Текст
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1969
л


В 1969 году исполнилось 80 лет го дня рождения выдающегося бельгийского графика и живописца Франса Мазерееля, одна из гравюр которого помещена на этой странице Вся творческая деятельность художника-антифаши- iта направлена против милитаризма и социальной несправедливости Мазереель был одним из участников организованной в 1958 году выставки «Художники против атомной войны». Чиюите в этом номере статью «Качество рельсов было и есть предмет бесконечных комиссий...» Ни m p в о й странице об- л о ж к и: орде н Красного Знамени (РСФСР) — первый советский орден. Этот орден был учрежден 16 сентября 1918 года, им награждали бойцов и командиров Красной Армии, проявивших особую храбрость, самоотверженность и мужество в боях за власть Со- , ветив. Первый овстский орден как, впрочем, и заменивший его одноименный общесоюзный орден, делали из серебра. Из серебра сделаны также орден Октябрьской революции, орден Трудового Красного Знамени, орден Красной Звезды и некоторые другие правительственные награды.' О иных применениях этого металла рассказано в одной из статей номера, которая так и называется — «Серебро». *%
ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО- ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР ХИМИЯ И ЖИЗНЬ № II НОЯБРЬ 19ti9 ГОД ИЗДАНИЯ 5-й Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н М. Жаворонков, В. А. Каргнн, С В. Кафтанов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, Б. Д. Мельннк, B. И. Рабинович (ответственный секретарь), П. А. Ребиндер, М. И. Рохлин (зам. главного редактора), C. С. Скороходов, ^Ь. И. Степанов, A. С. Хохлов, М Б. Черненко (зам. главного редактора), Н. М. Эмануэль Редакция: Б. Г. Володнн, М. А. Гуревич, B. Е. Жьирблис. A. Д. Иорданский, О. И. Коломнйиева. О. М. Лиокин, Э. И. Михлин, Д. R Осокина. B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева, B. К- Черникова Художественный редактор C. С. Верховскнй Технический редактор Э. С. Язловская Корректоры: Ю. И. Глазунова, Е. 14. Сорокина При перепечатке ссылка на журнал «Химия и жизнь» обязательна Адрес редакции: Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-32-41, 135-63-91. Подписано к печати 10'Х 1969 г. Т13875 Бумага 84 X Юв'/и. Печ. л. 8,0. Усл. печ. л. 10,08 + 1 вкл. Уч.-иад. л. 10,8 41ираж 149 000 Заказ 1104 Цена 30 коп. Московская типография JVb 13 Главполиграфпрома Комитета по печатк при Сояет* Министру в СССР. мосива. Яодис-оядекй пер., д. ft. 8 11 17 22 24 26 29 46 48 54 55 56 58 60 64 65 66 71 76 83 85 86 89 90 90 91 92 К 100-летию со дня рождения В. И. Ленина «Российское могущество Сибирью прирастать будет» Богатства тюменских недр Научная столица Сибири — Академгородок За что их наградила Родила Информация Паспорт № 1 «Река жизни» и ее обитатели Что вы знаете и чего не знаете о крови 32 Читая анализ... Проблемы и методы современной науки. 33 Сколько лет воде Элемент №... 39 Серебро. Новости отовсюду «Качество рельсов было и есть предмет бесконечных комиссий...»- . Рельсы — на диаграмме Литературные страницы Приглашение к «Танцам» Танцы твердых тел Комментарий к «Танцам» Что мы едим Все о сэндвичах— Консультации Лучше всего — проветривать! _ Из писэм в редакцию Пишут всякое...- Дырявые кастрюли бу науке на служ- Страницы истории Герман Бургаве- Сказка Пробужденье Учитесь переводить Немецкий — для химиков Что есть что Технологи, внимание? Кпуб Юный химик Что это такое? На каком основании основания называются основаниями? Циклон чудес «Нетипичные» задачи Семь опытов с «сухим льдом» Научный фольклор Б. В. Савельев В. Станцо А. Салуцкий Л. И. Привалова Л. И. Привалова, Е. И. Сухинина А Н. Иванисова Б. И. Казаков П. Г. Гннер Т. Хейфец, Р. Костяновский Джон Апдайк A. В. Воронель К- Гошев Л. Е. Стругацкая B. Л. Василевский Т. Айза С. А. Погодин, Н. М. Раскин Север Гансовский Ю. В. Таранович В Истомин М Батарцев 96 Новый метод хроматографии— в С Файнберг
К 100-ЛЕТИЮ СО ДНЯ РОЖДЕНИЯ ВЛАДИМИРА ИЛЬИЧА ЛЕНИНА «РОССИЙСКОЕ МОГУЩЕСТВО СИБИРЬЮ ПРИРАСТАТЬ БУДЕТ» Известными словами М. В. Ломоносова мы начинаем очередной очерк о преобразовании экономики нашей страны. В этом номере рассказ о Западной Сибири, территорию которой составляют Алтайский край, Кемеровская, Курганская, Новосибирская, Омская, Томская и Тюменская области. В величественных планах создания н развития материально-технической базы коммунизма этому району отводится особое место. В программе Коммунистической партии Советского Союза записано: «Большое развитие получит промышленность в районах восточнее Урала, обладающих неисчислимыми природными богатствами, сырьевыми и энергетическими источниками». А «восточнее Урала» — это и есть прежде всего Западная Сибирь... Что бы ни было написано о современной Сибири, эти сведения мгновенно устаревают. Это стремительно развивающийся край с сумрачным прошлым, трудовым настоящим и безусловно с огромным будущим. Проще всего было бы начать рассказ о Западной Сибири с географических сравнений. Ведь на ее территории могли бы свободно разместиться восемь Италии и Бельгия впридачу или три Италии и пятьдесят Бельгии... Но вряд ли это нужно. «Такой простор, что не окинешь оком», — это характерно для России в целом. А у Западной Сибири есть свои неповторимые достопримечательности: крупнейшая в мире низменность, великие реки, неповторимая красота Телецкого озера, горы угля и моря нефти, Транссибирская железная дорога, единственный в своем роде научный центр — новосибирский Академгородок... ЭКСКУРС В ПРОШЛОЕ Для большинства история Сибири начинается с Ермака. Однако это неверно. Еще в XI веке просторы Обь-Иртышья были заселены оттесненными сюда с юга хантами, с запада — мансями, а на севере проживали ненцы. В XIX веке народ манси (само название «маньсь» переводится как «маленький народ») стал известен во всей Европе: этнографы установили, что манси — прямые родственники далеких от них венгров. Вообще, за четырехсотлетний период колонизации Западной Сибири хозяйство ее развивалось крайне медленно. Это был край царской каторги. Кстати, Тобольск был первым сибирским центром ссылки, а первым ссыльным был... угличский колокол, возвестивший об убийстве царевича Дмитрия, за что и был «лишен уха и языка и сослан на вечное поселение». Через Тобольский централ, Нарым, Алтай прошли декабристы и революционные демократы, народники и большевики. О том, что из себя представляла Западная Сибирь до революции, можно судить по свидетельству современников. Откроем энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона: «Несмотря на обилие сырых материалов и рудных богатств, обрабатывающая промышленность в Сибири развита весьма слабо, сибирские фабрики и заводы, в большинстве незначительные, имеют характер кустарных производств для местных потребностей; только заводы винокуренные, пивоваренные, водочные, отчасти мукомольные, кожевенные и еще очень немногие другие составляют важную статью промышленности». В 1897 году в Западной Сибири было 4854 фабрики и завода с 14440 рабочими. Сопоставив эти цифры, нетрудно представить масштабы производств. Было и единственное на всю Сибирь химическое предприятие— содовый завод в бывшей Томской губернии. По Обь-Иртышскому бассейну ходило всего 130 пароходов, на всю Западную Сибирь было только одно высшее учебное заведение — Томский университет.
Главное богатство Западной Сибири наших дней — нефть ■••\-*j*ff , «Ч/ СВЕТ НАД СИБИРЬЮ Владимир Ильич Ленин дважды был проездом в Западной Сибири—отправляясь в ссылку и возвращаясь из нее. Первое его. впечатление было не очень лестным, о чем свидетельствуют строки из письма к матери: «Окрестности Западно-Сибирской дороги, которую я только что проехал всю A300 верст от Челябинска до Кривощеко- ва *, трое суток), поразительно однообразны: голая и глухая степь. Ни жилья, ни городов, очень редки деревни, изредка лес, а то все степь. Снег и небо — и так в течении всех трех дней». Тем не менее через десять лет, в 1907 году, в Лондоне, беседуя с делегатом V съезда РСДРП Н. С. Кар- жанским, Ленин говорил: «Барабинская степь... Мне там пришлось проезжать два раза: в ссылку и обратно. Чудесный край. С большим будущим». И в первые же годы Советской власти Ленин лично участвовал в создании этого большого будущего Западной Сибири. В 1921 году группа американских рабо- * Ныне станция Новосибирск-Западный.— Ред. чих и инженеров, преимущественно русских эмигрантов, покинувших родину до революции, объединенных в «Общество технической помощи Советской России», выразила желание приехать в Россию с целью восстановления ее народного хозяйства. Группу возглавляли голландский инженер-коммунист С. Рутгерс, американцы В. Хейвуд и Г. Кальверт. Объектом был выбран На- деждинский завод, изготовлявший сельскохозяйственные машины, занимавшийся ремонтом горных машин и судового оборудования, а также несколько предприятий Кузнецкого каменноугольного бассейна, связанных с Надеждинским заводом. По мысли американских инженеров, эти предприятия должны были быть превращены в законченный экономический комплекс в сравнительно короткие сроки, с незначительными затратами C00 тысяч долларов) и небольшими людскими ресурсами C—6 тысяч рабочих). В. И. Ленин придавал этому проекту не только экономическое, но и политическое значение — как акту солидарности трудящихся капиталистических стран с советским народом. Переговоры с группой Рут-
В одном из цехов Омского шинного завода герса обсуждались на нескольких заседаниях Политбюро РКП (б). 20 октября 1921 года соглашение было подписано, а 25 октября утверждено Советом Народных Комиссаров. Согласно выработанному договору, была создана «Автономная индустриальная колония Кузбасс», находившаяся в подчинении Совета Труда и Обороны, председателем которого был В. И. Ленин. По плану ГОЭЛРО Западная Сибирь была включена в восемь основных промышленных районов страны (наряду с Северным, Центрально-Промышленным, Поволжским, Донецко-Южным, Уральским, Кавказским и Туркестанским). В годы первой пятилетки в Западной Сибири создана текстильная промышленность, а во второй пятилетке началось строительство Урало-Кузнецкого комплекса — второй угольно-металлургической базы страны, значение которой особенно проявилось в годы Великой Отечественной войны. ИНДУСТРИАЛЬНАЯ МОЩЬ СИБИРИ Западная Сибирь пережила по крайней мере четыре этапа хозяйственного освоения. Первый этап — конец XIX — начало XX веков— был связан со строительством Транссибирской магистрали и волной сельскохозяйственных переселенцев. В то время возник ряд полукустарных производств, связанных с ремонтом сельскохозяйственной и транспортной техники, а также были основаны небольшие предприятия по добыче по* лезных ископаемых (в Кузбассе и Горном Алтае^). Второй этап: с 1921 по 1941 год — развитие современной тяжелой и легкой промышленности. На этом -этапе были заложены контуры будущего народнохозяйственного комплекса района. Третий этап — годы войны. В это время в Западную Сибирь из европейских районов страны были эвакуированы многие заводы. Появились новые для Сибири отрасли, в частности нефтехимия. Центром ее стал Омск. Первым предприятием Омского комплекса стал шинный завод. Затем появились и другие предприятия нефтеперерабатывающего и нефтехимического профиля. С нефтью связан и последний, четвертый этап развития Западной Сибири. Его осно- 5
Тобольский кремль •.i, ■ ■ - ■ ^ < > f.- ■•v-^-v^W ва — открытые в наши дни богатейшие залежи нефти и газа, а также огромные лесные ресурсы. Этот этап продолжается и сейчас. Геологи опрокинули установившееся мнение о бесплодности огромного низменного края, заболоченного и малолюдного. Згпасы нефти и газа оказались колоссальными— минимум четверть общесоюзных запасов. Есть месторождения, в которых сосредоточено до трех триллионов кубометров газообразного горючего. Открытие «Третьего Баку» надолго исключило возможность дефицита топливно-энергетического баланса. Вместе с нефтью и газом в Западной Сибири обнаружены практически неисчерпаемые A50 триллионов кубометров!) запасы термальных йодо-бромных бессульфатных вод — ценнейшего химического сырья. Но эти же открытия поставили перед народным хозяйством серьезные проблемы. Обычно освоение природных ресурсов (сельскохозяйственных земель, лесов, месторождений угля или руд) сопровождалось развитием обрабатывающих производств у мест добычи. И это естественно. А подземные богатства Западной Сибири оказались сосредоточены в основном на севере, в местах заболоченных, мало пригодных для создания промышленных комплексов, да и для жизни людей. Поэтому между точками добычи и переработки сырья будет существовать, по крайней мере в ближайшие 20—30 лет, значительный территориальный разрыв. Так, если основной район добычи нефти расположен на Средней Оби, то главный центр ее переработки— в Омске. В недалеком будущем на территории Западной Сибири появятся два крупных нефтехимических комбината — в Тобольске и Ташаре (или в Киреевском). Таким образом, Западная Сибирь скоро станет районом высокоразвитой современной нефтехимии. Мощная индустриальная база на юге Западной Сибири поможет быстрее освоить богатства Севера. В то же время гигантские масштабы освоения этого района вызывают (не могут не вызвать!) ускоренное развитие производительных сил юга Западной Сибири. И другие отрасли химической промышленности в Западной Сибири развиты довольно высоко. Здесь сосредоточено 12,9% общесоюзного производства синтетических смол, химических волокон и автопокрышек— по 11,3%, каустической соды — 7%. И это при том, что в Западной Сибири живет сейчас 5,2% населения СССР. За последние годы A958—1965) объем химического производства в Западной Сибири вырос в три раза. Современные темпы его роста выше общесоюзных (соответственно 16,3 и 13,6% ежегодно). А в общем объеме промышленного производства Западной Сибири химия занимает четвертое место (9,5%). Сырьевая база для нее достаточно обширна. Это прежде всего коксовые производства Кузбасса и соленые озе- 6
ffa месте станции Обь, которую один аз крупнейших ч* мире во»- проезжал по пути в сибирскую залов—Новосибирск-Главный ссылку В. И. Ленин, построен ра Кулунды и Барабы. Здесь — единственное в СССР Михайловское месторождение природной кальцинированной соды, Бур- линское озеро с большими запасами поваренной соли, Кучукское озеро, заполненное раствором сульфата натрия. В Горной Шо- рии есть месторождение фосфоритов, на Алтае — серного колчедана. Таштагольское месторождение талька — крупнейшее в СССР. На этой сырьевой основе, а Также на базе угольной промышленности и черной металлургии в Кузбассе развился мощный химический комплекс, включающий в себя производство серной кислоты, фосфорных и азотных удобрений, основную химию, бензольное производство, производство пластмасс и синтетических смол. Более молода химия Алтая, сосредоточенная главным образом в Барнауле. Здесь производят химические волокна и синтетические ткани, моющие средства и азотные удобрения. С ДУМОЙ О БУДУЩЕМ Уже сейчас Западная Сибирь представляет собой наиболее развитый район Востока СССР. В будущем, по мнению большинства советских ученых, она встанет в один ряд с важнейшими промышленными районами страны: Центральным, Уральским, Донец- ко-Приднепровским. Проблемами дальнейшего освоения Западной Сибири занимаются многие организации. В мае этого года в Академгородке под Новосибирском была созвана научная конференция по развитию и размещению производительных сил Сибири. Характерно, что многие участники конференции подчеркивали необходимость комплексного подхода к решению стоящих проблем и смело прогнозировали на 20—30 лет вперед. Уже в ближайшие годы Западная Сибирь станет крупным поставщиком нефтехимической продукции, нефтехимия Сибири будет работать на нужды всего Востока СССР и в меньшей мере на нужды районов Европейской части страны. Металлургия Западной Сибири, с переходом на природный газ, высвободит для производства химических материалов значительную часть коксового газа. Рост заготовок древесины будет сопровождаться углублением лесопереработки и развитием лесохимии. Наиболее перспективными для Западной Сибири специалисты считают именно химические производства: синтетических смол и пластмасс, химических волокон, серной кислоты, аммиака и аммиачной селитры, суперфосфата, каустической соды, стекловолокна. «Российское могущество Сибирью прирастать будет». Это предсказание великого русского ученого сбывается на наших глазах. Вернее, не сбывается, а совершается. Совершается советским народом, его партией, созданной В И. Лениным. 7
Схематическая карта основных нефтяных и базовых месторожде- ний Тюменской области Щ карское море Щ|| кСп*у^ё^ё§=. ^^^ An || in у у несртч?. 11 ' 'iiiml! Ims^dw^' 11^ ^^^; J JJJJ^jm
БОГАТСТВА ТЮМЕНСКИХ НЕДР Лауреат Ленинской премии Б. В. САВЕЛЬЕВ, главный геолог по нефти и газу Управления «Главтюменьгеология» В Москве и других городах мне не раз приходилось слышать о богатейшем тюменском нефтяном месторождении. Должен сказать, что это определение ничуть не точнее, чем, скажем, «московский театр». Тюменского месторождения не существует, есть богатейшая нефтегазоносная провинция, на территории которой уже открыты 76 месторождений горючих ископаемых — 40 нефтяных, 32 газовых и 4 нефтегазовых. Председатель Президиума Сибирского отделения АН СССР Михаил Алексеевич Лаврентьев писал в одной из своих статей: «Создается впечатление, что вся Западная Сибирь есть гигантская чаша, наполненная нефтью». Так вот, Тюменская область — та часть западносибирской «чаши», к которой геологи прикоснулись раньше, чем к другим. Первые поисковые скважины в районе Тюмени был и пробурены в 1947 году, но ничего заслуживающего внимания тогда не нашли. В 1951 году" геологи двинулись на север — к Увату, Ханты-Мансийску, Поку- ру. А спустя два года пришел первый успех: возле села Березова ударил первый газовый фонтан. Бсрезовское месторождение эксплуатируется и сейчас. Отсюда по трубам газ идет на Урал, в район города металлургов Серова. А история тюменской нефти началась в 1960 году, когда нашли нефть в районе Шаима. Это было не просто богатое месторождение. По нынешним меркам оно не так уж и велико, уступает открытым позже месторождениям Усть-Балыка или Самотлора. Но это месторождение нефти очень высокого качества: нефть Шаима малосерниста, содержание в ней этого вредного для топ- лив элемента не превышает 0,5%. Шаим был «первой ласточкой». Последовал фейерверк открытий. Теперь уже те, кто прежде не верил в нефтегазоносность Западно-Сибирской равнины (а такие были), говорили обратное: «Чем хвастаетесь, у вас, куда ни ткни, — везде или нефть, или газ». Открытия следовали одно за другим. 1962 год — нефть Усть-Балыка (ныне Нефтеюганск), 1963 год — огромные запасы природного газа на севере области — в Тазов- ском районе. В 1964 году на тюменском земле было уже 33 открытых месторождения нефти или газа. В том же году Омский нефтеперерабатывающий завод получил первую партию тюменского сырья. И в том же году группа геологов во главе с Юрием Георгиевичем Эрвье за открытие главного богатства тюменских недр была удостоена Ленинской премии. Последующие годы — годы освоения уже открытых месторождений и открытия новых. Нефтепроводы связали Шаим с Тюменью, Усть-Балык — с Омском. От Пунги на Уран протянулась нить газопровода. Строится железная дорога, которая свяжет Тюмень с Сургутом. Конечно, трудностей и у геологов, и у строителей, и у эксплуатационников еще много. Многие наши месторождения расположены в таких местах, куда летом, весной и осенью «только вертолетом можно доле- 9
Таежный городок геологов и неф" тяников Горно-Правдинск. Снимок сделан с вертолета теть». И, конечно, авиаторы нас порядком разоряют- Но другого выхода пока нет. Уже сейчас Тюменская область стала одним из основных нефтедобывающих районов СССР. Темпы добычи растут. Если в 1964 году были добыты 200 тысяч тонн нефти, то в прошлом — уже 12 миллионов. А в этом будет минимум двадцать — догоняем Баку. И плюс к этому 9 миллиардов кубометров газа. Тюмень дает большую часть общесоюзного прироста добычи нефти и газа. Характерно, что пятилетний план прироста запасов нефти Тюмень выполнила за три года, а аналогичный план по природному газу уже перевыполнен в 4,5 раза. По разведанным запасам нефти Тюменская область стала крупнейшей нефтегазоносной провинцией СССР. Той нефти, которая уже найдена (даже не считая гигантского Са- мотлорского месторождения), вполне достаточно, чтобы добывать ежегодно 100 миллионов тонн. Благодаря открытию уникальных газовых месторождений на севере Тюменской области наша страна вышла на первое место в мире по разведанным запасам газа, обогнав США. Развитие нефтегазодобывающей промышленности благотворно влияет на развитие края в целом. В области выросли новые города — Нефтеюганск, Сургут, Урай, Горно-Правдинск. В Тюмени создан Индустриальный институт, готовящий кадры для нефтяной и газовой промышленности. Строительство большого нефтеперерабатывающего комбината преобразит древний Тобольск — родину Дмитрия Ивановича Менделеева. На территории Тюменской области есть и другие полезные ископаемые, но будущее этого края определяется прежде всего несметными запасами нефти и газа. 10
НАУЧНАЯ СТОЛИЦА СИБИРИ- АКАДЕМГОРОДОК ДАТЫ И ФАКТЫ 1957, 18 мая Постановление Совета Министров СССР «О создании Сибирского отделения Академии на^к СССР», 1958, 28 марта Первые выборы в Академию иаук СССР по Сибирскому отделению. Избраны 35 академиков и членов-корреспондентов. Избран Президиум СО АН СССР во главе с академиком М. А. Лаврентьевым. 15 июля Правительство утвердило уточненный проект Академгородка под Новосибирском. 1959, июль Сдан в эксплуатацию первый в Академгородке институтский корпус — здание Института гидродинамики. В нем начинают работать шесть институтов: Институт гидродинамики, Институт теоретической и прикладной механики, Институт теплофизики. Институт неорганической химии, Институт катализа, Институт органической химии. 1 сентября Б здании средней школы начинает свой первый учебный год Новосибирский государственный университет. 1960 год Построены здания Института теоретической и прикладной механики, Института ядерной физики, Института геологии и геофизики. 1963 год Строительство Академгородка в основном завершено. При Новосибирском университете организована физико-математическая школа. 1967 год Ученые Сибирского отделения АН СССР — председатель Президиума академик М. А. Лаврентьев, академик Г. К. Боресков и член-корреспондент АН СССР Н. А. Чинакал — удостоены звания Героя Социалистического Труда. 1968 год Открыт новый, девятнадцатый в Академгородке институт — Институт почвоведения и агрохимии. На состоявшихся в Москве очередных А 11
«Лаврентьевская избушка» — первый дом Академгородка "tew* ***»«*&**>*. выборах в Академию наук еще 23 ученых Сибирского отделения избраны действительными членами и членами-корреспондеитами АН СССР. Теперь здесь работают 24 академика и 51 член-корреспоидеит. 1969 год, март Указом Президиума Верховного Совета от 13 марта Институт катализа СО АН СССР награжден орденом Трудового Красного Знамени. Это первый в Академгородке орденоносный институт. май Конференция по развитию и размещению производительных Сибири. В ее работе приняло участие более 1000 специалистов. сил КИТЫ, НА КОТОРЫХ СТОИТ АКАДЕМГОРОДОК «Что, по вашему мнению, отличает городок от любого другого научного центра^» — этот вопрос был задан не менее чем тридцати ученым — разным по возрасту, положению, специальности. И если отбросить частности, все ответы свелись к «четырем китам», на которых стоит здешняя земля — в отличие от нашей планеты в целом. «Кит» первый — новизна. Новизна в самом широком смысле этого слова. ...Любому научному учреждению, как и любому производству, рано или поздно приходится пройти стадию реконструкции. Реконструировать старое, приводить его в соответствие со временем, часто сложнее, чем строить заново. К середине 50-х годов реконструкция науки в Сибири стала необходимостью- без этого просто невозможно было дальше развивать (и развивать быстро!) промышленность Сибири, ее производительные силы. К тому времени к востоку от Урала существовали четыре филиала Академии и работало не больше десяти докторов наук... 12
1958 год% Сроительство началось Не реконструировать филиалы, а создать в Сибири новый научный центр,— решил XX съезд партии. Единый центр, в котором будут представлены все основные направления современной науки — не «сибирской науки», а науки в целом. С упором на фундаментальные исследования, на главные проблемы физики, математики, химии, биологии, наук о Земле, экономической науки. Лаборатории нового научного центра оснащались самым современным оборудованием. Крупным ученым, изъявившим желание переехать (не поехать, а переехать) в Сибирь, были даны большие права, и прежде всего право устраивать новые институты по-своему. А большинство научных работников составили вчерашние выпускники вузов —самые достойные, по мнению своих же учителей. Второй «кит» — взаимодействие наук. Повторим истину, о которой так часто говорится и пишется,— о двух процессах, происходящих в современой науке. Первый — дифференциация, разделение на новые области. Параллельно с ней идет второй процесс,— его академик М. А. Лаврентьев определил как «взаимную диффузию». Математика все больше вклинивается в химию; та, в свою очередь, пропитывает биологию, и так далее. Точки роста — на стыках; многие современные проблемы не ложатся в прокрустово ложе одной научной дисциплины. Академгородок универсален — здесь представлены все основные области знания. Контакты ученых разных специальностей — ученых, как нигде мало заседающих, как нигде мало отрываемых от главного дела,— эти контакты здесь просто неизбежны. Уже потому, что городок невелик, и все живут рядом и работают рядом. Третий «кит» — нацеленность на производство. Все институты Академгородка, «ультраакадемические», «ультрафундаментальные», теснейшим образом связаны с народным хозяйством в самом широком смысле слова. Связаны весьма реально: городок уже многократно себя окупил. Только в прошлом году промышленности переданы 122 законченных научных разработки. А чтобы отдача была еще оперативнее, вокруг Академгородка создаются специальные конструкторские бюро — промежуточные звенья между академической наукой и промышленностью. Финансировать их будут заинтересованные министерства, на- 13
