает нам значе¬
ния числа Р (т. е. коэффициента погло¬
щения ра). В этом случае метод ренорм¬
группы приводит к следующему решению:имеющему теперь вид суммы геометри¬
ческой прогрессии. Полученный резуль¬
тат, подобно предыдущему, справедлив
во всем полубесконечном объеме среды и,
в частности, описывает асимптотическое
поведение проникающего потока при
I —*-оо.
10Н. Н. Боголюбов, Д. В. ШирковСледует заметить, что эти формулы
в теории переноса излучения могут быть
получены и другими способами, например
путем решения кинетического уравнения.
Однако описанный здесь метод, исполь¬
зующий групповые дифференциальные
уравнения, оказывается самым простым.
Более того, в ряде важных случаев
он оказывается единственно возможным:
с его помощью удается получить резуль¬
таты, недостижимые каким-либо иным
путем.Именно так обстоит дело в наибо¬
лее популярных областях применения ме¬
тода ренормгруппы: квантовой теории по¬
ля и теории фазовых переходов. Здесь
этим методом изучают физические ситу¬
ации, которым отвечают те или иные
сингулярности решений уравнений с беско¬
нечным числом степеней свободы. В по¬
добных случаях обычный метод теории
возмущений, т. е. степенное разложение
решений по малому параметру, либо не
содержит сингулярности вообще, либо при¬
водит к сингулярностям, отличающимся
от сингулярности точного решения.Вспомним выражение для поглоще¬
ния частиц а среде с нелинейными эф¬
фектами. На больших расстояниях это вы¬
ражение убывает как 1/01. Но если вер¬
нуться к исходному выражению теории
возмущений или разложить Арг в степен¬
ной ряд по плотности числа частиц, то
мы получим в каждом отдельном порядке
растущие выражения вида I, I2 и т. д.
Видно, что теория возмущений искажает
асимптотическое поведение, т. е. характер
сингулярности решения.Подобным образом обстоит дело и
в КЭД. Например, при увеличении расстоя¬
ния некоторые решения квантовополевых
уравнений движения ведут себя пропор¬
ционально выражению (x2)v, где v=
=3а/4я, ах2 — квадрат четырехмерно¬
го расстояния. Эту особенность решения
(ее называют инфракрасной) можно пред¬
ставить в виде экспоненциальной функции
и разложить в степенной ряд по постоян¬
ной тонкой структуры а:(х2Г=ехр ln(x2)] ^1 + |^1п(х2)+Из этого разложения видно, что вместо
степенной особенности в отдельных членах
теории возмущений появляются лога¬
рифмические. 'Поэтому можно утверждать, что
эффективность метода ренормгруппы обус¬ловлена тем, что он восстанавливает ис¬
тинную, находящуюся в соответствии с
функциональной автомодельностью, струк¬
туру сингулярности решения, которая иска¬
жена в теории возмущений.«СЛАБОСТЬ» СИЛЬНЫХ ВЗАИМОДЕЙСТВИЙНаиболее важный результат кванто¬
вой теории поля, полученный с помощью
метода ренормгруппы,— это феномен
асимптотической свободы в теории сильных
взаимодействий. Для его объяснения
необходимо ввести понятие эффективного
заряда в квантовой теории поля. Нач¬
нем с классической аналогии.Пусть в поляризуемую среду, молеку¬
лы которой могут быть уподоблены «ган-
телькам» с разноименными электриче¬
скими зарядами на концах, внесен сторон¬
ний электрический заряд Q. Из-за притя¬
жения разноименных зарядов молекулы
среды повернутся таким образом, что сто¬
ронний заряд окажется частично заэкра¬
нированным. В результате потенциал вне¬
сенного заряда на расстоянии г от него
окажется равным не Q/r, как было бы по
закону Кулона в отсутствие среды, а неко¬
торому меньшему значению, которое мож¬
но представить в виде Q(r)/r, причем
Q(r)<Q. Величину Q(r) называют эффек¬
тивным зарядом на расстоянии г. При
уменьшении расстояния, т. е. при прибли¬
жении к стороннему заряду, величина
Q(r) возрастает и стремится к своему
«истинному» значению Q.В квантовой теории поля роль «по¬
ляризуемой среды» играет вакуум, т. е.
пространство между микрочастицами.
Квантово-полевой вакуум не есть физи¬
ческая пустота. Он заполнен вакуумными
флуктуациями — виртуальными частицами.
Его можно уподобить гладкой на первый
взгляд поверхности водоема, которая при
ближайшем рассмотрении оказывается по¬
дернутой хаотической мелкой рябью. Эта
«рябь»— так называемые нулевые колеба¬
ния — является хорошо известным свой¬
ством нижнего энергетического состояния
в квантовой механике. В КЭД нулевые
колебания состоят в основном из возни¬
кающих на короткое время виртуальных
электрон-позитронных пар, которые и вы¬
полняют роль электрических «гантелек».
Физическая картина экранировки сторон¬
него электрического заряда, т. е. «голого»
заряда частицы, оказывается качественно
эквивалентной классическому случаю. На
больших расстояниях наблюдается физи¬
ческий заряд, который меньше «голого»
Ренормгруппа? Это очень просто11за счет экранировки. Математически такая
ситуация описывается формулой вакуум¬
ной экранировки, подобной сумме геомет¬
рической прогрессии в теории переноса
излучения:Здесь вместо плотности частиц а стоит
постоянная тонкой структуры а, а роль
глубины I играет логарифм расстояния
г, выраженного в единицах комптоновской
длины электрона: !-*-1п(го/г), ro=1i/mc.Качественное поведение эффективного заряда кван¬
товой хромодинамнки а5 как функции расстояние г
при г<С10 см.Существенно, что числовой коэффициент
—2/Зя отрицателен, что и приводит к
росту эффективного заряда при убывании
г. Величина а связана, с эффективным за¬
рядом Q(r) соотношением а(г)=еО(г)/
/4лЬС. Формула вакуумной экранировки
была получена в КЭД различными мето¬
дами в первой половине 50-х годов.
Ввиду численной малости коэффициента
при логарифме в знаменателе она дол¬
гое время не имела какого-либо практи¬
ческого значения.Однако в последние годы положе¬
ние изменилось. В ходе экспериментов
по обнаружению промежуточных вектор¬
ных бозонов W •• и Z° удалось достичь
расстояний порядка 10—16 см. На таких
расстояниях эффективная постоянная тон¬
кой структуры возрастает примерно на 7 %
и оказывается равной а(10—16 см)^
—1/128. Этот результат можно получить
с помощью формулы вакуумной экрани¬
ровки, в которой наряду с эффектами
виртуальных электрон-позитронных пар
учитываются и вклады виртуальных процес¬
сов с другими заряженными частицами,
мюонами и кварками. Учет этих вкладов
изменит численный коэффициент при ло¬гарифме в знаменателе. Достигнутой сей¬
час экспериментальной точности еще не¬
достаточно, чтобы непосредственно заме¬
тить эффекты вакуумной экранировки
электрического заряда. Тем не менее не¬
давно показано (Д. Ю. Бардин, ОИЯИ,
Дубна), что точность экспериментов, кото¬
рые предполагается осуществить в бли¬
жайшие 2—3 года, окажется достаточной
для наблюдения таких эффектов.Аналогичные формулы, получаемые
с помощью ренормгруппы, справедливы
и в других квантовополевых моделях.
В начале 70-х годов в физике микро¬
частиц появилась новая квантовополевая
теория сильных взаимодействий -— кван¬
товая хромодинамика (КХД). По своей
общей структуре КХД близка к КЭД.
Она также содержит два типа квантовых
полей — поля частиц с полуцелым
спином (кварков) и поле частиц со спи¬
ном единица (глюонов), переносящих
взаимодействия между кварками. Интенсив¬
ность взаимодействия в КХД описывается
одной константой связи д, безразмерный
квадрат которой а,=д2/4л1\С является ана¬
логом постоянной тонкой структуры в КЭД.Эффективный заряд КХД а, вводит¬
ся на основе ренормгрупповых представ¬
лений, а его конкретное вычисление про¬
водится по описанной выше схеме, т. е.
по теории возмущений, улучшенной с по¬
мощью метода ренормгруппы. Такие вы¬
числения, выполненные в 1973 г. американ¬
скими теоретиками Д. Гроссом, Ф. Виль-
чеком и Д. Политцером, обнаружили за¬
мечательное свойство эффективного заря¬
да сильных взаимодействий а,(г). Он ока¬
зался возрастающей функцией расстояния!
Его поведение при малых г описывает¬
ся формулой:^ a-)=1+a,^/7); Р>0-Численное значение as, соответствующее
расстояниям порядка комптоновской длины
нуклона rN—10-14 см,оказалось величиной,
примерно равной 0,5. Численный коэффи¬
циент (5 близок к единице.Таким образом, при уменьшении рас¬
стояния г эффективный заряд а, также
уменьшается и в пределе г — 0 обращается
в нуль обратно пропорционально 1п(1/г).
Такое явление «самовыключения» взаимо¬
действия на малых расстояниях было назва¬
но асимптотической свободой.Доказанное теоретически, явление
асимптотической свободы позволило каче¬
ственно понять так называемую партонную
картину строения нуклонов на малых рас¬
12стояниях. Обнаруженная в экспериментах
конца 60-х годов, эта картина сводится к
тому, что на малых расстояниях порядка
10~ см и менее протон «выглядит»,
как рыхлая структура, содержащая массив¬
ные точечные составляющие, названные
партонами. (Сейчас мы знаем, что парто-
ны — это кварки и глюоны.) На больших
расстояниях партоны не проявляются, и
протон можно представить как протяжен¬
ный объект размером 10~13 см с непре¬
рывным распределением вещества.Именно эта картина следует из ре-
нормгрупповой формулы асимптотической
свободы. Она объясняет быстрое умень¬
шение эффективного заряда от значений
порядка единицы при г^Ю-13—10-14 см
до значений порядка 1/5 при г^Ю-15—
10—14 см. В свое время этот результат
явился решающим физическим соображе¬
нием в пользу квантовой хромодинамики,
как квантовополевой модели сильных взаи¬
модействий.Формула вакуумной экранировки в
квантовой электродинамике:й(г, о)= -—- .1— т- а1п(г0/г)ЭЛФормула асимптотической свободы
в квантовой хромодинамике:а’(Г' “‘)= 1+a,pln(rN/r) '1 /2, гм=*10-14см, где( — число различных сортов кварков, для
которых комптоновская длйна много
больше, чем /.ВЕЛИКОЕ ОБЪЕДИНЕНИЕ ВЗАИМО¬
ДЕЙСТВИЙАсимптотическая свобода послужила
отправной точкой и для другой смелой
гипотезы — Великого объединения взаимо¬
действий. Согласно этой гипотезе, при
сверхвысоких энергиях природа отличается
высокой степенью симметрии, когда прак¬
тически исчезает разница между различны¬
ми типами элементарных частиц. При таких
энергиях (или, что то же, на сверхмалых
расстояниях) частицы связаны единым взаи¬
модействием. При меньших энергиях сте¬
пень симметрии в организации материи
понижается, а единое взаимодействие «рас¬
падается» на три «ветви», которые про¬
являют разные свойства. Мы называем их
фундаментальными взаимодействиями —
сильным, электромагнитным и слабым.Н. Н. Боголюбов, Д. В. ШирковЕсли говорить более точно, то в осно¬
ве идеи Великого объединения лежат два
результата, полученных .методом ренорм-
группы:1) формула вакуумной экранировки
КЭД для возрастающего при г—►О эф¬
фективного заряда КЭД, надлежащим об¬
разом учитывающая эффекты поляризации
электромагнитного вакуума за счет вирту¬
ального рождения пар различных заряжен¬
ных частиц;2) формула асимптотической свободы
для убывающего при г—*-0 эффективногоВозможное качественное поведение эффективного
заряда квантовой хромодинамики а, и аффектив¬
ного заряда квантовой электродинамики а на рас¬
стояниях, много меньших 10 см. Наличие точки
пересечения жстраполированных кривых при г.~
~10 см послужило отправным моментом гипоте¬
зы Великого объединения.Модели Великого объединения исхо¬
дят из смелой экстраполяции этих резуль¬
татов от расстояний порядка 10-14—
10—16 см, доступных современному экс¬
перименту, до значительно меньших рас¬
стояний порядка 10-28—10-29 см. При пе¬
реходе к таким расстояниям в силу асимп¬
тотической свободы сильные взаимодейст¬
вия ослабевают настолько, что сравнива¬
ются по интенсивности со слегка «под¬
росшим» электромагнитным взаимодейст¬
вием. Приравнивая эффективные заряды
КЭД и КХД, мы и находим, что это может
произойти на пространственных масштабах
г.^10-29 см. Конечно, этот факт может
ничего и не означать: если идея Великого
объединения не соответствует реальности,
ренормгруппа? Это очень просто13то за формулами вакуумной экранировки
КЭД и асимптотической свободы КХД стоит
совершенно разная физика. Тогда эффек¬
тивные заряды КЭД и КХД случайным об¬
разом совпадут в некоторой точке г(, а при
еще меньших расстояниях снова будут раз¬
личаться.Гипотеза же Великого объединения
исходит из того, что такое совпадение
не случайно и что в области г<г( механиз¬
мы сильного и электромагнитного взаимо¬
действий (а также и слабого взаимодей¬
ствия, от которого мы отвлекаемся в целях
простоты изложения) существенно меня-Гипотетическая картина объединения трех азаммо-
дейстанй — сильного (с эффективным зарядом
й,|, электромагнитного (а) и слабого |<iw| — на
расстояниях i— 10—21 см и меньших.ются. Они теряют свою индивидуальность,
становясь лишь частью единого взаимо¬
действия с константой связи порядка 1/40.
Механизм объединения взаимодействий ос¬
нован на предположении о существова¬
нии сверхтяжелых частиц с массами т.,
определяемыми расстоянием г. по извест¬
ному квантовомеханическому соотноше¬
нию m,= ?i/cr> = 10H ГэВ/с2. Эти гипоте¬
тические частицы, лептокварки, дополняют
семейство известных векторных частиц —
фотонов, глюонов, W- и Z°-6030H0B,
переносящих взаимодействия. Если лепто¬
кварки существуют, то на расстояниях
г^% должны быть разрешены переходы
между кварками и лептонами, их взаимные
превращения. Появляется возможностьраспада протона на легкие частицы, на¬
пример распад р—>е++п°. При обычных
энергиях вероятность взаимных превраще¬
ний кварков и лептонов очень мала, так что
протон — практически стабильная частица.
Модели Великого объединения позволяют
оценить возможное время полураспада
для протона, которое оказывается поряд¬
ка 10jl—1032 лет. Наблюдение столь ред¬
ких событий лежит на пределе современ¬
ных экспериментальных возможностей.
Каких-либо убедительных свидетельств в
пользу существования таких распадов пока
нет. Возможно, модели Великого объеди¬
нения слишком примитивно трактуют в
принципе привлекательную идею единства
сил в природе.ЗАКЛЮЧЕНИЕМы попытались дать представление
о сущности одного из самых эффективных
методов современной теоретической физи¬
ки, и надеемся, что читатель, добравшийся
до конца, сможет теперь сказать о ре-
нормгруппе словами Пьера Безухова:
«Как это просто и ясно... Как я мог не
знать этого прежде». Ограниченный объем
не позволил остановиться на многочислен¬
ных физически важных применениях мето¬
да ренормгруппы в теории критических
явлений, теории турбулентности плазмы и
физике полимеров, упомянутых в начале
нашего рассказа. Полнота изложения физи¬
ческих результатов метода не входила в
наши планы. Основная цель статьи — снять
с него покров таинственности, для чего мы
и обратились к такой относительно простой
по формулировке физической задаче, как
перенос излучения.Тем не менее отметим, что в упомя¬
нутых выше трех разделах теоретической
физики, далеких как от физики микромира,
так и от проблем переноса излучения,
применяются ренормгрупповые методы,
основанные на групповых преобразованиях
рассмотренного типа. Используемый там
вычислительный аппарат непосредственно
заимствован из метода ренормгруппы в
квантовой теории поля, существенно опи¬
рается на процедуру и формулы, пред¬
ложенные нами в 1955 г.Замечательный факт общности теоре¬
тического описания далеких друг от
друга физических явлений демонстрирует
плодотворность использования математи¬
ческих абстракций в физике, их всеобъем¬
лющий характер, отражающий единство
природы и особенности процесса ее по¬
знания.
14 Биология«Природа», 1984, № 8Мембраны в эволюции живогоД. Н. ОстровскийПроблема становления и развития жизни на Земле всег-
да волновала широкий круг читателей самых разных специаль¬
ностей. И хота наука сегодна еще далека от понимания меха¬
низма «того процесса, пытливаа мысль ученьн стремитса
продвинуться в »том направлении. В предлагаемой статье дела-
етса попытка оценить роль клеточных мембран в молюции
живой материи. Понимая, что в возникновении живого
решающую роль сыграло становление генетического аппара¬
та, автор вместе с тем напоминает, что >тот »тап стал возмож¬
ным только после формирования первичной мембраной замк¬
нутого пространства — клетки, котораа и послужила колы¬
белью жизни.Апеллируя к данным сравнительной биохимии мембран,
автор разбивает молюцию клеточных мембран на два папа:
на первом »тапе происходило усложнение набора ферментов
и рецепторов мембран до уроена, свойственного ныне жи¬
вущим бактериам, на втором »тапе началось упрощение струк¬
туры и уменьшение числа функций мембран с одновремен¬
ным появлением специализированных внутриклеточных струк¬
тур и развитием кооперации между ними.Автор далее выдвигает предположение, что ключевую
роль в процессе возникновение специализированных мембран
и развитии многоклеточности сыграли эндогенные мембрано¬
активные соединенна, подобные антибиотику грамицидину S,
способные вызывать обособление отдельных компонентов мем¬
браны. Высказываетса гипотеза, что вещества такого типа синте-
зируютса бактериями для установления межклеточных кон¬
тактов в условиях истощенна питательных веществ вблизи
клетки и даже даетса название дла этих веществ — симбиотики.Пока еще рано судить, в какой мере подтвердатса вы¬
сказанные предположениа. Вместе с тем асно, что они позволяют
по-новому взглянуть на многие известные факты, что уже само
по себе оправдывает публикацию >той интересной статьи.Член-корреспондент АН СССР
В. Т. ИвановБиологические мембраны — тонкие
белково-липидные пленки толщиной около
70 А — покрывают все живые клетки и
многочисленные внутриклеточные орга-
неллы. Участвуя в важнейших биохимиче¬
ских процессах — от синтеза до распада
биополимеров, мембраны обеспечивают
также трансформацию энергии, передачу
веществ и сигналов от клетки к клетке.
Каково же значение этих биологических
структур в эволюции?Чтобы логически построить обсужде¬
ние роли мембран в эволюции живого
мира, нужно как минимум дать четкие
ответы на три вопроса.1. Что такое жизнь?2. Где возникло живое?3. Что хорошо и что плохо в органи¬
зации живого в эволюционном аспекте?Однозначных ответов на эти вечные
вопросы пока нет1. У нас живое ассоции¬1 Из очень обширной литературы на эту те¬
му мы даем лишь некоторые издания:
Кедров Б. М., Сереброаская К. Б.—
Ж. Всесоюэн. хим. об-ва им. Менделеева,
1980, т. 25, № 3, с. 252; Шноль С. Э.
Физико-химические факторы эволюции. М.,
1979; Маленков А. Г. Проблемы и перспек¬
тивы развития биофизики.— Природа, 1981,
№ 7, с. 78; Викрамасингхе Ч.— Курьер
Юнеско, 1982, № 6, с. 36; Дайсон Ф. Д.
Будущее воли и будущее судьбы.— Природа,
1982, № 8, с. 60; Эгами Ф. О возникнове¬
нии жизни в морской воде.— Природа, 1982,
№ 8, с. 95.
Мембраны в эволюции живого15Дмитрий Николаевич Островский, доктор биологических наук, заве¬
дующий лабораторией Института био!имии им. А. Н. Баха АН СССР.
Основные научные интересы связаны с изучением молекулярной ор¬
ганизации бактериальных мембран и механизма работы мембранных
ферментов. Автор книг (в соавторстве с Н. Ф. Гельман и М. А. Лу¬
кояновой): Дыхательный аппарат бактерий. М., 1966 {N. Y., 1967);
Мембраны и дыхательная цепь. М., 1972 (N. Y.— L., 1975).руется с клеточной формой существования
материи, а клетка — это нечто, ограничен¬
ное мембраной. Для мембранолога было
бы лестно сказать, что понятие живого за¬
дается ориентацией мембраны: то, что рас¬
положено снаружи от замкнутой мембра¬
ны — это среда, а то, что внутри — тело
живого. При этом невольно хочется думать,
что мембрана, разделяя среду и живое,
наделена и промежуточными свойствами
или, «по крайней мере», уникальной спо¬
собностью превращать живое в мертвое и
наоборот. Мы бы сказали: жизнь — это
процесс, многостадийный автокаталитиче-
ский процесс, который захватывает и клетку,
и среду и может затормозиться на опреде¬
ленных стадиях или остановиться полно¬
стью — замерзнуть с последующим во¬
зобновлением при нагреве.Чтобы не усложнять ситуацию, я буду
исходить из определения, что живое — это
клетка, в которой идет удвоение и экс¬
прессия генома, поэтому вирусы, сухие
клетки, эритроциты и т. п. отношу к нежи¬
вым. Понятие «жизнь», таким образом, не
исключает стадии перехода из живого со¬
стояния в неживое и обратно.Отвечая на вопрос о месте возникно¬
вения, просто примем на веру земное про¬
исхождение жизни в соответствии с гипо¬
тезой А. И. Опарина2, руководствуясь
принципом «а почему бы и нет?1»Скелеты вымерших животных, в свое
время бывших, очевидно, венцом творе¬
ния, затрудняют ответ на третий вопрос,
поэтому думается, что показателем прог¬
ресса эволюции является не доминирова¬
ние одной формы, а разнообразие форм
жизни.В развитии живого наибольший инте¬
рес представляют три этапа: возникнове¬
ние живого, т. е. клетки, появление эвка-риота (клетки с обособленным ядром и
другими органеллами) и появление много¬
клеточных существ. Некоторые соображе¬
ния о том, как вели себя мембраны в этих
критических точках естественной истории, и
излагаются автором данной статьи.МЕМБРАНА — КОЛЫБЕЛЬ ЖИЗНИЧем располагает сейчас наука о мем¬
бранах для размышлений на подобные те¬
мы? Главным образом — данными сравни¬
тельной биохимии мембран из разных ор¬
ганизмов. Напомню химический состав
мембран: 60 % веса некой усредненной
изолированной мембраны составляют бел¬
ки, 30 % — липиды, 10 % приходится на
углеводы, нуклеиновые кислоты, полиами¬
ны, неорганические ионы, хотя для некото¬
рых мембран содержание компонентов мо¬
жет отличаться от приведенных цифр в не¬
сколько раз. Мембрана в сыром виде со¬
держит 30 % прочно связанной (невымер¬
зающей) воды и неизвестное количество
мягко связанный соединений, теряющихся
при выделении мембраны из клетки.Хорошо разработана химия мембран¬
ных липидов, химия мембранных белков
сделала только первые шаги, а биофизи¬
ка мембран, создав с помощью методов
электронной микроскопии видимый образ
мембраны, ищет подходы к исследованию
взаимодействия и структурных превраще¬
ний ее компонентов.* В исследованиях по молекулярной ор¬
ганизации мембраны и для эволюционных
построений широко используются моде¬
ли — искусственные бислойные липидные
мембраны и замкнутые пузырьки из таких
бислоев — липосомы3. Палеонтологические
данные относительно мембран отсутству-2 Опарин А. И. Жизнь, ее природа, про¬
исхождение и развитие. М., 1960.3 Торчилин В. П. Липосомы в медицине.—
Природа, 1980, № 2, с. 26; Бергельсон Л. Д.
Моделирование мембран и мембранная инже¬
нерия.— Природа, 1981, № 11, с. 15.
16Д. Н. Островскийют, и об их далеком прошлом сейчас
можно лишь фантазировать.В принципе размножение ДНК, столь
важное для всего живого, может проис¬
ходить и вне клетки. Очевидно поэтому
возникновение концентрированных раство¬
ров органических веществ где-нибудь в пе¬
ресыхающей луже некоторые исследовате¬
ли считают достаточным условием для по¬
явления жизненных процессов. Я разделяю,
однако, мнение тех, кто считает, что роль
такой лужи, т. е. концентратора рассеян¬
ного органического вещества, сыграли са¬
мопроизвольно возникающие замкнутые
мелкие пузырьки, окруженные первичной
мембраной. Их соединение с нуклеиновы¬
ми кислотами, или, скорее всего, образо¬
вание нуклеиновых кислот внутри пузырь¬
ков и дало начало жизни. Думается,
что это событие — появление живого —
произошло на поверхности воды в при¬
брежной зоне. Именно здесь под влиянием
солнечной радиации и каталитического дей¬
ствия минералов наиболее активно шел
процесс преобразования органических сое¬
динений и превращения плавающих здесь
же первичных мембран ~в замкнутые пу;
зырьки.Что представляла собой первичная
мембрана — неизвестно. По-видимому, в
ней преобладали липиды с восстановлен¬
ными азотными и фосфоновыми группа¬
ми, создающими полярный конец молекул,
и гидрофобные пептиды. Оба класса сое¬
динений почти не* сохранились до наших
дней в составе мембран, а были заменены
на кислые и цвиттерионные (несущие одно¬
временно положительный и отрицатель¬
ный заряды) липиды и на.более полярные
белки. Однако гидрофобные пептиды (хотя
их доля среди мембранных белков состав¬
ляет лишь около 1 %) все еще играют
чрезвычайно важную роль в функциониро¬
вании мембран как центральная часть ме¬
ханизмов переноса веществ и трансфор¬
мации энергии.Итак, отвергая возможность сущест¬
вования доклеточных форм жизни, я пола¬
гаю, что клетка как пространство, окру¬
женное мембраной, способной к транс¬
формации энергии и катализу многих пре¬
вращений органических веществ, возникла
даже раньше живого, т. е. мембрана по¬
служила колыбелью, в которой жизнь поя¬
вилась.Обладая от природы избирательной
проницаемостью для различных веществ,
первичная мембрана, очевидно, очень ско¬
ро приобрела электрическое напряжение,
которое постепенно усилилось до порого¬вой величины (напряжение пробоя около0,25 В) благодаря деятельности в мембране
гидрофобных пигментов, улавливающих
энергию света. Можно думать, что отголос¬
ком тех далеких времен является обнару¬
женный недавно у солелюбивых архебакте-
рий (галобактерий) гидрофобный белок
бактериородопсин, который преобразует
энергию света в энергию трансмембран¬
ной разности электрохимических потенциа¬
лов.Разница потенциалов между средой и
плазмой клетки со временем стала одним
из важнейших факторов, регулирующих со¬
стояние компонентов мембраны, активный
перенос веществ через нее, стала формой
запасания и способом трансформации од¬
ной формы энергии в другую4.ОТ МНОЖЕСТВА ФУНКЦИЙ В ОД¬
НОЙ МЕМБРАНЕ К СОЮЗУ МЕМ¬
БРАН С РАЗЛИЧНЫМИ ФУНКЦИЯМИВозникнув путем самосборки липид¬
ных молекул 'и гидрофобных пептидов,
мембрана, эта древнейшая добиологиче-
ская структура, сохранила общий план
строения до наших дней, но*морфология
мембранных образований в клетках совре¬
менных организмов очень различна. Так,
весь мембранный аппарат клеток прока¬
риот представлен цитоплазматической
мембраной и впячиваниями (у бактерий
они называются мезосомами), а клетки эв-
кариот содержат ядро и полуавтономные
органеллы — митохондрии и хлоропла-
сты, покрытые двумя мембранами каждая.
Кстати, происхождение органелл*— вопрос
дискуссионный5: одни исследователи счита¬
ют их результатом эволюции специализи¬
рованных впячиваний; другие относят к по¬
томкам прокариотических клеток (симби¬
онтов или паразитов), когда-то проникших
в другие прокариоты или захваченные
ими; третьи объясняют появление эвкариот
как результат слияния бактериальных коло¬
ний.При сопоставлении про- и эвкариот
невольно обращаешь внимание на одно из
самых загадочных явлений биологии. Не¬
смотря на то что прокариоты господ¬
ствовали на Земле более миллиарда лет
и вместе с эвкариотами сосуществуют уже4 Сборка предбиологических и биологических
структур. М., 1982; Скулачев В. П. Рас¬
сказы о биоэнергетике. М., 1982.5 Маргелис Л. Роль симбиоза в эволюции
клетки. М., 1983; Doolittle W. F.— Trends
in biochem. Science, I960, v. 5, № 6, p. 146.
Мембраны в эволюции живого17свет1 3 |Гидрофобные пептиды
j, с [липидные молекулы
Y [Молекулы пигментовПервичная клетка — капелька жидкости, окружен¬
ная двуслойной мембраной, самопроизвольно обра¬
зовавшейся мз плавающие на поверхности воды ги¬
дрофобных липидов, пептидов и пигментов, послужи¬
ла, по-видимому, колыбелью, в которой возникла
жизнь.более двух миллиардов, а клетки самих
прокариот постоянно контактируют между
собой в почвенных колониях, ни сейчас,
ни прежде прокариоты не образовывали
настоящих многоклеточных организмов. Я
не встречал в научной литературе ответов
на эту загадку, свое же объяснение осно¬
вываю на том, что мембрана современных
прокариот устроена сложнее, чем у эука¬
риот, и вряд ли она была простой у древ¬
них безъядерных организмов. Чтобы воз¬
никли многоклеточные, были необходимы
контакты между клетками. Но, видимо,
мембрана древних прокариот была слиш¬
ком. сложной и поэтому слишком чувстви¬
тельной к нарушениям, которые неизбеж- '
но возникали бы при установлении таких
контактов. Следовательно, мембрана древ¬
них прокариот должна была бы претер¬
петь упрощение в процессе эволюции, что¬
бы появились многоклеточные организмы.Разнообразие мембран по химиче¬
скому составу так велико и, что самое
главное, адаптивные изменения, в особен¬
ности изменения липидов, так широки, что
трудно рассчитывать найти эволюционную
закономерность, просто выстроив химиче¬ский состав против систематического поло¬
жения организмов. Хотя, конечно же,
структура компонентов мембраны запрог¬
раммирована в генетическом материале, но
чуть другая температура роста или другая
среда и — ecel — АТФ остается той же,
рибосома остается неизменной, а мембра¬
на сильно меняется, В этой лабильности •—
особенность мембран, отражающая стрем¬
ление клетки адекватно реагировать на из¬
менения среды обитания путем модифи¬
кации пограничного района й позволившая
приспособить мембрану к выполнению
множества функций.Приведу несколько примеров, ил¬
люстрирующих своеобразие некоторых
мембран. В бактериальных мембранах
обычно нет стероидов и лецитина (пре¬
обладающих липидных компонентов мем¬
бран животных), хотя у нескольких видов
они все же обнаружены; нет полиненасы-
щенных жирных кислот, зато часто встре¬
чаются очень длинные с разветвленной
цепью жирные кислоты. В мембранах хло-
ропластов растений почти нет фосфолипи¬
дов (менее 15%), вместо них имеются
сульфо- и гликолипиды. Наконец, в мем¬
бранах парамеций, иглокожих и моллюс¬
ков в большом количестве найдены фос-
фоновые соединения, больше нигде не
встречающиеся.' На таком своеобразии мембран осно¬
ваны даже способы диагностики и лече-
18Д. Н. ОстроаскийВозможные пути возникновения закариотнческих ор¬
ганизмов. Эакариоты моглм появиться благодаря
апячиаанию внутрь клетки и обособлению части мем¬
браны (11; путем слияния группы прокариотических
клеток (111 или за счет проникновенна одной про¬
кариотической клетки в другую (III). Здесь и на сле¬
дующем рисунке: я — ядре, м -- митохондрия.ния некоторых болезней. Так, полиеновые
антибиотики избирательно поражают мем¬
браны, содержащие стероиды, и потому
применяются для борьбы с грибковыми
паразитами, но не эффективны против бак¬
териальных возбудителей. Пенициллины
блокируют мембранные ферменты бак¬
терий, катализирующие синтез клеточной
стенки; у грибковых возбудителей таких
ферментов нет.В известной мере наличие тех или
иных соединений в мембранах может
служить индикатором (признаком), помо¬
гающим определить или подтвердить систе¬
матическое положение, установить родст¬
венные связи, но не говорит о совершен¬
стве или примитивности организма. Скорее
всего, такие признаки характеризуют «мест¬
ные» потребности; бактерии не синтезиру¬
ют стероид или лецитин просто потому,
что он им не нужен.’ Существенно, очевидно, то, что при¬
обретение одного признака неизбежно при¬
водит к потере каких-то других качеств.Например теплокровность — большое
приобретение живых существ, так как тер-
мостатирование организма, как и химиче¬
ского реактора или физического прибора,
значительно повышает возможности управ¬
ления реактором, прибором и реакциями
в организме, но это требует колоссальных
энергетических затрат, а потому голод и
холод часто оказываются фатальными фак¬
торами для теплокровных. Даже на уровне
мембран прокариот адаптация к обитанию
в каком-то одном температурном интерва¬
ле приводит к невозможности жить в дру¬
гом: так океанские бактерии — психрофи-
лы — не, могут жить при температуре
25—30 °С — это для них слишком жарко,
а бактерии из кипящих источников (термо¬
филы) тоже не растут при 25 °С, но им
слишком холодно.Наконец, многие примитивные, с точ¬
ки зрения систематиков, организмы гораз¬
до легче переносят большие, по сравне¬
нию с высшими животными, дозы радиа¬
ции. Кстати, в радиорезистентности не по¬
следнюю роль играют и мембраны, так как
развитие цепных окислительных процессов
в липидах считается одним из важнейших
факторов лучевого поражения. И в связи
с этим сведения о том, как были устроены
мембраны первичных организмов, выжив¬
ших в условиях мощнейшей радиации, по¬
лучаемой от Солнца, сейчас нам очень
Мембраны а эволюции живого19Гипотетическая сима возникновения многоклеточ¬
ны! органнзмоа и янутриклеточныж органапл.
Начальная стадия »ти! процессов, по-аидимому, за¬
ключалась в фазовом обособлении ряда балков и
липидов и переноса их внутрь клетки |1|- При взаимо¬
действии образовавшейся таким образом первич¬
ной ядерной клетки ill) с другими прокариотами
могли возникнуть внутриклеточные органеллы (III)
и многоклеточные организмы |IV). Пунктирными
стрелками обозначены процессы, проходящие я не¬
сколько последояательных стадий.бы пригодились. Эти примеры я привел
для того, чтобы выразить свой восторг
перед совершенством организации мемб¬
ран в организмах, которых относят к самым
примитивным.Замечательно, что цитоплазматиче¬
ская мембрана бактерий по числу выпол¬
няемых ею функций (и разнообразию бел¬
ков) значительно превосходит любую мем¬
брану самого сложного эвкариота. Если
сложность положить в основу систематики,
то вершиной творения окажется какая-
нибудь туберкулезная палочка или гифо-
бактерия. Своей многофункциональностью
мембрана прокариота напоминает ремес¬
ленника средневековья, который умел де¬
лать все, а отдельная мембрана клетки че¬
ловека — это, скорее, узкоспециализиро¬
ванный рабочий с завода электронно-счет-
ных машин. Понятно, что сумма функций
всех мембран эвкариотической клетки,конечно, превышает возможности единст¬
венной мембраны бактерий. Более того,
мембраны клеточных органелл эвкариот,
разделяя клетки на отсеки, придают им
уникальное свойство, позволяющее одно¬
временно осуществлять даже несовмести¬
мые процессы.Хотя в многофункциональности бак¬
териальной мембраны есть свое преиму¬
щество — она открывает возможности ши¬
рокого кооперативного взаимодействия
различных ферментных систем (которое
мы мечтаем обнаружить и использовать),
но в некоторых случаях это свойство мем¬
бран, очевидно, мешабт: затрудняет меж-
мембранные взаимодействия и повышение
эффективности отдельных процессов.Многофункциональность ставит мем¬
брану бактерий в особое положение, ее по¬
вреждение грозит гибелью клетки. И хотя
современные бактерии имеют (пока не по¬
нятую исследователями) систему частич¬
ной репарации мембраны, получившей
травму, например, при замораживании,
древний эвкариот, очевидно, не мог пе¬
ренести нарушений мембраны, связанных
со взаимодействием клеток. По-видимому,
именно по этой причине среди прокариот
не возникли в древности и не возникают
сейчас настоящие многоклеточные формы.Природа решила проблему создания
эвкариота (в данном случае имеется в ви¬
20Д. Н. Островскийду специализация мембран) и проблему
кооперации между клетками одним хо¬
дом — путем переноса липидов и белков,
ответственных за выполнение ряда функ¬
ций, с внешней мембраны внутрь при по¬
мощи агентов, вызывающих фазовое раз¬
деление в мембране.Вероятно, древняя клетка использо¬
вала неравноценное деление, которое и
сейчас наблюдается у бактерий при форми¬
ровании эндоспор1'. В процессе образова¬
ния эндоспоры одна из сестринских клеток
оказывается окруженной двумя мембрана¬
ми внутри другой клетки. У современных
бактерий обволакивающая клетка со време¬
нем погибает, и спора, пережив неблаго¬
приятные условия, вновь прорастает в сре¬
де. Однако миллиарды лет назад, я думаю,
спора могла прорасти внутри небольшой,
но уже лишенной генома клетки и пре¬
вратиться в ядро, мембрана которого взя¬
ла на себя ряд функций. Это обстоятель¬
ство облегчило взаимодействие такой же
ядерной клетки с другими прокариотами,
приведшее к образованию внутриклеточ¬
ных органелл — митохондрий и хлоропла-
стов, оно же сделало возможным обра¬
зование многоклеточных форм.АНТИБИОТИКИ — СИМБИОТИКИЧем обусловлено неравноценное де¬
ление у современных бактерий и чем оно
могло быть вызвано при возникновении эв-
кариота? Случаи известного сейчас нерав¬
ноценного деления (образование эндо¬
споры, деление стебельковой бактерии на
подвижную и прикрепленную формы, об¬
разование мини-клеток или гетероцист у
цианобактерий) не дают ясного ответа, по¬
этому мы обращаем взор к модельным
системам, на которых иллюстрируется фа¬
зовое обособление.Это свойство мембраны просто пояс¬
няется на примере воздействия ионов каль¬
ция или положительно заряженного белка
на гомогенную смесь кислого и цвиттерион-
ного фосфолипидов. Взаимодействие этих
компонентов приводит к образованию ком¬
плексов преимущественно с кислым фос¬
фолипидом и выделению его в обособлен¬
ную фазу. Регистрировать такую фазу мож¬
но по сдвигу температуры точки плавления
системы. Примером естественно обособ¬
ленных крупных участков в бактериальной
мембране являются пурпурные тела, содер¬
жащие бактериородопсин в галобактериях.Дуда В. И.— Усп. микробиол., 1982, т. 17,
с. 87.В качестве агентов, способных вызывать раз¬
деление фаз с последующим неравноцен¬
ным делением, нам представляются так на¬
зываемые мембранотропные (обладающие
склонностью к связыванию с мембраной)
пептидные антибиотики. Например, грами¬
цидин S вызывает конденсацию кислых ли¬
пидов в мембранах некоторых бактерий и
диспергирование цвиттерионных липидов в
мембранах клеток животных. Особенно
большое количество этого антибиотика син¬
тезируется в клетках Bacillus brevis обычно
незадолго до образования спор. Оказалось,
что грамицидин S, взаимодействуя с мем¬
браной продуцента, вызывает нарушения в
работе мембранных ферментов — компо¬
нентов дыхательной цепи — и изменения
в наборе высокомолекулярных структурных
единиц клеточной поверхности. Синтези¬
руемый другим штаммом этой бактерии
грамицидин А может делать «дырки» в
мембранах, т. е. образовывать каналы, про¬
водящие ионы, и одновременно искажать
работу РНК-полимеразы продуцента. Сле¬
довательно, и тот, и другой антибиотики
являются как бы орудием убийства для
породившей их клетки. Однако сомнитель¬
но, чтобы эти и подобные им соединения
создавались клеткой для «самобичевания».
Думается, что главным назначением таких
ядовитых для самого продуцента веществ
является разделение мембраны на зоны
с различным набором белков и липидов,
способствующее неравноценному делению
и взаимодействию двух соседних мембран
в случае их физического контакта.Я убежден в том, что мембранотроп¬
ные антибиотики и сейчас играют роль аген¬
тов. помогающих налаживать клеточные
контакты в колониях бактерий и таким об¬
разом приводящих к усилению обмена ве¬
ществами между центром и краем колонии,
и что правильнее эти соединения называть
симбиотиками. Микробиологи давно уже
заметили, что при попытке взять пробу из
колонии В. brevis, выросшей на твердой пи¬
тательной среде, вся колония сдирается
целиком, как лепешка. Объясняется это, по-
видимому, довольно прочными связями
между клетками в колонии, несмотря на
то что каждая клетка обладает более
чем десятком жгутиков и потому может
быть очень подвижной.Как антибиотик, который в соответ¬
ствии с сутью излагаемой гипотезы пра¬
вильнее называть симбиотиком, может пре¬
одолеть клеточную стенку и пространство
между клетками для установления меж¬
клеточной связи? Два рода наблюдений
позволяют высказать соображения по этому
Мембраны в эволюции живого21поводу. Первое из них связано со следую¬
щим: один из мембранотропных антибио¬
тиков — роэеофунгин — образует длинные
выросты (до 10 мкм) на клетках продуци¬
рующего его организма — актиномицета,
правда, контактов между клетками за счет
таких выростов пока выявить не удалось.
В других наблюдениях тоже обнаружены
выросты — «протуберанцы», образуемые
бактериальными мембранами при действии
на бактерии мембранотропных антибиоти¬
ков грамицидина S и полимиксина. Образо¬
вание таких «протуберанцев», вероятно,
обусловлено перестройкой липидного ком¬
понента мембраны. Следовательно, симби-
отики, возможно, либо сами собираются в
протяженные структуры, либо заставляют
собираться в подобные структуры другие
компоненты клеточной оболочки.Рассматривая главным образом гид¬
рофобные мембранотропные соединения,
нельзя не коснуться возможной роли и
гидрофобных белковых веществ — бак-
териоцинов, которые также обладают срод¬
ством к мембранам бактерий, состоящих
в близком родстве с продуцентом. Бакте-
риоцины сейчас рассматриваются как остат¬
ки частиц фагов, синтез которых кодиру¬
ется специальной плазмидной ДНК, но
смысл сохранения этих остатков совершен¬
но неясен. Можно предположить, что в
природных условиях клетка использует бак-
териоцин для установления симбиотическо¬
го контакта с родственными клетками. Од¬
нако в условиях эксперимента бактериоци-
ны высвобождаются после разрушения
клеток продуцента, а реципиенты — клет¬
ки, способные сорбировать на себе эти бел¬
ки,— погибают.Еще более развитым и специфиче¬
ским аппаратом установления контактов
между бактериальными клетками являются
ворсинки — пили, построенные из гидро¬
фобного белка пилина, входящего в состав
клеточной мембраны и также кодируемо¬
го плазмидной ДНК. У видов бактерий,
не имеющих пилей, образование контакта
стимулируется, по-видимому, белковыми
феромонами, выделяемыми частью клеток
той же культуры. При контактах, связан¬
ных с образованием феромонов или пилей,
происходит перенос части ДНК из одной
клетки в другую.Если развиваемые в этой статье ги¬
потетические представления верны, то об¬
работка клеток соединениями, подобными
грамицидину S или другим мембранотроп-
ным антибиотикам, так же как и обработ¬
ка аналогами бактериоцинов — тенями или
фрагментами вирусов, должна способство¬вать установлению контактов между клет¬
ками, а это свойство может найти приме¬
нение в медицине. Для раковых клеток
такие контакты могут привести к их гибе¬
ли или нормализации развития. Грамици¬
дин S среди прочих назначений находит
применение в медицине как контрацеп¬
тивный агент, повреждающий мембрану
мужских половых клеток. Но можно ду¬
мать, что реально создание на его основе
препаратов прямо противоположного на¬
значения, т. е. способствующих слиянию
клеток и потому применимых для лечения
определенных форм бесплодия. Возможно
также создание препаратов для экспери¬
ментального конструирования гибридных
организмов — химер — из клеток двух
различных видов, в норме никогда не сое¬
диняющихся. Сейчас такие химеры уже по¬
лучают с помощью мембраноподобных
оболочек некоторых вирусов.Недавно было показано, что грами¬
цидин S действительно увеличивает число
контактов между клетками в суспензии
лимфоцитов человека'. Возможно, это на¬
блюдение, сделанное в Институте биоорга-
нической химии им. М. М. Шемякина
АН СССР, станет началом совершенно но¬
вого применения мембранотропных анти¬
биотиков.Итак, есть основания полагать, что
роль мембраны в ключевые моменты ис¬
тории живого — появления жизни, появле¬
ния эвкариот и многоклеточных организ¬
мов — была исключительно важной. Нужно
еще отметить, что доля мембран в общей
массе тканей животных особенно велика в
ткани мозга. Отчасти это объясняется вы-
тянутостью нервных клеток, увеличиваю¬
щей отношение их поверхности к объему,
но связано также и с большой ролью мем¬
бран в хранении и переработке информа¬
ции, поступающей в мозг по нервным во¬
локнам. Однако размышления об этой
стороне работы мембран отложим на бу¬
дущее. Останавливая на этом месте обсуж¬
дение роли мембран в эволюции и су¬
ществовании живого, автор надеется, что
мембраны послужат клетке и в грядущих
этапах эволюции, которая видится как еще
более тесная интеграция органического ми¬
ра на основе специализации и коопериро¬
вания и, конечно, на основе введения в
игру синтетических живых существ, чей об¬
раз уже зарождается в умах исследовате¬
лей.7 Демин В.В., М оскв и н-Т архановМ.И.,
Мартынов В. И., Мирошников А. И.—
Биоорг. химия, 1978, т. 4, № 12, с. 1678.
22 Астрофизика«Природа», 1984, № 8Рекордсмены магнитных полейВ. М. ЛмпуновВладимир Михайлович Липунов, кандидат физико-математических на¬
ук, ассистент кафедры астрофиэикифизического факультета Московско¬
го государственного университета им. М. В. Ломоносова. Занимается
исследованием физических процессов, происходящих в окрестностях
нейтронных звезд, вопросами эволюции звезд, процессами аккреции в
галактиках. В «Природе* опубликовал статью: Магнитосфера рентге¬
новских пульсаров (1980, N9 10).Если бы пришлось создавать энцикло¬
педию рекордов, то нейтронные звезды
вошли бы в нее как обладатели самых
мощных магнитных полей во вселенной. По
этому параметру они превзошли возможно¬
сти лучших физических лабораторий, в ко¬
торых пока получены поля, не большие
10 Гс. Нейтронным звездам уступают бе¬
лые карлики (10s Гс), с ними не могут со¬
перничать даже черные дыры звездных
масс, вблизи которых напряженность маг¬
нитного поля не превышает 1010 Гс.В современной литературе в качестве
характерной напряженности магнитного по¬
ля на поверхности нейтронных звезд обыч¬
но приводят величину 1012 Гс. Цифра вну¬
шительная; кубический сантиметр пустоты,
содержащей такое поле, весил бы на Земле
40 г! Невольно вспоминается «пустышка»
Рэдрика Шухарта, которую с трудом подни¬
мали два человека1. Но поля напряжен¬
ностью 1012 Гс для нейтронных звезд, по-
видимому, не рекорд. В последние годы
появились данные, свидетельствующие ®
пользу существования нейтронных звезд,
на поверхности которых магнитное поле в
сотни раз мощнее. В таких полях решаю¬1 Стругацкие А. и Б. Пикник на обочине.—
Аврора, 1972, N5 7, с. 29.щую роль начинают играть квантово-реля-
тивистские эффекты.Существование столь сильных полей
ставит целый ряд новых задач как для аст¬
рофизики, так и для физики.ПОЧЕМУ У НЕЙТРОННЫХ ЗВЕЗДДОЛЖНЫ БЫТЬ СИЛЬНЫЕ МАГНИТ¬
НЫЕ ПОЛЯ?Ответ звучит необычно: по той же
причине, по которой магнитные поля нейт¬
ронных звезд должны быть очень слабыми.Нейтронные звезды образуются в ре¬
зультате катастрофического сжатия (кол¬
лапса) обычных звезд, исчерпавших источ¬
ники термоядерной энергии. Звездное ве¬
щество представляет собой раскаленную
плазму с высокой электропроводностью.
В такой плазме силовые линии магнитного
поля «приклеены» к частицам, т. е. двига¬
ются вместе с плазмой (это называется
«вмороженностью» магнитного поля). При
сжатии звезды общее число силовых ли¬
ний, пронизывающих звезду (поток магнит¬
ного поля), сохраняется. Следовательно,
при сжатии увеличивается число силовых
линий, приходящееся на единицу площади
сечения звезды, т. е. растет напряженность
магнитного поля. Очевидно, напряженность
поля нарастает обратно пропорционально
Рекордсмены м<полей23квадрату радиуса звезды. В этом смысле
магнитное поле при сжатии увеличивается.Однако если мы будем измерять на¬
пряженность магнитного поля на некото¬
ром расстоянии от сжимающейся звезды,
то обнаружим уменьшение поля. Это легко
понять, если вспомнить, что напряжен¬
ность поля на некотором расстоянии от си¬
стемы токов прямо пропорциональна ее
магнитному дипольному моменту, который
в данном случае есть произведение магнит¬
ного потока, пронизывающего звезду, на ее
радиус. Следовательно, при сжатии с со-(для простоты вычислений примем его рав¬
ным 7 км). Очевидно, при таком сжатии
магнитное поле на поверхности усилится
в 10 млрд раз (попутно отметим, что ди-
польный момент уменьшится а 100 тыс. раз,
а квадрупольный — в 10 млрд раз). Так
как на поверхности Солнца средняя напря¬
женность поля равна -1 Гс, то для образо¬
вавшейся нейтронной звезды это поле
будет равно 10 Гс.Полученная оценка -— весьма прибли¬
женная, хотя бы уже потому, что из звезды
типа Солнца нейтронной звезды не «сдела-Нзменение магнитного поля при коллапса заезды.
Начальный радиус заезды R0, конечный — R. Попе
на поверхности звезды возрастает от величины Во до
величины G (нейтронная звезда). В некоторой проб¬
ной точке А, удаленной на расстояние RA, напря¬
женность поля, наоборот, падает от величины Вд к ве¬
личине Вд.хранением потока дипольный момент звез¬
ды уменьшается прямо пропорционально
ее радиусу. Итак, нейтронная звезда долж¬
на обладать очень малым магнитным ди-
польным моментом!Распространив приведенные рассуж¬
дения на более высокие мультипольные
моменты магнитного поля, мы легко по¬
лучим изящный результат: коллапс звезды
«очищает» ее магнитное поле; так как бо¬
лее высокие мультиполи звезды пропор¬
циональны более высоким степеням ее ра¬
диуса, при сжатии они исчезают еще быст¬
рее, чем дипольный момент. Коллапс звез¬
ды является как бы «чистилищем» для ее
магнитного поля. Это свойство коллапса
оправдывает традиционное предположениео чисто дипольном характере магнитного
поля нейтронных звезд.Но вернемся к магнитным полям у
поверхности. Используя условие «вморо-
женности», можно оценить величину маг¬
нитного поля нейтронных звезд. Сожмем
мысленно Солнце, радиус которого равен
700 тыс. км, до размера нейтронной звездыЗамедление скорости вращения радиопульсара
PSR 0833. Наблюдаются «сбои периода», один из ко¬
торых показан на рисунке. Сбои носят спорадический
характер и не могут скомпенсировать среднего
монотонного увеличения периода пульсара (по дан¬
ным П. Рейчли и Г. Даунса, 1969 г.).ешь» — нужны более массивные звезды.
И все-таки эта оценка дает правильное
представление о порядке величины маг¬
нитного поля.vМАГНИТНЫЕ ПОЛЯ РАДИОПУЛЬСА¬
РОВПервые данные о магнитных полях
нейтронных звезд были получены сразу по¬
сле открытия радиопульсаров в 1967 г. Им¬
пульсы радиоизлучения от пульсаров при¬
ходят на Землю строго периодически. Но
это верно лишь в первом приближении.
Замечательное свойство всех радиопульса¬
ров заключается в том, что промежутки
между временем прихода импульсов мед¬
ленно растут. Это свойство — ключевое
для разгадки природы их энерговыделе¬
ния.Довольно быстро астрофизики поня¬
ли, что пульсары представляют собой быст-
ровращающиеся нейтронные звезды. Маг¬
нитное поле такой звезды обеспечивает на¬
правленность излучения, а вращение приво¬
24В. М. Липуновдит к эффекту пульсаций. Таким образом,
промежуток времени между моментами
прихода импульсов есть не что иное, как
период вращения нейтронной звезды во¬
круг своей оси. А то, что импульсы с го¬
дами приходят все реже и реже, означает
замедление скорости вращения нейтрон¬
ной звезды. Так и должно быть, посколь¬
ку радиопульсар — это «машина», в кото¬
рой энергия вращения уносится излучени¬
ем, а «передаточным ремнем» является
магнитное поле нейтронной звезды.Представим себе гигантский вращаю-звезды. Конечно, пульсар не заменишь
обычным магнитом, даже очень большим.
Процессы, протекающие в магнитном поле
радиопульсара, значительно сложнее про¬
стого излучения магнитодипольных волн.
Однако большинство моделей радиопуль¬
саров дают энергетические потери, близ¬
кие к магнитодипольным.Сейчас найдено более 300 радиопуль¬
саров, и для большинства из них извест¬
ны изменения периода. Если мы зададим¬
ся некоторыми разумными значениями мо¬
мента инерции звезды (обычно 1045 г • см2)Возникновение магии то дипольного излучение. Маг¬
нит, вращающийся вокруг оси ш, не совпадающей
с его магнитной осью и., излучает злектромагнит-
ные волны на частоте вращения ш. В результате маг¬
нит будет тормозиться,, как если бы к нему был при¬
ложен тормозящий момент сил. Торможение пол¬
ностью определяется магнитным дипольным момен¬
том ц, частотой ш и углом 0.Распределение числа радиопульсаров по величиненнаается по замедлению радиопульсара с помощью
магнитодипольной формулы. Радиус нейтронной
звезды принимается равным 10 им. а момент
инерции — 1045 г- ем . (Распределение построено
по данным каталога Р. Манчестера и Дж. Тейлора,
1981 г.)щийся магнит, ось вращения которого не
совпадает с его магнитной осью. Из элект¬
родинамики известно, что такой магнит бу¬
дет излучать электромагнитные волны на
частоте вращения (магнитодипольное излу¬
чение). При этом уменьшение скорости
вращения полностью определяется магнит¬
ным дипольным моментом (точнее, его
проекцией на экватор вращения), часто¬
той вращения магнита и его моментом
инерции. Если мы знаем момент инерции
и скорость вращения магнита, то, измерив
замедление вращения, мы сможем опре¬
делить проекцию его дипольного магнит¬
ного момента на экватор.Этот метод был впервые применен
для оценки магнитного поля нейтроннойи ее радиуса (10 км), мы получим более
300 значений величины магнитного поля у
нейтронных звезд: от 10е до 1013 Гс, при¬
чем большинство радиопульсаров имеют
поля порядка 1012 Гс.Как видим, полученные результаты и
близки, и далеки от ожидаемых. Близки,
поскольку грубая оценка дает похожий по¬
рядок величины. А далеки, потому что не
так-то просто сжатием получить напряжен¬
ность магнитного поля около 1012 Гс, а тем
более 1013 Гс. Например, если имеется
звезда солнечных размеров, то необходи¬
мо предположить, что ее поле должно
составлять уже не 1, а 100 или 1000 Гс. Воз¬
можно, однако, что такое не подкреплен¬
ное наблюдениями предположение и не по¬тормозящий момент сил
Рекордсмены магнитных полей25надобится. Учитывая сильную зависимость
конечного поля сколлапсировавшей звезды
от ее радиуса, можно «списать» трудности
на этот счет. Вот если бы вдруг были об¬
наружены поля 10й—1015 Гс, тогда, дейст¬
вительно, пришлось бы «бить в колокола».Итак, данные по замедлению радио¬
пульсаров говорят о том, что характерная
величина их магнитного поля —1012 Гс. Этот
вывод оказался в прекрасном согласии с от¬
крытием западногерманских астрофизиков
под руководством И. Трюмпера (Институт
физики и астрофизики им. М. Планка).«СПЕКТРОСКОПИЯ» РЕНТГЕНОВСКИХПУЛЬСАРОВВ 1971 г. были открыты рентгенов¬
ские пульсары. Уже первые наблюдения
показали, что они принципиально отли¬
чаются от радиопульсаров: рентгеновские
пульсары не замедляются, а ускоряются!С чем связано столь разительное отличие
в их поведении? Чем вообще определяет¬
ся поведение нейтронной звезды? Оказа¬
лось, что радио- и рентгеновские пульсары
генетически связаны, все дело лишь в том,
что условия, в которых они находятся, со¬
вершенно различны: радиопульсары — это
одиночные нейтронные звезды, а рентге¬
новские пульсары — нейтронные звезды в
двойных системах.Рентгеновские пульсары светятся из-
за того, что на поверхность нейтронной
звезды падает (аккрецирует) вещество, за¬
хваченное их гравитационным полем. По¬
ставляет им это вещество обычная звезда —
второй компонент двойной системы. Веще¬
ство, стекающее с обычной звезды, участ¬
вует вместе с ней в орбитальном враще¬
нии и, следовательно, обладает вращатель¬
ным моментом относительно нейтронной
звезды. Прежде чем упасть на ее поверх¬
ность, вещество через магнитное поле от¬
дает свой момент нейтронной звезде, за¬
кручивая ее. Именно поэтому рентгенов¬
ские пульсары ускоряются.Вблизи нейтронной звезды вещество
«вмораживается» в силовые линии, стекая
на магнитные полюса. На магнитных полю¬
сах при ударе о твердую поверхность нейт¬
ронной звезды и возникает рентгеновское
излучение пульсара. Температура в этих
местах столь велика (ГО® К), что все атомы
полностью ионизованы, и, следовательно, *
жесткая часть спектра излучения пульсара
(более 10 кэВ) не должна содержать ни¬
каких линий.И все-таки линии в рентгеновском
спектре могут быть. На это впервые ука¬зали советские астрофизики Ю. Н. Гнедин
и Р. А. Сюняев в. начале 70-х годов2. Роль
атома в данном случае выполняет элект¬
рон, вращающийся вокруг линии магнит¬
ного поля. Как и в обычном атоме, у
электрона в магнитном поле имеются
дискретные уровни энергии (уровни Лан¬
дау), при переходах между которыми воз¬
можно излучение и поглощение квантов
определенной частоты, или энергии. Заме¬
чательно, что в не очень сильных полях
(менее 4 ■ 101’ Гс) эти уровни находятся
на равном расстоянии друг от друга, при-Слектр рентгеновского пульсара Геркулес Х-1, полу¬
ченный И. Трюмпером и др. Кружками показаны
экспериментальные точки. Сплошная линия наилуч¬
шим образом аппроксимирует наблюдательные дан¬
ные. В области 30—10 кэВ видна спектральная де¬
таль, которую группа Трюмпера интерпретирует
как циклотронную линию (показана цеетом).чем разность энергий между ними полно¬
стью определяется величиной магнитного
поля. Так, при напряженности поля 1012 Гс
излучаются кванты с энергией около 11 кэВ.
Эта энергия соответствует так называемой
циклотронной частоте. Поэтому спектраль¬2G n е d i n Yu. N., Sunyaev fc. A.— Astron.
and Astrophys., 1974, v. 36, p. 379.
26В. М. Липуновные линии, образующиеся в магнитном по¬
ле, называют циклотронными.В 1976 г. группа ученых из Института
физики и астрофизики им. М. Планка (ФРГ)
обнаружила с помощью рентгеновского де¬
тектора, поднятого на воздушном шаре,
циклотронную линию: в спектре рентгенов¬
ского пульсара Геркулес Х-1 в району 30—
50 кэВ они нашли спектральную деталь, по¬
хожую на линию3. К сожалению, до сих
пор не удалось точно установить, какая
это линия — излучения или поглощения. Ес¬
ли поглощения, то энергия линии — 30 кэВ,
если излучения — 50 кэВ. Но пока это и не
столь важно. Важно другое. Мы имеем
дело именно с циклотронной линией (а ни¬
каких более разумных предположений вы¬
сказано не было). Отсюда следует, что в
районе полюсов нейтронная звезда Герку¬
лес Х-1 имеет поле напряженностью (3—
5)- 1012 Гс. Эту оценку не может сильно
изменить небольшая неопределенность,
которая возникает из-за гравитационного
красного смещения; на поверхности нейт¬
ронных звезд оно достигает нескольких
десятков процентов.Поражает совпадение полученной ве¬
личины с характерной величиной, найден¬
ной из совершенно других соображений
для радиопульсаров.НОВЫЕ ВОПРОСЫКазалось бы, теперь в руках астро¬
номов имеется надежный метод — метод
«спектроскопического» измерения напря¬
женности магнитного поля. Осталось только
найти циклотронные линии у других рент¬
геновских пульсаров, и проблема решена.
Но в том-то и дело, что у большинства
рентгеновских пульсаров такие линии вооб¬
ще отсутствуют, а найденные следы линии
у еще двух-трех пульсаров находятся на
уровне шума. Напомним, что большинст¬
во рентгеновских пульсаров излучает в диа¬
пазоне от нескольких кэВ до нескольких де¬
сятков кэВ, с максимумом вблизи 10—
20 кэВ. В этот диапазон могли бы попасть
линии, соответствующие напряженности
магнитного поля от нескольких единиц на1011 Гс до (7—8) • 1012 Гс. Именно та¬
кие значения магнитных полей, полученные
по наблюдениям радиопульсаров, наиболее
«популярны» и у нейтронных звезд. Как же
объяснить отсутствие циклотронных линий
в спектрах большинства рентгеновских
пульсаров?3 Trumps г J. et al. Astrophys. J. Lett., 1978,v. 219, L. 105.Можно предположить, что либо усло¬
вия возникновения циклотронных линий
столь специфичны, что им удовлетворяет
лишь одна нейтронная звезда — Геркулес
Х-1, либо большинство рентгеновских пуль¬
саров имеют магнитные пОля, напряжен¬
ности которых значительно отличаются от
величины 1012 Гс, например 10'° Гс или
1014 Гс. Первое предположение полностью
исключить нельзя. Пожалуй, оно имеет
лишь одно слабое место: ведь пульсар Гер¬
кулес Х-1 ничем не выделен среди осталь¬
ных пульсаров. Второе объяснение также
весьма рискованно. Пусть, например, рент¬
геновские пульсары имеют небольшие поля
(1010 Гс). Тогда непонятно, почему среди
радиопульсаров так мало звезд с полем
1010 Гс. Имеется и другое, как мне ка¬
жется, «убийственное» для этой гипотезы
возражение. Дело в том, что большинство
рентгеновских пульсаров входит в состав
массивных двойных систем, время жизни
которых очень малое астрономической точ¬
ки зрения: 106—107 млн лет. Нейтронная
звезда, обладающая полем 10'° Гс, за это
время просто не успевает замедлить свое
вращение до периодов в сотни секунд
(а именно такие периоды характерны для
рентгеновских пульсаров).Кажется, что так же легко можно
«расправиться» и с предположением об
аномально сильных магнитных полях у рент¬
геновских пульсаров (10й Гс). Ведь такие
значения полностью противоречат наблю¬
дениям радиопульсаров — среди них нет
ни одного со столь гигантским полем.Но это возражение, как впервые заме¬
тил советский астрофизик Н. И. Шакура4,
совершенно необоснованно. Дело в том,
что мы и не должны видеть радиопуль¬
сары с такими большими полями. Время
жизни радиопульсара обратно пропорцио¬
нально скорости его замедления, т. е. об¬
ратно пропорционально квадрату, поля
пульсара. Например, радиопульсар с полем
1014 Гс «живет» в 10 тыс. раз меньше,
чем пульсар с полем 1012 Гс1 Вероят¬
ность увидеть такой пульсар среди извест¬
ных 300—400 радиопульсаров менее 3 %.
Таким образом, при наблюдении радио¬
пульсаров из их числа выпадают нейтрон¬
ные звезды с очень большими полями. В ас¬
трономии это называется эффектом селек¬
ции.Совершенно противоположная си¬
туация имеет место для рентгеновских
пульсаров.* Шакура Н. И.— Письма в АЖ, 1975, т. 1,с. 23.
Рекордсмены магнитных полей17МАГНИТНЫЕ ПОЛЯ РЕНТГЕНОВСКИХПУЛЬСАРОВСветимость рентгеновского пульсара
определяется количеством вещества, па¬
дающего на поверхность нейтронной звез¬
ды в единицу времени (т. е. темпом ак¬
креции), и никоим образом не зависит'
от скорости ее вращения. Важно только,
чтобы нейтронная звезда вращалась не
слишком быстро, иначе магнитное поле бу¬
дет препятствовать аккреции. Скорость за¬
медления вращения пропорциональна маг¬
нитному полю звезды, поэтому чем больше
поле звезды, тем больше вероятность за¬
стать ее на стадии рентгеновского пуль¬
сара. Следовательно, для рентгеновских
пульсаров характерна селекция совершен¬
но обратного свойства — среди них нейт¬
ронные звезды с большими полями долж¬
ны встречаться чаще!В настоящее время накоплен огром¬
ный наблюдательный материал о различных
характеристиках рентгеновских пульсаров:
их светимости, спектрах, массах, периодах,
изменениях периодов и т. д. Какую наблю¬
дательную величину лучше всего исполь¬
зовать для определения магнитного поля?
Наиболее чувствительными к магнитному
полю оказались период вращения рентге¬
новского пульсара, а также скорость изме¬
нения этого периода.Рентгеновские пульсары, в отличие от
радиопульсаров, могут как ускоряться, так
и замедляться. Магнитосфера рентгенов¬
ского пульсара устроена так, что со сто¬
роны аккрецирующего вещества одновре¬
менно приложены ускоряющие и замед¬
ляющие моменты сил5. По-видимому, во¬
круг большинства рентгеновских пульсаров
имеются аккреционные диски. Это связано
с тем, что, стекая с обычной звезды, ве¬
щество обладает настолько большим вра¬
щательным моментом, что не может упасть
на нейтронную звезду, а образует вокруг
нее аккреционный диск. Отдельные эле¬
менты вещества двигаются в диске по силь¬
но закрученной спирали, постепенно при¬
ближаясь к нейтронной звезде. Однако на
некотором расстоянии (около нескольких
тысяч километров) магнитное поле нейт¬
ронной звезды возрастает настолько, что
разрушает диск6. Вещество, проникая в маг-5 Lipunov V. М.— Astrophys. and Space Sci.,
1982, v. 82, p. 343.6 Липу нов В. M. Магнитосфера рентгенов¬
ских пульсаров.— Природа, 1980, N® 10, с. 52.время наблюденияИзменение периода типичного рентгеновского пуль¬
сар! Vela Х-1. Видно, что для него характерно
как уменьшение, таи и увеличение периода вращения.Модель магнитосферы рентгеновского пульсара. Ак¬
креционный диси сжимает магнитное поле пульсара
по маатору его вращения. Внутренняя граница диска
становится нестабильной относительно перестановоч¬
ной неустойчивости, и вещество проникает в глубь
магнитосферы, где «вмораживается» а магнитное по¬
ле и стекает по силовым линиям на магнитные
полюса звезды. Вне диска всегда имеется вещество
(оно захвачено из звездного ветра и обладает
малым вращательным моментом), которое замыкает
внешнюю магнитосферу. Внизу показана зависи¬
мость скорости вращения магнитосферы VM и веще¬
ства в диске VK от расстояния до нейтронной
звезды R. Вне радиуса коротации R, магнитосфера
вращается быстрее вещества и за счет конечной
магнитной вязкости тормозит нейтронную звезду;
ш и VM — угловая и линейная скорости вращения
магнитосферы, M — масса нейтронной звезды,
VK — линейнаа (иеплеровсиая) скорость вращения
вещества в аккреционном диске.швнешняя магнито- |
сферавнутренняя
граница дисна••.1
(размер 1000 нм) ‘ось вращения
нейтронной звездынейтроннаязвездааннреционныидиен
28В. М. ЛипуновАккреция вещества * двойной система с образова¬
нием диска вокруг нейтронной заезды. Внизу — за¬
висимость величины ускорения (Ру| и замедления
вращении |рэ) рентгеновского пульсара от его пара¬
метров — периода Р и светимости L (в единицах
1037 >рг/с|. Точки — наблюдательные данные для ря¬
да рентгеновски! пульсаров, полученные с борта
космически! аппаратов. Линин — теоретические
кривые для различных величин напряженности маг¬
нитного поля (указаны цифрами, а гаусса!) на поверх-
ности нейтронной звезды. Радиус нейтронной звезды
принимается равным 10 им. Запрещенная область
находится выше прямой, соответствующей макси¬
мально возможному ускорению нейтронной звез¬
ды. На нижнем графине жспериментальные точки
помечены стрелками, чтобы показать неопределен¬
ность в экспериментальных даниьн. Пунктирные
линии соответствуют выключенному состоянию пуль¬
сара, когда радиус диска становится больше радиуса
коротации (см. предыдущий рис.).Зависимость величины ускорения |Ру) и замедле¬
ния (Р,| рентгеновского пульсара для случая, когда
аккреционный диск не образуется. Обозначения те
же, что и на предыдущем рис. Т — период двой¬
ной системы в десятках дней. Теоретические линии
построены для случая, когда истечение звездного
ветре равно 10—* М0/г. Видно, что если аккрецион¬
ный диск не образуется, то значения магнитных по¬
лей несколько снижаются. Но даже в «той модели
имеются пульсары, у которьн напряженность маг¬
нитного поля достигает 10м Гс (например, GX 301-2).нитосферу нейтронной звезды, «подталки¬
вает» силовые линии .магнитного поля и,
следовательно, саму нейтронную звезду.
Именно с этим связано ускорение рентге¬
новских пульсаров. А замедление связано
с тем, что достаточно далеко от нейтрон¬
ной звезды силовые линии магнитного по¬
Рекордсмены магнитных полей29ля вращаются быстрее вещества и, следо¬
вательно, «зацепляясь» за него, тормозят
вращение нейтронной звезды.Точно рассчитать ускоряющие и за¬
медляющие моменты сил очень трудно.
Для этого нужно решать трехмерную маг¬
нитогидродинамическую задачу, что пока
не под силу даже самым быстродействую¬
щим ЭВМ. Однако качественно ясно, что
замедление вращения нейтронной звезды
должно сильнейшим образом зависеть от
величины ее магнитного поля, точнее, от
ее магнитного дипольного момента. Это
свойство присутствует в приближенной ана¬
литической теории, построенной автором7,
и именно оно,,позволяет оценить магнит¬
ное поле рентгеновского пульсара. Прежде
всего нужно было проверить эту теорию
для пульсара Геркулес Х-1, у которого на¬
пряженность магнитного поля известна.
Правда, для этого необходимо было задать
радиус нейтронной звезды. Для Геркулеса
Х-1, по данным изменения периода, маг¬
нитный дипольный момент равен (3—
5) • 1029 Гс • см3. Чтобы привести это значе¬
ние в согласие с данными группы Трюмпера
(т. е. с величиной магнитного поля (3—
5) ■ 1012 Гс), необходимо предположить, что
радиус нейтронной звезды Геркулес Х-1
равен 6—7 км; это не противоречит тео¬
ретическим расчетам строения нейтроннь^с
звезд. Таким образом, аналитическая мо¬
дель «крутящих моментов» дает правиль¬
ный результат для Геркулеса Х-1. А как
обстоят дела с другими пульсарами?Нужно подчеркнуть, что большинство
рентгеновских пульсаров имеет большие
периоды, более 100 с. Так вот, для них
при радиусе звезды 10 км получается оцен¬
ка магнитного поля около нескольких еди¬
ниц на 1014 Гс. Это так называемые сверх-
критические поля. При таком поле энер¬
гия электрона, вращающегося вокруг сило¬
вой линии, значительно превышает его
энергию покоя 511 кэВ, поэтому движе¬
ние электрона описывается уже не просто
квантовой, а квантово-релятивистской тео¬
рией8. На возможность существования та¬
ких полей у нейтронных звезд впервые
указал в 1975 г. Н. И. Шакура. Но тогда
эта идея была встречена астрофизиками7 Липунов В. М.— Астрон. ж., 1982, т. 60,
с. 888.8 Квантово-релятивистские эффекты в стольсильных полях исследуются в МГУ под руко¬водством И. М. Тернова. Подробнее об этомсм: Т ернов И.М.,Халилов В. Р. Электро¬ны в сверхсильном магнитном поле.— Приро¬да, 1983, № 5, с. 90.«в штыки». И на это были свои объектив¬
ные и субъективные причины.ПРОБЛЕМЫ И ПЕРСПЕКТИВЫКонечно, не существуют фундамен¬
тальные физические законы, запрещающие
нейтронной звезде иметь поле напряжен¬
ностью 10й Гс. Бытует, правда, заблуж¬
дение, будто такие поля не могут суще¬
ствовать долго, поскольку в них должно
идти интенсивное рождение частиц, подоб¬
но тому как это происходит в электри¬
ческом поле с напряженностью больше
4- 1013 ед. CGSE. Но это совершенно не¬
верно. Само по себе магнитное поле не
рождает частицы, поскольку оно не спо¬
собно совершать работу.Однако отсутствие запрещающих
фундаментальных законов — еще не дока¬
зательство существования таких полей.
Имеется ряд объективных трудностей. Глав-
ная из них — проблема генерации магнит¬
ных полей. Если просто сжимать звезду
типа Солнца с нормальным, уже «вморо¬
женным полем, то никогда не удастся по¬
лучить магнитное поле величиной 1014 Гс.
Что можно ответить на такое возражение?
Те же оценки (см. начало статьи) показы¬
вают, что не так-то просто получить и поля
гораздо меньшей величины, около 1012 Гс,
а уж существование таких полей у нейт¬
ронных звезд доказано наблюдениями. Так
что новых проблем не возникало, просто
старая проблема (хотя ее молчаливо обхо¬
дили) резко обострилась. Чтобы решить ее,
нужно либо предположить существование
внутри звезд магнитных полей, напряжен¬
ность которых в сотни и тысячи раз больше
тех, которые мы регистрируем на поверх¬
ности; либо магнитные поля дополнитель¬
но генерируются при коллапсе (или после
него) в нейтронной звезде.Казалось бы, нет никаких «либо-ли-
бо» — чего мудрить. Ведь астрономам
давно известны так называемые Ар-звезды,
у которых напряженность магнитного поля
равна нескольким десяткам тысяч гаусс.
При сжатии такой звезды в нейтронную
звезду легко получить поле напряженно¬
стью 10й Гс1 Астрономам также известны
белые карлики с полем около 108 Гс, ко¬
торые при сжатии в нейтронную звезду да¬
дут напряженность поля не меньше.Но дело в том, что рентгеновские
пульсары, у которых найдены сверхкрити-
ческие поля, входят в состав массивных
двойных систем. Другими словами, их спут¬
никами являются массивные О—В-звезды
(с массами более 15—20 Mg). Так вот, совре¬
30В. М. Липуновменная теория эволюции двойных звезд
отвергает возможность существования в
массивных системах таких маломассивных
звезд, как Ар-звезды или белые карлики.
Но о магнитных полях внутри О—В-эвезд
ничего не известно.Вообще, генерация магнитного по¬
ля — это целая проблема даже для обыч¬
ных звезд. Для нейтронных звезд проблема
еще менее разработана, и пока нет надеж¬
ных результатов.Мне кажется, субъективные причины,
по которым многим астрофизикам не очень
нравится идея сверхкритических полей, чи¬
сто психологического характера. До сих пор
все работы по расчету спектров излуче¬
ния плазмы в магнитном поле проводи¬
лись лишь для докритических полей. С&ерх-
критическое поле значительно усложняет
задачу, возникают «новая» физика и новые
проблемы.Зато сверхкритическое поле позволя¬
ет объяснить отсутствие циклотронных ли¬
ний в спектрах большинства рентгенов¬ских пульсаров. При поле 10й Гс эти линии
«уходят» в область энергий, больших0,1 МэВ, где пульсар почти ничего не излу¬
чает.Имеются и другие «за» и «против».Кратко характеризуя ситуацию, сло¬
жившуюся сейчас в той области астрофи¬
зики, которая занимается изучением маг¬
нитных полей нейтронных звезд, можно
сказать так: несомненно, существуют нейт¬
ронные звезды, обладающие полями1012 Гс, и уже это — рекорд. Появились
очень веские аргументы в пользу того,
что существуют нейтронные звезды со
сверхкритическими полями, вплоть до
10 Гс, а возможно, и больше. Как это
доказать? Единственный путь — исследо¬
вать особенности поведения плазмы и ее
излучения а столь сильных полях и найти
эти особенности у наблюдаемых нейтрон¬
ных звезд. Если это удастся сделать, мы
обязаны будем взглянуть на проблему эво¬
люции и генерации магнитных полей в аст¬
рофизике совершенно по-новому.VяАстрофизика«Спиральность» нейтрино
и магнитные поля
нейтронных звездИзвестно, что образова¬
ние нейтронных звезд (коллапс)
сопровождается огромным, до
105 эрг, выделением энергии.
Астрофизиков давно волнует
вопрос, насколько симметрично
выбрасывается вся энергия. Ведь
достаточно небольшой анизо¬
тропии, и образующаяся нейт¬
ронная звезда может получить
огромный импульс отдачи. На¬
пример, если в одну сторону
излучится на 0,01 % больше
энергии, чем в другую, нейтрон¬
ная звезда приобретет скорость
в несколько сотен километров
в секунду. Интересно, что имен¬
но такая скорость движения
наблюдается у некоторых ра¬
диопульсаров.Оригинальный механизм,
приводящий к анизотропии,
предложен Н. Н. Чугаем (Астро¬
номический совет АН СССР).Как показывают расчеты, почти
всю энергию, излучаемую в про¬
цессе коллапса, уносят нейтри¬
но, образующиеся при слиянии
протонов и электронов и при
захвате позитронов свободными
нейтронами:Р + е“^ n+v,
п + е+->- р-|- v.В условиях коллапса спин-
орбитальной связью можно пре¬
небречь, поэтому полный спин
частиц, вступающих в реакцию,
должен быть равен спину обра¬
зующихся частиц. Предполо¬
жим, реакции проходят в маг¬
нитном поле столь сильном, что
спины всех электронов и по¬
зитронов параллельны направ¬
лению этого поля. Предположим
также, что протоны и нейтроны
не поляризованы (это условие
выполняется, поскольку магнит¬
ный момент нуклонов значи¬
тельно меньше, чем у электро¬
нов).Тогда при всевозможных
направлениях спина нуклонов
до и после реакции спины
образующихся нейтрино в боль¬
шинстве случаев ориентированы
по полю (у антинейтрино — про¬тив поля). Но нейтрино «спи¬
ральны»: их спин всегда направ¬
лен по направлению движения
(у антинейтрино — наоборот).
Это означает, что ббльшая часть
нейтрино и антинейтрино выле¬
тает по направлению поля.
По закону сохранения импульса,
звезда должна получить силь¬
нейший импульс отдачи. В реаль¬
ных условиях только часть
электронов и позитронов пол¬
ностью поляризованы.По оценкам Чугая, ско¬
рость, приобретаемая нейтрон¬
ной звездой, равнаv=30(B/10M Гс) (M/Mg)-■ (R/106 см)-1 км/с,где В -— напряженность магнит¬
ного поля, М и R — масса
и радиус нейтронной звезды.Таким образом, чтобы
объяснить наблюдаемые ско¬
рости радиопульсаров (100
км/с), нужно предположить су¬
ществование магнитных полей,
примерно разных 3- 10м Гс.Письме в АЖ, 1984, т. 10, № 3,
с. 210—2)3.
Г оология«Природа», 1984, N9 8 31Забытый камень литографииВ. Н. Голубов, Р. Г. БергВалерий Николаевич Голубов, старший инженер-геолог Производст¬
венного комбината Художественного фонда СССР. Изучает геологию
месторождений природных пигментов, на основе которых готовятся
художественные краски, а также других природных материалов, ис¬
пользуемых в творчестве художников. В «Природе» опубликовал
(в соавторстве с Л. П. Галдобиной) статью: Краски Дионисия и древ¬
ний ледник (1904, № 1).Рейнгольд Генрихович Берг, художник-график, член Союза худож¬
ников СССР. Занимается вопросами развития современной литогра¬
фии.ОСОБЫЙ ВИД ИЗОБРАЗИТЕЛЬНОГОИСКУССТВАЛитография — техника печатания со
шлифованного известняка — была изобре¬
тена Алоизием Зенефельдером (1771 —
1834) около 1796 г. Изобретатель искал
дешевый способ размножения партитур
музыкальных произведений и случайно
наткнулся на возможность использования
известняков для гравирования и печатания
нот. Зенефельдер воспользовался способ¬
ностью кальцита (СаСОз), из которого
состоят известняки, хорошо растворяться
в кислотах.Рисование на камне и получение с
него литографского оттиска основано наизбирательном смачивании элементов
изображения (рисунка, шрифта) печатной
краской, а пробельных элементов — водой1.
Поэтому в литографском печатании необ¬
ходимы двоякого рода материалы: одни —
притягивающие краску к тем частям, где
она нужна, т. е. к печатаемому рисунку,
и другие — отталкивающие ее от всех
остальных частей. Отделение печатающей
и непечатающей поверхностей осущест¬
вляется действием на известняк кислот и
других химикатов. После длительных опы¬1 Подробнее об этом см.: Суворов П. И.
Искусство литографии. Практическое руковод¬
ство для художников. М., 1964.
32В. Н. Голубов, Р. Г. Бергтов Зенефельдер настолько усовершенст¬
вовал свое изобретение, что, сравнивая
изданный им в 1818 г. учебник по лито¬
графии со всеми дальнейшими трудами
по этой части, И. И. Леман пришел к
выводу, что продолжателями Зенефельде¬
ра внесено мало новшеств по сравне¬
нию с результатами, достигнутыми самим
изобретателем литографского искусства2.Литография появилась именно в тот
момент, когда' старые способы печати,
очень медленные, сложные и дорогие,
перестали отвечать требованиям зарож¬
дающейся массовой печати. Благодаря воз¬
можности получать с одной печатной фор¬
мы до нескольких десятков тысяч от¬
тисков, литография использовалась в мас¬
совой репродукционной печати около
150 лет, пока не уступила место более
производительным методам печати с цин¬
ковых пластин — цинкографии.Наряду с репродукционной литогра¬
фией, где оригинал копируется на камень
мастером-литографом, существует автоли¬
тография — особый вид графического
изобразительного искусства, где изображе¬
ние на камень наносит художник-автор.
Изображение наносится жирным каранда¬
шом или жирной тушью и затем обра¬
батывается кислотами. С помощью кожа¬
ного валика на камень накатывается крас¬
ка, чистое поле рисунка, защищенное
химической обработкой и смоченное к
тому же водой, не принимает краски —
она пристает только к штрихам рисунка.
После этого рисунок под прессом пере-
тискивается на бумагу. Полученное таким
путем изображение называется литограф¬
ским оттиском.Преимущество автолитографии перед
другими видами графического искусства
заключается в богатстве и разнообразии
изобразительных возможностей, живом и
непосредственном рисовании на камне,
обаянии подлинности художественного
произведения, выполненного самим худож-
ником-автором.Автолитографией занимались многие
русские художники. Известны иллюстрацииВ. Е. Маковского к произведениям Н. В. Го¬
голя, «Этюды с натуры пером на камне»
И. И. Шишкина, иллюстрации и отдельные
станковые литографии С. В. Иванова,
И. Е. Репина, Апполинария и Виктора
Васнецовых, И. И. Левитана и других.2 Лемам И. И. Гравюра и литография.
Очерки истории и тежники. СПб. кружок люби¬
телей русски* изящных изданий. СПб, 1913,
с. 205—206.В советской графике литография за¬
няла прочное место. Созданы страстные
по своим изобразительным средствам и си¬
ле воздействия плакаты: «Ты записался
добровольцем?» и «Помоги!» Д. С. Моора
(1920—1921) и «Родина-мать зовет»
И. М. Тоидэе (1941). Ряд графиков, масте¬
ров литографии, дали замечательные ил¬
люстрации к произведениям русской и ми¬
ровой классической литературы и к произ¬
ведениям советских писателей. В технике
автолитографии выполнены иллюстрации
Е. А. Кибрика к «Тарасу Бульбе» Н. В. Гоголя,
«Кола Брюньону» Р. Роллана, «Тилю Улен¬
шпигелю» Ш. де Костера и другим произ¬
ведениям.Современные художники до сих пор
используют всякую возможность работать
на резко сокращающихся запасах лито¬
графских камней, оставшихся в наследство
от полиграфистов и сосредоточенных в еди¬
ничных мастерских и студиях графиков.
Из-за острого дефицита в литографском
камне многие художники смогли прикос¬
нуться к литографии только в стенах ху¬
дожественных учебных заведений. Отсут¬
ствие притока литографского камня стало
большим препятствием дальнейшему раз¬
витию целого вида изобразительного ис¬
кусства.Заменить литографский камень ме¬
таллом, как многие предлагают, ссылаясь
на полиграфистов,— не выход. В работе
на металле художник не получает твор¬
ческого удовлетворения: нет той мягкости
скольжения карандаша, нет той зернисто¬
сти, присущей поверхности шлифованного
камня и напоминающей бумагу, нет того
не передаваемого словами «тепла», кото¬
рое испытывает художник при работе на
природном материале.ЭТАЛОН ЛИТОГРАФСКОГО КАМНЯСреди художников-графиков — един¬
ственных современных потребителей лито¬
графского камня — бытует мнение, что
качественного камня для автолитографии
у нас в стране нет. Ставится даже во¬
прос о закупке его за рубежом.В начале 1980 г. к одному из авто¬
ров статьи, Голубову, в Художественном
фонде СССР обратились с просьбой вы¬
яснить возможности получения отечествен¬
ных литографских камней.В результате архивных изысканий и
поездок на месторождения выяснилось,
что с той поры, как полиграфисты отка¬
зались от литографского камня, геологи
страны не занимаются его изучением и
Забытый камень литографииззАвтолитография П. Пикассо «Голубы. Преимущест¬
во автолитографии перед другими видами графи¬
ческого искусства состоит в богатстве изобрази¬
тельны! возможностей, обаянии подлинности худо¬
жественного произведения, выполненного самим
автором. К сожалению, современная печать не мо¬
жет передать в иллюстрации свежести авторского
штриха и линии.поисками. Из-за отсутствия заявок от по¬
требителя это полезное ископаемое прак¬
тически забыто геологами. В настоящее
время искажен даже термин «литограф¬
ский камень»: так стали называть из¬
вестняки, использующиеся как сырье для
получения контейнеров, необходимых для
синтеза сверхтвердых материалов — алма¬
за и баразона3.В 60-е годы в связи с развитием
этого направления техники при поисках
сырья опробовались уже известные место¬
рождения литографского камня. Но в дан¬Калашников Я. А. Проблема синтеза ал¬
мазов.— Природа, 1980, № 5, с. 36.ном случае на первое место выдвигалась
пористость горной породы, т. е. наличие
пор, по которым возможно движение
жидкостей и газов. Сам литографский из¬
вестняк, в первоначальном смысле термина,
не подошел из-за своей весьма плотной
структуры. Зато оказались пригодными из¬
вестняки других пластов, стратиграфически
близких к пластам литографского камня.
К сожалению, на эти более пористые и
менее плотные разновидности известняков
распространился термин «литографский ка¬
мень». А вновь открытые карьеры по их
добыче стали называть «карьерами лито¬
графского камня». Отбирая образцы камня
из этих карьеров без контроля специа-
листов-геологов, художники пришли к мне¬
нию об отсутствии достойных аналогов
зарубежных литографских камней на тер¬
ритории нашей страны. В этом кроется
причина заблуждений художников относи¬
тельно отечественного сырья для авто¬
литографии.Литографский камень представляет
собой микрозернистый однородный плот¬
ный известняк, до 99 % которого состав¬
ляет кальцит. Эталоном высококачествен¬
ных литографских камней до сих пор счи¬2 Природа № в
34В. Н. Голубое, Р. Г. Бергтаются известняки Зольнгофенского место¬
рождения, расположенного приблизитель¬
но в 100 км к северо-западу от г. Мюн¬
хена, в долине р. Альтмюле. Именно эти
известняки использовал Зенефельдер. .Зна¬
менитые каменоломни известняков верхне¬
юрского возраста прославлены не только
высококачественными литографскими кам¬
нями, но и единственными на Земле на¬
ходками отпечатков древних птиц Archaeo¬
pteryx. Для известняков зольнгофенских
карьеров характерна однородность химиз¬
ма и структурного строения, которымиРеконструкция условий образования лнтографски1
известняков Германии (по Страхову Н. М.|.воспользовался Зенефельдер. Эти плот¬
ные, необычайно микрозернистые плитча¬
тые известняки представляют собой отло¬
жения коралловой лагуны4. Цвет камня ко¬
леблется от голубовато-серого до светло-
желтого, но лучшими для литографии
являются голубые, синие камни. В зольн-
гофенских карьерах обращает на себя вни¬
мание чрезвычайно удобное для разра¬
ботки месторождения горизонтальное за¬
легание пластов. Несмотря на такие благо¬
приятные условия залегания и высокое
качество камня, отходы его чрезвычайно
велики. Они составляют около 60 %, а из
40 % годного материала только 7 % идет
для литографии. При разработке каждого
нового карьера в Зольнгофене, как прави¬
ло, предварительно вскрываются верхние
пласты мощностью до 15 м.Чем же можно объяснить, что зольн-
гофенские каменоломни почти с первых4 Страхов Н. М. Историческая геология. М.,
1938, с. 289.лет добычи литографского 'камня вышли
на рынок с хорошими по качеству об¬
разцами?Здесь с благоприятными геологиче¬
скими условиями удачно сочетался до-
эксплуатационный (в отношении литограф¬
ского камня) период. Еще римляне ис¬
пользовали плитчатые известняки для об¬
лицовки бассейнов, применяли их как табли¬
цы для письма, делали из них посуду
для растирки благовонных мазей. В даль¬
нейшем эти известняки применялись как
строительный материал. Таким образом, к
моменту изобретения литографии обнажи¬
лись достаточно глубокие пласты извест¬
няков и появилась возможность добывать
лучшие сорта камней. Однако уже в конце
прошлого века было очевидно уменьшение
запасов высококачественного литографско¬
го камня в знаменитых каменоломнях.ПОИСКИ ОТЕЧЕСТВЕННОГО СЫРЬЯВ 30-е годы нашего столетия экспорт
зольнгофенских камней резко сократился.
Основной причиной стал массовый переход
полиграфии, точнее репродукционной ли¬
тографии, на более совершенные методы
печати. На уменьшение экспорта в извест¬
ной степени повлиял также отказ СССР
от ввоза заграничных камней и возобнов¬
ление производства литографского камня
из отечественного сырья. Здесь следует
отметить, что в эти годы основными
потребителями и инициаторами поисков ли¬
тографского камня в нашей стране явля¬
лись полиграфисты. Их удовлетворяли оте¬
чественные месторождения литографского
камня, приравненного по качеству к серым
эольнгофенским камням и лишь несколько
уступающим первосортным синим. Но луч¬
шие сорта камней, используемых поли¬
графистами, вполне пригодны и для худож¬
ников. К сожалению, находки зеленоватых
и синих литографских камней на терри¬
тории нашей страны оставались в тени
из-за необходимости для их добычи более
трудоемких, чем обычно, вскрышных работ.
Технические характеристики этим камням
давались очень редко, но в этих единич¬
ных определениях отмечалось, что они об¬
ладают качеством, равным образцам из зна¬
менитых месторождений Зольнгофена...Интенсивные поиски литографского
камня на территории нашей страны условно
можно разделить на три этапа. Первый
этап — пожалуй, самый продуктивный по
описанию высокосортных литографских
камней — длился до начала первой ми¬
ровой войны. Второй этап — массовые
Забытый камень литографии35поиски и разработка конкретных место¬
рождений литографского камня для удов¬
летворения нужд полиграфии — с сере¬
дины 20-х до конца 30-х годов. Третий
этап — возрождение интереса к место¬
рождениям литографского камня Закав¬
казья в начале 60-х годов для совершенно
нового и очень важного в народном
хозяйстве применения их в технике сверх¬
высоких давлений. Но как мы уже отме¬
чали, в данном случае под названием
«литографский камень» используются бо¬
лее пористые и менее плотные извест¬
няки. По-существу, используются «пустые»
породы, среди которых залегают пласто¬
вые тела полезного ископаемого — лито¬
графского камня.В этом отношении интересны два
закавказских месторождения: Алгетское в
Грузии и Иджеванское в Армении. В на¬
стоящее время в пределах этих место¬
рождений залежи известняков детально
разведаны и частично разрабатываются
для нужд техники сверхвысоких давлений.Но существующие карьеры заметно смеще¬
ны по геологическому разрезу и на
местности от заброшенных карьеров на¬
стоящего литографского камня, которые
действовали на Алгетском месторождении
до конца 30-х годов, а на Иджеванском —
в первые десятилетия нашего века. Сейчас
на упомянутых месторождениях добывают
известняк, который, конечно же, не отве¬
чает требованиям литографии. Тем не ме¬
нее в пределах этих месторождений
развиты (и в прошлом детально изучены)
толщи настоящих литографских камней се¬
рой, зеленоватой и синей окрасок, обыч¬
но более глубоко залегающие, но местами
выходящие на поверхность. Этим извест¬
някам давались очень высокие качествен- 3
ные характеристики.В результате тщательных поисков
пластов литографского камня в окрестно¬
стях г. Иджевана (тогда Каравансарая)
в 1909—1910 гг. руководитель этих работЭ. М. Мамиконян пришел к заключению,
что это месторождение содержит большое
количество синего литографского камня
«высшего разбора». Что же касается швов
и трещиноватости камня, то эти дефекты
присущи даже образцам из месторожде¬
ний Зольнгофена и не мешают их экс¬
плуатации. Образцы, отобранные в процес¬
се этих работ, были подвергнуты в 1911 г.
«разнообразным и строгим испытаниям» в
литографии «Товарищества Р. Голике иА. Вильборг». В итоге получены очень
хорошие отзывы о представленных образ¬
цах и выражены пожелания о скорейшемпоявлении на мировом рынке «камней рус¬
ского происхождения, одинаковых по каче¬
ству с зольнгофенскими». Эти выводы по¬
желтевших страниц архивных источников,
ценны тем, что характеристики камня даны
специалистами, имевшими возможность
сравнивать отечественные образцы с эта¬
лонными зольнгофенскими. Остается толь¬
ко сожалеть, что первая мировая война
оборвала эти интересные исследования,
отчеты о работе затерялись в архивах, и0 них не вспоминали до 60-х годов,
когда начались поиски сырья для техники
сверхвысоких давлений.ОСНОВНЫЕ МЕСТОРОЖДЕНИЯ ОТЕ¬
ЧЕСТВЕННОГО ЛИТОГРАФСКОГОКАМНЯИз всех отечественных месторожде¬
ний литографского камня наиболее деталь¬
но изучены Иджеванское и Алгетское.Иджеванское месторождение вытя¬
нуто длинной полосой вдоль р. Агстев.
Длина этой полосы около 10 км, ширина —
от 1 до 4 км. В обнажениях левого
берега преобладают цветные известняки, и
в частности цветной литографский камень.
На правом берегу обнажаются белые из¬
вестняки и лишь изредка встречаются
окрашенные. Еще до первой мировой
войны пласты литографских камней разра¬
батывались отдельными карьерами. Разме¬
ры готовых камней достигали 2,8X1 А м-
На участках Бадали-дзор, Шинжами-дзор и
Паруджи-дзор запасы литографского кам¬
ня, по данным Мамиконяна, составляют1 млн м3. Этим же исследователем
отмечены выходы пластов синеватых лито¬
графских камней и на левом берегу реки в
овраге Новавор. Здесь обнажены пласты
литографского камня общей мощностью
до 25 м с преобладающей зеленовато-
синеватой окраской всех оттенков и гу¬
стоты.В ходе разведочных работ (1936—
1937 гг.) армянские геологи обнаружили
на участке Бадали-дзор 15 продуктивных
пластов литографского камня мощностью
от 15 до 20 см. Суммарная мощность
серии этих пластов достигает 2,6 м. При
полезном выходе, равном 40 %, запасы
качественных литографских камней состав¬
ляют 44 596 м3. В ходе опытной разра¬
ботки этих пластов выход камня, годного
для литографии, оказался равным 15—
20%. Но по опыту эольнгофенских каме¬
ноломен известно, что процент выхода хо¬
роших камней увеличивается с глубиной
отработки пласта, так как с глубинойг*
36 В. Н. Голубов, Р. Г. БергПечатные свойства, структурные особенности и химический состав литографских камнейХиммМесторождения
и проявленияПечатныесвойстваСаСО,sio2AI..O:,Прочиев-ваОстаток,нераств.в HCIЗольнгофенское (синий камень|
Иджеванское, участок Бадали-дэорХорошие95,51.20,951,863,7(беловато-серый камень)Хорошие94,93,910,700,764,5Алгетское (голубоватый камень)Хорошие86,89,781.121,8911,7Новоотважное (серый камень)
Тионетское (светло-серый камень)ХорошиеОчень99,20,080,020,350,1плохие66,024,674,204,0428,4заметно уменьшается влияние процессов
выветривания.По данным геолога М. А. Сатиан, про¬
дуктивные пласты Иджеванского месторож¬
дения стратиграфически приурочены к кам-
панскому и маастрихтскому ярусам верхне¬
го мела и представлены наиболее высоко¬
карбонатными разностями микрозернистых
известняков. Согласно палеогеографиче¬
ским построениям, эти известняки накап¬
ливались в условиях морского бассейна
на глубине 150—200 м, что отличает их
от лагунных образований Зольнгофена. Тем
не менее это отличие не противоречит
основам теории литогенеза: хотя по фаци-
альному типу микрозернистые известняки
весьма различны, но в большинстве слу¬
чаев «по своим петрографическим при¬
знакам и по положению на фациальных
картах являются наиболее глубоководными
среди прочих фациальных типов известко¬
вых накоплений»5. По химическому составу
иджеванские литографские камни лишь не¬
значительно отличаются от зольнгофен-
ских, содержащих больше CaCOj и почти
лишенных кремнезема.В 1980 г. один из авторов этих
строк, Голубов, посетил Иджеванское ме¬
сторождение и большинство опытных
карьеров 1909—1910 гг. Интересно было
встретить очевидцев уже, казалось, забытых
работ, попытаться с их помощью отыскать
основные выходы литографских камней.
Осмотрев обнажения верхнемеловых из¬
вестняков в окрестностях Иджевана, мы
пришли к мнению, что пласты качествен¬
ных литографских камней сосредоточеныза пределами современных опытных карье¬
ров по добыче известняков для техники
высоких давлений.Другое закавказское месторождение
литографских камней известно нам лишь
по описаниям6. Это месторождение, распо¬
ложенное в Тетрицкаройском районе Гру¬
зинской ССР в бассейне р. Алгети, было
открыто в 1872 г. Хорошие печатные ка¬
чества камня Алгетского месторождения
устанавливались неоднократными типо¬
графскими испытаниями еще до револю¬
ции, но промышленное освоение место¬
рождения началось лишь после установле¬
ния в Грузии Советской власти. В специаль¬
ной литературе отмечено, что организация
в Грузии в 1926 г. производства лито¬
графских камней «... являлось делом со¬
вершенно новым в Союзе. Из рядов им¬
портных материалов, ввозящихся нашей
промышленностью, работой Горного треста
Грузии в ближайшем времени будет вы¬
черкнут еще один продукт, приобретение
которого за границей отнимало, за послед¬
ний период, около 150 тысяч золотых руб¬
лей ежегодно»'. Разрабатывалось место¬
рождение примерно до 1936 г. с целью
добычи бело-серой разновидности лито¬
графских камней, пригодных для поли¬
графии. С 1962 г. на месторождение об¬
ратили внимание как на источник сырья,
необходимого в технике сверхвысоких
давлений.Пласты литографского камня Алгет¬
ского месторождения входят в состав свиты
карбонатных пород кампанского и ма¬
астрихтского ярусов верхнего мела. Карбо¬6 Моисеев А. С. Литографский камень.—В сб.: Нерудные ископаемые. М., 1927, т. 2.“ ~ ' ' Мамуровсний А. А., Ортенберг Д.Л.,
Страхов Н. М. Основы теории литогенеза. Хечинов В. К.— Минеральное сырье 1928
М., 1962, г. 2, с. 252. № 6 7, с. 476.
Забытый камень литографии37натная свита легко расчленяется на две ча¬
сти: нижнюю, представленную тонкослои¬
стыми, микроэернистыми известняками
(именно здесь и сосредоточены пласты
литографского известняка), и верхнюю,
сложенную известняками, мергелистыми
известняками и глинами. Нижняя часть
карбонатной свиты, в свою очередь,
подразделяется на нижний горизонт раз¬
лично окрашенных (зеленых, зеленовато¬
серых, зеленовато-голубых) плотных, мик-
розернистых известняков и на верхний
горизонт белесовато-серых плотных, мик-
розернистых известняков. Мощность от¬
дельных пластов известняка внутри этих
горизонтов колеблется от 0,02 до 0,5 м.
Обнажения литографского камня тянутся
по обоим берегам р. Алгети на протя¬
жении 5 км. Наиболее пологое падение
известняков отмечается в средней части
обнажений в главном карьере 30-х годов.
Толща известняков здесь отличается наи¬
большей однородностью и состоит из
плотных серовато-белых плит толщиной
от 1 до 30 см, среди которых преоб¬
ладают плиты толщиной 15—18 см.Микроскопическое изучение алгет-
ского литографского камня подтверждает
его сходство с зольнгофенскими камнями.
Он весьма однороден, состоит из зерен
неперекристаллизованного СаСОз величи¬
ной от 2 до 7 мкм. Редкие остатки
раковин мельчайших ископаемых жи¬
вотных — фораминифер размером 0,1 —1 мм заполнены неперекристаллизованным
кальцитом и расположены равномерно по
всей массе породы. Для сравнения следует
отметить, что в лучших сортах зольнго-
фенских синих камней размер зерен ос¬
новной массы меняется от 3 до 6 мкм.
В зольнгофенских камнях иногда встреча¬
ются агрегаты.и прожилки более крупных
зерен кальцита. При сравнении химиче¬
ского состава отмечаются несколько повы¬
шенные содержания кремнезема в алгет-
ских камнях. Мощность продуктивных
пластов литографского камня на место¬
рождении Алгети составляет около 40 %
всей толщи разреза8. Важно, что разраба¬
тываться могут пласты толщиной не менее
10 см. Процент выхода хороших камней
на Алгетском месторождении составляет
для синеватой разновидности 8 % от вскры¬
той площади полезных пластов и 20—
25 % — для белого камня9. При этом
мощность перекрывающих пород для бело-Литологический разрез меловых отложений вблизи
г. Иджевана (по Сатиаиу М. А.). На литограмме
видно, что наибольшая карбонатность характерна
для известняков кампанского и маастрихтского яру¬
сов. среди которых развиты пласты литографского
камня.| 111 j ИзвестнякJ.I.:,|,| Песчанистый известняк|Песчаник|т . т| Туфогенный песчаник[тТ7| Туф|т от| ТуфоконгломератрПт] Туфобрекчия["7771 Базальтовые порфиры и диабазы* Там же.J Моисеев А. С. Упом. соч.
38В, Н. Голубое, Р. Г. БергМикрофотографии шлифов литогрвфскиж камней
(уаел. примерно ■ 70 раз): а — синий камень Золь-
мгофейского месторождения; б — темно-серый ка¬
мень Новоетважиоге проявления; а — голубоватый
камень Алгетского месторождения; г — светло¬
серый камень Тионетского проявления. Хорошо
различима микроструктура камня, на фоне которой
выделяются остатки форамннмфер, заполненные
микрозернистымн агрегатами кальцита |в|, и окрем-
нелые участии основной массы известняка |г|.го камня достигает 10 м, для синего —
до 20 м. Однако совершенно очевидно,
что выход полезной продукции прежде
всего зависит от уровня вскрышных работ
и от местоположения карьера. Разработка
Алгетского месторождения считается бо¬
лее экономичной, чем зольнгофенских10.
Тем более что четверть всех запасов
литографского камня Алгетского место¬10 Мамуроесний А. А. и др. Цит. соч.рождения падает на камни крупных раз¬
меров (95X125 и 110X145 см). Запасы же
крупного камня эольнгофенского место¬
рождения практически истощены.В середине 30-х годов интересные
обобщения по отечественному литограф¬
скому камню были сделаны сотрудника¬
ми Научно-исследовательского института
полиграфической промышленности Б. А. Во¬
робьевым и П, И. Суворовым. Беря за
эталон серые зольнгофенские камни, ко¬
торые в то время широко импортиро¬
вались из Германии, эти специалисты до¬
казали, что у нас в стране есть литограф¬
ский камень, не уступающий по печат¬
ным свойствам зарубежному и даже пре¬
восходящий его. К сожалению, эти работы
также не получили полного завершения
из-за отказа полиграфистов от литограф¬
ского камня. Помимо уже упоминавше¬
гося в нашей статье Алгетского место¬
рождения, авторы этих весьма интересных
работ дали характеристику ряду проявле¬
ний литографского камня в Северо-Кав-
Забытый камень литографии39к азе к ом и Азово-Черноморском краях,
Средне-Волжском районе, на Украине и в
Грузии. По неясным для нас причинам
ими совсем не упоминается Иджеванское
месторождение.Из литературных источников следует,
что литографский камень имеется на Ура¬
ле, в Азербайджанской и Туркменской ССР,
а также в других районах страны. Но
наиболее изученными отечественными ме¬
сторождениями литографского камня пока
остаются Алгетское и Иджеванское ме¬
сторождения Закавказья.НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИАнализ рукописных и опубликованных
источников, многие из которых уже нахо¬
дятся на дальних архивных полках, а также
осмотр Иджеванского месторождения по¬
казали нам, что залежи качественных ли¬
тографских камней в стране есть. По пе¬
чатным свойствам отечественный литограф¬
ский камень не уступает лучшим сортам
зольнгофенских камней.Следует отметить, что химические и
структурные особенности литографских
камней не определяют вполне их техниче¬
ских достоинств. Химический анализ может
служить лишь для грубой, приближенной
оценки камня. Естественно, одним из ос¬
новных показателей достоинств камня яв¬
ляется содержание СаСОз как главного
реагента химического литографского про¬
цесса. Тем не менее количество кремне¬
зема и других примесей не всегда отри¬
цательно сказывается на качестве камня.
К примеру, оценивая алгетские голубова¬
тые камни, хотелось бы резко противо¬
поставить их зольнгофенским камням как
по содержанию кремнезема, так и нераст¬
воримого в соляной кислоте остатка. Но
если учесть, что кремнезем здесь пред¬
ставлен микроскопическими обломочными
зернами кварца и глинистыми минерала¬
ми, равномерно рассеянными по всей
массе породы, становится ясным, почему
это сравнительно большое содержание
кремнезема не снижает печатных свойств
камня. Противоположным примером могут
служить камни Тионетского проявления
(Грузинская ССР), в которых повышенное
содержание кремнезема связано с пере¬
кристаллизацией и окремнением целых
участков основной массы породы. Именно
такие участки и являются причиной
неравномерного растворения известняка в
кислотах при литографском процессе, не¬
равномерности структурного строения кам¬
ня и его твердости. Присутствие остатковфораминифер, если они заполнены микро-
зернистыми агрегатами СаСОз, однородны¬
ми с основной массой породы, также не
ухудшает печатных качеств камня. Следо¬
вательно, литографские свойства известня¬
ков представляют собой слишком специ¬
фическое явление, плохо улавливаемое
обычными методами анализа минеральных
веществ. При этом следует помнить, что
литографский камень подвергается слож¬
ной химической обработке, методы кото¬
рой диктуются конкретными особенностя¬
ми материала. Следовательно, качество ли¬
тографского оттиска зависит не только от
особенностей самого камня, но и от спо¬
соба его подготовки. С одного и того же
камня можно получить хорошие и плохие
оттиски в зависимости от опыта мастера
и способов печати.Литографские свойства камня выяв¬
ляются непосредственными испытаниями
на станке. Нормальный камень должен
равномерно растворяться в кислоте, хоро¬
шо принимать литографские жиры и краски,
давать тонкий ровный штрих под иглой и
обладать многими другими достоинствами.
Из всего этого очевидно, что технические
требования к литографскому камню как
основному материалу для творческой рабо¬
ты можно выработать только в тесном
контакте художников-графиков и геологов.Наличие богатых залежей литограф¬
ских камней, а также современный уровень
развития камнедобывающей и камнеобра¬
батывающей промышленности позволяют
заключить, что в нашей стране может
быть восстановлена добыча столь необхо¬
димого художникам литографского камня
и даже может быть обеспечен его экспорт.
Но все это возможно лишь в том случае,
если Союз художников СССР и соответ¬
ствующие горнодобывающие предприятия
проявят заинтересованность и инициативу.
40«Природа», 1984, № 8ЗАГАДКА КУЛИКОВА ПОЛЯИстория — это, по образному выражению
М. Блока, встреча людей в веках. Наше настоя¬
щее несет на себе печать событий или проблем,
поставленных, решенных или нерешенных наши¬
ми предками. Многие деяния «времен далеких»
до сих пор являются предметом внимания,
дискуссий, осмысления и переосмысления ис¬
следователей самых разных профессий. К числу
таковых, несомненно, относится Куликовская
битва, имевшая огромное значение для судеб
нашей родины.В сентябре 1980 г. торжественно отме¬
чалось 600-летие этой битвы. В «Природе»
(1980, № 9) этому юбилею была посвящена
подборка материалов «За землю русскую...»Диалог с прошлым обогащается введе¬
нием в научный оборот новых документов,
археологических находок, данных естество¬
знания. Неизвестное ранее заставляет пересмат¬
ривать детали исторических событий, их оценку
и даже общие исторические концепции. Ныне
появились основания и для уточнения места
Куликовской битвы. Позтому «Природа» решила
еще раз вернуться к освещению материалов,
касающихся одного из важнейших событий
в истории нашей страны.Одним из тех, кто по-новому рассмотрел
этот факт, был безвременно скончавшийся
геохимик Кирилл Павлович Флоренский (1915—
1982). История для него, ученика В. И. Вернад¬
ского, была не мимолетным увлечением: она
естественно входила в систему его мышления,
была частью общей картины мира. Его публи¬
куемое ныне с небольшими сокращениями ис¬
следование о локализации битвы на левом
берегу Непрядвы не просто предлагает чита¬
телю новые факты или картографические мате¬
риалы. Он рождает свой собственный образ
этого события, окрашивая его собственной ин¬
тонацией и мыслью. Место битвы — тот фокус,
в котором соединились полководческое искус¬
ство, расчет и боевое умение ее вдохновителей,
что прекрасно смог почувствовать и выразить
К. П. Флоренский, сам прошедший войну.Принципиально новым в статье К. П. Фло¬
ренского является использование почвенной
карты, показывающей отсутствие лесов на право¬
бережье Непрядвы и их наличие на ее лево¬
бережье. К. П. Флоренский отметил и наличие
болотистых почв. До сих пор наука не может
объяснить происхождение названия Куликово
поле, ведь на современном Куликовом поле нет
болот, нет и гнездящихся на болотах куликов.
Наблюдения К. П. Флоренского дают новую пищу
топонимистам и историко-географам, рекон¬
струирующим древние ландшафты. Однако, не
будучи текстологом, К. П. Флоренский не пред¬
ставлял себе достаточно полно взаимоотношений
письменных памятников Куликовского цикла, их
относительной ценности. Позтому доводы его,
опирающиеся на эти памятники, не всегда точны.
Случаи подобного толкования источников будут
оговорены в примечаниях.Публикацию комментирует историкB. А. Кучкин, который на основе изучения и пе¬
ресмотра давно известных письменных источни¬
ков и новых архивных материалов еще,ранее
выразил свои сомнения относительно устояв¬
шегося в науке мнения о том, где происходило
сражение. Он обратился к К. П. Флоренскому
с предложением проверить свои выводы с по¬
мощью естественных наук. Содружество обоих
ученых — яркое свидетельство необходимости
объединения знаний представителей разных
профессий. Точка зрения ученых подтверждается
последними архивными изысканиями, предпри¬
нятыми заведующей отделом Центрального го¬
сударственного архива древних актов (ЦГАДА)C. Р. Долговой.Редакция благодарит Ольгу Владимировну
Николаеву, Алексея Александровича Пронина и
Георгия Александровича Бурбу, сотрудников ла¬
боратории сравнительной планетологии Инсти¬
тута геохимии и аналитической химии
им. В. И. Вернадского АН СССР, которой руково¬
дил К. П. Флоренский, за содействие при под¬
готовке его статьи к печати.
Историческая география «Природа», 1984, № 8 41Где произошло'Мамаево побоище!К. П. Флоренский4ГКирилл Павлович Флоренский (1915—1982), кандидат геолого-мине-
ралогических наук, создал лабораторию сравнительной планетологии
Института геохимии и аналитической химии им. В. И. Вернадского
АН СССР и заведовал ею с 1967г. Занимался исследованием планетных
тел, общими закономерностями строения и развития планет. Автор книг
Очерки сравнительной планетологии (совместно с А. Т. Базилевским,
Г. А. Бурбой и др.). М., 1981; Ударные кратеры на Луне и планетах
(совместно с А. Т. Базилевским, Б. А. Ивановым и др.). М., 1983.
В «Природе» (1976, № 8) опубликовал статью: Первые панорамы
Венеры (в соавторстве с А. Т. Базилевским, В. В. Засецким, А. М. Трахт-
маном).%Нынче, когда значение Куликовской
битвы широко внедрилось в сознание на¬
рода, можно спокойно вернуться к некото¬
рым разногласиям и неясностям, относя¬
щимся к второстепенным деталям этого
сражения.Одним из невыясненных вопросов
остается вопрос о месте, на котором прои¬
зошел бой 8 сентября 1380 г. Его уточне¬
ние имеет важное значение не только для
установления исторической правды, но и
для направления археологических поисков
материальных остатков битвы и мест захо¬
ронения русских воинов.Достоверно известно, что Мамаево
побоище произошло на Куликовом поле
за Доном близ устья Непрядвы, правого
его притока. Более конкретных прямых
указаний в источниках нет, но место битвы
можно установить по косвенным данным.То место, на котором установлен
мемориал, было избрано в XIX в. на осно¬
вании работ С. Д. Нечаева1. Историческое
Куликово поле, по его мнению, находи¬
лось на правом берегу реки в пределах
бывших его земельных владений, чем он
мог по справедливости гордиться.1 См., напр.: Нем в eg С. Д. Некоторые за¬
мечания о месте Мамаева побоища.— вест¬
ник Европы, 1821, N9 14.Свою версию Нечаев основывал на
названиях поселений, возникших через не¬
сколько сот лет после знаменитой битвы
(не ранее XVI и не позднее середины
XVIII в.) и носящих название «Куликовок».
Кроме того, указывается ряд археологиче¬
ских находок с «Куликова поля», точное
местонахождение которых неизвестно, а
датировка сомнительна. В литературе спра¬
ведливо указывается на удивительную-бед¬
ность археологических находок, следует
учесть также, что в августе 1542 г., когда
«многие люди крымские» совершали на¬
бег, русские полки «ходили по Дону и до¬
шли до татарских сторожей на Куликовом
поле» и преследовали их до р. Красивой
Мечи, т. е. в пределах той же местности,
что и битва 1380 г. Поэтому вопрос дати¬
ровки археологических находок имеет осо¬
бенно важное значение.В дальнейшем местоположение Ку¬
ликовской битвы принималось по тради¬
ции, и вся тактика боя описывалась при¬
менительно к заданной местности. Оче¬
видные несовпадения с текстом «Сказа¬
ния о Мамаевом побоище» были отме¬
чены уже давно, но этому или не прида¬
валось должного значения, или объясня¬
лось допущенной в летописи ошибкой, по¬
вторенной дальнейшими переписчиками.- Само название «Куликово поле» не¬
достаточно для локализации места боя, ибо
42К. П. Флоренскийв Книге Большому Чертежу времен Бори¬
са Годунова границы Куликова поля назна¬
чены между реками Доном, Непрядвой и
верховьями Уперты, Упы, Соловы, Плавы,
Зуши и Снежеди’, т. е. на протяжении
100 км к западу и юго-западу от Дона.Важно отметить, что первоисточни¬
ки — летописи, различные варианты «За-
донщины» и «Сказания о Мамаевом по¬
боище» — или пропускают географиче¬
ские детали, или однообразно и непро¬
тиворечиво дают ряд косвенных указаний.
По внутренней согласованности этих указа¬
ний между собой, они, как представляет¬
ся, позволяют однозначно истолковать
картину Куликовской битвы.Одним из вопросов, который вызы¬
вает до сих пор споры, является вопрос
о том, на правом (как это принято сейчас)
или на левом берегу Непрядвы разыгра¬
лась битва.Ключом к локализации места битвы
является расположение засадного полка во
главе с Владимиром Андреевичем Сер¬
пуховским (Храбрым), выступление которо¬
го решило судьбу сражения. В принятом
сегодня истолковании этот полк находил¬
ся на левом фланге русского войска, и его
удар слева направо прогнал ордынское
войско к Непрядве. Однако существует
не менее 10 указаний в разных редакциях
первоисточников, которые говорят о том,
что засадный полк находился в дубраве на
правом фланге войска, что предопреде¬
ляет направление его атаки справа налево
и переносит место Куликовской битвы на
левый (западный) берег Непрядвы. Изуче¬
ние географической карты и сопоставле¬
ние ее с местностью подтверждает вероят¬
ность такого представления и заставляет
расширить район археологических поисков.Рассмотрим имеющиеся указания —
частью прямые, частью косвенные — на то,
что засадный полк находился на правом
фланге русского войска.1. На смотру в Коломне князь Вла¬
димир Андреевич командовал правым
флангом войска («а в правой руке отряды
брата своего князя Владимира Андрееви¬
ча»3), и, без крайней нужды, перекидывать
его на левый фланг нецелесообразно.2. Во время гадания Дмитрия Дон¬
ского с Боброком Волынским ночью на Ку-2 «Куликово поле» с реставрационным пла¬
ном Куликовской битвы в 8-й день сентября
1380 г. Отрывок иэ исторического обозрения
Тульской губернии Ивана Афремова. М., 1849.* Сказание о Мамаевом побоище. Лицевая ру¬
копись XVII в. иэ собрания Гос. Ист. музея.
М., 1980, л. 36.ликовом поле ясно указано, что лесные
птицы (в дубраве) кричат справа, а Не-
прядва с гусями и лебедями противопо¬
лагается им, т. е. находится слева от рус¬
ского войска. «И бысть позади татарских
полков — волцы воют вельми грозно, по
правой же стороне их вороны и галицы
беспрестанно кричаша... противу же их на
реце на Непрядве гуси и лебеди и утята
крилами плещут необычно»4.3. Прямое указание, что засадный
полк и дубрава находились справа, вблизи
от р. Дона: «Отпусти брата своего князя
Владимира Андреевича вверх по Дону,
в дубраву, чтобы там спрятался его полк»’.4. «Уже царь Мамай пришел на Гуси¬
ный брод, одна только ночь разделяет нас,
наутро он придет на Непрядву»ь.Где находился Гусиный брод — неиз¬
вестно. Однако совершенно ясно, что он
где-то близко. При осторожном движе¬
нии войска Мамая он не может находиться
далее 10—15 км от русского войска'.При взгляде на карту ясно видно, что
никаких бродов на расстоянии по крайней
мере до 25—30 км на пути Мамая при дви¬
жении по правому (восточному) берегу
Непрядвы не было. Такие броды есть на
самой Непрядве или на левом ее берегу
по притокам — р. Буйце и р. Мечевке, ко¬’* Там же, л. 53—54. См. об этом ниже,
в статье В. А. Кучкина (прим. ред.).Там же, л. 53.* Сказание о Мамаевом побоище.— В кн.: Кто
с мечом. Три произведения древне-русской
литературы XIII—XV веков. М., 1973, с. 72.7 Вышеприведенные четыре цитаты взяты иэ
позднего «Сказания о Мамаевом побоище».
Первая выдержка относится к смотру русских
полков в Коломне, на котором отряды Вла¬
димира Серпуховского были помещены на
правом фланге. Однако Владимира Серпухов¬
ского в Коломне не было (он присоединил¬
ся к Дмитрию Донскому на устье р. Лопас-
ни). Данное известие нельзя использовать и
потому, что в дальнейшем в «Сказании» вое¬
водой правого крыла назван Микула Василье¬
вич, и всякие соображения, что засадный
полк стоял на правом фланге, основанные на
тексте о смотре полков в Коломне, оказы¬
ваются ошибочными.Сцена гадания перед битвой Донского и Боб-
рока также не свидетельствует о том, что Не-
прядва находилась слева от русского войска.
В этом литературном, далеком от реаль¬
ности рассказе Непрядва помещается перед
выехавшими в поле русскими полководцами,
Свидетельство о пребывании Мамая на Гуси¬
ном броде принадлежит только позднему
«Сказанию» и недостоверно. Известие о по¬
сылке засадного полка вверх по Дону в дуб¬
раву, видимо, отразило реальный факт. Но иэ
него невозможно вывести, что засадный полк
стоял на правом фланге русского войска.—
Прим. ред.
Где произошло Мамаево побоище?43торые до сих пор сохранились как речки,
а не овраги правого берега. При этом Буйца
более вероятна, так как находится в 10 км
от устья Непрядвы. Необходимо также про¬
верить указание местных жителей, что до
сих пор в нижнем течении Буйцы есть де¬
ревушка с неким «гусиным названием».