Академгородок сегодня. Здание Президиума Сибирского отделения АН СССР и Института экономики \:% \&- ъ$. 1 учное руководство останется за академическими институтами. И, наконец, четвертый «кит» — система подготовки научных кадров. Сейчас большинство новых сотрудников приходит в институты Академгородка из своего же Новосибирского университета. Это единственный в стране университет, в котором (и это принцип!) нет ни одной научной лаборатории — только несколько учебных для младшекурсников. И это единственный в стране университет, в котором (и это тоже принцип) почти нет людей, занимающихся только преподаванием. Будущих исследователей учат исследователи. Будущие исследователи, овладев «азбукой», учатся в лабораториях научных институтов — куда более современных, чем обычные вузовские. Уже третьекурсники участвуют в плановых исследованиях — сначала на более скромных ролях, потом на менее скромных. Но подготовка кадров — это не только университет. Это еще и знаменитая ФМШ, физико-математическая школа для одаренных юных сибиряков. В этой школе есть химическое отделение, и до сих пор идут споры: что должно быть профилирующим предметом для химиков ФМШ — химия, или математика и физика? Тех, кто считает главной математику, больше. Даже среди химиков. ЧЕТЫРЕ ИНСТИТУТА В Академгородке — четыре химических института. Институт неорганической химии — ИНХ. Здесь интересуются всеми химическими элементами и их соединениями. Здесь занимаются комплексными соединениями, получением чистых и сверхчистых веществ, исследованием разнообразных структур — словом, современной неорганикой. И, разумеется, современной химической технологией. ИНХу есть чем гордиться. Здесь полностью исследовано и расшифровано около 100 кристаллических структур. Под руководством академика А. В. Николаева здесь разрабатывается теория экстракционных процессов. Методами, основанными на этой теории, уже получают, к примеру, золото чистотой «шесть девяток» (99,9999%) и кобальт «четыре девятки». Созданными здесь экстракционно-спектральными методами анализа можно определять в полупроводниковых соединениях сразу 16—20 при- 14
Некоторые проблемы химии тре- Слева направо: директор Инсти- буют участия и органиков, и не- тута неорганической химии ака- органиков, и специалистов по ка- демик А. В. Николаев, директор тализи* Новосибирского ИОХа академик Н. Н. Ворожцов и директор Института катализа академик Г. К, Боресков месей с чувствительностью 1 • 10~5 — 2 • 10 7%, то есть, в пределе, два атома на сто миллионов... Новосибирский институт органической химии (НИОХ) занимается прежде всего исследованием механизмов реакций. Еще — синтезом и анализом ароматических соединений, содержащих фтор. Еще — биологически активными веществами сибирской флоры. Совместно с Институтом цитологии и генетики здесь разработана технология получения РНК-азы и ДНК-азы — ферментов, применяемых для лечения вирусных и некоторых иных заболеваний. Это — тоже органика, и очень сложная. Третий химический институт Академгородка— Институт химической кинетики и горения. Само название достаточно красноречиво говорит о назначении этого института. Здесь много внимания уделяют разработке новых физических методов исследования. А главная прикладная задача — создание новых методов и приборов. Здесь, например, создан уникальный прибор — «ЭПР-релаксометр» для исследования тонких деталей структуры веществ'а. И четвертый — Институт катализа, единственный в нашей стране. «Понять катализ»— это значило бы понять жизнь, или во всяком случае важнейшую ее сторону, потому что большинство реакций, происходящих в живых организмах,— каталитические. Без катализа немыслима и химическая промышленность: достаточно вспомнить, что серную кислоту, аммиак и синтетические каучукн получают с обязательным участием катализаторов. Но далеко не все знает современная наука об этом жизненно важном явлении. До сих пор нет теории, с помощью которой можно было бы предвидеть каталитическое действие того или иного вещества в той или иной реакции. В Институте катализа создают новые катализаторы и каталитические реакторы, определяют оптимальные параметры процессов и формы промышленных катализаторов. Но пока даже не пытаются выдвигать новые теории катализа. Директор института академик Г. К- Боресков и большинство его сотрудников считают, что время появления единой теории катализа еще не пришло. Когда-то такая 15
Работает аэрозольный генератор двадцати самолетов, разработан для борьбы с вредителями леса. в Институте кинетики и горения Этот агрегат, заменяющий до СО АН СССР теория родится, и возможно, она окажется простой и всеобщей, как, скажем, периодический закон. Но эта теория сможет появиться лишь после того, как исчезнут многочисленные белые пятца в химической кинетике, химии и физике твердого тела. А сейчас дело за. тем, чтобы постепенно «проявлять» эти белые пятна, выяснять закономерности (пусть частные), накапливать информацию — чтобы потом от частного перейти к общему. Но как много сделано Институтом за десять лет! Институт основал новое направление в науке — математическое моделирование химических процессов и реакторов (прежде всего, конечно, каталитических). Разработаны научные основы изготовления промышленных катализаторов. Двадцать новых катализаторов переданы заводам. ЧТО ТАКОЕ АКАДЕМГОРОДОК Несколько деталей — внешних, но характерных. Возле Дома ученых висит на сосне беличья кормушка. С трехзначным номером. По всему городку развешаны по деревьям кормушки — зимы здесь суровые. А напротив гостиницы отгорожен тонкой проволокой лесной участок. Надпись на столбе: «Просьба не ходить. Лес на отдыхе». И никто не ходит... В здешней газете «За науку в Сибири» — заметка о том, почему в Академгородке перестали цвести сибирские «огоньки»: их уничтожили. Не со зла: просто срывали великолепные огненно-рыжие цветы, ставили в стаканы и вазы, а что они многолетние— не знали. По неведению нанесли ущерб природе, и хотят его исправить. И исправят. Исключительно бережное отношение к природе свойственно жителям этого необычного города. ...Один из первых здешних жителей академик Анатолий Васильевич Николаев на вопрос: «Что такое Академгородок?» — ответил так: «Ликбез знаете? Знаете. «Красную профессуру» знаете? Знаете. Рабфаки знаете? Знаете. Так вот, Академгородок это ликбез, красная профессура и рабфак нашего времени. То, что сегодня нужно Советской власти». В. СТАНЦО, специальный корреспондент «Химии и жизни» Фото Р. И. АХМЕРОБА 16
ЗА ЧТО ИХ НАГРАДИЛА РОДИНА 13 марта нынешнего года Президиум Верховного Совета СССР издал Указ о присвоении наиболее отличившимся ученым разных специальностей звания Героя Социалистического Труда. Читатели нашего журнала обратили, наверное, внимание на то, что примерно треть награжденных внесли существенный вклад в развитие химической науки Славные имена этих ученых-химиков и краткие характеристики их научной деятельности мы и приводим сегодня. АНДРИАНОВ Кузьма Андрианович. Академик, заведующий лабораторией Института элементоорганических соединений АН СССР. К. А. Андрианов — основоположник химии кремнийорганических полимеров, полиорганосилоксанов. Работы этого ученого открыли возможность создания термостойких материалов совершенно нового типа, производство которых было налажено под его непосредственным руководством на многих предприятиях нашей страны. АРБУЗОВ Борис Александрович. Академик, директор Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова .АН СССР. Б. А. Арбузов — автор многочисленных работ в области химии фосфорорганических соединений, терпенов и диенов. Под руководством этого ученого были синтезированы и испытаны физиологически активные органические производные фосфора, многие из которых были признаны как перспективные инсектицидные и лекарственные препараты. 17
БЕЛОВ Николай Васильевич. Академик, заведующий лабораторией рентгеноструктурного анализа Института кристаллографии АН СССР. Н. В. Белов — глава советской школы кристаллохимиков. Под его руководством были разработаны и реализованы методы расшифровки атомной структуры кристаллов с помощью современных вычислительных машин; его работы позволили дать практические рекомендации для разведки многих редких и рассеянных элементов, а также послужили теоретической основой для усовершенствования производства цемента, стекла и других силикатов. БЕЛОЗЕРСКИЙ Андрей Николаевич. Академик, заведующий кафедрой Московского государственного университета им. М- В. Ломоносова. С именем А. Н. Белозерского связано развитие одного из самых актуальных современных направлений в биохимии, а именно биохимии нуклеиновых кислот. Им было доказано наличие ДНК в растительном мире и тем самым установлено единство химического строения ядерного материала всех живых организмов. Им доказана связь нуклеиновых кислот с процессами роста, развития и биосинтетической активности клеток. Важное значение имеют работы А. Н. Белозерского по установлению видовой специфичности нуклеиновых кислот v различных групп организмов, по химии протоплазмы, иммунохимии, антибиотикам, механизму биосинтеза белка. [БРОДСКИЙ Александр Ильич!. Академик АН Украинской ССР, директор Института физической химии им. Л. В. Писаржевского АН Украинской ССР. А. И. Бродский известен своими работами в области термодинамики и электрохимии растворов, способствовавшими формированию современной теории электролитов. В 1934 году им была организована первая в СССР и одна из первых в мире лабораторий, где систематически разрабатывались методы получения и применения стабильных изотопов. ДУБИНИН Михаил Михайлович. Академик, заведующий отделом Института физической химии АН СССР. М. М. Дубинин — специалист в области сорбционных процессов, структуры адсорбентов и сорбционной техники. В последние годы он руководит исследованиями по синтезу, изучению и практическому применению синтетических цеолитов — новых высокоэффективных адсорбентов. 18
ЖАВОРОНКОВ Николай Михайлович. Академик, директор Института общей и неорганической аимии им. Н. С. Курнакова АН СССР, директор-распорядитель Института новых химических проблем АН СССР. Н. М. Жаворонков — автор многочисленных работ в области неорганической химии и химической технологии. Им и его сотрудниками проведены систематические глубокие исследования гидродинамики, массо- и теплопередачи в процессах адсорбции, ректификации, молекулярной дистилляции, результаты которых являются теоретической основой усовершенствования существующих и разработки новых высокоинтенсивных процессов и аппаратов химической технологии. С 1963 года Н. М. Жаворонков занимает пост академика-секретаря Отделения физико-химии и технологи неорганических материалов АН СССР. КАЗАНСКИЙ Борис Александрович. Академик, заведующий лабораторией каталитического синтеза Института органической химии им. Н. Д. Зелинского АН СССР. Б. А. Казанский известен фундаментальными открытиями в области каталитических превращений углеводородов. Эти работы способствовали развитию теоретических основ процессов переработки жидкого топлива. В частности, им были разработаны новые методы исследования состава легких фракций нефти из отечественных месторождений. КИРСАНОВ Андрей Львович. Академик, директор Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР. А. Л. Курсанов — создатель метаболической теории передвижения веществ в растении. Ему принадлежат крупные теоретические обобщения в области физиологии растения как целого; в частности, им открыт круговорот органических веществ, связывающий воедино деятельность всех органов растения. Важное практическое значение имеют исследования А. Л. Курсанова по механизму сахаронакопления у сахарной свеклы, & также работы по биологии ферментов в живом растении, на основе которых в медицинскую практику было введено новое лечебное средство — препарат катехинов чая. МНДЖОЯН Арменак Левоиович. Академик АН Армянской ССР, директор Института тонкой органической химии АН Армянской ССР. А. Л. Мнджоян известен своими работами по синтезу новых лекарственных препаратов, многие из которых внедрены в производство и сейчас с успехом применяются в медицинской практике. А. Л. Мнджоян — создатель ряда оригинальных направлений фармакологической химии; возглавляемый им институт является ведущим научным центром Советского Союза в этой области. 19
НАГИЕ В Mypryst Фвтулл» оглы. Академик АН Азербайджанской ССР, директор Института теоретических проблем химической технологии АН Азербайджанской ССР. М. Ф. Нагиев один из первых в нашей стране занялся решением проблемы оптимального проектирования комплексных химических производств. На основе его исследований и под его руководством разработан и внедрен процесс легкого термического крекинга мазута, имеющий высокие экономические показатели. * НЕСМЕЯНОВ Александр Николаевич. Академик, директор Института элементоорганических соединений АН СССР. А. Н. Несмеянов — глава широко известной научной школы металлэ- органиков, автор многочисленных работ по химии элементоорганиче- ских соединений; им и его учениками решен также ряд важных теоретических проблем органической химии. Под его руководством успешно решается проблема синтеза пищевых высокомолекулярных соединений, впервые в мире получена искусственная черная зернистая икра. С 1951 по 1961 год А. Н. Несмеянов был Президентом Академии наук СССР; сейчас он член Президиума "АН СССР, занимает посг академика-секретаря Отделения общей и технической химии АН СССР, ОПАРИН Александр Иванович. Академик, директор Института биохимии им. А. Н. Баха АН СССР. А. И. Опарин — создатель широко признанной теории возникновения жизни, открывающей пути для познания сущности жизни и ее распространения во Вселенной. Его исследования ферментативных процессов, протекающих в организме растений, привели к созданию биохимических основ хранения и переработки растительного пищевого сырья, что позволило коренным образом усовершенствовать ряд отраслей пищевой промышленности — сахарную, хлебопекарную, витаминную, чайную. ПЕЙ BE Ян Вольдемарович. Академик, руководитель лаборатории Института физиологии растений им. К. А. Тимирязева АН СССР. Я. В. Пейве внес большой вклад в учение о роли микроэлементов и разработал теоретические основы, *а также практические руководства по их применению в сельском хозяйстве. Он показал, что микроэлементы значительно повышают активность ферментов у растений, усиливают фиксацию азота почвы и воздуха, увеличивают содержание белков в растениях. Я. В. Пейве — главный ученый секретарь Президиума АН СССР, 20
РАЗУВАЕВ ГриюриЙ Алексеевич. Академик, и. о. директора Института химии АН СССР Г. А. Разувасв — специалист в области металлоорганических соединений. В частности, под его руководством были получены вещества, содержащие цепочки из нескольких атомов различных металлов. Много внимания Г. А. Рязуваев уделяет исследованию различных металлоорганических систем, инициирующих полимеризацию непредельных соединений. СОКОЛЬСКИЙ Дмитрий Влвднмировнч. Академик АН Казахской ССР, заведующий кафедрой катализа и технической химии Казахского государственного университета. Д. В. Сокольский — специалист в области катализа. Им предложены некоторые методы исследования свойств катализаторов, разработаны и внедрены в производство разнообразные каталитические процессы. Д. В. Сокольский — вице-президент АН Казахской ССР. СПИЦЫН Виктор Иванович. Академик, директор Института физической химии АН СССР. В. И. Спицьш — руководитель и организатор многих новых научных направлений в области неорганической, физической и радиационной химии. Он принимал активное участие в разработке теоретических основ производства многих металлов, используемых в новой технике. Работы этою ученого по изучению физико-хнмнческих свойств высокорадиоактивных препаратов открывают новые возможности дли использования радиоактивных изотопов в химической промышленности. ШЕМЯКИН Михаил Михайлович Академик, директор Института химии природных соединений АН СССР М. М. Шемякин — автор ряда крупных теоретических обобщений в области органической и биологической химии. Широко известны и получили мировое признание его исследования по химии природных соединений, особенно пептидов и белков, антибиотиков, витаминов №. М. Шемякин — один из создателей современной биоорганической химии. Под его руководством разработаны новые методы ааправлен ного синтеза многих ценных биологически активных веществ; ряд из них внедрен в производство. М. М Шемякин — академик-секретарь Отделения биохимии, биофизики и химик физиологически активных соединений АН СССР. 21
ЭНГЕЛЬГАРДТ Владимир Александрович. Академик, директор Института молекулярной биологии АН СССР. В. А. Энгельгардт— биохимик с мировым именем, основоположник многих оригинальных направлений в биохимии. Им открыт процесс окислительного фосфорилирования, доказана универсальная роль аденозинтрифосфата у всех живых существ, открыта ферментативная активность структурного белка мышц — миозина, что привело к созданию новой отрасли биохимии — механохимии. Его работы по биохимии витаминов сыграли большую роль в развитии отечественной витаминологии. 10 НУ СО В Сабир Юнусович. Академик АН Узбекской ССР, директор Института химии растительных веществ АН Узбекской ССР. С. Ю. Юнусов — глава советской школы в области химии алкалоидов. Благодаря его работам в растениях было найдево около 100 новых алкалоидов, широко изучена их химия, выяснена структура и многие превращения, у ряда из них обнаружены ценные лекарственные свойства. Работы С. Ю. Юнусова помогли установить причину некоторых заболеваний, вызываемых алкалоидами сорняков. В последние годы работы возглавляемого им института распространились на изучение других типов органических веществ, содержащихся в растениях. ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ Всесоюзное совещание по элек- 5С х трохимии. Ноябрь. Тбилиси. (Инее Ц. ститут неорганической химии и 5 X электрохимии АН Грузинской 5 g сср) ш в Координационное совещание по О О кинетическим константам разо- U ас фазных ревкций и методам получения кинетических констант. Декабрь. Москва. (Институт химической физики АН СССР) Школа по металлоорганическому синтезу. Декабрь. Москва. (Институт элементоорганических соединений АН СССР) Сессия Научного совета по проблемам химизации животноводства. Декабрь. Рига. (Институт органического синтеза АН Латвийской ССР) Международный коллоквиум по редким землям. Декабрь. Франция, Париж или Гренобль. О < и о Президиум Академии наук СССР физико-химии и технологии непринял решение организовать в органических материалов, гор. Горьком Институт химии АН СССР (на базе Лаборатории В 1969 г. в гор. Гродно будет ор- стабилизации полимеров) в со- ганизован Отдел регуляции обстав е Отделения общей и тех- мена веществ Академии наук нической химии и Отделения Белорусской ССР. Основные направления исследований отдела— изучение роли витаминов в регуляции обмена веществ и разработка научных основ применения синтетических антиметаболитов и витаминов. 22
X ас и Ъ ш Выставка машин и аппаратуры острове. В выставке примут уча- Выставка электронных приборов, для контактной сварки (КОН- стие фирмы и организации Поль- Устроитель — акционерное об- ТАКТНАЯ СВАРКА]. 1В ноября— ши. Чехословакии, ГДР, Англии, щество «Нокиа», Финляндия. 2 декабря. Ленинград, Выставоч- Франции, Японии и других стран. 27 ноября—10 декабря. Минск, ный комплекс на Васильевском ул. Якуба Коласа, 65. .Q г к X е о X X ас В ближайшее время будут вы- «Великое содружество» (цветной, Киносборник «Новости химиче- гтущены в прокат кинофильмы 2 части) — о достижениях химии ской промышленности», № 6. студии «Центрнаучфильм»: и смежных наук за годы Советской власти. ID О О и В Казани около здания Института органической и физической химии им. А. Е. Арбузова АН СССР будет установлен памятник — бюст выдающемуся советскому химику, основателю советской школы фосфороргаников Александру Ермиииигельдовичу АРБУЗОВУ. < X < Президиум Академии наук СССР утвердил состав Объединенного ученого совета Дальневосточного филиала им. В. Л. Комарова Сибирского отделения АН СССР. Председатель —академик ВАСХНИЛ Б. А. НЕУНЫЛОВ, заместитель председателя — доктор исторических наук А. И. КРУША- НОВ, ученый секретарь — кандидат технических наук М. Я. ЯМ- ПОЛЬСКАЯ. Утвержден также состав Секции химических наук Объединенного ученого совета. Председатель — доктор химических наук Г. Б. ЕЛЯ- КОВ (Институт биологически активных веществ), заместитель председателя — доктор химических наук Ю. В. ГАГАРИНСКИЙ (Отдел химии Дальневосточного филиала), ученый секретарь — кандидат химических наук Н. И. УВАРОВА (Институт биологически активных веществ). Академик В. Б. СОЧАВА назначен председателем Президиума Восточно-Сибирского филиала Сибирского отделения АН СССР. X ас В БЛИЖАЙШЕЕ ВРЕМЯ ВЫХОДЯТ В ИЗДАТЕЛЬСТВАХ «Наук а»: Л. Г. БЕРГ. Введение в термографию. Изд. 2-е. 2 р. 50 к. Газовая хроматография. Библиографический указатель отечественной и зарубежной литературы 11961—1966). Ч. I. Теория, аппаратура! методы. 2 р. 20 к. Газовая хроматография. Библиографический указатель отечественной и зарубежной литературы A961—1966). Ч. II. Анализ смесей, применение в химии, биологии, медицине и в промышленности. 2 р. 20 к. В. И. ИЗВЕКОВ, Н. С. ГОРБУНОВ. Радиометрия диффузии в металлических соединениях. 85 к. А. Н. НЕСМЕЯНОВ. Химия ферроцена. 3 р. 20 к. А. К. ПИКАЕВ. Сольватированиый электрон в радиационной химии. 2 р. 30 к. Структурная химия углерода и углей. Сборник статей. 1 р. 90 к. А. Н. ШАМИН. Химический синтез белка. (Исторический очерк). 60 к. Электрохимические процессы при эпектроосаждении и анодном растворении металлов. Сбор- н ик статей журнала «Электрохимия». 1 р. 30 к. Электрохимические процессы с участием органических веществ. Сборник статей журнала «Электрохимия», 1 р. «3 н а н и е»: К. В. АСТАХОВ. Периодический закон и строение атома. 12 к. П. П. БУДНИКОВ, А. Е. РОХВАР- ГЕР. Вулканические водосодер- жащие стекла. 6 к. Н. Н. МЕЛЬНИКОВ. Новые сред ства защиты растений. 15 к. Ю. А. ПЕНТИН. Вращательная изомерия молекул. 12 к. 23
У московских улиц и площадей разный В этих документах отражено многое: возраст: история" тверских-ямских и мещан- дата рождения и род занятий — характер ских уходит в века, а другим — черемуш- транспортных потоков, размеры и внешний кинским и строительным — всего несколько вид, памятные в жизни улицы или площа- лет. Но у каждой городской улицы, у каж- ди даты и даты текущих ремонтов. Пас- дого переулка, независимо от «заслуг» порта улиц нужны домостроителям и до- и возраста, есть свой технический паспорт, рожникам, связистам и орудовцам. А через 24
десятилетия паспорта новых проспектов потребуются, наверное, историкам. Паспорт № 1—пухлая папка, набитая машинописными страничками, чертежами и схемами, которая хранится в московском тресте «Гордормеханизация», — принадлежит главной площади столицы, главной площади страны. Первая графа паспорта — «название»: Красная площадь. Красная, то есть красивая, — это имя площадь получила в конце XVII века. А раньше (по мнению некоторых историков, Красная площадь существует со времени основания Москвы) ее называли Пожаром и Торгом. Но независимо от названия она всегда была центром русского государства, центром русской культуры. Первый в России печатный двор, знаменитая Славяно-греко-латинская академия, первый русский публичный театр, первая публичная библиотека — все эти «первые» на Руси формировались вокруг Красной площади. Здесь, на лобном месте казнили Степана Разина, здесь проходили отряды Кузьмы Минина и Дмитрия Пожарского, здесь в ночь на 3 A6) ноября 1917 года красногвардейцы подняли Красное знамя... Размеры площади: протяженность — 695 метров, средняя ширина—130 метров, площадь — 69 512 квадратных метров, длина гранитного бордюра тротуаров — 1987 метров. На семидесяти тысячах квадратных метрах Красной площади разыгрывались великие исторические события. Уходили на фронты гражданской войны красные конники. Десятки тысяч людей слушали на митингах речи Владимира Ильича Ленина. Отсюда в 1941 году отправлялись на позиции красноармейцы, а позиции эти были всего в нескольких километрах от Красной площачи. Но язык техники не знает эмоций. И в паспорте № 1 записано: «Красная площадь по грузонапряженности и интенсивности движения, а также по своей значимости относится к классу 1». Мощность насыпных грунтов — 4—6 метров. За этими сведениями — тоже история, история строительства столицы: здание ГУМа расположено на несколько метров выше кремлевской стены, и чтобы главная площадь страны была строго горизонталь- 25 ной, строители сгладили неровность рельефа толстым слоем песка. Покрытие площади: брусчатка на песчано- кирпичном основании. По известным всему миру гранитным камням Красной площади шли колонны физкультурников и демонстрации трудящихся, шли цепочкой миллионы людей в Мавзолей В. И. Ленина, шли космонавты и государственные деятели. По брусчатке Красной площади проезжали могучие ракетные установки, стальные гусеницы танков высекали из нее искры. Обо всем этом в паспорте скупая запись: «...грунтовые и гидрогеологические условия Красной площади вполне благоприятны для эксплуатации дорожного покрытия». В этом году, 7 ноября на Красной площади, как обычно, будет военный парад, будет демонстрация. Поздно вечеррм сюда придут сотни тысяч людей, чтобы посмотреть смену караула у Мавзолея и праздничный салют. На гранитной мостовой будет тесно. Наверное, именно из-за этих праздничных нагрузок в паспорте № 1 и вписаны цифры, показывающие прочность «конструкции» — 800 килограммов на квадратный сантиметр площади. А. САЛУЦКИЙ Фото Л. ЧИСТОГО
РЕКА ЖИЗНИ » И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ Л. И. ПРИВАЛОВА Кровь не зря называют «рекой жизни». Она омывает самые отдаленные уголки организма; она разносит из легких кислород, а из кишечника — питание: глюкозу, витамины, аминокислоты, жиры, соли; она очищает ткани от ненужных ядовитых продуктов обмена— «шлаков». Кровь насыщена важными ферментами и щедро делится ими с другими тканями. Кровь — надежный защитник: она переносит антитела, уничтожающие болезнетворных микробов. Кровь регулирует температуру тела и кислотно- щелочной баланс организма... Все эти и многие другие функции выполняют различные составные части крови, разные виды «населяющих» ее клеток. Все они имеют общую прародительницу — одну- единственную зародышевую клетку, называемую гемоцитобластом. Но уже на ранних стадиях развития гемоцитобласт дает пять разных «побегов», из которых образуется все многообразие так называемых форменных элементов крови: эритроциты, тромбоциты, разные типы лейкоцитов. ДВАДЦАТЬ ДНЕЙ И ЧЕТЫРЕ МЕСЯЦА Эритроциты — переносчики кислорода, самая известная составная часть крови. Они же и самые многочисленные клетки крови: в пяти литрах ее, содержащихся в организме взрослого человека, около 25 000 миллиардов эритроцитов, общая поверхность которых — примерно 3 тысячи квадратных метров, почти треть гектара! У эритроцита — сложная биография. Сначала он имеет ядро, как и полагается всякой клетке. Но понемногу его ядро становится все мельче и плотнее, а в протоплазме появляется «гость» — белок гемоглобин, который и обладает способностью связывать кислород. Это поворотный пункт в жизни эритроцита: отныне все его развитие подчинено одной задаче—накоплению гемоглобина. И вот 20 дней спустя после образования эритроцита происходит окончательное прощание с ядром; раздробленное на мелкие части, оно безжалостно выбрасывается из клетки. Но это отнюдь не гибель эритроцита, а начало его новой жизни. Целых 120 дней после этого он неустанно трудится в кровяном русле, доставляя кислород из легких всем тканям и клеткам организма. Около 10 миллионов эритроцитов разрушается ежесекундно, и на смену км каждую секунду в кровяное русло поступает 10 миллионов новых. Для того чтобы кислород мог свободно проникнуть внутрь клетки и присоединиться к гемоглобину, эритроцит имеет двояковогнутую форму — вроде лепешки с утолщенными краями. Но такую форму ему удается сохранять только при движении в широких сосудах. В узких же капиллярах он благодаря эластичности своей оболочки принимает самый причудливый вид. Тело его вытягивается то в червячка, то в колбасу, и эритроцит упорно протискивается сквозь нитевидный просвет сосуда. При этом одной стороной он плотно прижимается к стенке капилляра — в этот-то момент и происходит усиленный газообмен между ним и окружающей тканью. Надо сказать, что круглые эритроциты присущи только млекопитающим. Странное исключение из них составляют верблюд и лама — у них эритроциты овальные, как у рыб, рептилий, амфибий и птиц. Долгое время в науке царило мнение, чго эритроцит — просто переносчик кислорода, и ничего более. Однако изучение тонкой структуры эритроцита, биохимических и иммунологических свойств составляющих его веществ показало, что на самом деле все не так просто. Оказалось, что основа строении эритроцита — так называемая строма, ажурная «решетка» из молекул полипептидов, в которую вкраплены глыбки гемоглобина,— является носителем широко известных теперь веществ — антигенов, которые придают каждой клетке организма биохимическую индивидуальность. 26