Не является ли это указанием на место¬
нахождение Гусиного брода?5. Формирование определенного ти¬
па почв требует сотен лет. Поэтому, ана¬
лизируя почвенную карту по степени опод-
золенности почв, можно восстановить рас¬
пределение лесов, типичное для данного
района задолго до их вырубки в XVII —
XVIII вв.По карте видно, что правобережье
Непрядвы представляло в целом степной
участок, двигаясь по водоразделам кото¬
рого войско Мамая могло идти широким
фронтом, не встречая никаких естествен¬
ных препятствий, как это наблюдается и
сейчас на всем знакомой дороге, идущей
от Куркина к Куликову полю. На левом бе¬
регу Непрядвы было несколько лесных мас¬
сивов, стесняющих движение войска. Та¬
ким образом, движение войска Мамая не¬
посредственно вдоль Непрядвы к совре¬
менным мемориалам не вызывалось ни¬
какой необходимостью.В то же время текст ясно говорит:
«Погании же идут обапол, негде бо
им разступитися. Поганых много, а места
у них нет»".Это можно понять только рассматри¬
вая движение Мамая к русскому войску на
левом берегу Непрядвы.6. Движение Мамая вдоль Непрядвы,
а не по водоразделам, подтверждается
обращением Дмитрия Донского к русско¬
му войску: «Уже гости наши к нам при¬
ближаются; стоят они на Непрядве, приго¬
товившись к бою. Утром с ними пить об¬
щую чащу»9.7. Только расположением на левом
берегу можно объяснить слова текста о тес¬
ноте Куликова поля: «От великия тесноты
задыхахуся, яко не мощно бе вместитися
на поле Куликове. Еще же то место тесно
между Доном и Непрядвою»10.Так же говорится перед боем: «А вам
суждено погибнуть между Доном и Не-8 Сказание о Мамаевом побоище.— В кн.: Кто
с мечом, с. 78.у Сказание о Мамаевом побоище. Лицевая
рукопись..., л. 53.Цит. по: Тихомиров М. Н. Россия в
XVI столетии. М., 1962, с. 427. Взято из пре¬дисловия к вкладной книге Московского Дон¬ского монастыря 1692 г. В цитатах всюду кур¬сив автора.прядвою, на поле Куликовом, на речке
Непрядве»".Понятие «тесноты» нельзя рассмат¬
ривать в отрыве от числа войск, прини¬
мавших участие в битве. Ширина Кулико¬
ва поля в вероятном месте боя между До¬
ном и Непрядвой по левому берегу Не¬
прядвы, не считая оврагов и других част¬
ных препятствий, составляет около 8 км,
а по правому — вдвое больше — около
16 км. Для сравнения — расположение
русских войск по фронту Бородинского
сражения (около 250 тыс. с обеих сто¬
рон) — 7—8 км.В мелком масштабе общий контур
Дона и Непрядвы при слиянии напоминает
контур слияния Оки и Волги. При этом
«междуречьем» называется участок, кон¬
чающийся «стрелкой». Вряд ли можно где-
нибудь встретить, например, указание, что
«Нижний Новгород расположен между
Волгой и Окой» (как это неверно примене¬
но к расположению мемориалов Куликов¬
ской битвы). Между Волгой и Окой рас¬
положено Кунавино.8. По распространенным схемам рас¬
положения русских войск засадный полк
занимает крайний северо-восточный угол
позиции. В таких условиях его фронталь¬
ный удар может наноситься только в юж¬
ном (юго-западном) направлении. В то же
время тексты указывают, что засадный полк
находился где-то южнее основных пози¬
ций, лицом к северной половине горизон¬
та, так как во время выступления южный
ветер подул сзади: «И приспе час осьмой,
абые дух южны потягну ззади их»12.Не об этом ли говорит видение Фо¬
мы Кацибея, разбойника, который был сто¬
рожевым на р. Чурове? «...Видел он великое
облако, идущее с востока, точно некие
полки, идущие на запад... С южной стороны
пришли двое юношей... и начали их уби¬
вать и всех перебили»13.Такая ситуация вероятна для левого
берега Непрядвы, где массив леса (дубра¬
ва) выдавался на юг на правом фланге рус¬
ских войск, а татары наступают со стороны
Непрядвы, с юго-востока.11 Сказание о Мамаевом побоище. Лицевая
рукопись..., л. 85. Замечания разных источ¬
ников о тесноте непосредственного поля боя
нельзя переносить на пространства к северу и
к югу от Непрядвы и определять на их осно¬
вании географию сражения.— Прим. ред.1 Там же, л. 73.* Там же, л. 58. Эти географические сви¬
детельства (движение облаков, явление «свя¬
тых») противоречивы. Они содержатся в явно
фантастическом рассказе о небесных видениях
Фомы Кацибея, помещенном в «Сказании».—
Прим. ред.
44К. П. ФлоренскийКривоздаеТоварновоУстьеМихайловсноеВоловооИурниноСторожаЕфремов9. При атаке засадного полка: «Нук-
нув князь Володимерь Андреевич с правый
рукы на поганаго Мамая с своим княэьмъ
Волыньским...»'4.10. В поисках великого князя после
битвы: «Два же юноша уклонишася с по¬
боища на десную страну к дубраве зеле-
не... и наехаша великого князя» .** «Слово о полку Игоревв» и памятники Ку¬
ликовского цикла. М.—Л., 1966, с. 546. Разбор
этого свидетельства см. ниже, в статьеВ. А. Кучкина (Прим. ред.).15 Сказание о Мамаевом побоище. Лицевая
рукопись..., л. 80.Конёчно, неясно — та ли эта дубрава,
в которой укрылся засадный полк, но на
другую нет никаких указаний. Психологиче¬
ски очень понятно, что Дмитрий Донской
всячески стремился направо, навстречу за¬
садному полку, видя, что он задерживает¬
ся, и свалился обессиленный, когда понял,
что полк уже выступил.11. Бегство войск Мамая через Не-
прядву, если бой шел на правом берегу ее,
сомнительно, так как там имеется доста¬
точная возможность для маневра. Но оно
вполне понятно, если бой шел на левом бе¬
регу, где образуется узкий мысик между
Доном и Непрядвой, стесненный с запада
Где произошло Мамаево побоище?45Почвенная мврта местности, где происходило Кули¬
ковское сражение.Показано движение войск к месту битвы. Это мес¬
то ограничивается треугольником, северо - восточ¬
ной стороной которого является Дон, юго-восточ¬
ной — нижнее течение Непрядвы и западной — гра¬
ница древнего леев, которая, начинаясь на юге
чуть ниже устья р. Буйцы, направляется на север к
Дену.В ■ ер ■ у : по степени олодэоленности почв можно
восстановить распределение лесов, типичное для
денного района задолго до hi вырубки а XVII—
XVIII аа.»)Серые и темно-серые лесные почвы
Глеевые почвы |быашие болота)1 Черноземы выщелоченные, среднегумусные
1 1 (степные)| | Возможные места расположения засадного
L— 1 полнаГ—] Предполагаемые пути под.ода руссного вой-1 1 скаПредполагаемые пути подхода ордынского
I—войскаНаиболее вероятные места переправы через
Нвпвял» во ввамя бйггтма АвлымиеаI w ^1 паиоолее вероятные места переправы
<■' ' Непрядву во время бегства ордынцев1^ Места возможных бродовХолм, береговые обрывыГ7Р1 Оврагилесом и р. Буйцой, откуда не таи легко
вырваться разбитому войску. Естественных
препятствий на пути здесь гораздо больше,
а без переправы через Непрядву закрыт
путь на юг.«И видеши много трупов обапол ре¬
ки Непрядвы. Иде же было непроходно
полком русским сиречь глубока и ту на-
полнишася трупов поганых» .Поистине «неуготованными дорога¬
ми»17 побежал Мамай.Тем же, л. 77.Там же, л. 75.Таким образом, имеется целый ряд
непротиворечивых указаний на признаки,
которыми должно обладать место Мамае¬
ва побоища, согласованность которых не
позволяет говорить об описках в тексте18.
Убедительность отдельных указаний раз¬
лична, но взятые в совокупности, они со¬
здают достаточно стройную картину.Поле боя представляется как не¬
большая часть обширного Куликова поля,
лежащая между Доном и Непрядвой, в не¬
посредственной близости как от Дона, так и
от Непрядвы. Оно стеснено рядом естест¬
венных препятствий и едва-едва вмещает
всю массу участвовавших в битве войск.На правом фланге русских войск на¬
ходилась достаточно обширная дубрава,
выступавшая к югу от основного располо¬
жения войска. На левом фланге — р. Не-
прядва. Подступы и особенно пути отступ¬
ления ордынского войска затруднены на¬
личием бродов и необходимостью пере¬
правы через Непрядву, непосредственно
вдоль которой и шло движение армии Ма¬
мая. Бегство Мамая (как и наступление)
происходило в крайне неблагоприятных
условиях движения, не совпадая с разве¬
данными боевыми путями ордынцев.Принимая такое истолкование, наибо¬
лее вероятное место битвы ограничивает¬
ся почти равносторонним треугольником,
северо-восточной стороной которого яв¬
ляется Дон, юго-восточной — нижнее те¬
чение Непрядвы и западной — граница
оподзоленных почв, представляющая гра¬
ницу древнего леса, которая, начинаясь на
юге несколько ниже устья Буйцы, направ¬
ляется на север к Дону. Каждая из сторон
этого треугольника имеет длину 7—8 км,
а центр побоища смещается на левый бе¬
рег Непрядвы на 7—8 км к северо-западу
от распространенных схем, помещающих
его вблизи мемориальных памятников.Такой выбор поля битвы подчерки¬
вает политические и полководческие та¬
ланты Дмитрия Донского и его советни¬
ков, сумевших заманить войско Золотой
Орды для боя в неблагоприятных условиях,
в то время как обороняющееся русское
войско могло опираться на ряд естествен¬
ных препятствий. Дополнительным дово¬
дом в пользу такого расположения яв¬
ляются условия форсирования Дона выше
устья Непрядвы. По глазомерной оценкеК числу описок в некоторых редакциях
можно относить «об он пол» вместо «обапол»,
«между Доном и Мечею» вместо «между
Доном и Непрядвой» и т. д. Такие описки
легко выделяются по бессмысленности, не пов-
торясь в других списках.
46К. П. Флоренскийв мае 1980 г. сток Непрядвы составлял
30—40 % от стока воды Дона. Общая дли¬
на Дона по прямой линии от верховьев до
слияния с Непрядвой только в полтора раза
превышает длину Непрядвы, впадение ко¬
торой заметно увеличивает полноводность
Дона. Очевидно, что переправу через Дон
выгоднее производить выше слияния, со¬
здавая врагу дополнительную трудность —
переправу через Непрядву. Характерно,
что такой чуткий художник, как А. Блок,
выразил это словами: «Скрипят бесчислен¬
ные телеги за Непрядвою»|ч.Выбор места боя был продиктован
Мамаю, что ясно политически и психологи¬
чески. Мамай, выступив против строптиво¬
го подчиненного дл-я укрепления своего
положения, в отместку за поражение на
Воже (1378 г.), просто не мог отказаться
от предложенной битвы. Такой отказ был бы
равносилен его падению в Орде. Он был
вынужден поставить свою судьбу на карту.«Он же безбожный царь Мамай...
раэжён* абы есть диаволом на свою пагубу.
И вскрикнув, напрасно глас испусти — толи¬
ка сила моя! Аще сего не одолею, то како
имам во своя возвратитися!.. и повеле Ма¬
май полковникам своим скоро воору-
жатися...»’11.При реставрации условий Куликов¬
ской битвы часто приходится слышать спра¬
ведливые, но достаточно общие указания
историков на былую залесенность и забо¬
лоченность района. Как уже упоминалось,
объективной характеристикой палеогеогра¬
фических условий может служить почвен¬
ная карта соответствующего масштаба, ко¬
торая характеризует преобладающие усло¬
вия в течение сотен лет. Она может быть
уточнена применительно к задачам ис¬
следования.Нами использовалась почвенная кар¬
та, на которой отражены достаточно круп¬
ные образования, но не учтена, скажем,
залесенность оврагов и контуры глеевых
почв (бывших болот) на Куликовом поле.
Глядя на нее, можно утверждать, что если
путь русского войска не проходил по пра¬
вому берегу Дона, то оно должно было
обогнуть с востока крупные массивы болот
и ныне отсутствующих озер — Иван-озе-
ра, Бело-озера и Кривозерья, которые ука¬
заны на древних картах Московии2'. На кар¬
те они видны как массивы болотных почв.19 Блок А. Соч. М., 1955, т. II., с. 86.20 Сказание о Мамаевом побоище. Лицевая
рукопись..., л. 46.21 Рыбаков Б. А. Русские карты Московии.
М., 1974.В этом случае выход к Дону возможен или
в районе г. Епифани с дальнейшим движе¬
нием вдоль Дона к устью Непрядвы, или
вдоль западного берега р. Мокрая Тобола,
на расстоянии около 5 км от нее в сред¬
нем течении.Мамай мог пересекать Красивую Ме¬
чу в двух местах. В обоих местах Меча на¬
ходится от Непрядвы на расстоянии при¬
мерно 40 км.Первый, наиболее вероятный путь
войска Мамая пересекает р. Красивую Ме¬
чу в районе пос. Сторожа, в 15 км к северо-
востоку от г. Ефремова и идет к Непрядве
по обоим берегам р. Сички или западнее,
откуда возможно движение «обапол» Не¬
прядвы. Движение по левому берегу тре¬
бует перехода через Непрядву в районе
устьев рек Мечевки и Сички и стеснено ле¬
сом и бродом через Буйцу. Беспрепятст¬
венный путь по правому степному берегу
Непрядвы возможен широким фронтом по
водораздельной линии.Второй вариант пути, впоследствии
известный как Муравский шлях, пересекает
Красивую Мечу в безлесых верховьях, к
югу от пос. Волово. Отсюда открывается
выход к верховьям Непрядвы, и можно дви¬
гаться либо к востоку, вдоль нее к устьям
рек Мечевки и Сички (не знаменательны ли
эти топонимы?), либо в обход лесных мас¬
сивов — по водоразделу с Упертой, мимо
Товаркова на Епифань. Это — кружный
путь, он невыгоден Мамаю, так как позво¬
ляет московскому войску отойти за Непряд¬
ву, а орду лишает тактического маневра.Из сказанного выше становится яс¬
ным, что, помимо продолжения историко¬
архивных работ, основанных на дальней¬
шем изучении письменного материала,
необходимо резко увеличить изучение Ку¬
ликова поля на местности.Такое изучение должно производить¬
ся совместными усилиями археологов и
естественников и охватывать оба берега
Непрядвы. Более конкретно можно поста¬
вить следующие задачи.1. По почвенной карте масштаба
1:100 000 или 1:200 000 уточнить располо¬
жение исконно залесенных и заболоченных
участков в районе, ограниченном с северо-
востока Доном от Муравлянки до устья
р. Себенки (с. Куликово); с юго-востока ли¬
нией от Устья к с. Михайловское; с юго-
запада линией Михайловское — Тычек —
Крутая (по старой дороге, охватывая те¬
чение Буйцы); с северо-запада линией Кру¬
тая — Муравлянка.При этом обращает на себя внима¬
ние распространение оподзоленных и лес¬
Где произошло Мамаево побоище?47ных почв по левому берегу Непрядвы и
отсутствие таковых по ее правобережью на
генерализованной карте. Косвенным указа¬
нием на развитие лесов в древности по
левобережью Непрядвы является находка
в мае 1980 г. нашей группой медвежьего
черепа в береговом обрыве на стрелке Не¬
прядвы и Дона.2. На основе геоморфологических на¬
блюдений уточнить скорость вреза овра¬
гов, изменения рельефа и полноводности
рек, которые могли произойти за 600 лет
в описываемом районе.3. Провести спектрозональную аэро¬
фотосъемку в масштабе около 1:10 000 на
площади около 100—200 км2 с целью по¬
иска мест захоронения русских воинов.
Съемку необходимо производить или вес¬
ной, в период между таянием снега и за¬
метным развитием травяной растительно¬
сти (вторая половина мая), или осенью, до
выпадения снега (октябрь). Съемка должна
охватывать оба берега Непрядвы в нижнем
течении. Ее обработка должна произво¬
диться специалистами.4. Произвести сплошное (маршрут¬
ное) археологическое обследование лево¬
бережья Непрядвы в указанных границах,
не прекращая работ на правом берегу ее.
При обследовании желательно иметь мино¬
искатели для поисков металлических пред¬
метов, среди которых наиболее вероятны
наконечники стрел и копий и плохо опозна¬
ваемые чешуйки панцирей.5. При избирательном обследовании
обратить особое внимание на заболочен¬
ные места и долину Непрядвы: а) в изгибе
реки в районе Березовки — Касьмова, соот¬
ветствующего опушке древнего леса; б) по
обоим берегам Буйцы; в) в устье Сички;
г) в устье Мечевки — как на наиболее ве¬
роятные места переправы через Непрядву
во время бегства ордынцев.6. Обратить внимание на топонимику
рек Сичка и Мечевка.7. Попытаться уточнить прохожде¬
ние войска Дмитрия Донского на пути к
битве через г. Епифань.О месте Куликовской битвыВ. А. Кучкин,доктор исторических наук
МоскваБольшие и малые сраже¬
ния, которые столь часто ве¬
лись в далеком прошлом, из¬
вестны по свидетельствам со¬
временников, хроникам и ле¬
тописям, поэтическим сказа¬
ниям и устным преданиям. Но
немногие из них могут быть точ¬
но локализованы. Известны, на¬
пример, географические ориен¬
тиры Ледового побоища: «на
Чудском озере на Уэмени у Во-
ронея камени». И тем не менее
существует около десятка вер¬
сий, определяющих место, гдев 1242 г. Александр Невский
разгромил немецких крестонос¬
ных рыцарей.Место Куликовской бит¬
вы может быть установлено
только исследовательско-анали¬
тическим путем. До сих пор
для этого использовались ле¬
тописные сведения, литератур¬
ные произведения и данные со¬
временной топонимии. В публи¬
куемой статье К. П. Флорен¬
ского впервые привлечены гео¬
графические карты и карты
почв, показания которых позво¬ляют корректировать главные
свидетельства — древние па¬
мятники письменности. При этом
следует иметь в виду, что да*
леко не все сведения послед¬
них достоверны. Степень досто¬
верности зависит от многих
особенностей: от характера из¬
ложения (сухая летописная по¬
мета или литературно обрабо¬
танный рассказ), времени и ме¬
ста создания. Естественно, чтр
повествование о Куликовской
битве, составленное несколько
десятилетий спустя после со-
48В. А. Кучкинбытий, будет содержать, как
правило, меньше реалий, чем
описание, созданное вскоре пос¬
ле 1 300 г.Какие же древние описа¬
ния Куликовской битвы и от ка¬
кого времени дошли до нас?
В основе многочисленных ле¬
тописных описаний лежат три
старших рассказа.Самый древний из них со¬
хранился в своде, получившем
название «Рогожский летопи¬
сец» (список 40-х годов XV в.),
и в Симеоновской летописи
(список второй четверти XVI в.).
Тот же рассказ был помещен в
пергаменной Троицкой летопи¬
си, сгоревшей в московский по¬
жар 1612 г. (список ее может
датироваться примерно концом
второго десятилетия XV в.).
Рассказ этот восходит к лето¬
писному памятнику 1409 г., а,
возможно, и более раннего вре¬
мени.Второй рассказ известен
по Новгородской I летописи
младшего извода (извод здесь
означает вторую редакцию).
Этот список датируется 40-ми го¬
дами XV в., но рассказ восхо¬
дит к своду 1433 г. и имеет ряд
общих слов и предложений с
первым рассказом.Третий летописный рас¬
сказ, помещенный в Софий¬
ской I и Новгородской IV ле¬
тописях (списки 70-х годов XV в.),
значительно полнее первых двух.
Он восходит к своду 1423 г.
В нем использованы несохранив-
шиеся ныне источники, в кото¬
рых сражение на Дону описы¬
валось с большими подробно¬
стями, чем в двух первых ле¬
тописных рассказах.Куликовской битве посвя¬
щены также два памятника древ¬
нерусской литературы. Один из
них — «Задонщина», создан¬
ная в подражение «Слову о Пол¬
ку Игореве» и известная в двух
редакциях: Краткой и Простран¬
ной. Краткая редакция была со¬
ставлена в 70-х годах XV в. мо¬
нахом Кирилло-Белозерского
монастыря Евфросином. Про¬
странная, оформившаяся в кон¬
це XV или начале XVI в., имеет
очень древнюю основу. Если из
Пространной редакции исклю¬
чить некоторые поздние добав¬
ления, останется текст, напи¬
санный в 80-х годах XIV в., воз¬
можно, через несколько меся¬
цев после Куликовской битвы.Второй литературный па¬
мятник — самый подробный и
самый распространенный сре¬
ди произведений Куликовско¬
го цикла — «Сказание о Ма¬
маевом побоище». Только там
есть красочные — не во всем
достоверные — рассказы о
встречах Дмитрия, будущего
Донского, с Сергием Радонеж¬
ским, о гадании перед битвой
Дмитрия Боброка, о поединке
Пересвета с могучим татари¬
ном, об искусных действиях за¬
садного полка во главе с Боб-
роком и двоюродным братом
Дмитрия князем Владимиром
Андреевичем Серпуховским.
«Сказание о Мамаевом побои¬
ще» сохранилось примерно в
150 списках, старший из кото¬
рых относится к концу 20-х го¬
дов XVI в. Списки «Сказания»
представляют 10 редакций па¬
мятника. Оригинал произведе¬
ния возник, по-видимому, в на¬
чале XVI в., но в нем использо¬
ваны ранние — и более досто¬
верные — источники.Названные памятники Ку¬
ликовского цикла постепенно,
начиная с XVIII в., вводились
в научный оборот. В 1810 г. было
издано «Сказание о Мамаевом
побоище», в 1852 и 1859 гг.—
соответственно Пространная и
Краткая редакции «Задонщины»,
в 1910 г.— Симеоновская лето¬
пись, а в 1922 г.— Рогожский
летописец.Как же определяется в
этих памятниках место Кули¬
ковской битвы и как интерпре¬
тируются в науке эти опреде¬
ления?В Рогожском летописце
поле сражения описано сле¬
дующим образом: «Князь же
великий поиде за Дон, и бысть
поле чисто и велико зело, и ту
сретошася погании Половци, Та-
тарьстии плъци, бе бо поле чи¬
сто на усть Непрядвы»1. В сход¬
ных выражениях описывает это
место и Новгородская I лето¬
пись: Дмитрий «въниде бо в зем¬
лю их за Донъ, и бе ту поле
чисто на усть рекы Непрядвы,
и ту исъполцишася погании Из-1 Полное собрание русских
летописей (далее ПСРЛ),
т. XV, вып. 1. Пг, 1922,
стб. 139.маилятяне противу крестиянъ»'.
В Софийской I летописи (и со¬
ответственно в Новгородской IV)
указано, что «Великии же князь
Дмитри Иванович перешед за
Дон в поле чисто в Ординьскыя
земля части на усть Непрядвы
реки»3. По сути, здесь повтор
белее ранней Новгородской I
летописи, к которому добавле¬
ны слова об Ордынской земле.В «Задонщине», произве¬
дении поэтическом, о месте
битвы говорится зачастую ино¬
сказательно, хотя и достаточно
определенно. В Краткой ре¬
дакции, например, указывается,
что «чюдно стязи стоять у До¬
ну великого», «князь Володи-
мер Ондреевич ведет свои сто-
рожевыя полны к быстрому
Дону», «тогда соколи и кре-
чати, белозерекыя ястреби бор¬
зо за Дон перелетеша», «тогда
же не тури возрыкають на поле
Куликове на речке Непрядне»\
Пространная редакция «Задон¬
щины» содержит большее чис¬
ло указаний на место сраже¬
ния. Но поскольку количество
этих указаний в каждом ее
списке неодинаково, следует
анализировать только те, кото¬
рые встречаются во всех спи¬
сках, потому что повторяемость
свидетельствует о наличии таких
чтений в недошедшем до нас
оригинале Пространной ре¬
дакции «Задонщины»: «быти
стуку великому на речке На-
пряде межу Доном и Непром,
пасти трупу человеческому на
поле Куликове, пролится крови
на речьке Напряде», «возгреме¬
ли мечи булатные о шеломы
хиновские на поле Куликове на
речке Напряде», «исекша хри-
стиани поганые полки на поле
Куликове на речьке Напряде»0.Наконец, «Сказание о Ма¬
маевом побоище» содержит
следующие определения места
Куликовской битвы: «на Дону»,
«княэ же великий повеле въинь-
ству всему Дон возитися», «кня¬
зи русскые оплъчишася при До-2 Новгородская первая ле¬
топись старшего и млад¬
шего изводов. М.—Л., 1950,
с. 376.3 ГПБ, QIV, 298, л. 445 об.* «Слово о полку Игореве»
и памятники Куликовского
цикла. М.—Л., 1966, с. 540,
549, 550.6 Там же, с. 537, 542, 552,
О месте Куликовской битвы49ну», Мамай на «утрие бо имать
приити на Непрядву», Дмитрий
Волынский «выехав на поле Ку¬
ликово и став посреди обоих
(русских и татарских.— В. К.)
плъков», «не мощно бе вмести-
тися на том поле Куликове: бе
место то тесно межу Доном и
Мечею»*1. Эти фразы о месте
Куликовской битвы взяты из
Основной редакции «Сказания».
Но поскольку они есть в том же
или мало измененном виде в
разных списках, то можно счи¬
тать, что они были и в первона¬
чальной редакции памятника.Итак, летописные тексты
однозначно свидетельствуют,
что сражение русских с ордын¬
цами произошло «в поле чи¬
стом» на устье Непрядвы при
впадении ее в Дон. «Задонщи-
на» также свидетельствует, что
битва развернулась на поле у
Непрядвы (хотя все списки «За-
донщины» и искажают назва-
ние этой реки) «за Доном»
(т. е. на его правобережье)
и называют поле боя Куликовым.
Указание, что Непрядва нахо¬
дилась «между Доном и Неп-
ром» (Днепром) — результат
поэтического осмысления со¬
бытий автором «Задонщины»,
знавшим, что свои силы Мамай
собирал преимущественно в сте¬
пях между Днепром и Доном.
«Сказание» по сути повторяет
«Задонщину», причем определе¬
ния места битвы в «Сказании»
более расплывчаты, чем в ран¬
них памятниках Куликовского
цикла. Не вполне ясно, в част¬
ности, соотношение Непрядвы и
Куликова поля. Определение в
«Сказании» Куликова поля: «ме¬
сто то тесно межу Доном и Ме-
чею»,— следует истолковывать
как ошибочное. Если бы автор
«Сказания» хорошо знал, что,
например, в его время Кулико¬
вым полем называли простран¬
ство между Доном и Мечей
(Красивой Мечей), то он не мог
бы определить это пространство
как тесное. Если же автор знал,
что битва 1380 г. происходила
на сравнительно узком прост¬
ранстве, тогда неверно его опре¬
деление Куликова поля От До¬
на до Мечи. Таким образом,
наиболее точные определения" Повести о Куликовской
битее. М., 1959, с. 43, 79,III ; 61, 95, 139.места Куликовской битвы даны
в древних памятниках цикла. Но
если автор «Задонщины» сооб¬
щил, видимо, местное назва¬
ние поля, где разыгралось сра¬
жение — Куликово, то летопис¬
цы не дали этого наименования
как малоизвестного, зато точно
указали, что битва произошла
у устья Непрядвы, о которой на
Руси знали лучше. Ясно, что
битва произошла в донском пра¬
вобережье, остается лишь опре¬
делить — на правом или левом
берегу Непрядвы.До последнего времени
считалось, что сражение имело
место на ее правом берегу.
За давностью лет уже забы¬
лось, на чем именно основы¬
валась такая точка зрения, даже
стало казаться, что никакие обо¬
снования тут вообще неуместны,
сами источники якобы указыва¬
ют на правобережье Непрядвы.
Но из приведенных цитат мож¬
но было убедиться, что это не
так. Памятники Куликовского
цикла содержат лишь общее
указание на правый берег До¬
на, устье Непрядвы и Кулико¬
во поле. Приходится возвра¬
щаться к старой литературе о
Куликовской битве, чтобы найти
истоки распространенного ныне
мнения о месте Мамаева по¬
боища и оценить ученые аргу¬
менты прошлого с современной
научной точки зрения.Первым и единственным
до последнего времени истори¬
ком, попытавшимся опреде¬
лить точное место Куликовской
битвы, был С. Д. Нечаев. Че¬
ловек прогрессивных взглядов,
декабрист, Нечаев живо инте¬
ресовался русской историей и
археологией. Интерес к Куликов¬
ской битве у него подогревался
еще и тем, что сам Нечаев
владел поместьем, земли ко¬
торого захватывали часть со¬
временного Куликова поля.
В 1821 г. Нечаев выступил со
статьей, в которой писал сле¬
дующее: «Куликово поле... по
преданиям историческим заклю¬
чалось между реками Непряд-
вою, Доном и Мечею. Север¬
ная его часть, прилегающая к
слиянию двух первых, и поныне
сохраняет между жителями
древнее наименование. Об нем
еще напоминают некоторые в
сем краю селения и урочища,
например, село Куликовка на
Дону, сельцо Куликово в самой
середине поля, овраг Куликов¬ский на правой стороне Непряд¬
вы и т. д.»'.Прием, к которому при¬
бегнул Нечаев для определения
места Мамаева побоища, в
своей основе вполне корректен.
Он обратился к свидетельствам
древних письменных источни¬
ков («историческим преданиям»)и, найдя, что они не вполне
четки («Куликово поле... заклю¬
чалось между реками Непряд-
вою, Доном и Мечею»), обра¬
тился к дополнительному источ¬
нику. Таким источником по¬
служила Нечаеву современная
ему топонимия. Местные кре¬
стьяне в начале XIX в. Кулико¬
вым полем называли поле, при¬
мыкающее к правому берегу Не¬
прядвы, что подкреплялось по¬
чти идентичными названиями
оврага и двух поселений, рас¬
положенных к югу от этой реки.
Отсюда следовал вывод, что
Куликово поле и в XIV в. было
расположено южнее Непрядвы и
там-то произошло решительное
сражение 8 сентября 1380 г.Но если логика научного
поиска Нечаева не вызывает воз¬
ражений, то его исходные дан¬
ные нуждаются в серьезных
уточнениях. «Исторические пре¬
дания», т. е. памятники Кули¬
ковского цикла, многие из кото¬
рых были обнаружены после
опубликования статьи Нечаева,
вовсе не замыкают Куликово
поле реками Доном, Непрядвой
и Мечей. По «Задонщине», на¬
пример, Куликово поле скорее
вмещает в себя Непрядву, а не
ограничивается ею. Как будет
показано ниже, так представлял
себе положение Куликова поля
и автор «Сказания о Мамаевом
побоище». Что касается ограни¬
чения Куликова поля Доном и
Мечею, то Нечаев мог заимст¬
вовать это ошибочное сведение
из Никоновской летописи или из
исторического сборника — Си¬
нопсиса, которые в качестве ис¬
точника использовали «Сказаниео Мамаевом побоище». Нико¬
новская летопись была издана
еще в XVIII в., Синопсис не¬
однократно переиздавался в
XVIII и начале XIX вв., в это же
время были широко распростра-7 НечаевС. Д. Некоторые
замечания о месте Мамаева
побоища.— Вестник Европы,1 821, № 14. с. 125.
50В. А. Кучкинйены лубочные издания «Ма¬
маева побоища» с текстом из
Синопсиса. Во всяком случае,
определение Куликова поля как
места между Доном и Мечею
впервые появилось в позднем
«Сказании о Мамаевом по¬
боище» и было неточным. Не¬
чаев, видимо, считая, что ста¬
ринные тексты не могут содер¬
жать недостоверных сведений,
принял это определение за
вполне правильное и на нем по¬
строил свои выводы.Не менее важно опреде¬
лить доброкачественность и до¬
полнительного источника, при¬
влеченного Нечаевым,— совре¬
менной ему топонимии. Локали¬
зация древних географических
объектов по поздним топони¬
мам не может считаться впол¬
не надежной. За длительное
время старые названия могли
переноситься на новые места.
Поэтому для определения ме¬
стоположения древних поселе¬
ний, урочищ и т. п. необходимо
привлекать наиболее древние
топонимы, хронологически близ¬
кие локализуемым объектам.
Во времена Нечаева такая ме¬
тодика не была еще известна,
он действовал по правилам,
господствовавшим в науке
вплоть до XX в. Теперь выяс¬
нилось, что те топонимы, кото¬
рыми оперировал Нечаев, име¬
ют позднее происхождение. Так,
село Куликовка на Дону возник¬
ло только в последней трети
XVII в., а сельцо Куликово —
и того позже, во второй поло¬
вине XVIII в. Неизвестен источ¬
никам XVII — начала XVIII вв.,
изученным С. Р. Долговой (ее
статья помещена ниже), и овраг
Куликовский на правой стороне
Непрядвы. Но если приведен¬
ные Нечаевым названия появ¬
ляются не ранее XVII в., а
в XIV в. их просто не сущест¬
вовало, тогда локализация им
места битвы 1380 г. на правой
стороне Непрядвы теряет осно¬
вание, и весь вопрос должен
быть подвергнут изучению за¬
ново.Для того чтобы решить
дилемму, на правом или на ле¬
вом берегу Непрядвы был раз¬
громлен Мамай, необходимо
привлечь дополнительные дан¬
ные, независимые от памятни¬
ков Куликовского цикла.Наиболее раннее извес¬
тие о Куликовом поле в таких
источниках содержится в лето¬писях XVI в. В них сообща¬
ется о набеге 16 августа 1542 г.
крымских татар на Зарайск. У До¬
на на Куликовом поле они
оставили охрану, атакованную
русскими сторожевыми отряда¬
ми. К сожалению, однозначно
локализовать Куликово поле
описание событий 1542 г. не
позволяет.Другой источник в этом
отношении гораздо красноре¬
чивее. Речь идет о Книге Боль¬
шому Чертежу — своего рода
указателю к двумч большим
картам Русского государства;
одной, составленной при Бори¬
се Годунове (1598—1605), и дру¬
гой, составленной в 1627 г., на¬
зывавшей юг Русского государ¬
ства «Полем». В том же 1627 г.
была составлена и Книга Боль¬
шому Чертежу. В этой Книге
Куликово поле упоминается не¬
сколько раз: «Упа река вытекла
от Куликова поля», «вытекла
речка Снежеть из Куликова по¬
ля», «пала речка Иста в Оку, а
вытекла из Куликова поля от
Пловы», «река Солова и река
Плова вытекли с верху реки Ме¬
чи ис Куликова поля»8. Найдя
перечисленные реки на совре¬
менной карте, легко установить,
что в конце XVI — первой
четверти XVII вв. под Кулико¬
вым полем понималось обшир¬
ное пространство, включавшее
истоки рек Окского бассейна
Упы, Снежеди, Исты, Соловы
и Плавы, а также, вероятно,
исток реки Донского бассейна
Мечи. Это Куликово поле было
расположено в широтном от¬
ношении не только южнее Не¬
прядвы (исток Плавы), но и се¬
вернее (исток Соловы). К сожа¬
лению, Книга Большому Черте¬
жу 1627 г. ничего не говорит
о соотношении Куликова поля
и бассейна Непрядвы.Имеется, однако, еще
один источник, хронологиче¬
ски близкий Книге Большому
Чертежу, который содержит не¬
обходимые сведения. В состав¬
ленной в 1627—1630 гг. писцо¬
вой книге Епифанского уезда
писцов Романа Волховского и
подьячего Василия Бурцева есть
упоминания и Непрядвы, и Кули¬
кова поля. Описывая владения
(«жеребьи») епифанских поме-8 Книга Большому Чертежу.
М.—Л., 1950, с. 59, 116—118.щиков, эти писцы описали и «же¬
ребей пустоши Буйцы, Кулико¬
во поле тожь, на речке на Не-
прядве», причем другой «же¬
ребей» этой же пустоши был
расположен «на речке на Не-
прядве и на речке на Буйце»9.
Река Буйца является левым при¬
током Непрядвы. Очевидно, что
земли пустоши Буйцы — Кули¬
ково поле находились на левом
берегу Непрядвы и там же бы¬
ла расположена сама пустошь с
весьма характерным вторым на¬
званием — Куликово поле.
Важно подчеркнуть наличие та¬
кого топонима именно на лево¬
бережье Непрядвы. На правом
берегу этой реки описания
1627—1630 гг. подобных топони¬
мов не фиксируют. В той же кни¬
ге есть раздел, который оза¬
главлен так: «В Себинском же
стану на Куликове поле пороэ-
жие земли, что бывали в по¬
местьях». Отсюда ясно, что тер¬
ритория Себинского стана за¬
хватывала Куликово поле в ши¬
роком смысле слова. Последнее
не надо путать с пустошью
Буйцы — Куликово поле, о ко¬
тором речь шла выше10. Где же
находилось собственно Кулико¬
во поле? Об этом можно судить
на основании описания «же¬
ребьев» входившей в Себин-
ский стан пустоши Дикое поле,
которые располагались «на реч¬
ке на Непрядве и на речке на
Буйце», т. е. на левом или
преимущественно на левом бе¬
регу Непрядвы. Имеются, сле¬
довательно, прямые данные, от¬
носящиеся к первой трети XVII в.
и свидетельствующие о том,
что в то время Куликовым по¬
лем называли левобережье Не-9 Центральный государст¬
венный архив древних ак¬
тов (ЦГАДА), ф. 1209, кн.
140, лл. 138 об.— 139, 141 —1 41 об.10 Именно такую путаницу
допустил Р. Г. Скрынников,
приняв пустошь с названием
Куликово поле за все Кули¬
ково поле, а пустошь Дикое
поле — за название всей
южной степени, и затем
отождествившего Куликово
поле с Диким полем. См.:
Скрынников Р. Г. Ку¬
ликовская битва. Проблемы
изучения.— В сб.: Куликов¬
ская битва в истории и куль¬
туре нашей Родины. М., 1983,
с. 54—55.
О месте Куликовской битвы51прядвы. Подобные ранние и
прямые данные, говорящие о
том, что Куликовым полем на¬
зывалось правобережье Непряд¬
вы, отсутствуют. С течением
времени, когда русские стали
заселять пространство к югу
от Непрядвы, название Кулико¬
во поле было перенесено и на
это пространство, но первона¬
чально Куликовым полем на¬
зывали район севернее Не¬
прядвы.Склоняясь, таким обра¬
зом, к мысли, что в древности
Куликово поле обозначало ле¬
вобережье Непрядвы, обратим¬
ся к свидетельствам иного ро¬
да, говорящим о том, как рас¬
полагались войска в битве 8 сен¬
тября 1380 г. Такие свидетель¬
ства содержатся в памятниках
Куликовского цикла, и их при¬
водит в своей статье Флорен¬
ский. К сожалению, он не де¬
лает различий между свиде¬
тельствами разных источников:
«Сказания о Мамаевом по¬
боище», «Задонщины» и т. д.
Основываться же надо на таких
сведениях, которые повторяют¬
ся во всех списках и редак¬
циях памятника, ибо в таком
случае они явно были в перво¬
начальном его тексте, хотя и
здесь требуется доказать их до¬
стоверность. Если сведения со¬
держатся в одном списке или
нескольких, то нужны аргумен¬
ты в пользу их точности.Флоренский считает при¬
водимые им показания древних
памятников непротиворечивыми,
но это совсем не так. «Сказа¬
ние о Мамаевом побоище»
сообщает, например, что засад¬
ный полк вступил в бой, когда
«духу южному потянувшу съэа-
ди нам»11. Отсюда следует, что
полк стоял лицом на север. Но
поскольку Мамай шел на Кули¬
ково поле со стороны р. Мечи,
русские полки, даже засадный,
не могли стоять фронтом к се¬
веру. Здесь очевидно явное не¬
знание некоторых реалий сра¬
жения автором «Сказания о Ма¬
маевом побоище». Тем не ме¬
нее интересно представление
этого автора . о расстановке
войск в Куликовской битве.Согласно «Сказанию», на¬
кануне битвы великий князь11 Повести о Куликовской
битве, с. 70—71, 103, 149.Дмитрий вместе с Дмитрием
Боброком выехали на Кулико¬
во поле и, «став посреди обоих
плъков» (т. е. русского и ор¬
дынского войска), прислуша¬
лись к ночным шумам. «Обра-дающе». Обменявшись фраза¬
ми, князья «обратився на плък
русскый,— и бысть тихость вели¬
ка»12. Из нарисованной авто¬
ром «Сказания» поэтической
картины становится ясно, чтоСхема расположения полков Дмит¬
рия Донского и Мамая на Кулико¬
вом поле.□ШРасположение русских войск,
по устоявшейся версииU ] Расположение засадного
полка, по *той жа версииРасположение ордынских
войск, по этой жа версииРасположение русских войск
по версии В. А. Кучкина
и К. П. Флоренского!«■»!Расположение засадного
полка, по этой версииНаправление войск Мамая,
по этой версиитився на плък татарскыи», они
услышали «стук велик и кличь
и вопль», вой волков сзади Ма¬
маева лагеря, карканье ворон
на его правой стороне, грозу —
на левой, «по реце же Непряд¬
ве гуси и лебеди крылами пле-
щуще, необычную грозу по-Непрядва разделяла русские и
ордынские полки.В описании самой битвы
указывается, что «мнози же
плъки поганых бредуть оба пол:
от великиа силы несть бо им
места, где раэступитися»13. «Оба
пол» означает «с обеих сторон»,
«по обеим сторонам». Несом¬
ненно, что в «Сказании» имеют¬
ся в виду оба берега Непрядвы.Очень интересное наблю¬
дение сделал в публикуемой
статье Флоренский. Он сопоста¬
вил два известия «Сказания»: о
посылке засадного полка в дуб¬
раву, которая росла у Дона вы¬
ше переправы русских войск
(пример 5), и о нахождении
раненого Дмитрия Донского в
дубраве, росшей справа от поля
битвы (пример 10). Оба эпизо¬
да зафиксированы во всех стар¬
ших редакциях «Сказания». Фло¬
ренский высказывает мысль, что
речь идет об одной и той же
дубраве. Раз так, раз засадный
полк находился у Дона на пра-Там же, с. 64, 97, 143.Там же, с. 68, 101, 147.ф Сторожевая Дуброва (XVIII в )Нрасный
холм (?)
52В. А. Кучкинвом фланге русских войск, то
современная схема построения
полков Дмитрия Донского на
правом берегу Непрядвы и про¬
исшедшей там битве оказывает¬
ся неверной.Суммируя приведенные
сведения «Сказания» о расста¬
новке и передислокации войск
противоборствовавших сторон
на Куликовом поле, можно бы¬
ло бы констатировать, что бит¬
ва происходила не на правом,
а на левом берегу Непрядвы.
Однако не следует забывать,
что разобранные свидетельства
прежде всего представляют точ¬
ку зрения автора позднего «Ска¬
зания о Мамаевом побоище».
Отсюда возможность искаже¬
ния или даже придумывания
фактов. Поэтому к приведен¬
ным данным «Сказания» при¬
ходится относиться с осторож¬
ностью, проверять их досто¬
верность. Ясных критериев для
установления реальности фак¬
та рекогносцировки Дмитрия
Донского и Боброка перед
битвой, движения Мамаевой ор¬
ды вдоль берегов Непрядвы у
нас нет. Но относительно укры¬
тия засадного полка под коман¬
дованием Владимира Андрееви¬
ча такие критерии есть.Во-первых, о действиях
этого полка косвенно сообща¬
ет «Задонщина». Во-вторых, в
самом «Сказании» есть ссылка:
«Се же слышахом от верного
самовидца, иже бе от плъку
Владимира Андреевича»14, сви¬
детельствующая, что составите¬
лем «Сказания» был использо¬
ван какой-то источник (устный
или письменный), восходящий
к рассказам очевидца Куликов¬
ской битвы — воина засадного
полка. Поэтому многие детали
действий этого полка в «Ска¬
зании» вполне реальны, как
правдоподобна и деталь о по¬
сылке засады вверх по Дону
в дубраву. На современных
схемах битвы эта дубрава изо¬
бражается растущей у правого
берега Дона близ Непрядвы.
Большой заслугой Флоренского
является привлечение почвен¬
ной карты для воссоздания
древнего ландшафта правобе¬
режья и левобережья Непряд¬
вы. Эта карта показывает, что
почвы к югу от Непрядвы одно¬1-1 Там же, с. 70, 102, 148.родны, они степные, лес там
не рос. А между правым бе¬
регом Дона и левым берегом
Непрядвы леса имелись. Та¬
ким образом, если верно извес¬
тие о сокрытии Дмитрием Дон¬
ским засады в дубраве, то речь
должна идти только о левом бе¬
реге Непрядвы. Этот вывод
Флоренского подтверждается и
конкретизируется еще одним
источником, до сих пор не ис¬
пользованным исследователями.Речь идет о карте 1785 г.
Епифанского уезда, на кото¬
рой изображен район Непряд¬
вы. Никакого леса на правом
берегу Дона от ее устья вниз по
Дону до устья р. Смолки на этой
карте не отмечено. Зато выше
непрядвинского устья на рас¬
стоянии примерно 6 км на пра¬
вом берегу Дона показан един¬
ственный в округе лесной учас¬
ток площадью около 0,3 км'.
Прямо против этого участка на
левом берегу Дона.на карте обо¬
значено село с характерным на¬
званием Сторожевая Дуброва.
Леса около этого поселения не
было10, и становится очевид¬
ным, что село приняло название
от той дубравы, что была рас¬
положена на донском правобе¬
режье. Возводить название ро¬
щи Сторожевая Дуброва к вре¬
менам Куликовской битвы нет
оснований, но к XVI—XVII вв.—
вполне вероятно. Очевидно,
здесь скрывались русские сторо¬
жевые разъезды, предупреж¬
давшие о набегах степняков и
остававшиеся незаметными для
противника. Во всяком случае,
название Сторожевая Дуброва
свидетельствует об использова¬
нии рощи как военного укры¬
тия и ее уникальности в мест¬
ном ландшафте.Флоренский высказал ре¬
зонное недоумение, почему ис¬
торики заставляют русские пол¬
ки переправляться через Дон
у Татинских бродов ниже впа¬
дения в него Непрядвы, где он
становится много пблноводнее.
Сам он указывает, что можно
перейти Дон несколько выше
устья Непрядвы. Таким обра¬
зом, открывается возможность
объяснения действия Дмитрия-
Донского: он перешел Дон «на
усть Непрядвы» в райсне Косо¬15 ЦГАДА, ф. 135:, оп. 1, ед.хр. 6111.го брода и послал засадный
полк в будущую Сторожевую
Дуброву. Эта Дуброва находи¬
лась выше по Дону и справа от
переправы русских войск. Совпа¬
дение с данными «Сказания» на¬
столько полно, что дает осно¬
вание видеть в «Сказании» от¬
ражение достоверного факта.
В роще же размером в 0,3 км2
легко могло укрыться несколько
тысяч всадников, и находились
они, судя по удаленности Сто¬
рожевой Дубровы от Непрядвы,
на фланге сражения.Воссозданная картина
прямо подтверждается текстом
«Задонщины»: «И нукнув князь
Володимерь Андреевич с пра¬
вы* рукы на поганаго Мамая с
своим князьмъ Волыньским 70-ю
тысящами...»16. Однако приве¬
денное известие сохранилось
только в одном из списков «За¬
донщины». В других списках
вместо этого читается: «и нюк-
нув князь великии Владимеръ
Андреевичь», «и нукнувъ князь
Владимеръ», «воскликнул князь
Володимер Андреевич» , Отсю¬
да некоторые исследователи за¬
ключали, что в первоначаль¬
но** тексте «Задонщины» чита¬
лось: «И нукнув князь Влади¬
меръ Андреевич»,— а текст от
слов «с правые рукы» до слов
«70-ю тысящами» — позднее до¬
бавление. Из него мы узнаем о
четырех фактах: 1) князь Вла¬
димир выступил с правого флан¬
га; 2) он действовал против
Мамая; 3) вместе с ним был
князь .Волынский; 4) его отряд-
насчитывал 70 тыс. человек.
Обосновывая позднее проис¬
хождение текста, ученые ука¬
зывают на то, что эти факты
взяты из «Сказания»'*.Но такое заключение ока¬
зывается уязвимым. Во-первых,
не все сведения дополнитель¬
ного текста объяснены. Даже
если указание на Мамая яв¬
ляется плодом додумывания
писца этого списка, то откуда
взято упоминание о 70-тысяч¬
ном войске? Во-вторых, еслиlh «Слово о полку Игореве»
и памятники Куликовского
цикла, с. 546.17 Там же, с. 539, 544, 554.18 Дмитриева Р. П. Вза¬
имоотношение списков «За¬
донщины» и «Слова о полку
Игореве».— Там же, с. 207.
О месте Куликовской битвы53источником дополнения по¬
служило «Сказание о Мамае¬
вом побоище», то почему пи¬
сец, заимствовав известие о
расположении полков Владими¬
ра Андреевича в «правой руке»
из описания уряжения ратей
еще в Коломне (начало «Ска¬
зания») и о посылке вместе с
Владимиром в засаду Дмитрия
Волынского, не обратил внима¬
ния на тот текст «Сказания»,
где говорилось, что полк правой
руки на Куликовскую битву вы¬
водил не князь Владимир, а Ми-
кула Васильевич? Почему писец
назвал Волынского князем? Этот
титул к Дмитрию Боброку в
«Сказании» не прилагался, хотя
в действительности Боброк про¬
исходил из литовского княже¬
ского дома Гедиминовичей. Нет
в «Сказании» и цифры —
70 ООО войска. Такая цифра есть
в двух списках Пространной
редакции «Задонщины»: это —
войско новгородцев и войско
Андрея и Дмитрия Ольгердови-
чей. Приходится констатировать,
что если известие о засадном
полке в дополнении позднее
и составное, то оно взято из
«Сказания», но не из эпизодао засадном полке, а из эпизодао смотре войск в Коломне; из
другого эпизода «Сказания» взя¬
то известие о воеводах засад¬
ного полка, но титул «князь»
Дмитрия Боброка заимствован
из другого источника; имя Ма¬
мая добавлено по догадке, а
цифра 70 ООО взята из «Задон¬
щины». В итоге подобной до¬
вольно странной мозаичной ра¬
боты получился отличный ре¬
зультат. Если отвлечься от явно
легендарной цифры в 70 ООО вои¬
нов, все остальное в дополне¬
нии точно соответствует дейст¬
вительности: засадный полк воз¬
главлялся князьями Владими¬
ром Серпуховским и Дмитрием
Волынским и обрушился на Ма¬
мая, как выясняется по другим
данным, с правого фланга. Такое
соответствие не могло быть ре¬
зультатом поздней редактор¬
ской работы. По-видимому, фра¬
за о действиях князя Владими¬
ра с Дмитрием Волынским за¬
нимала в оригинале Простран¬
ной редакции «Задонщины» от¬
дельную строку и механически
была пропущена в других спис¬
ках. Характерно, что в этих
списках в данном месте наблю¬
дается несогласование в числеподлежащего и сказуемого, что
свидетельствует о разрушении
фразы, вызванной, очевидно,
пропуском.Любопытно и другое.
Этот список «Задонщины» —
дефектный. Он сохранил менее
трети текста произведения. Но
даже в таком небольшом от¬
рывке обнаруживаются фразы,
наиболее близкие к «Слову о
полку Игореве». Это означает,
что первоначальный текст «За¬
донщины» в нем воспроизве¬
ден точнее, чем в других спис¬
ках. Поэтому и фраза о вступ¬
лении в бой Владимира Серпу¬
ховского с правого фланга ско¬
рее соответствует истинному по¬
ложению вещей. Таким образом,
есть еще одно свидетельство об
иной, чем принято думать, рас¬
становке полков в Куликовской
битве.Наконец, ценнейшее сви¬
детельство сохранилось в Ро¬
гожском летописце, где побе¬
да Дмитрия Донского описана
в следующих выражениях: «Бог
бо невидемою силою устраши
сыны Агаряны, и побегоша, об¬
ратите плещи свои на язвы, и
мнози оружием падоша, а дру-
зии в реце истопоша. И гнаша
их до рекы до Мечи и тамо
множьство их избиша, а друзии
погрязоша в воде и потопо-
ша»19. В отрывке говорится о по¬
топлении ордынских воинов в
двух реках. Одна из них назва¬
на летописцем — Меча, вто¬
рая река не названа. Но это не
Меча, поскольку о последней
сказано, что «и тамо» гибла ма¬
маева рать. Единственная река
в районе древнего и современ¬
ного Куликовых полей, где мог¬
ли тонуть всадники,— это Не-
прядва (в XVIII в. ширина Не¬
прядвы составляла 21,4 м, а глу¬
бина в самое жаркое время го¬
да и в самых мелких местах —2 м 14 см). Если же ордынцы,
бежавшие к Мече, тонули в Не-
прядве, то битва должна была
разыграться на левом берегу
этой реки.Таким образом, весь
комплекс разобранных свиде¬
тельств указывает на то, что Ку¬
ликовская битва произошла на
левом берегу Непрядвы. Каких-
либо показаний источников, сви-19 ПСРЛ, т. XV, вып. 1. Пг,
1922, стб. 139—140.‘детельствующих об ином, нет.
Основная мысль статьи Флорен¬
ского, безусловно, верна. Спра¬
ведливы его предложения по
дальнейшему изучению Кулико¬
ва поля. Необходимо подчерк¬
нуть, что на левобережье Не¬
прядвы протекала основная фа¬
за Куликовской битвы. Пресле¬
дование же разбитого Мамая ве¬
лось вплоть до Мечи. Поэтому
поле к югу от Непрядвы также
послужило ареной битвы, неда¬
ром здесь найдены боевые пред¬
меты времен Куликовской бит¬
вы. Отсюда ясно, что обследо¬
ванию должен быть подверг¬
нут весь бассейн Непрядвы и
прилегающая к нему террито¬
рия. Необходимы выявление и
публикация всех ранних доку¬
ментов по этому району, при¬
влечение карт XVIII—XIX вв.,
крупномасштабных почвенных
карт. Привлекая такую карту,
Флоренский отметил, в частно¬
сти, наличие болотистых почв в
левобережье Непрядвы. На пра¬
вобережье болот нет. Если Ку¬
ликово поле получило свое на¬
звание от птицы кулика, гнез¬
дящегося на болоте, тогда про¬
ясняется, каким образом поле
получило свое название. Немало
помогут делу и аэрофотосъем¬
ки, археологические и геохими¬
ческие работы, комплексные
усилия ученых-гуманитариев и
естественников. Такое содру¬
жество, несомненно, откроет но¬
вые, неизвестные страницы Ку¬
ликовской битвы — славной ве¬
хи в истории нашей страны.
54 История«Природа», 1964, № 8История Куликова поля в документах XVI—
XVII вв.С. Р. Долгова,кандидат филологических наук,
заслуженный работник культуры
РСФСРМоскваЦентральный Г осударст-
венный архив древних актов
(ЦГАДА) — единственное хра¬
нилище, где находятся доку¬
менты о ранних поселениях
на Куликовом поле. Они мало
изучены и никогда не публи¬
ковались. Между тем их тща¬
тельный анализ может сущест¬
венным образом повлиять на
разрешение существующего
сейчас в науке спора о месте
столкновения основных сил во
время битвы 1380 г.Впервые в документах ар¬
хива топоним «Куликово поле»
встречается в писцовой книге
Епифанского уезда за 1628—
1630 гг. Писцы Василий Бурцев
и Иван Загряжский, подробно
описав каждую деревеньку, па¬
хотные земли, лесные угодья
в Себинском стане, четко оп¬
ределили межу, т. е. границу
Куликова и Дикого поля: «Межа
Куликову полю, епифанцов
розных помещиков и порозжих
земель с диким полем пустоши
Буйцы — от двух колодезей,
что вышли из частова березняка,
а устьем впали в реку, в Не-
прядву и вверх рекою Непряд-
вою с польские стороны1. А от
реки от Непрядвы направо реч¬
кою Деготенкою вверх...» Далее
межа пересекла старую Елец¬
кую дорогу («что езживали1 Как считает А. Л. Хорош-
кевич, одним из результатов
битвы 1360 г. было форми¬
рование ничейных земель,
получивших в XV в. назва¬
ние «Поля», а в XVI в.—
«Дикого поля». См.: X о-
рошкевич А. Л.— Исто¬
рия СССР, 1980, № 4, с. 103.
Следует, однако, пояснить,
что определение «дикое по¬
ле» применялось к пустопо¬
рожним землям во многих
уездах России.с Епифани на Елец»), шла по
дубовым и березовым лесам,
через речку Маленький Буйчик
и Большим Буйцом доходила
до Непрядвы2. Как видим, перво¬
начально земли Куликова поля
располагались по Непрядве и ее
левым притокам.В этой же писцовой книге
встречается единственный на¬
селенный пункт, имевший в то
время название «Куликово по¬
ле»: «За епифанцы за Федьком,
да за Ивашком, да за Игнат-
ком Агеевым детьми Ишутина
в поместье, по ввозной грамоте
за приписью дьяка Герасима
Мартемьянова 122 году (1614)
жеребий (т. е. доля,—С. Д.):
пустошь Буйцы Куликово поле
тож, на речке, на Непрядве»3.
К 1630 г. в Епифанском уезде,
где в то время находилось Ку¬
ликово поле, было 327 забро¬
шенных дворовых мест, кото¬
рые «запустели от татарской
войны»1.Писцовые и переписные
книги середины XVII в. не
упоминают Куликова поля.
В конце века его границы мож¬
но проследить по писцовой и
межевой книге города Богоро-
дицка (1670 г.). Земли в уезде
были розданы крупным свет¬
ским и церковным феодалам,
служилым людям. Часть земель
принадлежала Богородицку; как
и в 1628 г. межа начиналась
«от дву колодезей, что вышли ис
частова березняка и впали в
реку, в Непрядву. А от устья
реки Непрядвы вниз рекою
Доном до лощины, что пониже
Татинова броду...». Далее межа
шла по «сухому осиновому
колку» (перелеску.— С. Д.),
пересекала Большую Татинскую
дорогу, речку Смолкач5. Две
грани на березе, стоявшей на
пригорке у известных уже намдвух колодезей, определяли
совместное владение Богоро-
дицка с «епифанцами»: одна
грань указывала «в реку Непряд¬
ву, а другая по Куликову полю
вверх по реке Непрядве»6.Для переписчиков ориен¬
тиром служил «дуб кривой»,
стоявший подле Данковской до¬
роги, береза с орлиным гнез¬
дом, осина в верховьях речки
Ситенки, «дуб кудряв» или «дуб
голенаст», выросший возле кур¬
гана. Шли они мимо «верхней
Рогачевской дубравы» на Верхо-
мячье, а от Верхомячья до
верховья реки Упы.Отдельно была обмеже¬
вана земля князя Бориса Мы-
шецкого «на Куликовом поле,
с устья речки Среднева Дубина
вверх тою речкою Средним
Дубиком».На правой стороне речки
писцы увидели две березы,
которые выросли «от одново
корни, одна развиловата, на ней
грани: одна указывает к реке
Непрядве, а другая по Куликову
полю вверх реки Непрядвы» .
Отказная книга (фиксирующая
передачу земель помещикам)
1672 г. отметила, что рядом
с деревней Курец, что на Дону,
появилось селение Куликовка .Представление о меже
Куликова поля в конце XVII в.
дают и другие исторические ис¬
точники — грамоты Коллегии
экономии (из монастырских хра¬
нилищ). По Епифанскому уезду
их сохранилось всего две за
70-е годы XVII в., обе они
являются «выписью из межевых
книг». Одна так и называется
«на земли Куликова поля, при¬
надлежавшие епископу Коло¬
менскому», который владел ими
«от речки Сетуньки; у речки
Сетуньки на берегу поставлен
столб, на нем две грани: одна
указует к речке Сетуньке, а дру¬
гая указует вверх большим вер¬2 ЦГАДА, ф. 1209 «Писцо¬
вые и переписные книги»,
on. 1, кн. 140, л. 320—322.3 Там же, л. 138 об.4 Там же, л. 288 об.5 Там же, кн. 121, л. 55—58.6 Там же, л.. 58 об.— 61 об.7 Там же, л. 55—58.1 Там же, on. 2, кн. 14421,
л. 518 об.—519.
История Куликова поля в документах XVI—XVII вв.5Sком... Направо земля и лес,
и всякие угодья домовые вотчи¬
ны преосвященного Иосифа,
архиепископа Коломенского и
Каширского, а налеве — земля
и лес и всякие угодья Предоте-
чева монастыря, что на Туле,
села Покровского»5.Вторая грамота была со¬
ставлена в связи с тем, что
подьячий Иноземного приказа
Тихон Мотякин «да Андрей
Ааеркишев с товарищи» владели
землей близ Непрядвы «без
дач». Спорная земля «рекою
Непрядвою вниз, до устья и до-
реки Дон» была отмежевана
митрополиту Сарскому и Под ом¬
скому Павлу . Сохранилось
множество записей о пожалова¬
нии земель на Куликовом поле
а 1694 г. по обе стороны
Непрядвы и речки Буйцы . Та¬
ким образом, к началу XVIII в.
межа Куликова поля отодвину¬
лась далеко на юг и на восток.По легенде войска Дмит¬
рия Донского переходили че¬
рез Татинский брод. Впервые,^ ЦГАДА, ф. 281 «Грамоты
Коллегии экономии», 1674 г.,
№ 4666, л. 1—4.Там же, N9 4663, л. 1.11 ЦГ АДА, ф. 1209 «Столб¬
цы Вотчинной записки»,
N9 18766, ч. 1.как указывалось выше, он упо¬
минается в писцовой книге
«письма и межевания Андпея
Щепотьева за 1670 год»'2. Доку¬
менты архива упоминают о су¬
ществовании других бродов че¬
рез Дон. Так, «черный лес
и дубраеа Ивана да Григория
Орсеньавых» простирались «до
Филиского броду»13. Другой
брод упоминается а связи с ме¬
жеванием в Себинском стане
земель Голицыных: «От Косова
броду вверх по реку Дону до
устья реки Непрядвы 8 длинни-
ков 30 сажен»14 (около 2 км.—
С. Д.). «Петрово поместье Ивана
сына Арцебушева» находилось
«у реки Дон, у Курецкого
броду»'5. Имелся брод и на
Непрядве. Земли помещика Тро¬
фима Пупина уходили за Дон,
шли дубравою к реке Непрядве,
к Рыбному броду"3.0 поселениях на Кулико¬
вом поле в XVIII в. дают нам
представления «Экономические12 ЦГ АДА, ф. 1209, on. 1, кн.121, лл. 55—56.'* Там же, on. 2, кн. 14248,л. 406.1 * Там же, on. 1, кн. 496,л. 141 — 145.'* Там же, on. 2, кн. 14421,л. 508,16 Там же, кн. 14449, л. 2.примечания к планам генераль¬
ного межевания» Тульской гу¬
бернии. В Данковском уезде
появилось Куликово-Подгорное
на левой стороне реки Дона.
В Епифанском уезде с. Кули-
ковка принадлежало несколь¬
ким помещикам (Афросимовым,
Иванчиным-Писаревым и Суха¬
ревым) и располагалось по ре¬
ке Дон «и по обе стороны
речки Смолки...»'7. Сельцо Ку-
ликовка принадлежало М. Л. Ла¬
зареву, его «дача простирается
речки Среднего Дубика на ле¬
вой и по обе стороны овра¬
гов трех безымянных и озера
безымянного»18. Несколько де¬
ревень, имевших второе назва¬
ние Куликово, в XVIII в. их по¬
теряли (например, Буйцы). Из
всех рек, протекающих в преде¬
лах Куликова поля, как свиде¬
тельствуют документы, наибо¬
лее полноводной была Не-
прядва.Однако все это — лишь
общая справка документов
ЦГАДА, их предстоящая полная
публикация воссоздаст историю
одного из самых заповедных
мест героического прошлого
России.17 ЦГАДА, ф. 1355, № 1794,л. 122.14 Там же, л. 45.История наукиНАУЧНЫЕ ШКОЛЫ В ГЕОГРАФИИ.