Сейчас установлено, что в крови могут присутствовать (или отсутствовать) два основных антигена — А и В. В соответствии с этим все люди делятся на четыре группы: О (I), в крови которых нет ни того, ни другого антигена; А (II), имеющие антиген А; В (III), имеющие антиген В; АВ (IV), имеющие оба антигена. Однако такое деление справедливо только в самых общих чертах: истинное число антигенов эритроцитоз намного больше. Только в пределах группы А (II), например, обнаружены антигенные разновидности Аь А2, А3 и так далее, вплоть до А9. Всего сейчас насчитывается до 28 различных эритроцитарных антигенов, которые входят в 9 систем. Число их возможных сочетаний превышает 200 тысяч, так что встретить двух людей с «одинаковой» кровью очень трудно. Зато можно, оказывается, найти человека, у которого кровь относится сразу к двум разным группам! Это открытие было сделано английскими врачами, когда они обследовали одну девушку, явившуюся на донорский пункт. Оказалось, что часть ее эритроцитов принадлежала к группе 0A), а часть к группе А (II). Впоследстви выяснилось, что у девушки был брат-близнец, с которым она сумела «обменяться» эритроцитами в раннем периоде внутриутробного развития. Это возможно только у тех близнецов, которые развиваются из разных яйцеклеток. Такое явление носит название химеризма (в древнегреческой мифологии химерами назывались фантастические существа, состоявшие из частей различных животных, так что название это для данного случая вполне уместно, хотя, может быть, и немного обидно для девушки — носительницы столь редкого свойства). ЛЕЙКОЦИТЫ — ЗАЩИТНИКИ, КОРМИЛЬЦЫ, САНИТАРЫ Эритроциты окрашены в ярко-красный цвет, недаром их называли «красными кровяными шариками». Остальные элементы крози бесцветные или белого цвета, и все они в совокупности носят название «белой крови». Главные среди них — лейкоциты, или белые кровяные тельца. Существует несколько их разновидностей. Лимфоциты, например,— защитники организма. Они образуются в лимфатических узлах и частично в селезенке. Весь процесс созревания лимфоцита занимает три дня, но за это короткое время в очаге развития лимфоцитов 27 происходит сложный синтез бета- и гамма- глобулинов— белков, идущих на построение антител. Из лимфатических узлов ведут тонкие трубочки, которые, все утолщаясь, сливаются в единый лимфатический проток, впадающий в левую плечевую вену неподалеку от сердца. Лимфоцит отличается от других элементов крови тем, что способен самостоятельно передвигаться, и притом с немалой скоростью — 35 микронов в минуту! Впереди движется крупное округлое ядро, а за ним, догоняя, перекатывается протоплазма. Такая подвижность помогает лимфоцитам вовремя поспевать к месту вторжения носителей чуждых антигенов. Давно выделена среди лейкоцитов и другая обширная группа — гранулоциты. Такое название они получили за одно общее свойство: их протоплазма обильно насыщена включениями — гранулами. У одних клеток гранулы черные, у других—ярко-красные, как кетовая икра; у одних крупные, у других маленькие, едва заметные. Накопление гранул указывает на зрелость клетки, на то, что она вполне готова выполнять свои физиологические обязанности. Все гранулоциты — сильнейшие ферментообразователи, выделяемые ими вещества способны уничтожать отмершие ткани и очищать самые застарелые гнойные раны. Ферменты же помогают гранулоцитам пожирать и переваривать различных бактерий. Один грануло- цит за 50 минут может «проглотить» 20—30 микробов — завидный аппетит! КЛЕТКИ-КРОШКИ Самые мелкие элементы крови — тромбоциты, «карлики крови», как их нередко называют. Зато их «предок» — клетка, от которой все они ведут свое происхождение и которая называется мегакариоцитом, — настоящий гигант: 140 микронов в диаметре! Протоплазма мегакариоцита имеет множество отростков, в которых лежат созревшие тромбоциты. Они понемногу отщепляются, и постепенно вся протоплазма «великана» полностью разменивается на них. Долгое время ученые вообще отказывались признать тромбоциты полноценными клетками. «Карлики», «кровяные пластинки», «бляшки»—как их только не называли! Сейчас известно, что тромбоциты — очень важные клетки, функции их сложны и многообразны. Они активно участвуют во всех фазах свертывания крови, переносят
Схема кровообращения в селезенке антитела, уменьшают проницаемость капилляров. Одних только ферментов тромбоцит содержит более десятка и благодаря этому играет важную роль в обмене веществ. Стоит току крови в сосуде замедлиться, как тромбоциты спешат приблизиться к стенде сосуда и обволакивают ее изнутри, не давая другим клеткам выскользнуть из кровяного русла, накрепко «запирая» их. А если на пути встретится повреждение сосуда или вообще какая-нибудь чуждая поверхность, то тромбоцит выбросит вперед ложноножку — псевдоподий и начнет ощупывать ею препятствие. Потом тромбоциты, при обычных условиях круглые, меняют свою форму — становятся звездчатыми — и быстро склеиваются друг с другом. За несколько минут из них нагромождается внушительная баррикада, которая заплатой прилипает к поврежденному сосуду или «чужому» предмету. РОЖДЕНИЕ И СМЕРТЬ КРОВИ Каждый орган нашего тела имеет свое постоянное место, где он закладывается и развивается из одной или нескольких клеток. Кровь же вездесуща, и одна из ее особенностей в том, что и рождаются, и умирают ее клетки вне сосудистого русла. Место рождения всех клеток крови (кроме лимфоцитов) — костный мозг. Устроен он сложно. Основа его «соткана» из многоугольных звездчатых (ретикулярных) клеток, крепко спаянных друг с другом острыми концами н образующих нежную сеть — ретикулу. В ней, как в гамаке, покоятся неисчислимые миллиарды клеток и ждут своей очереди, чтобы выйти в кровяное русло. Разрушаются же старые, отслужившие свой срок форменные элементы крови в селезенке. У нее двойная система кровообращения: открытая, как во всех других органах, и закрытая. Закрытое селезеночное кровообращение замечательно тем, что его капиллярная сеть обогащена вставочным отделом из булавовидных утолшений — синусов, в которых ток крови замедляется. Как только синус заполняется кровью, он моментально закрывается (для этого у его входного отверстия есть специальное мышечное устройство — гильза). Теперь кровяные клетки «пойманы» и начинается их строгая сортировка. Больше всего достается эритроцитам. Старые, отжившие клетки поглощаются тканью селезенки и навсегда исчезают из кровяного русла. Но дело этим не кончается. С помощью ферментов от эритроцита отщепляется гемоглобин, а он в свою очередь дробится на белковую, пигментную и железосодержащую части. Выделенное в чистом виде железо незамедлительно всасывается в ток крови и доставляется в костный мозг, где используется для фабрикации новых эритроцитов (ведь железо их непременная составная часть!). Селезенка, между тем, продолжает обрабатывать обреченный эритроцит, извлекая из него строму, различные включения и- малярийные плазмодии: в эритроцитах они проходят одну из стадий своего развития. Если же малярийный плазмодий обнаружится в молодом, жизнеспособном эритроците, то селезенка извлечет плазмодий, нимало не повредив клетку, и пустит ее снова в кровь. Селезенка регулирует образование гемоглобина, «следит» за нормальным созреванием кровяных элементов. Но сложное регулирование кроветворного процесса — не только ее функция, а результат действия целого комплекса гуморальных, эндокринных и нервных факторов. Кровоснабжение — пример величайшей физиологической гармонии. Устойчивые регулирующие механизмы, характерные для высших форм жизни, отличаются великолепными рабочими качествами: строгой направленностью и жесткой экономией ресурсов. Перебой в одном из звеньев этой регулирующей цепи немедленно отразится на составе крови — недаром ее называют зеркалом организма. 28
Что вы знаете и чего не знаете о крови ОТЧЕГО ВЫМЕРЛИ ЯЩЕРЫ? Массовая гибель пресмыкающихся в конце мезозойской эры обычно связывается с резким похолоданием. Но ведь сумели же при этом выжить птицы и первые млекопитающие! Оказывается, они были в то время единственными животными, у которых температура тела была постоянной, поэтому им было безразлично, холодно или жарко вокруг. А ящеры не имели такого надежного механизма терморегуляции (прежде всего из-за низкого уровня развития кровеносной системы), и их мозг был не в состоянии достаточно надежно регулировать кровоснабжение. Хорошо развитая нервная система позволяет регулировать работу кровообращения в широких пределах. Например, когда тюлень не спеша плывет по поверхности, его сердце бьется с частотой 160 ударов в минуту. Но стоит ему нырнуть, как ритм сердечных сокращений у него замедляется в 10 раз, и потребность организма в кислороде снижается впятеро. У некоторых рыб, обитающих в арктических морях, с приближением зимы резко меняется состав крови: содержание солей в ней начинает увеличиваться, приближаясь к их концентрации в морской воде. Очевидно, и это имеет приспособительный характер. Точка замерзания «летней» крови 0,8° С, в температура воды может достигать —1,7° С, и все же рыбы, сменив «летнюю» кровь на «зимнюю», чувствуют себя в столь холодной воде превосходно. ГЕМОПОЭТИНЫ- СТИМУЛЯТОРЫ КРОВЕТВОРЕНИЯ Когда альпинист поднимается в гору, то с каждым его шагом усиливается кислородное голодание организма. В ответ на это усиливается и выработка эритроцитов, доставляющих к тканям кислород. Это происходит благодаря особым стимуляторам — эритропоэтинам. В небольших количествах они содержатся в крови и в нормальных условиях, но именно кислородное голодание организма (в том числе bsi- званное большой потерей крови) служит причиной массовой выработки эритропоэтинов. Сейчас установлено, что образуются они в почках, поэтому, между прочим, с заболеваниями почек часто связано малокровие. В чистом в и де эритропоэтин ы пока еще не выделены. Предполагают, что это вещества типа гормонов. После того как были открыты эритропоэтины, ученые задались вопросом: а нет ли таких веществ, которые стимулировали бы выработку других форменных элементов крови — лейкоцитов и тромбоцитов? Чтобы обнаружить гипотетические лейкопоэтины, они пошли по уже проторенной дорожке и начали разными способами удалять из крови подопытных животных лейкоциты в надежде. что это вызовет такую же компенсаторную реакцию. Действительно, в этом случае наблюдалось усиленное образование лейкоцитов. Тромбоцитопоэтины искали иначе — в сезамовом масле: было известно, что даже несколько капель его резко поднимают уровень тромбоцитов у подопытных крыс. Но у больных людей добиться повышения числа тромбоцитов с помощью сезамового масла не удалось... В общем, изучение лейко- и тромбоцитопоэтинов пока еще не лошло дальше отдельных экспериментальных находок. Но эти вещества, несомненно, существуют, и рано или поздно их, конечно, удастся извлечь. Сейчас большинство ученых считает, что гемопоэтины оказывают свое стимулирующее действие, участвуя в переносе нервных импульсов-приказов кроветворным клеткам костного мозга. С ДВУХ РЕПЕТИЦИЙ Прежде чем стать четко налаженным механизмом, кроветворный аппарат человека проходит несколько этапов развития. V человеческого зародыша в возрасте 3—4 недель еще нет ни сердца, ни легких, ни мозга, но уже происходит «пробный запуск» кровеносной системы. Выделяются первичные островки кроветворения: одни клетки в них теряют свои острые углы, округляются и преобразуются в форменные элементы крови, другие вытягиваются, становятся плоскими и начинают строить сосудистую стенку. Образуется первый кровеносный сосуд, в котором, как и полагается, плавают круглые эритроциты, лейкоциты и тромбоциты. Приходит время, и этот начальный период кроветворения заканчивается. образовавшаяся система угасает. Но зародыш растет и развивается. Новые органы принимают на себя функцию кроветворения — это уже вторая репетиция, «второй заход». Теперь кроветворением занимаются три органа: печень, 29
костный моэг и лимфатические узлы. И вплоть до самого рождения ребенка эти органы работают на равных правах. Лишь потом основным производителем клеток крови остается костный мозг. Костный мозг эволюционирует и на протяжении человеческой жизни. До семилетнего возраста он у всех людей обильно заполняет все кости и окрашен в ярко-красный цвет. Постепенно желтый костный мозг вытесняет красное вещество, и годам к двадцати красный костный мозг сохраняется лишь в концах некоторых костей (костей конечностей, грудины, ребер и других). Но и этих остатков красного костного мозга вполне достаточно для бесперебойного снабжения организма кровяными клетками. «ГОЛУБАЯ КРОВЬ»? А КАКОЙ ОНА ГРУППЫ? Когда в 1901 г. ассистент Венского анатомического института Карл Ландштейнер открыл первые три группы крови, а чешский психиатр Я. Янский в 1907 г. обнаружил четвертую, ни тот, ни другой наверняка не могли предположить, что к этому гуманнейшему открытию полвека спустя протянется окровавленная рука расиста. И все же это произошло! Сейчас неопровержимо доказано, что ни форма черепа, ни строение коры больших полушарий, ни вес мозга не могут служить основанием для выделения «неполноценных» рас Расизму срочно нужно было опереться на какую-то новую научную теорию. Тут-то некоторые западные ученые и обратились к учению о группах крови. Разделение людей по крови на группы связано с тем, что эритроциты крови могут содержать различные разновидности сложных полисахаридно-липид- ных комплексов — агглютиноге- нов. Почему же у одних людей биосинтез вещестз, составляющих егглютиногены, пошел одним путем, а у других иным? На этот вопрос пока еще нет окончательного ответа. И именно на этой загадке пытаются играть расисты. Давно замечена одна интересная особенность: группы крови неравномерно распределены среди населения Земли. В странах Азии преобладает третья группа, в Европе — первая и вторая. А так как даже малограмотному расисту ясно, что европейцы по сравнению с азиатами «высшая» раса, то первая, «европейская», группа крови и была объявлена ее привилегией, признаком особых достоинств. Расистов не смущало даже то обстоятельство, что у южноамериканских индейцев, например, почти сплошь первая группа крови, хот» краснокожие-то уж никак не могут претендовать на арийское происхождение... Научно объяснить причину неравномерного распределения групп крови на земном шаре значило бы сильно пошатнуть фундамент современного расизма. Такие попытки предпринимались не раз. Некоторые гипотезы были опровергнуты. Но есть одна теория, которую пока еще нельзя считать доказанной, но которая выглядит более убедительной, чем все остальные. Вот в чем она состоит. Различия в биохимическом строении агглютиногенов первоначально возникли, вероятно, как мутация. Но эта мутация по каким-то причинам оказалась «выгодной» человечеству. И если люди с определенной группой крови широко размножились на определенной территории, значит, они должны были иметь какие-то преимущества перед своими соседями с иными группами крови. Например, среди индейцев Северной и Южной Америки совсем не встречается третья группа крови. Это тем более странно, что в Азии, откуда, как считают, переселились в Америку предки современных индейцев, эта группа является как раз наиболее распространенной. Среди древнего населения Америки третья группа тоже была очень распространена — это показали недавние исследования индейских захоронений восьмитысячелетней давности (отпечаток антигенной специфичности носит на себе не только кровь, но и другие гкани организма, например ногти и волосы, которые при благоприятных условиях могут сохраняться тысячи лет). Но на протяжении веков представители третьей группы крови в Америке вымерли, очевидно, под влиянием условий окружающей среды. В чем же может проявляться такое влияние среды? К одному и тому же ответу на этот вопрос пришли независимо друг от друга ученые разных стран: советский генетик В. П. Эфро- имсон, англичанин Ливингстон и генетик из ФРГ Фогель. Они сделали вывод, что распределение групп крови на Земле связано с инфекционными болезнями, в особенности с самыми губительными из них — чумой и оспой. Действительно, оказалось, что возбудители чумы содержат особые вещества, биохимически сходные с агглютиногенами эритроцитов первой группы крови. Поэтому в крови представителей первой группы не могли выработаться антитела против чумных микробов: антитела вырабатываются только против «чужих» для организма антигенов. Другими словами, такие люди не имели иммунитета к чуме. И поэтому при чумных эпидемиях они погибали чаще других, и в Азии, где чума на протяжении столетий не переводилась, представители первой группы стали редкостью. А в тех странах, которые чума никогда не посещала, например в Исландии, Австралии, Новой Зеландии, пер- 30 ►
вея группе самая распространенная. Точно так же в Центральной Азии и Индии, где издавна свирепствовала оспа, среди местного населения очень редка вторая группа крови: вирус оспы содержит вещество, близкое к агглютиногену эритроцитов второй группы. У таких людей не вырабатывались антитела против оспенного вируса, они переносили оспу тяжелее, чем другие, и чаще погибали. А третья группа крови, оказавшаяся самой устойчивой и к чуме, и к оспе, смогла широко распространиться в Азии. Сходство между микробными ентигенами и егглютиногенами иеловеческих эритроцитов установлено и для некоторых других заболеваний. У пневмококков, например, обнаружены вещества, близкие к антигенам эритроцитов второй группы крови, поэтому люди, обладающие кровью этой группы, тяжелее переносят пневмонии. Считают также, что представители второй группы чаще болеют раком желудка, чем представители первой. Туберкулезом же, по-види- В августе этого года в Москве, в университете, проходил XII Международный конгресс по переливанию крови. В сотнях докладов ведущие гематологи мира рассказали о новейших успехах науки в этой области. ...Ученые нескольких стран освоили методику длительного сохранения клеток донорской крови в замороженном состоянии. Лидерами здесь являются советские гематологи. В Центральном институте гематологии и переливания крови профессоры Ф. Р. Ви- ноград-Финкель и А. Е. Киселев успешно применяют в клинике лейкоциты, хранившиеся замороженными 3—4 года, и эритроциты пятилетней давности. Избежать повреждения клеток крови при замораживании помогает ультрабыстрое охлаждение жидким азотом (—196° С). ...Одно из важных направлений мому, чаще заболевают люди с третьей и четвертой группами крови. Очень возможно, что «биологический смысл» существования различных групп крови и заключается в том, чтобы в зависимости от условий, в которых приходится жить той или иной чести человечества, помочь ей бороться с инфекциями, нейтрализовать микробные антигены. А для расистских теорий эти новые данные просто не оставляют места: ведь получается, что нет такой группы крови, которая была бы «лучше» или «хуже» другой. Первая группа устойчива к раку желудка, зато плохо защищает людей от чумы, представители второй меньше заболевают туберкулезом, зато тяжелее переносят пневмонии, а третья группа, устоявшая в борьбе с чумой и оспой, плохо борется с туберкулезной палочкой... ГОЛОС КРОВИ Распределение групп крози на Земле очень стабильно: например, у египетских мумий трех- четырехтысячелетней давности в гематологии — поиски новых кровезаменителей. В распоряжении современной медицины имеются прекрасные препараты, представляющие собой сочетания полимеров с лекарственными средствами. Эти препараты, заменяя кровь, одновременно лечат малокровие, предотвращают шок, защищают от инфекций. ...Чрезвычайно интересны работы по созданию кровезаменителя, который был бы способен выполнять главную функцию крови — переносить кислород. Я понские ученые, например, заполняют раствором гемоглобина крохотные пластмассовые капсулы, проницаемые для газов крови. Но ди ффузия газов сквозь их стенки слишком медленна. В СССР, в Центральном институте гематологии и переливания крови, создан искусственный гемоглобин. Он может находиться в мет-, дезокси- и кровь принадлежала к тем же группам, что и у египтян — наших современников. Изучая группы крови, можно восстановить историю различных стран и народов, узнать много нового об их контактах с соседями. Группы крови выдают тайны миграций населения, рассказывают, кто исконный житель даонной страны, а кто пришелец, с какими народами смешивались аборигены. Благодаря подобным исследованиям неожиданно получила подтверждение гипотеза Тура Хейерделе о том, что инки — не исконное население Америки, а потомки позднейших завоевателей. Изучение мумий инкских царей выявило у них очень редкую группу крови, не встречающуюся среди населения как древней, так и современной Мексики. По-видимому, завоеватели не смешивались с населением, вступали в браки только в пределах своей касты и надолго сохранили свою группу крови в неприкосновенности. Л. И. ПРИВАЛОВА Е. И. СУХИНИНА оксиформе, соответствующих трем основным формам гемоглобина. ...На конгрессе много говорилось и о химико-биологических препаратах местного действия. Чаще всего они служат для остановки кровотечения в ране. Это антисептический биологический тампон, гемостатическая губка, желатиновая губка, которой, кстати, еще и пломбируют кости. А биологическую пластмассу из спрессованной плазмы крови особенно охотно используют стоматологи при протезировании дефектов челюсти. Большое число подобных препаратов разработал Ленинградский институт переливания крови. Всесторонний обмен научной информацией, происходивший на конгрессе, несомненно, поможет дальнейшему развитию гематологии и распространению ее передовых достижении. В МОСКВЕ, НА КОНГРЕССЕ... 31
Читая анализ... Каждому из читателей приходилось держать в руках собственный анализ крови — небольшой бланк, исписанный диковинными словами и цифрами. Что может извлечь из них рядовой посетитель поликлиники? Много гемоглобина — хорошо; мало — плохо; FCO —- чем больше, тем хуже; вот, пожалуй, и все. Остальное — темный лес, полный тайн и опасностей... Но давайте попробуем взглянуть на этот бланк (см. вклейку) глазами врача и поговорим о том, что же скрывается эа каждой его клеточкой. ЭРИТРОЦИТЫ Эритроциты — главная составная часть крови, и число их указывается на первом месте. Нормой для взрослого человека считается 4,5—5 млн. эритроцитов в 1 мм3 крови, причем у мужчин есть тенденция придерживаться верхней границы, а у женщин — ниж- ГЕМОГЛОБИН Если норма гемоглобина указана в процентах, то это — условная величина, соответствующая определенному уровню жидкости в специальном приборчике — гемометре. Сейчас содержание гемоглобина чаще указывают в грамм- процентах — в этом случае цифра в графе бланка означает число граммов гемоглобина в 100 см4 крови. Чтобы перевести эту величину в проценты, достаточно умножить ее на 6 (например, 15 г-% соответствуют 90%). ЦВЕТНОЙ ПОКАЗАТЕЛЬ При некоторых болезнях содержание в эритроцитах гемоглобина изменяется. Чтобы учесть такие нарушения, и введен цветной показатель. В норме он должен быть равен единице, но при патологических процессах снижается до 0,5 и ниже. РЕТИКУЛОЦИТЫ Это молодые, еще не совсем зрелые клетки, число которых отражает активность костного мозга Слишком малое число ре- тикулоцитов или их отсутствие — плохой диагностический признак, говорящий о необратимом истощении «фабрики» кровяных телец. Непомерное возрастание их числа также нежелательно: это говорит о чрезмерном раздражении костного мозга. ТРОМБОЦИТЫ Если число «клеток-крошек» — тромбоцитов снижено против нормы, то это опасный сигнал: он говорит о том, что нарушены тонкие процессы свертывания крови. ЛЕЙКОЦИТЫ Общее содержание лейкоцитов подвержено большим колебаниям. Острее воспалительные процессы связаны с его нарастанием — это и понятно, если вспомнить о защитной роли лейкоцитов Повышенное число лейкоцитов (лейкоцитоз) — не только чувствительнейший признак воспаления, но и своеобразный барометр воспалительной реакции, который отражает все изменения, происходящие в связи с ней в организме. По мере развитие воспалительного процесса число лейкоцитов увеличивается, по мере его стихания — уменьшается. Изменяется и лейкоцитарная формула крови — соотношение различных видов лейкоцитов, которым посвящены следующие строки бланка Обшее число лейкоцитов межег и резко снижаться против нормы — это явление называется лейкопенией. БАЗОФИЛЫ Это один из видов лейкоцитов, которые окрашиваются основными красителями. Что могут означать колебания их числа (оно указывается в процентах от общего «исла лейкоцитов), — пока еще не известно. ЭОЗИНОФИЛЫ Это другая разновидность лейкоцитов, способная окрашиваться кислыми красителями (например, эозином). Эозинофилы— вестники выздоровления, их число возрастает по мере затихания воспалительного процесса. Кроме того повышение числа их может сигнализировать о заражении паразитами (непример, глистами), указывать на аллергическое состояние; они в большом числе появляются при туберкулезе, скарлатине, бронхиальной астме. Напротив, при острых инфекциях, вызываемых кокками, число эозинофи- лов в крови снижается. НЕЙТРОФИЛЫ Нейтрофилы (лейкоциты, окрашивающиеся нейтральными красителями) — важный показатель состояния организма. При высоком лейкоцитозе увеличивается прежде всего число нейтрофилов, а при стихании воспалительного процесса нейтрофилы из крови исчезают. Миэлоциты — один из этапов развития лейкоцита. Ядро миэлоцита может приобрести форму черточки — это палочко- ядерная клетка. «Юных» форм нейтрофилов в норме у человека не бывает; их появление —признак усиленной регенерации костного мозга в ответ на патологический процесс. Число палоч- коядерных и юных клеток часто увеличивается при начальном нейтрофильном лейкоцитозе. Иногда миэлоцит, созревая, проходит стадию сегментирования ядра. Сегментоядерные нейтрофилы при нормальных условиях составляют 50—65% всех лейкоцитов. ЛИМФОЦИТЫ Содержание их в крови довольно значительно. Лимфоцитоз — повышение их числа против нормы говорит о приближении выздоровления, а лимфопения — их снижение — обычно спутник тяжелых заболеваний. МОНОЦИТЫ Содержание в крови моноцитов подвержено большим колебаниям. В начале инфекционного процесса их число снижается, потом на-тнает нарастать. Больше всего моноцитов бывает у выздоравливающих. ТОКСИЧЕСКАЯ ЗЕРНИСТОСТЬ При тяжелых формах анемии (малокровия) эритроциты претерпевают дегенеративные изменения, и внутри их под микроскопом становятся видны особые включения. Это и называется токсической зернистостью (слово «токсическая» означает здесь не то, что эритроциты ядовиты, а то, что они «сами отравлены»). ГИПОХРОМИЯ На некоторые изменения эритроцитов может указывать и характер их окрашивания специальными красителями. Например, может окрашиваться только краешек эритроцита в виде кольца — это и называется гипохромией и говорит о том, что обладатель крови болен одним из видов анемии. Наоборот, чересчур интенсивная, сочная окраска сопутствует другому виду анемии — злокачественной. АНИЗОЦИТОЗ В норме все эритроциты в крови одинаковые. Но при болезнях они могут быть и разного размера: одни побольше, другие поменьше. Это нарушение носит название анизоцитоза. ПОЙКИЛОЦИТОЗ Изменяться может и форма эритроцитов: вместо лепешки с утолщенными краями они иногда становятся похожими на грушу или веретено. Это и есть пойкило- цитоз. РОЭ Это показатель скорости оседания эритроцитов, происходящего при определенных условиях в узких длинных трубках: отсчиты- вается толщина (в мм) прозрачного верхнего слоя жидкости, образовавшегося за час. Скорость оседания зависит от свойств кровяной плазмы, и хотя многие стороны этой связи еще неясны, но известно, что при инфекционных болезнях РОЭ, как правило, повышается, достигая иногда 75—80. В нормальных условиях РОЭ колеблется в пределах 3—9 у мужчин и 7—12 у женщин. 32
ИССЛЕДОВАНИЕ КРОВИ Jft Ф„ и., о Cfi<#JtAtft<"&% ft/. № карты LQ ?/£> 0ТД Дата исследования и iiopv Эритроциты 4,5 —* Гемоглобин /\^~* Цветн у^ О G .^^•^ % &w/ ,.^^ АниЗч. Поикилоцито d-tfHvf Клетки Тюрка РОЭ \£> Подпись ■С^мь тл*-
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ПРОБЛЕМЫ И ИЩИ СКОЛЬКО ЛЕТ ВОДЕ Инженер А. Н. ИВАНИСОВА И Грунтовые воды Киргизии не старше трех-четырех месяцев. Щ Москвичи пьют воду пятилетней «выдержки». | В Харькове и Полтаве по водопроводным трубам течет вода ледникового периода — ей около тысячи веков. Иссык-Ку^ль и подземные источники Цхалтубо — ее ровесники. ■ Возраст термальных вод Армении— И Целебным водам Мацесты тридцать 360 лет. миллионов лет. Демографы утверждают, что к двухтысячному году население земного шара удвоится. «Демографический взрыв» (так называют бурный рост населения нашей планеты) всерьез беспокоит ученых самых различных специальностей. Энергетики озабочены опасностью теплового и электрического голода, агрономы, животноводы, специалисты пищевой промышленности и даже химики ищут способы избежать голода, са- могох настоящего. Наконец, геофизиков и инженеров-водоснабженцев тревожит опасность всемирной жажды. Пожалуй, последняя угроза — наиболее реальная: уже сегодня мировые гидроресурсы (запасы пресной воды в реках и озерах) близки к полному истощению. А расход воды на душу населения продолжает неуклонно расти. И дело здесь не только в увеличивающихся бытовых расходах, промышленность и сельское хозяйство требуют с каждым годом все больше и больше драгоценной (без всякого преувеличения!) жидкости. Под угрозой всемирной жажды в изучение проблем водоснабжения включаются тысячи ученых и инженеров. С 1965 года под эгидой ЮНЕСКО проходит Международное гидрологическое десятилетие, в работе которого участвуют около 60 стран. По программе гидрологического десятилетия проектируются гигантские атомные и солнечные опреснители морской воды, сложные установки для растапливания горных ледников и полярных ледовых шапок. Многие из этих проектов пока технически невыполнимы, другие, более реальные,— неимоверно дороги. Опреснение воды Мирового океана требует миллиардных затрат, и многие специалисты считают, что затраты эти неизбежны. Между тем под землей, практически в любой точке планеты (даже в безводных пустынях), местами на глубине нескольких километров, а местами всего в десятках метров под ногами есть кристально чистая вода, запасы которой, по ориентировочным оценкам гидрогеологов, почти в три тысячи раз больше, чем во всех реках и пресноводных озерах мира, вместе взятых Но пока вода из артезианских скважин составляет небольшую часть мирового потребления. Чтобы с наименьшими затратами найти воду и поднять ее на поверхность, подземный пресноводный океан нужно изучить так же тщательно и всесторонне, как изучают месторождения полезных ископаемых. На вклейке — схема природного круговорота воды: дождевая вода просачивается сквозь породу в подземные водоносные пласты перетекает из одного слоя в другой, фильтруется через мягкие грунты и проникает в трещины кристаллических пород, а затем вновь выходит на поверхность. Гидрогеологический возраст воды — это длительность одного цикла круговорота. Возраст самых «молодых» вод (до сорока — пятидесяти лет) определяют трити- евым методом. По концентрации тяжелых изотопов, например радия, урана, тория, можно рассчитать возраст воды самой различной выдержки — от нескольких месяцев до сотен тысяч лет —• в зависимости от периода полураспада радиоактивной «метки» Гелиевый метод дает точные результаты при определении возраста воды в однородных пластах, не связанных с другими водоносными горизонтами Рисунок Ю. ВАЩЕНКО 3 Хкмня и Жкэнь, М 11 33
ЧТО ТАКОЕ ВОЗРАСТ ВОДЫ И ДЛЯ ЧЕГО ЕГО НУЖНО ЗНАТЬ Напомним общеизвестное: тучи изливаются на землю дождем; дождевая вода просачивается сквозь почву по трещинам и разломам породы, перетекает из одного водоносного слоя в другой, проходит по сложной системе природных подземных водопроводов, выходит на поверхность в виде родников; родники и ручьи текут в реки; Волга впадает в Каспийское море; вода испаряется гигантским зеркалом Мирового океана и вновь собирается в тучах. Все начинается сначала. В различных точках земного шара один цикл круговорота воды может длиться от нескольких месяцев до десятков миллионов лет. Это время зависит от структуры грунта, от длины подземных ручьев и рек, от влагопроннцаемости минеральных пластов. В бассейне Москвы-реки, например, где залегают сравнительно легкие, быстро фильтрующие влагу породы, вода «оборачивается» за несколько лет. А вода, которую пьют жители Харькова или Полтавы, выпадает в виде осадков в долине Сейма и, как говорят гидрогеологи, разгружается в Днепр приблизительно через сто тысяч лет после породившего ее дождя. (Конечно, в любой реке, в любом озере «выдержанная» вода, просочившаяся из грунта, разбавлена атмосферными осадками и талым снегом. И когда говорят, что москвичи пьют воду пятилетней выдержки, имеют в виду длительность круговорота в московском бассейне.) По предложению известного советского гидрогеолога А. М. Овчинникова, время с момента проникновения воды под землю до отбора этой воды принято считать возрастом воды. Конечно, гидрогеологический возраст не имеет ничего общего с химическим возрастом, истинным временем существования каждой молекулы Н20. Круговорот воды — процесс отнюдь не замкнутый: новые молекулы образуются, например, в результате жизнедеятельности живых организмов, в процессах горения и фотосинтеза. Но в общем объеме такая «истинно новорожденная» вода составляет в буквальном смысле каплю в море. Для чего нужно знать возраст воды? Прежде всего для того, чтобы оценить ее подземные запасы. Если ей всего несколько лет, значит, водоносные горизонты быстро заполняются влагой и запасы практически неисчерпаемы. Если же из скважины бьет «почтенная» вода доледникового периода, это означает, что водоносный пласт закупорен, окружен влагонепроницаемыми слоями известняка и глины. Такие изолированные пласты гидрогеологи называют могильниками. Древние воды в закупоренных горизонтах нужно расходовать бережно: восполняются они крайне медленно. Впрочем, расположение могильников важно знать не только инжене- рам-водоснабженцам. Закупоренные горизонты— идеальное место захоронения радиоактивных отходов. И, наконец, возраст воды — косвенный показатель структуры подземных грунтовг которым могут воспользоваться разведчики полезных ископаемых. Для оценки возраста воды применяются последние достижения геологической науки. Создатель советской школы радиохимии академик В. Г. Хлопин впервые в мире предложил использовать радиоактивный распад для датирования геологических процессов. В. Г. Хлопин и его ученики разработали многочисленные методы определения абсолютного возраста минералов. В Московском геологоразведочном институте и во Всесоюзном научно-исследовательском институте ядерной геофизики и геохимии эти методы усовершенствовали и применили для оценки возраста воды. Вот вкратце их суть. Только что выпавшая дождевая вода, проходя через атмосферу или же просачиваясь в грунт, растворяет небольшие количества радиоактивных веществ. Чтобы рассчитать возраст воды, нужно знать период полураспада радиоактивных примесей, а также их концентрации— конечную и начальную. Конечную определяют химическим анализом. А начальную концентрацию гидрогеологи научились не менее точно оценивать по составу грунтов, где циркулирует исследуемая вода. СВИДЕТЕЛЬ — ТРИТИЙ Первый свидетель начала круговорота воды (если здесь можно говорить о начале) — тритий, который образуется в верхних слоях атмосферы под действием космического излучения. Таким образом, в самом начале цикла вода приобретает радиоактивную метку. Концентрация трития в атмосфере более или менее постоянна. (В начале пятидесятых годов, после первых термоядерных 34 v
взрывов, количество тяжелого водфрода в воздухе увеличилось почти в сто раз и остается до сих пор на этом уровне.) Поэтому гидрогеологам довольно точно известно содержание радиоактивного элемента в осадках, выпавших сегодня, год или двадцать лет назад. А концентрацию трития в подземной воде определяют радиохимическим анализом. Если в воде тяжелого водорода вдвое меньше, чем в атмосфере, исследуемым артезианским водам 12,5 лет (таков период полураспада трития). Если концентрация метки упала в четыре раза, воде 25 лет. Определение возраста волы по тритию — довольно сложный процесс. Чтобы выполнить анализ с десятипроцентной точностью, нужно обогатить пробу, очистить ее от мешающих анализу посторонних примесей. Для этого воду сначала подвергают электролизу. Под действием постоянного электрического тока на катоде прежде всего выделяется «легкий» водород, который восстанавливается значительно легче трития. После обогащения концентрация радиоактивного изотопа в пробе увеличивается в * несколько сот раз. Обогащенную и очищенную вакуумной дистилляцией пробу испаряют, а пар направляют в вакуумную камеру, где измеряется р-активность трития либо по степени ионизации остатка воздуха, либо по сцинтилляционным вспышкам специального покрытия, нанесенного на стенки — экраны. Тритиевый метод применим только для молодой воды. После длительной «выдержки» концентрация трития резко падает и не поддается точному аналитическому определению. Поэтому возраст воды старше сорока-пятидесяти лет приходится определять другими способами. Зато для вина тритиевый метод почти универсален: пятидесятилетнее вино считается старым, а столетнее — очень большая редкость. МЕТКИ НА ЛЮБОЙ СРОК Конечно, тритий — заслуживающий наибольшего доверия свидетель. Но через день-два, от силы через неделю, уже под землей, вода приобретает и другие метки — вымытые из породы изотопы тяжелых элементов. А так как круговорот воды длится годы, сотни тысяч и миллионы лет, небольшое опоздание в «регистрации рождения» не играет существенной роли. К радиоактивным меткам, которые вода выщелачивает из породы, относятся изотопы тория (Th228 и Th234), радия (Ra222, Ra223, Ra224, Ra226), урана (U234 и U238). Периоды полураспада этих элементов — от нескольких секунд (для Ra222 — 38 сек.) до тысячелетий (U234 — 250 тысяч лет). Такой богатый выбор радиоактивных меток позволяет, казалось бы, определить возраст воды практически любой «выдержки». Действительно, соотношение радиоактивных изотопов в различных породах известно точно. Это соотношение в процессе распада достигает динамического равновесия, когда скорость распада образующихся (дочерних) элементов равна скорости их образования из радиоактивных минералов (материнских элементов). В воде равновесие материнских и дочерних изотопов должно нарушаться и тем больше, чем старше вода. Такой, в общем-то несложный, расчет был бы возможен, если бы вода растворяла элементы в тех же соотношениях, в которых они находятся в породе. Исследуя химические свойства урановых руд, советский радиохимик, член-корреспондент АН СССР И. Е. Старик обнаружил, что примеси в минерале (например, торий) выщелачиваются значительно быстрее, чем основной элемент. Вот как объясняется это явлегне: примеси не входят в кристаллическую решетку минерала, а заполняют пустоты, тре- / щины и капилляры в породе. Непрочно связанные с другими атомами частины примеси легко вымываются природными растворами. Поэтому рассчитывая возраст воды по соотношению материнских и дочерних изотопов в породе и подземных источниках, следует вносить поправки. Таким метолом (измеряя концентрации короткоживуших радиоактивных элементов и внося необходимые поправки) известный гидрогеолог, профессор В. В. Чердынцев определил возраст поверхностных вод Северного Кавказа и Киргизии. Оказалось, что они почти ровесники, хотя и удалены друг от друга на тысячи километров: водам Северного Кавказа около 170 дней, водам Киргизии 100 дней. Другой советский ученый—П. И. Чалов определил возраст воды в озере Иссык- Куль по соотношению концентраций изотопов урана. Во время радиоактивного распада урана-238 из ядра с огромной ско-
По данным радиохимического анализа и расчетам гидрогеологов, воде знаменитого озера Иссык- Куль около ста тысяч лет. Этот результат хорошо совпадает с представлениями о тектоническом происхождении «киргизского моря» На снимке — озеро Иссык- Куль ростью вылетает а-частица. При этом возникает реактивная сила, которая выбивает образующийся атом урана-234 из кристаллической решетки минерала. U234 скапливается в пустотах породы и, естественно, легко вымывается водой. Поэтому подземные воды (особенно молодые) в богатых урановыми рудами районах обогащены изотопом U234. В древней воде из-за радиоактивного распада урана-234 соотношение двух изотопов урана вновь приближается к равновесному. П. И. Чалов измерил отношение U234/U238 в озере Иссык-Куль и питающих озеро реках. В Иссык-Куле радиоактивный показатель был равен 1,15, в реках—1,3. Эти цифры говорят о том, что речная вода по своему изотопному составу значительно дальше от равновесия, чем вода озера, а это значит, что речная вода моложе. По расчетам П. И. Чалова, воде знаменитого озера около ста тысяч лет. Этот результат хорошо совпадает с представлениями геофизиков о тектоническом происхождении озера Иссык-Куль. ТОЧНЫЙ ВОЗРАСТ ТАШКЕНТСКОЙ ВОДЫ С возрастом природные воды насыщаются благородными газами. Аргон, ксенон, криптон и главным образом гелий образуются в процессе радиоактивного распада (а-рас- пад — это и есть образование гелия) и под действием космического излучения на атмо- В процессе круговорота воды изо-^ топы водорода постепенно разделяются. Например, из-за гравитационного разделения изотопов древние глубинные воды обогащаются дейтерием. Поэтому концентрация «тяжелого» водорода может служить качественным показателем возраста воды. Гидрогеологи использовали дейтериевый метод для оценки возраста Ташкентского артезианского бассейна. На карте-схеме точками отмечены скважины — места, где отбирались пробы воды. Цифры около скважин — относительная концентрация дейтерия. Стрелками указано направление естественного стока 36
сферные газы. Так как радиоактивные элементы «генерируют» гелий с постоянной скоростью, то за год из одного грамма урана, радия, тория образуется вполне определенное количество благородного газа. ~ . , Образующийся s» Радиоактивный элемент, 1 грамм год гелий см* Уран 120-10—• Радий 27-Ю-9 Торий 0,042 Накапливающийся под землей газ будет, естественно, растворяться природными водами, и по содержанию гелия в воде нетрудно узнать ее возраст. Для этого нужно сначала определить количество урана, радия и тория в породах; по которым текут подземные реки, рассчитать годовой выход газа и проанализировать пробу на гелий. А методика анализа сейчас освоена в совершенстве. Концентрацию гелия измеряют в смеси выделенных под вакуумом из воды газов на течеискателе — масс-спектрометре, который настроен на гелий. Однако гелиевый метод пригоден лишь для идеальных условий: однородный водоносный пласт, отсутствие притока газов из других пластов. Для каждого водоносного уровня (а «идеальные» пласты практически не встречаются) приходится вносить свои поправки, отражающие особенности формирования его газового состава. Без этих поправок можно допустить грубую ошибку. Такое случилось, например, при определении возраста Ташкентского артезианского бассейна. Гидрогеологи долгое время считали, что ташкентским подземным водам всего несколько десятков лет. Поэтому их запасы считались неограниченными. Воду не берегли. Были случаи, когда фонтанирующие артезианские скважины не перекрывали, и минеральная вода лилась прямо на землю. Первые результаты, полученные гелиевым методом, подтвердили представление о сравнительной молодости ташкентской воды. Но геологи вскоре заметили, что давление в водоносных пластах начинает падать, это свидетельствовало об истощении бассейна. Пришлось вновь определять возраст подземного моря гелиевым методом, на этот раз вводя необходимые поправки на структуру грунтов. И оказалось, что молодая вода встречается лишь по периферии бассейна, а его центральная часть заполнена древними, закупоренными водами, которым по меньшей мере семь миллионов лет. Впоследствии возраст ташкентской воды оценивали и другими методами, например по дейтерию. Этот метод качественный, зато позволяет безошибочно отличить десятилетнюю воду от «почтенной» воды, которой несколько миллионов лет. И полученные результаты прекрасно совпали с возрастом, вычисленным по концентрации гелия. Организации, которые эксплуатировали скважины, стали расходовать воду бережней, фонтанирующие скважины теперь вовремя закрывают, буровые работы ведут по строгому плану. Так был спасен Ташкентский артезианский бассейн. Возраст воды — не единственный критерий Размеров подземных пресноводных морей, [ля их оценки нужно знать еще уровень и напор воды в пластах, скорость ее фильтрации через грунт, солевой состав, содержание натрия, хлора, брома, микроэлементов. Все эти показатели гидрогеологи определяют сложными физико-химическими методами. А потом составляют гидрогеологические карты — точные схемы подземных природных водопроводов. Водой из этих водопроводов, наверное, и будут утолять жажду в двухтысячном году. 38 )г
ЭЛЕМЕНТ * ... ЭЛЕМЕНТ № ... ЭЛЕМЕНТ И? ЭЛЕМЕНТ К? ... СЕРЕБРО Инженер Б. И. КАЗАКОВ При описании любого элемента принято указывать его первооткрывателя и обстоятельства открытия. Такими данными об элементе № 47 человечество не располагает. Ни один из прославленных ученых к открытию серебра не причастен. Серебром люди стали пользоваться еще тогда, когда не было ученых. Объясняется это просто: как и золото, серебро когда-то довольно часто встречалось в самородном виде. Его не приходилось выплавлять из руд. О происхождении русского слова «серебро» ученые и доныне не пришли к единому мнению. Большинство из них считает, что это видоизмененное «сарпу», которое в языке древних ассирийцев означало как серп, так и полумесяц. В Ассирии серебро считалось «металлом Луны» и было таким же священным, как в Египте золото. С развитием товарных отношений серебро, как и золото, стало выразителем стоимости. Пожалуй, можно сказать, что в этой своей роли оно способствовало развитию торговли даже больше, чем «царь металлов». Оно было дешевле золота, соотношение стоимости этих металлов в большинстве древних государств было 1 : 10. Крупную торговлю удобнее было вести через посредство золота, мелкая же, более массовая, требовала серебра. СНАЧАЛА —ДЛЯ ПАЙКИ С инженерной точки зрения серебро, подобно золоту, долгое время считалось бесполезным металлом, практически не влиявшим на развитие техники, точнее — почти бесполезным. Еще в древности его применяли для пайки. Температура плавления серебра не столь уже высока — 960,5° С, ниже, чем золота A063°С) и меди A083,2°С). Сравнивать с другими металлами не имеет смысла; ассортимент металлов древности был очень невелик. (Даже намного позже, в средневековье, алхимики считали, что «семь металлов создал свет по числу семи планет».) Однако если мы раскроем современный справочник по материаловедению, то и там найдем несколько серебряных припоев: ПСр-10, ПСр-12, ПСр-25. Цифра указывает на процентное содержание серебра (остальное— медь и 1% цинка). В технике эти припои занимают особое место, ибо паянный ими шов не только прочен и плотен, но и коррозионноустойчив. Никто, конечно, не подумает запаивать такими припоями каст- 39
рюли, ведра или консервные банки, но судовые трубопроводы, котлы высокого давления, трансформаторы, высоковольтные электрические шины в них очень нуждаются. В частности, сплав ПСр-12 используют для пайки патрубков, штуцеров, коллекторов и другой аппаратуры из меди, а также из медных сплавов с содержанием основного металла больше 58%. Чем выше требования к прочности и коррозионной устойчивости паяного шва, тем с большим процентом серебра применяются припои. В отдельных случаях используют припои с 70% серебра. А^ для пайки титана годно лишь чистое серебро. Мягкий свинцово-серебряный припой нередко применяют в качестве заменителя олова. На первый взгляд это кажется нелепостью: «металл консервной банки», как окрестил олово академик А. Е. Ферсман, заменяется валютным металлом — серебром! Однако удивляться здесь нечему, это вопрос стоимости. Самый ходовой оловянный припой ПОС-40 включает в себя 40% олова и около 60% свинца. Заменяющий же его серебряный припой содержит всего лишь 2,5% драгоценного металла, а всю остальную массу составляет свинец. Значение серебряных припоев в технике неуклонно растет. Об этом можно судить по недавно опубликованным данным. В них указывалось, что только в США на эти цели расходуется до 840 тонн серебра в год. ЗЕРКАЛЬНОЕ ОТРАЖЕНИЕ Другое почти столь же древнее техническое использование серебра — производство зеркал. До того как научились получать листовое стекло и стеклянные зеркала, люди пользовались отполированными до блеска металлическими пластинками. Золотые зеркала были слишком дороги, но не столько это обстоятельство препятствовало их распространению, сколько желтоватый оттенок, который они придавали отражению. Бронзовые зеркала были сравнительно дешевы, но страдали тем же недостатком и к гому же быстро тускнели. Отполированные же серебряные пластины отражали все черточки лица без наложения какого-либо оттенка и достаточно хорошо сохранялись. Первые стеклянные зеркала, появившиеся еще в I веке н, э., были «бессребрениками»: стеклянная пластинка соединялась со свинцовой или оловянной. Такие зеркала исчезли в средние века, их вновь потеснили металлические. В XVI веке была разработана новая технология изготовления зеркал: их отражающая поверхность была сделана из амальгамы олова. Однако позже серебро вернулось в эту отрасль производства, вытеснив из нее и ртуть, и олово. Французский химик Ш. Птижан и немецкий Ю. Либих разработали рецепты сере- брильных растворов, которые (с небольшими изменениями) сохранились до нашего времени. Химическая схема серебрения зеркал общеизвестна: восстановление серебра из аммиачного раствора его солей с помощью глюкозы или формалина. Придирчивый читатель может задать вопрос: а причем здесь техника? Разве, что техника кокетства? Не только. В миллионах автомобильных и прочих фар свет электрической лампочки усиливается вогнутым зеркалом. Зеркала есть во множестве оптических приборов. Зеркалами снабжены маяки. Зеркала прожекторов в годы войны помогали обнаружить врага в воздухе, на море и на суше, а иногда с помощью прожекторов решались тактические и стратегические задачи. Так, при штурме Берлина войсками 1-го Белорусского фронта 140 прожекторов огромной светосилы ослепили гитлеровцев в их оборонительной полосе, и это способствовало быстрому успеху операции. Серебряное зеркало проникает в космос и, к сожалению, не только в приборах. 7 мая 1968 года в Совет Безопасности был направлен протест правительства Камбоджи против американского проекта запуска на орбиту спутника-зеркала. Это спутник — нечто вроде огромного надувного матраца со сверхлегким металлическим покрытием. На орбите «матрац» наполняется газом и превращается в гигантское космическое зеркало, которое, по замыслу его создателей, должно отражать на землю солнечный свет и освещать площадь в 100 тысяч квадратных километров с силой, равной свету двух лун. Назначение проекта — осветигь обширные территории Вьетнама в интересах войск США и их сателлитов. Почему так энергично запротестовала Камбоджа? Дело в том, что при осуществлении проекта нарушится световой режим растений, и это может вызвать неурожай и голод в государствах Индокитайского полуострова... Можно полаять, чго этот протест возымел действие: «матрац» в космос не полетел. 40
-тМмК И ПЛАСТИЧНОСТЬ, И БЛЕСК • «Светлые тела, которые ковать можно»,— так определял металлы М В. Ломоносов. «Типичный» металл должен обладать высокой пластичностью, металлическим блеском, звонкостью, высокой теплопроводностью и электропроводностью. Применительно к этим требованиям серебро, можно сказать, из металлов металл. Судите сами: из серебра можно получить листки толщиной всего лиийь 0,25 микрона. Металлический блеск — отражательная способность, о которой говорилось выше. Можно добавить, что в последнее время получили распространение родиевые зеркала, более стойкие к воздействию влаги и различных газов. Но по отражательной способности они уступают серебряным G5—80 и 95—97% соответственно). Поэтому сочли более рациональным покрытие зеркала делать все же серебряным, а поверх него наносить тончайшую пленку родия, предохраняющую серебро от потускнения. В технике весьма распространено серебрение. Тончайшую серебряную пленку наносят не только (и не столько) ради высокой отражательной способности покрытия, а прежде всего ради химической стойкости и повышенной электропроводности. Кроме того, этому покрытию свойственны эластичность и прекрасное сцепление с основным металлом. Здесь опять возможна реплика придирчивого читателя: о какой химической стойкости может идти речь, когда в предыдущем абзаце говорилось о защше серебряного покрытия родиевой пленкой? Противоречия, как это ни странно, нет. Химическая стойкость — понятие многогранное. Серебро лучше многих других металлов противостоит действию щелочей. Именно поэтому стенки трубопроводов, автоклавов, реакторов и других аппаратов химической промышленности нередко покрывают серебром как защитным металлом. В электрических аккумуляторах с щелочным электролитом многие детали подвергаются опасности воздействия на них едкого калия или натрия высокой концентрации. В то же время детали эти должны обладать высокой электропроводностью. Лучшего материала для них, чем серебро, обладающее и устойчивостью к щелочам, и замечательной электропроводностью, не найти. Из всех металлов серебро— самый электропроводный Но высокая стоимость элемента № 47 во мно- 41