Отв. ред. Л. С. Абрамов, В. А. Еса-
ков. М.: МФГО, 1983, 117 с., ц. 60 к.Историки географии до
сих пор мало задумывались над
вопросами изучения или хотя
бы корректного выделения науч¬
ных школ, хотя их число и
разнообразие велико. Настоя¬
щий сборник — попытка ос¬
мыслить эту проблематику.
В этой связи выделяются по¬
становочные статьи Л. С. Аб¬
рамова «Методические подходы
к исследованию научных школ
и их роли в отечественной гео¬
графии» и И. М. Забелина
«Межнациональные научные на¬
правления и школы в геогра¬
фии».Статьи других авторов
сборника посвящены тем или
иным русским географическим
школам, в частности гляциоло¬
гической школе, эколого-гео-
графической школе Кошкаре-
ва — Коровина, воронежской
ландшафтной школе и т. д.Г еографияВ. Л. Глаэычев. СОЦИАЛЬНО-ЭКО¬
ЛОГИЧЕСКАЯ ИНТЕРПРЕТАЦИЯ ГО¬
РОДСКОЙ СРЕДЫ. М.: Наука,
1984, 180 с., ц. 1 р. 50 к.Г ород — это ведущая
форма человеческого поселения
во всех обжитых частях Земли.
Став своего рода «второй при¬
родой», городская (урбанизиро¬
ванная) среда требует такогоже глубокого изучения, каки «первая природа».Для исследования го¬
родской среды необходима ин¬
теграция усилий многих наук,
причем между научным знани¬
ем и практическим действием
функционирует еще одно зве¬
но: градостроительное планиро¬
вание и проектирование. Раздело городе как об объекте комп¬
лексного проектирования выне¬
сен в начало книги В. Л. Гла-
зычева. Затем внимание автора
переключается на город как на
объект комплексного исследо¬
вания (с экологической, рас-
селенческой, социологической,
исторической точек зрения и в их
синтезе). Далее автор детально
исследует понятие «городская
среда» с привлечением ин¬
тересного и порой неожидан¬
ного материала из разных обла¬
стей знания.
56 Энергетика«Природа», 1904, № 0Атом не солдат, атом — рабочийВ 1954 г. в Обнинске вступила в строй первая а мире атом¬
ная электростанция. С этого события начался новый этап
научно-технической революции — эра мирного использования
атомной энергии. За прошедшие 30 лет атомная энергетика
заняла заметное место в экономике развитых стран. Более
того, с АЭС связываются дальнейшие надежды на разреше¬
ние топливно-энергетических проблем, вставших перед челове¬
чеством в последние десятилетия. Председатель Государствен¬
ного комитета по использованию атомной энергии СССР А. М. Пе-
тросьянц ответил на вопросы нашего корреспондента И. Н. Ару-
тюнян, рассказав о проблемах и перспективах использования
атомной энергии.Андраник Мелконович Петросьянц, академик АН Армянской ССР,
председатель Государственного комитета по использованию атомной
энергии СССР. Специалист в области атомной энергетики. Герой Со¬
циалистического Труда.Корреспондент. Трудно утверждать
наверное, но похоже, что слово «энергия»
за последние десять лет стало самым
популярным из всех физических терминов.
Развитие цивилизации всегда определялось
и сопровождалось постоянным ростом по¬
требления энергии. Однако лишь в по¬
следнее время заговорили об «энергети¬
ческом кризисе». Почему?А. М. Петросьянц. По-видимому, по¬
тому, что до сих пор энергия обхо¬
дилась нам очень дешево. За год мы полу¬
чаем от Солнца гигантское количество
энергии — 5,5- 1024 Дж. Сжигание 1 кг угля(точнее, 1 кг условного топлива) дает
29 МДж, т. е. за год Солнце посылает
к нам столько тепла, сколько выделяет¬
ся при сгорании 190 трлн т угля'.За счет солнечной энергии под¬
держивается «вечное» движение на нашей
планете: дуют ветры, текут реки, сущест¬
вует животный и растительный мир. Солнеч¬
ная энергия ассимилируется растениями1 В различных областях знания и в быту ис-
пользуют разнообразные единицы измерения
энергии. Напомним соотношения между ними:1 кВт- час=3,6■ 10,э эрг=3,6 МДж=2,2-
■ 1019 МэВ=06О ккал. (Прим. ред.)
Атом не солдат, атом — рабочий57с помощью фотосинтеза. Все виды иско¬
паемого органического топлива — уголь,
нефть, природный газ, а также древесина
и т. п.— природные аккумуляторы энергии
Солнца. За 500 млн лет существования
растениями накоплено огромное количест¬
во энергии. Огромное, но не бесконечное!Из ископаемого органического топли¬
ва больше всего на Земле угля. Челове¬
чество уже израсходовало его в коли¬
честве 130 млрд т, а известные и доступ¬
ные для разработки запасы (имея в виду
современный уровень техники добычи)
оцениваются в 600 млрд т. По прогно¬
зам, общегеологические запасы угля со¬
ставляют 13 трлн т, причем для разработ¬
ки будут доступны порядка 2,5—3,0 трлн т.
В настоящее время в мире используется
2,6 млрд т угля в год.Хуже положение с нефтью — уже
израсходовано около 1 /3 ее запасов.
Сейчас в мире потребляется 3 млрд т в
год, а доказанные запасы нефти составля¬
ют 90—100 млрд т. Видно, что при совре¬
менном уровне потребления этой нефти
может хватить только на 30 лет. Правда,
пока ежегодно открывают новые место¬
рождения нефти( в объеме примерно5 млрд т, т. е. большеЛ. чем расходуется
за это же время, .Прогнозные (включая
предположительные) запасы нефти оцени¬
ваются в 250—450 млрд т. И все же считает¬
ся, что к 1990 г. мировая добыча нефти
достигнет своего максимума, а потом нач¬
нет снижаться.Еще недавно запасы топлива каза¬
лись неистощимыми. Человечество расто¬
чительно тратило органическое топливо,
даже не задумываясь, что использует
солнечную энергию, накопленную за мил¬
лионы лет. Мы жили, если можно так
выразиться, бездумно расходуя не нами
нажитый капитал.Особенно резкий скачок в потребле¬
нии топлива произошел в последнее время.
С 1900 по 1970 г. было израсходовано
около 250 млрд т топлива, а по некоторым
прогнозам за следующие 30 лет будет
израсходовано еще 450 млрд т. В ряде
стран мира природные ресурсы топлива
находятся либо на грани полного истоще¬
ния, либо близки к этому. Отсюда и раз¬
говоры о топливном кризисе, а в том числе
и об «энергетическом кризисе». Впервые
во второй половине XX в люди отчетливо
осознали, что ресурсов Земли может не
хватить для будущего развития цивили¬
зации, причем дефицит энергии может
проявиться уже при жизни следующего
поколения.Современному человеку нужно все
больше энергии. В настоящее время
ежегодное мировое потребление энергии с
использованием всех источников составля¬
ет, в пересчете на уголь, 10 млрд т.
Имеется тенденция к удвоению этой вели¬
чины через каждые 12—14 лет. Легко
подсчитать, что при сохранении этой тен¬
денции через несколько десятков лет раз¬
веданные запасы угля будут на грани исто¬
щения, а лет через 90—100 можно вообще
оказаться перед фактом истощения имею¬
щихся запасов органического топлива. Ясно,
что экспоненциальный рост потребления
топлива вскоре будет вынужден прекра¬
титься.Несомненно, человечеству в будущем
удастся разработать более эффективные
методы извлечения и использования иско¬
паемого топлива. Будем оптимистами и
скажем, что нефти и газа хватит, напри¬
мер, не на 30, а на 300 лет. Но теперь
уже нам все равно не удастся уйти от
того факта, что эти запасы когда-нибудь
кончатся. И что еще важнее, и что всем
очевидно — это невозобновляемость за¬
пасов нефти, газа и угля. А ведь здесь
скрыта не только энергия, но и ценнейшее
сырье для нефтехимической промышлен¬
ности.Как известно, в СССР положение
значительно лучше, чем во многих других
странах. Наша страна богата природными
запасами топлива и другими ресурсами
энергии. СССР — единственная крупная
промышленно-развитая страна, которая
полностью обеспечивает себя топливом и
энергией за счет собственных природных
ресурсов и осуществляет экспорт топлива
и электроэнергии в значительных объемах.
Однако и для нас актуальна задача пере¬
хода на новые источники энергии. Пора
перестать тратить унаследованный нами
природный «капитал».Выход из «энергетического кризиса»
уже есть. Человек сумел найти новый
источник энергии, который по своим воз¬
можностям превосходит все ранее найден¬
ные и используемые источники. Я говорю
об огромной энергии, заложенной в ядрах
тяжелых элементов — урана, плутония.
Наше будущее — в широком развитии
атомной энергетики. Здесь мне приятно
напомнить, что СССР является ведущей
державой в развитии этой области.Корреспондент. За последние 30 лет
об атомной энергии много писалось, в том
числе и в нашем журнале. И все же я
58Атом не солдат, атом — рабочийпрошу Вас напомнить о преимуществах
атомной энергетики перед традиционной,
ориентирующейся на ископаемое топливо.А. М. Петросьянц. Первое из них —
высокая «калорийность» ядерного топлива.
Как известно, в основе действия ядерных
реакторов на медленных нейтронах лежит
процесс деления ядра урана-235 или
плутония-239 при попадании в него нейтро¬
на. При этом ядро разваливается на два
осколка и испускаются два — три нейтрона.
В определенных условиях такой процесс
самоподдерживается: образовавшиеся ней¬
троны вызывают деление следующих ядер
и так далее. Идет цепная реакция. В одном
акте деления ядра урана-235 выделяется
около 200 МэВ энергии, по 0,86 МэВ на
каждый участвовавший в процессе нуклон.
Масса нуклона равна 1,67- 10-24 г, т. е.
«калорийность» урана-235 составляет при¬
мерно 5,1 ■ 1023 МэВ на грамм. Иными
словами, если перейти к более привыч¬
ным в быту единицам измерения, «сго¬
рание» 1 кг урана-235 дает около
23 млн кВт- ч энергии, в то время как
при обычном сгорании 1 кг угля выделя¬
ется 8,1 кВт- ч энергии. Таким образом,
уран-235 содержит на единицу веса почти
в 3 млн раз больше энергии, чем уголь.Об этом часто пишут в научно-
популярных журналах, но здесь — только
часть всей сути. Дело в том, что природ¬
ный уран содержит лишь 0,7 % нужного
нам изотопа с атомным весом 235. Прак¬
тически все оставшиеся 99,3 % приходятся
на уран-238, который не делится медлен¬
ными нейтронами и не может служить
ядерным горючим. Значит, чтобы иметь в
распоряжении 1 кг урана-235 мы должны
добыть 143.кг природного урана. Пред¬
положим, что разрабатывается руда, в ко¬
торой уран составляет по весу 0,2 %. Выхо¬
дит, что для получения 1 кг урана-235 надо
добыть 72 т руды. Возьмем для ровного
счета 75 т, имея в виду потери при обога¬
щении руды и т. д. В этих 75 т содер¬
жится энергия, эквивалентная энергии 1 кг
урана-235, т. е. энергии 3 млн кг угля.
Получается, что урановой руды надо до¬
быть в 40 раз меньше, чем угля для по¬
лучения того же количества энергии. Со¬
ответственно уменьшается объем горнодо¬
бывающих работ, их стоимость, воздейст¬
вие на окружающую среду, транспортные
расходы и т. д. Преимущество в десятки
раз — это не в 3 млн раз, но тоже
достаточно ощутимо. Итак, на стадии добы¬
чи сырья атомная энергетика выгоднее
традиционной.Следующий этап получения энер¬
гии — стадия эксплуатации реактора.
В принципе преобразование ядерной энер¬
гии в электрическую аналогично схемам,
применяемым на тепловых электростанци¬
ях (ТЭС). При «сгорании» ядерного горю¬
чего выделяется тепло, которое отводится
теплоносителем, циркулирующим в зам¬
кнутом контуре. Теплоноситель не контак¬
тирует со средой и не загрязняет атмос¬
феру. Далее в теплообменнике нагрева¬
ется теплоноситель второго контура —
обычная вода, которая не контактирует с
реактором и не радиоактивна. Вода пре¬
вращается в пар, который подается на
турбину. Далее все идет, как на обычной
электростанции, работающей на угле, неф¬
ти и т. п.Я подчеркиваю, что на стадии экс¬
плуатации АЭС в гораздо меньшей степени
загрязняют окружающую среду. В основе
работы ТЭС лежит химическая реакция
горения С + Ог—*-СОг. Вспомним атомные
веса углерода (12) и кислорода (16).
Получается, что ,при сгорании 12 весовых
единиц угля в атмосфере выгорает 32 еди¬
ницы кислорода, вместо которого выбра¬
сывается 44 единицы углекислого газа. При
ежегодном сжигании 5 млрд т угля в ат¬
мосферу должно выбрасываться около
20 млрд т углекислого газа и сжигаться
около 15 млрд т кислорода. Эти числа
надо сравнивать с итогами жизнедеятель¬
ности растений. Ежегодно на Земле в ре¬
зультате фотосинтеза усваивается
200 млрд т С02 и выделяется около
145 млрд т свободного кислорода. Таким
образом, человечество способно заметно
влиять на природные процессы, причем не
в лучшую сторону. По некоторым подсче¬
там за пределами 2000 г. весь продуци¬
руемый растениями кислород будет «сго¬
рать» в топках. Сейчас уже есть промыш¬
ленные страны, где «сжигается» больше
кислорода, чем его выделяют растения
этой страны.Можно еще вспомнить о миллионах
тонн золы, окислов серы и других отходах,
которые также выбрасываются в атмосфе¬
ру. Последствия для окружающей среды
очевидны. «Горение» же урана в ядерной
«топке» — не есть горение в обычном
смысле. Это процесс ядерных превраще¬
ний, который идет вовсе без участия
кислорода и без выделения углекислого
газа.Корреспондент. Однако и при работе
ядерного реактора имеются отходы, при¬
чем отнюдь не безопасные. Сохраняют ли
Атом не солдат, атом — рабочий$9хранилище
высоноактивных отходов^ твердые высоноантивные отходыРи -1.2 иг
Np -20 нг
Ат и Сгл -5 «г
продуктыделения-1 т (1.2:10 Ни)Схема уранового толлшного цнмла дла АЭС мощ¬
ностью 1 млн кВт |»л| на логноаодном реакторе.S цаотны! скобка! указана активность радиоактив¬
ных продуктов в кюри |Ки): 1 Ки — активность изо¬
топа, в котором за 1 с происходит 3,7- 10’° ак¬
тов распадаАЭС преимущества перед ТЭС и на этой
стадии процесса получения энергии? И сра¬
зу второй вопрос: о степени безопасно¬
сти АЭС в целом?А. М. Петросьянц. Конечно, отходы
АЭС радиоактивны и потому потенциально
опасны. Но радиоактивность большей ча¬
сти отходов невелика и к тому же оченьбыстро уменьшается со временем. Такие
отходы большой опасности не представля¬
ют: они спокойно распадаются в спе¬
циальных бассейнах под слоем воды. Преи¬
мущества АЭС -— в компактности высоко¬
активных отходов. Но хотя таких отходов
и немного, надо устранить всякую возмож¬
ность их попадания в биосферу, например,
путем захоронения в соляных шахтах, где
исключено проникновение грунтовых вод.
Разработаны методы остекловывания отхо¬
дов и их последующего захоронения в
заброшенных подземных выработках. Тем
не менее проблему с отходами нельзя
сбрасывать со счетов, тем более что пла¬
нируется дальнейший рост ядерной энерге¬
тики.
60Атом не солдат, атом — рабочийЧто касается безопасности АЭС в це¬
лом, то я должен со всей определенно¬
стью заявить: ученые и конструкторы дела¬
ют все, буквально все, чтобы предотвра¬
тить такую возможность аварий и их губи¬
тельных последствий. Ни один объект, ни
одна техническая установка в мире не
строилась и не строится с такой степенью
надежности й безопасности, как ядерные
реакторы, ядерные электростанции.В конце концов, любой переход к
новой технике всегда увеличивал потен¬
циальную опасность для человека. Разве
не бывало взрывов паровых котлов, по¬
ражений электрическим током? Вопрос не в
существовании потенциальной опасности, а
в степени ее вероятности и степени ожи¬
даемого ущерба. За прошедшие 30 лет
АЭС продемонстрировали полную надеж¬
ность и безопасность. Единственная крупная
авария на АЭС в Гаррисберге (США) не
привела ни к каким серьезным последст¬
виям для населения, персонала станции и
окружающей среды. Более того, высоко¬
авторитетная в научном отношении комис¬
сия, изучавшая последствия этой аварии,
пришла к выводу, что радиационные по¬
следствия для населения и окружающей
АЭС местности Три-Майл Айленд были
пренебрежимо малы. Приводились, напри¬
мер, такие данные. В Англии в 1962—
1975 гг. в ядерной промышленности было
зарегистрировано 4 несчастных случая со
смертельным исходом, причем ни один из
них не связан непосредственно с ядерны-
ми процессами. За тот же период
66 сотрудников этой отрасли погибли в
автодорожных катастрофах. Шансы погиб¬
нуть в автомобиле расцениваются на Западе
как 1 к 4000 в год, а вероятность серьезной
аварии на АЭС за такой же период
времени — как 1 к 5 миллиардам.
Серьезная авария ядерной установки в ты¬
сячу раз менее вероятна, чем сильное
землетрясение или прорыв крупной плоти¬
ны.Во всех странах с развитой атомной
промышленностью существуют строгие
правила и нормы безопасности. В СССР
действуют санитарные правила Министер¬
ства здравоохранения СССР и специаль¬
ные санитарные правила, связанные с ра¬
ботами в радиационных условиях. Кроме
того, действуют правила и инструкции,
установленные Государственным комите¬
том СССР по надзору за безопасным веде¬
нием работ в атомной энергетике. Соблю¬
дение их строго обязательно. Эталоном
при разработке национальных правил безо¬
пасности служат рекомендации Междуна¬родного агентства по атомной энергии
(МАГАТЭ), Всемирной организации здраво¬
охранения, Международной комиссии по
радиологической защите и других орга¬
низаций.Беспокойство неосведомленных лю¬
дей относительно повышения уровня ра¬
диации от работы ядерных реакторов не¬
обоснованно. Всегда есть некоторая доля
облучения, которую мы получаем от ес¬
тественных источников. Близость АЭС по¬
вышает эту дозу для окрестного населе¬
ния менее чем на 1 %. За год человек,
проживающий рядом с АЭС, получит до¬
полнительно примерно такую же дозу об¬
лучения, сколько телезритель, проводящий
каждый день полчаса у экрана цветного
телевизора. Эта годовая доза раза в два
меньше дозы облучения, получаемой пас¬
сажиром авиалайнера при перелете из
Лондона в Нью-Йорк.Контролируемое и мирное исполь¬
зование атомной энергии не несет радиа¬
ционной опасности!Корреспондент. Все охранительные
меры необходимы, но они неизбежно при¬
водят к удорожанию энергии, вырабаты¬
ваемой на АЭС. Кроме того, процесс
переработки урановой руды и сложное
оборудование станций также повышают
стоимость энергии. Какова экономика АЭС?А. М. Петросьянц. Переработка ура¬
новой руды и изготовление тепловыделяю¬
щих элементов для реакторов примерно
вдвое повышают стоимость ядерного топ¬
лива по сравнению с исходным сырьем.
И все равно расходы на топливо составля¬
ют лишь сравнительно небольшую долю
стоимости энергии, получаемой на АЭС.
примерно 20 % для распространенных
сейчас типов реакторов. На 70 % полная
стоимость энергии определяется капиталь¬
ными затратами и на 10% — эксплуата¬
ционными расходами. В результате стои¬
мость электроэнергии на АЭС ниже ее
стоимости на ТЭС. На Нововоронежской
АЭС за пять лет, с 1971 по 1976 г.,
стоимость 1 кВт- ч упала с 1 до 0,6 коп.
Мы рассчитываем, что при повышении
мощности АЭС стоимость энергии будет
еще ниже.Говоря об экономике, надо помнить,
что АЭС можно строить именно в тех ме¬
стах, где нужна энергия, что уменьшает
ее потери при передаче на расстояние.
А тепловые электростанции приходится
строить вблизи месторождений сырья.
Дтом не солдат, атом — рабочий61Важно также, что стоимость топлива со¬
ставляет незначительную долю стоимости
энергии, вырабатываемой на АЭС. Повы¬
шение цен на уран вдвое увеличит стои¬
мость энергии всего на 20 %, в то время
как повышение цен на нефть, уголь или
газ немедленно ведет к удорожанию в
той же пропорции электроэнергии, выра¬
батываемой на ТЭС.Корреспондент. Если могут исчер¬
паться ресурсы нефти и газа, то что тогда
сказать о более редком уране? Хватит ли
запасов природного урана для нужд
ядерной энергетики, имея в виду ее даль¬
нейшее развитие?А. М. Петросьянц. Конечно, запасы
урана, как и любых других полезных ис¬
копаемых, в принципе исчерпаемы. На во¬
прос, надолго ли хватит имеющихся запа¬
сов, можно ответить следующим образом.
Вы видели, какие огромные запасы
энергии таятся в ядрах урана. Один из
самых дорогих металлов в мире приводит
в результате к выработке самой дешевой
энергии.Кроме того, урана на Земле не так
уж мало: земная кора содержит, по оцен¬
кам, десятки трлн т урана. Проблема
связана не с общим количеством урана,
а с его концентрацией в рудах. Чем беднее
руда, тем чаще она встречается и, оказы¬
вается, тем больше количество урана, со¬
средоточенного в ней. Богатые руды содер¬
жат до 1 % урана: такие руды теперь
встречаются редко. Рядовые руды имеют
весовое содержание урана от 0,05 до 0,2 %.
Именно такие руды экономически выгодно
сейчас разрабатывать. Вы помните оценку:
руда с содержанием урана 0,2 % в 40 раз
выгоднее угля с точки зрения количества
энергии на единицу веса. Затраты на пере¬
работку руды уменьшают этот выигрыш
в два раза. Далее, руда с меньшей кон¬
центрацией урана в соответствующее число
раз менее выгодна. Получается, что руда
должна иметь концентрацию урана не
меньше 0,1 % (или близко к этому), чтобы
сохранился выигрыш примерно в 10 раз.
Можно привести пример: в 1 г обычного
угля содержится 0,8- 10“4 г урана. Из него
0,7 %, т. е. 0,6- 10—6 г, составляет уран-235,
что по энергии эквивалентно 1,8 г угля.
Как видите, здесь мы совсем не получим
выигрыша, если станем из обычного угля
добывать уран. Вот если бы можно было
пустить в дело весь уран, т. е. избавиться
от множителя 0,7- 10 2, то «урановая»
энергия в 1 г угля была бы эквивалент¬на тепловой энергии 240 г угля. Вот за это
стоило бы побороться! Кроме того, не сле¬
дует забывать, что в морских и океани¬
ческих водах также содержится уран. А его
там, по подсчетам ученых, не менее
4 млрд т.Мировая добыча урана (без учета до¬
бычи в СССР и других социалистических
странах) составляет 30—40 тыс. т в год, что
пока удовлетворяет потребности ядерной
энергетики. Главные месторождения руд
сосредоточены в США, Канаде, Франции,
ЮАР, Намибии, Австралии, Нигере, Габоне.
Запасами ядерного топлива располагают
СССР и другие социалистические страны.Корреспондент. Исходя из того что
Вы сказали, можно произвести такой про¬
стой подсчет. Примем с большим запа¬
сом, что на Земле имеется 100 млн т ура¬
на, содержащегося в рудах с нужной кон¬
центрацией. Тогда мы имеем 0,7 млн т ура¬
на-235, что с энергетической точки зрения
эквивалентно примерно 2 трлн т угля.
Получается, что уран прибавляет к нашим
запасам органического топлива не бо¬
лее 16 %. Такая прибавка ощутима, но не
дает радикального выхода из «энергети¬
ческого кризиса». Если мы можем сжечь
весь уголь, то за это время мы сможем
израсходовать и весь уран. Не наступит ли
«урановый голод» для ядерной энергетики?А. М. Петросьянц. Безусловно насту¬
пит, если ядерная энергетика будет по-
прежнему ориентироваться на реакторы,
использующие исключительно уран-235.
Для выработки 1 млн кВт- год энергии
требуется чуть больше 200 т природного
урана. Ожидается, что к концу века мощ¬
ность всех АЭС составит 1—1,5 млрд кВт,
т. е. для нужд ядерной энергетики по¬
требуется 200—300 тыс. т природного
урана в год. Если учесть образующийся
в реакторах nnyfOHH^ который также мож¬
но использовать в качестве ядерного топли¬
ва, то потребности в природном уране все
равно будут составлять большую величину:
около 150 тыс. т в год. Тогда за несколько
десятков лет ядерной эры мы можем
израсходовать миллионы тонн урана и дей¬
ствительно столкнуться с «урановым голо¬
дом».Атомная энергетика, основанная на
традиционных ныне реакторах на медлен¬
ных нейтронах, способна добавить к обыч¬
ной энергетике только 10 %, да и то не¬
надолго. Глобального разрешения «энерге¬
тического кризиса» не удастся достичь,
если выбрасывать в отвал 99 % урана.
62Атом не солдат, атом — рабочийНо положение резко изменится, если на¬
учиться с пользой употреблять весь уран.
Тогда уже речь пойдет не о малых до¬
бавках к обычной энергетике, а о корен¬
ной перестройке всей энергетической базы.К счастью, наука нашла блестящий
выход: реакторы на быстрых нейтронах
способны использовать оба изотопа, содер¬
жащиеся в природном уране. Такие реак¬
торы обладают замечательным свойством.
Ядра урана-235 под действием нейтронов
делятся, поддерживая цепную реакцию, а
ядра урана-236 при попадании в них
быстрых нейтронов превращаются в ядра
плутония-239, который в природе не встре¬
чается, но так же, как и уран-235, спо¬
собен к делению. Таким образом, в реак¬
торах на быстрых нейтронах одновременно
происходит и выгорание ядерного топлива,
и его создание. В правильно спроектиро¬
ванном реакторе ядерного топлива созда¬
ется больше, чем выгорает: примерно1,4 кг на каждый «сгоревший» килограмм.Конечно, новое ядерное топливо не
образуется из ничего: закон сохранения
энергии никак не нарушается. Но неспо¬
собный к делению уран-238 превращается
в плутоний-239, т. е. почти весь уран ис¬
пользуется. Выгоды для энергетики возра¬
стают не в сто раз, как можно подумать,
а гораздо больше. При полном использо¬
вании урана, как мы видели, становится
рентабельной разработка очень бедных руд
и даже извлечение урана из морской воды.
Использование реакторов на быстрых нейт¬
ронах позволяет говорить о практической
неисчерпаемости запасов ядерного горю¬
чего в мире, которого хватит на тысяче¬
летия. Такие реакторы получили название
реакторов-размножителей, или бридеров
(от англ. to breed — размножаться).Создание промышленных АЭС с реак¬
торами-размножителями наталкивается на
определенные технические трудности, но
ни одна из них не является принципиаль¬
но неразрешимой. Скажем, бридеры име¬
ют большую мощность на единицу объема,
чем обычные реакторы. Их приходится
охлаждать не водой, а жидким металлом —
натрием. Жидкий натрий — сам по себе
очень опасный материал. При контакте
с воздухом он воспламеняется, при контак¬
те - с водой — взрывается. В первых
промышленных бридерах используется бо¬
лее тысячи тонн натрия. Усложнение экс¬
плуатации ведет, помимо прочего, к ухуд¬
шению экономических показателей бриде¬
ров. Пока не стояла остро проблема де¬
фицита ядерного горючего, основное до¬
стоинство таких реакторов — воспроиз¬ведение топлива — не играло особой ро¬
ли. Но в будущем реакторы-размножители
станут основой нашей энергетики.Бридеры позволяют также вовлечь
в топливно-энергетический баланс то¬
рий-232, из которого облучением быстры¬
ми нейтронами получают ядерное горю¬
чее — уран-233. Уран-ториевый цикл еще
не так разработан, как уран-плутониевый.
Имеющиеся реакторы носят пока экспе¬
риментальный характер. К их недостаткам
можно отнести слишком большой период
удвоения ядерного топлива по сравнению с
реакторами в уран-плутониевых бридерах.В нашей стране действуют три АЭС с
энергетическими реакторами на быстрых
нейтронах. Среди них крупнейший в мире
бридер мощностью 600 МВт. Наши ученые
и специалисты создают новые реакторы-
размножители мощностью 800 и 1600 МВт.
Будущая их эксплуатация покажет, какой
из них можно взять в качестве основы
для серийных энергоблоков для АЭС. Но
в ближайшие годы строящиеся АЭС будут
по-прежнему оснащаться реакторами на
медленных нейтронах мощностью в мил¬
лион и более кВт.Большая работа по реакторам-раз-
множителям ведется и за рубежом. В Анг¬
лии пущена АЭС на 250 МВт. Во Франции
в конце 1973 г. сдана в эксплуатацию
АЭС «Феникс» с бридером мощностью
250 МВт и ведется строительство круп¬
нейшей АЭС с бридером «Суперфеникс»
мощностью 1200 МВт. Работа в этом на¬
правлении ведется также в ФРГ, Японии,
США и других странах.Корреспондент. Андраник Мелконо-
вич, не могли бы Вы рассказать в общих
чертах о роли АЭС в мировом произ¬
водстве электроэнергии?▲. М. Петросьянц. Ядерная энерге¬
тика характеризуется (особенно в началь¬
ном периоде) очень быстрыми темпами
развития. В 1954 г. в мире была одна
Обнинская АЭС мощностью 5 тыс. кВт, а в
конце 1983 г. в Литовской ССР была
пущена крупнейшая в мире АЭС с элект¬
рической мощностью в одном блоке
(реактор-турбины) 1500 МВт; 5000 кВт и
1 500 000 кВт — т. е. в 300 раз мощнее,
чем первая в мире!В 1960 г. во всем мире было
20 АЭС общей мощностью немногим более1 млн кВт. В 1975 г. в мире уже на¬
считывалось 130 АЭС общей мощностью
более 80 млн кВт, которые давали 5—6 %
производимой в мире электроэнергии.
Атом не солдат, атом — рабочий63Сейчас на Земле работает более 300 АЭС
с общей мощностью порядка 190 млн кВт.
Они расположены в 25 странах и дают
около 10 % электроэнергии в мире. Ни од¬
на отрасль техники не развивалась так бы¬
стро, как атомная техника.Атомные электростанции СССР дают
сейчас около 9 % всей производимой
электроэнергии. В США вклад атомной
энергетики составляет 12—13 %, а Англии
и ФРГ — 15—17 %, в Швейцарии и
Болгарии — 25 %, в Японии — 15%, в
Швеции — 32 %, в Финляндии — 40 %, во
Франции даже несколько более 45 %.
Ожидается, что к 1985 г. будет действо¬
вать более 400 АЭС общей мощностью
300 млн кВт. По некоторым прогнозам,
удельный вес атомной энергетики к 2000 г.
достигнет 20 % от общей выработки
электроэнергии в мире.Я хочу еще раз обратить внимание
на развитие реакторов на быстрых нейтро¬
нах как генерального направления боль¬
шой ядерной энергетики СССР. Первая
АЭС с реактором на быстрых нейтронах
была пущена в 1969 г. в Димитровграде;
ее мощность — 12 МВт. В 1973 г. в За-
каспии в г. Шевченко дала электроэнер¬
гию вторая крупная АЭС двухцелевого на¬
значения: для производства электроэнер¬
гии (150 МВт) и для опреснения 120 тыс. т
соленой воды в сутки. Общая тепловая
мощность этой АЭС — 1000 МВт. В 1980 г.
на Урале, в качестве третьего блока Бе-
лоярской АЭС им.1 И. В. Курчатова,
была сдана в эксплуатацию АЭС с реакто¬
ром на быстрых нейтронах мощностью
600 МВт. В настоящее время — это
крупнейшая в мире АЭС такого типа.Корреспондент. Говоря об энергии,
обычно упоминают такой параметр, как
коэффициент полезного действия. В АЭС
ядерная энергия преобразуется в энергию
пара и только затем — в электроэнергию.
Второе начало термодинамики накладывает
ограничения на КПД тепловых машин,
который не может быть больше, чем (Ti —
—Та)/Т[, где То — абсолютная температу¬
ра холодильника (окружающей среды), а
Ti — абсолютная температура рабочего
тела. Вряд ли температура теплоносителя
в реакторах может быть сделана слишком
большой, что могло бы повысить КПД. Как
это отражается на экономике АЭС?А. М. Петросьянц. А как можно бо¬
роться с одним из основных законов
природы? Здесь, в принципе, такая же си¬
туация, как и на ТЭС. Действительно,далеко не вся энергия, освобождаемая при
делении ядер урана, может быть преобра¬
зована в электроэнергию. Но и на ТЭС не
вся энергия сгорания топлива превраща¬
ется в электрическую. КПД промышлен¬
ных установок на быстрых нейтронах совсем
неплох — около 40 %. Реакторы на медлен¬
ных нейтронах дают более низкий КПД —
немногим более 30 %. Здесь проявляется
еще одно преимущество реакторов на
быстрых нейтронах: использование тепло¬
носителя (натрия) с высокой рабочей тем¬
пературой 550 °С. Дальнейшее повышение
температуры рабочего тела в реакторе
нецелесообразно как по техническим при¬
чинам, так и по экономическим. Стои¬
мость топлива, как мы видели, относи¬
тельно невелика, особенно для реакторов
на быстрых нейтронах, где доля топлива
в полной стоимости производимой элект¬
роэнергии составляет 10—15%. Поэтому
КПД здесь не так уж важен. Гораздо
важнее уменьшить капитальные затраты при
строительстве и эксплуатации АЭС. Нет
смысла придумывать слишком сложные
способы увеличения КПД, если это увели¬
чит стоимость АЭС и расходы по ее со¬
держанию.Но не всегда тепло надо преобра¬
зовывать в электроэнергию — его можно
использовать непосредственно. Первый та¬
кой опыт был получен еще на Белояр-
ской АЭС, где тепло реактора применя¬
лось для теплофикации поселка.В 1974 г. на далеком севере в Би-
либинск-Чаунском горнопромышленном
районе вошла в строй атомная тепло¬
централь (АТЭЦ), обеспечивающая элект¬
роэнергией и теплом прилежащий район.СССР одним из первых в мире
приступил к строительству двух промыш¬
ленных атомных станций теплоснабжения
(ACT), атомных котельных. Одна из них
строится в Горьком, другая — в Воронеже.
Пуск Горьковской ACT намечен на конец
1985 г. Тепловая мощность и энерговы¬
деление таких станций 500 МВт. В целях
обеспечения их полной безопасности здесь
применяются три контура с теплоноси¬
телями вместо обычных двух. В первом
контуре циркулирует теплоноситель, отво¬
дящий тепло из активной зоны реактора.
В теплообменнике тепло передается тепло¬
носителю второго контура, который не
контактирует с реактором и не радиоак¬
тивен. Далее нагревается третий, сетевой
контур, несущий тепло потребителю. Дав¬
ление в сетевом контуре (16 атм) превы¬
шает давление во втором контуре (12 атм),
так что в случае утечек никакой радиоак¬
64Атом не солдат, атом — рабочийтивной воды в сеть потребителя попасть не
может.В Одессе ведется строительство круп¬
ной АТЭЦ — первой из станций, предназ¬
наченных для больших городов. В будущем
атомные котельные и АТЭЦ' появятся во
многих городах. На вводимых в строй пер¬
вых станциях мы получим необходимый
эксплуатационный опыт для решения воп¬
роса о путях дальнейшего совершенство¬
вания ACT и АТЭЦ.Корреспондент. Андраник Мелконо¬
вич, в силу Вашего служебного положе¬
ния Вы много занимаетесь международ¬
ными делами, представляя СССР на ге¬
неральных конференциях МАГАТЭ, в Объе¬
диненном институте ядерных исследований
в Дубне. Каковы, на Ваш взгляд, главные
международные аспекты развития ядерной
энергетики?А. М. Петросьянц. Рассказ об этом —
тема для отдельной беседы. Можно было
бы рассказать и о деятельности МАГАТЭ,
о помощи СССР в строительстве атом¬
ных электростанций, о совместной работе
ученых социалистических стран в Дубне.
Но в заключение нашей беседы я хо¬
тел бы обратить внимание на одну вещь.
Посмотрите, как неравномерно распреде¬
лена энергия в мире. Сейчас на Земле4,5 млрд человек, а потребляемая мощ¬
ность на душу населения равна 2,2 кВт,
иными словами, в год примерно
19 300 кВт- ч. При этом потребление в
США составляет около 10 кВт на душу на¬
селения, в других промышленных стра¬
нах — от 2 до 7 кВт. В остальной же
части мира, где проживает 3/4 всего насе¬
ления земного шара, потребляется в сред¬
нем около 450 Вт. Почти 400 млн человек
живет на уровне потребления менее 100 Вт.
Представьте себе, что на долю каждого иэ
них приходится одна постоянно горящая
электролампочка, от которой предлагается
и обогреваться и быть сытым. За сутки это
составит менее 2,1 тыс. ккал — на уровне
индивидуального потребления энергии пер¬
вобытным человеком. А ведь у нас — ко¬
нец XX в.1Перед человечеством стоят большие
задачи освоения новых технологий для
улучшения жизни всех людей на Земле.
Овладевать наукой, использовать ее дости¬
жения — вот главное, что нужно человеку
для его мирной деятельности.Велика ответственность ученых за по¬
следствия своих открытий. В Дубне, городе
международного института ядерных иссле¬дований — ОИЯИ, на одном из жилых
домов можно прочесть прекрасные слова:
«АТОМ НЕ СОЛДАТ, АТОМ — РАБОЧИЙ».
Но всем известно, что ядерная энергия
служит не только на АЭС, но и исполь¬
зуется в разрушительных бомбах. Наша за¬
дача — создать условия, когда атом дей¬
ствительно будет только работать, но не
воевать. Здесь уместно напомнить словаВ. И. Вернадского, сказанные еще в далеком
1922 г.:«Мы подходим к великому перево¬
роту в жизни человечества, с которым не
могут сравниться все им раньше пережи¬
тые. Недалеко время, когда человек полу¬
чит в свои руки атомную энергию, такой
источник силы, который даст ему возмож¬
ность строить свою жизнь, как он захочет.
Это может случиться в ближайшие годы,
может случиться через столетие. Но ясно,
что это должно быть.Сумеет ли человек воспользоваться
этой силой, направить ее на добро, не на
самоуничтожение? Дорос ли он до умения
использовать ту силу, которую неизбежно
должна дать ему наука? Ученые не должны
закрывать глаза на возможные последствия
их научной работы, научного прогресса.
Они должны себя чувствовать ответствен¬
ными за последствия их открытий. Они
должны связать свою работу с лучшей
организацией всего человечества»2.Пожалуй, трудно сказать лучше! Мыс¬
ли советского ученого, высказанные более
шестидесяти лет назад, особенно актуаль¬
ны сейчас, в период напряженной между¬
народной обстановки, когда империализм
США бряцает ядерным оружием, угрожая
мирному труду людей на планете Земля.2 Очерки и речи акад. В. И. Вернадского.
Пг, 1922, т. II, с. 1.
Океанология«Природа», 1984, № В 65Этот капризный младенец — Эль-Ниньо!К. Н. ФедоровКонстантин Николаевич Федоров, доктор физико-математически* на¬
ук, заведующий отделом экспериментальной и космической океано¬
логии Института океанологии им. П. П. Ширшова АН СССР. Участник
многих экспедиций на научно-исследовательских судах АН СССР. Спе¬
циалист в области океанических течений, фронтов, тонкой структуры
океана. Автор книг: Тонкая термохалинная структура океана. Л., 1976;
Физическая природа и структура океанических фронтов. Л., 1983.
Неоднократно печатался в «Природе».Размеренная и привычная смена се¬
зонов и сопутствующих им погодных усло¬
вий на большей части нашей планеты со¬
здает у людей впечатление о стабильности
глобальных климатических связей между
атмосферой, Мировым океаном и конти¬
нентами. Местные аномалии, такие как за¬
сухи, наводнения, особенно суровые или
мягкие зимы, именно в силу своей локаль¬
ности и преходящего характера только
убеждают в колоссальной инерционности
механизма этих связей, успешно подав¬
ляющего многочисленные и разнообразные
проявления локальной неустойчивости.
В квазистационарных условиях, когда вы¬
полняются многочисленные природные
равновесия и все сложные взаимодействия
находятся в общем балансе, изучать при¬
чинно-следственные связи в климатической
системе Земли чрезвычайно трудно. Не¬
даром наше продвижение вперед в обла¬
сти познания процессов изменчивости кли¬
мата происходит необыкновенно мед¬
ленно. Но довольно редко, один-два раза
на протяжении жизни одного поколения
людей, а иногда и реже, происходят такие
события или такие нарушения природных
условий, которые вызывают разнообразные
глобальные последствия, легко распозна¬
ваемые в различных сферах живой и нежи¬
вой природы. В наше время после таких
событий вся природа Земли превращается3 Природа № 6в гигантскую лабораторию, в которой
естествоиспытатели всех направлений пы¬
таются на конкретных данных понять при¬
чинно-следственные механизмы сложных
природных взаимодействий. Так произо¬
шло, например, после гигантского извер¬
жения вулкана Кракатау, случившегося в
1883 г. И по сей день ученые изучают
последствия взрыва знаменитого Тунгус¬
ского метеорита 1908 г. Даже тридцати¬
летней давности поступления в атмосфе¬
ру и океан радиоактивных изотопов
вследствие испытаний ядерного оружия
ученым удалось использовать для изуче¬
ния процессов атмосферной и океаниче¬
ской циркуляции — важнейших звеньев
взаимодействия океана и атмосферы.
И хотя гигантские разливы нефти, воз¬
никающие при авариях супертанкеров
(вспомним «Торре-Каньон»!), тоже никак
нельзя считать благом для человечества,
связанные с ними научные исследования
помогли выяснению ряда важных естест¬
веннонаучных вопросов. Не удивительно
поэтому, что происшедшее в апреле1982 г. гигантское по масштабам изверже¬
ние мексиканского вулкана Эль-Чичон, вы¬
бросившее в стратосферу Земли несмет¬
ное количество аэрозолей, привлекло к
себе пристальное внимание ученых. Из¬
вержение Эль-Чичона оказалось не един¬
ственным из ряда вон выходящим при-
66К. Н. Федоровсеверо-восточные пассатыЮЭТГалапспОсновные течения Тикого омеана: АЦТ — Антаркти¬
ческое циркумполврное, СЭТ — Северное эквато¬
риальное, ЮЭТ — Южное мваториальиое, ЭПТ —
Экваториальное (межпассатное). Граница между
ЮЭТ и ЭПТ представляет собой жваторнальный
фронт, который во времв Эль-Ниньо размывается и
существенно менвет свое положение.теплыекЗоны прибрежного подъема глубинных вод
(апвеллинга)Место возникновения теплой аномалии
в июне — июле 1982 г. и направление ее
распространениеГраница между ЮЭТ и ЭПТНаправление пассатных ветровшродным событием 1982 г. Что-то суще¬
ственное разладилось в глобальных связях
и взаимодействиях океана и атмосферы,
и в целом ряде явлений обнаружились
такие отклонения от нормы (аномалии),
каких человечество не регистрировало за
все время систематических научных наб¬
людений за природой. Падкая на сенсации
пресса поспешила связать эти аномалии,
особенно погодные, с извержением мек¬
сиканского вулкана. Сейчас на этот счет
не хотелось бы делать никаких прежде¬
временных заключений — ни положи¬
тельных, ни отрицательных. Ясно одно,
что 1982 г. был годом многих рекордных
аномалий в океане и в атмосфере. Одной
из самых важных аномалий было неожи¬
данное и значительное (более 4°С) потеп¬
ление вод экваториальной зоны Тихого
океана и связанные с этим обширным по¬
теплением изменения режима ветров над
океаном, колебаний его уровня и даже
поведения животных. Кульминационным
Этот капризный младенец — Эль-Ниньо!67Вертикальны* разрезы через тол¬
щу верхнего слоя океана от 0 до
JJ0 м вдоль маатора от 100° з. д.
до 160° а. д. Вверху — нагон во¬
ды сильным пассатом а западную
часть акваториальной зоны а год,
предшествующий Эль-Ниньо. Мак¬
симальный наклон поверхности ссимальным скоростям течения
Кромвелла (до 100—150 см- « ).
Подповерхностное струйное тече¬
ние на акааторе (показано синим
цветом), каким велается течение
Кромвелла, может течь и «в гору»,
причем с очень высокими скоро-
ствми. Уклон, который приходитсв
«преодолевать» течению, не превы¬
шает 10 ; в центре — начало
ослабления юго-восточных пасса-
тоа. Наклон уровня уменьшается
(.океанские качели» начали свое
движение в обратную сторону!)
и течение Кромвелла ослабевает.
Верхний и средний рисунки иллю¬
стрируют гипотезу Виртки. Вни¬
зу — аномальный режим 1912—
19ВЭ гг. (сентябрь — март), когда
над 1каатором вместо пассатов по¬
явились устойчивые западные вет¬
ры. Течение Кромвелла исчезло в
связи с изменением на противопо¬
ложный наклона уровня вдоль >к-
ватора. Теплые воды с температу¬
рой 21—27 °С, текущие на запад,
заняли верхнюю часть слоя, где
обычно наблюдается струйное те¬
чение Кромвелла, нелраапенное на
восток.пассатзападный аетер1002.200300160°вд. 180° 160°эд НО100°з дзападный ветер
68К. Н. Федоровмоментом всего аномального развития
событий явилось рекордное по своей ин¬
тенсивности, длительности и ареалу рас¬
пространения явление Эль-Ниньо у вос¬
точных берегов Тихого океана.ЭЛЬ-НИНЬО — АНОМАЛИЯ, ИМЕЮ¬
ЩАЯ ДУРНУЮ ПРИВЫЧКУ ПОВТО¬
РЯТЬСЯЭль-Ниньо по-испански означает мла¬
денец. Так иронически назвали аномаль¬
ное потепление вод у побережья Эква¬
дора и Перу, случающееся раз в несколь¬
ко лет. Это ласковое название отражает
только тот факт, что начало Эль-Ниньо
чаще всего приходится на рождествен¬
ские праздники (конец декабря). В самом
явлении, однако, нет ничего ласкового
или доброго, свойственного младенцу.
Резкое потепление (на 10—14°С) вод вбли¬
зи поверхности океана становится причи¬
ной исчезновения (из-за массовой смерт¬
ности или ухода в другие места) про¬
мысловых видов рыб, массовой гибели
морских птиц, питающихся рыбой, небла¬
гоприятных или непривычных погодных
явлений. Эль-Ниньо обычно длится око¬
ло полугода, но иногда повторяется и
на следующий год. Иногда Эль-Ниньо
ошибочно называют морским течением.
Это неправильно, так как потепление про¬
исходит как раз тогда, когда исчезает, ос¬
танавливается холодное Гумбольдтово
(Перуанское) течение, идущее вдоль тихо¬
океанского побережья Южной Америки
с юга на север и вызывающее прибреж¬
ный подъем очень холодных глубинных
вод — апвеллинг1.Для лучшего понимания аномаль¬
ного характера Эль-Ниньо необходимо
отдавать себе отчет в том, что в нормаль¬
ные годы вдоль всего побережья меж¬
ду Таларой и Кальяо из-за прибрежного
подъема холодных глубинных вод темпе¬
ратура воды на поверхности колеблется
в узких сезонных пределах от 15—16°С
до 18—19 СС. В других районах Мирового
океана на этих же широтах нормальные
значения температуры поверхности океа¬
на (ТПО) никогда не выходят за пределы
28—30 С. Эль-Ниньо может на полгода,
а иногда и на год «перекрыть» апвеллинг
и повысить ТПО в прибрежной зоне Эква¬
дора и Перу до 21—23 "С, а иногда и
до 25—29 °С.1 См: Федоров К. М. Видимые и невидимые
границы в океане.— Природа, 1979, № 2, с. 26.В последние годы Эль-Ниньо нахо¬
дится в центре внимания океанологов, ме¬
теорологов и климатологов. Катастрофи¬
ческие последствия этого явления для мест¬
ного рыболовства и влияние на погоду
прибрежной зоны (дожди, наводнения,
оползни в обычно засушливой местности)
заставляют ученых работать над развитием
надежных методов его прогнозирования.
Особый интерес ученых к Эль-Ниньо объяс¬
няется еще и тем, что оно повторяется
с некоторой заметной регулярностью. Это
дает возможность проверять и совершен¬
ствовать гипотезы о происхождении Эль-
Ниньо и уточнять численные модели тех
взаимодействий атмосферы и океана, кото¬
рые могут порождать это интереснейшее
явление. Таким образом, реальные шансы
научиться надежно предсказывать Эль-
Ниньо существенно больше, чем в случае
многих других природных катастроф.Хотя научные наблюдения за Эль-
Ниньо длятся лишь немногим более 100
лет, свидетельства о наступлениях Эль-
Ниньо имеются в легендах индейских пле¬
мен, населявших побережье еще до за¬
воевания этих мест испанцами. Археологи
в Перу рассказали мне, что при раскопках
поселений, относящихся к отдельным
эпохам в глубокой древности, были обна¬
ружены постройки, крыши которых были
двускатными, а не плоскими, как теперь.
А это значит, что в эти эпохи погодные
условия с ливневыми дождями, типичные
для Эль-Ниньо, существовали на протяже¬
нии жизни многих поколений людей.Эль-Ниньо, начавшееся в сентябре—
октябре 1982 г., опрокинуло многие сло¬
жившиеся представления и побило все ре¬
корды, известные из стодвадцатилетнего
ряда наблюдений. Во-первых, к декабрю1982 г. потепление достигло берегов се¬
верного и центрального Чили на юге, где
ранее Эль-Ниньо никогда не наблюдалось,
и, во-вторых, распространилось от эква¬
тора далеко на север, где у побережья
штата Орегон на 47° с. ш. в апреле 1983 г.
положительная аномалия ТПО между по¬
бережьем и меридианом 125° з. д. достиг¬
ла почти 2°С. На широте 50—54° с. ш. у по¬
бережья Британской Колумбии (Канада)
аномалии ТПО в августе 1983 г. превышали
удвоенную среднеквадратичную амплиту¬
ду нормальных сезонных колебаний. На¬
чавшееся в сентябре 1982 г. Эль-Ниньо,
таким образом, не закончилось еще и к
августу 1983 г. Максимальные значения
ТПО в прибрежных пунктах Перу от Тале¬
ры до Кальяо превысили средние много¬
летние значения для ноября—июля на 8—
Этот капризный младенец — Эль-Ниньо!69Ю С и достигли 29 °С в Таларе, 24 С —
в Кальяо. Южнее аномалия прибрежных
значений ТПО не превышала 6—7 ’С вплоть
до 18“ ю. ш. Эти значения ТПО и длитель¬
ность их сохранения делают Эль-Ниньо
1982—1983 гг. самым интенсивным из всех
зарегистрированных до сих пор.К востоку от Галапагосского архипе¬
лага на экваторе также наблюдались не¬
обычно теплые условия. Экваториальный
океанический фронт', обычно весьма рез¬
кий в этом районе летом Северного по¬
лушария, полностью размылся и никак не
проявлялся с октября 1982 г. по июль
1983 г. Воды с температурой 15 °С, обыч¬
но залегающие здесь на горизонте 100 м,
погрузились до 200—240 м и все еще оста¬
вались на уровне 170—180 м в мае—июле
1983 г. Значения ТПО на этом меридиане
вблизи экватора достигали в ноябре 1982 г.
26—27 °С. Экспедиция на научно-иссле¬
довательском судне «Академик Курчатов»
(34-й рейс), в которой участвовал автор,
работала в этом районе в конце января
и феврале 1982 г. Было обнаружено, что
экваториальный фронт уже в это время
был аномально сильно размыт, и что до¬
вольно интенсивное теплое южное про¬
тивотечение с температурой поверхности
25 °С и пониженными значениями соле¬
ности распространялось до 7—8° ю. ш.
между прибрежной и океанической ветвя¬
ми Перуанского течения, направленными
на север. Эль-Ниньо началось всего лишь
через 7—8 месяцев после этих наблю¬
дений.Сообщения о новом Эль-Ниньо совпа¬
ли по времени с сообщениями о многих
других необычных природных явлениях
и аномалиях, случившихся в 1982 г.* Не
удивительно поэтому, что в 1983 г. в науч¬
но-популярной литературе, особенно в аме¬
риканской, термином Эль-Ниньо стали на¬
зывать все неожиданные капризы погоды,
случившиеся в разных местах в течение
зимы Северного полушария 1982/83 г. и
продолжавшиеся в течение лета 1983 г. Та¬
кая произвольная трактовка термина «Эль-
Ниньо», безусловно, тоже неправильна.ДАЛЬНИЕ СВЯЗИ В СИСТЕМЕ ОКЕ¬
АН — АТМОСФЕРАЧто же общего у Эль-Ниньо 1982—
1983 гг. с тем потеплением воды в эква¬
ториальной зоне Тихого океана, о котором1 См. сноску 1 .3 Tropical Ocean — Atmosphere Newsletter.
1983, № 16, p. 21.говорилось в начале статьи и у которого
не оказалось никаких известных аналогий
за последние 100 лет. Аномалия ТПО воз¬
никла в экваториальной зоне около линии
смены дат (180°) в июне—июле 1982 г.
и затем начала распространяться на восток
вдоль экватора со средней скоростью 10
долготы (около 1100 км) в месяц. К январю1983 г. изотерма 28 °С (на 4 С выше нор¬
мы) наблюдалась уже на 1 00 " з. д. вблизи
Галапагосских о-вов. В самом Галапагос¬
ском архипелаге, где обычно наблюдаются
пониженные значения температуры воды
(20—22 °С), локальные значения ТПО уже
в октябре 1982 г. были на 2—4 С выше
нормы, в ноябре—декабре — на 6—7 =С
выше нормы, а в январе—марте 1983 г.—
на 8—Ю С выше нормы. Столь необыч¬
ный температурный режим вод Галапагос¬
ского архипелага привел к повышенной
смертности детенышей галапагосских тю¬
леней.Необычность развития процессов в
океане на этот раз заключалась в том,
что наступление Эль-Ниньо у берегов Эк¬
вадора, Перу и Чили последовало за раз¬
витием обширной аномалии ТПО в цент¬
ральной части Тихого океана и перемеще¬
нием ее вдоль экватора на восток, тогда
как в соответствии со сложившимися пред¬
ставлениями потепление экваториальных
вод должно было следовать за наступле¬
нием Эль-Ниньо, как это неоднократно
наблюдалось ранее. Подобная обратная
последовательность событий побудила мно¬
гих исследователей называть тихоокеан¬
скую температурную аномалию 1982 г.
«Эль-Ниньо наоборот». На самом же деле
более правильно было бы считать, что две
аномалии ТПО развивались навстречу друг
ДРУГУ-С развитием Эль-Ниньо обычно
тесно связана аномальная перестройка по¬
ля ветра над Тихим океаном и весьма
специфическое поведение уровня моря.
Еще недавно думали, что Эль-Ниньо воз¬
никает в результате локального ослабле¬
ния юго-восточного пассата над перуан¬
скими и эквадорскими водами, что приво¬
дит к ослаблению Перуанского прибреж¬
ного течения и к прекращению апвеллинга.
Однако более глубокие исследования от¬
крыли и другие связи далеко не локаль¬
ного характера. В 1966—1969 гг. американ¬
ский метеоролог Дж. Бьеркнес одним из
первых связал Эль-Ниньо с изменениями
температурного режима вод экваториаль¬
ного пояса Тихого океана через уолкеров-
скую (меридиональную) и гадлеевскую (зо¬
нальною) ячейки атмосферной циркуляции.
70Бьеркнес назвал эти связи «дальними
связями» (teleconnections). А в 1975 г. но¬
вую гипотезу выдвинул американский океа¬
нолог К. Виртки, предложивший следую¬
щую согласованную картину взаимодей¬
ствия атмосферы и океана:«В течение двух лет, предшествую¬
щих Эль-Ниньо, слишком сильные пассаты
интенсифицируют субтропический круго¬
ворот в южной части Тихого океана, уси¬
ливают Южное экваториальное течение и
приводят к росту наклона уровня в на¬
правлении восток—запад путем нагонаСмеиа гидрологического режима Галапагосского
архипелаге ао время Эль-Ниньо 1982—1983 гг.
вверху — поднимающиеся к поверхности воды те¬
чения Кромвелла понижают температуру поверх¬
ностного слоя яоды вокруг островов на мааторе
до 19—22°С. Это позволяет успешно жить и размно¬
жаться я этих низких широтах тюленям, морским
львам и пингвинам. Внизу — а отсутствие течение
Кромвелле солнечный прогрев создает локальную
температурную аномалию а архипелаге на фоне н вез
того теплых вод. Холоднолюбивые животные терпят
бедстяие.воды а западную часть экваториальной
зоны Тихого океана. После ослабления
напряжения ветра в центре океана скопив¬
шаяся на западе вода устремляется на
восток, вероятно, в форме внутренней
экваториальной волны Кельвина. Эта волнаК. Н. ФедоровТаблицаПовторяемость Эль-Ниньо за последние 120 летГодынаступленияЭль-Ниньоi+АЭТЛО)Годы
с лредяестником
Эль-Ниньо
1—АЭТПО)Интервал
между
Эль-Ннньо
|а годах |186418631871187071877—1878187661884188371891189071899189881911—19121910121918191771925—1926192471939—19411938141957—19S81955181965—19661964819721970—1971719761974—197541982—19831978*, 1981*7* Слабые аномалии |<1 °С).ведет к накоплению теплых вод вблизи бе¬
регов Эквадора и Перу и к заглублению слоя
скачка температуры (термоклина)4, кото¬
рый в нормальные годы залегает неглу¬
боко. В целом Эль-Ниньо — это резуль¬
тат реакции океана на вынуждающее воз¬
действие переменных пассатных ветров»5.Поскольку усиление юго-восточных
пассатов над экватором ведет к усилению
экваториального апвеллинга, то оно должно
сопровождаться значительным понижени¬
ем ТПО в центральной и восточной ча¬
стях экваториальной зоны Тихого океа¬
на —• т. е. отрицательной аномалией
экваториальной ТПО (—АЭТПО). Иными
словами, если гипотеза Виртки справед¬
лива, то за 1—2 года до начала Эль-
Ниньо и последующего развития положи¬
тельной аномалии экваториальной ТПО
(+АЭТПО) каждый раз должна наблюдать¬
ся сильная отрицательная АЭТПО. Данные
за последние 100—120 лет, приведенные
в таблице, прекрасно это подтверждают.Таблица показывает, что явление Эль-
Ниньо повторялось с интервалом, колеб¬
лющемся от 4 до 18 лет. Наиболее
часто имели место интервалы в 6—8 лет.
Однако в приведенный ниже ряд попали
и очень ярко выраженные Эль-Ниньо,1 См. сноску 1.r> Wyrtki К.— J. Phys. Oceanogr., 1975, v. 5,
N° 4, P. 572.
Этот капризный младенец — Эль-Ниньо!71имевшие катастрофический характер (на¬
пример, 1972 г.), и более слабые Эль-
Ниньо. Не исключено, что некоторые
случаи могли быть пропущены из-за их
малого отличия от обычного сезонного
хода ТПО.Как показывают имеющиеся а лите¬
ратуре данные о положительных и отри¬
цательных температурных аномалиях в Ти¬
хом океане, Эль-Ниньо 1982—1983 гг. бы¬
ло необычным еще и потому, что наблю¬
давшиеся перед ним (в 1978 и 1981 гг.)
отрицательные аномалии температуры во-Схема прорыва амааториального
фронта и «атома ran лыж аод анаато-
рнальиого протиаотачанка а при¬
брежные районы Эквадора м Пару
ао арамя Эль-Ниньо. «Холодны* во¬
ды» (синий цаот) лишь очень услов¬
но можно считать отлнчающнмиса
по температуре от аод прибрежных
районов, а шааториальный фронт
а предела! рассматриваемого рай¬
она прантически исчезает.свидетельствуют имеющиеся в архивах
записи колебаний уровня моря на островах
экваториальной зоны Тихого океана, «оке¬
анские качели» действительно работали
практически во всех зарегистрированных
случаях Эль-Ниньо. По законам изостатики
главный термоклин (пикноклин)6 океана
ведет себя зеркально противоположно по
отношению к уровню. В момент максималь¬
ного нагона в западной части экваториаль¬
ной зоны изотермы пикноклина занимают
там наиболее глубокое положение, а в
восточной части океана — наиболее блиэ-ды вдоль экватора были слабыми. Они
не превышали 1 °С, тогда как в других
известных случаях достигали 2—3 °С и
более.КАЧЕЛИ РАЗМЕРОМ С ОКЕАНКак следует из гипотезы Виртки, в
год, предшествующий Эль-Ниньо, уровень
в западной части Тихого океана должен
быть аномально высоким, а в восточной
части — аномально низким. В момент
наступления Эль-Ниньо наклон уровня
вдоль экватора должен измениться на про¬
тивоположный, а аномалии уровня долж¬
ны поменять свои знаки. Иными словами,
уровень океана должен вести себя, как
детские качели, сделанные из доски. Каккое к поверхности. При смене наклона
уровня меняется на противоположный и
наклон пикноклина вдоль экватора. Если
амплитуда изменений уровня на Соломо¬
новых и Галапагосских о-вах (на противо¬
положных концах экваториальной зоны)
во время экстремальных колебаний дости¬
гает 10—20 см, то соответствующие им
амплитуды колебаний пикноклина имеют
порядок 25—50 м. Уровень океана и пик¬
ноклин раскачиваются в противофазе и в
ходе обычных сезонных изменений, но при
этом амплитуды колебаний не превышают
5—6 см и 12—15 м, соответственно.6 Слой скачка плотности воды..