гих случаях заставляет пользоваться не серебряными, а посеребренными деталями. Серебряные покрытия хороши еще и тем, что они прочны и плотны — беспористы. По электропроводности при нормальной температуре серебру нет соперников. Серебряные проводники незаменимы в приборах высокой точности, когда недопустим риск. Ведь не случайно в годы второй мировой войны казначейство США раскошелилось, выдав военному ведомству около 40 тысяч тонн драгоценного серебра. И не на что- нибудь, а на замену меди! Серебро потребовалось авторам «Манхэттенского проекта». (Позже стало известно, что это был шифр работ по созданию атомной бомбы.) Следует отметить, что серебро — лучший проводник электричества при нормальных условиях, но, в отличие от многих металлов и сплавов, оно не становится сверхпроводником в условиях предельно достижимого холода. Так же, кстати, ведет себя и медь. Как ни парадоксально, но именно эти замечательные по электропроводности металлы при сверхнизких температурах используют в качестве электроизоляторов. Машиностроители шутя утверждают, что земной шар крутится на подшипниках. Если бы так было на самом деле, то можно не сомневаться — в столь ответственном узле наверняка применялись бы многослойные подшипники, в которых один или несколько слоев — серебряные. Танки и самолеты были первыми потребителями драгоценных подшипников. В США, например, производство подшипников из серебра началось в 1942 году, и тогда на их производство было выделено 311 тонн драгоценного металла. Через год эта цифра выросла до 778 тонн... Стоит вспомнить и о таком качестве металлов, как звонкость. И по звонкости серебро заметно выделяется среди других металлов. Недаром во многих сказках фигурируют серебряные колокольчики. Колокольных дел мастера издавна добавляли серебро в бронзу «для малинового звона». В наше время струны некоторых музыкальных инструментов делают из сплава, в котором 90% серебра. ФОТО И КИНО Фотография и кинематограф появились в XIX веке и дали серебра еще одну работу. Особое качество элемента № 47 — светочувствительность его солей.. Более ста лет известен фотопроцесс, но в чем его сущность, каков механизм реакции, лежащей в его основе? До последнего времени это представляли весьма приближенно. На первый взгляд все просто: свет возбуждает химическую реакцию, и металлическое серебро выделяется из серебряной соли, в частности из бромистого серебра — лучшего из светочувствительных материалов. В желатине, нанесенной на стекло, пленку или бумагу, эта соль содержится в виде кристаллов с ионной решеткой. Можно предположить, что квант света, падая на такой кристалл, усиливает колебания электрона на орбите иона брома и дает ему возможность перейти к иону серебра. Таким образом пойдут реакции: Вг- + h*-* Br -f e- и Ag+ + е- ^ Ag. Однако весьма существенно то, что состояние AgBr более устойчиво, чем состояние Ag + Вг. Вдобавок к этому выяснилось, что совершенно чистое бромистое серебро вообще лишено светочувствительности. В чем же тогда дело? Как оказалось, чувствительны к действию света только дефектные кристаллы AgBr. В их кристаллической решетке есть своего рода пустоты, которые заполнены добавочными атомами серебра или брома. Эти атомы более подвижны и играют роль «электронных ловушек», затрудняя обратный переход электрона к брому. После того как электрон будет «выбит из седла» квантом света, один из «посторонних» атомов обязательно примет его. Вокруг такого «зародыша светочувствительности» адсорбируются и закрепляются выделившиеся из решетки атомы серебра. Освещенная пластинка ничем не отличается от неосвещенной. Изображение на ней появляется лишь после проявления. Этот процесс усиливает действие «зародышей светочувствительности», и изображение после закрепления становится видимым. Такова принципиальная схема, дающая самое общее представление о механизме фо- топроиесса. Фото- и кинопромышленность стали крупнейшими потребителями серебра. В 1931 году, например, США на эти цели расходовали 146 тонн драгоценного металла, а в 1958 — уже 933 тонны. Старые фотоснимки, и в частности фотодокументы, со временем выцветают. До последнего времени был лишь один способ их 42
восстановления — репродукция, пересъемка (с неизбежными потерями качества). Совсем недавно найден иной способ реставрации старых фотографий. Снимок облучают нейтронами, и серебро, которым он «нарисован», превращается в свой короткоживущий радиоактивный изотоп. В течение нескольких минут это серебро испускает гамма-лучи, и если в это время на фотографию наложить пластинку или пленку с мелкозернистой эмульсией, то можно получить изображение более четкое, чем на оригинале. Светочувствительность серебряных солей используют не только в фотографии и кино. Недавно из ГДР и США почти одновременно поступили сообщения об универсальных защитных очках. Стекла их изготовлены из прозрачных эфиров целлюлозы, в которых растворено небольшое количество галогенидов серебра. При нормальном освещении такие очки пропускают около половины падающих на них световых лучей. Если же свет становится сильнее, то пропускная способность стекол падает до 5—10%, поскольку происходит восстановление части серебра, и стекло, естественно, становится менее прозрачным. А когда свет снова слабеет, происходит обратная реакция, и сгекла приобретают большую прозрачность. АТОМНАЯ СЛУЖБА СЕРЕБРА Кинематограф и фотография достигли расцвета в XX веке и стали потреблять серебро в значительно больших, чем прежде, количествах. Но во второй четверти этого века появился еще один претендент на первоочередное использование элемента № 47. В январе 1934 года была открыта искусственная радиоактивность, возникающая под влиянием обстрела не радиоактивных элементов альфа-частицами. Немного позже Энрико Ферми попробовал иные «снаряды»— нейтроны. При этом регистрировали интенсивность возникающего излучения и определяли периоды полураспада новых изотопов. Облучали поочередно все известные к тому времени элементы, и вот что оказалось. Особенно высокую радиоактивность под действием бомбардировки нейтронами приобретало серебро, а период полураспада образующегося при этом излучателя не превышал двух минут. Именно поэтому серебро стало рабочим материалом в дальнейших исследованиях Ферми, при которых было открыто такое практически важное явление, как замедление нейтронов. Позже этой особенностью серебра воспользовались для создания индикаторов нейтронного излучения, а в 1952 году серебро «прикоснулось» и к проблемам термоядерного синтеза: первый залп нейтронов из плазменного «шнура» был зафиксирован с помощью погруженных в парафин серебряных пластин. Но атомная служба серебра не ограничивается областью чистой науки. С. этим элементом сталкиваются и при решении сугубо практических проблем ядерной энер-ге- тики. В некоторых типах современных атомных реакторов тепло отводят расплавленными металлами, в частности натрием и висмутом. В металлургии хорошо известен процесс обезвисмучивания серебра, чтобы избавиться от этой вредной примеси- Для атомной техники важен обратный процесс — обессеребрение висмута. Современные процессы очистки позволяют получать висмут, в котором примесь серебра минимальна — не больше трех атомов на миллион. Зачем это нужно? Серебро, попади оно в зону ядерной реакции, будет, по существу, гасить ее. Ядра стабильного изотопа серебро-109 (на его долю в природном серебре приходится 48,65%) захватывают нейтроны и превращаются в бета-активное серебро-It®. А бета-распад, как известно, приводит к увеличению атомного номера излучателя на единицу. Таким образом, элемент № 47 превращается в элемент №48—кадметй, а кадмий — один из сильнейших гасителей цепной ядерной реакции. Трудно перечислить все современные службы элемента № 47. Серебро нужно машиностроителям и стекловарам, химикам и электрохимикам. Как и прежде, этот металл привлекает внимание ювелиров. Как и прежде, часть серебра идет на производство медикаментов. Но главным потребителем элемента № 47 стала современная техника. Не случайно еще несколько лет назад была отчеканена последняя в мире серебряная монета. Слишком ценен и нужен этот металл, чтобы ходить по рукам. 43
Что вы знаете и чего не знаете о серебре и его соединениях СЕРЕБРО И МЕДИЦИНА О бактерицидных свойствах серебра, о целительности «серебряной» воды писали много. В особо крупных масштабах воду «серебрят» на океанских кораблях. В специальной установке, ионаторе, пропускают переменный ток через воду. Электродами служат серебряные пластинки. За час в раствор переходит до 10 граммов серебра. Этого количества достаточно, чтобы дезинфицировать 50 кубометров питьевой воды. Насыщение воды ионами серебра строго дозируют: избыток ионов представляет определенную опасность — в больших дозах серебро токсично. Об этом, разумеется, знают фармакологи. В клинической медицине применяют многочисленные препараты, содержащие элемент N2 47. Это органические соединения, преимущественно белковые, в которые введено до 25% седобра. А известное лекарство колларгол содержит его даже 78°/е. Любопытно, что в npenapafax сильного действия (протаргол, лротаргентум) серебра меньше, чем в препаратах мягкого действия (аргин, солар- гентум, аргирол и другие), но в раствор они отдают его значительно легче. Определен механизм действия серебра на микроорганизмы. Оказалось, что оно инактивиру- ет определенные участки молекул ферментов, то есть действует как ферментный яд. Почему же тогда эти препараты не угнетают деятельность ферментов в человеческом организме, ведь и в нем обменом веществ руководят ферменты? Все дело в дозировке. В микроорганизмах процессы обмена идут намного интенсивнее, чем в более сложных. Поэтому можно подобрать такие концентрации соединений серебра, которых с лихвой хватало бы на уничтожение микробов, но безвредные для человека. ЗАМЕНИТЕЛИ СЕРЕБРА Дефицит серебра — явление не новое. Еще в первой половине XIX века он стал причиной конкурса, победители которого не только получили большие премии, но и обогатили технику несколькими весьма ценными сплавами. Нужно было найти рецепты сплавов, способных заменить столовое серебро. Так появились нейзильбер, мельхиор, аргентан, «немецкого серебро», «китайское серебро»... Все это сплавы на основе меди и никеля с разными добавками (цинк, железо, марганец и другие элементы). СЕРЕБРО И СТЕКЛО Эти два вещества встречаются не только в производстве зеркал. Серебро нужно для изготовления сигнальных стекол и светофильтров, особенно когда важна чистота тонов. Например, в желтый цвет стекло можно 44
окрасить несколькими способами: окислами железа, сульфидом кадмия, азотнокислым серебром... Последний способ — самый лучший. С помощью окислов железа очень трудно добиться постоянства окраски, сульфид кадмия ужесточает технологию: при длительном воздействии высоких температур он превращается в окись, которая делает стекло непрозрачным и не окрашивает его. Небольшая добавка — 0,15— 0,20% азотнокислого серебра — придает стеклу интенсивную золотисто-желтую окраску. Правда, здесь есть одна тонкость. В процессе варки из AgN03 выделяется мелкодисперсное серебро и равномерно распределяется по В КАКОЙ ЦВЕТ КРАСИТЬ ЦЕХ Инженерам хорошо известно, что эстетическое оформление цехов, машин, станков, приборов сильно ' влияет на производительность труда, качество продукции, производственный травматизм. Считается, например, бесспорным, что стены производственных помещений лучше всего красить светло-зеленой краской, станки должны быть стального цвета, крупное оборудование — цвета слоновой кости. Но оказывается, что оформление цеха или служебного кабинета совсем не простое дело. Подготовленный группой ученых, инженеров и архитекторов проект «Указаний по рациональной цветовой отделке поверхностей и технологического оборудования производственных зданий» составляет несколько десятков страниц. Используя последние достижения психологии, технической эстетики, науки об организации труда, авторы рекомендуют при выборе цвета стен, потолков, деталей интерьера и оборудования учитывать особенности производства, размэры помещений, географические и климатические условия и для каждого случая предлагают определенный цвет окраски. Есть в «Указаниях» и общие оекомеъндации. Например, в ок- стеклянной массе, но серебро при этом остается бесцветным. Окраска появляется при наводке — повторном обогреве уже готовых изделий. Особенно хорошо окрашиваются серебром высококачественные свинцовые стекла. С помощью серебряных солей можно наносить золотисто-желтую окраску на отдельные участки стеклянных изделий. А оранжевое стекло получают, вводя в массу золото и серебро о дно в ре мен н о. САМАЯ ИЗВЕСТНАЯ СОЛЬ Фамилия одного из самых запоминающихся персонажей Ильфа и Петрова, Никифора Ляписа ас- раске самых сложных машин и приборов не должно быть больше трех цветов (не считая, конечно, окраски пусковых рубильников и сигнальных лампочек) По мнению авторов проекта, со стальными и чугунными деталями следует работать, имея перед собой кремовый фон, бронза и медь хорошо сочетаются с серо-голубой окраской. В производственных помещениях должно быть поменьше ярких цветовых элементов: доски почета, стенные газеты, крупные лозунги лучше вешать в коридорах, залах, красных уголках. Наконец, «Указания» рекомендуют отличительные цвета для баллонов и трубопроводов с различными газами и жидкостями. Для коммуникаций с безопасными веществами лучше выбирать спокойные мягкие краски: зеленой — окрашивать водопроводы, синей — воздухопроводы, серой — трубопроводы с сыпучими материалами. Д*?я горячих и агрессивных сред следует выбирать яркие тревожные краски: для пара — красную, для кислот — оранжевую, для щелочей — фиолетовую. «Техническая эстетика», 1968, № 11, 1969, № 1, 3, 4 ФТОРОПЛАСТОВЫЙ ТЕПЛООБМЕННИК В Украинском научно-исследовательском институте химического социируется обычно со словом «ляпсус». А ляпис — азотнокислое серебро — это самая известная соль элемента № 47. Первоначально, во времена алхимиков, эту соль называли lapis inferna- 1 is, что в переводе с латыни на русский эначит «адский камень». Ляпис обладает прижигающим и вяжущим действием. Взаимодействуя с белками тканей, он способствует образованию белковых солей — альбуминатов. Свойственно ему и бактерицидное действие, как и всякой растворимой соли серебра. Поэтому ля- лис широко применяют не только е химических лабораториях, но и в медицинской практике. машиностроения созданы и испытаны теплообменные аппараты из отечественного политетрафторэтилена (фторопласта-4). Основной элемент аппарата — сплетенный из гибких пластмассовых трубок (диаметром 2—6 миллиметров) пучок. Каждая трубка проходит через центр и по периферии пучка, таким образом создаются равные условия теплообмена. Теплопроводность фторопласта в 100 раз меньше, чем у нержавеющей стали, и в 2000 раз меньше, чем у меди. Но в металлических теплообменниках продукты коррозии и отложения солей на стенках трубок сильно затрудняют передачу тепла. Фторопласт — материал значительно более стойкий к коррозии, чем золото и даже платина. Кроме того, он не смачивается, поэтому фторопластовые трубки не зарастают слоями накипи. И общий коэффициент теплопередачи во фторопластовом теплообменнике не ниже, чем в металлическом. Главный недостаток новых аппаратов — текучесть фторопластовых трубок. Поэтому применяются они лишь при сравнительно низких давлениях—не больше 2—3 атмосфер. «Химическое и нефтяное машиностроение», 1969, Ns 4 ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ 45
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ЗАЧЕМ НАМ НУЖЕН СЕЛЕН! Физиологическая роль большинства микроэлементов уже более или менее ясна. Но есть среди них один, функция которого до последнего времени оставалась загадкой. Это селен, обнаруженный во всех живых клетках. И лишь недавно Р. Диксон и Э. Тэппел из Калифорнийского университета высказали гипотезу, объясняющую, зачем селен может быть нужен клетке. Они считают, что этот элемент ускоряет реакции, в которых участвуют сульфгид- рильные группы белка (— SH), и в первую очередь—возникновение и разрыв образуемых ими дисульфидных мостиков —S—S—, которые связывают между собой пептидные цепи в молекуле белка или же их отдельные участки. По химическим свойствам селен близок к сере: оба они принадлежат к одной и той же группе периодической системы. Разница лишь в том, что селеногид- рильные группы — ScH обладают гораздо более сильным восстановительным действием, чем сульфо- гидрильные. Как полагают ученые, селен способствует разрушению лишних дисульфидных мостиков, образовавшихся «по ошибке». Если это предположение справедливо, то можно будет объяснить и другое свойство селена — токсичность его больших доз. ОБЛАКО ИЗ БАРИЯ Можно ли увидеть силовые линии магнитного поля Земли? Не исключено, что вскоре это удастся. Как сообщает журнал «Science News» A968, т. 94, № 26), 15 кг смеси бария с окисью меди предполагается распылить с борта ракеты на высоте 32 тысяч километров. Образуется светящееся ионизованное сблако, которое будет видно с Земли. Его структура будет отражать строение магнитного и электрического полей Земли. Облако может быть также использовано для моделирования взаимодействия «солнечного ветра» с хвостом кометы. Пробные запуски подобных устройств на высоту до 750 км прошли успешно. ОДЕТЫЕ В МОПЛЕФАН Во что только не одевался человек: в шкуры, листья, войлок, бумагу, шерсть... А теперь нас все чаще одевают синтетические полимеры. Очередная новинка в этой области носит фирменное название моплефан. По химической природе это че что иное, как полипропилен. Пленка из него, выпускаемая в Италии, удивительно легка, прочна и вместе с тем нарядна. Можно попытаться мять ее всеми известными способами— складок не останется. Одежда из моплефана не знает износа. Но и расставаться с ней (по велению моды, например) легко, так как стоит она не дороже бумажной. Одна миланская художница уже создала несколько элегантных моделей платьев и костюмов из моплефана. Теперь слово за потребителем... НЕБЕСНАЯ ПЫЛЬ НА МОРСКОМ ДНЕ Геологов давно интересовало происхождение морских осадков. Но мало кому из них могло прийти в голову, что значительная часть этих осадков в буквальном смысле слова «свалилась с неба» — была принесена с суши не реками и течениями, а ветром. К такому выводу пришел американский геофизик X. Л. Уиндом, изучавший накопление атмосферной пыли на поверхности фирновых полей. Оказалось, что значительная часть пыли, осевшей на снегу, принадлежит к наиболее мелкой фракции B—10 нанометров), которая легко переносится ветром. Скорость накопления пыли @,1—1 мм за тысячу лет) в точности соответствует темпу роста глубоководных осадков. Непосредственное изучение морских осадков подтвердило, что ветром могло быть принесено от 25 до 75% их общего количества. В ходе своих исследований Уиндом обнаружил еще один важный факт. Во всех пробах пыли, осевшей на снегу в Северном полушарии, оказалось довольно много талька. Его и раньше находили в составе снега и дождя. А ведь тальк — распространенная добавка к ядохимикатам, предназначаемым для распыления над полями. То, что он обнаружен даже на поверхности гренландских ледников, внушает серьезные опасения: вместе с тальком ветер, очевидно, разносит и ядохимикаты... КОРИАНДР И СТАЛЬ Многим кориандр известен как душистая приправа, которую кладут в мясные блюда. Но это не единственный способ использования растения. Недавно, как сообщает журнал «Масло-жировая промышленность» A969, № 8), кориандровое масло применили для смазывания так называемых тонколистовых сталей при прокатке. Новая смазка, получавшая то же название «Кориандр» (ее выпускает Усть-Лабинский эфирномасличный комбинат) ничуть не уступает дорогому импортному \ 46
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ пальмовому маслу, которое применяли для подобных работ раньше. РАЗНОЦВЕТНАЯ МОСТОВАЯ Мы как-то свыклись с серым цветом дорожных покрытий, который лишь изредка оживляют белые полосы. Между тем такие покрытия можно делать разноцветными— к такому выводу пришли попьские ученые. Недавно они разработали технологию окраски цемента для дорожных покрытий в шестнадцать различных цветов. Испытания на прочность и устойчивость к атмосферным воздействиям такого цемента показали, что он хорош не только для глаза, но и для эксплуатации. Кто знает, может быть, в будущем нам удастся пройти по сиреневому Сиреневому бульвару и золотой Золотой улице... НЕЙЛОН ПРОТИВ КОРРОЗИИ В США начали покрывать нейлоном судовые металлические детали, которые раньше анодировали для защиты от коррозии. Нейлоновое покрытие в пять раз повышает их долговечность. Наг ретую металлическую деталь после специальной обработки ее поверхности погружают в нейлоновый порошок, который, плавясь, и образует покрытие. Толщину покрытия (обычно 0,2— 0,25 мм) регулируют температурой нагрева детали и временем ее погружени я (от 2—5 секунд при 340° С до 20—30 секунд при 200° С). ...КАК СВЕЖИ БЫЛИ РОЗЫ Тема увядающих цветов во все времена была в почете у поэтов. В наш век, когда появился даже термин «цветочное хозяйство», эта тема стала волновать и инженеров, которые пытаются как-то продлить век срезанных цветов. Вот один из способов, разработанный западногерманской фирмой «Kalle»: цветы помещают в мешок из полиэтиленовой пленки, дублированной с пленкой полипропиленовой. Мешок наполняют каким-либо инертным газом и заваривают. В искусственной атмосфере процессы обмена веществ в цветах замедляются, и цветы долго сохраняют свежесть. К тому же такая упаковка позволяет быстро и экономично транспортировать нежный груз. НЕФТЬ В ЯПОНСКОЙ ЭНЕРГЕТИКЕ С 1965 г. в энергетике Японии нефть стала играть ведущую роль. Ныне страна Восходящего солнца по этому показателю занимает третье место в мире (после США и СССР). В 1975 г. Япония, по прогнозам японских экономистов, сожжет 22,7, а в 1985 г. — 40,9 млн. т нефти, которая соответственно покроет 72,8 и 74,8% топливного баланса страны. ФУЭДЗИН В Японии разработан препарат (под названием фуэдзин), убыстряющий синтез гемоглобина в организме. Это стабильный коллоидный раствор, приготовленный на основе сахарата окисно- го железа. Вводится препарат внутривенно. Фуэдзин позволит медикам в ряде случаев отказаться от переливаний крови в терапевтических целях. ДОРОГА ИЗ СТЕКЛОПЛАСТИКА В США создана передвижная установка для изготовления дорожного покрытия из полиэфирного стеклопластика. Это покрытие позволяет тяжелым военным транспортным средствам преодолевать участки со слабым грунтом. Для изготовления покрытия используется стекломат повышенной плотности A,8 кг/м2), шириной в 3,5 м. Установка работает вместе с бульдозером, разравнивающим грунт. Стекломат сматывают с рулона и укладывают на грунт, затем на него из распыли- вающих сопел наносится жидкая смола. Примерно через час дорога готова для использования. По сравнению с другими средствами (проволочные сетки, перфорированные стальные полосы, пластмассовая колея) дорожные покрытия из стеклопластика более прочны. СВЕРХТЕРМОСТОЙКИЙ По мнению специалистов, это главное достоинство слоистого пластика из полиимидной пленки и бора. Полиимидную пленку пропускают над расплавленным бором в вакууме. Бор испаряется, и его пары конденсируются на пленке, образуя сплошной кристаллический слой толщиной до десяти микронов. После этого несколько слоев обработанной пленки склеивают эпоксидным клеем. Не уступая титану в прочности и жесткости, новый пластик на $0% легче. По-видимому, он окажется серьезным конкурентом борных волокон, которые применяются сейчас в авиационной и космической технике. 47
«КАЧЕСТВО РЕЛЬСОВ БЫЛО И ЕСТЬ ПРЕДМЕТ БЕСКОНЕЧНЫХ КОМИССИЙ...» Инженер П. Г. ГИНЕР Щ С интервалом в несколько минут на железнодорожный рельс обрушиваются многотонные нагрузки: ударные, статические, изгибающие и растягивающие металл. Щ Каждый состав оставляет за собой частицы песка, сажи, угольной пыли. Попадая под колеса, эти частицы вызывают эрозию рельсов. Ц Сернистый газ из паровозной топки, окислы азота и углекислота из двигателя тепловоза скапливаются в низинах, под мостами, в тоннелях. Они соединяются с парами воды и образуют агрессивные кислоты, которые разъедают металл. Щ Интервал температур, при которых работает железнодорожный рельс,— больше ста градусов: от пятидесяти градусов мороза в Сибири до семидесяти-восьмидесяти градусов тепла в Кара-Кумах. И Рельсовая сталь должна быть достаточно вязкой, чтобы выдержать ударные нагрузки, и в то же время износостойкой и твердой, репье — жестким, и в то же время упругим. И «Качество рельсов было и есть предмет бесконечных комиссий... Несмотря на усиленные труды этих комиссий, о рельсах мы сейчас знаем столько же, сколько знали 50 лет назад, то есть почти ничего». В. Е. Грум-Гржимайло. 1926 г. И Только с 1966 по 1970 год в нашей стране должно быть построено семь тысяч километров железнодорожных путей. Для этого требуется больше миллиона тонн стали. СКОЛЬКО НУЖНО УГЛЕРОДА? Все сколько-нибудь значительные изобретения в черной металлургии сразу же применялись в производстве рельсов. Когда в 20-х годах прошлого века был создан пудлинговый метод получения железа, хрупкие чугунные рельсы уступили место железным. В России первые железные рельсы были прокатаны в 1839 году на Людиновском заводе в Брянской губернии, а жаргонное словечко «чугунка» (так вплоть до начала нашего века называли в России железные дороги) сохранилось лишь по традиции. Рельсы из «чистого» железа (в его составе 0,02- -0,03% углерода) оказались слишком мягкими: они служили дольше чугунных, но все-таки не больше года, хотя в начале прошлого века поезда ходили довольно редко. «Железный век» рельсов оказался таким же непродолжительным, как и чугунный. К 1880 году замена железа бессемеровской сталью на путях практически закончилась во всем мире, и прочно укоренившийся термин «железная дорога», по сути дела стал таким же архаизмом, как «чугунка». Стальной рельс в несколько раз долговечней железного, железный — прочнее чугунного. Между тем все три сплава состоят из одних и тех же элементов — железа и углерода. Разница лишь в их соотношении. Чугун содержит больше трех процентов углерода. Непрочные пластинки графита 48
В 1801 "году англичанин Ричард Тревитик испытывал повозку с паровой машиной. Экипаж Треви- тика мог развивать большую для того времени скорость — свыше 10 километров в час, однако из-за тряски на ухабах паровая машина быстро выходила из строя. Однажды после очередной аварии, собирая рассыпавшиеся на дороге детали автомобиля, изобретатель обратил внимание на две ровные ' борозды, проложенные на земле колесами машины. Возможно, Тревитику приходилось раньше видеть деревянные и чугунные колеи, которые в то время применяли на английских рудниках. А может быть, оставленные колесами следы натолкнули его на мысль пустить паровой экипаж по чугунным направляющим. Так или иначе, в скором времени Тревитик построил короткий железнодорожный путь, по которому в 1804 году прошел первый в мире железнодорожный состав —- паровоз с пятью вагонами. С этого времени начинается история железнодорожного рельса, fia рисунке— паровоз Тревитика в этом сплаве ведут себя подобно трещинам в металле. Под ударами колес вокруг графитовых включений концентрируются внутренние напряжения, и рельс быстро разрушается. В кристаллической структуре пудлингового железа углерод распределен рав- - номерно в виде зерен феррита — раствора углерода в кристалл-ической модификации железа — а-железе. В малоуглеродистом сплаве источников внутренних напряжений значительно меньше, чем в чугуне, но феррит— соединение мягкое и непрочное. Выигрыш в пластичности оборачивается потерей твердости. В кристаллической структуре стали зерна мягкого феррита перемежаются пластинками более твердого соединения — цементита, представляющего собой карбид железа (Fe3C). Конгломерат зерен феррита и цементита— перлит — в два-три раза тверже чистого железа. Чем больше углерода в стали, тем больше пластинок цементита в ее структуре, тем тверже и износоустойчивее рельс. Долгие годы углерод был для металлургов главным резервом, которым они пользовались, чтобы увеличить прочность рельса. Примерно каждые десять лет железнодорожники требовали повысить качество рельсовой стали — росли вес и скорости поездов, интенсивность движения. И металлурги на несколько сотых долей процента повышали содержание углерода в сплаве. Это длилось до тех пор, пока содержание углерода в рельсовой стали не достигло 0,82%. При таком составе сплав состоит из чистого перлита и имеет наибольшую прочность. Если взять углерода больше, избыток цементита вызывает резкое увеличение хрупкости металла — сталь приближается по своим свойствам к чугуну. Когда американские металлурги на семь сотых превысили критическое число 0,82, на железных дорогах Западного полушария начались массовые аварии... Исчерпав «запас углерода», металлурги стали делать рельсы более массивными. С 1900 по 1930 годы один метр «среднего» рельса стал тяжелее на 25 килограммов. Понятно, что по экономическим соображениям увеличивать вес железнодорожного рельса до бесконечности нельзя: лишний килограмм стали на метр рельса — это две лишние тонны дорогого металла на километре пути. И металлурги, чтобы удовлетворить требования путейцев к прочности рельса, начали использовать термообработку. ПРИЧИНА АВАРИЙ -ФЛОКЕНЫ В начале тридцатых годов железные дороги всего мира охватила странная эпидемия: авария следовала за аварией. Причины их были одинаковы — трещины в головке рельса. Железнодорожники вскоре выяснили, что трещины возникают задолго до аварии, но обнаружить их при осмотре пути оказалось невозможно — дефекты были скрыты толщей металла. Конечно, внутренние дефекты в рельсах были и раньше. Но именно в тридцатые годы резко возросли железно- 49
дорожные перевозки, достигло предела содержание углерода в рельсовой стали, увеличился вес рельсов. Потребовалось несколько лет, чтобы разобраться в природе этих дефектов. Внутренние трещины в стали (их называют флокенами) возникают в рельсах еще на металлургическом заводе. Существует много гипотез, объясняющих их образование. Вот одна из них. Во время выплавки стали и прокатки рельса в мельчайших порах метал.та, на границах между кристаллами скапливаются атомы водорода. Когда сталь остывает, растворимость газа уменьшается, появляются пузырьки водорода. В толще металла появляются области с повышенным давлением. Если же «водородные» области граничат с включениями карбида железа, начинается химическая реакция; 2Н, + Fe,C ?± CH4 f + 3Fe. Давление метана еще больше увеличивает внутренние напряжения в стали. В металле образуются разрывы — флокены. Водородная теория флокенов подсказала, как избежать образования трещин в металле. Во-первых, необходимо по возможности уменьшить количество водорода, попадающего в расплавленный металл. Для этого нужно применять чистую и сухую шихту, тщательно осушать воздух или кислород для дутья. Во-вторых, чтобы удалить водород из толщи застывающего металла, нужно создать условия, облегчающие диффузию газа; либо откачивать газ из расплавленной стали перед разливкой, либо выдерживать несколько часов затвердевший металл при повышенной температуре, либо медленно охлаждать его после горячей обработки давлением. Последний способ оказался самым простым. Медленное охлаждение в ямах с песком — первый метод термообработки, который применили на всех металлургических заводах, где делают железнодорожные рельсы.. «... КРЕПЧЕ ЖЕЛЕЗО БЫВАЕТ, В ОГНЕ И ВОДЕ ЗАКАЛЯЯСЬ...» Около ста лет назад на Нижне-Салдинском уральском заводе Демидова произошел случай, вошедший в историю рельсового производства. Однажды после прокатки раскаленный докрасна рельс вынесли во двор для осмотра. Рабочие случайно уронили его на снег, что, конечно, было грубым нарушением технологии. Имена изобретателей рельса и колеса неизвестны: и колесо, и рельс на несколько тысячелетий старше паровоза. У древних греков были священные дороги, по которым жрецы перевозили к храмам жертвоприношения и статуи богов. На этих дорогах выдалбливали желоба, по которым катились колесницы. Такие же канавки — прообраз современных рельсов — найдены во время раскопок в городах древних ацтеков. В средние века в рудниках тележки с рудой откатывали по деревянным рельсам. В 1765 году К. Д. Фролов построил на Колывано-Воскресенских заводах (на Алтае) первую в мире колейную дорогу с механической тягой (от водяного колеса). В 1788 году А. С. Ярцев проложил рельсовый путь на пушечном заводе в Петрозаводске. На рисунке — деревянная дорога, построенная в XVII веке Но, ко всеобщему удивлению, именно этот рельс при испытании под копром оказался исключительно прочным. Тогда управляющий велел соорудить специальную чугунную колоду и наполнить ее водой. Неостывшие рельсы перед отправкой заказчику окунали в ванну. Это был первый в мировой практике опыт термической обработки рельсов. Позже, когда появились стальные рельсы с высоким содержанием углерода, надобность в такой термообработке отпала. О закалке вспомнили вновь в те же годы, когда началась борьба с флокенами. К тридцатым годам нагрузки на ось вагонных колес достигли 20—23 тонн, и концы рельсов стали очень быстро стираться. Перестук колес на стыках — непременный атрибут железнодорожного путешествия, который упоминается почти во всех дорожных песнях, стал громче. Может быть, под этот 50
В 1837 году декабрист Николай Бестужев писал своему брату из Сибири: «Чугунные дороги не новы. Они существуют для перевозки руды бог знает с какой поры». В 1806 году русский инженер П. К. Фролов построил на Алтае самую длинную в то время конную дорогу с чугунными рельсами. Рельсы на рудниках и на первых железных дорогах представляли соббй короткие чугунные полосы, укрепленные на каменных подушках перестук, действительно, приятно помечтать. Но именно с ним связаны многие железнодорожные катастрофы с человеческими жертвами. Начинается все с того, что на конце рельса образуется вмятина. Соседний рельс оказывается выше и испытывает повышенные ударные нагрузки. В металле возникают усталостные напряжения. И каждый удар колеса о рельс может оказаться последним: рельс раскалывается — поезд сходит с пути. Чтобы сделать концы рельсов тверже, металлурги вновь решили прибегнуть к закалке. Закалка — давно известный способ увеличения твердости стальных изделий: в индийских гробницах, которым, по оценкам археологов, больше 5000 лег, найдены закаленные стальные мечи и кинжалы. О ней упоминал Гомер в «Одиссее»: «... как погружает кузнец раскаленный топор или се- 51 киру в воду холодную, и зашипит с клокотаньем железо»— крепче железо бывает, в огне и воде закаляясь...» Но применительно к рельсам закалка оказалась серьезной инженерной проблемой. У железнодорожного рельса сложная форма, кроме того, он раз в двадцать длиннее самого длинного меча. Если опустить весь рельс в холодную воду, в разных участках его поперечного сечения возникают большие внутренние напряжения, и головка рельса может оторваться от шейки. Были случаи, когда во время закалки из воды вылетали полуметровые осколки металла. Есть еще одна причина, по которой случайно найденный на демидовском заводе способ термообработки нельзя использовать в современном рельсовом производстве. Во время закалки меняется кристаллическая структура металла: вместо перлита образуется сорбит. (Как и перлит, сорбит представляет собой смесь кристаллов феррита и цементита, но в сорбите эти кристаллы значительно тоньше. Этим и объясняется повышенная твердость закаленной стали.) От скорости перекристаллизации зависит качество закалки: можно сделать сталь исключительно твердой или безнадежно испортить изделие. Если охлаждать горячий металл в среде с большой теплоемкостью (например, в воде), перекристаллизация идет быстро и неравномерно. Первый способ «мягкой» и довольно равномерной закалки рельсов предложил швед К- Зандберг. После прокатки рельс помещали в камеру с пересыщенным водяным паром, который металлурги называют «шотланаским туманом». Но этот метод имел существенный изъян — он давал недостаточное повышение твердости. В 1949 году советский инженер П. Т. Беседин получил авторское свидетельство на машину для закалки проката. Нагретый рельс на роликах движется через камеру, в которую подают воду или туман. Отдельные участки можно закаливать быстрее или медленнее, а на головку, шейку и подошву рельса можно подавать разное количество охладителя. Закалка «шотландским туманом» позволила устранить возникающую во время термообработки в воде хрупкость рельсов, но перенос тепла на границе металл — пересыщенный пар недостаточно равномерен. Поэтому на поверхности обработанных тума-
EC IbOA 5D H 1800 1850 ГОДЫ За свою полуторавековую историю железнодорожный рельс изменялся сотни раз. Известны десятки профилей рельсов и способов их крепления к шпалам. В историческом развитии всех этих конструкций есть любопытная закономерность: каждый раз, когда новый рельсовый металл приходил на смену старому, рельсы становились легче, потом их вес постепенно возрастал до тех пор, пока металлурги не предлагали новый материал. Это понятно: железо прочнее чугуна, сталь прочнее железа, и каждая замена металла позволяла делать рельс менее массивным. А потом конструкторам вновь приходилось увеличивать вес рельса — скорость и вес поездов росли. А пологая часть кривой, относящаяся к нашим дням, объясняется повышением прочности рельсовой стали из-за термообработки ном рельсов иногда оставались «сырые» (незакаленные) участки. В шестидесятых годах на металлургических заводах рельсы снова начали закаливать в жидком теплоносителе — масле. «Тонкие предметы закаливают в масле из опасения, чтобы закалка в воде не причинила им хрупкости»,— писал около двух тысяч лет назад древнеримский ученый Плиний Старший. И как это уже не раз было в производстве рельсов, применение давно известного технологического процесса потребовало серьезной реконструкции металлургических заводов. Правда, затраты быстро себя окупили: по подсчетам железнодорожников, годовая экономия от внедрения закаленных в масле рельсов достигает тысячи рублей на километр железнодорожного пути. А концы рельсов, которые испытывают самые большие нагрузки от перестука ко- 52
ГОЛОВКА ШЕЙКА ПОДОШВА Профили современных отечествен- ных рельсов — железнодорожного' (слева) и трамвайного. Трамвай во много раз легче обычного пассажирского поезда (не говоря уже о товарных). Поэтому шейка трамвайного рельса тоньше, чем у железнодорожного. Зато трамваям на городских улицах приходится делать такие крутые повороты, каких нет ни на одной железной дороге. Чтобы трамвай при этом не сходил с пути, на поверхности трамвайного рельса есть желобок, выполняющий роль контррельса лес, закаливают отдельно, после термообработки всего рельса. Их нагревают до температуры выше критической точки стали (температура, при которой образуется перлит) токами высокой частоты, а затем охлаждают со строго контролируемой скоростью. Благодаря термообработке прочность рельсов увеличилась более чем на 30%, и строители железных дорог получили возможность на каждом метре пути экономить 10—15 килограммов стали. ОРИЕНТИР —СКОРОСТЬ САМОЛЕТА Рельсовая проблема возникла полтора века назад, когда скорости поездов были сравнимы со скоростью конных экипажей. Рельсовая проблема существует сегодня, когда на отдельных линиях превзойден рубеж 200 километров в час. Несмотря на то, что уже созданы сверхзвуковые самолеты, способные перевозить сотни людей, железнодорожный транспорт еще долго останется основным средством перевозки больших грузов. А если останутся поезда, сохранится и рельсовая проблема. Ведь сейчас прежде всего прочность и безопасность железнодорожных путей, а не мощности двигателей ограничивают скорости поездов. Теоретически сталь лучших марок может выдержать нагрузки, которые возникают при движении состава быстрее звука. Но когда скорость поезда превысит 350 километров в час, трение между колесом и рельсом вряд ли надежно удержит состав на пути. Эту скорость железнодорожники считают для поездов предельной. Впрочем, достичь ее совсем не просто: уже при скорости 250 километров в час в рельсах возникают волнообразные колебания, выдержать которые современная рельсовая сталь долго не может. Для железнодорожных путей недалекого будущего потребуются рельсы в два-три раза прочнее современных. И металлурги уже сейчас пытаются такие рельсы сделать. Например, ученые Украинского института металлов вместе со специалистами Горьков- ского металлургического завода разработали способ закалки рельсовой стали в расплавленных солях. Рельсы, закаленные таким способом, по-видимому, будут в 2—2,5 раза прочнее обычных. Ведутся опыты по введению в рельсовую сталь недефицитных (рельсы — массовая продукция!) легирующих элементов: хрома, кремния, марганца, титана,— и по уменьшению содержания вредных неметаллических включений. Наверное, рельсы, способные выдержать авиационные скорости, будут созданы. Но к тому времеця железнодорожники потребуют еще большего запаса прочности, и металлургам снова придется решать рельсовую проблему... 53
РЕЛЬСЫ-НА ДИАГРАММЕ Если первые путейцы страдали от недостатка сведений о материалах рельсов, то современный ии- женер-транспортиик мог бы буквально потеряться в потоке информации о сплавах железа и углерода, если бы не строгая систематизация сведений. Основу системы составляет диаграмма состояния. Имея перед собой диаграмму и «паспорт» сплава, в котором указаны процентный ег-о состав и характер термообработки, легко назвать класс, к которому относится сплав, механическую прочность, структуру. «Рельсовые» металлы занимают левый угол диаграммы железо — углерод. Область «железных» рельсов даже в этом углу настолько мала, что приходится жертвовать строгими пропорциями диаграммы, чтобы показать ее. К этой области примыкает участок малоуглеродистых сталей — на микрофотографии шлифа металла между светлыми феррнтны- ми зернами видны темные прожилки цементита. Металл, из которого делают Стальные рельсы, неоднороден по структуре. По мере приближения к «критической» для стали точке — 0,8% углерода — увеличивается количество перлита в сплаве (темные участки на микрофотографиях). В точке 0,8% находится чистый перлит — прочное мелкокристаллическое образование. При дальнейшем увеличении содержания углерода в кристаллической структуре появляются изломы цементита, который увеличивает хрупкость металла. На крайней справа микрофотографии — чугун, здесь хорошо видиы темные графитовые включения — места концентрации внутренних напряжений в металле. 54
ъ*г//ггт&ятх???711ахсазхк&.?зз^^^ I ПРИГЛАШЕНИЕ К «ТАНЦАМ» Поэзия обладает способностью концентрированного выражения, уступая в этом лишь искусству химических и математических формул. В этом еще раз убеждает поэтическое обращение к науке известного американского писателя Джона Апдайка. В девяносто девять строк поэмы «Танцы твердого тела» (перевод поэмы публикуется в этом номере, на стр. 56—57.— Ред.) он укладывает этапы становления науки о твердом теле, самые общие свойства ее объектов и принципы различия этих свойств. Это сделано мастером, которому уже удалось уместить 5 • 109 лет эволюции Вселенной в масштабе трех дней и изложить возникновение Газообразного, Жидкого, Твердого и Живого за двадцать минут урока, описанного на семи страницах романа «Кентавр». Д. Апдайк окончил Гарвардский университет, школу живописи и никогда не занимался естественными науками. Однако его обращения к науке — вовсе не возрождение традиций поэтизации науки вообще, известных нам еще со времен Лукреция Кара. «Танцы твердого тела» (увидевшие свет в январе 1969 года в столь требовательном журнале, как «Scientific American»)—это детальный взгляд на частную научную область. Взгляд поэтический и достоверный, ведь для Апдайка «Реальность — это химически, механически, биологически—сплетение микроскопических достовер- ностей. Радость писателя — в добывании и передаче этих достоверностей» (из речи, произнесенной в 1963 году при получении Национальной литературной премии). Д. Апдайк одарен властью заставлять думать и способностью очень тонко пользоваться этой властью. «Граненые кристаллы замерзшего аммиака» — звучит в «Кентавре» как совершенно обыденное. Одного из пишущих эти строки, химика, вдруг поражает мысль, что он никогда не видел кристаллы аммиака и даже не знает его температуры плавления!.. Смотрю справочник:—77,7°. Кто видел кристаллы аммиака? Звоню коллегам. Не видели. Бегу в лабораторию, замораживаю аммиак в жидком азоте — граненые кристаллы!.. «Хлориду Калия е-минус дарит синий»,— читаем мы в «Танцах твердого тела». Химик наверняка подумает так: ...ион калия, получив электрон, восстановится до бесцветного калия. Но у Апдайка он «синеет»! Спасительная мысль: синеет раствор калия в жидком аммиаке. Но не об этом пишет Апдайк! Удивительно — он обратил внимание на факт, мало известный химикам. Не ион калия, а кристаллический КС1 (!) синеет при облучении электронами, которые локализуются в «несовершенствах» кристалла — F-центрах (от немецкого Farbenzentrum — центры окрашивания). «Танцы твердого тела» заставляют думать. А для науки о твердом теле — современной алхимии — важно не столько узнавание новых свойств, сколько поиски новых путей думанья. Т.ХЕИФЕЦ, доктор химических наук Р. КОСТЯНОВСКИИ &zymya*zzzgr/:/^^^ 55
m^^^rryyr'j^rrrrr^inrTVy^^'^ ТАНЦЫ ТВЕРДЫХ ТЕЛ Джон АПДАЙК В се знают: мир из Атомов построен, Но был не прост познанья долгий путь,— Сперва алхимики прошли неровным строем, Пытаясь вглубь Металлов заглянуть, Чтоб в Золото расплавить Соль и Ртуть; А непокорный вековым канонам, Лавуазье покончил с Флогистоном И дал дорогу Газовым Законам, Раскрыв реакций истинную суть. \ Н0 в крепость Кристаллической структуры Закрыт был вход и не было ключей. Покуда не проник сквозь амбразуры Туда пучок Рентгеновских Лучей, И странный бал открылся для очей: Четверки собирая для Кадрили, Там Углерод и Кремний рядом плыли, Кружа в водовороте ионной пыли, Где каждый Ион был общий и ничей. Акак Металл — всех недр земных владыка Свет отражает и проводит ток? Все Атомы — от мала до велика — Часть Электронов отдают в оброк, И общий образуется поток, Который, словно Облако, бесплотно, Вдоль Поля устремляется охотно Сквозь Ионы, упакованные плотно, Как шарики пинг-понга в коробок. Керамика — Царица Хрупкой Глины — Со всей своей родней пришла на бал. У них у всех, от Шпата до Рубина, Ионной связью Кислород связал С такой судьбой смирившийся Металл. По этой удивительной причине В Керамике, и в Кварце, и в Рубине Свободных Электронов нет в помине, И им не страшен никакой накал. А Принц Стекло, Керамикой рожденный, Кристально чист, хоть вовсе не Кристалл. Его зеркальной гладью отраженный Мгновенно бы Нарцисс себя узнал, Но Физик его Хаосом назвал. Да, Хаос есть и в Связях Ковалентных, И в бесконечных Полимерных лентах, В их вычурно сплетенных компонентах, Построенных в торжественный Хорал. Затем мы входим в зону биосферы, Мы к Черепу идем от Черепка, Нас в царство Жизни вводят Полимеры - К проблемам Пластика, и синтезу Белка, И к сокровенным тайнам ДНК. Закончен синтез Полиизопрена, Мы близко подошли к разгадке Гена, Но может Кость создать из Коллагена Одна Природа мудрая пока. 8 56
;:ezzzzzz2Z2^c^^ А как должна вести себя решетка, Когда тепло по ней несет волна? 3NkT звучит, конечно, четко, Но формула по сути неверна, Энергию не выразит она. Лишь с помощью Дебаевских Фононов В едином ритме Квантовых Законов, Аморфных тел, к прискорбью, не затронув, Теория Кристаллов создана. Свободный Электрон нам обещает Раскрыть секреты свойств Проводника: Как в проводник Германий превращает Ничтожная добавка Мышьяка, Как ток остановить наверняка, Как охлажденье току помогает, Как «Допинг» Ферми-уровни меняет, И как Кристалл на это отвечает, Когда Температура в нем низка. Нет совершенства полного в Природе, Несовершенны Твердые Тела, Там Атомы кочуют на свободе: Их никакая сила не смогла Затиснуть в три Магических Числа. Там Электроны с Дырками попарно F-центры возбуждают лучезарно, Там трещины скрываются коварно За гладкой напряженностью Стекла. А Солнц а белый луч отнюдь не белый: Как Радуга, раскрашен белый свет, И каждый Элемент решает смело, Как выбрать лишь ему присущий цвет, На все другие наложив запрет. Хлориду Калия е-минус дарит синий, Малиновым сверкает Хром в Рубине, И Сочетанье из Спектральных линий Определяет дальний свет Планет. Ферромагнитных свойств ясна причина - Непарный Электрон в них виноват: Все Атомы по направленью Спина, Глядящего вперед или назад, Построены, как войско на парад. Во Внешнем Поле, разрушая Стены, Сливаются срседние Домены. Так создает Гармонию Вселенной Ничтожных Сил суммарный результат. Перевела с английского Нина ВОРОНЕЛЬ |У-Д222Д%222%г322^г^^ 57
P^y,^^.,^,.,^,.,^^ в КОММЕНТАРИЙ К «ТАНЦАМ» Неудивительно, что Джон Апдайк был потрясен открывшимся перед ним миром и даже выразил свое восхищение в торжественной — хотя, по-моему, и не очень связной — оде. Строение твердого тела, симметрия кристаллов, электронные свойства металлов и полупроводников, устройство макромолекул полны внешней сложности, даже причудливости. И это - при внутренней простоте положенных в их основу принципов. Ученый не может позволить себе, подобно художнику, свести этот мир воедино в беглом очерке на одной-двух страничках. Охватить мир в целом, на одном дыхании, не расчленяя, может только искусство. Наука же склонна лишь схематизировать, анализировать и четко разделять. Поэтому я попытаюсь только объяснить некоторые, нуждающиеся в комментариях строки оды, не претендуя на стройное изложение основ физики и химии твердого тела или на вскрытие связей между различными их разделами. с Все знают: мир из Атомов построен...» Ограничим комментарий цитатой из «Лекций по физике> Р. Фейнмана: «Если бы в результате какой-то мировой катастрофы все накопленные знания оказались бы утерянными и к грядущим поколениям перешла бы только одиа фраза, то какое утверждение принесло бы наибольшую информацию? Я считаю, что это атомная гипотеза: все тела состоят из атомов — маленьких телец, которые находятся в беспрерывном движении, притягиваются на расстоянии, но отталкиваются, если одно из ннх плотнее прижать к другому». «...Лавуазье покончил с Флогистоном...» Напомним, что история величия и падения флогистона (теплорода) изложена в школьном курсе химии. «...Четверки собирая для Кадрили...» Поэтическое по форме сообщение о том, что углерод и кремний четырехвалентны (например, Н I Н — С-Н). I Н «...Металл — всех недр земных владыка...» Всех? Вряд ли... Ядро земли, действительно, обладает многими металлическими свойствами, но состоит ли оно из металлов, пока неизвестно. Скорее всего — нет. «...Словно Облако, бесплотно, вдоль Поля устремляется охотно...» Несмотря на плотную упаковку атомов в кристаллической решетке, электроны не испытывают сопротивления своему движению, пока решетка идеально правильная. Понять это можно, если принять во внимание квантовость электронов, которые обладают также и волновыми свойствами. Волна свободно проходит там, где тело испытывает препятствие своему движению. Так, например, звук свободно проникает сквозь стены... «...Ионной связью Кислород связал с такой судьбой смирившийся Металл...» На внешней орбите атома кислорода не хватает двух электронов, а у металлов всегда имеются лишние электроны. Поэтому кислород отбирает свободные электроны у металла, и в результате — «Свободных Электронов нет в помине» ни у того, ни у другого. Потому-то соединения типа А1203 н не проводят ток. «...Но Физик его Хаосом назвал...» Стекло представляет собой аморфное тело. т. е. соединения атомов расположены в нем беспорядочно, но вследствие громадной вязкости стекла в течение долгого времени практически остаются неподвижными. Увы, со временем стекло *^^^^^^^^>>>>^^^>>>>>>>>>^>>>>>>>>>>>>>>>.г^^^ 58
^уууХГУТУГ^^^^^^^ кристаллизуется, т. е. упорядочивается, но при этом оно теряет свои ценные свойства — расстек- ловывается. На этом примере становится ясно, что стремление к порядку не должно переходить разумных пределов. «Нас в царство Жизни вводят Полимеры...» ДНК нли белок присутствуют иа бале твердых тел лишь постольку, поскольку Эрзин Шредингер (читайте «Что такое жизнь с точки зрения физики?» ИЛ, Москва, 1947) причислил их к апериодическим кристаллам. «...Кость создать из Коллагена...» Лирическая неточность, внесенная переводчиком. А где известь? «3 NkT звучит, конечно, четко» н т. д. Классическая физика дает для энергии кристаллической решетки формулу Е = 3 NkT, которая четко звучит для того, кто знает, что N — число атомов, к — постоянная Больцмана, а Т — температура. Но реальная зависимость энергии решетки от температуры — совершенно иная. Дебай создал удовлетворительную квантовую теорию твердого тела на основе представления о фоно- нах — звуковых волнах в кристалле. «Свободный Электрон нам обещает раскрыть секреты свойств Проводника...» и т. д. Те электроны з металлах, которые плохо держатся на атомных орбитах, становятся общими, принадлежащими всему кристаллу («свободными» их назвали в насмешку). В решетке германия свободные электрбны появляются при добавлении мышьяка и обеспечивают высокую проводимость. «...Как «Допинг» Ферми-уровни меняет...» Значения, которые может приобрести энергия электронов в кристалле, называются уровнями Ферми. Эти значения зависят от различных факторов: от облучения, от инжекцин электронов и т. д. j «Там Атомы кочуют на свободе: их никакая сила не смогла затиснуть в три Магических Числа». Атомы в своих клетках (в решетке) располагаются не в абсолютном порядке, а слегка отклоняясь от точной повторяемости структуры. Поэтому предсказать координаты атома в пространстве (три магических числа х, у и г) можно лишь с небольшой, относительно межатомных расстояний, точностью. «Там Электроны с Дырками попарно...» и т. д. «Дырка» — офИ' циальное обозначение отсутствия электрона там, где он должен быть в кристалле. «Наличие отсутствия» электрона может реально сказаться на проводимости и других свойствах. «...И каждый Элемент решает смело» и т. д. Законы квантовой механики решительно определяют спектральный состав излучения каждого сорта атомов (т. е. каждого элемента). Элементу остается лишь «смело» с этим примириться. «...Непарный Электрой в иих виноват». Когда у атома имеется нечетное число электронов на орбите, магнитный момент этих электронов (спин) существенно влияет на магнитный момент всего атома и при определенных условиях может вызвать ферромагнетизм, т. е. коллективное упорядочение атомов по направлению магнитных моментов. Такое коллективное упорядочение по конъюнктурным соображениям (при этом получается выгода в энергии) обычно распределяется не на все тело, а лишь на небольшие его участки — домены. Магнитные моменты доменов направлены противоположно друг другу. Однако стоит только включить внешнее магнитное поле, как все домены «поворачиваются» в одном направлении, при этом границы (стены) между доменами сглаживаются. «Так создает Гармонию Вселенной ничтожных Сил суммарный результат». Этот финальный вывод был уже сделан Л. Н. Толстым в «Войне и мире», хотя великий писатель, как известно, естественных наук не любил: «Движение народов производит не власть, не умственная деятельность, но ...деятельность всех людей, принимающих участие в событии... Придя к бесконечно малому, математика оставит процесс дробления и приступит к новому процессу суммования бесконечно малых». Как трудно добиться новизны! Доктор физико-математических наук А. В. ВОРОНЕЛЬ VZZZZZZZ&UAAtZCCCCCC^^ 59