72К. Н. ФедоровГипотеза Виртки, особенно в той ее
части, которая касалась важной роли
экваториальных волн Кельвина в генерации
явления Эль-Ниньо, получила довольно
убедительное подтверждение в ряде работ,
и в частности в численной гидродинами¬
ческой модели, разработанной под руко¬
водством американского геофизика
Дж. О'Брайена. Эта модель позволила свя¬
зать поведение уровня в экваториальной
зоне океана с вынуждающим воздейст¬
вием переменных пассатных ветров. Ано¬
мальные отклонения уровня, соответствую¬
щие Эль-Ниньо, в рамках этой модели
могут трактоваться как аномально ампли-
фицированные сезонные колебания. Это
в значительной мере отражает действи¬
тельность и вполне согласуется с тем фак¬
том, что время наступления Эль-Ниньо,
как правило, совпадает со временем на¬
чала обычного сезонного потепления вод
у побережья Эквадора и Перу. Модель¬
ные расчеты, проведенные на основе
фактических измерений скорости ветра
за 1961—1978 гг., достоверно воспроиз¬
вели реальные колебания уровня, зареги¬
стрированные в различных пунктах эква¬
ториальной зоны Тихого океана. Хорошее
сходство результатов вычислений с наблю¬
дениями обеспечивалось линейной супер¬
позицией бароклинных волн Кельвина,
возбуждаемых в западной части зоны и
распространяющихся на восток со ско¬
ростью 2,45 м- с-1, и отраженных волн
Россби, возбужденных у восточного по¬
бережья и распространяющихся на запад
с фазовой скоростью около 0,8 м- с—1.
Вопрос о том, каким путем подъем уровня
и быстрое заглубление пикноклина (и тер¬
моклина) у восточной границы океана при¬
водит к наблюдаемому в натуре резкому
повышению температуры вод (Эль-Ниньо),
в модели не исследовался. Но поскольку
такая связь представляет собой установ¬
ленный факт, то рассмотренная модель,
казалось бы, вполне годится для прогно¬
зирования Эль-Ниньо по одному лишь
согласованному поведению ветра и уровня.
События 1982 г. снова породили сомне¬
ния на этот счет.Эль-Ниньо 1982—1983 гг. было ано¬
мальным и в смысле поведения уровня
в экваториальной зоне Тихого океана.
В 1981 г. фактически не было избыточ¬
ного нагона воды (аномального повыше¬
ния уровня) в западной части зоны, а все
изотермы основного пикноклина от 15 до25 °С занимали в течение всего года близ¬
кое к среднему положение. Правда, уже
в начале 1982 г. произошло некотороепостепенное повышение уровня к западу
от линии смены дат, длившееся примерно
полгода. В Рабауле (152° в. д., 4° ю. ш.)
к марту 1982 г. оно достигло +20 см,
но в других пунктах оно не превышало
+ 10 см и не носило устойчивого харак¬
тера. В противоположность этому после¬
довавшее во второй половине 1982 г.повы¬
шение уровня в восточной части эквато¬
риальной зоны было очень резким и к де¬
кабрю 1982 г. превысило 25 см на о-ве Иса-
бела (Галапагосские о-ва) и 40 см в Пайте
на побережье Перу (около 5° ю. ш.).
Такой ход событий вызывает серьезные
сомнения в том, что и на этот раз Эль-
Ниньо явилось результатом релаксации
предшествующего нагона воды пассатами
к западным берегам Тихого океана. По ряду
своих проявлений Эль-Ниньо 1982—1983 гг.
скорее похоже на некую самостоятель¬
ную аномалию вынужденного характера,
дальнейшие релаксационные последствия
которой нам пока еще не известны.
Виртки, например, считает, что на этот раз
экваториальная волна Кельвина, вызвавшая
Эль-Ниньо, была возбуждена не нагоном
воды в западную часть океана, а запад¬
ными ветрами, установившимися над эква¬
тором в середине 1982 г.ВЕТРЫ И ТЕЧЕНИЯ ПОВОРАЧИВАЮТВСПЯТЬЕсть все основания отвести главенст¬
вующую роль в формировании Эль-Ниньо
ветрам западных направлений, развившим¬
ся над акваторией экваториальной зоны
одновременное положительной аномалией
температуры вод. Как уже говорилось,
эта аномалия возникла возле линии смены
дат в июне—июле 1982 г. и затем сме¬
щалась на восток в течение последующих
7—8 месяцев. Западные ветры появились
вместо обычных пассатов на 173° в. д. уже
в мае 1982 г., а в октябре—ноябре
они устойчиво дули уже на 159° з. д. Око¬
ло линии смены дат западные ветры ра¬
ботали почти полгода и временами дости¬
гали значительной силы. На западных
берегах о-вов Лайн (159—160° з. д.) план¬
тации кокосовых пальм понесли сущест¬
венный урон из-за размыва берегов никог¬
да не наблюдавшимся здесь ранее прибо¬
ем и из-за воздуха, насыщенного брыз¬
гами соленой воды от разбивающихся волн.
От необычности условий многие птицы
покинули осенью 1982 г. некоторые остро¬
ва экваториальной части Тихого океана,
бросив на произвол судьбы своих птенцов.
Можно предполагать, что западные ветры
Этот капризный младенец — Эль-Ниньо173могли внести весомый вклад в повышение
уровня у восточного побережья океана
и в усиление Экваториального противоте¬
чения к северу от экватора, переносящего
более теплую воду с запада на восток.
Следует заметить, что некоторое усиле¬
ние Экваториального противотечения всег¬
да наблюдалось параллельно с развитием
Эль-Ниньо. Так было, например, в 1957—
1958 гг., в 1965—1966 гг. и в 1972 г, хотя
в последнем из перечисленных случаев
это усиление было довольно незначитель¬
ным, тогда как само Эль-Ниньо было иск¬
лючительно сильным.Прекращение юго-восточных пасса¬
тов, их смена на длительное время ано¬
мальными западными ветрами, изменение
наклона уровня вдоль экватора к сентяб¬
рю—октябрю 1982 г. имели своим эф¬
фектом полное исчезновение глубинного
противотечения Кромвелла. На 159° з. д.
направленное на восток течение Кромвел¬
ла сменилось течением западного направ¬
ления уже в августе—сентябре 1982 г.
На 109°30' з. д. течения Кромвелла не
наблюдалось с декабря 1982 по март 1983 г.
Во всей зоне между 120° з. д. и 170° в. д.
исчезновение глубинного противотечения
Кромвелла сопровождалось ростом темпе¬
ратуры на горизонтах его ядра (75—100 м)
с 15—18° до 27 °С. Этим и объясняется
резкое изменение температурного режима
вод Галапагосского архипелага, о котором
говорилось выше. В нормальные годы
низкие значения ТПО здесь обусловлены
подъемом холодных вод течения Кром¬
велла к поверхности по подводному скло¬
ну цоколя Галапагосских о-вов. Времен¬
ное исчезновение течения Кромвелла пред¬
ставляет собой беспрецедентное явление
в истории физических наблюдений за
океаном.ГЛОБАЛЬНЫЕ ПОСЛЕДСТВИЯ ЭЛЬ-НИНЬОИсчезновение подповерхностного
струйного течения на экваторе могло бы
остаться незамеченным, если бы не спе¬
циальные измерения, проводившиеся уче¬
ными. Однако другие природные изме¬
нения, разными путями связанные с Эль-
Ниньо, не могли пройти мимо внимания
простых людей, чья жизнь и деятельность
во многом зависит от океана и погоды.
Рыбаки отметили в 1982—1983 гг. ката¬
строфически резкие и неблагоприятные
нарушения традиционных уловов. Лососи,
например, ушли на север от надвигающих¬
ся вдоль тихоокеанского побережья Се¬верной Америки теплых вод. Прибрежный
апвеллинг ослаб или прекратился не
только на востоке Тихого океана, но и
у побережья Южной Африки в Атланти¬
ческом океане, где в 1982 г. прибрежные
воды потеплели на 2—3 °С, наблюдался
«красный прилив», нашествие медуз физа-
лий и уход от берега многих промыс¬
ловых видов рыбы. Атмосфера получила
от океана столь огромные избыточные
количества тепла, что в январе 1983 г. над
экватором во всем западном полушарии
на уровне 300 мб (высота около 9000 м
над ур. м.) наблюдалась гигантская поло¬
жительная аномалия температуры воздуха
до 2—4 °С. Это обстоятельство не могло
не сказаться на режиме ветров и погоды
огромных пространств различных конти¬
нентов. Резкие аномалии погоды наблюда¬
лись везде. Засухой ознаменовался ко¬
нец 1982 г. в Австралии. Над многими
районами Северо-Американского конти¬
нента погода весной 1983 г. оказалась ано¬
мально дождливой и необычно холодной
по сравнению со средними условиями за
последние 50 лет. В ноябре 1983 г. по¬
года над всей Северной Америкой была
на 10 °С теплее нормы, а в декабре1983 г.— на 13 °С холоднее нормы. Зимой
1983/84 г. практически не замерзло Охот¬
ское море и ледяной припай наблюдался
в Татарском проливе только в самой уз¬
кой северной его части. Ливневые дожди
обрушились в первую половину 1983 г. на
Эквадор и Перу, вызвав повсеместные на¬
воднения на равнинах и оползни в гор¬
ных районах, связанные с человеческими
жертвами. В мае 1983 г. в районе Гуаякиля
выпало дождя в 20 раз выше нормы.
Ущерб, нанесенный дорогам, мостам,
жилищам, сельскому хозяйству, промыш¬
ленности и транспорту повсюду исчислялся
сотнями миллионов и даже миллиарда¬
ми долларов. И сегодня еще нельзя со
всей определенностью сказать, прекрати¬
лись ли уже неустойчивые колебания и
нарушения в системе взаимодействия океа¬
на и атмосферы, породившие Эль-Ниньо
1982—1983 гг. и все последовавшие за ним
погодные аномалии.С ЧЕГО ЖЕ ВСЕ НАЧАЛОСЬ?Что же в этой цепи событий было
причиной, а что — следствием? Было ли
прекращение пассатов и развитие запад¬
ных ветров следствием сильного потепле¬
ния вод, или, наоборот, повышение ТПО
в экваториальной зоне было следствием
прекращения пассатов и экваториального
74К. Н. Федороапвеллинга? На этот вопрос трудно дать
однозначный ответ, так как аномалия ТПО
в океане и аномалия ветра в атмосфере
развивались удивительно синхронно. Ранее
бывали годы, когда сильные положи¬
тельные АЭТПО не были связаны с каки¬
ми-либо синхронными или иными пере¬
стройками атмосферной циркуляции. Не ис¬
ключено, что в 1982 г. атмосфера была
в особенно благоприятном состоянии для
поглощения избытков тепла из океана, че¬
го не было в другие годы. На этот раз
зона межтропической конвергенции с ее
восходящими токами воздуха находилась
точно над областью аномально теплых вод.
В результате этого тепло океана эффек¬
тивно прогревало атмосферу до очень
высоких слоев, чему способствовали также
интенсивный вертикальный перенос влаги,
ее конденсация и изобильные осадки.
Индекс так называемого Южного колеба¬
ния (разность атмосферного давления меж¬
ду Таити и Дарвином), свидетельствую¬
щий об ослаблении или усилении зональ¬
ной уолкеровской ячейки атмосферной
циркуляции падал в течение всего 1982 г.
параллельно с перестройкой поля ветра и
развитием +АЭТПО. Этот индекс достиг
рекордно низкого отрицательного значения
(около — 3,5 мб) к декабрю 1982 г.—
январю 1983 г. и затем начал расти одно¬
временно с возвращением пассатной цир¬
куляции к норме. Интересно, что почти
одновременно с падением индекса Юж¬
ного колебания наблюдалось смещение
примерно на 10° широты к югу всего
субтропического антициклонического кру¬
говорота вод южной части Тихого океана.
Здесь, однако, стоит отметить запазды¬
вание этого смещения по меньшей мере на
3—4 месяца по сравнению с ходом изме¬
нения атмосферного индекса. Это запазды¬
вание указывает на то, что здесь мы имеем
дело с реакцией всей южной половины
океана на изменения циркуляции в его эк¬
ваториальной зоне.В чем же причина резкого повыше¬
ния ТПО в прибрежных водах Эквадора
и Перу во время развития Эль-Ниньо? От¬
носительно низкие температуры воды здесь
и вдоль экватора поддерживаются в нор¬
мальных условиях за счет сильного отри¬
цательного вклада апвеллинга в локаль¬
ный баланс тепла приповерхностного слоя
океана. Как только подъем вод сменяется
опусканием, отрицательный член в балансе
становится положительным, а остальное
довершает локальное поглощение солнеч¬
ной радиации. К тому же при этом имеет
место еще и аномальное возрастание по¬ложительных вкладов горизонтальной ад¬
векции тепла. По давнему убеждению
автора важный адвективный вклад должен
вносить трансэкваториальный перенос теп¬
ла течением в южном направлении через
размытый во время Эль-Ниньо экватори¬
альный фронт восточнее Галапагосских
о-вов. Безусловно, этот горизонтальный
приток тепла связан с упоминавшимся
выше усилением межпассатного эквато¬
риального противотечения. Следует еще
раз подчеркнуть, что прекращение апвел¬
линга у побережья Южной Америки (да
и на экваторе) связано не столько с ло¬
кальным ослаблением дивергенции ветро¬
вого поля, сколько с воздействием при¬
ходящей с запада экваториальной волны
Кельвина, т. е. фактически — с возму¬
щениями, возникшими первоначально на
другой стороне экваториальной зоны
океана.Все эти интересные особенности
развития Эль-Ниньо были выяснены лишь
недавно. Потребовалось много десятилетий
наблюдений и размышлений над причи¬
нами Эль-Ниньо и особенностями взаимо¬
действия океана и атмосферы в эквато¬
риальной зоне Тихого океана, чтобы уста¬
новить и понять эти далеко не очевидные
с первого взгляда вещи. Аномальные со¬
бытия 1982 г. лишь подчеркнули важ¬
ность «дальних связей» в развитии явле¬
ний, подобных Эль-Ниньо, и показали, что
даже лучшие прогностические схемы пока
еще не учитывают всего многообразия
реальных ситуаций и связей в системе взаи¬
модействия океан — атмосфера. Иссле¬
дования последствий аномального потеп¬
ления вод экваториальной зоны Тихого
океана осенью 1982 г. активно продолжа¬
ются. Материалы наблюдений, собираемые
участниками многочисленных исследова¬
тельских групп, работающих в рамках
Всемирной программы исследования кли¬
мата, будут еще неоднократно использо¬
ваны для проверки гипотез и моделей,
которые должны продвинуть нас еще на
один шаг в понимании природы нашей
планеты.
История науки «Природа», 1984, N9 07JЭрнст Геккель и судьбы учения ДарвинаН. Н. Воронцов,доктор биологических наукИнститут биологии развития им. Н. К. Кольцова АН СССР
Москва175 лет отделяет нас от рождения
Чарлза Дарвина, 150 — от рождения
Эрнста Геккеля, 125 — от публикации кни¬
ги Дарвина «Происхождение видов путем
естественного отбора, или Сохранение
благоприятствуемых рас в борьбе за
жизнь».Историческая заслуга Дарвина состо¬
ит не в том, что он выдвинул принцип
органической эволюции (об этом писали
в течение тысячелетий от древнеиндий¬
ских и античных материалистов до фран¬
цузских трансформистов второй половины
XVIII — начала XIX в.), а в том, что он
вместе с Альфредом Уоллесом (и оба неза¬
висимо друг от друга) увидел движущий
фактор эволюции — естественный отбор.
Именно это открытие сделало необычай¬
но доказательными как краткую статью
Уоллеса «О стремлении разновидностей
к неограниченному отклонению от пер¬
воначального типа», так и знаменитую
книгу Дарвина. Для того чтобы «дарви¬
низм» (термин, сначала употреблявшийся
как бранный — вспомним историю терми¬
на «импрессионизм»,— а затем введенный
в научный обиход Уоллесом) совершил
свое победное шествие по университет¬
ским городам мира, чтобы он не только
в корне изменил научное, но и общест¬
венное мировоззрение представителей
европейской и мировой культуры, самим
своим зарождением тесно связанной с
креационистскими догмами христианства,
нужна была активная пропаганда новой
теории и ее дальнейшее развитие. И в про¬
паганде, и в дальнейшем развитии эво¬
люционного учения огромную роль сыграл
Эрнст Геккель.Дарвин имел верных соратников в
Англии — в первую очередь здесь надо
отметить огромное историческое значение
той поддержки, которая была оказана
новой теории старшим коллегой и науч¬
ным попечителем Дарвина — Чарлзом
Лайелем, а также активную борьбу запризнание нового учения со стороны бо¬
лее молодых ученых — Альфреда Уолле¬
са, Томаса Гекели (с гордостью называв¬
шего себя «бульдогом дарвинизма») и аме¬
риканского ботаника Азы Грея. Но эта была
поддержка Дарвина в англоязычных стра¬
нах, а наука XIX в. в большей степени бы¬
ла германоязычной. Учению Дарвина надо
было шагнуть на Европейский континент.
Но в какой степени была подготовлена к
этому континентальная Европа?«ПРЕДДАРВИНИСТ» ЧЕМБЕРСОдним иэ предшественников Дарви¬
на был шотландец Роберт Чемберс (1802—
1871), книгоиздатель и популяризатор нау¬
ки. В 1844 г. Чемберс анонимно издал
в Лондоне книгу «Следы естественной тео¬
рии творения», в которой приводил
соображения в пользу идеи изменяемо¬
сти видов. По подсчетам американского
историка науки Уильяма Провайна, за 10 лет
книга Чемберса (по-прежнему издавав¬
шаяся анонимно) выдержала 10 изданий
тиражом не менее 15 тыс. экземпляров1.
Для сравнения укажем, что за первые 1 0 лет
«Происхождение видов» издавалось в Анг¬
лии лишь 5 раз, общим тиражом в
9250 экз. Конечно же, книга Дарвина не бы¬
ла рассчитана в такой степени на непод¬
готовленного читателя, как чемберсовские
«Следы». Чемберс говорил об эволюции,
писал о длительности эволюционного про¬
цесса, о том, что более сложные фор¬
мы возникли эволюционно иэ более про¬
сто организованных предков, но не пришел
к идее отбора. Вокруг книги анонимного
автора разгорелись споры. Любопытно,
что в течение долгих лет на нее нападал
тот самый Томас Гекели, который только1 Pro vine W. 3.— Bioscience, 1982, v. 32,
№ 6, p. 501.
76Н. Н. ВоронцовЭРНСТ ГЕККЕЛЬ (It.II 1834—«.VIII 191»)
Фото 190S г.после 1859 г. стал ревностным защитни¬
ком учения Дарвина. Всегда весьма сдер¬
жанный Дарвин не только стоял в сто¬
роне от дискуссии, развернувшейся в
Англии по поводу книги Чемберса, но и
внимательно наблюдал за тем, как критика
частных неточностей превращается в кри¬
тику самой идеи об изменяемости видов.
Дарвин опасался, как бы его будущая
работа не повторила судьбу «Следов ес¬
тественной истории творения»... Чемберс
после выхода в свет книги Дарвина сразу
стал в ряды сторонников нового учения.
Именно Чемберс, забыв обиды, пришел к
Гекели и уговорил его пойти на публичное
выступление епископа Уилберфорса, в
диспуте с которым Гекели блестяще от¬
стоял идеи Дарвина2.Книга Чемберса была переведена на
немецкий в знаменательном 1848 г. Пере¬
водчиком был известный представитель
материализма того времени, участник
революции 1848 г., член Франкфуртского
национального собрания, заочно пригово¬
ренный к смертной казни Карл Фогт
(1817—1895). Яркое предисловие Фогта,
неординарность его судьбы политического
эмигранта (Фогт уехал в Швейцарию)
способствовали успеху немецкого издания2 См- Скоэрон С. Развитие теории эаолю-
ции. Пер. с польск. Р. М. Лозовской.
Под ред. и с предисл. Н. Н. Воронцова.
Варшава, 1965.
Эрнст Геккель и судьбы учения Дарвина77«Следов естественной истории творения».
Книга Чемберса готовила широкую публи¬
ку к восприятию идей Дарвина.ДАРВИН И ГЕККЕЛЬГеккель, в отличие от Дарвина, не
чурался философии, не боялся умозри¬
тельных гипотез, наоборот, сам их созда¬
вал и активно проповедовал. «Здесь лежит
глубокая разница между ним (Гекке¬
лем.— Н. В.) и Дарвином. Мысль его была
постоянно направлена в сторону общего:
идеи, учение, миросозерцание шли впере¬
ди — факты имели подчиненное значе¬
ние. Дарвин же, по выражению Оскара
Гертвига, был эмпириком до мозга кос¬
тей («durch und durch Empiriker»). Мысль
Дарвина была прикована к фактам, и обоб¬
щения были строго с ними согласованы,
не выходя ни на йоту из-под контроля.
Он долго и упорно работал для выясне¬
ния вопроса о происхождении видов, над
собиранием фактического материала «в ис¬
тинно бэконианском духе», не имея какой-
либо предвзятой мысли, и лишь изучение
этого материала привело его к выводу о
важной роли отбора. Геккель же присту¬
пил к своим работам уже с некоторыми
предвзятыми идеями, вынесенными им из
раннего знакомства с Гете и из своих уни¬
верситетских впечатлений; идеи эти были —
единство и цельность природы; неразрыв¬
ность духа и материи, что привело его
потом к учению о «душе» атомов; единство
сил, господствующих в органической и не¬
органической природе; механическое ми¬
ровоззрение, по которому в природе гла¬
венствует закон причинности; идеи «раз¬
вития», которым подчиняются миры, наша
Солнечная система, Земля и населяющие
ее организмы; клеточная теория, по
которой организмы состоят из клеток, как
химические соединения из атомов»3.В чем источники столь существенных
отличий в подходах — индуктивного-де-
дуктивного у Дарвина и дедуктивного-
натурфилософского у Геккеля? Биографии
их во многом сходны. Если Дарвин провел
пять лет в плавании на «Бигле», то Геккель
путешествовал по Средиземноморью
(1859—1860), работал на Канарских остро¬
вах (1866—1867) вместе со своим ассистен¬
том Н. Н. Миклухо-Маклаем, в Норвегии
(1869), на Красном море (1873), на Цейло¬
не (1881—1882), на Суматре и Яве (1900—3 См.: Некрасов А. Д. Борьба за дарви¬
низм. М., 1937, с. 81—82.1901). Но если Дарвин и Уоллес начина¬
ли свои карьеры естествоиспытателей со
странствий, то путешествия Геккеля были
поездками сложившегося заслуженного
профессора и вряд ли они могли изме¬
нить установившееся мировоззрение, систе¬
му взглядов Геккеля.Дарвин не получил специального
естественнонаучного образования — он
изучал в 1825—1827 гг. медицину в Эдин¬
бургском университете, а затем теологию
в Кембридже. Фактически же Дарвин впол¬
не самостоятельно в пору своих экскурсий
по родине изучил геологию и палеонтоло¬
гию под общим руководством А. Сэджвика
и ботанику под руководством Дж. Генслоу,
а как широкий натуралист он оформился
во время путешествия на «Бигле».Геккель прошел через три универ¬
ситета (Берлинский, Вюрцбургский и Вен¬
ский), где имел выдающихся учителей. В
Берлине он начинал у крупного ботаника Алек¬
сандра Брауна (1805—1877); одного из ве¬
дущих анатомов растений того времени,
занимавшегося разработкой клеточной тео¬
рии М. Шлейдена. В Вюрцбурге его учите¬
лями были один из создателей гистоло¬
гии Альберт Рудольф Келликер (1817—
1905) и Франц Лейдиг (1821—1908), осно¬
ватель сравнительной гистологии. У них Гек¬
кель учится также и эмбриологии, в разви¬
тии теоретических основ которой ему в
дальнейшем суждено было сыграть боль¬
шую роль. Вернувшись в Берлинский уни¬
верситет, Геккель продолжил свою работу
на кафедре Иоганна Мюллера (1801 —
1858) — известного исследователя срав¬
нительной физиологии, анатомии и эмбрио¬
логии морских беспозвоночных и выдающе¬
гося педагога. Помимо Геккеля, учениками
Мюллера были: один из создателей кле¬
точной теории Теодор Шванн, А. Р. Келли¬
кер, автор теории клеточной патологии
Рудольф Вирхов, Э. Дюбуа-Реймон и
Г. Гельмгольц. Именно Иоганн Мюллер при¬
вил Геккелю интерес к исследованию мор¬
ской фауны. Внезапная смерть Мюллера
в год окончания Геккелем Берлинского
университета нарушила все планы молодо¬
го ученого. К счастью, Геккель успел по¬
дружиться в Вюрцбурге с одним из выда¬
ющихся сравнительных анатомов прошло¬
го века Карлом Гегенбауэром (1826—
1903), старшим учеником Келликера. Имен¬
но благодаря Гегенбауэру, Геккель в 1861 г.
получил место приват-доцента на кафедре
сравнительной анатомии в Иене, а в 1862 г.,
после защиты диссертации, он стал орди¬
нарным профессором этой кафедры. Вся
дальнейшая жизнь Геккеля была связана
с кеной.
78Н. Н. ВоронцовЭ. Геккель (слева) с Н. Н. Миклухо-Маклаем на
Канарских о-важ. 1866 г.ИЕНСКАЯ ШКОЛАРасположенная в живописных окраи¬
нах Тюрингинского леса, ставшая колы¬
белью многих великих явлений немец¬
кой культуры, Иена стала центром не толь¬
ко сравнительной анатомии и эмбриологии.
Дух соседнего Веймара, где творил теоре¬
тик сравнительной морфологии И.-В. Гете,
давно витал над Иеной: здесь еще^до Геген-
бауэра сравнительная анатомия была пред¬
ставлена Лоренсом Океном (1779—1851),
автором позвоночной теории происхожде¬
ния черепа: эмбриологом, анатомом и по¬
следователем шеллинговской натурфило¬
софии. Важнейшая теоретическая книга Гек¬
келя «Общая морфология» насыщена цита¬
тами из поэтических и натурфилософских
сочинений Гете, Геккель воздает должное
также трансформистским идеям Окена.Здесь в Иене Геккелем будет созда¬
на школа сравнительных анатомов, эмбрио¬
логов и филогенетиков. Вот некоторые из
его учеников: Антон Дорн (1840—1909),
который сформулировал «принцип смены
функций» — одно из важнейших обоб¬
щений эволюционной морфологии, в 1870 г.он основал знаменитую Неаполитанскую
зоологическую станцию, орнитологи Макс
Фюрбрингер и Г. Гадов (1855—1928), эмб¬
риологи братья Оскар (1849—1922) и Ри¬
хард (1850—1937) Гертивиги и Б. Хат-
чек (1854—1941), зоолог В. Гааке (1855—
1912), прославившийся открытием яйца
у ехидны, сравнительный анатом Л. Плате
(1862—1937). Иенским учеником Геккеля —
Вильгельмом Ру (1850—1924) была создана
«механика развития», а точнее экспери¬
ментальная эмбриология. И это далеко
не полный перечень прямых продолжа¬
телей дела Геккеля в Германии. Зоолог
и этнограф Н. Н. Миклухо-Маклай (1846—
1888) и палеонтолог В. О. Ковалевский
(1842—1883) — самые известные, но не
единственные из русских учеников Гек¬
келя. Был еще у Геккеля ученик из Англии
Э. Рей Ланкастер (1847—1929), многолет¬
ний директор Британского музея естест¬
венной истории и переводчик трудов Гек¬
келя на язык Дарвина. Вот какую могучую
поросль дало «древо» иенской школы
Геккеля!Конечно же, личность Геккеля как
мыслителя и трибуна привлекала к нему
молодежь со всех сторон Европы. М. М. Да¬
выдов — музыкант, с успехом окончив¬
ший Московскую консерваторию, увлечен¬
ный книгами Геккеля,— приезжает в Иену,
поступает в Иенский университет и в зре¬
лом возрасте начинает обучаться эмбрио¬
логии и сравнительной анатомии; он ста¬
новится известным ученым и руководи¬
телем русской морской биостанции в
Италии — Виллафранко, где сделал свои
первые самостоятельные шаги один из
первых русских экспериментальных био¬
логов Николай Константинович Кольцов.Здесь в Иене в 1878 г. будет осно¬
вано известное и авторитетное германо-
язычное издательство научной литературы
«Густав Фишер» (Gustav Fischer Verlag), в
котором уже на следующий год Геккель
опубликует свою монографию «Система
медуз» (а свой дом в Иене назовет
«Вилла Медуза»). Здесь же в Иене друг
Дорна оптик Эрнст Аббе (1840—1905) соз¬
даст теорию микроскопа, а Карл Цейсс
на ее основе начнет производство совре¬
менных микроскопов, которые сделали
возможным зарождение цитологии как
науки. Здесь же в Иене друг Аббе —
Эдуард Страсбургер (1844—1912), возглав¬
лявший кафедру ботаники, впервые опи¬
сывает поведение хромосом при делении
клетки — митоз, устанавливает последо¬
вательность стадий митоза и обращает вни¬
мание на общность картин митоза в рас¬
тительных и животных клетках. Открытие
Эрнст Геккель и судьбы учения Дарвина79Рабочий кабинет Э. Геккеля ■ Доме-музее а Иене.Страсбургера и его современников О. Бюч-
ли и В. Флемминга вызвало бурный
прогресс цитологии, которая в 80—90-х
годах наряду с другими областями экс¬
периментальной биологии привлекала
большинство талантливой молодежи. Ряды
сравнительных анатомов, эмбриологов,
филогенетиков, напротив, начали заметно
редеть, а младший современник Дарвина
и его соратник Геккель, вместе с Уолле¬
сом в Англии, К. А. Тимирязевым в Рос¬
сии, должны были пережить период взаим¬
ного недопонимания между дряхлеющим
дарвинизмом классически-ортодоксально-
го толка и зародившейся в 1900 г. молодой
самонадеянной генетикой. Все они не
доживут лишь несколько лет до того
времени, когда в далекой Советской Рос¬
сии в школе Н. К. Кольцова (ученика
М. А. Мензбира, В. Флемминга и О. Бюч-
ли) С. С. Четвериков положил начало
синтезу генетики с дарвиновским учением.Но нас сейчас интересует другойвопрос. Что принципиально нового, пВ
сравнению с Дарвином, внес в науку Гек¬
кель?ФИЛОГЕНЕТИЧЕСКОЕ ДРЕВО ЖИ¬
ВЫХ ОРГАНИЗМОВГеккель сделал третий логический шаг
вслед за Карлом Линнеем и Дарви¬
ном. В середине XVIII в. Линней предло¬
жил иерархический принцип соподчинения
таксонов. Этот принцип у Линнея не носил
трансформистского характера. Однако
иерархическая схема соподчинения таксо¬
нов Линнея (виды объединяются в роды,
роды — в отряды, отряды — в клас¬
сы и т. д.) проложила путь в мышлении
ботаников и зоологов додарвинского пе¬
риода к восприятию дарвиновской схемы
дивергенции (разветвления) видов — вто¬
рого шага на этом пути. Интересно, что
против раннего додарвинского эволюцио¬
низма, а затем против эволюционной
идеи в ее дарвиновской трактовке высту¬
пали в основном эмбриологи, морфологи,
палеонтологи, но не систематики.
80Н. Н. ВоронцовЛиннеевская систематика, созданная
отнюдь не трансформистом Линнеем, в
большей степени подготовила почву для
последующего восприятия принципов эво¬
люционизма, нежели наивный трансфор¬
мизм Ж. Бюффона, Ш. Боннэ, Ж.-Б. Ла¬
марка и И. Жоффруа Сент-Илера. Однако,
выдвинув принцип дивергенции, Дарвин
не попытался указать, кто от кого проис¬
ходит. Он лишь в общей осторожной
форме указал, что один вид может со
временем дать несколько видов. Но если
это так, то как глубоко идет процесс
«схождения» ветвей? На этот вопрос по¬
пытался дать ответ Геккель.При построении первого древа жизни
Геккель сразу же отказался от аристо¬
телевской двухцарственной схемы деления
живой природы. Это нельзя не поставить в
заслугу Геккелю хотя бы потому, что
двухцарственная система органического
мира до сих пор господствует в сред¬
нем и высшем биологическом образо¬
вании, хотя ее несостоятельность бесспор¬
на. Геккель построил первое трехцарст¬
венное филогенетическое древо. Но на ос¬
нове каких принципов следует восстанав¬
ливать ход исторического развития орга¬
низмов? И здесь мы подходим ко второй
исторической заслуге Геккеля.ПРИНЦИП ТРОЙНОГО ПАРАЛЛЕЛИЗ¬
МАГеккель широко пропагандировал
сформулированную Ж. Л. Агассисом зна¬
менитую триаду — «принцип тройного
параллелизма»: филогенетические схемы,
родословные древа должны строиться
на основе сочетания сравнительно-анатоми¬
ческих, сравнительно-эмбриологических и
палеонтологических исследований. Эта дей¬
ствительно прекрасная идея тройного па¬
раллелизма, подогретая личным энтузи¬
азмом самого Геккеля, захватила совре¬
менников. Начался период безраздельного
господства филогенетики. Все сколько-ни¬
будь серьезные зоологи, анатомы, эмбрио¬
логи, палеонтологи принялись строить
леса филогенетических древ. В общем
плане одна работа была похожа на другую,
но конкретные результаты каждого отдель¬
ного исследования имели непреходящее
значение для науки. Все то, что сейчас
читается в курсах зоологии,— разделение
многоклеточных на двухслойных и трех¬
слойных, на радиально-симметричных и
билатеральных, деление позвоночных на
анамний и амниот и многое другое —
все это было наблюдено, добыто и сфор¬мулировано филогенетиками, так или иначе
связанными с самим Геккелем, с его
школой или с его принципами и идеями.Однако легко было в общей форме
декларировать принцип тройного парал¬
лелизма и нелегко было его применить
на практике. Годы и десятилетия были
затрачены лучшими умами и самыми уме¬
лыми руками на то, чтобы хотя бы на
основе двойного параллелизма построить
конкретную систему той или иной груп¬
пы. Но то, что было сделано в тот пе¬
риод, было сделано на века. Непрехо¬
дящее значение имеют филогенетические
работы самого Геккеля по системам ра¬
диолярий, губок, медуз. Двухтомные
«Исследования по морфологии и система¬
тике птиц» (1888) Макса Фюрбрингера
(1846—1920) — младшего товарища Гек¬
келя по кафедре сравнительной анато¬
мии — непревзойденный до сих пор по
глубине морфологического анализа труд,
оказал большое влияние на таких оте¬
чественных орнитологов, как М. А. Менэ-
бир, П. П. Сушкин, К. А. Юдин. Итог
44-летней работы Тихо Фредерика Хуго
Тулльберга (1842—1912), праправнука Лин¬
нея и идейного последователя Гекке¬
ля — книга «О системе грызунов» (1899),
по сей день служит образцом морфо¬
логического анализа для современных
териологов. Среди наших соотечествен¬
ников труд Тулльберга широко исполь¬
зовался С. И. Огневым, Б. С. Виногра¬
довым, И. М. Громовым, П. П. Гамбаря¬
ном, В. А. Топачевским, автором этих
строк.Почему Геккель уделял столь боль¬
шое внимание пропаганде своей триады?
Здесь мы должны перейти к рассмотрению
значения следующего цикла работ Э. Гек¬
келя по формулировке «основного биоге¬
нетического закона».БИОГЕНЕТИЧЕСКИЙ ЗАКОНВ двухтомной «Общей морфологии
организмов» (1866) Геккель не только вво¬
дит в научный обиход ныне общепри¬
нятые термины «онтогенез» (индивидуаль¬
ное развитие) и «филогенез» (историче¬
ское развитие), но и формулирует «основ¬
ной биогенетический закон», согласно ко¬
торому онтогенез есть краткое и сжатое
повторение (рекапитуляция) филогенеза.Явление рекапитуляции, которому
Геккель придал форму закона, было из¬
вестно давно. Карл-Эрнст фон Бэр (1792—
1876) еще в дороссийскую пору своей
деятельности, когда он занимался эмбрио-
Эрнст Геккель и судьбы учения Дарвина81Группа профессоров — участников вечерних лекций
а Иене. 1698 г. Сидят: Вильгельм Мюллер — пато¬
логоанатом, Адольф Вннкельман — физик, Эрнст
Аббе — оптик, Карл фон Барделебен — цитолог,
эмбриолог, исследователь сперматогенеза, Эрнст
Геккель; стоят: Эрнст Шталь — ботаник, Макс
Фюрбрингер — фнлогенетик, Людвиг Кнорр — хи¬
мик, Вильгельм Бидерман — физиолог, Вильгельм
Детмер — физиолог растений.логией, в своей «Истории развития жи¬
вотных» описал явление рекапитуляции. Он
знал, что зародыши птицы на ранних
стадиях имеют жаберные щели. Однако,
согласно Бэру, индивидуальное развитие
идет от общего к частному, т. е. наличие
жаберных щелей есть общий признак
эмбрионов всех позвоночных, а не свиде¬
тельство прохождения рыбообразной ста¬
дии предками птиц. Дарвин в «Проис¬
хождении видов» в робкой форме пыта¬ется дать историческую трактовку явле¬
нию рекапитуляции: «Интерес эмбриоло¬
гии значительно повысится, если мы будем
видеть в зародыше более или менее
затененный образ общего прародителя,
во взрослом или личиностном его состоя¬
нии, всех членов одного и того же
большого класса»'1.Эти идеи Дарвина были развиты
Фрицем Мюллером (1821—1897) -— немец¬
ким зоологом, который в 1852 г. навсегда
уехал в Бразилию и никогда не встречал¬
ся ни с Дарвином, ни с Геккелем. Из
провинциального бразильского городка Де-
стерро Мюллер прислал для публикации
в Лейпциге небольшую книжку с назва¬
нием «За Дарвина» (1864). Несмотря на
кажущуюся публицистичность, труд Мюл-* Дарвин 4. Соч. М.—Л., 1939, т. 3, с. 636.
82Н. Н. Воронцовлера вообще не касается дискуссий вокруг
учения Дарвина. Автор приводит в ней лишь
лично им добытые новые факты по эмбрио¬
нальному развитию ракообразных, которые
однозначно говорят «за Дарвина». Мюллер
выделяет курсивом свою мысль, что «ис¬
торическое развитие вида будет отра¬
жаться в истории его индивидуального
развития»5.Как отметил Геккель, из работ Мюл¬
лера «непосредственно вытекает при¬
чинное значение филогении для онтоге¬
нии». В двухтомной монографии по изве¬
стковым губкам (1872) Геккель впервые
формулирует свой «основной биогенети¬
ческий закон». Поскольку в «Общей мор¬
фологии» Геккель уже пытался выделить
с полдюжины таких законов, которые
сейчас интересны лишь историку науки,
то новый закон был назван «основным».
В 1874 г. в цикле лекций, вышедших
под названием «Антропогения», Геккель
дает ту формулировку биогенетического
закона, которая вошла в науку: «онто¬
генез есть краткое повторение (река¬
питуляция) филогенеза», а «филогенез есть
механическая причина онтогенеза».Здесь мы не можем останавливать¬
ся ни на дискуссиях вокруг закона Мюл¬
лера — Геккеля среди их современни¬
ков, ни на современной интерпретации
явления рекапитуляции. Существенный
вклад в развитие идей рекапитуляции
внес А. Н. Северцов (1866—1936) и его
школа. Здесь важно лишь отметить логи¬
ческую связь между причинным толкова¬
нием явления рекапитуляции и деклари¬
рованным Геккелем принципом «тройно¬
го параллелизма».ЕДИНСТВО ПРОИСХОЖДЕНИЯ МНО¬
ГОКЛЕТОЧНЫХ. ТЕОРИЯ ГАСТРЕИСоздав однокорневую, монофиле-
тическую схему родословного древа всех
живых существ, Геккель тем самым
выступил против теории типов, согласно
которой каждый из четырех типов много¬
клеточных построен по принципиально
различному плану. Теория типов была в
общей форме создана самым блестящим
из морфологов прошлого века Кювье,
а затем имела таких сторонников среди
современников Дарвина и Геккеля, как
Р. Оуэн и К. Бэр. В отличие от натурфи-
лософов-трансформистов, сторонники тео¬рии типов были представлены широкооб-
разованными эмпириками, блистательно
владевшими сравнительным материалом.
Жоффруа Сент-Илер проиграл в знамени¬
том диспуте с Кювье именно потому, что
его фактическая аргументация в пользу
общности плана строения животных раз¬
ных типов оказалась надуманной и научно
несостоятельной. Помня об этом, и здесь
Дарвин проявляет осторожность; он го¬
ворит об общности плана строения у пред¬
ставителей. одного класса (но не более
того), для чего у эмпирика Дарвина бы¬
ло достаточное количество свидетельств.
О связях между разными типами Дарвин
не говорил ни слова — слишком был
памятен провал Жоффруа. Но то, что сму¬
щало эмпирика Дарвина, мало беспокоило
Геккеля. Опираясь на биогенетический
закон как на доказанную теорему, он соз¬
дает теорию происхождения многокле¬
точных — теорию гастреи, согласно ко¬
торой общий предок всех многоклеточ¬
ных животных походил на двухслойный за¬
родыш — гаструлу, наружный слой кле¬
ток которого дает экзодерму, а внутрен¬
ний — эндодерму. Таким образом, Геккель
должен был считать гомологичными заро¬
дышевые листки у представителей разных
типов. В чем видел Геккель поддержку
своей смелой гипотезе?«Для доказательства подлинной го¬
мологии обоих первичных зародышевых
листков у всех многоклеточных, дока¬
зательства, без «которого теория гастреи
не могла бы существовать, для меня ос¬
новную ценность представляли выдающие¬
ся исследования онтогении различных
низших животных, опубликованные А. Ко¬
валевским за последние семь лет (в «Ме¬
муарах Петербургской Академии»); являв¬
шиеся, на мой взгляд, важнейшими и
наиболее плодотворными из всех новей¬
ших работ в области онтогении». Далее
вдруг следует неожиданный поворот со сто¬
роны Геккеля. «Правда, Ковалевский не
признает утвержденную нами гомологию
обоих первичных зародышевых листков у
различных типов животных... и в оценке
вторичных зародышевых листков он значи¬
тельно расходится с нашими взглядами.
Однако в общем я осмеливаюсь ут¬
верждать, что открытые им важные факты
представляют собой доказательства пра¬
вильности теории гастреи»6. В этих словах
весь Геккель, для которого идея имела
большее значение, чем факты, которыйs Мюллерф.— Г екке льЭ.Основной био-генетический закон. М.—Л., 1938, с. 149.* Там же, с. 201.
Эрнст Геккель и судьбы учения Деркин»83Акварель Э. Г «кнели — «Кавказ. Монастырь на Каз¬
беке. 2180 м>. Написана i сяитабрв 1897 г. во ара-
ма путешествия по России (Санкт-Петербург — Моск¬
ва — Ростов — Владикавказ — Тиф л не — Кутакс —
Батум — Ялта — Севастополь — Одесса — Киев).шел во многих случаях впереди фактов,
подчас и впереди времени. Увидев эту ра¬
боту, А, О. Ковалевский писал И, И. Меч¬
никову 25 января 1874 г., что Геккель
обошел молчанием работы Мечникова7.
Мечников в своей гипотезе фагоцителлы
предложил иную гипотезу происхождения
многоклеточных и их зародышевых лист¬
ков, нежели Геккель. Недавнее переоткры-
тие удивительного низшего многоклеточ¬
ного трихоплакса вновь возродило инте¬
рес к столетней давности спору Мечникова
с Геккелем. Переисследовав морфологию
трихоплакса, А. В. Иванов в 1973 г. выделил
новый, более высокий, чем тип, таксон
животных — фагоцителловых, к которому
он отнес трихоплакса8. Хотя s данномт Письма А. О. Ковалевского И. И. Мечникову.
Под ред, и с предисл. Ю. И. Полянского.
* М.—Л., 1955.8 Малахов В. В., Незлин Л. П. Три-хоплакс — живая модель происхождения мно¬
гоклеточных.— Природа, 1963, N9 3, с. 83;
Иванов А. В.— Зоол. ж., 1973, вып. 8, с. 111 7.случае переисследование трихоплакса го¬
ворит в пользу теории Мечникова, сам тот
факт, что на протяжении более чем сотни
лет в эмбриологии на равных правах
обсуждаются обе модели -— и геккелев-
ской гастреи, и мечниковской фагоцител¬
лы, говорит о продуктивности гипотезы
фантазера Геккеля.В БОРЬБЕ ЗА ИДЕИ ДАРВИНАНачало 60-х годов — решающий пе¬
риод в распространении идей Дарвина и
признания его учения. В 1863 г. уже упоми¬
навшийся Фогт публикует свои лекции о че¬
ловеке, в которых подробно излагает тео¬
рию Дарвина и становится на его сторону,
что было существенно для принятия идеи
естественного отбора в германоязычных
странах. Во Франции А. Декандоль и Ш. Но-
дэн склоняются в пользу изменяемости
видов. Патриарх геологии Ч. Лайель в
1863 г. издает «Геологические доказатель¬
ства древности человека с некоторыми
замечаниями о теориях происхождения
видов», з которых пять глав посвящены
изложению теории Дарвина и полемике
с его противниками. Можно с уверен¬
ностью сказать, что первые шаги в про¬
паганде идеи животного происхождения
человека были сделаны Лайелем и Гекке¬
84Н. Н. Воронцовлем, и когда Дарвин в 1871 г. опубликовал
«Происхождение человека и половой от¬
бор», он шел по уже проторенному
его сторонниками пути. Особое значение
книги Лайеля состояло в фактической
аргументации в пользу древности челове¬
ческого рода. Лайель в этой книге выступил
и одним из творцов исторического языко¬
знания, посвятив XXIII главу сравнению
происхождения и развития языков и видов.
Идея исторического подхода к исследова¬
нию происхождения языков, очевидно, но¬
силась в воздухе, поскольку в том же го¬
ду немецкий филолог А. Шлайхер выпус¬
тил книгу «Теория Дарвина и языкознание».
Все это происходило за 2—3 года до появ¬
ления родословного древа развития жиз¬
ни Геккеля.В 1864 г. в России одновременно вы¬
ходят 4 труда. Профессор Московского
университета С. А. Рачинский публикует
первый перевод на русский язык «Проис¬
хождения видов». Издан перевод лекций
Фогта «Человек и его место в природе».
Неизвестный переводчик выпускает «Древ¬
ность человека» Лайеля. Наконец Д. И. Пи¬
сарев в своем сочинении «Прогресс в мире
животных и растений» в блестящей публи¬
цистической форме излагает идеи Дарвина
и дискуссии вокруг них. Русское общество
в какой-то степени было подготовлено к
восприятию одних и бурному отрицанию
других новых естественнонаучных концеп¬
ций: шли споры вокруг вышедшего в
1862 г. романа И. С. Тургенева «Отцы
и дети». Появление базаровых не очень
щадит христианское милосердие «отцов».
«Родиться на свет — самая простая
штука, но прожить на свете — это уже
очень мудрено,— так излагал Писарев идеи
Дарвина в очерке «Борьба за жизнь»,—■
огромное большинство органических су¬
ществ вступает в мир, как в громадную
кухню, где повара ежеминутно рубят,
потрошат, варят и поджаривают друг
друга; попавши в такое странное общество,
иное существо прямо из утробы матери
переходит в какой-нибудь котел и погло¬
щается одним из поваров; но не успел
еще повар проглотить свой обед, как он
уже сам, с недожеванным куском во рту,
сидит в котле и обнаруживает чисто
пассивные достоинства, свойственные хо¬
рошей котлете»9.Логика публичных дискуссий посте¬
пенно заставляла Э. Геккеля в Германии,
К. А. Тимирязева в России забывать об ака¬’ Писарев Д. И. Собр. соч. СПб, 1894, т. 3
с. 342—343.демичности, а иногда и об объективности.
Так прослеживал эволюцию Геккеля Меч¬
ников: «Маленький городок Иена, уже быв¬
ший несколько десятков лет назад, во вре¬
мена Окена, центром натурфилософской
деятельности, сделался и теперь главным
очагом новейшей натурфилософии благо¬
даря профессору зоологии Геккелю. Быв¬
ший ученик Иоганна Мюллера — Геккель
сначала работал в положительном направ¬
лении, обнаруживая не столько таланта
и глубины мысли, сколько терпения и при¬
лежания. В 1863 г. он напечатал свое
первое большое сочинение... встретившее
в ученом мире всеобщее сочувствие и
сразу давшее его автору громкое имя в
среде специалистов. В этом сочинении,
к которому приложен атлас неподражае¬
мых рисунков, было собрано громадное
количество материала большей частью
нового......Уже в сочинении о лучистых кор¬
неножках Геккель высказался в пользу
трансформизма, но рядом с горячим сочув¬
ствием этому направлению он обнаружил
столь необходимую в научном деле трез¬
вость и осторожность. Впоследствии же,
обращая чересчур серьезное внимание на
нападки на Дарвина и трансформизм
вообще, исходившие из лагеря отставших
закоренелых специалистов, он принялся изо
всей силы бичевать их и мало-помалу
развил в себе чересчур сильный пар¬
циальный дух и неизбежную при этом
нетерпимость. Благодаря именно этим
свойствам, он приобрел себе большую
популярность в Германии и получил огром¬
ное значение в качестве руководителя пар¬
тии противника обскурантизма и клерика¬
лизма в этой стране; но, становясь популяр¬
ным человеком, он все более и более де¬
лается популярным писателем, мало-пома¬
лу меняя научность на дилетантизм. Сде¬
лавшись безусловным поклонником дар¬
винизма, «апостолом» его... он отбросил
строго научные приемы своего знамени¬
того учителя и не привил к себе неподра¬
жаемых высоких достоинств своего ново¬
го наставника в деле теорий... Приемы,
подобные указанным, Геккель перенес из
своих популярных книг в область научных
трактатов. Последние его специальные
сочинения носят на себе уже резкие
следы дилетантизма»10.К сожалению, этот путь от науки к ди¬
летантизму в пропаганде и развитии эво¬
люционного учения был вспоследствии пов-10 Мечников И. И. О дарвинизме. М.—Л.,
1943, с. 204—206.
Эрнст Геккель и судьбы учения Дарвине 85Stammbaum des Menschen.т#ш«Родословное древо человека» из книги Э. Геккеля
«Антропогения». Возникновение представлений о
родословном древе органического мира имеет сто¬
летнюю историю. Последователь К. Линнея немец¬
кий ботаник Й. Рюлинг в 1766 г. изобразил «естест¬
венную систему» растений в виде генеалогического
древа. В том же 1766 г. молодой П.-С. Паллас
писал о том, что наиболее удобно представить систе¬
му органических тел в виде древа. В 1858 г. немец¬
кий зоолог Г. Бронн изобразил в виде древа систему
позвоночных. В 1859 г. Ч. Дарвин дал свою знаме¬
нитую схему дихотомически ветвящегося процесса
видообразования. В 1866 г. Э. Геккель построил
«монофилетическое родословное древо организ¬
мов», подробнейшее древо позвоночных и древомлекопитающих; на последнем было показано поло¬
жение человека в системе рядом с гориллой и оран-
гом. Но лишь в 1874 г. Э. Геккель попытался предста¬
вить на едином родословном древе, приводимом
здесь, историю происхождения человека от при¬
митивных одноклеточных монер, через амеб, через
гастрееподобных примитивных многоклеточных, че¬
рез червей к хордовым; а внутри последних через
бесчерепных (ланцетник), примитивных хрящевых
рыб, через двоякодышащих к амфибиям, от них к
примитивным млекопитающим — к сумчатым, от
последних к лемурам, настоящим обезьянам, че¬
ловекообразным обезьянам. Древо венчается чело¬
веком.
86Н. Н. Воронцовторен и другими исследователями, а стрем-
ление некоторых эволюционистов быть
большими дарвинистами, чем сам Дарвин,
наносило и наносит ощутимый вред раз¬
витию эволюционного учения, вызывая в
качестве ответной реакции на попытки
показать незыблемость всех канонов тео¬
рии Дарвина очередную волну антиэволю¬
ционизма и антидарвинизма.Любопытна реакция Л. Н. Толстого
на вульгаризацию учения Дарвина приме¬
нительно к человеку. В письме к П. И. Би¬
рюкову 24 мая 1908 г. он приводит причи¬
ны, побудившие его выступить в 1866 г.
защитником на процессе рядового Шибу-
нина: «Только гораздо позднее, когда я
стал исследовать те доводы, которыми
церковь и наука стараются поддерживать
и оправдывать существование государства,
я увидел все явные и грубые обманы,
которыми и церковь, и наука, скрывают
от людей злодеяния, совершаемые госу¬
дарством. Я увидел те рассуждения в ка¬
техизисах и научных книгах, распростра¬
няемых миллионами, в которых объясня¬
ется необходимость, законность убийства
одних людей по воле других... Об уголов¬
ном праве и нечего и говорить: оно все
есть ряд самых очевидных софизмов,
имеющих целью оправдать всякое насилие
человека над человеком и самое убийство.
В научных же сочинениях, начиная с Дар¬
вина, ставящего закон борьбы за существо¬
вание в основу прогресса жизни, это самое
подразумевается. Некоторые же enfants
terribles этого учения, как знаменитый
профессор Иенского университета Эрнст
Геккель, в своем знаменитом сочинении
«Естественная история миротворения»,
евангелии для неверующих, прямо выска¬
зывает это: «Искусственный подбор оказы¬
вал весьма благотворное влияние на куль¬
турную жизнь человечества. Как велико
в сложном ходе цивилизации, например,
влияние хорошего школьного образования
и воспитания! Как искусственный отбор,
и смертная казнь оказывает такое же
благодетельное влияние, хотя в настоящее
время многими горячо защищается, как
«либеральная мера», отмена смертной
казни, и во имя ложной гуманности при¬
водится ряд вздорных аргументов.Однако на самом деле смертная
казнь для громадного большинства не¬
исправимых преступников и негодяев
является не только справедливым воз¬
мездием для них, но и великим бла¬
годеянием для лучшей части человечест¬
ва... неослабное истребление всех закоре¬
нелых преступников не только облегчитлучшей части человечества «борьбу за су¬
ществование», но и произведет выгодный
для него искусственный подбор, так как
таким образом будет отнята у этих выро¬
дившихся отбросов человечества возмож¬
ность наследственно передать человечест¬
ву их дурные качества».И люди читают это, учат, называя
наукой,— продолжает Толстой,— и никому
в голову не приходит сделать естественно
представляющийся вопрос о том, что если
убивать дурных полезно, то кто решит:
кто вредный. Я, например, считаю, что хуже
и вреднее г-на Геккеля я не знаю никого.
Неужели мне и людям одних со мною
убеждений приговорить г-на Геккеля к по¬
вешению? Напротив, чем грубее заблуж¬
дения г-на Геккеля, тем больше я желал
бы ему образумиться и ни в коем случае
не желал бы его лишить этой возмож¬
ности»11 .Вероятно, публицистичность стиля та¬
ких пропагандистов учения Дарвина, как
Писарев и, в особенности, Геккель, упро¬
щенчество вызывали ответную реакцию.
Ее предвидел в какой-то степени и сам
Писарев, когда в 1864 г., излагая немецких
критиков Дарвина, он не без издевки
писал: «Я думаю даже, что и у нас, в Рос¬
сии, великий естествоиспытатель Страхов
прочтет эти творения с наслаждением, и
сам произведет нечто в таком-же роде»1".
Но лишь через 20 лет Н. Н. Страхов —
друг Л. Н. Толстого, А. А. Фета и Ф. М. До¬
стоевского, зоолог по образованию, критик
и публицист по профессии, неославянофил
по взглядам — выступил с серией статей,
направленных против учения Дарвина.
Борьба еще более обострилась, когда в
1885 г. Н. Я. Данилевский опубликовал
объемистый труд «Дарвинизм. Критическое
исследование», а Страхов в широкой
печати поддержал Данилевского. Эти вы¬
ступления вызвали полемический ответ
Тимирязева и серьезную критику со сторо¬
ны одного из самобытнейших и интерес¬
нейших отечественных биологов А. С. Фа-
минцына. Мечников до этой дискуссии,
Фаминцын во время нее пытались в какой-
то степени ввести дискуссию вокруг учения
Дарвина в русло изучения трудов самого
Дарвина, а не его популяризаторов, но
было поздно. Популяризаторы добились
того, что в глазах читающей публики
Дарвин, «дарвинизм» и «социал-дарви-Л. Н. Толстой. Биография. Составил П. Бирю¬
ков. М., 1908, т. II, с. 102—103.
lJ Писарев Д. И. Цит. соч., с. 492.
Эрнст Геккель и судьбы учения Дарвина87низм» оказались неразличимы. Аналогич¬
ным образом события развивались и в
Германии, где геккелевская «Естественная
теория творения» вызвала бурную поле¬
мику. Дарвин с сожалением писал Гек¬
келю: «Вы делаете себе врагов не нуж¬
ным образом — горя и досады доволь¬
но на свете, чтобы стоило еще более
возбуждать людей»11. Но таков был Гек¬
кель — одна из ярчайших и противоречивых
фигур науки второй половины XIX в.В то время как Дарвин продолжал
успешно трудиться в своем даунском за¬
творничестве, иенский профессор Геккель
бился в университетских аудиториях и на
конгрессах, в широкой печати и в спе¬
циальных сочинениях за признание уче¬
ния Дарвина. И если бы он участвовал
только в борьбе за Дарвина, то мы, по¬
томки, с благодарностью вспоминали бы
его имя наряду с именами Гекели или
Тимирязева.ИССЛЕДОВАТЕЛЬ И ХУДОЖНИКОднако, в отличие от Гекели и Тими¬
рязева, Геккель не только пропаганди¬
ровал новое учение, но и активно разви¬
вал его. Нам трудно представить совре¬
менную науку без таких введенных Гекке¬
лем понятий, как «экология», «онтогенез»,
«филогенез». В своих конкретных исследо¬
ваниях по системе и филогении радиоля¬
рий, известковых губок, медуз Геккель
не только продемонстрировал продуктив¬
ность разработанных им методов фило¬
генетического анализа, но и как худож¬
ник смог показать красоту и разнообра¬
зие форм жизни. Во всех старых уни¬
верситетах мира преподавание курса зоо¬
логии начинается с демонстрации порази¬
тельных по точности и красоте рисунков
радиолярий, выполненных самим Геккелем.
Хорошо известны не только зоологические
зарисовки Геккеля, но и его прекрасные
акварели.Мы уже говорили о том, сколь широ¬
ки были связи Геккеля и сколь велико
было влияние его идей на зоологов,
морфологов, эмбриологов, филогенетиков.
Но Геккелю суждено было еще повлиять
и на антропологию. Именно Геккель, не¬
смотря на отчаянное сопротивление совре¬
менников, постулировал существование
промежуточного между обезьяной и чело¬
веком существа, названного им питекантро¬
пом. Ни одна из фантазий Геккеля не вызы-1,1 Цит. по: Некрасов А. Д. Чарлз Дарвин.
М., 1957, с. 415.вала такой критики. Все это предвидел
Дарвин, когда писал Уоллесу еще 22 декаб¬
ря 1857 г.: «Вы спрашиваете, буду ли я
обсуждать «человека». Думаю обойти весь
этот вопрос, с которым связано столько
предрассудков, хотя я вполне допускаю,
что это наивысшая и самая увлекательная
проблема для натуралиста»м.Неистовая пропаганда Геккелем гипо¬
тетического родословного древа человека
с придуманным питекантропом подейство¬
вала на молодого голландского врача
Эжена Дюбуа, который уехал на Зондские
о-ва в 1884 г. и начал вести раскопки
в надежде найти питекантропа. В 1891 г.
поиски Дюбуа увенчались успехом, и спу¬
стя три года, в 1894 г., сообщение о нахож¬
дении питекантропа, первых остатков не¬
известного примата, было опубликовано.
Мы справедливо вспоминаем, говоря о
прогностической силе точных наук, пред¬
сказанье У. Ж. Ж. Леверье, вычислившего
на основе девиаций в орбите Урана орбиту
еще не открытого Нептуна. Прогностиче¬
ские возможности естественных наук с не¬
меньшим блеском были проиллюстрирова¬
ны Геккелем и Дюбуа.Когда в 1980 г. мы были в Иене,
то на вопрос нашего гостеприимного хо¬
зяина, гистолога и оптика Клауса Штил¬
лера, с чего бы мы хотели начать зна¬
комство с городом, мы, естественно, отве¬
тили — с геккелевских мест. Ученые
ГДР заботливо хранят как Филетический
музей, основанный Геккелем в 1908 г.,
так и «Виллу Медузу» — дом Геккеля,
в котором в 1916 г. Геккель организовал
свой «Филетический архив». Здесь, помимо
библиотеки Геккеля, находится и архив,
содержащий более 30 тыс. писем Геккеля
и его окружения, свыше 800 акварелей.
В послевоенный период Филетический
музей возглавлял известный зоолог, зоо¬
психолог, эндокринолог и цитолог ГДР
Манфред Герш, а во главе Дома-музея
Геккеля стоял историк биологии Георг
Ушманн1’. Сотрудники этих музеев не
только исследуют наследие Геккеля, но и
вносят большой вклад в изучение русско-
немецких научных связей.11 Дарвин 4. Иэбр. письма. Пер. А. Е.Гайси-
новича. М., 1950, с. 92.' В настоящее время Дом-музей Геккеля воз¬
главляет доктор Хорст Франке, который лю¬
безно предоставил нам иллюстрации для на¬
стоящей статьи.
88 Окрана природы«Природа», 1904, № 6г4вОхрана редких и исчезающих видов
растений СШАТ. С. ЭлайсВ соответствии с соглашением в области охраны окру¬
жающей среды, подписанным в 1972 г. уполномоченными пра¬
вительств СССР и США, с 1976 г. осуществляется совмест¬
ная американо-советская программа «Растения, находящиеся
под угрозой исчезновения, и интродукция экзотических ви¬
дов». Разработку темы взяли на себя ботанические сады и дру¬
гие учреждения родственного профиля обеих стран. Коор¬
динатором программы с советской стороны является Совет бо¬
танических садов СССР, а с американской стороны — автор
публикуемой ниже статьи доктор Томас Элайс из Кэри арборе-
тума (филиала Нью-Йоркского ботанического сада).Согласно перспективному плану такого сотрудничества,
в течение восьми лет ежегодно проводятся советско-американ¬
ские экспедиции в различные природные районы США и СССР.