ЧТО МЫ ЕЛИМ ЧТО МЫ ЕЛЙМ ЧТО МЫ ЕЛЙМ НТО МЫ ЕЛИМ дворянин не мог рассчитывать на услуги общественного питания, даже на какой-нибудь пирожок. Дрожащими от. нетерпения руками выхватил граф из-за пояса нож и рассек пополам черствую булку, которой снабдила его предусмотрительная супруга. Столь же решительно поступил граф и с куском холодной говядины. Ломоть ее он, не задумываясь, положил между двумя ломтями хлеба. Первый в мире сэндвич был готов... Это было давно. С тех пор человечеством было съедено немало хлеба с мясом. Сэндвич далеко ушел от своего прототипа, известного нам под именем бутерброда. Вершина человеческого творчества в этой области -- это, если формулировать столь же точно, сколь и научно,— «многослойное изделие из хлеба и наполнителей», составные части .которого образуют единое вкусное целое. До каких шедевров тут можно добраться, видно хотя бы из такого изысканного рецепта сэндвича, носящего экзотическое название «цыпленок по-гавайски»: Фарш из вареного цыпленка без костей — 100 г V орехи пекан или миндальные измельченные — 25 г 60 И вечный слоеный сладкий пирожок... Н. В. Гоголь. «Мертвые души» Автор этой статьи, как и многие из ее читателей,— рядовой потребитель массовой продукции общественного питания, уничтожающий ее и сидя (по традиционной системе), и стоя (по системе самообслуживания), и лежа (по системе, не рекомендуемой врачами). И каждый раз, когда он пережевывает очередной пирожок с мясом (повидлом, капустой, рисом — ненужное вычеркнуть), ему невольно приходит в голову мысль: неужели уважаемая кулинария начисто лишилась воображения и души? И что же, в конце концов, мешает покончить с монополией серийного пирожка или обычно черствого и всегда дорогого бутерброда с «колбасой п/к» в буфетах, чайных, закусочных? Может быть, в двадцатом веке нам так и не суждено отведать иных деликатесов, кроме надоевшего обжаренного теста с начинкой? ГРАФ СЭНДВИЧ И ЦЫПЛЕНОК ПО-ГАВАЙСКИ После утомительной охоты граф Сэндвич страшно проголодался. В те средние века
выжатый ананас — 1/4 шт. измельченный сельдерей — 15 г майонез или заправка для салата — 40 г масло или маргарин — 40 г хлеб с корицей или изюмом — 450 г Чтобы получить из этого набора продуктов 12 сэндвичей, сначала нарезают хлеб на 24 ломтика. На каждый намазывают немного меньше чайной ложки масла. Потом смешивают все остальное, полученную смесь раскладывают на половину ломтиков хлеба и каждый покрывают еще одним, маслом вниз... Но отведав — и даже не без удовольствия— «цыпленка по-гавайски», читатель может возразить: да, вкусно, ну и что? Эка штука —бутерброд или, если уж так хочется автору, сэндвич. Разве это проблема? Предвидя такое возражение, автор считает необходимым сделать здесь небольшое отступление. Ибо проблема продуктов питания вообще и сэндвича в частности связана с кривой усталости, о которой следует знать и с которой, оказывается, полезно считаться. КРИВАЯ УСТАЛОСТИ Представим себе большой завод — ну, хотя бы машиностроительный,— во время обеда, то есть в то время, от которого в немалой степени зависит и здоровье рабочих, и успех производственной программы. Люди гурьбой спешат в столовую. Очередь в кассу, очередь к раздаче: Пока стоишь, аппетит разыгрывается. Наконец — сытный обед. Но после него вместе с чувством сытости человек ощущает тяжесть в желудке, его работоспособность снижается. Физиологическая готовность к труду под угрозой. Наращивание ее происходит понемногу — уже за станком, кульманом или рабочим столом. Недаром такое распространение получила злая шутка о «борцах», которые до обеда борются с голодом, а после обеда — со сном... Изучая организацию рабочего дня и питания на производстве, специалисты и составили «кривую усталости». Она говорит о том, что при обычных условиях максимум производительности труда наступает лишь через час-два после начала работы. Затем спад, и минимум приходится на 14—16 часов: дает о себе знать обед. К тому же на кривой не один провал, а по крайней мере два, если не три. 61 Все это значит, что один большой перерыв для солидной трапезы, требующей потом нескольких часов на восстановление трудоспособности, хорошо бы заменить несколькими короткими перерывами для легкой закуски. Но как за короткий, 15—20- минутный перерыв накормить всех голодных, накормить быстро, вкусно, горячо и от души? Тут-то и может прийти на помощь сэндвич. Замороженный, он будет ждать своего часа в запасной шахте торгующего автомата. Вы опускаете жетон, сэндвич в упаковке поступает в высокочастотный нагревательный шкаф, откуда через 10—15 секунд выходит горячим. Соседний автомат отпускает напиток — холодный или горячий, на выбор. Такая постановка питания при современной технике уже вполне реальна. Ее удобства, психологическое действие и физиологические последствия закономерно трансформируются в рост производительности труда: по данным западногерманских специалистов, экспериментировавших на судоверфях в Киле (несколько десятков тысяч рабочих), этот рост оценивается в 8—10%. Сэндвичи способны преобразовать и школьное питание. Разнообразные, свежие, вкусные, красивые, они вызовут здоровый аппетит у школьников и вместе с тем обеспечат выполнение строгих диетических и гигиенических требований к детскому питанию. А раздачу их можно опять-таки поручить автоматам, к которым ребята питают особую привязанность. СЕКРЕТ УСПЕХА Основа сэндвича — хлеб. Для сэндвичей идут в основном сорта с плотным мякишем: хлеб здесь служит, так сказать, каркасом конструкции. Мягкий хлеб нужен, если сэндвич впоследствии будет свернут рулетом (есть и такой способ). Хлеб ждет ножа, до последнего момента находясь в упаковке, иначе он быстро черствеет. Черствеют и готовые сэндвичи; чтобы эту неприятность свести к минимуму, их лучше всего замораживать. Кроме того, восстановить свежесть сэндвича- можно, подогрев его в обычном духовом или высокочастотном нагревательном шкафу. Ломтики хлеба намазывают маслом или маргарином, равномерно, по всей площади. Кроме питательной и вкусовой функ-
ции, жиры предохраняют хлебный мякиш от проникновения в него влаги Жировой слой усиливают, если сэндвич содержит желе, майонез или салат. Но секрет успеха сэндвича прежде всего в рецептуре его «начинки». Вот сэндвич под названием «подводная лодка с мясом». В его состав входят (рецепт на 6 порций): небольшие булочки (весом около 40 г) — 3 шт. масло или мягкий маргарин — 75 г майонез или заправка для салата — 50 г заправленный хрен — 0,5 ст. л. измельченный чеснок — 110 г тонко нарезанная сушеная говядина (можно взять и вареную, но ее нужно немного больше) — 110 г тонко нарезанная тушеная говядина — 150 г томаты среднего размера, нарезанные ломтиками — 2 шт. лук, нарезанный тонкими ломтиками — 3 луковицы Приготовляют такой сэндвич по этапам. Сначала каждую булочку разрезают пополам — вдоль. На оба куска намазывают полторы чайных ложки масла, потом смешивают майонез, хрен и чеснок и около двух чайных ложек смеси накладывают на нижнюю половинку будущего сэндвича. Затем укладывают поверх говядину, по два ломтика помидоров и по три ломтика лука. Все это покрывают другой половиной булки. Очень хороша в сэндвиче капуста, особенно квашеная. Ею часто заменяют салаты и овощные смеси. Изобретены особые способы ее обработки, чтобы получить ароматный и хрустящий наполнитель: ее слегка подсушивают, иногда предварительно прополоскав. Вот сэндвич с капустой по-мексикански (рецепт на 6 порций): капуста квашеная — 300 г сырой фарш из говядины — 600 г яйцо сырое — 1 шт. булочки, разрезанные пополам — 6 шт. измельченный консервированный красный стручковый перец — 70 г соль и черный перец — по вкусу Слив из капусты как можно больше жидкости, ее измельчают; четверть всей капусты хорошо перемешивают с мясным фаршем и яйцом, из полученной смеси скатывают 6 шариков, поджаривают их, дают остыть и раскладывают на нижние половинки булочек. Сверху кладут остальную капусту, перемешав ее с солью и перцем, и накрывают вторыми половинками булочек. Мы надеемся, что приведенные нами рецепты убедили читателей в том, что сэндвичи действительно могут украсить наше питание. Это очень важно, и дело вовсе не в гастрономических причудах. Разнообразие наполнителей позволяет разумно формировать рацион — варьировать количество и состав потребляемых белков, жиров, набор витаминов и прочие химические параметры нашего обеда. И если стандартные бутерброды с сыром или колбасой — далеко не лучшее средство улучшить пищеварение и сохранить фигуру, то широкий ассортимент сэндвичей способен удовлетворить самые строгие требования диетологов. СЭНДВИЧ НА КОНВЕЙЕРЕ Сложные сэндвичи, приготовленные по этим рецептам, выглядят очень заманчиво. Но если какая-нибудь из любезных читательниц попробует удивить ими хотя бы полдюжины гостей на скромной семейной вечеринке, ее ждет некоторое разочарование. Гости-то, вероятно, останутся довольны, но хозяйка к концу вечера ног под собой не будет чуять от усталости. Приготовить это кулинарное чудо вручную не так уж легко. А как же быть с радужными перспективами тысяч рабочих и школьников, питающихся сэндвичами? Массовое изготовление сэндвичей, конечно же, не под силу кустарным пищеблокам. Оно требует механизации. Механизация начинается с резки хлеба. Здесь в ход идут самые совершенные хлеборезки, специальный мерительный инструмент, определяющий «калибр» ломтиков. Смешивание соусов, намазывание масла, цозировка «начинки» — все это при больших масштабах производства (а сэндвичи удобны и дешевы только тогда, когда их делают тысячами) возможно только на конвейере, с использованием разнообразных механизмов. Есть страны, где приготовление сэндвичей превратилось в мощную отрасль пище- 62 >
вой промышленности. До тонкостей разработаны приемы производства, упаковки, продажи, хранения, рекламы сэндвичей. Созываются международные симпозиумы по сэндвичам (один такой симпозиум — «Сэндвич-68» — состоялся в прошлом году). Сэндвичам посвящаются обширные разделы в специальных журналах. Многосторонни и гибки связи этой отрасли с хлебопечением, с производством полуфабрикатов для наполнителей, с большими холодильниками для быстрого замораживания, с химической промышленностью, даюшей упаковочные пленки... Созданы специальные технологические линии большой производительности, которые начинают с разрезания хлеба и кончают упаковкой готового сэндвича в полиамидную или полихлорвиниловую пленку и его замораживанием. Весьма распространено приготовление сэндвичей на глазах у покупателей, непосредственно перед продажей: такой сервис стоит дороже, зато гарантирует качество... В нашем общественном питании «эра сэндвича» еще не наступила. Чтобы ее приблизить, предстоит еще решить немало технических и организационных задач: наладить производство специальных сортов хлеба и полуфабрикатов (мяса, рыбы, приправ,соусов); освоить высокочастотный и инфракрасный нагрев для продажи сэндвичей в горячем виде; оснастить предприятия общественного питания современным упаковочным оборудованием, весами, хлеборезками, холодильными камерами и прилавками; внедрить торговые автоматы для продажи холодных и горячих сэндвичей... Сделать нужно многое. Но, право же, сэндвичи этого стоят! К. ГОШЕВ Корреспондент «Химии и жизни» побывал в Научно-исследовательском институте торговли и общественного литания. Вот что рассказал ему руководитель сектора экономических исследований оборудования, кандидат экономических наук Г. А. ПЕТРОВ. Производство сэндвичей — дело, еще почти не освоенное нашими предприятиями общественного питания, и чтобы наладить его, понадобится немало усилий и времени. Прежде всего нужно сказать, что существует два типа сэндвичей: сложные, о которых рассказано в статье К. Гошева (они особенно популярны в США), н простые — это два намазанных маслом ломтика хлеба, между которыми заключен какой-нибудь нехитрый наполнитель: сыр нли колбаса (такие сэндвичи наиболее распространены в Англии). И начинать массовое производство сэндвичей нужно, наверное, именно с простых. Первые шаги в этом направлении уже делаются. Наш сектор недавно разработал технико-технологические требования к поточной линии для приготовления сэндвичей, конструировать которую будут проектные организации Министерства машиностроения для легкой, пищевой промышленности н бытовых приборов СССР. Эта линия предназначена для крупных предприятий общественного питания, обслуживающих одновременно большие массы людей: посетителей стадионов, вокзалов, аэропортов, участников массовых гуляний, демонстраций и т. д. Производительность линии — 3,5—4 тысячи сэндвичей в час. На конвейер линии поступят с хлебозавода уже нарезанные ломтики хлеба определенной одинаковой формы. Это снимет проблему резки — насколько это малопродуктивное занятие, особенно при массовом производстве, может себе представить каждая хозяйка. На ломтики, намазанные маслом в специальной машине, раскладывается наполнитель. Колбаса или сыр тоже должны быть формовыми — по форме ломтиков хлеба: в таком виде их легче дозировать и укладывать. Потом на том же конвейере поверх наполнителя накладывается второй ломтик хлеба и сэндвич разрезается по диагонали на два аппетитных куска. Готовые сэндвичи герметически запечатываются в пленку (тут свое слово должны сказать химики) и поступают в скороморозильный аппарат, где замораживаются при минус 38—40° С. После этого их можно долго хранить, а потом достаточно-на 6—7 часов оставить при комнатной температуре, и к потребителю они попадут свеженькими, как будто только что с конвейера. По нашим приблизительным подсчетам, всего нужно будет изготовить 70 таких линий: применять их целесообразно только в городах с населением не менее полумиллиона жителей. Но в этих крупных центрах такие линии дадут ощутимую выгоду: если к 1975 г. будет установлено, скажем, 45 таких линий общей производительностью 153 млн. сэндвичей (по нашим предположениям, это вполне реально), то экономический эффект составит более 200 тыс. рублей в год. Таким образом, работа началась. И мы надеемся, что через несколько лет мы с вами сможем вкусить ее первые плоды. - А 63
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ■ ЛУЧШЕ ВСЕГО — ПРОВЕТРИВАТЬ! Как можно повысить концентрацию кислорода в квартире! Ведь есть химические вещества, поглощающие углекислый газ и выделяющие кислород, которые применяются в космических кораблях и иа подводных лодках.» Можно ли использовать для этой цели перекись натрия! Какова должна быть оптимальная концентрация кислорода в помещении и как ее определить! Н. Ф. ЛЯШКЕВИЧ, Новочеркасск Ответ дан в заголовке, а теперь объясним, почему это так. Воздух, который человек выдыхает, содержит 4% углекислого газа и 16% кислорода (во вдыхаемом воздухе не должно быть больше 0,1 % углекислоты). Но, кроме С02, в квартирах накапливаются так называемые бытовые примеси: аммонийные соединения, летучие органические кислоты и другие вредные вещества. , Существует такое понятие — воздушный куб. Это объем жилого пространства, который необходим одному человеку. Так называемая гигиеническая норма воздушного куба в нашей стране — 25—30 м3 (цифра — минимальная, так как основана она на существующей у, нас пока временной норме жилой площади на одного человека: 9 м3 при высоте комнаты — 3 м). На основании этого (а также учитывая, что воздух крупных городов содержит 0,04% СОг) врачи-гигиенисты подсчитали: чтобы Вы хотите знать, чистый ли воздух в вашей квартире? Пожалуйста Несложный химический анализ поможет установить, много ли углекислого газа накопилось в комнате. Для этого нужна пробирка, шприц, раствор фенолфталеина (пурген) и несколько атмосфера, в которой находится человек, была пригодна для дыхания, через комнату должно каждый час проходить около 40 м3 чистого воздуха (в расчете на одного человека) — примерно полу- торакратный обмен. Установлено, что в течение часа воздух комнаты (окна закрыты) обменивается с наружной атмосферой однократно (правда, в холодное время года из-за большой разницы температур смена происходит быстрее). Ясно, что при закрытых окнах кислорода в комнату поступает недостаточно. Поэтому гигиенисты рекомендуют проветривать квартиру четыре раза в день (даже в самое холодное время года): утром — во время уборки, днем — до и после обеда, вечером — перед сном. И это самый лучший способ поддерживать в комнате свежий воздух. Применять для очистки воздуха перекись натрия или другие химические вещества — нецелесообразно, так как окислительные процессы (в результате которых получается кислород) сопровождаются выделением значительных количеств тепла. Установками, с помощью которых регенерируют воздух на подводных лодках и в космических кораблях, неудобно пользоваться в квартире — они дороги, сложны и уход за ними требует определенных навыков. За чистотой воздуха можно следить самому (но не по количеству кислорода — такой анализ под силу опытному лаборанту). Сделать это позволяет несложный эксперимент, основанный на сравнении капель нашатырного спирта. На вклейке художник В. Башлыков показал, как проба загрязненного воздуха, введенная в пробирку, обесцвечивает раствор фенол- фталеина (углекислый газ, соединяясь с водой образует угольную кислоту, которая соединяется za- 64 концентрации углекислого газа в комнате и в наружной атмосфере. В широкую пробирку (на 30 мл) наливают 10 мл воды и одну каплю нашатырного спирта {продается в аптеке). Несколькими каплями спиртового раствора фенолфталеина (в аптеке продают пурген — это смесь фенолфталеина с сахаром) окрашивают воду в пробирке в розовый цвет (фенолфталеин в щелочной среде розовеет). Пробирку закрывают пробкой, в которую вставлена игла от шприца. В шприц набирают 10 мл воздуха (для начала — в комнате). Через иглу пробу воздуха вводят ^в пробирку, все время взбалтывая ее, чтобы углекислый газ растворился в воде. Операцию повторяют до тех пор, пока раствор не станет бесцветным. Так же поступают и с пробами наружного воздуха (разумеется, смесь воды, нашатыря и фенолфталеина готовитсяч^аново). Углекислый газ растворяется в воде, образуется угольная кислота, которая нейтрализует аммиак, поэтому раствор обесцвечивается (фенолфталеин в нейтральной и кислой среде — бесцветен). Остается провести несложный расчет. Скажем, чтобы обесцветить раствор в пробирке воздухом с улицы, пришлось взять 50 проб, а в комнате — 10 (помним, что в наружной атмосфере 0,04% СОг). Тогда концентрация углекислоты 50 в помещении — 0,04 X ~Т7Г = 0,2%. Пора проветривать! Л. Е. СТРУГАЦКАЯ тем с гидратом окиси аммония — получается бесцветное соединение) — это в левой части рисунка. А в правой — раствор фенолфталеина не изменил своей окраски, так как проба воздуха, введенная туда, содержит очень мало С02.
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ Е ПИШУТ ВСЯКОЕ... Приметы века: издательства выпускают для массового читателя книги по самым различным отраслям знаний, огромны тиражи научно-популярных журналов. Читают их в наши дни почти все. И пишут все... По крайней мере, такое впечатление складывается, когда почти на каждой странице книги или журнала сталкиваешься с неточностями (мягко говоря!). Было бы полезно завести в журнале постоянную рубрику, где печатались бы курьезы, встречающиеся в научно-популярной литературе. Бурный поток таких курьезов не даст разделу пустовать. Итак... «К числу углеводов относится, например, клетчатка растений (целлюлоза CeHjoOs)...» (П. Н. Кропоткин, журнал «Знание — сила», № 2, 1968 г.). «А мы знаем, что один из вулканических газов —углекислый газ,— попадая на поверхность Земли, распадается на углерод и кислород. Углерод усваивается зелеными растениями...» (Е. К. Маржи ни н, «Человек и стихия», Гидро- метеоиэдат, 1969, стр. 100). «Древние прототипы наших растений научились строить белки своего тела прямо из молекул воды и углекислого газа, при помощи квантов солнечных лучей» (Н. Лысогоров, «Когда отступает фантастика», изд. «Молодая гвардия», 1968, стр. 6). Не везет фотосинтезу! Уже во все учебники вошел тот добытый наукой драгоценный факт, что кислород при фотосинтезе рождается из воды, а не из уг- СУХОЕ МОРОЖЕНОЕ Можно смело сказать, что мороженое любят все, или почти все. Зимой, однако, любителям «божественного льда» приходилось умерять свои аппетиты — в это время молока меньше, а потому меньше и мороженого. Но сейчас ситуация изменилась: во Всесоюзном научно-исследовательском институте молочной промышленности разработана технология из- лекислого газа. Но для научно- популярных изданий это все еще тайна. И если ошибку в формуле целлюлозы — правильно: (C6Hl0O5)x— еще можно отнести на счет наборщиков и корректоров, то фотосинтез белка из воды и С02 уже целиком на совести популяризатора. Не везет и всем известной ДНК: «ДНК—всего три буквы — телеграфно краткое обозначение одного из химических веществ» (Н. Лысогоров, стр. 117). Если бы только одного! А Г. И. Воронин и А. И. Поливода трактуют ДНК иначе: они сообщают читателям сведения о «строении клетки ДНК, РНК и др...» («Жизнеобеспечение экипажей ' космических кораблей», изд. «Машиностроение», 1967, стр. 83). впрочем, эта книга — «е популярное издание, а научная монография. Вернемся к популярной литературе. Журнал «Знание — сила» A969, № 2) в статье 8. Сойфера сообщает: «Нить ДНК построена из химических групп..., называемых основаниями. План действий ясен: бери основание нужного сорта и присоединяй к предыдущему...». Видите, как просто: присоединяй основание к основанию! Впрочем, встречаются объяснения и похлеще. Е. К. Мархинин в упоминавшейся уже книге пишет о возникновении жизни на Земле так: с«...на прогретых горячими газами и водами склонах вулканов возникли углеродистые соединения, способные к обмену веществ и размножению (это соединения-то — к размножению!— В. В.),— первые живые су- готовления сухих смесей, из которых в любое время можно готовить мягкое мороженое. Смеси хорошо растворяются в холодной воде и не требуют сложной обработки перед замораживанием; из них можно делать молочное и сливочное мороженое, пломбир с наполнителем и без него, — в общем, что душе угодно. На вклейке художник Е. Гольдин изобразил схематически, как готовят эти смеси: все ингредиенты ществе». Куд^ смотрел редактор? Отвечу. Точнее редакция ответила сама (очевидно, заранее предвидя вопрос): «Редакция не считает, что это единственно возможный взгляд на проблему, но этот взгляд безусловно представляет интерес». Действительно, представляет. Разрешив главные земные проблемы, перейдем к космическим. «Не космос ли повинен в образовании океанов? Космические лучи вторгались в атмосферу. В самых верхних ее слоях встречался азот. Частицы высоких энергий превращали азотные ядра в кислородные. Атомам кислорода оставалось только соединиться с водородом...» (Б. Ляпунов, «Неоткрытая планета», изд. «Детская литература», 1968, стр. 68). Попробуем разобраться в этой гипотезе. Известно, что ядерная реакция превращения азота в кислород выглядит так: >*N + *Не - '|0 + }Н. Известно также, что содержание воды |7Н20 в океане составляет всего 0,04%. Откуда же в таком случае взялись остальные 99,96%? Кстати, по мнению некоторых популяризаторов, космические лучи причастны не только к образованию океанов: «Протоны космического излучения, соединяясь с электронами атмосферы, могут давать водород, гелий (!), кислород (!), натрий (!) и др. элементы (!)». (К. И. Лукашев, сб. «Будущее науки», вып. 2, изд. «Знание», 1968, стр. 244). Кандидат химических наук В. Л. ВАСИЛЕВСКИЙ смешивают по рецепту, пастеризуют при 90—95° С и сгущают * вакуум-аппарате, В смесь вводят двузамещенный фосфорнокислый или лимоннокислый натрий (чтобы при хранении и транспортировке жир не сбивался), стабилизатор (агароид или желирующий крахмал), сахар и сушат. Несколько заводов уже выпускают такой полуфабрикат. 65
ДЫРЯВЫЕ КАСТРЮЛИ- НА СЛУЖБУ НАУКЕ Т. АЙЗА Рисунки Р. МУСИХИНОЙ Когда мы слышим о вычислительной машине, то невольно представляем себе громадное и сложнейшее электронное устройство, принцип действия которого понятен только немногим посвященным. А между тем с принципом действия целого класса вычислительных машин (так называемых аналоговых вычислительных машин) мы, сами не подозревая того, знакомы еще со школьной скамьи. Действительно, узнав о новом для нас явлении или понятии, мы сравниваем его с хорошо нам известным и привычным аналогичным явлением или понятием. Например, свойства электрического тока перестают быть загадкой, если представить себе его напряжение как высоту уровня воды, а силу — как количество воды, протекающей за одну секунду через отверстие. Например, если замкнуть проводником обкладки заряженного конденсатора, то он будет разряжаться совершенно так же, как вода вытекает из кастрюли, если в ее дне есть дыра: по мере опорожнения кастрюли (разряжения конденсатора) скорость опорожнения (разряжения) уменьшается, и, таким образом, сосуд опорожняется (конденсатор разряжается) тем медленнее, чем больше воды (количества электричества) из него уже вытекло... А вот в химии аналогичные процессы изучаются наукой о механизмах и скоростях реакций — химической кинетикой. Скорость очень многих химических реакций (обозначим эту скорость буквой w), то есть скорость превращения исходного вещества в конечный продукт, прямо пропорциональна концентрации (обозначим ее буквой аО еще не прореагировавшего вещества: w = k,a,. Здесь ki — коэффициент пропорциональности, он называется константой скорости реакции и отражает реакционную спосоо- ность вещества. Точно так же скорость истечения воды из дырявой кастрюли прямо пропорциональна высоте уровня воды (в этом случае коэффициент пропорциональности к зависит от формы и размера дыры), а скорость разряжения конденсатора — еще остающемуся заряду. Итак, эти три совершенно различных явления описываются уравнением одного и того же вида. Поэтому если мы изучаем, скажем, разложение пятиокиси азота 2N2Oe - 02 -f 2N204, то при исследовании кинетики этой реакции, вообще говоря, совершенно безразлично, что мы будем замерять: изменение ли со временем давления в реакционной колбе, высоты ли столба воды или электрического напряжения. Всеми способами мы получим один и тот же график, отражающий динамику процесса (рис. 1). Этот график и есть решение приведенного выше уравнения относительно переменной ai (в нашем случае концентрации пятиокиси азота). Но что это за уравнение? Скорость реакции w в любой момент времени t определяется как отношение бесконечно малого изменения концентрации da, вещества к соответствующему бесконечно малому промежутку времени dt: (Знак минус указывает на то, что концентрация исходного вещества со временем падает.) Это дифференциальное уравнение, и, чтобы узнать закон, по которому убывает со временем концентрация вещества аь это уравнение надо решить, для чего его придется проинтегрировать. В конце концов получится очень простая зависимость: а\ ■= ui с • 66