Собраны обширные и ценные научные материалы, позволяю¬
щие не только лучше узнать растительный мир другой страны и
познакомиться с организацией его охраны, но и существенно
пополнить научные коллекции важнейших ботанических учреж¬
дений обеих стран. Коллекции живых растений, как и гербарии
ботанических садов, послужат обогащению ассортимента деко¬
ративных и иных полезных растений. Наши экспедиции яви¬
лись первым за всю историю широкомасштабным и целе¬
направленным исследованием растительного мира США совет¬
скими ботаниками. А во многих уголках США, где побывали на¬
ши экспедиции, вообще еще не видели советских людей. По¬
этому экспедиции не только принесли ценные материалы и
укрепили международное сотрудничество ученых, но и спо¬
собствовали лучшему взаимопониманию советского и американ¬
ского народов.У нас есть все основания высоко оценивать результаты,
полученные нами в совместной работе. Такую же оценку мы
слышали и от американских коллег.В 1981 г. администрация США начала свертывать совмест¬
ные научные программы; наши американские коллеги, и прежде
всего доктор Т. Элайс, приложили немало усилий, чтобы сохра¬
нить налаженное сотрудничество. И оно успешно продолжается.В своей статье Т. Элайс рассказывает об организации
охраны редких видов растений в США. Опыт американских
ботаников в решении этой крайне злободневной проблемы
бесспорно представляет для всех нас огромный интерес. США
располагают многочисленными научными учреждениями и
крупными учеными, работающими в этой области. Тем не ме¬
нее читатель, знакомый с делом охраны флоры в СССР, не¬
сомненно, отметит разницу в подходах к организации охраны
растительного мира у нас и в США, особенно в администра¬
тивно-юридических процедурах: сложность их в США обуслов¬
лена как существованием частной собственности на землю, так
и силой давления крупных корпораций.Член-корреспондент АН СССР
П. И. Лапин,
председатель Совета ботанических
садов СССР
Охрана редких и исчезающих видов растений США89Томас С. Элайс (Thomas S. Elias) — заместитель директора Кэри арбо-
ретума Нью-Йоркского ботанического сада. Координатор, со сторо¬
ны США, совместной советско-американской программы по изучению
находящихся в опасности видов растений и по интродукции экзо¬
тических видов, осуществляемой в рамках двустороннего соглаше¬
ния по охране среды. Автор ряда специальных работ по систематике
и интродукции растений и справочника: Trees of North America.
N. Y., 1980.Богатая и разнообразная флора Со¬
единенных Штатов Америки насчитывает
сейчас около 22 тыс. видов цветковых ра¬
стений, причем почти 15% из этих видов
в той или иной степени находятся под угро¬
зой. Вымирание отдельных таксономи¬
ческих групп —■ естественное явление а
истории Земли. Геологические и климати¬
ческие перемены, происходящие в течение
70 млн лет — периода бурного расцвета
и экспансии цветковых растений, неизбеж¬
но приводили к гибели многие тысячи ви¬
дов. Но самым разрушительным фактором
оказалась деятельность современного че¬
ловечества. Быстрые темпы, которыми идет
исчезновение видов, значительно уменьша¬
ют генетическое разнообразие растений.
А от растений зависят и все животные, и сам
человек.Основные проявления человеческой
деятельности, создающие угрозу для видов
растений и даже приводящие к их полному
исчезновению, наиболее четко сформули¬
рованы в книге «Находящиеся в опасности
и под угрозой исчезновения виды расте¬
ний США», изданной в 1978 г.1 Смитсо¬
новским институтом2 и Всемирным фондом
охраны живой природы. Среди них можно
выделить следующие:сооружение дорог, заводов, электро¬
станций, торговых центров, жилых массивов
и т. п.;горные разработки различных типов;
сведение лесов или замена местных
древесных пород интродуцированными;использование ядохимикатов (инсек¬
тицидов, гербицидов);5 Endangered and threatened plants of the Uni¬
ted States. Washington, 1978.2 Смитсоновским институтом .(Smithsonian In¬
stitution) в настоящее время называется объе¬
динение находящимся в Вашингтоне разно¬
образных государственных музеев США,
являющихся одновременно и научно-исследо-
вательскими учреждениями. (Прим. ред.)занос чужеземных агрессивных сор¬
няков и вредителей;чрезмерная пастбищная нагрузка;
опустошительные пожары (или, на¬
оборот, предотвращение пожаров, которые
могут возникать стихийно);сельскохозяйственная деятельность,
приводящая к замене естественной расти¬
тельности монокультурами;изменение гидрологического режима
(осушение и орошение, спрямление водо¬
токов, устройство запруд);нелегальная добыча животных или
сбор растительных продуктов в частных
землевладениях;движение транспорта за пределами
дорог (в частности, мотоциклов, снегохо¬
дов и т. п.);сбор кактусов, альпийских, насекомо¬
ядных и других особенно интересных ра¬
стений с коммерческими целями;чрезмерное изъятие растений из при¬
роды для пересадки в сады любителей;вытаптывание растительности, осо¬
бенно в таких хрупких биомах, как горная
тундра.По европейским понятиям, США —
молодая страна: в 1976 г. она отпразд¬
новала свое 200-летие. В ходе ее истори¬
ческого развития для сохранения естест¬
венных ресурсов были организованы нацио¬
нальные парки, национальные леса и другие
виды охраняемых территорий. Первыми
под общегосударственную защиту были
взяты зрелые дубовые древостой юго-во-
сточного побережья, зарезервированные
для судостроения, так как их высокие пря¬
мые стволы служили материалом для ко¬
рабельных мачт.Но общегосударственные законы,
предусматривающие охрану видов расте¬
ний, которые оказались под угрозой исчез¬
новения, были приняты лишь совсем недав¬
но. Задержка принятия таких законов объ¬
ясняется традициями английского законо¬
дательства, на которые опирались и многие
90Т. С. ЭлайсЭхинацея теннесийскав (Echinacea
tennesseens'is), семейство сложно-
цветных, оказалась в опасности в
результате застройки и рекреаци¬
онной эксплуатации территорий.Мутовчатая погония (Isotria medeo-
Iо ides) — один из редчайших
представителей семейства орхид¬
ных в Северной Америке. Недавно
внесена в список видов, находя¬
щихся в опасности.Dudleya traskiae, семейство толстян*
ковых, эндемик о-ва Санта-Барбара
(близ берегов южной Калифорнии),
Оказалась в опасности из-за интро¬
дукции европейских зайцев, кото¬
рые стали поедать это растение.
Охрана редких и исчезающих видов растений США91Р*.1\\л.1*%:v-Astragalus phoenix — вид астрагала (семейство
бобовых). Эндемичный для уникального сырого
участка средм пустынь Невады, известного под на¬
званием «Пепельного луга». Рекомендован для вклю¬
чение в список охраняемых.законоположения Соединенных Штатов.
В Англии дикие животные считались соб¬
ственностью короля, и охотиться на них
можно было только с королевского раз¬
решения. Однако к растениям это не отно¬
силось: собирать дикие ягоды и плоды,
коренья, заготавливать дрова можно было
и без ведома королевских властей. Расти¬
тельный мир рассматривали как составную
часть земельной собственности, которой
землевладелец мог распоряжаться по свое¬
му усмотрению. Это представление отра¬
зилось и в первоначальном законодатель¬
стве США,В настоящее время под охраной фе¬
деральных законов и законов штатов на¬
ходятся сотни видов растений. Началась
разработка различных программ по выяс¬
нению состояния видов, находящихся под
угрозой.В январе 1973 г. в Вашингтоне на
Международной конференции по охране
редких видов животных и растений, нахо¬
дящихся в опасности в результате их экс¬
порта, принята Конвенция о международ¬
ной торговле находящимися под угрозой
исчезновения видами дикой фауны и фло¬
ры, впервые ограничившая торговлю этими
видами. Конвенция вступила в силу с 1 июля
1973 г., когда была ратифицирована 10 го¬
сударствами. К марту 1982 г. число стран,
подписавших конвенцию, превысило 753.3 СССР подписал конвенцию в марте 1976 г.Энотера Хау»лв (Oenothera deltoides ssp. howellii).
Известна только с Антиохийских дюн на южном бе¬
регу реки Сан Хоакин в Калифорнии, где сейчас
произрастает всего около 800 особей.По этой конвенции все виды, находя¬
щиеся под угрозой, делятся на три катего¬
рии: виды, которым уже сейчас грозит
полное уничтожение из-за торговли ими;
виды, которые могут скоро оказаться в кри¬
тическом состоянии, если торговля ими
не будет регламентирована; дополнитель¬
ный список, в который каждая страна может
внести те виды, какие она сочтет нужным
и на которые, тем самым, она распростра¬
нит все правила и ограничения, предусмат¬
риваемые для первых двух списков. Это да¬
ет возможность каждой стране защитить
свои редкие виды, если они страдают от
пресса международной торговли. Однако
торговля видами третьего списка подлежит
регуляции только в той стране, которая их
внесла в этот список.Эта конвенция была первым докумен¬
том по охране природы, который был под¬
писан США. Собственный закон о видах,
находящихся в опасности, был принят кон¬
грессом США несколько позже, в декабре
1973 г. Этот закон признал, что ряд видов
рыб, наземных животных и растений в Сое¬
диненных Штатах уже исчез или же сильно
сократился в численности вследствие эконо¬
мического развития страны, не уравнове¬
шенного надлежащими природоохрани¬
тельными мерами. США заявили о своем
стремлении к международному сотрудни¬
честву в деле сохранения растений и живот¬
ных, которым грозит исчезновение.Во избежание недоразумений в зако¬
92Т. С. Элайсне дано определение основных терминов.
«Находящимся в опасности» признается
вид, которому грозит вымирание во всем
ареале или в значительной его части. «На¬
ходящимся под угрозой» считается вид,
который с большой долей вероятности
может оказаться в опасности в близком
будущем. Под понятие «вида» подводятся
также и подвиды и даже более мелкие,
достаточно определенно отличимые части
вида, в частности отдельные популяции
позвоночных животных.В момент принятия закона 1973 г.
не существовало конкретного списка видов
растений, нуждающихся в охране, поэтому
Смитсоновскому институту было поручено
составить предварительный проект такого
списка. Только к январю 1974 г. такой спи¬
сок, содержащий 3187 видов, был подго¬
товлен ботаническим отделом Музея есте¬
ственной истории и передан в палату
представителей конгресса. Поскольку спи¬
сок готовился спешно, он, естественно,
в основном опирался на имевшиеся лите¬
ратурные данные и оказался неточным.В 1978 г. Смитсоновский институт
опубликовал второй проект общегосударст¬
венного списка растений, находящихся в
опасности, под угрозой или же вовсе исчез¬
нувших в недавнее время, а также видов,
эксплуатируемых в коммерческих целях.
В этом списке особенную тревогу вызва¬
ли цифры, относящиеся к Гавайским о-вам
(штат Гавайи). Тропический климат и изоля¬
ция этих островов в Тихом океане обуслови-
вили высокую специфичность местной фло¬
ры. А вместе с тем нерегулируемое эко¬
номическое развитие и широкая интродук¬
ция иноземных животных и растений приве¬
ли к серьезному обеднению местной при¬
родной флоры. В пределах континенталь¬
ной части США наибольшую озабоченность
вызывают юго-восточный, юго-западный и
притихоокеанский северо-западный регио¬
ны, где большинство видов имеют неболь¬
шие ареалы, тогда как в остальной части
страны преобладают виды растений с более
широкими ареалами.По закону 1973 г. вид животного или
растения может быть внесен в список толь¬
ко после тщательной проверки всех дан¬
ных о нем при участии правительственных
учреждений, частных организаций и отдель¬
ных граждан. Так, Управление по делам
рыболовства и дичи Министерства естест¬
венных ресурсов, выступая в качестве пра¬
вительственной инстанции, приняло список
видов, составленных Смитсоновским инсти¬
тутом в качестве основы, и в июле 1975 г.этот список был опубликован для официаль¬
ного обсуждения.Через год был опубликован уточнен¬
ный список, содержащий только виды, «на¬
ходящиеся в опасности» (всего 1779). Этот
список был доведен до сведения каждого
из 50 губернаторов штатов, а также до раз¬
личных частных организаций, имеющих от¬
ношение к данной проблеме. Штатам был
предоставлен для официального ответа
срок в 2 месяца. Для обсуждения списка
были организованы открытые дискуссии.После широкого обсуждения в случае
положительного решения публикуется со¬
ответствующее официальное извещение.
Через месяц после публикации вид считает¬
ся находящимся под охраной закона. К ок¬
тябрю 1982 г. 57 видов растений получили
статус находящихся в опасности и еще 11 —
находящихся под угрозой. Последней в
списке стоит Isotria medeoloides — малень¬
кое растеньице из семейства орхидных.
Эта изотрия встречается в светлых листвен¬
ных лесах в десяти восточных штатах; в
17 известных сейчас местонахождениях ви¬
да насчитывается менее 500 особей. Не¬
сколько следующих видов сейчас проходят
последние стадии обсуждения и скоро бу¬
дут объявлены охраняемыми.В 1979 г. в результате давления со
стороны отдельных отраслей промышлен¬
ности и лоббистской деятельности крупных
корпораций, особенно химических, кон¬
гресс США принял поправки к закону 1973 г.
Эти поправки, в частности, предусматрива¬
ют: во-первых, возможность исключения
отдельных видов из списка охраняемых
и создание специального комитета по пере¬
смотру статуса видов списка; во-вторых,
необходимость более основательного, чем
прежде, оповещения о всех внесенных
предложениях; в-третьих, необходимость
при установлении охраняемого статуса ви¬
дов одновременно определять и критиче¬
ские местообитания этих видов; в-четвер-
тых, автоматическое исключение видов,
предложенных к охране, если в течение
двух лет по отношению к ним не будут
завершены все необходимые для объявле¬
ния охранного статуса процедуры.Принятие этой поправки привело к то¬
му, что все виды, предложенные к охране
в списке 1976 г., но еще окончательно
не утвержденные (а такие составляли зна¬
чительное большинство списка), были сняты
с рассмотрения. Чтобы их вновь предло¬
жить, потребовалось повторить всю офи¬
циальную процедуру.В декабре 1980 г. Министерство ес¬
тественных ресурсов снова опубликовало
Охрана редких и исчезающих видов растений США93Отношение вымерших и находящихся под угрозой видов и общему числу видов на Гавайских
о-вах и континентальной части СШАКонтинент СШД, всего ок. 20 ООО видовГавайи, всего.ак. 2200 видовЧисло видов% от флорыЧисло видов% от флорыВ опасности8394,264629,4Под угрозой12116,11978,9Исчезло1000,427012,3Всего215010,7111350,6Штаты, имеющие наибольшее число видов, нуждающихся в охранеШтатЧисло видовв опасностипод угрозойисчезловсегоКалифорния27537233680Техас9712715239Флорида771214202Юта561335194Орегон571223182Аризона621042168Невада49824135Джорджия2668498Алабама3357090Вашингтон1767286список предлагаемых к охране видов, со¬
стоящий из 3 групп. В первую группу вклю¬
чены виды, охрана которых признана необ¬
ходимой; вторая группа охватывает виды,
которые, вероятно, нуждаются в охране,
но для которых недостает необходимой ин¬
формации; в третьей группе перечислены
виды, исключенные из рассмотрения, по¬
скольку они либо уже исчезли, либо, наобо¬
рот, оказались более распространенными,
чем раньше предполагалось.В отличие от большинства других за¬
конов, Закон о находящихся в опасности
видах растений имеет ограниченный срок
действия. В 1982 г. закон был пересмотрен
и вновь утверждался конгрессом и прези¬
дентом. В теперешнем виде закон действи¬
телен по сентябрь 1985 г. включительно,
а затем его снова нужно будет переутверж-
дать. Изменения, внесенные в закон, облег¬
чают рассмотрение и утверждение отдель¬
ных видов и, что очень важно, гарантируют
абсолютное преимущество биологических
критериев. В процессе обсуждения этих
изменений выяснилось, что вся процедура
законодательного оформления статуса ви¬
дов затягивалась или даже блокироваласьэкономическими соображениями. Повтор¬
ное утверждение закона в 1982 г. было
большой победой природоохранительного
движения в США.Закон о находящихся в опасности ви¬
дах не только идентифицирует исчезаю¬
щие виды и охраняет их; он поощряет шта¬
ты разрабатывать и осуществлять програм¬
мы по охране живой природы, гарантирует
финансовую помощь для их осуществления.
Сейчас программы сотрудничества по охра¬
не видов растений имеют 11 штатов, 38 шта¬
тов имеют аналогичные программы по ры¬
бам и диким животным.Другая особенность закона — обеспе¬
чение охраны «критических местообита¬
ний», т. е. территорий, водоемов и воздуш¬
ного пространства, необходимых для суще¬
ствования охраняемых видов. К октябрю1982 г. критическими местообитаниями бы¬
ли объявлены 52 участка. Например, в Се¬
верной Каролине после тщательного обсуж¬
дения с местной администрацией и публич¬
ной дискуссии, Управление рыболовства
и дичи объявило критическим местообита¬
нием небольшую часть государственного
лесного массива Писга. Здесь находится
94Т. С. ЭлайсУзкоэндемичный вид мытника (Pedicularis furbishiae),
встречающийся только в долинах рек Сент-Джон и
Арустук в штате Мэйн. Также признан находя¬
щимся в опасности и теперь охраняется.популяция «золотого вереска» (Hudsonia
montana, семейство Cistaceae) — низкого
кустарничка, весь ареал которого ограни¬
чивается скалистыми склонами одного толь¬
ко этого района; скалы же эти сильно вы¬
таптываются туристами.Точно так же в штате Нью-Гемпшир
в Белых горах объявлен критическим ме¬
стообитанием участок в альпийском поясе,
где существует последняя уцелевшая по¬
пуляция лапчатки Робинса (Potentilla robin-
sianaj. И эта популяция сильно страдала
и непрерывно сокращалась иэ-эа близости
к популярной туристской тропе.В результате сотрудничества с раз¬
личными организациями штатов, Управле¬
ние рыболовства и дичи одобрило 70 вос¬
становительных программ, направленных на
интенсивное изучение биологии исчезаю¬
щих видов и разработку методов естествен¬
ного и искусственного обеспечения их вы¬
живания.Каждому из 50 штатов было реко¬
мендовано подготовить свой собственныйАконит нью-йоркский (Aconitum noveboracense), се¬
мейство лютиковых. Встречается редко и рассеяно
в северо-восточных штатах. Также признан нахо¬
дящимся в опасности.список видов растений, находящихся в опас¬
ности или под угрозой. 36 штатов уже име¬
ют такие списки, официальные или неофи¬
циальные, а около половины всех штатов —
свои законы по охране исчезающих видов
растений. В то время как общегосудар¬
ственный закон принимает во внимание
только виды, находящиеся под угрозой
на всей или почти на всей площади ареала,
большинство штатов ставят под защиту та¬
кие виды, которые хотя могут быть обычны
в других регионах, редки в данном штате.Так, например, из большого числа ви¬
дов, которые редки в штате Нью-Йорк (все¬
го 304 вида)4, только два попали в обще¬
государственный охранный перечень: один
вид аконита (Aconitum noveboracense) при¬
знан находящимся под угрозой и уже упо¬
минавшаяся изотрия (Isotria medeoloides) —
находящейся в опасности.* Rare plants ol New York Sfate. N. Y., 1982.
Охране редких и исчезающих видов растений США95«Серебряный меч* (Argyroxiphium sandwicense), се¬
мейство сложноцаетны!, Необычайно красивое ра¬
стение, эндемии Гаванских о-аоа.Некоторые штаты, где имеется много
редких видов, разработали эффективные
программы охраны. Так, в штате Аризона
обитает множество мелких кактусов, кото¬
рые нещадно истребляются при коммер¬
ческих заготовках и расчистке земель под
строительство, а также любителями-кол-
лекционерами. Пустынный ботанический
сад в г. Фениксе в сотрудничестве с мест¬
ными клубами садоводов-любителей ус¬
пешно осваивает разведение из семян мно¬
гих находящихся под угрозой видов как¬
тусов.Единственный в природной флоре
США представитель древней группы голо¬
семенных растений — саговников — Zamia
integrifolia оказался под угрозой в своих
естественных местообитаниях во Флориде.
Но так как этот вид легко выращивается
из семян, есть надежда, что его удастся
сохранить в природе; сейчас ботанические
сады Флориды уже выращивают сеянцы
для последующей репатриации в природу.
Аналогичную работу проводят с другимивидами и многие другие ботанические сады
и арборетумы США. Вдохновляющим при¬
мером может служить франклиния (Frank-
linia alatamaha, семейство Theaceae). Это
небольшое изящное и красиво цветущее
деревцо было открыто в 1765 г. около
р. Алатамаха (откуда и видовое название
растения) в юго-восточной Джорджии. В по¬
следний раз ее наблюдали в диком виде
в 1803 г. Но, к счастью, к этому времени
ее уже успели развести в культуре. Сейчас
ее разводят довольно широко (но в дикую
природу все же она не вернулась).Существенный вклад в дело охраны
флоры и фауны вносят многие частные
организации. Так, Общество охраны приро¬
ды использует частные пожертвования и
членские взносы для покупки особенно ин¬
тересных природных участков, с тем чтобы
полностью исключить возможность буду¬
щего их использования в целях экономиче¬
ского развития. Частные лица могут жерт¬
вовать принадлежащие им земельные
участки этому обществу или же другим
подобным частным организациям, если они
хотят, чтобы эти земли сохранили свой
первобытный естественный облик для буду¬
щих поколений.В деле охраны природы США сотруд¬
ничают с многими другими странами. Пре¬
красным примером может служить двусто¬
роннее соглашение, облегчающее научное
сотрудничество в деле защиты среды обита¬
ния человека, между США и СССР. В част¬
ности, в рамках этого соглашения начиная
с 1976 г. успешно осуществляется програм¬
ма научного обмена по изучению проблем
охраны находящихся видов растений и
интродукции экзотических видов. Ботаники
США и СССР в совместных экспедициях
обмениваются опытом работы с редкими
видами, а также коллекционными материа¬
лами — гербарными и живыми —■ для ис¬
пользования в своих исследовательских и
садоводческих программах.Благодаря кооперированию усилий
частных, штатных и федеральных органи¬
заций и служб, программа охраны редких
видов растений в США начала успешно
осуществляться. Но, несмотря на эти успехи,
нам ясно, что сохранить существующее ог¬
ромное разнообразие растений в наших
естественных экосистемах мы сможем
только, если и дальше будем прилагать
неустанные усилия. Только так мы сможем
доказать свою зрелость и ответственность
в качестве хранителей природы сегодня,—
чтобы стабильность экосистемы сохрани¬
лась и завтра.Перевод А. К. Скворцова
96 Геология«Природа», 1984, № 8Камерные пегматитыМ. А. ОсиповМихаил Александрович Осипов, доктор геолого-минералогических
наук, старший научный сотрудник отдела петрографии Института гео¬
логии рудных месторождений, петрографии, минералогии и гео¬
химии АН СССР. Занимается проблемами магматизма и его связи с
рудообраэованием.Когда передвигаешься по гранитному
массиву, на многие километры тянутся од¬
нообразные мелкозернистые породы.
И вдруг на небольшом участке размер
слагающих минералов увеличивается от не¬
скольких миллиметров до 50 см. В цент¬
ре такого участка крупнокристаллических
пород, как правило, пустота (камера), а в
ней — крупные, хорошо ограненные кри¬
сталлы кварца (хрусталя, раухтопаза, мо¬
риона, цитрина, аметиста), полевого шпата,
часто флюорита. Нередки здесь и более
ценные минералы — топаз, берилл и др.
Такие аномальные участки в массивах гра¬
нитов называют камерными пегматитами.
Камерные пегматиты известны давно и яв¬
ляются объектами добычи драгоценных
камней, пьезокварца, оптического флюори¬
та и других полезных ископаемых. Однако
механизм образования камерных пегмати¬
тов до сих пор остается дискуссионным —
существует несколько моделей этого про¬
цесса. Однако ни одна из них не объяс¬
няет всех его деталей. Проведенные авто¬
ром статьи исследования позволили пред¬
положить, что камерные пегматиты возни¬
кают, как пустоты (усадочные раковины)
в промышленном литье1. Это предположе¬1 Осипов М. А. Контракция гранитоидов
и эндогенное минералообраэование. М.,
1974; Он же. Формирование расслоенных
плутонов с позиций термоусадки. М., 1982.ние подтверждают и собранные в послед¬
ние годы геологические данные.В глубинах Земли возникают расплавы
горных пород — магмы. В благоприятных
условиях они могут внедряться (интрудиро-
вать) в верхние горизонты земной коры
и даже достигать поверхности. В этом слу¬
чае происходит извержение вулканов. Но
чаще магмы не доходят до поверхности,
останавливаются на некоторой глубине и
здесь остывают и кристаллизуются, образуя
интрузивные массивы, или интрузивы. Раз¬
меры таких массивов достигают сотен ты¬
сяч квадратных километров. Так возникают,
например/знакомые всем граниты, а в слу¬
чае иного состава магмы — другие породы.
Именно в этих гранитных массивах и обра¬
зуются камерные пегматиты.Их размеры от нескольких сантимет¬
ров до 10—15 и более метров в диаметре.
Форма камерных пегматитов — преиму¬
щественно округлая, а'разновидности мине¬
ральных агрегатов располагаются вокруг
пустоты в виде концентрических зон. Внеш¬
няя зона сложена относительно мелкозер¬
нистой породой, в которой кварц и поле¬
вой шпат, прорастая друг друга, образуют
структуру, напоминающую древнееврей¬
ские письмена, ее называют графической.
Эта зона и несколько следующих возникают
из расплава. Чем ближе к центру тела,
к пустоте, тем крупнее зерна минералов,
Камерные пегматиты97и образуются такие минералы уже при бо¬
лее низкой температуре и не из расплава,
а из водного раствора.Пегматитовые тела локализуются в
верхних частях интрузивов и преимущест¬
венно в куполовидных массивах. При этом
камерные пегматиты обнаруживаются толь¬
ко в тех магматических телах, которые
затвердевали в относительно спокойной
тектонической обстановке, т. е. там, где
не было расколов и движений земной
коры.Таким образом, в огромной массе
силикатного расплава, находящейся в нед¬
рах Земли под высоким давлением, вдруг
образуются значительные по размерам пу¬
стоты, вокруг которых возникают своеоб¬
разные породы, а* внутри них — крупные
кристаллы, да еще нередко таких минера¬
лов, которые в самих гранитах отсутствуют.
Причем давление вйутри таких тел в период
их формирования не соответствует высоко¬
му давлению в других участках материн¬
ского массива. Например, если давление
в магме на глубине 3 км составляет не
менее 800—900 атм, то давление при об¬
разовании пегматитов часто не превышает
нескольких десятков атмосфер.Магмы, образующие гранитные мас¬
сивы, или те, за счет которых происходят
массовые излияния вулканических лав, яв-
ляются,условно говоря, первичными. По со¬
ставу и структуре они одинаковы, имеют
температуру порядка 1000°С и представ¬
ляют собой вязкую жидкость, хотя и содер¬
жащую небольшое количество мелких кри¬
сталлов. На этой стадии расплавов, из ко¬
торых возникнут пегматиты, в магмах еще
нет. Они образуются несколько позже при
кристаллизации магмы в промежутках меж¬
ду минералами, появившимися в магме пер¬
выми. При внедрении ' магма контактирует
с относительно холодными вмещающими
породами. Их температура на глубине 1 —Камерный пегматит в одном из гра¬
нитных массивов Центрального Ка¬
захстана. Внутри него — пустота,
а которой выросли кристаллы квар¬
ца и полевого шпата до 6 см
в длину.3 км, согласно среднему геотермическому
градиенту (прибавление 1° на каждые 30 м
глубины), равна приблизительно 40—
100°С. Поэтому сразу же прсле внедре¬
ния по краю интрузива образуется зона
быстрого охлаждения, в пределах которой
магма твердеет, превращается в сравни-
’ тельно мелкозернистую, плотную породу—
зону закалки. В соответствии с геотер¬
мическим градиентом быстрее охлаждают¬
ся верхние части интрузивов, особенно их
куполовидные выступы. Поэтому зона за¬
калки в первую очередь возникает и имеет
наибольшую мощность вокруг таких ку¬
полов.Как отмечалось, тела пегматитов так¬
же располагаются внутри таких куполов,
под зоной закалки. Нет ли тут взаимо¬
связи?Итак, в некоторый момент по пери¬
ферии купола образовалась твердая порода
зоны закалки, а внутри еще сохраняется
жидкий (дисперсный) расплав. Но его ох¬
лаждение, хотя и более медленное, про¬
должается. Как известно, большинство ве¬
ществ при охлаждении сокращается в
объеме. Аналогично ведут себя и силикат¬
ные расплавы, и возникающие из них по¬
роды. Уменьшение объема магмы и обра¬
зовавшейся из нее породы в обычном
интервале их остывания, 900—100°С, по на¬
шим расчетам и экспериментальным дан¬
ным, составляет примерно 8,4 %. Причем
сокращение объема жидкого расплава до
кристаллизации составляет 1,3 %, в процес¬
се кристаллизации 5,1 % и при остывании
твердых пород 2 % исходного объема внед¬
рившейся магмы. Как можно видеть, наи¬
большая доля сокращения объема падает
на период фазового перехода — от жид¬
кости к твердым кристаллам. Если учесть
это обстоятельство, то картина формирова¬
ния интрузивного купола будет выглядеть
так. Кора закалки, как твердая порода,
при остывании будет испытывать небольшое4 Природа № 8
98М. А. Осиповсокращение объема, а заключенный внутри
нее расплав будет сокращаться на значи¬
тельно большую величину. К чему это при¬
ведет?Зальем силикатный, металлический
расплав или расплав других кристалличе¬
ских веществ в закрытую со всех сторон
толстостенную (теплоемкую) форму. Когда
отливки затвердеют, распилим их по верти¬
кали. Во всех случаях строение отливок
будет идентично. В верхней их части воз¬
никнет зона быстрого охлаждения и за¬
твердевания вещества (зона закалки). Ниже(если отливка вытянута в горизонтальном
направлении) — локальный горизонт растя¬
жения, разуплотнения, что выражается в
виде повышенной пористости, многочис¬
ленных крупных пустот (в литейном деле
их называют усадочными раковинами). Еще
ниже вещество отливки снова становится
сплошным и равномерно зернистым. Такое
строение отливка приобретает оттого, что
твердая кора с некоторого момента за¬
нимает сравнительно фиксированное поло¬
жение, а жидкий расплав внутри отлив¬
ки, остывая, продолжает сокращаться в
объеме. Одновременно он под дейст¬
вием гравитационных сил оседает. Это сок-
кращение и оседание вещества приводит
к появлению в отливке сил растяжения,
которые обусловливают отрыв оседающего
расплава от жесткой верхней корки. Так
в верхней части отливок под корой за¬
калки возникают пустоты. Наиболее ранние
из них, вследствие действия сил поверх¬
ностного натяжения ^ еще жидком распла¬
ве, принимают округлую форму. По мере
кристаллизации расплава характер усадоч¬
ных полостей меняется — они все болееприобретают морфологию трещин. Важно
отметить, что возникающие поначалу
мелкие пустоты«в процессе кристаллизации
продолжают расти, увеличивают свой
объем.Аналогичные процессы происходят и
в интрузивах — этих гигантских природ¬
ных отливках, что подтверждается наблю¬
дениями на геологических объектах. При¬
чем эти процессы реализуются главным
образом в куполовидных выступах интру¬
зивных тел. Это вполне закономерно, ибо
только в таком куполе сможет осущест¬вляться отрыв кристаллизующегося и осе¬
дающего расплава от твердой коры
закалки и возникать свободное прост¬
ранство. Дело в том, что кора закалки ку¬
пола представляет собой подобие жесткой
аркообразной конструкции. Как известно,
такие формы обладают повышенной несу¬
щей способностью, что с давних времен
используется в строительном и горном де¬
ле. Например, сводообразно армированные
горные выработки выдерживают нагрузку
километровых толщ горных пород. Это
обусловлено главным образом тем, что
в пределах кривой свода вещество испы¬
тывает в основном сжатие.Но, как отмечалось, и в процессе
формирования куполов этот процесс осу¬
ществим не всегда, а только в относи¬
тельно спокойной тектонической обстанов¬
ке. Если же в этот период на купол воз¬
действуют мощные тектонические силы, ко¬
торые деформируют, раскалывают интру¬
зив, то описанного эффекта не получит¬
ся. То же самое наблюдается и в любых
отливках — если их во время остывания
и кристаллизации сдавливать и дробить,
то явно выраженных усадочных полостей,
особенно округлых, не возникает.Итак, мы приходим к выводу, что
в пределах интрузивных массивов, преиму¬
щественно в их куполовидных частях, воз¬
можно возникновение полостей в магмати¬Гранитные пегматиты, сложенные лолеаым шпатом
и кеарцем (более темные области): слеаа —
графический пегматит из краевой части пегматитово¬
го тела; справа — крупнокристаллический пег¬
матит иа внутренней части того же тела.
Камерные пегматиты99ческую стадию их формирования. Тем са¬
мым становится ясной одна иэ главных
причин, стимулирующих образование пег¬
матитовых тел,— это явление возникнове¬
ния структурных вакансий, способных слу¬
жить вместилищем минеральных новооб¬
разований.Однако возникновение полостей —
это еще далеко не весь процесс образо¬
вания пегматитов. Представим себе, что
в какой-то точке остывающего объема маг¬
мы возникла минимальная усадочная по¬
лость. Но охлаждение и кристаллизациянентных веществах, каковыми являются
сложные силикатные расплавы, особенно
если они находятся под большим давле¬
нием, эта разница давлений будет значи¬
тельно больше. При кристаллизации таких
расплавов иэ них выделяется большое ко¬
личество газов, что вызывает резкое уве¬
личение давления в кристаллизующемся ве¬
ществе. Оно может возрастать в сотни раз
и раздувать и даже разрывать на части
отливки. Недаром в промышленности про¬
водится комплекс специальных мер для
удаления газов еще на стадии расплава.+Схема строения камерного пегматита а интрузиавх
гранитоя.ИЗг,шьа| Среднеэернистый пегматитКрупнокристаллический пегматитПустота (камера) с кристаллами кварца и дру-
гиж минераловрасплава продолжаются. Продолжается со¬
кращение его объема и оседание, следо¬
вательно, продолжается и рост полости.
Именно этот процесс расширения усадоч¬
ных полостей и является причиной накоп¬
ления в них веществ, иэ которых форми¬
руются пегматиты.Расширение полости влечет за собой
возникновение в ней относительного вакуу¬
ма. Увеличение объема полости ведет к
возникновению перепада давлений между
ней и окружающим пространством, к появ¬
лению силы, вектор которой направлен
внутрь полости.Подобное явление происходит и при
образовании и расширении усадочных рако¬
вин в отливках. В простейших отливках пе¬
репад давлений не превышает 1 атм.Но если усадочные полости возни¬
кают в высокотемпературных многокомпо-Типичиаа форма гранитным интрузивов (лакколит).
Поверхность интрузива осложнена куполовидными
выступами, в верхних частях которых локализуются
тела камерных пегматитов.Вмещающие породы
Интрузив• — 1 Тела пегматитовЕсли состав исходного вещества таков,
что при его кристаллизации в промежут¬
ках между минералами наряду с газами
обосабливается остаточный расплав, то га¬
зы, расширяясь, стремятся вытолкнуть эту
жидкость в участки с меньшим давлением.
В отливках расплав выливается на поверх¬
ность, заполняет образовавшиеся ранее
трещины, усадочные раковины. В литейном
деле этот процесс называют самоэалечи-
ванием трещин. Так и в кристаллизующем¬
ся гранитном массиве, когда в нем воз¬
никает и растет полость, она непременно
будет заполняться остаточным расплавом
и другими продуктами, получившимися в ре¬
зультате кристаллизационной дифферен¬
циации магмы.Формирующаяся полость, особенно
если она небольшая, может быть запол¬
нена пегматитообраэующим расплавом це-4’
100М. А. ОсиповВертикальные разрезы отли различных веществ.
Слева — парафина с порошком гипса; в верхней
части купола возникли полости, здесь же произошла
дифференциация первоначально перемешанного ве¬
щества. Справа — смеси нафталина, парафина,
вазелина; при остывании и уменьшении объема пе¬
регретого расплава внутри отливки образовалась по¬
лость, ограниченная сверху куполообразной корой
закалки, а снизу горизонтальным «зеркалом» поверх¬
ности расплава; при дальнейшем охлаждении обра¬
зовались усадочные раковины иной конфигурации,
в внутри них крупные кристаллы нафталина. Веере-
дине — отливка округлой формы состава
CaMg [Si2О6]; основная усадочная пустота из-за ох¬
лаждения со всех сторон образовалась в центре
отливки; в пустоте возникли относительно крупные
кристаллы диопсида.ликом. Но обычно подсасываемого распла¬
ва все-таки не хватает, и он, просачиваясь
из стенок полости, образует лишь внеш¬
нюю концентрическую зону. Причем, в са¬
мой крайней ее части пегматит часто бы¬
вает, как отмечалось, с «графической»
структурой. Такие структуры являются ти¬
пичными для некоторых сложных распла¬
вов, каковым и является остаточный рас¬
плав гранитов. Ближе к центру тела «гра¬
фическая» структура исчезает, а величина
зерен слагающих минералов увеличивается.После образования внешних зон из
остаточного расплава внутри пегматитового
тела еще сохраняется пустота. В отливках
по причине их малых объемов и, следо¬
вательно, быстрого остывания на этом за¬
полнение усадочных раковин и трещин в ос¬
новном заканчивается. Формирование же
пегматитовых тел на этом не прекращает¬
ся. Несмотря на то что интрузив затвердел,
он еще долго, десятки и сотни тысяч лет
(в зависимости от размеров), остывает.
В этом периоде в пространствах между
минералами пород сохраняются флюиды,промежуточные по своим свойствам между
расплавами и растворами, а позже — бо¬
лее холодные гидротермальные растворы.
Поэтому теперь именно они получают воз¬
можность мигрировать, если для этого со¬
здаются благоприятные условия. Нетрудно
видеть, что пегматитовые полости остаются
теми участками, куда могут перемещаться
подвижные фазы. Когда такие флюиды про¬
никают в полость, то и из них отлагаются
минералы. Причем их состав будет отли¬
чаться от состава минералов, образовав¬
шихся из остаточного расплава во внешней
зоне. Таким путем возникает следующая,
расположенная ближе к центру зона пег¬
матитового тела, что в целом и приво¬
дит к их концентрически зональному
строению.Описанные процессы сопровождают¬
ся еще одним явлением, которое не от¬
мечается в отливках (вероятно, также по
причине их быстрого затвердевания), но
обязательно в пегматитовых телах грани¬
тов. Наряду с ростом крупных кристаллов
внутри полости наблюдается интенсивное
растворение более мелких зерен минера¬
лов, главным образом кварца, в окружаю¬
щих породах. Особенно хорошо это за¬
метно в зоне «графического» пегматита.
В результате такого растворения на месте
«графики» возникает так называемая «по¬
лая графика» — вместо кристаллов кварца
остаются лишь пустоты аналогичной фор¬
мы. Процесс роста крупных кристаллов
кварца за счет растворения более мелких
основан на физическом явлении, известном
под названием принципа Оствальда —
Фрейндлиха. Всякая система стремится к
высвобождению энергии. Укрупнение зерен
в связи с уменьшением общей площади
Камерные пегматиты101Продольные* разрезы кристаллов кварца (раухто-
паза и мориона), выросши! а пегматитовой полости.
Зональность кристаллов обусловлена изменением
физико-химических условий в процессе hi роста.их поверхности и сопровождается умень¬
шением поверхностной энергии. Поэтому
мелкие зерна могут самопроизвольно рас¬
творяться, а крупные расти еще больше.
На этом принципе основан один из рас¬
пространенных методов выращивания высо¬
кочистых кристаллов (например, кварца).
В автоклав помещают мелкораздроблен¬
ный кварц и один более крупный кусо¬
чек кварца — затравку. Сосуд наполняют
водным раствор'ом, герметически закры¬
вают и нагревают. Обычно достаточно не¬
скольких дней, и без какой-либо добавки
вещества мелкие зерна кварца растворяют¬
ся, переносятся в растворе и отлагаются
на затравке, образуя один крупный хорошо
ограненный чистый кристалл.В системе формирующегося пегмати¬
тового тела в определенный период его
развития тоже возникают реальные усло¬
вия для практической реализации этого
принципа. В этом периоде пустота, окру¬
женная высоконагретой породой, в меж-
зерновЫх пространствах которой находятся
пленочные гидротермальные растворы,
превращается в некое подобие автоклава.
Кристаллы, растущие внутрь полости, начи¬
нают получать питание не только за счет
вещества остаточных флюидов, но и за
счет веществ, образующихся при растворе¬
нии ранее возникающих минералов. Этот
процесс еще больше усложняет зональ¬
ность пегматитовых обособлений, в частно¬
сти, зональными становятся даже отдель¬
ные кристаллы, особенно их головки.Друза хорошо ограненных кристаллов марганцевой
шпинели, возникшая в усадочной полости крупной
отливки сложного силикатного расплава.По мере охлаждения интрузивов 'и
пегматитовых тел и эти процессы зату¬
хают — расходуются растворы, да и тем¬
пература становится низкой. Поэтому в кон¬
це концов внутри таких тел образуется
небольшое количество наиболее низкотем¬
пературных минералов и все-таки обычно
остается пустота (камера, зонорыш, хру¬
стальный погреб).Такова принципиальная схема меха¬
низма образования камерных пегматитов
в интрузивах гранитоидов. Разумеется, что
не всегда она реализуется в полной мере,
так как существуют факторы, оказывающие
отрицательное влияние на идеальное проте¬
кание процесса. Как отмечалось, большое
влияние на возможность образования пег¬
матитов оказывает интенсивность тектони¬
ческих движений в период отвердевания
и остывания интрузивов. Существенную
роль играет также состав исходной магмы
и ряд других обстоятельств. Но в целом
эти факторы могут оказывать влияние лишь
на полноту описанных процессов.Итак, камерные пегматиты интрузи¬
вов представляют собой не что иное,
как аналоги усадочных раковин со всеми
сопровождающими их образование процес¬
сами. Так, явление, которое в промышлен¬
ных условиях представляет собой лишь не¬
достаток, крупный дефект литья, с которым
ведется борьба, в природных объектах ста¬
новится весьма желательным. Можно толь¬
ко сожалеть, что это чудо природы встре¬
чается не так уж часто.
102«Природа», 1984, № 8VНОВОСТИ НАУКИТаблицаПараметры начальной орбитыаппаратДатазапускаперигей,кмапогей,кмнаклоне¬
ние, градпериод
обраще¬
ния, мин«Космос-1540»2.11136 ООО36 0001.41445«Космос-1541»6.11158439 42462,9710«Космос-1542»7.Ill23637370,490,3«Космос-1543»10.11122441662,890,6«Космос-1544»15.11164967782,597,8«Экран»16.11135 53035 5300,11423«Молния-1»17.11164640 57962,9735«Космос-1545»21.11120839672,990,2«Космос-1546»29.11136 02936 0291.31448«Союз Т-11»3.IV22227551,689,4«Космос-1547»4.IV61539 34062,8709«Космос-1548»10.IV17735967.189,5«Прогресс-20»15.IV19227751,688,9«Космос-1549»19.IV20839472,990,2«Горизонт»22.IV36 32036 32011,41463Космические исследованияЗапуски космических ап¬
паратов в СССР (март-
апрель 1984 г.)В марте — апреле 1984 г.
в Советском Союзе было запу¬
щено 15 космических аппаратов,
в том числе 10 спутников серии
«Космос» с научной аппаратурой,
предназначенной для продол¬
жения исследований космиче¬
ского пространства. На борту
спутника «Космос-1540» уста¬
новлена также эксперименталь¬
ная аппаратура для ретрансля¬
ции телефонно-телеграфной ин¬
формации, работающая в сан¬
тиметровом диапазоне длин
волн.Транспортный космиче¬
ский корабль «Союз Т-11» доста¬
вил на орбитальную станцию
«Салют-7» советско-индийский
международный экипаж в соста¬
ве: Ю. В. Малышев, Г. М. Стре-
калов (СССР) и Р. Шарма (Ин¬
дия)1, а грузовой автоматический
корабль «Прогресс-20» — необ¬
ходимые материалы для про¬
должения нормального функ¬
ционирования станции, обеспе¬
чения жизнедеятельности эки¬
пажа и проведения научных
исследований.Очередной спутник связи
«Молния-1» предназначен для
обеспечения эксплуатации систе¬
мы дальней телефонно-теле-
графной радиосвязи, а также пе¬
редачи программ Центрального
телевидения СССР на пункты
сети «Орбита»,Очередной спутник теле¬
визионного вещания «Экран»
оборудован ретрансляционной
аппаратурой для передачи в
дециметровом диапазоне длин
волн программ Центрального
телевидения СССР на сеть при¬
емных устройств коллективного
пользования. Очередной спут¬
ник связи «Горизонт» запущен1 Подробнее об этом см.:
Природа, 1984, N9 7, с. 66.в соответствии с программой
дальнейшего развития систем
связи и телевизионного веща¬
ния с использованием ИСЗ.Космические исследованияЭкспедиция на «Салю-
те-7»: март — апрель
1984 г.В марте — апреле 1984 г.
космонавты Л. Д. Киэим, В. А.
Соловьев и О. Ю. Атьков
(члены основной экспедиции на
«Салюте-7») продолжали вы¬
полнять запланированную про¬
грамму полета.Научная работа включала
исследования и эксперименты
в области космической медици¬
ны и космического материа¬
ловедения, а также визуально¬
инструментальные наблюдения
Земли в целях получения ин¬
формации о природных ресур¬
сах и состоянии окружающей
среды. Так, в цикле технологи¬
ческих экспериментов на уста¬
новке «Испаритель» методом
электронно-лучевого испарения
и последующей конденсации
наносились металлические по¬крытия в условиях космическо¬
го вакуума и невесомости. В
качестве материала для покры¬
тий использовался сплав меди
и серебра.Для того чтобы в усло¬
виях длительного орбитального
полета состояние здоровья и
работоспособность космонавтов
были на высоком уровне, по¬
стоянно проводился целый
комплекс мероприятий, вклю¬
чающих регулярные медицин¬
ские обследования экипажа, са¬
нитарно-гигиенический контроль
среды обитания, занятия физи¬
ческими упражнениями. Во вре¬
мя «медицинских» дней иссле¬
довалась сердечно-сосудистая
система космонавтов, их психо¬
физическое состояние, система¬
тически выполнялись необходи¬
мые в этом направлении эк¬
сперименты. Так, с помощью
прибора «Глюкометр» исследо¬
вались особенности углеводного
обмена; в эксперименте «Спорт»
выбирался оптимальный комп¬
лекс физических упражнений и
возможности повышения их эф¬
фективности в невесомости. Во
время этого эксперимента опре¬
делялись уровень физической
работоспособности космонавтов,
состояние их сердечно-сосу¬
дистой и двигательной систем
Новости науки103в зависимости от напряженности
тренировок, методов и средств
их выполнения.В конце марта космо¬
навты завершили работы с гру¬
зовым кораблем «Прогресс-
19»»; 31 марта 1984 г. он был
отстыкован от орбитального
комплекса, а 1 апреля была
включена двигательная установ¬
ка корабля, после чего он в ре¬
зультате торможения перешел
на траекторию спуска, вошел
в плотные слои атмосферы над
заданным районом Тихого океа¬
на и прекратил существование.С 4 по 11 апреля 1984 г.
космонавты Л. Д. Кизим,В. А. Соловьев и О. Ю. Атьков
работали вместе с членами со-
ветско-индийского международ¬
ного экипажа — космонавтами
Ю. В. Малышевым, Г. М. Стре-
каловым и Р. Шармой. После
возвращения советско-индий-
ского экипажа на Землю в ко¬
рабле «Союз Т-10» члены основ-
ной экспедиции провели 13 ап¬
реля перестыковку корабля
«Союз Т-11» с агрегатного на
переходный отсек станции; опе¬
рация была проделана, чтобы
освободить стыковочный узел
на агрегатном отсеке для прие¬
ма автоматического грузового
корабля «Прогресс»». (Как из¬
вестно, пилотируемые транс¬
портные корабли «Союз Т»
могут пристыковываться к лю¬
бому стыковочному узлу стан¬
ции, в то время как автомати¬
ческие грузовые корабли «Про¬
гресс» — только к стыковоч¬
ному узлу на агрегатном отсеке.)15 апреля 1984 г. в 12 ч
13 мин был запущен автомати¬
ческий грузовой корабль «Про¬
гресс-20»», который 17 апреля
в 13 ч 22 мин состыковался
с орбитальным пилотируемым
комплексом; на орбиту было
доставлено топливо для объеди¬
ненной двигательной установки,
оборудование, аппаратура, ма¬
териалы для проведения науч¬
ных исследований и обеспе¬
чения жизнедеятельности эки¬
пажа, почта.В последней декаде апре¬
ля космонавты Л. Д. Кизим
и В. А. Соловьев выполнили три
выхода в открытый космос. Пер¬
вый был осуществлен 23 апреля
и начался в 8 ч 31 мин. Космо¬
навты извлекли из переходного
отсека станции специальный
трап, контейнеры с инструмен¬тами и необходимыми мате¬
риалами; затем установили трап
на внешней поверхности станции
и закрепили контейнеры. Это
были подготовительные опера¬
ции для планировавшихся в
дальнейшем работ вне станции.
Общее время пребывания в от¬
крытом космическом простран¬
стве при первом выходе соста¬
вило 4 ч 15 мин.26 апреля космонавты совер¬
шили второй выход в открытый
космос; наружный люк стан¬
ции был открыт в 6 ч 40 мин.
Л. Д. Кизим и В. А. Соловьев
вышли на внешнюю поверх¬
ность станции из переходного
отсека и перешли в зону про¬
ведения работ на агрегатном
отсеке. С помощью специаль¬
ного инструмента они вскрыли
защитный экран в зоне распо¬
ложения отключенной части ре¬
зервной магистрали объединен¬
ной двигательной установки и
смонтировали клапан. Были про¬
ведены наддув этой магистрали
и проверка ее герметичности.
Пребывание в космосе продол¬
жалось 5 ч.29 апреля 1984 г. в 5 ч
35 мин космонавты третий раз
вышли в открытое космическое
пространство. Были продолже¬
ны работы с отключенной частью
резервной магистрали объеди¬
ненной двигательной установки.
С помощью специального ин¬
струмента космонавты провели
необходимые подготовительные
работы, установили дополни¬
тельную магистраль и прове¬
рили ее герметичность. Для
обеспечения теплового режима
орбитальной станции было вос¬
становлено теплозащитное по¬
крытие. Выход продолжался2 ч 45 мин.Во время работы коман¬
дира экипажа и бортинженера
в открытом космосе космо¬
навт-исследователь О. Ю. Ать¬
ков контролировал функциони¬
рование бортовых систем и сле¬
дил за состоянием здоровья
космонавтов.Общее время пребывания
в открытом космическом про¬
странстве в течение трех вы¬
ходов составило 12 ч. В даль¬
нейшем планируется про¬
должить работы экипажа в от¬
крытом космосе.С. ▲. НмситинМоскваАстрономияЗвездные дуги на перифе¬
рии эллиптических галак¬
тикВ последние годы у эллип¬
тических галактик обнаружены
особенности, пока еще не на¬
шедшие объяснения. Речь идет о
дугообразных неоднородностях
в распределении яркости на да¬
лекой периферии некоторых из
этих галактик. Впервые, по-види-
мому, на эти особенности обра¬
тили внимание Д. Малин и
Д. Картер (D. Matin, D. Carter:
Англо-австралийская обсервато¬
рия, Австралия), которые в
1980 г. на фотографиях ряда
эллиптических галактик Южного
неба заметили на периферии
(до 160 кпк от центра галакти¬
ки) дугообразные «волны плот¬
ности» того же примерно цве¬
та, что и их окружение.В своей последней работе1983 г. эти авторы приводят уже
каталог 137 южных эллиптиче¬
ских галактик, у которых на
больших расстояниях от центра
видны волнообразные структуры
г распределении яркости , При¬
чем, например, у галактики
NGC3923 их насчитывается до 18,
и расположены они более или
менее симметрично относитель¬
но центра. Большинство галак¬
тик каталога являются или галак¬
тиками поля, или центральными
членами небольших групп, и их
нельзя отнести к сильным радио¬
источникам, обычно входящим а
богатое скопления. Правда, не¬
что подобное наблюдается и на
периферии'радиогалактики Цен-
тавр А, поэтому не исключено,
что и у других радиогалактик
могут быть структуры подобно¬
го родаг.По цвету дугообразных
образований можно предполо¬
жить, что они состоят из звезд
и, следовательно, являются дол¬
гоживущими, так как времена
эволюции маломассивных крас¬
ных карликов сферической под-1 Astroph. J„ 1963, v. 274,
N9 2, peri 1, p. 534.
104Новости наукиДугообразные неоднородности в
распределении яркости на перифе¬
рии галактики NGC 1344 (в в е р-
х у) и NGC 3923 (внизу). Мас¬
штаб — Г.системы очень велики. В чем
причина возникновения на дале¬
кой периферии эллиптических
галактик возмущений дугооб¬
разного вида? Имеются две ос¬
новных гипотезы. Первая: эти
образования — конечный про¬
дукт давнего взаимодействия эл¬
липтической галактики со спи¬
ральной, в процессе которого
спиральные ветви и сформиро¬
вали наблюдаемые особенности.
Вторая гипотеза: дело в каких-
то внутренних пертурбациях в
самой эллиптической галактике,
возмущения от которых расп¬
ространяются к периферии. На¬
пример, в 1980 г. А. Фабиан,
П. Нулсен и Дж. Стюарт пока¬
зали, что за счет развития про¬
цессов тепловой и гравитацион¬
ной неустойчивости звездные
комплексы могут формировать¬
ся в истекающем с периферии
массивной галактики «звезд¬
ном ветре» — газе, нагретом
за счет вспышек сверхновых.
Если интенсивность этого ветраизменяется со временем, могут
образоваться звездные дугооб-
разные структуры, расширяю¬
щиеся по направлению к пери¬
ферии со скоростями до
100 км/с. Нельзя также исклю¬
чить, что в результате рекур¬
рентной активности ядра удар¬
ные сферические волны собира¬
ли и сжимали остатки газа в
эллиптической галактике, спо¬
собствуя формированию расши¬
ряющихся звездных оболочек,
которые из-за неоднородности
межзвездной среды могут иметь
и дугообразную форму. Тогда
внешние структуры должны быть
моложе внутренних, поскольку
возмущение распространяется
от центра к периферии.Анализируя свойствазвездных дуг, может быть, уда¬
стся выяснить характер процес¬
сов, протекавших в эллиптиче¬
ских галактиках миллиарды лет
назад, и, в частности, понять,
почему в них мало газа. Воз¬
можное объяснение этому сле¬
дующее. В процессе сжатия газ
превращается в звезды, но в
звезды карликовые, которые
трудно заметить. Поэтому и по¬
требовались большие телескопы
и новая электронная техника
для выявления неоднородно¬
стей, которые очень мало отли¬
чаются по своему световому
контрасту от фона родитель¬
ской галактики и ночного неба —
всего на 1 %.Б. В. Комберг,кандидат физикоматематическихнаукМоскваМетеоритикаОбнаружена аномалия
>46Nd в метеоритахДля определения проме¬
жутка времени между ядер-
ным синтезом, послужившим
толчком к образованию Сол¬
нечной системы, и моментом
возникновения минеральных
частиц, входящих в состав ме¬
теоритов, специалисты исполь¬
зуют различные изотопы-«кос-
мохронометры»: 129lf 26А1, 244Ри.
Теперь к ним добавился новый
изотоп — U6Nd.Исследуя минеральные
частицы, выделенные из уг¬
листого хондрита Альенде, груп¬
па ученых из Калифорнийского
и Чикагского университетов
(США) обнаружила неожиданно
большую концентрацию изото¬
па l46Nd; избыток составил 36 %.
Изотоп l46Nd образуется при
а-распаде 146Sm. Но самарий
имеет такой период полураспада
(103 млн лет), что к настоящему
времени он должен был давно
и полностью «вымереть». Сле¬
довательно, 146Nd образовался
вскоре после прекращения
ядерного синтеза, в котором
возник родительский изотоп
l46Sm. Если задаться определен¬
ной скоростью ядерного синте¬
за, можно рассчитать интервал
между прекращением ядерного
синтеза и моментом образова¬
ния минеральных частиц ме¬
теоритов по соотношению ра¬
диогенного и нерадиогенного
изотопов неодима. Из полу¬
ченных данных следует, что
ядерный синтез радиоактивного
l46Sm шел гораздо быстрее,
чем предсказывали прежние
расчеты, и что в ранней Сол¬
нечной системе изотопное соот¬
ношение самария было неожи¬
данно высоким: M6Sm/l44Sm=
=(4,5±0,5)* 10-3.Изотоп l46Nd, послужив¬
ший основой для подобных рас¬
четов, удалось обнаружить бла¬
годаря ранее неизвестному для
метеоритов эффекту «ядер отда¬
чи»; благодаря этому эффекту
новообразованные атомы l46Nd
попадали в тонкие пленки угле¬
родсодержащих минералов, ок¬
ружающих частиц, богатые ра¬
диоактивным 146Sm. Анализ таких
минералов и выявил избыток
146Nd.Science, 1903, v. 222, № 4626,
p. 1015 (США).ФизикаРадиоинтроскопия горных
породНедавно было предложе-
но использовать пучок нейтри¬
но высоких энергий в практи¬
ческих целях — для зондиро¬
вания земных недр и поиска
полезных ископаемых. Предпо¬
лагалось измерять поглощение
Новости науки105И1лучмн« влактромагнитных волн
движущимся сгустком заряда, соз¬
даваемым пучком нейтрино; пар¬
ным цветом покаааны неоднород¬
ности горных пород.пучка нейтрино (или рождаемых
им ц-мезонов), а также ре¬
гистрировать и анализировать
звуковые импульсы, возникаю¬
щие при импульсном нагреве
среды в пучках частиц, рожден¬
ных нейтрино1.Как показал Г. А. Аскарь-
ян (Институт общей физики
АН СССР), прохождение пучка
нейтрино в веществе сопро¬
вождается эффектами, которые
не были до сих пор известны.
Так, в нейтринном пучке воз¬
никает электрический ток из-за
образования избытка мезонов
одного знака. Дело в том, что
ускорители дают направленный
пучок нейтрино или антиней¬
трино, в зависимости от того,
какие частицы фиксируются в
распадном канале — положи¬
тельные или отрицательные пио¬
ны; в свою очередь, нейтрино,
взаимодействуя с ядрами, рож¬
дают отрицательные мюоны,
а антинейтрино — только по¬
ложительные мюоны (речь идет
о мюонных нейтрино и анти¬
нейтрино). Оказалось, что и в
смеси нейтрино и антинейтрино
получается избыток отрицатель¬
ных ц,-мезонов из-за большей
вероятности их образования.
При полном числе нейтрино
3- 1013, пробеге мезона около
километра, пробеге нейтрино3 - 104 км и времени сброса
пучка 10“6 с число мезонов
в сгустке составляет 109, а ток,
создаваемый ими, равен 0,3 мА.1 Исследование Земли с по¬
мощью пучка нейтрино.—
Природа, 1984, № 5, с. 107.Еще больший заряд и ток
могут возникнуть из-за избытка
движущегося отрицательного
заряда в ливнях заряженных
частиц, создаваемых нейтрино.
Этот быстро движущийся заряд
создает всплески черенковского
радиоизлучения и магнитные
поля, которые можно заре¬
гистрировать. Неоднородность
тока может приводить к обра¬
зованию пространственных за¬
рядов и электростатических по¬
лей.Фактически речь идет
о создании подземных источ¬
ников электромагнитных полей
в толще пород с небольшой
проводимостью. Такое поле
можно использовать для обна¬
ружения и исследования горных
пород и поиска полезных иско¬
паемых: измеряя характеристи¬
ки и искажения полей датчика¬
ми-приемниками электромаг¬
нитных полей, размещаемых на
поверхности Земли или в узких
скважинах. Повторяемость им¬
пульсов облегчит их прием
и выделение на фоне помех,
что весьма существенно в слу¬
чае поглощения в наружных
слоях. Эта разновидность ра¬
диоинтроскопии с внутренним
(глубинным) источником может
оказаться эффективнее радио¬
интроскопии и электроразведки,
использующих импульсы, иду¬
щие в глубь Земли2, из-за боль¬
шей определенности природы
и трасссы сигнала.Эти эффекты можно ис¬
пользовать также для детекти¬
рования нейтринного пучка.
Письма в ЖЭТФ, 1904, т. 39, № 7,
с. 334—336.2 Ржевский В. В., К о-ренберг Е. Б. Рудничнаярадиоинтроскопия. М., 1970;Хмелевский В. К. Элек¬троразведка. М., 1984.ФизикаНовое агрегатное
состояниеГруппе американских фи¬
зиков иэ Исследовательского
центра компании «Ай-Би-Эм»
и Мичиганского университета
утверждает, что ей удалось
экспериментально доказать су¬
ществование нового состояния
агрегации вещества. Речь идет
о рассматривающихся теорети¬
ками уже в течение 10 лет осо¬
бенностях плавления двумерных
систем. Экспериментальный ре¬
зультат согласуется с теорети¬
ческим предсказанием, согласно
которому в двумерных системах
при переходе иэ твердой фазы
в жидкую может возникнуть
своеобразное «промежуточное»
состояние.Методами рентгеновской
дифракции изучалось плавление
двумерной системы, образуе¬
мой слоями (одноатомной тол¬
щины) ксенона, введенного меж¬
ду гексагональными плоскостя¬
ми специальным образом об¬
работанного графита. При тем¬
пературе ниже 140 К (давление
10 Торр) ксеноновые слои пред¬
ставляют собой регулярные гек¬
сагональные кристаллы — толь¬
ко двумерные. При повышении
температуры происходит изме¬
нение вида рентгенограмм, что
свидетельствует о нарушении
регулярности ксеноновых слоев.Вообще говоря, это обыч¬
ная картина плавления. Однако
характер размывания рефлексов
на рентгенограммах довольно
своеобразен. При температуре
140 К регулярность двумерной
системы нарушается вследствие
нарушения строгого равенства
межатомных расстояний. Одна¬
ко угловая упорядоченность, т. е.
гексагональная симметрия, со¬
храняется. Когда температура
достигает 141,2 К, нарушается
и угловая упорядоченность —
плоский кристалл становится
«обычной» двумерной жид¬
костью.Но в температурном ин¬
тервале от 140 до 141,2 К дву¬
мерная система находится в
новом агрегатном состоянии,
которое не является ни жидким,
ни твердым. Исследователи на¬
звали его «гексатическим» (от
слов гексагональный и немати¬
106Новости наукический), поскольку характери¬
стики нового состояния имеют
много общего с характеристика¬
ми жидких кристаллов немати¬
ческого типа.Исследователи отмечают,
что подобные эффекты наблю¬
дались и ранее в адсорбиро¬
ванных слоях, а также в интер-
калированных соединениях. Од¬
нако впервые удалось реализо¬
вать промежуточную, гексатиче-
скую фазу непосредственным
образом, т. е. не за счет варь¬
ирования взаимодействия с со¬
седними инородными атомами,
а в ходе перевода двумер¬
ного кристалла в жидкое сос¬
тояние.В ближайшем будущем
планируется значительно улуч¬
шить точность и надежность
измерений за счет использова¬
ния мощного рентгеновского
источника Стенфордской син-
хротронной радиационной ла¬
боратории.New Scientist, 1903, v. 92, № 1360,
p. 624 (Великобритания).ФизикаИнфракрасный лазерный
спектрометр контролирует
загрязнение стратосферыХимические соединения
семейства NOK, НОя и С10щ,
активно участвуя в разрушении
озонового слоя Земли, сами не
выводятся из циклов нежела¬
тельных фотохимических реак¬
ций, выступая как катализаторы.
Поэтому, хотя их концентрация
на высоте 20-40 км составляет
миллиардные доли от общего
количества молекул (т. е. при¬
мерно в тысячу раз меньше
концентрации озона), все более
актуальной становится задача
слежения за их содержанием
и скоростью накопления на раз¬
личных высотах. Необходимы
круглосуточные прямые измере¬
ния концентрации в страто¬
сфере сразу нескольких подоб¬
ных соединений. В этом случае
чрезвычайно высоки требования
к методу измерений, поскольку
данные могут быть существенно
искажены, например, из-за ло¬кального изменения химическо¬
го состава воздуха в результате
десорбции газов с поверхности
летательного аппарата.В Калифорнийском техно¬
логическом институте (США)
создан поднимаемый на стра¬
тостате инфракрасный спектро¬
метр высокого разрешения, в
котором используются перест¬
раиваемые полупроводниковые
лазеры. В основу положен трас¬
совый принцип измерений
Луч лазера, непрерывно скани¬
рующий участок спектра в ин¬
фракрасной области, где содер¬
жатся линии поглощения данной
молекулы или радикала, на¬
правляется из гондолы страто¬
стата вниз, на уголковый отра¬
жатель, подвешенный на тросе
длиной 500 м. Пройдя в атмо¬
сфере путь в один километр,
излучение попадает в приемную
систему спектрометра и преоб¬
разуется в электрический сигнал,
несущий информацию о спектре
поглощения воздуха. Одновре¬
менно часть излучения лазера,
отщепленная с помощью дели¬
теля луча, проходит через кю¬
вету сравнения, содержащую
детектируемый газ в достаточно
большой концентрации. После
усиления и предварительной
обработки оба сигнала вместе
с данными о температуре и ат¬
мосферном давлении за бортом,
а также телеметрической ин¬
формацией о работе основных
систем установки передаются
по радио на Землю. Здесь, на
станции слежения, компьютер
строит спектры поглощения воз¬
духа на трассе и газовой смеси
в кювете сравнения. После иден¬
тификации спектральных линий
вычисляется искомая концент¬
рация.Всего в спектрометре
имеется 4 полупроводниковых
лазера, рассчитанных на разные
участки спектра, и, соответ¬
ственно, 4 независимых измери¬
тельных канала. Таким образом,
одновременно можно следить
за концентрацией минимум че¬
тырех различных загрязнителей.
Если же учесть перекрытие
спектров поглощения разных га¬1 Подробнее об этом см.:
Трассовый газоанализатор
на основе диодных лазе¬
ров.— Природа, 1983, № 2,
с. 109.зов, нередкое в инфракрасной
области, объем информациио химическом составе воздуха
возрастет в несколько раз.
Величина минимально обнару-
жимой концентрации для боль¬
шинства представляющих инте¬
рес соединений на высоте 30 кмсоставляет 0,01-0,1млрд-(1 млрд-1 соответствует одной
молекуле примеси на 109 моле¬
кул газа), что в среднем в не¬
сколько раз ниже фактического
содержания соответствующих
примесей в атмосфере. Спект¬
ральное разрешение 10~4 см—1
делает анализ высокоселектив¬
ным, а большая длина трассы
практически исключает ошибки
в определении концентраций,
связанные с искажением состава
воздуха вокруг стратостата из-за
процессов десорбции. Наконец,
ресурс автономной работы уста¬
новки вполне достаточен для
круглосуточных измерений.
Applied Optics, 1983, v. 22, № 17,
p. 2655—2664 (США).ТежникаПолучение сверхострых
электродовВ. А. Мазур и М. Г.Толь-
динер (Центр автоматизации
и метрологии АН Молдав¬
ской ССР) предложили новый
способ обработки материалов,
с помощью которого можно
изготовить очень острые стерж¬
ни — радиус их острия не
превышает нескольких микрон.
Электроды из гексаборида воль¬
фрама (Wde) закрепляли на валу
двигателя под углом к поверх¬
ности электролита (водный раст¬
вор серной кислоты) с точностью
до 0,2°. Расстояние между кон¬
цом электрода и поверхностью
электролита составляло 0,2 мм.
На электроды подавали импульс¬
ное напряжение 90 В с частотой
100 Гц, затем приводили во вра¬
щение двигатель. Качество полу¬
чаемого острия и его конусность
определяли с помощью растро¬
вого электронного микроскопа.Чтобы убрать с поверхно¬
сти конуса микровыступы и мик¬
рошероховатости, обработку
продолжали в режиме 120 В,
10 Гц в течение еще 2-3 с. После
Новости науки107этого поверхность опять контро¬
лировали с помощью растрового
микроскопа: при увеличении
1000 ни микровыступов, ни мик¬
рошероховатостей не наблю¬
далось.Основное отличие пред¬
ложенного способа — импульс¬
ный характер напряжения, при
котором ведется обработка. По¬
казано, что если вести процесс
при постоянном напряжении,
обрабатываемый стержень начи¬
нает быстро зарастать слоем
окисла, возникающего в ре¬
зультате взаимодействия мате¬
риала стержня с выделяемым
при обработке газом. Это нару¬
шает геометрию поверхности.
К тому же при таком режиме
обработки электролит под кону¬
сом стержня бурлит, что приво¬
дит к закруглению острия, радиус
его возрастает до 10 мкм. При
использовании импульсного ре¬
жима радиус острия не превы¬
шает 1 мкм.Новый способ позволяет
обрабатывать даже такие хруп¬
кие материалы, как 1_аВб, кото¬
рый плохо поддается механи¬
ческой обработке. Теперь из
1_аЗб можно изготовлять эмитте¬
ры для электронных микроско¬
пов с радиусом острия в доли
микрона и высоким качеством
поверхности конуса. В таких
эмиттерах уменьшается работа
выхода электронов, в результате
повышается яркость электрон¬
ного пучка. Применение сверх-
острых электродов, которые ис¬
пользуются биологами для сня¬
тия потенциалов внутриклеточ¬
ных структур, позволит перейти
на новый уровень изучения
процессов в клетке.Бюллетень изобретений, открытий
и товарных знаков, 1983, № 11.Химическая физикаПлаэмохимический спо-
с об разложения CO2Кислород, водород, окись
углерода и окиси азота — газы,
занимающие важное место в хи¬
мической промышленности и
других отраслях народного хо¬
зяйства. Для их получения
используют реакции разложенияводы (Н2О i±rH2+1 /202), «сжи¬
гания» азота воздуха
5^T2NO) и диссоциации углекисло¬
го газа (С02 С0+1/202).
Но эти реакции обратимы и тре¬
буют больших энергетических
затрат. Детальное изучение этих
реакций показало, что они сти¬
мулируются колебательным воз¬
буждением молекул реагентов.
Однако при нагреве только не¬
большая часть вводимой энергии
идет на колебательное возбуж¬
дение и повышение колебатель¬
ной температуры молекул (Т¥),
основная же часть энергии рас¬
ходуется на нежелательное по¬
вышение поступательной темпе¬
ратуры молекул (Тр); этим
и объясняется низкий КПД при
такой термической технологии.
Например, окисление азота при
температурах ниже 3000 °С дает
выход NO не более S %.Оказалось, что в плазмо¬
химических реакторах (плазмо¬
тронах) можно наиболее полно
реализовать условия, необходи¬
мые для повышения КПД реак¬
ций, индуцируемых колебатель¬
ным возбуждением реагентов, а
также предотвратить распад про¬
дуктов обратимых реакций. В
плазмотронах достигаются се¬
лективное колебательное воз¬
буждение молекул реагентов,
высокие степени колебательной
неравновесности в зоне электри¬
ческого газового разряда (т. е.
Т„>Т0) и быстрый вывод
продуктов из реакционной зоны.
Так, процесс диссоциации мо¬
лекул СО: идет в плазмотроне
по схеме: СОг’ СО + О,о+со2* -► со+о2.Рекордное значение КПД
при разложении С02 получено
сотрудниками Института атом¬
ной энергии им. И. В. Курчатова.
Использовался неравновесный
плаэмохимический процесс, в
котором охлажденный газ со
сверхзвуковой скоростью про¬
ходил через зону СВЧ-разряда
(в оптимальном режиме Ту=
=3500 К, а Т0=160 К). Исполь¬
зование сверхзвукового потока
охлажденного углекислого газа
позволяло не только пред¬
отвратить обратное превраще¬
ние продуктов, но и снизить
потери подводимой энергии.Результаты, полученные в
Институте атомной энергии, по¬
казали, что КПД плазмохими-
ческого разложения С02 может
достигать 90—95 %, если вводи¬мую в разряд мощность уве¬
личить. Это открывает новые
перспективы в деле создания
плазмотронов с мегаааттными
мощностями и осуществлении
с высокими КПД таких, напри¬
мер, реакций, как синтез окис¬
лов азота и разложение воды.
Доклады АН СССР, 1983, т. 271,
No 1, с. 94—98.Молекулярная биологияРасшифрована первичная
структура препроглюка-
гонаПептидный гормон под¬
желудочной железы глюкагон,
состоящий из 29 аминокислот¬
ных остатков, стимулирует в
организме расщепление глико¬
гена' печени до глюкозы; тем
самым повышается содержание
глюкозы в крови. Действие
глюкагона противоположно дей¬
ствию инсулина.Первичный биосинтетиче¬
ский предшественник глюкаго¬
на — препроглюкагон, который
под влиянием специфических
ферментов сначала расщепляет¬
ся с образованием проглюкаго-
на, а уж затем — глюкагона.Группа американских ис¬
следователей провела анализ
нуклеотидной последовательно¬
сти клонируемой ДНК препро-
глюкагона хомяка1; кроме того,
были использованы методы ген¬
ной инженерии. В результате
установлена нуклеотидная по¬
следовательность мРНК и пол¬
ная аминокислотная последова¬
тельность полипептидной цепи
препроглюкагона хомяка. Как
оказалось, мРНК препроглюка¬
гона содержит 1250 нуклеино¬
вых оснований, из которых
540 составляют кодирующую
область, а остальные относятся
к нетранслируемой области. По-
липептидная цепь препроглю¬
кагона построена из 180 амино-1 Гликоген — полисахарид,
построенный из остатков
глюкозы; содержится а
больших количества» в пече¬
ни и мышцах как резерв уг¬
леводов в организме.
108Ноаости неукикислотных остатков, которые
образуют: сигнальный пептид
(20 аминокислотных остатков),
пептид 1—30, глюкагон 33—61,
пептид 72—108 (37 аминокислот¬
ных остатков) и пептид 126—
160 (35 аминокислотных остат¬
ков).Nature, 1983, v. 302, № 5910,
p. 716—718 (Великобритания).Молекулярная биологияК лечению болезни Леша-
НихемаИзредка встречается тя¬
желая врожденная болезнь де¬
тей, известная под названием
синдрома Леша-Нихема; его
симптомы — умственная отста¬
лость, спинномозговые параличи
и неудержимое стремление об¬
кусывать пальцы, калеча их. Об¬
условлены эти симптомы тем,
что в организме больных детей
не вырабатывается фермент ги¬
поксантин - фосфорибозилтранс-
фераэа (ГФРТ) вследствие ина¬
ктивации гена, кодирующего
данный фермент.В 1982 г. группа исследо¬
вателей Калифорнийского уни¬
верситета (Сан-Диего, США) вы¬
делила иэ клеток здорового че¬
ловека нормальный ген ГФРТ.
Недавно Д. Миллер (D. Miller;
Институт им. Солка, США) встро¬
ил этот ген в штамм одного иэ
ретровирусов, клонировал его
и ввел в спинной мозг мышей,
где стал синтезироваться чело¬
веческий ГФРТ.Теперь появилась надеж¬
да, что подобным методом мож¬
но будет лечить детей с синдро¬
мом Леша-Нихема. По сообще¬
нию Д. Миллера, такие опыты
планируется начать через один-
два года, как только выделен¬
ный штамм удастся сделать бо¬
лее приспособленным к раз¬
множению в организме чело¬
века; кроме того, необходимо
получить разрешение Совеща¬
тельного комитета по рекомби¬
нантным ДНК при Национальном
институте здравоохраненияСША и Санитарно-эпидемиоло¬
гической службы.New Scientist, 1984, t. 101, № 1393,
p. 100 (Великобритания).БиофизикаИзбирательная фрагмен¬
тация ДНК с помощью
лазераНе только для модифика¬
ции природных макромолекул,
но и для изучения их структуры
и свойств (например, выявления
активных центров ферментов)
широко используется метод ра¬
диационной деструкции. В по¬
следнее время в нем все чаще
стали применять излучение ла¬
зеров. Это связано со специфич¬
ностью, избирательностью взаи¬
модействия лазерного излуче¬
ния с молекулами исследуемого
вещества. Однако обеспечить
такую избирательность непрос¬
то, поскольку ультрафиолетовые
спектры поглощения различных
макромолекул, например ДНК
и белков, широки и сильно пе¬
рекрываются; еще больше пере¬
крываются спектры поглощения
отдельных фрагментов в макро¬
молекуле.В Институте автоматики
и электрометрии СО АН СССР
(Новосибирск) разработан ме¬
тод так называемой двухкванто¬
вой аффинной модификации
макромолекул, основанный на
химическом сродстве молекул;
в нем используется опреде¬
ленный, специфичный для дан¬
ной макромолекулы краситель,
который связывается с ней
ковалентно. Для ДНК таким
красителем является 8-метокси-
псорален (8-МОП): он образует
комплексы с двунитевыми участ¬
ками ДНК, но не связывается
с РНК или белками. Поэтому,
если растворы, содержащие кра¬
ситель, ДНК и белки, облучать
светом азотного лазера (Я=
=337 нм, мягкий ультрафиолет),
поглощать лазерное излучение
будет только краситель. После
того как краситель последова¬
тельно поглотит два кванта и
возбудится в состояние с энер¬
гией около 6-7 эВ (жесткий
ультрафиолет), дальнейший без-
радиационный переход этой
энергии к молекуле ДНК, связан¬
ной в комплекс с красителем,
вызовет ее двунитевый разрыв.
Таким образом, в растворе
избирательно идет «лазерный
разрез» только окрашенных кра¬
сителем макромолекул ДНК.Доказательства того, что
«лазерный разрез» происходит
только через комплекс краси¬
тель — ДНК, был^ получены при
проведении процесса в присут¬
ствии другого красителя, близ¬
кого к первому по спектральным
свойствам, но не так эффектив¬
но связывающегося е комплек¬
сы с ДНК. Оказалось, что второй
краситель при поглощении тако¬
го же количества энергии зна¬
чительно реже (примерно в
100 раз) стимулирует двуните-
вые разрывы ДНК. Тот же эф¬
фект наблюдается и при пони¬
жении константы связывания
красителя с ДНК; делалось
это путем увеличения концент¬
рации NaC и соответствующего
возрастания ионной силы раст¬
воров. Именно то, что «лазер¬
ный разрез» ДНК вызывается
не свободным красителем в ра¬
створе, а красителем, связанным
е комплекс с ДНК, и определя¬
ет избирательность процесса
фрагментации, исключая участие
в нем таких эффектов, сопро¬
вождающих облучение, как вы¬
деление тепла, образование сво¬
бодных радикалов и т. п.
Доклады АН СССР, 1983, т. 272, № 1,
с. 217—220.БиохимияСоединение гуанина с пла¬
тиной —- антиканцерогенСотрудники Института фи¬
зической химии им. Л. В. Пк-
саржевского и Института проб¬
лем онкологии им. Р. Е. Ка-
вецкого АН УССР продолжили
поиск противоопухолевых пре¬
паратов среди комплексных сое¬
динений гуанина (Gu) с двух¬
валентной платиной. В своей
работе они основывались на из¬
бирательном взаимодействии
химических канцерогенов с гуа-
ниновым основанием ДНК, а так¬
же на данных о терапевти¬
ческой эффективности коорди¬
национных соединений переход¬
ных металлов, и в первую
очередь двухвалентной плати¬
ны, при лечении онкологических
заболеваний.В реакции между K?Pt-
■ СЦ и Gu, проходящей в соля¬
Новости науки109нокислом растворе, был получен
электронейтральный комплекс
цис-дихлоромоноаквагуанинпла-
тнны (А). Соединение, выде¬
ленное в виде дигидрата, пред¬
ставляет собой мелкокристал¬
лический порошок желтого цве¬
та, плохо растворимый в воде,
но хорошо — в таких раство¬
рителях, как диметилформамид
и диметилсульфоксид.Антиканцерогенная актив¬
ность соединения А изучалась
в опытах с беспородными бе¬
лыми крысами, у которых вве¬
дение канцерогенного вещества
(7,12-диметилбенз(а)антрацена)
вызывало образование опухо¬
ли молочной железы. Одной
из опытных групп одновремен¬
но с канцерогеном вводили
раствор препарата А в диметил-
сульфоксиде. Другой группе
в период образования опухоли
вводили известный своей про¬
тивоопухолевой активностью
препарат цис-дихлордиаминпла-
тина (Б), который уже приме¬
няется в онкологии.Испытания показали, что
вновь синтезированное соедине¬
ние платины с гуанином (А)
малотоксично, кроме того, в от¬
личие от комплекса Б, оно
снижает процент гибели живот¬
ных от токсичности канцерогена
с 28 % (в контрольной группе)
до 12 %. Антиканцерогенная
активность препарата А доста¬
точно высока: латентный период
выхода злокачественных ново¬
образований существенно (до6 месяцев вместо 2,5) удли¬
няется, а процент животных
с опухолями по сравнению
с контролем значительно
меньший.Итак, кроме традицион¬
ных методов предупреждения
злокачественных новообразова¬
ний химической природы, осно¬
ванных на ограничении посту¬
пления канцерогенных веществ
из окружающей среды, воз¬
можен новый подход, исполь¬
зующий протекторы — комп¬
лексные соединения двухвалент¬
ной платины с гуанином и его
производными. Протекторное
действие таких соединений, по-
видимому, обусловлено умень¬
шением степени связывания кан¬
церогенов или их метаболитов
с ДНК.Доклады АН СССР, 1983, т. 273,
№ 3, с. 632—635.МедицинаСвиной интерферон для
лечения людейКак известно, терапевти¬
ческая активность интерферона
проявляется лишь в пределах
того вида, из клеток особей ко¬
торого он был получен. Так,
интерферон, полученный из кле¬
ток мышей или крыс, не окажет
противовирусного действия на
клетки обезьян или человека.
Поэтому для лечения людей эф¬
фективны только те препараты
интерферона, которые получены
из клеток человека.В последние годы иссле¬
дователи из Советского Союза
и США обнаружили, что опре¬
деленной противовирусной ак¬
тивностью при введении в орга¬
низм человека может обладать
интерферон, полученный из лей¬
коцитов крови свиней. По-види-
мому, это связано с тем, что
между многими белками чело¬
века и свиньи существует зна¬
чительное сходство.Сотрудниками Централь¬
ного научно-исследовательского
института Министерства здраво¬
охранения СССР и Всесоюзного
научно-исследовательского ин¬
ститута биологического прибо¬
ростроения Главмикробиопрома
провели испытание мази, содер¬
жащей свиной интерферон, для
лечения людей, страдающих
рецидивирующим герпесом;
(Проблема лечения этОго забо¬
левания до сих пор не решена.)
Препараты содержали не менее
50 тыс. единиц интерферона
на 1 г мази. Испытания проводи¬
лись на больных (302 человека),
страдавших герпетическими по¬
ражениями лица и гениталий.Полученные результаты
свидетельствуют о выраженной
терапевтической активности
препарата. Явный лечебный эф¬
фект отмечен у 265 больных;
у 96 больных применение мази
перед началом или в ранние
сроки появления высыпаний пре¬
дупреждало возникновение ре¬
цидивов или прерывало их раз¬
витие. В большинстве случаев
применение мази, содержащей
свиной интерферон, сокращало
длительность высыпаний, умень¬
шало интенсивность рецидиви¬
рующего герпеса и прерывалоразвитие высыпаний, если пре¬
парат начинали использовать в
ранние сроки возникновения
рецидивов.Антибиотики, 1983, т. XXVIII, № 11,
с. 840—852.МедицинаТучность и канцерогеныСотрудники отдела меди¬
цины и фармакологии Меди¬
цинского стоматологического
университета Нью-Джерси, США
(D. Е. Hutcheon, J. Kantrowltz,
R. N. van Gelder, E. Flynn) изу¬
чали влияние различных фак¬
торов на содержание в плазме
крови людей бенз(а)пирена —
одного из канцерогенных за¬
грязнителей воздуха. Наряду с
другими токсичными вещества¬
ми бенз(а)пирен содержится,
в частности, в выхлопных газах
автомобилей, самолетов и про¬
чих видов транспорта. Бенз(а)пи-
рен часто используют в ка¬
честве индикатора загрязнения
окружающей среды полицикли-
ческими углеводородами, мно¬
гие из которых обладают кан¬
церогенными свойствами.В ходе обследования, в
котором принимали участие
добровольцы (61 человек, со¬
трудники трех клиник штата
Нью-Джерси, две из которых
расположены в черте города
Ньарка, а одна — в зеленой
пригородной зоне), было уста¬
новлено, что, помимо хорошо
известной связи между кон¬
центрацией бенз(а)пирена в
плазме крови и содержанием
этого вещества в окружающей
среде, суи^ествует четкая корре¬
ляционная зависимость его кон¬
центрации в крови от тучности
обследованных.Концентрация бенз(а)пи-
рена в плазме крови опреде¬
лялась с помощью высоко¬
чувствительного радиоиммунно-
го метода, заключавшегося
в подсчете величины вытесне¬
ния меченого бенз(а)пирена из
антител, инкубированных с оп¬
ределенным количеством плаз¬
мы крови. Тучность каждого
человека оценивалась как част¬
ное от деления массы тела
на квадрат роста. Более вы¬
110Новости наукисокое содержание бенз(а)пире-
на в плазме крови тучных лю¬
дей объясняется достаточно лег¬
ко: как и другие полицикли-
ческие ароматические углеводо¬
роды, бенз(а)пирен хорошо
растворим в липидах и спо¬
собен накапливаться в жировой
ткани. А, как известно, при про¬
чих равных условиях, вероят¬
ность развития онкологических
заболеваний выше у тех людей,
в организме которых содер¬
жится большее количество кан¬
церогенов.До сих пор в исследо¬
ваниях, проводившихся с целью
определения степени воздей¬
ствия загрязняющих агентов ок¬
ружающей среды на число ра¬
ковых заболеваний и смертность
от них, такая физиологическая
особенность, как тучность, обыч¬
но во внимание не принималась.
Это вносило существенные не¬
точности в работу и в ряде слу¬
чаев не позволяло обнаружить
неблагоприятный характер воз¬
действия загрязнителей на здо¬
ровье людей.Environmental Research, 1983, v. 32,
№ 1, p. 104—110 (США).М.Предрасположенность к
ишемии миокарда: тип
поведения и наследствен¬
ностьПсихолог X. Айзенк и ге¬
нетик Д. .Фалкер- (Н. Eysenck,
О. Fulker; Лондонский психиатри¬
ческий институт, Великобрита¬
ния) обследовали более тысячи
близнецов с помощью вопрос¬
ника, предназначенного для вы¬
явления лиц так называемого
типа А, особенности поведении
которых, как считают специа¬
листы, Ъпределяют предраспо¬
ложенность к ишемической бо¬
лезни сердца1.Опрос показал, что для
типа А наиболее характерны:1 Подробнее о поведении
типа А см.: Особенности
психики и предрасположен¬
ность к коронарным болеэ-
ням.— Природа, 1983, № 12,
с. 108.напряженность, амбициозность,
активность и несдержанность в
проявлении чувств. Сравнение
однояйцевых и двуяйцевых
близнецов свидетельствует, что
межиндивидуальные различия
по этим четырем свойствам
на 50—70 % определяются ге¬
нетической изменчивостью.Тип А в аспекте заболе¬
вания ишемической болезнью
сердца изучается уже более30 лет, однако влияние генети¬
ческих причин обнаружено
впервые.Personality and Individual Differences,
1983, v. 4, NS 5, p. 499—504
(Великобритания).ПсихологияКак дети различают эмо¬
цииВ. П. Морозов, Е. С. Дмит¬
риева, К. А. Зайцева, В. Ю. Кар¬
манова и Н. В. Суханова (Ин¬
ститут эволюционной физиоло¬
гии и биохимии им. И. М. Се¬
ченова АН СССР, Ленинград)
изучали процесс формирования
у детей в возрасте от 7 до16 лет специализации полуша¬
рий коры головного мозга к
восприятию различных эмоций.Как известно, в левом по¬
лушарии находятся речевые
центры, ответственные за логи¬
ку речи, а в правом — центры,
определяющие точность воспри¬
ятия человеком эмоциональной
интонации речи, музыки и во¬
обще эмоционально-образных
картин внешнего мира. Посколь-
ку путь в правое полушарие
идет в основном через левое
уко (вследствие перекреста
нервных волокон), а в левое
полушарие — через правое ухо,
взрослый человек лучше воспри¬
нимает логику речи через пра¬
вое ухо, а эмоциональную ок¬
раску голоса через левое. Лю¬
бопытно, как формируется эта
асимметрия восприятия с воз¬
растом.Детям поочередно в слу¬
чайном порядке на левое и пра¬
вое ухо подавали в исполне¬
нии профессиональных акте¬
ров и певцов фразы или му¬
зыкальные отрывки, в которых
были выражены радость, гнев,
горе, страх, а затем оценивалиправильность определения деть¬
ми эмоционального контекста
этих отрывков. Оказалось, что
эмоции страха и гнева воспри¬
нимаются правильно значи¬
тельно чаще, чем эмоции ра¬
дости. При этом установлено
преимущество левого уха (т. е.
правого полушария) для воспри¬
ятия всех эмоций. Правильность
определения эмоции страха зна¬
чительно возрастает к 15—16 го¬
дам по сравнению с 7—8-лет¬
ним возрастом; относительно
эмоции радости она улучша¬
ется мало. *Таким образом, уже к 7—
8 годам асимметрия восприятия
эмоций в речи и пении в целом
сформирована. При этом выяв¬
лены большие индивидуальные
различия к восприятию эмоций.Журнал эволюционной биохимии и
физиологии, 1983, т. 19, № 3,
с. 289—292.МикробиологияОбнаружен новый мико¬
токсинМикроскопические пара¬
зитические грибки Fusarium ши¬
роко распространены в природе,
заражая продовольственное
сырье и корма продуктами своей
жизнедеятельности — микоток¬
синами. Многие виды этих гриб¬
ков — причина серьезных пи¬
щевых отравлений. Особо ток¬
сичны грибки Fusarium sporo+ri-
сЫеМа. При исследовании ряда
их штаммов, выделенных на тер¬
ритории СССР, обнаружено, что
большинство из них вырабатыва¬
ет микотоксины еще малоизу¬
ченной трихотеценовой группы1;
были найдены и другие токсич¬
ные компоненты, химическая
структура которых еще не уста¬
новлена.Группа содрудников Ин¬
ститута питания АМН СССР и
Института биоорганической хи¬
мии им. М. М. Шемякина1 Трихотецены — метабо¬
литы плесневелых грибов
рода Fusarium. По хими¬
ческому строению они от¬
носятся к производным 12,13 - эпокситрихотецена -9.
См.: Микробиол. ж., 1983,
т. 44, № 5, с. 561.
Новости науки111АН СССР исследовала химиче¬
скую структуру токсических ком¬
понентов, выделенных из зерна,
экспериментально зараженного
F. sporotrichiella. Хроматографи¬
ческими методами среди из¬
вестных микотоксинов группы
трихотеценов был обнаружен
новый микотоксин: 8-(3-метил-
бутирилокси)-12, 13-эпокситри-
хотец-9-ен-3,4,15-триол. Его хи¬
мическое строение было затем
подтверждено данными масс-
спектрометрии, протонного маг¬
нитного резонанса и химическим
синтезом. В опытах на крысах
этот микотоксин показал высо¬
кую токсичность: доза препара¬
та 30 мг/кг вызывала гибель жи¬
вотных через 36 часов.Доклады АН СССР, 1 984, т. 274, № 3,
с. 727—730.БиологияОбеззараживание карто¬
феляА. С. Вечер, Н. *Д. Гонча¬
ров, Н. С. Кожушко и А. А. Буд¬
кевич (Институт эксперименталь¬
ной биологии им. В. Ф. Куп-
ревича, Минск) разработали
простой способ обеззаражива¬
ния клубней картофеля раз¬
бавленным раствором соляной
кислоты: это позволяет значи¬
тельно снизить потери картофе¬
ля при длительном хранении
из-за поражения грибными и
бактериальными заболевания¬
ми.Чтобы подавить развитие
грибов и микроорганизмов на
поверхности клубней, достаточ¬
но перед закладкой на хране¬
ние погрузить сетки или кон¬
тейнеры со свежесобранным
картофелем на 10—20 мин в
0,01 М раствор соляной кисло¬
ты (pH 2),Недавно завершены пер¬
вые производственные испыта¬
ния этого способа: потери се¬
менного и продовольственного
картофеля при хранении на
протяжении года снижены в
1,5—2 раза. По эффективности
обработка соляной кислотой не
уступает применению в анало¬
гичных целях дорогостоящих,
производимых главным образом
зарубежными фирмами и к тому
же не всегда безвредных дляздоровья человека химических
препаратов. Обработка соляной
кислотой не влияет на вкусовые
качества, а также на жизне¬
способность семенного карто¬
феля.Весщ Акадэмгй навук БССР, сер.
б1ял. навук, 1983, № 2, с. 108-—111,
№ 6, с. 26—29.ЗоологияТерморегуляция у ламан¬
тинаСовременные представи¬
тели морских травоядных мле¬
копитающих из отряда сирен —
ламантины и дюгони — насе¬
ляют теплые воды тропиков,
и субтропиков. Считается, что
любое похолодание для них
смертельно. Однако известно,
что один представитель этого
отряда — стеллерова морская
корова была отлично приспо¬
соблена к жизни в холодных
водах Командорских о-вов, где
встречалась во множестве, пока
не была полностью истреблена
человеком в XVIII в. Следо¬
вательно, можно было полагать,
что и у современных сирен
существует некий механизм,
позволяющий им приспосабли¬
ваться к температурным изме¬
нениям окружающей среды.Исследованием этойпроблемы занималась группа
биологов из Бразилии. Канады
и США (G. J. Gallivan, R. 5. Best,
J. W. Kanwisher). В ходе наблю-
дений за амазонским ламанти¬
ном (Trichechus inunguis) они
пытались выяснить, с помощью
какого физиологического аппа¬
рата эти животные могли бы
изменять температуру своего
тела. Ламантина весом около
190 кг заставили проглотить
термометр, снабженный теле¬
метрическим устройством, поз¬
воляющим регистрировать внут¬
реннюю температуру тела. Од¬
новременно с помощью респи¬
рометра по величине поглоще¬
ния Ог и выделения СО2 опре¬
деляли интенсивность обмена
веществ на фоне изменения тем¬
пературы окружающей среды.Оказалось, что для такой
большой массы ламантин имеет
весьма низкий уровень обмена
веществ: втрое меньший, чемполагали до сих пор, исходя
из размеров животного. Темпе¬
ратура тела у него держится
около 36 °С и при изменении
температуры воды меняется
вслед за ней, но лишь пока не
опустится ниже 22—23 °С. В этом
случае обычно медлительное
животное становилось заметно
более активным; оно начинало
согревать себя в движении. Ка¬
залось, других способов согреть¬
ся (например, благодаря дро¬
жанию, как это делают многие
другие млекопитающие) у ла¬
мантина нет. Дальнейшие иссле¬
дования показали, что ламан¬
тин способен снижать теплоот¬
дачу путем уменьшения цирку¬
ляции крови в периферийных
сосудах. Немалую роль в сохра¬
нении энергии играет, вероятно,
и достаточно развитый подкож¬
ный жировой слой, служащий
теплоизолятором.И все-таки в целом систе¬
ма терморегуляции у ламанти¬
на оказалась значительно ме¬
нее эффективной, чем у других
морских млекопитающих (на¬
пример, тюлени прекрасно пе¬
реносят разницу в температуре
между окружающей средой и
телом, достигающую 30 °С).
Очевидно, у ныне существую¬
щих видов сирен достаточно
совершенного механизма тер¬
морегуляции не выработалось
ввиду сравнительного постоян¬
ства температуры вод в субтро¬
пических и тропических рай¬
онах.Physiological Zoology, 1983, v. 56,
p. 266 (США).ЗоологияБражники в прямом смыс¬
ле словаИногда материалы инте¬
ресных наблюдений долгие годы
остаются скрытыми в полевых
дневниках исследователей. Так
произошло и с результатами
наблюдений за питанием бабо¬
чек из семейства 3phingidae —
по-русски называемых бражни¬
ками — на одном из видов
дурмана, произрастающем в
штатах Аризона и Нью-Мекси-
ко (США). В. Грант и К. А. Грант
(V. Grant, К. A. Grant), сотруд¬
ники факультета ботаники У ни-
112Новости наукиверситета штата Техас, вели свои
наблюдения в 1958—1961 гг.,
а результаты опубликовали лишь
теперь.Цветки дурмана (Datura
meteloides) — крупные, до 15 см
в диаметре, обладают сильным
запахом и живут лишь с вечера
до утра следующего дня. Опы¬
ляют их исключительно браж¬
ники: цветочная трубка, дости¬
гающая 10,5—11 см в длину,
преодолима лишь для этих насе¬
комых. Наиболее частым визи¬
тером изучавшегося растения
был бражник Manduca quinque-
maculata, длина хоботка кото¬
рого составляет 10± 1,2 см. Ноч¬
ные наблюдения при красном
свете, не воспринимаемом боль¬
шинством насекомых, позволили
проследить за естественным
поведением бабочек. И ока¬
залось, что, питаясь на дурмане,
они проявляют сильные призна¬
ки опьянения: неловко опуска¬
ются на цветок, часто прома¬
хиваются мимо цели и падают
на листья или на землю.Известно, что во всех ча¬
стях данного растения, в том чис¬
ле и в цветках, содержатся тро-
пановые алкалоиды (такие как
атропин, гиосциамин, скопола-
мин). По-видимому, подобные
алкалоиды присутствуют и в нек¬
таре; являясь наркотическим на¬
чалом, они побуждают несеко-
мых к совершению таких дей¬
ствий, которые нельзя класси¬
фицировать иначе, как браж-
ничанье.Авторы полагают, что
наркотические вещества, зна¬
чение которых в качестве фак¬
тора, привлекающего опыли¬
телей, ранее недооценивали,
должны содержаться и в дру¬
гих группах растений.Botanicae Gazette, 1903, v. 144, № 2,
p. 280 (США).ЗоологияБорьба с фараоновым
муравьемРодина фараонова му¬
равья (Monomorium pharaorris) —
девственные леса Индии. Отту¬
да за последние несколько сот
лет это насекомое было пас¬
сивно распространено во всемумиру. В настоящее время его
существование тесно связано
с человеком; в частности, в уме¬
ренной зоне он живет в постоян¬
но отапливаемых помещениях.
Главные проблемы связаны с
проникновением этого вида му¬
равья на предприятия пищевой
промышленности, в лечебные
учреждения, в квартиры. Буду¬
чи переносчиком и хозяином
некоторых патогенных микро¬
организмов, фараонов муравей
отличается чрезвычайной спо¬
собностью проникать внутрь
различных стерильных и асепти¬
ческих материалов, под повязки
открытых ран и т. п. Борьбе
с насекомым мешает его боль¬
шая плодовитость. Применение
классических контактных инсек¬
тицидов малоэффективно, по¬
скольку муравьи хорошо нау¬
чились их распознавать и из¬
бегать. Более успешно действу¬
ют приманки, содержащие
мышьяк, однако они представ¬
ляют опасность для людей.В Чехословакии сотрудни¬
ки Института гигиены и эпи¬
демиологии, Института эпиде¬
миологии Чехословацкой АН
(Прага) и Районной гигиени¬
ческой станции в Оломоуце под
руководством В. Рупеша (V. Ru-
peS) испытали эффективность
новых приманок, содержащих
синтезированный аналог юве¬
нильного гормона — метопрен.
Метопрен оказывает тормозя¬
щее влияние на развитие му¬
равья, нарушает коммуникацию
насекомых.Приманка составлена из
сухих яичных желтков, измель¬
ченных сухарей и меда в ве¬
совых пропорциях 2:1, 5:1 и со¬
держит 0,5 % метопрена. Ее
раскладывали в жилых квар¬
тирах и медицинских учреж¬
дениях кучками в дозе 1 г на
3—6 м2 площади пола. После
двух обработок, проведенных
в течение 8—12 дней, муравьи
были полностью истреблены;
эффект был зафиксирован спус¬
тя 100 дней от начала приме¬
нения приманки.По сравнению с обычны¬
ми методами борьбы токсико¬
логический риск новой приман¬
ки ничтожен для людей. При¬
манки не окрашивают пол в
местах контакта; если их не
смачивать водой, на них не за¬
водится плесень, в них не
размножаются бактерии. Прииспользовании таких приманок
нет необходимости прекращать
или ограничивать деятельность
медицинских учреждений; квар¬
тиры остаются пригодными для
жилья. Перед употреблением
приманку следует хранить в гер¬
метичной упаковке в холодиль¬
нике при температуре +4 °С,
но не долее трех недель.
Журнал гигиены, эпидемиологии,
микробиологии и иммунологии,
1983, т. 27, № 3, с. 297—305 (ЧССР).ЭтологияВзаимопомощь у ман¬
густЗоолог А. Раза (A. Rasa;
Байрейтский университет, Бава¬
рия, ФРГ) наблюдала в пустыне
Тара (Кения) редкий случай
поведения карликовых мангуст
(Herpestes).Одно из животных, оче¬
видно раненное хищником, поч¬
ти полностью потеряло способ¬
ность передвигаться. Тогда ос¬
тальные ма густы этой группы
стали проводить рядом с ним
большую часть времени. Они вы¬
лизывали его, оказывали пред¬
почтение при кормлении. Все
перемещения группы в течение
шести дней ограничивались срав¬
нительно малым пространством
между двумя соседними тер¬
митниками, что совершенно не¬
типично для этих зверьков.
На седьмой день раненая нога
поджила, и мангуст, хотя и с
трудом, мог уже кормиться
вместе со всеми. С этого време¬
ни вся группа вернулась к обыч¬
ному распорядку жизни.По мнению исследова¬
тельницы, подобное альтруисти¬
ческое поведение мангуст свя¬
зано с тем, что от численности
взрослых особей в значительной
мере зависят шансы на сохране¬
ние всей группы. Хотя в каждой
группе мангуст детенышей при¬
носит лишь одна пара, в охране
потомства от хищников участ¬
вуют все взрослые члены груп¬
пы. По-видимому, для выжива¬
ния данной группы было су¬
щественным сохранить и ране¬
ную особь.Zeitschrift fur Tierpsychologie, 1983,
v. 62, № 3, p. 235—240 (ФРГ).
Новости наукиПолихлортерфенилы за
гряэняют средуБольшую экологическую
опасность представляет, как из¬
вестно, загрязнение биосферы
полихлорбифенилами (ПХБ). Не¬
давно А. Йенсен и К. Йорген¬
сен (A. Jensen, К. Jorgensen; На¬
циональное агентство охраны
окружающей среды, Копенга¬
ген, Дания) проанализировали
данные о загрязнении биосфе¬
ры полихлортерфенилами (ПХТ)
и показали, что эти вещества
не менее опасны. Молекулы
ПХТ состоят из трех бензольных
колец — на одно больше, чем у
ПХБ. Терфенилы содержат 14
атомов водорода, из которых
один или несколько могут за¬
мещаться атомами хлора, об¬
разуя хлорированные терфе¬
нилы.ПХТ широко используются
в гидравлических жидкостях,
смазках, в литейном деле. Они
обладают всеми недостатками
ПХБ: крайне стабильны, спо¬
собны накапливаться в орга¬
низме и повышать свою кон¬
центрацию по мере продвиже¬
ния по пищевым цепям; по
своему токсическому действию
полихлортерфенилы напомина¬
ют ПХБ, но несколько слабее их.За последнее время по¬
лучены данные о содержании
ПХТ в тканях самых различ¬
ных животных, обитающих в раз¬
ных экосистемах. Например,
в яйцах чаек, гнездящихся в
дельте Роны (Франция), содер¬
жание ПХТ составляло (по весу)
23 доли на миллион, а ПХБ —
0,8 миллионных долей. В Шве¬
ции у орлана-белохвоста содер¬
жание ПХТ в организме дости¬
гает 17 миллионных долей (по
весу). Полихлорированные тер¬
фенилы обнаружены также и в
тканях человека. Так, у жителей
Токио в жировой ткани содер¬
жится в среднем 1,11 миллион¬
ных долей ПХТ (1974 г.); в жиро¬
вой ткани жителей Осаки нахо¬
дили до 39,3 миллионных до¬
лей ПХТ (1975—1978 гг.). Эти ве¬
щества выявлены и в молоке
японских женщин (1974 г.), но их
концентрация в 60 раз ниже по
сравнению с ПХБ.Наиболее серьезно отри¬
цательная роль ПХБ и ПХТпроявляется в их способности
нарушать процессы размноже¬
ния животных. Так, испытания
Ароклора-5460 (коммерческое
название продукта, основным
компонентом которого являют¬
ся ПХТ) показали, что его при¬
сутствие в организме куриц
леггорнов увеличивает у них
число аномальных и мертвых
эмбрионов. Установлена кан-
церогеиность ПХТ для печени
мышей. ПХТ способны индуци¬
ровать в печени млекопитающих
повышенное содержание цито¬
хрома Р-450 и усиливать актив¬
ность ряда ферментов (ани-
лингидроксилазы, эстеразы и
др.); одновременно понижает¬
ся активность глюкозо-6-фосфа-
тазы. Получены также данныеоб отрицательном воздействии
ПХТ на ферментативную систе¬
му быка, окуня и других видов
животных.Суммарное производство
ПХТ в США составило в 1959—
1972 гг. около 50 тыс. т, а в Япо¬
нии с 1955 по 1972 г. — около
2,7 тыс. т. Учитывая устойчи¬
вость этих веществ а окружаю¬
щей среде, нельзя недооце¬
нивать их опасности с приро¬
доохранной точки зрения.The Science of the Total Environment,1903, ». 27, № 2—3, p. 231—250
(Нидерланды).Г еологияНефть у берегов Ирлан¬
дииВ 1983 г. бурение с
морской платформы в 32 км к
югу от побережья Ирландии
вскрыло крупные залежи нефти,
сравнимые с месторождениями
на шельфе Северного моря.
Поисковые работы, осущест¬
влявшиеся в течение 20 лет
рядом крупнейших компаний
в различных пунктах Ирландско¬
го шельфа, положительных ре¬
зультатов не давали; единствен¬
ный успех — обнаружение
месторождения природного га¬
за в 42 км к югу от Кинсейла,
в пределах расположенного
здесь подводного грабена (за¬
пасы месторождения оценены
в 405 • 10е м3). Дальнейшая113разведка нефти была перенесе¬
на в открытое море на запад
от Ирландии, в бассейн Пор¬
кьюпайн. В конце 70-х годов
нефть здесь была найдена, но
большая глубина моря (свыше
1500 м) и снижение мировых
цен на нефть сделали добычу
нерентабельной. В 1981 г. до¬
рогостоящие исследования были
возобновлены в этом районе по
рекомендации американского
геофизика Д. Шеридана (Д. She¬
ridan), указавшего на сходство
тектонических и геологических
характеристик подводных гра¬
бенов на шельфе Северного
моря и у южного побережья
Ирландии. И здесь, и там гра¬
бены представляют собой про¬
тяженные опущенные блоки
земной коры, ограниченные по
своим длинным сторонам раз¬
ломами. За свою геологическую
историю такой блок претерпел
разламывание, и здесь могли
образоваться рифты. На дне
рифтовых долин нередко на¬
капливаются значительные мас¬
сы органических осадков, ко¬
торые под воздействием силь¬
ного теплового потока перера¬
батываются, порождая нефть.
Хотя не все подобные грабены
содержат углеводороды, ве¬
роятность их присутствия до¬
статочно высока.Геофизические исследо¬
вания показали, что в ходе
образования Атлантического
океана, в начале триасового
периода, земная кора в районе
Британских о-вов подвергалась
интенсивному растяжению. Еще
300 млн лет назад Ирландия
и Британия представляли собой
часть единого массива суши,
простиравшегося от нынешней
%осточно-Европейской равнины
до нынешнего западного побе¬
режья Северной Америки. За¬
тем мощные тектонические силы
разорвали этот массив и возник
Атлантический океан, который
продолжает расширяться поны¬
не. При этом грабены как с од¬
ной, так и с другой стороны
сохранились.Хотя размеры акватории,
расположенной к югу от Ир¬
ландии, значительно меньше Се¬
верного моря, ее геологические
структуры могут содержать за¬
пасы нефти, не уступающие
Североморскому щельфу. Ис¬
ходя из геологической симмет¬
рии региона, можно полагать,
114Новости наукиL0o ТИХИЙ ОКЪХН1б°с.и■35°ю г150эчто по другую сторону Атлан¬
тики, в районе Нью-Фаунд л ви¬
да, тоже могут находиться
нефтеносные структуры, пока
еще не обнаруженные.New Scientist, 1983, v. 100, № 1388,
p. 804—806 (Великобритания).Г еология92-й рейс «Гломара Чел-
ленджера»Рейс начался в порту Па¬
пеэте (Таити) 23 февраля и за¬
вершился заходом в Бальбоа
(Панама) 19 апреля 1983 г.1
Перед научным коллективом,
которым руководили американ¬
ские ученые М. Лейнен (М. Lei-
пеп; Университет штата Рок-
Айленд) и Д. Ри (D. К. Rea;
Университет штата Мичиган),
стояла задача: исследовать гид¬
рогеологические условия цирку¬
ляции гидротермальных раство¬
ров в базальтовом слое океа¬
нической коры и взаимодействие
этих растворов с вышележащи¬
ми осадками. С этой целью
было пробурено 19 скважин
в шести пунктах (597—602),
лежащих к западу от гребня
Восточно-Тихоокеанского подня¬
тия, примерно вдоль 19° ю. ш.
В этом районе, как показали
предыдущие исследования, ско¬
рость расширения дна океана
максимальна для всего земного
шара. В каждом из пунктов
бурения в одной или двух сква¬
жинах отбирался керн для полу¬
чения образцов осадков и ба¬
зальтов, а еще одна скважина
бурилась для проведения спе¬
циальных геофизических изме¬
рений (такие измерения были
проведены также в скважине
504, пробуренной в Панамской
котловине в 1979 г. в 69-м
рейсе2).' JOIDE§ Journal, 1983, v. IX,
№ 2, p. 1.2 Подробнее см.: 68-й и
69-й рейсы «Гломара Чел-
ленджера».— Природа, 1980,
№ 7, с. 108.Район работ бурового судна «Гло-
мвр Чел ленд ж ер» в 92-м рейсе.Осадки, отобранные в
скважинах 597—602, чрезвычай¬
но однообразны (они были
подробно изучены также и в
35-м рейсе3). Это типичные глу¬
боководные, так называемые
красные, глины, в которых
фактически отсутствует и тер-
ригенный материал (снесенный с
суши), и продукты вулканичес¬
кой деятельности. Скорость на¬
копления таких осадков очень
низка — около 1 мм за 1000 лет.
Исследователи считают, что они
имеют гидротермальное про¬
исхождение. Как оказалось, су¬
ществует периодичность уси¬
ления гидротермальной дея¬
тельности, составляющая 2 млн
лет. В эти периоды резко воз¬
растает скорость накопления
осадков. Особенно ярко это
проявлялось дважды: 5—7 и
21—25 млн лет назад, когда
скорость возросла до 150 —
200 мг/см2 за 1000 лет.Химический анализ пбро-
вых вод осадков показал, что
прямые доказательства их цир¬
куляции в толще отложений
отсутствуют (ранее считалось,
что такой процесс должен
существовать как результат раз¬
грузки гидротермальных вод иэ3 Подробнее см.: 35-й и 36-й
рейсы «Гломара Челлеидже-
ра».— Природа, 1975, № 2,
с. 112.2-го слоя океанической коры и
(или) поступления туда морской
воды).Под осадками во всех сква¬
жинах оказались базальты: пил-
лоу-лавы в верхней части и мас¬
сивные базальты в нижней.
Породы 2-го слоя изменены под
воздействием гидротермальных
растворов; выделены три фазы
изменений: ранняя фаза (во
время которой образовался ми¬
нерал смектит), промежуточная,
протекавшая при явном недо¬
статке кислорода (помимо смек-
тита, образовались тальк, хлориг
и слюда), и поздняя, протекав¬
шая в окислительных условиях
(образовались окислы железа,
кальцит, арагонит и др.).Несколько скважин иссле¬
довались с помощью скважин*-
ного телевизора, позволившего
в естественных условиях изучать
существующую трещиноватость
базальтов, что важно для пони¬
мания процессов циркуляции в
них растворов. Проведен ряд
других скважинных измерений,
требующих дополнительного
анализа в лаборатории. Важный
результат получен в скважине
504; оказалось, что нисходящий
поток морской воды в ней
уменьшился с 25 м/ч (по изме¬
рениям в ноябре 1981 г. в 83-м
рейсе) до 2—3 м/ч. Температура
в забое этой скважины доволь¬
но высокая (160—165°С), а тем¬
пературный градиент в геофизи¬
ческом слоем 2С (т. е. в нижней,
наиболее плотной части базаль¬
тового слоя) составил 80° /км.А. Е. Суэюмов,
кандидат геолого-минералоги-
ческих наук
Москва
Новости науки115Океанология. БиологияБиологические последст¬
вия Эль-НиньоС конца 1962 г. и почти
до конца 1983 г. а тропических
районах Тихого океана наблю¬
далось периодически возникаю¬
щее явление Эль-Ниньо, «воз¬
вращение» которого на этот
раз было самым интенсивным
за все время с момента его
открытия'.В июне 1983 г. поверх¬
ностная температура моря, омы¬
вающего о-ва Галапагос, распо¬
ложенные близко к стрежню
течения, была на 4° выше, чем
средняя многолетняя; ежегод¬
ные пассаты отсутствовали в
этом сезоне. За полугодие на
метеостанции Пуэрто-Айора (о-в
Санта-Крус) зарегистрировано
3225 мм осадков, тогда как
среднегодовая величина за пе¬
риод с 1965 по 1982 г. состав¬
ляла лишь 374 мм. Аномально
высокая температура и повы¬
шенная влажность, чрезвычайно
обильные осадки, сопровождав¬
шие Эль-Ниньо, существенно
изменили привычную среду оби¬
тания для многих представи¬
телей морской и сухопутной
флоры и фауны.На обычно довольно за¬
сушливых Галапагосских о-вах
развилась беспрецедентно гус¬
тая растительность. ЭкологА. Лори (A. Laurie; Зоологи¬
ческий факультет Кембриджско¬
го университета, Великобрита¬
ния), ведущий здесь работы
на протяжении ряда лет, уста¬
новил, что в 1983 г. впервые
многие гнездящиеся на Гала-
пагосах вьюрки и пересмешники
вывели более пяти выводков в
течение года. Однако для жи¬
вотных, чья жизнь связана с мо¬
рем, перемены сказались к худ¬
шему: высокая температура во¬
ды и ее понизившаяся соле¬
ность вызвали нарушения в пи¬
щевых цепях и привели к гибе¬
ли множество организмов.' Подробнее см. г номере:
Федоров К. Н. Этот кап¬
ризный младенец — Эль-
Ниньо! См. также: Климати¬
ческая аномалия в Тихом
океане.— Природа, 1983,
№ 10, с. 115; Последствия
Эль-Ниньо.— Там же, с. 116.Колонии олушей, гнездив¬
шихся ранее в массовом коли¬
честве на склонах горы о-ва
Рока-Висенте и на дне кратера
о-ва Дафна, совершенно опусте¬
ли. Если в 1982 г. альбатросы
еще пытались гнездиться на
о-ве Эспаньола, то в 1983 г.
сюда вернулись лишь несколько
птиц.Особенно пострадала
ящерица морская игуана, столь
характерная для галапагосской
фауны. Всего на этих островах
живет около 30 видов расти¬
тельноядных игуан, причем
морская игуана нигде, кроме
Галапагосов, не встречается. Это
эндемичное животное питается
водорослями, обычно изоби¬
лующими в водах холодного
течемия Гумбольта. Но в 1982—
1983 гг. основные виды этих
водорослей (Ulva, Spermotham-
r»ium, Centroceras, GeHdium) поч¬
ти полностью погибли. Прилив¬
ную' и субприливную зоны
заселили «новые» виды водо¬
рослей, которые игуана, по-ви¬
димому, не может эффективно
переваривать. Кроме того, на
морских игуан повлияли необыч¬
но высокий уровень моря и силь¬
ные прибои, мешавшие доступу
к привычным местам кормежки.
Резко возросла смертность игу¬
ан; в некоторых популяциях
численность упала вдвое. Почти
все взвешенные исследователем
особи имели необычно малый
вес. Средняя масса тела живых
взрослых игуан на о-ае Санта-
Фе, где обитает одна из круп¬
нейших колоний морских игуан,
оказалась на 30 % ниже, чем
в предыдущие годы; здесь вы¬
мерло 40 % этих ящериц, при¬
чем столь высокая смертность
была не только среди дете¬
нышей, но и среди взрослых.
Вскрытие погибших животных
показало, что у одних желудок
совершенно пуст, а у других
заполнен остатками «новых» ви¬
дов водорослей, а также тка¬
нями мертвых крабов, землей,
камешками. Очевидно, водо¬
росли содержат токсины, вредя¬
щие или самим игуанам, или
микр'Ьфлоре, которая населяет
их пищеварительный тракт. У
некоторых игуан в теле ока¬
залось большое количество па¬
разитирующего червя — нема¬
тоды. На тех из островов, где
нет завезенных человеком хищ¬
ников (кошек, собак), числен¬ность игуан достаточно высока,
на других же нынешнее бед¬
ствие могло привести к непо¬
правимым последствиям.В конце 1983 г. условия
на островах стали возвращаться
к норме; температура моря
понизилась. На о-в Санта-Фе
вернулись чайки. При всей ка¬
тастрофичности для животного
мира нынешнее «возвращение»
Эль-Ниньо предоставило уни¬
кальную возможность изучать
воздействие стихийных бедствий
на флору и фауну. Экологи¬
ческие и зоологические наблю¬
дения на Галапагосах продол¬
жаются.New Scientist, 1983, v. 100, № 1379,
p. 108 (Великобритания).ВулканологииАктивен ли вулкан Эль¬
брус!Эльбрус, сложенный ма¬
териалом собственных излиш¬
ний и выбросов, с покрытой
снегом и льдом вершиной, в
последнее время ничем себя не
проявлял; его ближайшие по
времени извержения были не
позднее, по крайней мере,
X в. н, э. И все же есть
основания считать, что глубин¬
ные зоны вулкана неспокойны.
Еще в 1903 г. на восточной
вершине Эльбруса, были найде¬
ны выхода сернистого газа.
И сейчас на этой вершине, на
высоте 5400 м, существуют
выходы нагретых газов в про¬
талинах — двухметровых колод¬
цах в смежном покрове, а
почти у снеговой линии действу¬
ют термальные источники с тем¬
пературой воды выше 20°С.
Все это, по мнению Н. И. Xи-
тарова, Ю. К. Щукина и А. В. Си¬
зова (Институт геохимии и ана¬
литической химии им. В. И. Вер¬
надского АН СССР), говорит о
продолжающейся тепловой жиз¬
ни вулкана. К тому же тепловой
поток из тела Эльбруса зна¬
чительно превышает средний
тепловой поток, характерный
для складчатой области Боль¬
шого Кавказа.Аномальное состояние
среды под вулканом (низкая
плотность, высокая температу¬
116Новости наукира) подтвердилось сейсмичес¬
кими данными, полученными
здесь с помощью низкочастот¬
ной сейсмической аппаратуры
типа «Земля» на высоте 300 м,
ниже снеговой линии. Поскольку
Эльбрус не имеет кальдеры,
характерной для вулканов та¬
кого типа, стадию его тепереш¬
него состояния можно опреде¬
лить как предкальдерную. Ис¬
ходя из объема изверженного
материала за четыре отрезка
жизни вулкана — от раннего
плейстоцена до голоцена, рас¬
считана интенсивность его вул¬
канической деятельности по ко¬
личеству изверженных продук¬
тов *в единицу времени. По¬
скольку интенсивность изверже¬
ний со временем не снижается,
отсутствие извержений в послед¬
нее время не может свиде¬
тельствовать о прекращении ак¬
тивности вулкана.По-видимому, Эльбрус —
вулкан еще живой, находящий¬
ся на стадии некоторого за¬
тишья и подготовки к возобнов¬
лению активной деятельности.
Таких примеров в природе не¬
мало: достаточно вспомнить
внезапное извержение вулкана
Безымянного на Камчатке в
1955 г. или неожиданный взрыв
Эль-Чичона в Мексике. Данные
об Эльбрусе пока ограниченны.
Необходимо комплексное изу¬
чение района Приэльбрусья для
решения многих геологических
проблем, оценки сейсмической
активности региона и прогноза
землетрясений, проблемы ис¬
пользования подземных запасов
тепла, вопросов курортологии.Доклады АН СССР, 1984, т. 275,
№ 4, р. 952—954.ГеографияОсобенности накопления
осадков s Северном Ле¬
довитом океанеО. К. Леонтьев (Москов¬
ский государственный универ¬
ситет им. М. В. Ломоносова)
рассмотрел вопрос об источни¬
ках поступления осадочных час¬
тиц в Северный Ледовитый
океан. От других океанов мира
он резко отличается малыми
размерами, своеобразием кли¬
матических, гидрологических идругих особенностей; специфич¬
ны и условия накопления осад¬
ков — об этом свидетель¬
ствует большая мощность пер¬
вого, осадочного слоя океани¬
ческой земной коры и, как
следствие этого, широкое рас¬
пространение глубоководных
плоских равнин, которые на
ложе других океанов обычно
занимают лишь незначительную
часть площади.Основным источником по¬
ступления осадочного материала
в океан является, как известно,
твердый сток рек. Однако реки,
впадающие в Северный Ледо¬
витый океан, отличаются боль¬
шой прозрачностью, поэтому
даже при всей своей много¬
водности они не могут прино¬
сить больших масс осадочного
материала. Проанализировав
другие возможные источники
питания океана: абразию бере¬
гов и дна, термическую абра¬
зию (разрушение берегов, сло¬
женных мерзлыми породами, в
результате теплового воздей¬
ствия морской воды), эоловый
принос, поступление осадочных
частиц с ледниками и речным
льдом, обмен взвесями между
соседними океанами, приток
биогенного материала — автор
заключает, что в Северный
Ледовитый океан ежегодно ори¬
ентировочно поступает за счет:
термической абразии ~1 млрд т,
твердого стока — 200 млн т,
ледового приноса — 180 млн т,
обмена взвесью с другими оке¬
анами 50 млн т, поступления био¬
генного материала — 40 млн т.Таким образом, традици¬
онные источники осадочного ма¬
териала — твердый речной сток
и биогенный материал — ре¬
шающего значения для Север¬
ного Ледовитого океана не
имеют. Первостепенная роль
принадлежит абразии, причем
из всех ее типов преобладает
термическая. И это вполне есте¬
ственно: ведь берега, сложен¬
ные кристаллическими и мета¬
морфическими породами, раз¬
рушаются, как правило, очень
медленно и в результате абра¬
зии таких берегов сколько-
нибудь значительного количест¬
ва рыхлого материала не об¬
разуется; берега же, сложен¬
ные рыхлыми породами, ско¬
ваны вечной мерзлотой и под¬
вержены именно термической
абразии (а протяженность тер-
моабразионных берегов в Се¬верном Ледовитом океане рав¬
на 6,7 тыс. км).Всего в Мировой океан
поступает (по А. П. Лисицыну)
около 26 млрд 430 млн т оса¬
дочного материала; на долю
Северного Ледовитого океана
приходится 6 % от общей вели¬
чины, тогда как его площадь
занимает всего 4 % от общей
площади Мирового океана. Сле¬
довательно, интенсивность пита¬
ния Северного Ледовитого оке¬
ана по крайней мере в 1,5 раза
выше средней для Мирового
океана. Учитывая, что весь
поступающий материал оседает
на сравнительно небольшой пло¬
щади, легко объяснить и фор¬
мирование мощного осадочного
слоя, и эффект выравнивания
донного рельефа путем по¬
гребения под толщей осадков
существовавшего ранее «корен¬
ного» рельефа поверхности
океанической земной коры.Автор обращает внима¬
ние на то, что мерзлотная
структура рыхлых толщ, сла¬
гающих ныне берега океана,
существовала не всегда, а это
означает, что и термическая
абразия могла происходить
лишь в течение ограниченного
времени, охватывавшего позд¬
ний плиоцен и плейстоцен.
Возраст же осадочной толщи
океана гораздо древнее. Оче¬
видно, обильное поступление
осадочного материала в доплио-
ценовое время было возмож¬
ным лишь при условии, что
твердый сток рек, впадающих
в него, был существенно больше
современного.Вестник Московского университета,1904, № 1, с. 34—38.Г еографияБольшое Соленое озеро
выходит из береговВода в Большом Соленом
озере — одном из величайших
в мире, расположенном на
юге-западе США, в штате
Юта,— продолжает прибывать.
В период с сентября 1982 по
июнь 1983 г. его уровень
повысился на 1,6 м, что является
рекордным показателем за все
36 лет, в течение которых
здесь ведутся постоянные на¬
блюдения. Затем в декабре
Новости науки1171983 г. уровень снова повы¬
сился на 25 см, что беспре¬
цедентно для любого периода
продолжительностью в один
месяц. В январе 1984 г. высота
зеркала озера над уровнем моря
превысила 1282 м, чего ни разу
не случалось с 1887 г. Причи¬
нами такого явления служат
обильные осадки в 1982 г.,
причем не только дожди, но и
сильные снегопады осенью, а
также весной 1983 г.Большое Соленое озеро и
в прошлом отличалось непосто¬
янством объема воды и ее
качества. Если, например, в
70-х годах прошлого века его
площадь составляла 5,5 тыс.
км2, то в 1935 г. — лишь
2,9 тыс. км2. Озеро весьма
сильно подвержено как природ¬
ным климатическим воздействи¬
ям, так и антропогенным (хотя
и в меньшей мере). В 1959 г.
через озеро была построена
дамба для железной дороги;
она пересекла всю акваторию
с запада на восток и воспре¬
пятствовала естественным про¬
цессам циркуляции. Между се¬
верной и южной частями озера
возникла разница в уровне вод;
в 1983 г. южный бассейн эре-
менами стоял почти на 1 м выше,
чем северный. Изменилась так¬
же соленость: в северной части
озера она составляет 25 %<,,
а в южной — лишь 9 %„ (для
сравнения: соленость морской
воды обычно близка к 3,6 %о).Повышение уровня и из¬
менение других характеристик
Большого Соленого озера при¬
чинили убытки в размере при¬
мерно 250 млн долл. .EOS, Transactions of the American
Geophysical Union, 1984, v. 64, № 8,
p. 67 (США).МетеорологияМикропорьвы ветраМикропорывом называют
мелкомасштабное, но весьма
ярко выраженное атмосферное
явление, при котором внезапно
возникает резкое локальное
движение воздушной массы
вниз, к поверхности земли.
Микропорыв несет значитель¬
ную опасность для низколетя¬
щего самолета, оказавшегося
в его зоне. Изучению этогоявления был посвящен проект
«Объединенные метеорологи¬
ческие исследования в аэро¬
портах», осуществленный летом1983 г. силами Национального
центра изучения атмосферы
США (Боулдер, штат Колорадо)
совместно с сотрудниками Фе¬
дерального управления авиации
США. Руководил проектом ме¬
теоролог Дж. Маккарти.Как показали наблюдения
75 микропорывов, типичный диа¬
метр движущегося в них воз¬
душного потока — 2 км. В мо¬
мент обнаружения микропорыва
с помощью радиолокатора ско¬
рость ветра в нем составляет
12 м/с, но а течение следующих6 мин она достигает 25 м/с; на
10-й мин поеле обнаружения
95 % микропорывов достигали
максимума интенсивности. Наи¬
большая скорость отмечалась
обычно на высоте около 75 м
над поверхностью земли. Это
как раз та высота, на которой
самолет стремительно идет на
посадку. Самолет в случае воз¬
никновения на его пути микро¬
порыва сначала испытывает
влияние встречного ветра, ко¬
торый поднимает нос, а затем —
попутного, опускающего нос ма¬
шины. На малых высотах пи¬
лот, вышедший на траекторию
снижения, не всегда успевает
удержать высоту в отсутствие
подъемной силы, что может
привести к катастрофе. На вы¬
соте более 150 м это явление
можно считать безопасным для
авиации.Исчерпывающего реше¬
ния проблемы пока не найдено.
Выработанные рекомендации
включают четкое объяснение
пилотам причин и типичных
характеристик микропорывов,
тренаж на их преодоление при
обучении. Указывается, что су¬
ществующая в США система
«Тревога при сдвиговом ветре
на малых высотах» малоэффек¬
тивна против микропорывов,
так как используемые ею при¬
боры недостаточно чувствитель¬
ны, чтобы обнаружить столь
мелкомасштабное явление (им
доступны движения воздушных
масс с поперечником не менее
3 км). Более надежны допле-
ровские радиолокаторы (их ис¬
пользование а ряде случаев дает
пилоту предупреждение при¬
мерно за 1 мин до вступления
в зону микропорыва), однакоими пока оборудованы не все
аэропорты страны.Характеристики микропо-
рывов предполагается вводить
в память аппаратуры, приме¬
няемой при имитации полета
в ходе обучения; создан учеб¬
ный фильм, демонстрирующий
характерные при этом явлении
ситуации.Science News, 1983, v. 124, № 10,
p. 151 (США).АрхеологияРыболовное сооружение
каменного векаАрхеологическая экспе¬
диция Института истории АН
ЛатвССР, руководимая автором,
обнаружила в 1983 г. при рас¬
копках поселения Звидзе, рас¬
положенного в Лубанской ни¬
зине (Латвия), на берегу за¬
росшего ныне озера Звидзес,
остатки рыболовного соору¬
жения — закол с вершами. Это
самое древнее сооружение по¬
добного типа иэ когда-либо
найденных на территории Вос¬
точной Прибалтики. На основе
спорово-пыльцевого анализа
оно датируется атлантическим
климатическим периодом; ра¬
диоуглеродная датировка вы¬
шележащего слоя позволяет
отнести его ко времени не
позднее 6210±80 лет назад,
т. е. к эпохе раннего неолита.Остатки закола и вершей
обнаружены нами на глубине
1,3 м в прослое сапропеля,
который в древности при подня¬
тии уровня озера вклинивался
между торфянистым и угли¬
стым культурными слоями. Хотя
вышележащий торф и строи¬
тельный мусор этого многослой¬
ного поселения, насчитывающе¬
го 17 различных горизонтов,
основательно придавили само
сооружение, нам удалось ча¬
стично восстановить конструк¬
цию закола и вершей. Интерес¬
но, что в одной из вершей
сохранились остатки 16 щук,
благодаря чему для археологов
и ихтиологов открылась воз¬
можность не только выяснить
особенности сооружения рыбо*
ловных заколов и верш, но и
установить состав ихтиофауны в
118Новости неукиАрхеологический раскол раине*
неолитического поселения Звидэе
(общий вид] с остатками рыболов¬ного закола в виде упавшей оград- Деревянный крюк для подвеши-
им из кольев и прутьев. вания сетей.озере, которое в начале голо¬
цена представляло собой от¬
крытый водоем глубиной 6—7 м.Рыболовный закол был
сооружен в мелководной части
озера, вблизи берега, куда вес¬
ной заходила на нерест щука.
Он имел в длину несколько
метров и состоял из вертикально
вбитых в дно озера кольев,
расположенных двумя парал¬
лельными рядами. Пространство
между кольями заполнялось в
нескольких ярусах прутьями.Ботаники установили, что
для этой цели использовались
ивовые, осиновые и ильмовые
ветви диаметром 1—1,5 см.
С обеих сторон к заколу
прикреплялись верши. Для изго¬
товления горла такой корзины-
ловушки использовались тонкие
прутья, а на корпус шли сосно¬
вые лучины диаметром около1 см с прямоугольным или квад¬
ратным сечением.Брошенная 6 тыс. лет на¬
зад древними рыболовами вер¬
ша с 16 щуками относится
к тому периоду, когда поселение
носило сезонный характер. Оно
появилось здесь именно во вре¬
мя нереста щук (кстати, щуки
на всех этапах заселения Лу-
банской низины были основным
объектом рыболовства). Палео¬
ихтиологи выяснили, что, поми¬
мо щук, обитатели этого посе¬
ления ловили также сома и
окуня. Длина щук была от 40
до 140 см, сома — от 120 до
170 см, а окуня — не больше
30 см.Между прутьями закола
был найден пучок нитей. Это
остатки самых древних ниток,
обнаруженных на территории
лесной полосы Европейской час¬
ти СССР. Такие нити могли
использоваться для плетения ры¬
боловных сетей. На возможность
применения сетей указывают и
крупные деревянные крюки,
найденные в том же культур¬
ном слое.Открытое рыболовное со¬
оружение представляет интерес
не только для археологов, но
и для этнографов, изучающих,
в частности, всякого рода ры¬
боловные приспособления как
современных рыболовецких ар¬
телей, так и принадлежащие
рыболовам прошедших эпох.И. А. Лозе,
кандидат исторических наук
Рига
«Природе», 1984, № В 119■аапалдяяВ лучших традициях на¬
шей орнитологииВ. Д. Ильичев,доктор биологических наукМоскваА. С Мапьчееский
Ю Б ПуиинскийПтицыЛЕНИНГРАДСКОЙ
ОБЛАСТИИ СОПРЕДЕЛЬНЫХ
ТЕРРИТОРИЙТОМ 2А. С. Мальчевский, Ю. Б. Пуинн-
ский. ПТИЦЫ ЛЕНИНГРАДСКОЙ
ОБЛАСТИ И СОПРЕДЕЛЬНЫХ ТЕР¬
РИТОРИЙ: ИСТОРИЯ, БИОЛОГИЯ,
ОХРАНА. В 2 томах. Л.: Иэд-во
Ленинградского университета,
1983, 400 и 504 с.Можно ли описать жизнь
птиц общедоступным языком,
не греша против научной точ¬
ности? Если бы этот вопрос
был задан полвека назад, чи¬
татель, без сомнения, ответил
был утвердительно, вспомнив
книги А. Н. Формозова и других
наших орнитологов. Но в наше
время найти подобные примеры
становится все труднее. Быть
может, пора ученых-писателей
прошла?Но вот мы открываем
первый, а затем и второй
том объемистого трудаА. С. Мальчевского и Ю. Б. Пу-
кинского, посвященного птицам
северо-западной части нашей
страны, и убеждаемся в обрат¬
ном. Лучшие традиции нашей
орнитологии живы! Быть может
потому, что книга обращена
не только в будущее, но и в
прошлое, так как повествует
об изменениях в мире птиц
под влиянием человека. Отчасти,
но не только поэтому. Хорошим
литературным языком расска¬
зывается о проблемах сегод¬
няшнего дня, которые так остро
стоят и перед птицами и перед
человеком, коль скоро он вы¬
нужден защищать птиц от са¬
мого себя, налаживать с ними
оптимальные для обеих сторон
отношения. Если орнитологи не
решат эту проблему сегодня,
завтра им уже некого будет
изучать и охранять.Но охрана птиц — это
многоплановый комплекс, в
котором орнитология — лишь
одна из участниц. Агрономы,
животноводы, экономисты, охо¬
товеды и т. д. также хотят
иметь представление о птицах,
прежде чем их охранять и
заботиться о них. И поэтому
мы так остро нуждаемся в кни¬
гах, которые, будучи строго
научными, одновременно до¬
ступны широким кругам лю¬
бителей природы, без которых
проблему птиц не решить.Конечно, отношения че¬
ловека с птицами по-разному
складываются в разных регио¬
нах. Как же они складываются
на северо-западе нашей стра¬
ны — в Ленинградской, Нов¬
городской и Псковской обла¬
стях?В регионе обитают пред¬
ставители всех 18 отрядов птиц,
населяющих территорию СССР,
а на гнездовье отмечено около
трети гнездящихся в стране
видов. По своему видовому
разнообразию фауна региона
просто уникальна: здесь можно
встретить в летнее время 328
видов, а в зимнее 97.В регионе проводится
большая работа по охране птиц:
решением Ленинградского ис¬
полкома созданы 17 заказников
и Нижнесвирский заповедник,
разработана при участии авто¬
ров книги региональная стра¬
тегия, направленная на сохра¬
нение необходимых птицам мес¬
тообитаний — перестойных ель¬
ников и сосняков, верховых бо¬
лот, заливных лугов и кочкар¬
ников, участков побережий и
островов в Финском заливе и
на Ладоге. Но ведь нельзя не
учитывать и того факта, что в
пределах региона находится ог¬
ромный город с многомиллион¬
ным населением, а территория
региона вот уже много десяти¬
летий интенсивно урбанизиру¬
ется.Два столетия назад на¬
чалось изучение птиц региона,
которое в последние 30 лет
усилиями авторов книги и их
коллег из Ленинградского уни¬
верситета приняло планомерный
характер. Но и до этого, притом
дважды — в 1884 г. Е. А. Бих-
нером и в 1923 г. В. Л. Бианки —
подводились итоги. И вот, со¬
поставляя их данные с сегодняш¬
ним днем, ленинградские ор¬
нитологи выявили те глубокие
изменения, которые произошли
в фауне за это время и про¬
исходят сейчас. Если числен¬
ность 120 видов стабилизирова¬
лась, то 61 вид резко увеличил
свою численность, а 72 вида —
сократили, причем 32 из них
находятся на грани исчезновения
из пределов региона. За послед¬
нее столетие 10 видов пере¬
стали гнездиться в регионе,
а 15 видов появились вновь.
Здесь уже не встретишь на
гнездовье кликуна, серого гуся,
змееяда, сапсана; зато на смену
им пришли горлица, тростни¬
ковая и дроздовидная камы¬
шевки, зеленая пеночка, кана¬
реечный вьюнок, резко выросла
численность сизых голубей, реч¬
ных чаек, ворон, скворцов.Авторов глубоко трево¬
жит этот процесс «тривиали-
зации» фауны, когда из ее
состава постепенно исчезают та¬
120Рецензиикие своеобразные виды, как
чернозобая гагара, выпь, черный
аист, большой подорлик, малый
подорлик, змееяд, бородатая
неясыть и другие. «Красная кни¬
га» региона уже насчитывает
15 видов, а 65 видов, легко
уязвимых, становятся ее «канди¬
датами». Каждому их этих видов,
как и всем 253, гнездящимся
в регионе, в книге посвящен
специальный очерк, в котором
всесторонне и полно описы¬
вается образ жизни вида в
условиях северо-запада, рас¬
сматриваются проблемы охраны
прежде всего на «видимом»
уровне. И все это описывается
просто и ясно, с большим
количеством интересных рисун¬
ков и фотографий (к сожа¬
лению, они много потеряли из-
за плохой печати).Эти иллюстрации — труд
многих поколений студентов и
аспирантов, направляемых опыт¬
ной рукой и обученных на этом
материале замечательными пре¬
подавателями. А скольким по¬
колениям студентов и любите¬
лей природы еще доведется
пользоваться этой книгой, с бла¬
годарностью вспоминая ее соз¬
дателей! Создать и издать ее
было нелегко, и, завершая ре¬
цензию, хочется поздравить не
только авторов, но и Издатель¬
ство Ленинградского университе¬
та, сделавшее все, чтобы эта
чудесная книга увидела свет.Глазами японцаГ. К. ЦвераваБокситогорскТруд С. Накамуры, опи¬
рающийся на надежные источ¬
ники и написанный в жанре
научно-популярной литературы,
посвящен возникновению и ста¬
новлению многообразных рус-
ско-японских связёй, включая
научные. Книга обрывается на
событиях начала XX в. Автор
скоропостижно скончался в
1977 г., не успев завершить
задуманного дела — довести
повествование до наших дней.Японцыи русскиеСинтаро Накамура. ЯПОНЦЫ И РУС¬
СКИЕ. ИЗ ИСТОРИИ КОНТАКТОВ.
Пер. с япон. с сокр. В. Я. Салтыко¬
ва. Общ. ред. Б. Г. Сапожникова.
Вступ. ст. Ю. Д. Кузнецова. М.:
Прогресс, 1983, 302 с.Приобщение японцев к
научным знаниям и техническо¬
му опыту, накопленным в Европе
в течение веков, отчетливо
обозначились после половинча¬
той буржуазной революции
1867—1868 гг., т. е. устранения
власти военных правителей —
сегунов из династии Токугава
и восстановления центральной
власти императора, положившей
начало эпохе Мэйдзи (просве¬
щенного правления). До этого в
течение более двух веков Япо¬
ния пребывала в состоянии пол¬
ной самоизоляции, провозгла¬
шенной сегунами, которые были
напуганы быстрым проникнове¬
нием христианства в страну
Новая религия, привнесенная
португальцами — первыми ев¬
ропейцами, появившимися в
Японии в 1542 г., грозила
превратиться в идеологию на¬
родных масс, что не могло не
вызвать яростного протеста се-
гуната, изгнавшего португаль¬
цев и заодно испанцев из
страны.В непроницаемой, каза¬
лось бы, стене отчуждения,
отгородившей Японию от ос¬тального мира, имелась не¬
большая отдушина. На о-ве Кю¬
сю, сперва в Хирадо, а с 1641 г.
на островке Дэсима в гавани
Нагасаки размещалась, пожа¬
луй, самая захудалая торговая
фактория богатейшей Ост-Инд¬
ской компании, находившей¬
ся под защитой нидерландско¬
го правительства. Голландские
купцы этой компании ценой
собственных унижений, своим
безразличием к вопросам веры
и даже прямым военным по¬
собничеством сегунату в жесто¬
ком подавлении в 1638 г. восста¬
ния крестьян-католиков на
п-ове Симабара, удостоились
доверия японских властей и
.стали единственными предста¬
вителями Европы на японской
земле. Именно негоцианты, точ¬
нее, их образованная прослойка,
стали первыми проводниками
научных знаний в островное
государство. В ту пору Гол¬
ландия являлась важнейшим
средоточением мировой науки,
однако распространение в Япо¬
нии «варварской науки» («бан-
гаку») разрешалось в мизерных
масштабах1.В период сегуната сведе¬
ния о Европе и европейцах
попадали в Японию не только
с юга через голландскую коло¬
нию, но и с севера. С продви¬
жением русских землепроход¬
цев и мореходов к Тихому
океану й освоением новых
земель, включая Курилы и се¬
веро-западное побережье Аме¬
рики, становились неизбежны¬
ми встречи с японцами. Еще
в первой половине XVIII в.
в Японии появились сочинения,
в которых сообщалось о «боль¬
шом государстве, расположен¬
ном на северо-западной оконеч¬
ности Азии и называемом Мос-
кобия», где «зимой много сне¬
га», «люди крупные, красново¬
лосые, белолицые, глаза голу¬
бые», приводились сведения о
Петре I и Северной войне
(с. 67).Излагая основные собы¬
тия из истории продвижения
русских на восток, автор отме¬
чает: «Нельзя не удивляться
героическим действиям этих
людей, проходивших в те дале¬1 Подробнее об этом см.
К и н Д. Японцы открывают
Европу. М., 1972.
Рецензии121кие времена совершенно неиз¬
веданные земли и тайгу, прео¬
долевавших студеные реки и
моря» (с. 31—32). О Второй
Камчатской экспедиции: «Эта
экспедиция как по масштабно¬
сти, так и по широте сферы
действия не имеет себе равных
в мировой истории» (с. 45).
Любопытно, что Накамура «под¬
линным открывателем Беринго¬
ва пролива» считает не Дежнева
или Беринга, а подштурмана
И. Федорова, который в августе
1732 г. на поврежденном боте
«Св. Гавриил» впервые ошвар¬
товался на американском бере¬
гу пролива (с. 44)2. В отношении
заселения русскими восточных
районов автор пишет: «Этому
так называемому духу колониза¬
ции не было присуще корыстное
предпринимательство, свойст¬
венное американскому Западу»
(с. 29).В истоках летописи рус¬
ско-японских отношений лежат
судьбы терпевших кораблекру¬
шения японцев. Со ссылкой на
«старые русские рукописи» На¬
камура подробно рассказываето приключениях Дэмбэя, родом
из Осаки, судно которого в
конце XVII в. было выброшено
на берег Камчатки, к тому вре¬
мени фактически вошедшей в
состав России. Случаю было
угодно, чтобы несколько лет
спустя после того первый ис¬
следователь Камчатки В. Атла¬
сов встретился в Дэмбэем, ко¬
торый уже научился немного
говорить по-русски. Вняв угово¬
рам Атласова, Дэмбэй согла¬
сился ехать в Москву.Петр I, который еще во
время пребывания в Голландии
был наслышан о Японии, 8
января 1702 г. принял Дэмбэя
в селе Преображенском. Ин¬
терес царя к японцу был далеко
не праздным. Нам представля¬
ется, что японский сюжет вхо¬
дил составной частью в гран¬
диозную географическую зада¬
чу, за решение которой взялся
Петр: «сходится» ли Азия с
Америкой? Надо думать, что он
радовался пришельцу с далеких
островов. Ибо Дэмбэй был наз¬
начен преподавателем в от¬
крывшейся в 1705 г. в Петер¬
бурге школе японского языка,2 См. также: Пасец-
кий В. М. Витус Беринг.
М., 1982, с. 46.которая, вероятно, была одной
из первых в Европе. Его по¬
мощником стал Санима, попав¬
ший в Россию так же, как и
его соотечественник, и приехав¬
ший в столицу на Неве в
1711 г. Санима был женат на
русской. Их сын под именем
Андрея Ивановича Богданова
получил известность как «по¬
мощник библиотекаря и архива¬
риуса Академии наук»3 и автор
первых в России рукописных
учебников японского языка. В
середине века школа была пе¬
реведена в Иркутск и просу¬
ществовала до 1819 г.В книге подчеркивается
значение плавания японского
отряда кораблей Второй Кам¬
чатской экспедиции под ко¬
мандованием В. Шпанберга и
В. Вальтона, которые в 1739 г.
«открыли» Японию и причали¬
вали в ее центральной части.
В последующие годы XVIII в.
контакты между русскими и
японцами происходили все чаще
и чаще, причем ни с одной
стороны не применялось ору¬
жие.Непредсказуемые и ис¬
ключительно важные послед¬
ствия для расшатывания поли¬
тики самоизоляции и зарожде¬
ния русско-японских отношений
имела опять-таки драма на
море. В декабре 1782 г. в силь¬
ную бурю парусник «Синсё-ма-
ру», груженный рисом, потерял
управление, и после восьми¬
месячного блуждания по океану
капитану Д. Кодаю и оставшим¬
ся в живых его спутникам уда¬
лось высадиться на Амчитке в
Алеутском архипелаге. Япон¬
цев приютили двое русских,
промышлявших морского зверя.
Одного из' них звали Невиди¬
мое. После чбтырехлетнего пре¬
бывания на острове подружив¬
шиеся с русскими японцы в
августе 1787 г. быль доставлены
в Петропавловск на Камчатке,
затем в Иркутск/ Здесь Кодаю
посчастливилось встретиться с
академиком- К. Г. Лаксманом,
прославившим себя исследо¬
ваниями сибирской природы и
новшествами в области про¬
мышленной химии.Не вдаваясь в подробно¬1 Венгеров С. Крити¬
ко-биографический словарь
русских писателей и ученых.
Пг, 1915, т. I, с. 68.сти всей эпопеи, правдиво и
красочно описанной Накаму¬
рой4, отметим лишь, что бла¬
годаря заботам русского уче¬
ного Кодаю смог вместе с ним
в феврале 1791 г. прибыть в
Петербург. В июне того же года
Кодаю был принят Екатериной
II в Царском Селе. Он испросил
разрешения вернуться на родину
с двумя товарищами по несча¬
стью. Отпуская островитян, рус¬
ское правительство имело свои
виды — использовать их в ка¬
честве переводчиков и посред¬
ников в попытках вступить
в отношения с Японией. В
сентябре 1791 г. иркутскому
генерал-губернатору был послан
указ, в котором есть такие
строки: «Японские купцы по
разбитии мореходного их судна
спаслись на Алеутский остров...
Случай возвращения сих япон¬
цев в их отечество открывает
надежду завести с оным торго¬
вые связи» (с. 104).Осуществление «надеж¬
ды» было возложено на мис¬
сию, которую возглавил служив¬
ший на Камчатке поручикА. К. Лаксман, которому его
отец/ академик, как бы из рук
в руки передал Кодаю и его
спутников, проделавших обрат¬
ный путь из Петербурга в
Охотск. Плавание А. К. Лаксмана
на судне «Екатерина» в 1793 г.
преследовало не только ком¬
мерческие, но и научно-позна-
вательные цели. Миссия до¬
стигла о-ва Хоккайдо (Эдзо),
зимовала в одном из портов,
но, несмотря на оказанное рус¬
ским гостеприимство, основную
свою задачу не выполнила —
из-за отказа сегуна вести пере¬
говоры. Лаксман передал япон¬
ским властям их соотечествен¬
ников и вручил подарки, в том
числе имеющие научное зна¬
чение: термометры и различно¬
го рода оптику. (Впоследствии
японцы получали от русских и
геодезические инструменты). В
период длительной стоянки Лак¬
сман собрал ценную естествен¬
нонаучную коллекцию и пред¬
меты быта, которые его отцом
были переданы в Кунсткамеру.Неудача миссии Лаксмана
не обескуражила преемников4 Подробнее см.: Ионо-
уэ Я. Сны о России. М.,
1977.
122РецензииЕкатерины II. В XIX в. не без
содействия Российско-американ¬
ской компании один за другим
посещают различные японские
порты отважные русские мо¬
реплаватели, намереваясь уста¬
новить правовые отношения с
соседним государством. Много
страниц в книге отведено пре¬
быванию в японском плену
выдающегося нашего морехода
и ученого В. М. Головнина,
«Записки» которого широко ис¬
пользованы Накамурой.Небезынтересно заме¬
тить здесь следующее. В то вре¬
мя как в XVIII—XIX вв. русские
моряки, плававшие в акватории
Тихого океана, неуклонно обо¬
гащали мировую географиче¬
скую науку, вклад японцев в
этом отношении был минималь¬
ным. Автор, правда, приписы¬
вает М. Риндэо констатацию
того, что Сахалин отделен от
материка проливом (1809 г.),
однако это неточно: русские
зверопромышленники еще в
XVII в. знали, что Сахалин —
остров.Нельзя без волнения, без
того, чтобы не вспомнить юно¬
шеского увлечения гончаров¬
ским «Фрегатом Палладой»,
кстати, цитируемого Накамурой,
читать в его книге о перипе¬
тиях многотрудной экспедиции
адмирала Е. В. Путятина, за¬
вершившейся подписанием в
1855 г. первого русско-япон-
ского договора. С этого времени
стали возможными русско-япон¬
ские контакты и обмены в
общепринятом смысле. Начало
было положено изучением япон¬
ской флоры академиком К. И.
Максимовичем, переименован¬
ным в книге в М. А. Мак¬
симовича — эта ошибка, к со¬
жалению, «узаконена» редакто¬
ром (с. 216). Наш естество¬
испытатель оказал благотворное
влияние на успехи местных
натуралистов, особенно круп¬
ного ботаника Макино Томита-
ро. Отмечена деятельность раз¬
носторонне образованного рус¬
ского консула в Хакодате И. А.
Г ошкевича, издавшего первый
японско-русский словарь и обу¬чившего японцев искусству фо¬
тографирования. Он был также
инициатором посылки японских
студентов на обучение в Пе¬
тербург. Русским был и первый
иностранный врач (Зеленский),
начавший лечить японцев.Последние разделы книги
освещают известные события,
предшествовавшие русско-япон¬
ской войне, и ее последствия.
Созвучные нашим взглядам мыс¬
ли о мирном сосуществовании
народов читатель найдет в
последних словах автора и зак¬
лючительной статье его сына,
взявшего на себя труд издать
работу отца. Тактичные и за
малым исключением правиль¬
ные подстрочные комментарии
редактора облегчают чтение и
восприятие авторского текста
советским читателем. Можно
только пожалеть, что книга не
снабжена иллюстрациями, в том
числе картами и схемами.новые книгиФизикаЛ. Л. Гольдин. ФИЗИКА УСКОРИ¬
ТЕЛЕЙ. М.: Наука, Гл. ред. физ.-мат.
литературы, 1983, 144 с., ц. 25 к.Слово «ускоритель» сей¬
час известно всем. Каждый
школьник знает, что в этих ус¬
тановках элементарные частицы
под действием магнитного пб-
ля «разгоняются» до огромных
энергий. Пучок ускоренных час¬
тиц — это не только инст¬
румент для изучения микроми¬
ра, он может выполнять раз¬
личные функции в медицине,
сельском хозяйстве, технике
и т. п. Наука и практика дик¬
туют ускорителям все новые и
новые задачи. Для их реше¬
ния проектируются и строятся
специальные установки, а преж¬
ние зачастую становятся их со¬
ставными элементами.Новая книга знакомит ши¬
рокие круги читателей с физи¬ческими принципами, лежащими
в основе современных ускори¬
телей заряженных частиц, рас¬
сказывает о проблемах, кото¬
рые пришлось преодолеть при
их сооружении и еще пред¬
стоит решить в будущем. Чита¬
тель узнает, как выбираются
те или иные параметры ус¬
корителя в зависимости от его
назначения и какие частицы при
этом служат «снарядами», чем
отличаются установки с непод¬
вижной мишенью от установок
на встречных пучках, какие ме¬
ры принимаются для того, что¬
бы частицы «не сбились с пути»
и не попали на стенки ва¬
куумной камеры, что такое «ох¬
лаждение пучков» в накопитель¬
ных кольцах и еще многое
другое. Эти сведения дополне¬
ны достаточно подробной табли¬
цей, в которой представлены
наиболее крупные из функцио¬
нирующих и планируемых уско¬
рителей.Научные интересы автора
связаны непосредственно с при¬
менением ускорителей в луче¬
вой терапии1. Этой проблеме в
книге уделено особое внимание.ФизикаВ. Н. Дубровский, Я. А. Смородин-
ский, Е. Л. Сурков. РЕЛЯТИВИСТ¬
СКИЙ МИР. М.: Наука, Гл. ред.
физ.-мат. литературы (Библиотечка
«Квант»), 1984, 176 с., ц. 30 к.Это снова книга о спе¬
циальной теории относительно¬
сти. Какая по счету — от¬
ветить трудно, ведь за прошед¬1 См.: Гольдин Л. Л.,
Рудерман А. И., Ч у в и-
л о И. В. Тяжелые заряжен¬
ные частицы в лучевой тера¬
пии.— Природа, 1982, № 9,
с. 53.
Новые книги123шие с момента ее создания без
малого 80 лет их написаны сот¬
ни. И это не удивительно. «Мы
вновь переживаем время ломки
старого научного здания, но та¬
кой ломки, которой не знает
история науки»,— говорилось в
«Природе» по поводу замеча¬
тельной теории Эйнштейна в
1912 г. Потребовались долгие го¬
ды, чтобы человечество приспо¬
собилось к ее постулатам и вы¬
водам.В книге «Релятивистский
мир» дано нетрадиционное из¬
ложение механики Эйнштейна.
Подход, выбранный авторами,
основан на связи мира спе¬
циальной теории относительно¬
сти с миром, в котором спра¬
ведливы законы геометрии Ло¬
бачевского. Это позволяет пре¬
вращать задачи кинематики в
чисто геометрические и решать
их, пользуясь всем арсеналом
геометрических теорем. Из об¬
щих постулатов теории выводят¬
ся конкретные формулы реля¬
тивистской кинематики, попутно
обсуждаются основы «вообра¬
жаемой геометрии» Лобачев¬
ского, а в качестве примеров
решаются стандартные задачи
релятивистской механики (на¬
пример, задача о распаде ней¬
трального пиона на два у-кван-
та).Для понимания книги до¬
статочно знаний школьного кур¬
са физики и математики. Од¬
нако она не для легкого чте¬
ния. Чтобы освоить содержа¬
щийся в ней материал, надо во¬
оружиться карандашом и бума¬
гой и терпеливо проделать все
те несложные выкладки, кото¬
рые в ней встречаются. Без
этого релятивистская механика
может остаться в сознании чита¬
теля сухой теорией, так и не
превратившись в рабочий ин¬
струмент, который необходим
для решения практических задач
современной физики.Г еографияД. Л. Арманд. ГЕОГРАФИЧЕСКАЯ
СРЕДА И РАЦИОНАЛЬНОЕ ИС¬
ПОЛЬЗОВАНИЕ ПРИРОДНЫХ РЕ¬
СУРСОВ. М.: Наука, 1983, 238 с.,
ц. 2 р. 40 к. *Неослабевающий интерес
к научным идеям, высказанным
одним из ведущих советскихфизико*-географов Д. Л. Арман¬
дом (1905—1976), делает зако¬
номерными дальнейшую разра¬
ботку и публикацию его об¬
ширного научного наследия.
Данный сборник, по замыслу
составителей, должен отражать
наиболее важные и актуальные
труды; среди них оказались
и впервые публикуемые работы.Эта, на первый взгляд,
узко специальная книга имеет
общесоциальное и гуманистиче¬
ское значение, поскольку ее
«героем» является человек, а
лейтмотивом — охрана природы
и ее рациональное использова¬
ние в интересах человека.Г еографияЭ. Б. Алаев. СОЦИАЛЬНО-ЭКО¬
НОМИЧЕСКАЯ ГЕОГРАФИЯ. Поня-
тийно-терминологический словарь.
М.: Мысль, 1903, 290 с., ц. 1 р. 70 к.Книга Э. Б. Алаева, без
преувеличения,— событие для
всех интересующихся или про¬
фессионально занимающихся со¬
циальной и экономической гео¬
графией. По сравнению с пред¬
шествующим ей изданием —
«Экономико - географической
терминологией» (1977) — книга
выглядит гораздо «солиднее» со
всех точек зрения. В нынеш¬
нем своем виде она может быть
отнесена к жанру оригинально¬
му и редкому — к жанру науч¬
ного словаря-монографии. Отка¬
завшись от алфавитного прин¬
ципа, автор выстроил материал
по принципу сущностно-содер¬
жательному. Структура книги та¬
кова. Излагаются понятийно-тер¬
минологические системы: ^гео¬
графии, 2) экономики и социо¬
логии и 3) социально-экономиче¬
ской географии; в каждой из по¬
нятийно-терминологических си¬
стем выделяются два ключевых
раздела — «Объекты исследо¬
вания» и «Методы исследова¬
ния». Читателю легко ориенти¬
роваться в тексте, но если по¬
требуется, он может воспользо¬
ваться и алфавитным указате¬
лем терминов (кстати сказать,
они даны также в английском,
немецком, французском и ис¬
панском переводах). Разумеет¬
ся, книге предпослано обшир¬
ное теоретическое введение.При всей своей фунда¬
ментальности, издание носит за¬
кономерный отпечаток личностиавтора — специалиста, занимаю¬
щегося вопросами географиче¬
ской терминологии уже много
лет. Среди рассматриваемых в
словаре терминов большинст¬
во — общепринятые, «класси¬
ческие», но встречается нема¬
ло и терминологических нова¬
ций автора.Можно все-таки посето¬
вать на то, что вне поля зре¬
ния автора (а стало быть —
и читателя) оказались не то что
отдельные термины, но целые
понятийно - терминологические
блоки. Так, не нашлось места
для проблематики «природо¬
пользования». Другой пример:
автор высоко оценил работы
И. М. Маергойза по террито¬
риальным структурам хозяйства,
но обошел вниманием введен¬
ные им представления о «трие¬
диной территориальной структу¬
ре» или о ее «параметриза¬
ции», а ведь эти понятия ин¬
тенсивно разрабатывались в
дальнейшем другими исследова¬
телями.Но это частности. В це¬
лом же «Понятийно-терминоло¬
гическому словарю» Э. Б. Алае¬
ва — кстати сказать, первоклас¬
сно и любовно изданному — су¬
ждено стать настольной книгой
очень многих специалистов-гео-
графов.П. М. Полян,кандидат географических наук
МоскваИстория наукиБ. М. Ребрнк. У КОЛЫБЕЛИ ГЕО¬
ЛОГИИ И ГОРНОГО ДЕЛА. М.:
Недра, 1964, 128 с., ц. 20 к.Эта небольшая книга со¬
держит много интересных све¬
дений о том, как зарождался
у человека интерес к рудам
и минералам. Древние греки,
римляне, персы и многие другие
народы широко использовали
медь, олово, свинец, ртуть, се¬
ребро, золото, железо. Они раз¬
рабатывали месторождения
мрамора, поваренной соли, се¬
ры, цветных и драгоценных
камней, асбеста, слюды, мине¬
ральных красок, селитры и Дру¬
гих полезных ископаемых. Раз¬
работка рудников считалась
весьма прибыльным делом. Из-
за месторождений серебра и зо¬
лота велись войны между госу¬
124Новые КНИГИдарствами. Воинственная Спар¬
та, готовясь к войнам, накапли¬
вала запасы железа. Десятки
тонн золота и серебра, собран¬
ные в сокровищницах царей,
позволили задолго до нашей
эры наладить чеканку монет из
благородных металлов и ввести
денежный оборот.Шахты, построенные в те
далекие времена, уходили на
глубину до 200 м, из них про¬
бивались разведочные штреки и
квершлаги. Люди древних циви¬
лизаций умели прокладывать ка¬
налы, осушать болота, а гран¬
диозные постройки закладыва¬
лись на таком основательном
фундаменте, отличались такой
высокой прочностью, что неко¬
торые из них, как известно,
и поныне возвышаются на улицах
Рима и других старинных горо¬
дов. Специалисты по горному
делу ценились в древние вре¬
мена очень высоко. Сохрани¬
лись сведения, что раб-«геолог»
стоил в 50—100 раз дороже
обычного раба.Книга Б. М. Ребрика ин¬
тересна тем, что собранный
здесь документальный материал
позволяет лучше понять, как на¬
чинала развиваться материаль¬
ная база европейской цивили¬
зации, где находятся истоки
нашей технической мысли, как
при попытках понять развитие
мира неживой природы форми¬
ровались материалистические
философские воззрения. Напи¬
сана эта книга образным, живым
языком, в ней много интерес¬
ных выдержек из произведений
великих авторов античной эпо¬
хи. Она представляет интерес
для широкого круга читателей.А. М. Порт нов,
кандидат геолого-
минералоги^/Ьских наук
МоскваИстория наукиИ. В. Козлов. ПЕТР ПЕТРОВИЧ СЕ-
МЕНОВ-ТЯН-ШАНСКИЙ. Пособив
для учащижся. М.: Просвещение,
1983, 96 с., ц. 15 к.Давно не переиздавались
книги П. П. Семенова-Тян-Шан-
ского (1827—1914), хотя потреб¬
ность в них ощущает каждое
поколение географов. Еще раз
привлечь внимание к столь зна¬
чительной фигуре — уже и вэтом можно усмотреть заслугу
автора. Великий путешествен¬
ник, один из участников подго¬
товки реформы 1861 г. и первой
в России переписи населения
1897 г., многолетний вице-пре¬
зидент (а фактически — глава)
Географического общества, на¬
конец, собиратель картин «ма¬
лых голландцев» и депутат
Думы, не обойденный кистью
Репина, П. П. Семенов-Тян-Шан-
ский — это целая эпоха в исто¬
рии русской географии. Книга
И. В. Козлова просто и доход¬
чиво рассказывает о вехах
биографии, научной и общест¬
венной деятельности одного из
самых известных русских уче¬
ных XIX в.История наукиБ. Хофмвн. АЛЬБЕРТ ЭЙНШТЕЙН —
ТВОРЕЦ И БУНТАРЬ. Пер. с англ.Н. И. Войскунской, И. С. Хорола.
Общ. ред. Ю. А. Данилова,
Б. Г. Кузнецова. М.: Прогресс,
216 с., ц. 1 р.Два обстоятельства выде¬
ляют книгу американского ма¬
тематика Б. Хофмана среди
большого массива биографичес¬
кой литературы, посвященной
Эйншт'ейну. Во-первых, автор не¬
отступно следует духу «Авто¬
биографических набросков» са¬
мого Эйнштейна, знакомство с
которыми показывает, что биог¬
рафия ученого в понимании
Эйнштейна — это развитие его
представлений об окружающем
мире и судьба полученных им
результатов. Другим важным
обстоятельством является то,
что книга написана в содру¬
жестве с Элен Дюкас, быв¬
шей секретарем Эйнштейна с
1928 г. до его смерти. Это
делает книгу важным истори¬
ческим документом.Читатель знакомится с
детскими годами Эйнштейна,
переживает его успехи и неу¬
дачи в молодые годы и прос¬
леживает творческий путь Эйн-
штейна-мыслителя в годы зре¬
лости. Книга дает возможность
окунуться в научную и полити¬
ческую атмосферу начала века,
получить представление о науч¬
ном потенциале, созданном
предшественниками и современ¬
никами Эйнштейна.Это яркое и серьезное,
хотя и не подробное изложе¬
ние биографии великого учено¬
го предназначено широкому
кругу читателей.Общие вопросы естество¬
знанияГельмут Хёфлинг. ВСЕ «ЧУДЕСА»
В ОДНОЙ КНИГЕ. Пер. М. С. Оси¬
повой, Под ред. Ю. В. Платова.
Послесл. В. В. Мигулина. М.:
Прогресс, 1983, 335 с., ц. 90 к.В наш век рядом с пои-
стине фантастическими достиже¬
ниями науки упорно существу¬
ют многочисленные суеверия,
порожденные околонаучными
или даже оккультными «тео¬
риями», рядящимися (такова
особенность времени!) в рес¬
пектабельные одежды истинной
науки. «С тем чтобы противо¬
поставить этой мутной волне
невежества и новомодного суе¬
верия разум и знание», и ре¬
шил написать свою книгу из¬
вестный прогрессивный западно-
германский журналист Г. Хёф-
линг. Таким образом, идея кни¬
ги перекликается с той, которая
побудила к работе и амери¬
канского библиографа Д. Куше
над его книгой «Бермудский
треугольник. Мифы и реаль¬
ность» {М.: Прогресс, 1983).Г*. Хёфлинг написал свою
книгу в стиле научно-художест¬
венной публицистики и затраги¬
вает в ней большой спектр
современных «суеверий», объе¬
динив их в три крупных разде¬
ла: «Неопознанные летающие
объекты (НЛО)»; «Визит в седую
старину ^«Боги» и их пребы¬
вание на Земле)» и «Отдель¬
ные загадки Земли». В послед¬
нем разделе среди прочих «чу¬
дес» присутствуют Бермудский
треугольник и морские чудови¬
ща.Книгу предваряет обстоя¬
тельная статья ее научного ре¬
дактора Ю. В. Платова и за¬
ключает послесловие известно¬
го радиофизика В. В. Мигули¬
на.
«Природа», 1984, № 8 125У‘ - Вариации на тему «Уральских напевов»*P. X. Зарипов,кандидат физико-математичес¬
ких наук
Москва«АВТОМАТИЧЕСКИЕ» КОМПО¬
ЗИЦИИ. САЛЬЕРИ И МОЦАРТИдея автоматизированно¬
го создания музыки не нова.
Она приобрела вполне отчет¬
ливые очертания еще в XVI в.
на фоне маньеризма — тече¬
ния в западноевропейском ис¬
кусстве, отразившего кризис гу¬
манистической культуры Воз¬
рождения. Для этого течения
были характерны поиски услож¬
ненных и манерно изощренных
форм.Атанасиус Кирхер (1602—
1680), немецкий ученый, теоре¬
тик маньеризма, задался воп¬
росом, так ли уж необходи¬
мы для музыки музыканты. Он
изложил идею комбинирования
последовательностей нот, запи¬
санных на четырехгранных ли¬
нейках, каждая из которых во¬
площала некоторые правила
композиции. Это был первый
проект машины для сочинения
музыки под названием «Муза-
ритмический ковчег». Кирхер
был автором идеи о «визуали¬
зации» музыки, или о цвето¬
музыке, а также идеи «искус¬
ственного оркестра» — пневма¬
тической машины для синтеза
музыки. Однако Кирхер опирал¬
ся на идеи предшественников.Одним из них был фран¬
цузский математик, философ и
теоретик музыки Марен Мер-
сенн (1588—1648). Три с полови¬
ной века тому назад он конст¬
руктивными методами пытался
разрешить проблему, которой
занимаются современные искус¬
ствоведы — найти зависимость
между структурой музыки и ее
воздействием на эмоциональное
состояние слушателя. В своих
музыкальных трактатах Мерсенн
приводил численные примеры, в* Продолжение. Начало
см.: Природа, 1904,я № 7,частности, из области элемен¬
тарной комбинаторики, и пы¬
тался с их помощью сформули¬
ровать некоторые правила музы¬
кальной композиции.С давних пор предприни¬
мались попытки облегчить тяже¬
лый труд композиторов. О боль¬
шой распространенности такого
рода усилий убедительно свиде¬
тельствуют пародии. В сатири¬
ческом трактате «Искусство со¬
чинять музыку исключительно
новым методом, пригодным для
самых захудалых талантов», на¬
писанном в 1751 г., английский
музыкант Вильям Хейс предло¬
жил взять обыкновенную щетку
(можно зубную), обмакнуть ее в
чернильницу и, проведя пальцем
по щетине, разбрызгать чернила
на лист нотной бумаги. Полу¬
ченные кляксы должны обозна¬
чать положение нот на нотной
линейке. К ним остается доба¬
вить тактовые черты, штили и
пр. Но все это выбиралось не
произвольно, не по прихоти
«композитора», а в зависимости
от того, какую именно карту из
колоды он вытягивал. После та¬
ких «творческих» мук «сочине¬
ние» готово к исполнению.Должен отметить, что
«метод зубной щетки и клякс» —
исключительно универсальный.
Пользуясь им, теоретически мо¬
жно сочинить любую известную
композицию, даже «Собачий
вальс».За год до опубликования
трактата Хейса родился Анто¬
нио Сальери (1750—1825) — из¬
вестный в прошлом компози¬
тор, который по праву считает¬
ся одним из видных предшест¬
венников применения киберне¬
тики в музыке. По его собст¬
венным словам, разработанный
им еще в XVIII в. метод ис¬
следования музыки математи¬
ческими средствами и их ис¬
пользования в творчестве сво¬
дится к следующему:...Звуки умертвив,
Музыку я разъял, как труп. Поверил
Я алгеброй гармонию. Тогда
Уже дерзнул, в науке искушенный,
Предаться неге творческой мечты.Говоря проще, синтезиро¬
вание музыки осуществлялось на
основе закономерностей, полу¬
ченных на этапе анализа ком¬
позиций.К сожалению, Сальери
рассказал о себе меньше, чем
хотелось бы. Тем более дороги
нам следующие свидетельства:Приснилось мне,
что живстарик Сальери,весьма престижен, славен и богат,в свою звездунеколебимоверит,ему судом отныне не грозят.Друг алгебры
и ярый враг эмоций
ведет сегодня —
к почестям привык —
общедоступный вечер:«В.-А. Моцарт —мой лучший друг и верный ученик»1Справедливости ради на¬
до сказать, что Моцарт тоже
не остался в стороне от кибер¬
нетики. Но об этом чуть позже.Незаметно, потихоньку
«кляксы» были вытеснены более
совершенными генераторами
случайных нот — игральными
костями, эксперименты с кото¬
рыми были особенно популярны
в XVIII в. Ими занимались и
такие всемирно известные музы¬
канты, как К. Ф. Э. Бах,
Гайдн, Гендель и многие другие.Немецкий музыкальный
теоретик и композитор, а так¬
же скрипач И. Ф. Кирнбергер
(1721—1783) в 1757 г. опублико¬
вал «Руководство к сочинению
полонезов и менуэтов с по¬
мощью игральных костей». По¬
скольку многие более поздние
способы сочинения музыки яв¬
ляются некоторыми видоизме¬
нениями кирнбергерского «Ру¬
ководства» (включая и совре¬
менные методы «заготовок» му¬
зыкальных фрагментов, описан-1 Белинский Я. Сон о
Сальери.— Крокодил, 1983,
№ 33, с. 10.
126P. X. Зариповныв в моей книге «Машинный
поиск вариантов...», М., 1983),
рассмотрим этот основопола¬
гающий труд несколько подроб¬
нее.Имеется составленная
Кирнбергером таблица — нот¬
ный план с шестью перену¬
мерованными колонками (по чи¬
слу различных цифр на гранях
кости) и с восемью строка¬
ми (по числу тактов музыкаль¬
ной пьесы). В каждой клетке
таблицы записана сочиненная ав¬
тором комбинация нот. Броса¬
нием игральной кости получаем
какое-то случайное число от 1
до 6 включительно. В клетке
на пересечении колонки с этим
номером и первой строки нахо¬
дим комбинацию нот — это и
есть первый такт нашего ме¬
нуэта. Для получения второго
такта производится второе бро¬
сание кости, и уже во второй
строке находим нужную комби¬
нацию нот. После восьми таких
бросаний процесс «сочинения»
заканчивается, и мы получаем
обычный восьмитактовый музы¬
кальный период.Вникая в способ этого «со¬
чинения», нельзя не заметить,
что автор руководства заранее
сочинил «заготовки», или фраг¬
менты, будущих музыкальных
пьес, помещая их в клетки нот¬
ного плана, задавая тем самым
стиль и жанр потенциально воз¬
можных «произведений».Многие публикации тако¬
го же рода связаны с име¬
нем В. А. Моцарта (1756—
1791), родившегося (не пора ли
изучать корреляцию?) за год до
опубликования трактата Кирн-
бергера. Моцарта чрезвычайно
привлекали подобные интеллек¬
туальные головоломки, и он с
их помощью сочинил много
менуэтов, рондо, вальсов и т. п.2
При этом поражает не то, что
Моцарт весьма обстоятельно
изучает и исследует возмож¬
ности «автоматических» компо¬
зиций, как, впрочем, и Гайдн,
и Кирнбергер, и К. Ф. Э. Бах.
Создавая музыку с помощью
игральных костей, Моцарт вкла-мВенок мелодий», сочиненных в
разное время машинами «Урал»,
«Урал-2» и БЭСМ-6:1. Соч. 1959 г. Самая первая ме¬
лодия иэ опубликованных «Ураль¬
ских нал ев ос». Впервые напечата¬
на в статье: Зарипов P. X. Об
алгоритмическом описании про¬
цесса сочинения музыки.— Докла¬
ды АН СССР, I960, т. 132, № 6.2. Соч. 1962 г. «Подражание вен¬
ским классикам». Впервые .опубли¬
ковано в кн.: Зарипов P. X. Ки¬
бернетика и музыка. М., 1963,
с. 55.3. Соч. 1964 г. Этот вальс испол¬
нялся известной виолончелисткойВ. Яглинг на вечере «Музыка и
наука» во Всесоюзном доме компо¬
зиторов в 1967 г.4. Соч. 1964 г. В экспериментах
по сравнительной оценке мелодий,
сочиненных машиной «Урал-2» и на¬
шими профессиональными компо¬
зиторами, которые проводились
в 1968—1969 гг., эта мелодия выш¬
ла на первое место и завоевала
главный приз — «Хрустальную
перфокарту».‘ См., напр.: Lowenste-i n P. Mozart - Kuriosa,—
Z. Musikwissenschaft, 1930,3. 12, N9 6, 5. 342; G e-
riglt H. Wurfe-musilc.— Ibid.,
1934, 3. 16, № 7/8, 5. 359.дывал в эти свои опыты вполне
определенный смысл, он явно
разрабатывал систему экономии
творческой энергии.Через два года после
смерти Моцарта, в 1793 г., бы¬
ло издано его (или приписан¬ное ему) «Руководство, как при
помощи двух игральных костей
сочинять вальсы в любом коли¬
честве, не имея ни малейше¬
го представления о музыке и
композиции». Нетрудно подсчи¬
тать: количество возможных
Вариации на тему «Уральских напевов»1275. Соч. 1964 г. Мелодию и ак¬
компанемент сочинила машина
«Урал-2». Эту пьесу исполнял
Т. Н. Хренников в фильме «Ищу
законы творчествам (Моснауч-
фильм, 1966 г.); ее неоднократно
передавали по Всесоюзному радио
в ислолнении ансамбля электрому¬
зыкальных инструментов под управ¬
лением В. Мещерина.6~ Соч. 1966 г. Эта песенная мело¬
дия сочинена машиной «Урал-2»
на слова Р. А. Кудашевой «В ле¬
су родилась елочкам.7. Соч. 1972 г. Машина БЭСМ-6различных вариантов 8-тактово-
го менуэта составляет 6К=
= 1 679 616; а при сочинении 16-
тактовой пьесы это количество
возрастает до 616=2 821 109
907 456 (почти три триллиона)
вариантов.Вычислительного центра АН СССР
«методом» Дунаевского сочинила
эту мелодию, в точности совпадаю¬
щую с «Молодежной» этого компо¬
зитора. Опубликовано: Доклады
АН СССР, 1973, т. 211, MS 3.8 и 9. Соч. 1973 г. Марш и вальс —
сочинения машины БЭСМ-6; неод¬
нократно передавались по Все¬
союзному радио в исполнении со¬
листа Ансамбля электромузыкаль¬
ных инструментов А. Никитина.
Впервые опубликованы в кн.: Управ¬
ления, информация, интеллект.
Под ред. А. И. Берга и др. М., 1976.МУЗЫКА, СОЧИНЕННАЯ ЭВМСпособ сочинения«Уральских напевов» очень точ¬
но отражен художником В. Пи-
воваровым на обложке моей
брошюры «Кибернетика и музы¬ка» (М.: Знание, 1963). Там
видно, что датчик случайных чи-
сел-нот предлагает одну ноту за
другой. Они как бы пропускают¬
ся через фильтр, которым слу¬
жит набор запрограммирован¬
ных правил композиций. Если
нота удовлетворяет набору пра¬
вил, то помещается в нот¬
ную строку, если нет — отбра¬
сывается, а вместо нее пред¬
лагается другая. И так до тех
пор, пока не будет получена
законченная композиция, кото¬
рая и печатается.Конечно, не только
«Уральские напевы» получены
таким методом. Это общий
принцип, который используется
во всех программах синтезиро¬
вания музыки на ЭВМ. И раз¬
личаются программы «лишь» на¬
бором правил, от которых и
зависят машинные результаты.Первые опыты по сочине¬
нию музыки с помощью ЭВМ
стали проводиться в конце 50-х
годов и были посвящены мо¬
делированию мелодий тради¬
ционной структуры. Они описа¬
ны в моей книге «Кибернети¬
ка и музыка» (М.: Наука, 1971).Сложность такого моде¬
лирования заключается в том,
что исследователь должен выя¬
вить на основании анализа му¬
зыкальных объектов и формали¬
зовать некие закономерности,
которые в творчестве проявля¬
ются неосознанно. На Западе ис¬
следователи постепенно стали
переходить от экспериментов по
моделированию мелодий к зна¬
чительно более простой, как это
ни странно на первый взгляд,
идее — синтезированию не¬
традиционной музыки, в кото¬
рой последовательности нот
образуются на основании пра¬
вил, вводимых композитором
умозрительно, без какой-либо
связи с традиционными структу¬
рами, известными практике. Так
появляются конструктивистские
музыкальные системы.В «нотных планах» Моцар¬
та и Кирнбергера мы уже
встречались с «заготовками»
весьма упрощенного вида. Те¬
перь их на более высоком уров¬
не и в несравнимо больших
количествах сочиняют быстро¬
действующие ЭВМ. Полученные
машиной варианты требуют от¬
бора, который производится
композитором уже самостоя¬
128P. X. Зариповтельно — старым домашинным
способом.Идея эта оказалась весьма
плодотворной и в творчестве
композиторов-авангардистов, и
для получения традиционной
музыки. В качестве примера
можно сослаться на музыкаль¬
ную пьесу, которую сочинил
итальянский математик и музы¬
кант Э. Гальярдо. Аккомпане¬
мент составлен им формаль¬
ным способом, а мелодия, ко¬
торую он назвал «Русской пес¬
ней», целиком состоит из «заго¬
товок», в качестве которых ис¬
пользованы отрывки мелодий,
сочиненных машиной «Урал-2»
по моим программам.Еще об одном способе со¬
чинения музыки. За рубежом да
и у нас, некоторых авторов,
не знакомых со спецификой
мелодии, привлекают простота и
кажущаяся универсальность ме¬
тода марковского синтеза, или
марковских цепей3. Эти авторы
утверждают, что такой способ
пригоден для успешного моде¬
лирования стиля любого компо¬
зитора.На самом же деле этот
метод не дает, да и не может
дать хороших результатов, что
полностью подтвердилось более
чем за 30 лет практики (отсчет3 Марковская цепь в нашем
случае — это такая после¬
довательность нот, в кото¬
рой вероятность появления
некоторой ноты зависит
лишь от нескольких непо¬
средственно предшествую¬
щих ей нот.можно вести с 1950 г., когда
К. Шеннон высказал предполо¬
жение о возможности приме¬
нения марковских цепей в музы¬
кальных экспериментах).Стремление к полной
«оригинальности» при сочинении
музыки может привести к вы¬
рожденному случаю. Пример
тому — «музыкальное произве¬
дение» для симфонического ор¬
кестра американского компози¬
тора Джона Кейджа под назва¬
нием «4 минуты 36,7511 секун¬
ды», имевшее огромный успех.
Стоящий за пультом дирижер
поднимал свою дирижерскую
палочку и, глядя в партитуру
и на секундомер, держал ее
неподвижно ровно 4 минуты и
36,7511 секунды. В течение этого
времени все оркестранты од¬
новременно и дружно играли
паузу (паузу-тутти), или, говоря
проще, сохраняли полную тиши¬
ну. После этого дирижер опускал
палочку, и зал взрывался ова¬
циями. Кстати говоря, это произ¬
ведение вполне традиционно с
точки зрения использованных
музыкальных средств — ведь
паузы встречаются почти во всех
музыкальных произведениях,
правда, не в таких количест¬
вах.В заключение главы — не¬
сколько слов о новом способе
сочинения музыки, который раз¬
рабатывает автор4. Известные
ранее принципы основывались4 Зарипов P. X. Построе¬
ние частотных словарей му¬
зыкальных интонаций для
анализа и моделированияна том, что мелодия составля¬
ется из отдельных звуков по за¬
кономерностям, выявленным
при анализе музыки. В соот¬
ветствии с предложенным мною
принципом мелодия составляет¬
ся иэ интонаций (интонация —
это напев, мелодический оборот,
часть мелодии) как основных
элементов мелодии.Можно предположить,
что предпочтение одних инто¬
наций песенных мелодий дру¬
гим вызвано природными пси¬
хофизиологическими особенно¬
стями человеческого восприя¬
тия, благодаря чему эти интона¬
ции воспринимаются и прогне¬
ваются более естественно, чем
другие, которых композиторы
невольно избегают. Критерием
благозвучности интонации мо¬
жет служить степень ее рас¬
пространенности — например,
ее расположение в частотном
словаре интонаций (наиболее
частые интонации расположены
там вначале, а редкие — в
конце).При моделировании про¬
цесса сочинения мелодий впол¬
не целесообразно использовать
психологический критерий отбо¬
ра интонаций по степени их бла¬
гозвучности. К тому же такой
способ составления мелодий, по-
видимому, более точно отража¬
ет процесс сочинения мелодий
композитором.(Окончание в следующем
номере)мелодий.— В сб.: Проблемы
кибернетики. М., 1984, вып.
41, с. 207.В номере использованы фотогра¬
фии ЛОЗЕ И. А., ЛЮБИНСКОГО Е. Г.,
ОСИПОВА М. А., ФРАНКЕ X.,
ЭЛАЙСА Т. С. — символ межправитель¬
ственной программы ЮНЕСКО «Че¬
ловек и биосферам (The Man and
the Biosphere). Этим символом
обозначены. материалы, которые
журнал «Природа» публикует в
рамках участия в деятельности этой
программы.Художник П. Г. АБЕЛИН
Художественные редакторы
Л. М. БОЯРСКАЯ, Д. И. СКЛЯРКорректоры:Э. А. Георгадзе, Т. Д. МирлисАдрес редакции:117049, Москва, ГСП-1
Мароновский пер., 26
Тел. 238-24-56, 238-26-33Сдано в набор 30.05.84
Подписано к печати 9.07.84
Т—09694Формат 70ХЮ0 1/16
ОфсетУсл.-печ. л. 10,32
Уел. кр.-отт. 1432,2 тыс.Уч.-изд. л. 15,5
Бум. л. 4Тираж 53500 экз. Зак. 1492
Ордена Трудового Красного Зна¬
мени Чеховский полиграфический
комбинат ВО «СсАозполиграфпром»
Государственного комитета СССР
по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли,
г. Чехов Московской области
В следующем номереИзучение столь экзотических объектов, как магнитные
сверхпроводники и лазеры на свободных электронах,
создание новых материалов с заданными свойствами,
разработка аппаратуры для получения низких темпе¬
ратур — таковы примеры исследований, проводимых
сегодня в Физическом институте им. П. Н. Лебедева
АН СССР — самом, пожалуй, «многоликом» научном
учреждении нашей страны.ФЛАГМАН СОВЕТСКОЙ ФИЗИКИ
Лебедев ▲. Н. Лазер на свободных электронах.
Булаевский Л. Н. Магнитные сверхпроводники.
Елисеев П. Г., Мильвидский М. Г. Оптоэлектрони¬
ка и кристаллоинженерия.Фрадков А. Б. Жидкий гелий в науке и технике.С помощью подводной археологии на дне Днестров¬
ского лимана обнаружен остров тирагетов, о котором
упоминал еще Плиний.Черняков И. Т. Утерянный остров Плиния.Главную роль в развитии вулканизма играют не ши¬
роко известные вулканы, а трещинные зоны в земной
коре, через которые поступают огромные объемы
глубинных расплавов.Маракушев А. А. Вулканизм Земли.Проблема рака, и в частности возможность быстрой
и точной диагностики злокачественных опухолей,
остается важнейшей задачей современной науки.
Получение гибридом — лимфоидных опухолей —
не только облегчает своевременную диагностику, но
и позволяет надеяться на успех в лечении некоторых
форм рака.Мечетнер Е. Б., Червоискмй А. В. Метод гибри¬
дом и его возможности.Изучение кормовых ресурсов командорского калана
дает возможность прогнозировать его оптимальную
численность и наметить пути развития в будущем ка-
ланьего хозяйства.Зорин А. В. Перспективы командорского калана.