Ц-О»-* «.ft»' ft-rt ЬгЬУ* ':::«>. Кинетика разложения пятиокиси азота, динамика разряжения конденсатора и скорость опорожнения дырявой кастрюли аналогичны и описываются уравнением одного и того же вида; поэтому каждый из этих процессов можно использовать для моделирования другого. Например, непрерывно измеряя понижение уровня воды в дырявой кастрюле или падение напряжения при разряжении конденсатора (что позволяет определить уменьшение заряда), мы получим точную картину изменения со временем (t) концентрации пятиокиси азота (а\) при ее разложении— от начальной концентрации ( д^) до нуля (KCtO^h '(кем*) о<сео4*ксО Непрерывно регистрируя изменение уровня воды в кастрюлях, расположенных, как указано на рисунке, можно получить графики, точно показывающие изменение со временем концентраций КСЮ3 (ах), КС1 (а2) и КСЮ4 (а3), происходящее при нагревании KClOz С помощью такой системы кастрюль можно решить не очень простые дифференциальные уравнения, описывающие изменение со временем концентраций веществ в двухстадийной последовательной реакции: концентрация исходного исщества ах непрерывно понижается; концентрация промежуточного продукта реакции а2 проходит через максимум; концентрация конечного продукта реакции as непрерывно повышается, причем соответствующая кривая напоминает латинскую букву «S» 67
Но именно этой зависимости и подчиняются все три упомянутых выше процесса. Следовательно, «вычислительная машина», состоящая из двух кастрюль (одна из которых дырявая), выполнила ни больше ни меньше, как... интегрирование! А вот чуть-чуть более сложный случай— разложение бертолетовой соли при умеренном нагревании: 2KCI + ЗОа 6КСЮ, ^ЗКСЮ4 + КС]. Этот процесс (подобные реакции называются параллельными) схематически можно изобразить Т2к: А2 / А, \ к Л, А.. На основании этой схемы соберем «вычислительную машину», состоящую из трех кастрюль (каждая из них соответствует веществам Аь А2 и Аз), в кастрюле Ai сделаем две дырки (по числу стрелок на схеме), причем размеры этих дырок согласуем с константами скорости к2 и кз, и поплавки с пишущими перьями, погруженные в каждую из кастрюль нарисуют нам на движущейся ленте графики изменения со временем концентраций каждого из веществ (рис.2). Теперь ничего не стоит собрать «вычислительную машину» (рис. 3) и для так называемых последовательных реакций: к, к, А,-А,-* А,. Так идет распад многих сложных органических веществ, крекинг углеводородов; так же протекает и радиоактивный распад элементов. Заметим, что в этом случае наша «машина» выполняет уже довольно сложную работу — она решает вот такую систему дифференциальных уравнений: Студенты, сдавая курс физической химии, предпочли бы, по-видимому, принести с собой на экзамен три кастрюли (две из них, заметим, дырявые)... А вот как можно моделировать кинетику еще более сложных реакций, например таких, в которых на одной из стадий продукт реакции оказывает влияние на превращение исходного или промежуточного вещества (то есть когда между скоростью превращения исходного вещества и накоплением продукта реакции существует положительная или отрицательная обратная связь). Например, при окислительных процессах часто наблюдаются так называемые аутокаталитические реакции, то есть реакции, в которых вновь образующийся продукт вызывает ускорение процесса: Чтобы смоделировать такой процесс, нам нужно нижнюю кастрюлю снабдить механизмом, который бы по мере повышения уровня воды в этой кастрюле расширял отверстие в верхней кастрюле, вызывая пропорциональное ускорение слива (рис.4). Эту систему можно комбинировать с любой из разобранных выше, а для такой комбинированной задачи чисто математический путь решения еще^олее сложен. Пример процесса с отрицательной обратной связью — адсорбция. В этом случае сорбированное вещество постепенно заполняет активные участки сорбента и препятствует адсорбции новых порций исходного вещества, и скорость процесса уменьшается (рис. 5): Теперь легко решить и такую часто встречающуюся, но очень сложную задачу: вещество Аь находящееся в растворе, адсорбируется, затем в адсорбированном состоянии реагирует в двух направлениях: превращается в вещество А2, которое затем десорбируется и переходит в раствор, а частично в вешество В2, и т. д. Составляем схему процесса: t(p-p> "*" А1(адс) \ \ А -* А _^. л2|адо л2(р-р» -•■••• 68
С помощью рукомойника А. стерженек которого нижним концом О(сестко скреплен с поплавком, и кастрюли В можно «рассчитать» кинетику аутокаталитической реакции С помощью такой системы кастрюль и стерженька, имеющего на одном конце поплавок, а на другом — затычку, можно «рассчитать» кинетику адсорбции. Уровень воды в кастрюле А — это концентрация вещества в растворе; уровень воды в кастрюле В — это количество адсорбированного вещества ,A,fff А(р-р) Такая система дырявых кастрюль заменяет решение (и даже составление) довольно сложной системы дифференциальных уравнений, описывающих гетерогенную реакцию, схема которой приведена в тексте статьи. Регистрируя изменение уровня воды в каждой из кастрюль, можно получить графики, отражающие изменение концентрации каждого из компонентов системы 69
Гидравлическая модель тепловых процессов, происходящих в вагоне-холодильнике при перевозке клубники: а — температура атмосферы; б — температура внутри вагона-холодильника; в — температура клубники; а—*б — теплоотдача от атмосферы к вагону; в -*■ б теплоотдача от клубники к вагону; г — выделение тепла двигателем вентилятора; д — выделение тепла при сгорании сахара, содержащегося в клубнике, скорость которого зависит от температуры клубники; е — переменная скорость таяния льда, зависящая от количества оставшегося льда; ж — количество оставшегося (еще не растаявшего) льда Затем соберем систему дырявых кастрюль (рис. 6) и, включив «машину», за несколько минут вычислим изменение концентрации любого вещества для любого промежутка времени; определим состав реакционной смеси или, если стоит такая задача, подберем оптимальную комбинацию, при которой достигается максимальный выход интересующего нас продукта. Такие «вычислительные машины» могут быть успешно использованы для решения задач не только в области химии, но и в области биологии, теплотехники и многих других. Чтобы продемонстрировать силу этого метода, приведем в заключение один любопытный пример из области, совсем далекой от химической кинетики. Требовалось рассчитать количество льда, которое нужно погрузить в вагон-холодильник в начале пути, чтобы к концу поездки в леднике оставалось еще, скажем, 500 кг льда на случай непредвиденного простоя. Приведем список величин, с которыми приходится иметь дело при решении этой задачи, и имеющиеся между ними соотношения: лед принимает тепло, содержащееся в воздухе вагона, а воздух, в свою очередь, согревается под действием трех факторов — окружающей атмосферы, вентилятора и перевозимого товара, скажем клубники; клубника же выделяет тепло в результате медленного окисления имеющегося в ней сахара. Кроме того, надо учитывать обратные связи: уменьшение скорости охлаждения внутренности вагона по мере таяния льда и изменение скорости выделения тепла клубникой с изменением температуры в вагоне; температуру атмосферы, вагона, товара... Одним словом, можно не продолжать: рассчитать поведение такой системы невероятно трудно, и получается так, что лучше обратиться к интуиции и практическому опыту какой-либо бабушки, хранящей продукты (хотя бы ту же самую клубнику) в погребе со льдом! А на аналоговой вычислительной машине (рис. 7), сделанной из дырявых кастрюль, нужное количество льда удалось узнать примерно за 20 минут... Аналоговые вычислительные машины становятся все более и более необходимыми современному инженеру и ученому: например, они совершенно незаменимы при исследовании динамических процессов. Конечно, дырявые кастрюли — далеко не последнее слово в области вычислительной техники: сейчас существуют специальные электронные аналоговые устройства (ведь мы уже говорили, что электрические системы ведут себя аналогичным образом), которые работают несравненно быстрее и точнее кастрюль. Эти устройства позволяют, например, рассчитывать сложнейшие технологические линии. Но электронные устройства нужно иметь, и нужны специалисты по вычислительной технике, чтобы их обслуживать. А дырявые кастрюли всегда под рукой, и работать с ними может легко научиться каждый. ЧТО ЧИТАТЬ О МОДЕЛИРОВАНИИ ПРОЦЕССОВ И. БРУЦЕВИЧ, Б. ДОСТУПОВ. Счетно- решающие устройства. М., 1954. А. ЭМПАХЕР. Сила аналогий. Изд-во «Мир», М., 1965. 70
СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ СТРАНИЦЫ ИСТОРИИ СТРАНИЦЫ ГЕРМАН БУРГАВЕ Доктор химических наук С. А. ПОГОДИН, доктор исторических наук Н. М. РАСКИН Рисунки В. ГАЛИЧА «Химия есть искусство, учащее, как производить при помощи соответствующих орудий некоторые физические операции, которыми изменяются тела, или доступные чувствам, или долженствующие быть обнаруженными, или собранными в сосуды, дабы познать отдельные полученные продукты и причины действий, равно как и применение этих продуктов в различных искусствах». Г. Бургаве, «Основания химии» Герман Бургаве родился 31 декабря 1668 года в деревне Форхаут (Голландия, предместье Лейдена), где его отец, родом фламандец, был пастором. Отец Бургаве умер в 1683 году, оставив семью без всяких средств. Герману пришлось зарабатывать на жизнь уроками и одновременно учиться, готовясь, как завещал отец, к духовному званию. В 1684 году он начал слушать в Лейденском университете лекции по философии, риторике, латинскому, греческому, древнееврейскому и халдейскому языкам, г также по естественной истории, математике и физике. В 1690 году Бургаве, получив степень доктора философии, приступил к изучению богословских предметов, медицины и химии. Однако духовная карьера Бургаве не состоялась. Очевидно, занятия математикой и естествознанием развили в нем способность критически мыслить, несовместимую с богословским догматизмом. Например, он намеревался устроить публичную дискуссию на тему: «Почему христианство имело такой успех, когда его проповедовали невежды, и почему теперь проповеди ученых пользуются столь малым успехом». Ему это было запрещено... Бургаве решил стать врачом. Занявшись врачебной практикой, он быстро приобрел известность. В 1693 году он получил степень доктора медицины. В 1701 году Лейденский университет поручил ему чтение лекций по медицине, а в 1709 ему присваивается звание профессора медицины и ботаники. В 1725 году Парижская академия наук избрала Бургаве своим членом-корреспондентом, а в 1728-м — действительным членом. В 1730 году он становится членом Лондонского королевского общества. Как врач Бургаве пользовался мировой славой, его медицинские сочинения покупались нарасхват. Химию Бургаве начал изучать у Давида Стама, лейденского химика, опубликовавшего со своими дополнениями руководство Д. Виганн «Суть химии». Занимался он этой наукой усердно и настолько успешно, 1 71
что уже в 1703 году смог обучать химии частным образом. С 1718 года он читает курс химии в Лейденском университете. Лекции его сопр'овождал'ись опытами. Ученик Бургаве, Мати, записал: «Хотя я никогда не бывал на его курсах химии, но свидетельство тех, кто на них присутствовал, позволяет мне утверждать, что ничто не могло быть выше, чем быстрота и точность опытов, как физических, так и химических, которые он производил». О трудности этих опытов можно судить по подробному описанию их, которое он дал в своих «Основаниях химии». Но известность иногда приводит к плохим последствиям... В 1724 году, без ведома Бургаве, но под его именем, были выпущены два тома «Наставлений и опытов по химии». Составили их слушатели Бургаве и допустили там множество грубейших ошибок. Ученый был страшно возмущен! Но неприятное событие имело и хорошую сторону: оно побудило Бургаве внять, наконец, советам друзей и учеников и написать подробное руководство по химии. Так появился классический труд Бургаве «Основания химии, которое ежегодно излагал в общественных и частных школах Герман Бургаве», изданный в 1732 году в Лейдене. На оборотной стороне титульного листа было специально напечатано: «Дабы читатель был уверен в том, что эта книга действительно издана мною, я счел нужным собственноручно подписать свое имя, но не признаю своим то, где такая подпись отсутствует». Далее стоял автограф Бургаве— на каждом экземпляре «Оснований химии». Несмотря на это предостережение автора, руководство Бургаве много раз перепе- чатывалось, а также переводилось на другие языки — английский, французский, немецкий. Имеются сведения, что в России, в 1774—1781 годах, наряду с руководствами по химии П. Ж. Макера и П. И. Эркслебе- на, была переведена и «Бургавова химия». Об этом есть сообщение в «Энциклопедическом словаре» Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона (Санкт-Петербург, 1899, т. 28, стр. 753), о том же в «Очерке истории химии в России» писал известный ученый П. И. Вальден. Однако ни в сводке химической литературы, опубликованной в XVIII веке Петербургской академией наук, ни в библиографии русских книг XVIII века никаких указаний на существование русского печатного перевода руководства Бургаве мы не нашли. Предоставляем решить эту загадку специалистам-библиографам... В течение многих десятилетий руководство Бургаве было очень популярно как учебное пособие. В истории химии книг, подобных этому руководству, немного. Это — «Химик- скептик» Р. Бойля A661), «Курс химии» Н. Лемери A675), «Основы догматической и экспериментальной химии» Г. Э. Шталя A723), «Введение в истинную физическую химию» М. В. Ломоносова A752), «Начальный учебник химии» А. Л. Лавуазье A789), «Учебник химии» И. Я. Берцелиуса A808 и ел.), «Руководство по органической химии» LLL Ф. Жерара A853—1856), «Введение к полному изучению органической химии» А. М. Бутлерова A864—1866), «Основы химии» Д. И. Менделеева A869 — 187П. «Основания химии» Бургаве, как и все прочие его труды, написаны по-латыни. В его время это был в основном язык ученых сочинений. Известный голландский ученый П. Мушенбрук в предисловии к своему учебнику физики объяснял это следующим образом: «Возможно, я ошибаюсь, но необходимость изучать столь большое число иностранных языков причиняет нам множество трудностей и заставляет терять драгоценное время, которое можно было бы употребить с гораздо большей пользой, если бы писали только по-латыни, как во времена наших отцов». По-видимому, такими же соображениями руководствовался и Бургаве, тем более что латынь «была ему столь же привычна, как родной язык». «Основания химии» состоят из двух томов. Первый содержит «историю и теорию искусства» (Бургаве называл химию искусством). Второй посвящен описанию «химических операций». В начале первого тома дается краткий очерк истории химии: это перечисление имен авторов химических трактатов, начиная от Зосимы из Панопо- лиса и кончая Бойлем, Бехером, Шталем и Гофманом. После имен называются главнейшие сочинения авторов, а если речь идет о рукописях, указывается место, где они хранятся. Потом дается определение химии, характеризуются изучаемые ею объекты — металлы, соли, сера, камни, полуметаллы, растительные и животные вещества. Автор говорит о пользе химии в физике, медицине и технике, а потом переходит к главным разделам тома: «Об огне», «О воздухе», 72
«О воде», «О земле», «О растворителях», «О химических приборах и сосудах». Конечно, он излагает представления своею времени, а также собственные воззрения и опыты. Во втором томе рассказано, как приготовить препараты из растений, животных, ископаемых. Затем идут разъяснения процессов химического растворения, коагуляции, осаждения, вскипания, кислотно-щелочного взаимодействия, изменения и уничтожения запахов, вкусов и цвета. Особое значение для современников, да и для многих следующих поколений ученых, имели чрезвычайно подробные и точные описания способов приготовления препаратов, преимущественно для врачебных целей, которые приводил автор. Ведь в то время аптекари, а зачастую и сами врачи, изготовляли не только сложные лекарственные смеси, но и простейшие химические товары — такие, как нашатырный спирт, соляную и азотную кислоты, ляпис... Бургаве описывает приготовление препаратов так, что их может воспроизвести и совершенно неопытный, начинающий лаборант. Он указывает весовые количества исходных веществ, емкость сосудов, продолжительность нагревания, а где это возможно,— нужную температуру. М. В. Ломоносов, проходя курс наук в Мар- бургском университете, приобрел ряд книг по химии; в числе их были и «Основания химии» Бургаве. В отчете о занятиях, посланном в Петербургскую академию наук 4 октября 1738 года, Михаил Васильевич Ломоносов писал: «Химию повторяю по сочинениям Бургаве, Шталя и Штабеля...». В течение всей своей дальнейшей деятельности Ломоносов часто пользовался книгой Бургаве, что видно хотя бы из многочисленных ссылок на нее, встречающихся в печатных и рукописных трудах русского ученого. ^Я№^ШЯ%™%} Герман Бургаве немного не дожил до семидесяти лет. Он скончался в Лейдене, 23 сентября 1738 года. Его огромное состояние — результат обширной врачебной практики, преподавания, литературной работы — досталось его единственной дочери. Один из его родственников — Г. Каау- Бургаве — был приглашен на работу в Россию придворном врачом. По-видимому, он привез с собой большую часть рукописного архива Бургаве. Один из учеников Бургаве, врач М. Мати, писал в 1747 году в книге, посвященной жизни и научному творчеству своего учителя: «...Я не могу не сообщить здесь, что по крайней мере часть рукописей Бургаве только что увезена в Россию его племянником г. Г. Каау. Очевидно, этой великой империи суждено обогатиться нашими сокровищами». Сейчас личный архив Германа Бургаве хранится в Ленинграде, в Фундаментальной библиотеке Военно-медицинской академии имени С. М. Кирова. Полное описание архива было сделано известным советским ученым, профессором Б. Н. Меншуткиным. Это один из самых обширных научных архивов конца XVII — первой половины XVIII века. Там много рукописей медицинского содержания, письма немецкого физика Д. Фаренгейта (изобретателя термометрической шкалы, носящей его имя) к Бургаве, рукописные материалы для труда «Основания химии». Окончательный рукописный вариант второго тома этой книги заканчивается словами, которые нам хочется привести (в переводе с латинского): «Я кончил. Благодарю вас за то, что вы внимательно, терпеливо, спокойно слушали меня и смотрели мои демонстрации. О, если бы они могли послужить благу, сохранению и движению вперед человеческого рода!..» Вся жизнь и деятельность Бургаве служили именно этой великой цели. 73
Гравюры — из книги «История наук» французского натуралиста М. Фонтенеля. XVIII век LA CHIMII ЗНАМЕНИТОМУ БУРГАВЕ, ДОКТОРУ В ЕВРОПЕ «Бургаве, Бургаве...» — «Это был великий врач, ботаник и химик. Он в шестнадцать пет остался сиротой, без гроша, без образования, без друзей, был беден, одинок. Но он был настойчив и трудолюбив, твердо решил овладеть науками и пробил себе дорогу, сделавшись одним из ученейших людей Европы. Его знаменитые современники искали с ним встречи. Даже царь Петр I, когда он из России приехал в Голландию учиться кораблестроению, регулярно посещал лекции этого прославленного профессора. К этому времени Бургаве уже был профессором медицины, химии и ботаники в Лейденском университете... Он был так известен, что один восточный мандарин написал ему письмо по адресу: «Знаменитому Бургаве, доктору в Европе». И представь, письмо дошло!» Разговор двух мальчиков, героев известной детской книжки М. Додж «Серебряные коньки» НАТУРАЛЬНАЯ ИСТОРИЯ ЗАНИМАЛА ДОСУГ ПЕТРА «Век Петра I есть одна из любопытнейших эпох в истории наших нравов. Царствование его представляет странную борьбу между обыкновениями, освященными временем, и обычаями прививными, вывезенными из-за моря; смесь прежних полуаэиатских представлений с вновь вводимыми полуевропейскими... Анатомия, медицина, а особенно хирургия и натуральная история, занимали досуги Петра. Он слушал курс в первой из сих наук в Амстердаме, в 1697 году, у известного своей ученостью профессора Рюйша; для избежания толпы любопытных, собиравшихся на городских улицах, чтоб видеть его, нанял для себя комнату в гостинице Святого Петра, рядом с домом профессора, и приказал на свой счет сделать между сими двумя зданиями коридор, следы которого до сих пор еще видны. Он купил у Рюйша его анатомический кабинет, который, вместе с собранием аптекаря Себа, составил собственный его кабинет натуральной истории. Раза два или три в неделю Петр посещал оный, пополнял телами уродов, разными животными и растениями, из коих некоторые находил сам, и всегда присутствовал при анатомических операциях... Во второе путешествие свое по Голландии Петр I свел знакомство с Бургаве, который тогда был ректором Лейденского университета, и почерпнул от него новые сведения в медицине и ботанике.» Альманах «Русская старина: Карманная книжка для любителей отечественного на 1825 год, изданная А. Корнилови- чем». Санкт-Петербург, 1824 ИЗ ЗАПИСНОЙ КНИЖКИ ВЕЛИКОЙ ОСОБЫ «В Амстердаме был в зале, где собраны золотые, серебряные и всякие иные руды и образцы, показывающие, как родятся алмазы, изумруды, сердолики и прочие камни, самородное золото и разные морские вещи... Видел у Доктора Анатомии кости, жилы и мозг человеческий, тела младенческие от зачатия до рождения, сердце, легкое, почки и как в почках родится камень, и прочие внутренности, в спирте сохраняемые и от многих лет нетленные... Тут сохраняются в спирте и жи* вотные, как то: мартышки разных родов, птицы, змеи, лягушки, рыбы и многие иные явления удивительной породы, между коими бып и зверек величиной с большую мышь, который без шерсти и родит подобных себе,.. Там же 74
видел великое собрание редких и предивных жуков и бабочек.» «Записная книжка любопытных развлечений великой особы, странствовавшей под именем Дворянина Российского посольства в 1697 и 1698 гг.» МЫ ВСЕ ОБЯЗАНЫ ЕГО ВЗОРУ НА ХИМИЮ «Со Шталем наряду, хотя в другом роде, поставить должно бессмертного Бургаве. Сей могущественный разум, честь своей земли, учения и своего века, распространял свет на все науки, которыми он занимался. Его взору на химию обязаны мы наилучшим и самым правильным анализом растительного царства, а также удивительными сочинениями о воздухе, воде и земле, а особливо сочинением об огне, которое столь совершенно сделано, что невозможно кажется разуму человеческому более ничего к нему прибавить.» П. Ж. Макер. «Предисловие к Химическому словарю». Париж, 1778 СТАРЫЕ ТРУДЫ ГЕНИЕВ НАУКИ ВСЕГДА ЖИВЫ «Есть ученые сочинения, давно потерявшие цену, вследствие дальнейшего развития и больших успехов науки; но, перестав быть авторитетом, они все-таки не забыты, не потеряны из вида, но гордо и непоколебимо стоят, как вехи, указывающие путь, по которому шла наука, расстояния, которых она достигала. Не существующие для толпы и дилетантов, эти старые труды гениев науки всегда живы для новых ученых, знающих историю своей науки.» В. Г. Белинский. Из рецензии на книгу «Николай Полевой. Столетие России с 1745 до 1845 года» ЭТОТ ПИРАНТРОПОМЕТР В своем руководстве по химии Бургаве привел изображение и описание «пирантропометра» (от греческого «пир» — «огонь, жар», «антропос» — «человек» и «мет- рео» — «измеряю») со следующим пояснением: «Этот пирантропо- метр, будучи помещен на продолжительное время в подмышечную впадину, на грудь под одеждой или в рот, показывает температуру тела исследуемого человека». НЕСЕТ НА СЕБЕ ОТПЕЧАТОК... Вепикий русский химик Михаил Васильевич Ломоносов творчески развивал некоторые, наиболее прогрессивные, идеи Бургаве. Крупнейший советский исследователь научного наследия Ломоносова, профессор Б. Н. Меншуткин в книге «Труды М. В. Ломоносова по физике и химии» писал, например: «Ломоносовское «Слово о пользе химии»... «несет на себе отпечаток сильного влияния «Оснований химии» Германа Бургаве... многие высказанные здесь мысли, обороты фраз заимствованы из первой части этих «Оснований»... Но можно восхищаться, насколько лучше, более метко и образно выражает те же мысли Ломоносов». Конечно, здесь сказался и поэтический дар Ломоносова. Кроме того, рассуждения Бургаве адресовались студентам-медикам, а Ломоносов произнес «Слово о пользе химии» на торжественном Публичном собрании Академии наук, в присутствии крупных чиновников и двора. Он написал речь по личной просьбе Президента Академии графа К. Г. Разумовского. Ему нужна была блестящая форма для изложения довольно простых истин... L ASTKOTiOMl£ * La G£OGftAFHUC 75
Tl - ! СКАЗКА СКАЗКА СКАЗКА СКАЗКА СКАЗКА СКАЗКА СКАЗКА ПРОБУЖДЕНЬЕ Север ГАНСОВСКИЙ Рисунки В. ЯНКИЛЕВСКОГО С тех пор прошел год, главный герой истории, Федор Васильевич Пряничков, уже пережил все связанное со своим внезапным величием и падением, успокоился, отключился. Случай можно не держать в тайне. Познакомим прежде всего читателей с личностью самого Федора Васильевича (или Феди, как он рекомендует себя при знакомстве) . Работает Пряничков в журнале «Знания и жизнь», заведует отделом антирелигиозной пропаганды. Издание это, как известно, бойкое — в конце концов за что ни возьмись, все имеет отношение либо к знаниям, либо уж наверняка к жизни. Поэтому народ в редакции и отделе толчется разнообразный — от академиков и школьников даже до каких-то вовсе диких странников, из которых один утверждает, что своими глазами зрил на Таймыре дыру, доходящую до центра Земли, а второй веером рассыпает на столе лично им сделанные фотографии господа бога. Со всеми — независимо от возраста, званий и заслуг — Федя держится одинаково, к любому посетителю сразу начинает адресоваться на «ты». Но не оттого, что испытывает симпатию, а просто давая понять, что не придает этому человеку значения. Он вообще придает значение только тем, кого никогда не видел. Честно говоря, в редакции давно подумывали, что Пряничкову не худо было бы перейти в другой журнал. Вероятно, работнику печати должна быть свойственна способность зажигаться, a v Феди вид всегда сонный, даже не совсем сонный, а какой- то скучный и разочарованный. Хотя ему всего немного за тридцать, такое впечатление, будто он давно всем перегорел и понял, что из всего ничего не выйдет. А если даже и выйдет, то тех, кто против, не переубедишь. О чем с ним ни заговорить, Пряничков все знает, сразу подхватывает вашу тему и тут же на месте ее прикан- 77 чивает. Орудует он двумя постулатами: во- первых, «все это уже было», а во-вторых, «из этого ничего не получится». С авторами Федя разговаривает неохотно, вынужденно, глядя при этом в сторону и перебирая что-нибудь на столе. Никогда он не похвалит даже принятую им самим статью, поэтому, даже напечатавшись в его отделе, человек не получает удовольствия. Неизвестно, что именно сделало Федю Пряничкова таким, но похоже, что он вообще никаких чувств не испытывает. Обрати его внимание на девушку-красавицу, угости рюмкой старейшегс армянского коньяку, дай побывать на концерте Рихтера или на первенстве Москвы по боксу, где новичок срубает олимпийского чемпиона — на все в ответ только унылое «Ничего-о...». Будто стенка между ним и миром. Роста он среднего, внешности тоже средней. На летучках и разных собраниях либо помалкивает, либо присоединяется к большинству выступавших. Живет, в общем, наполовину или на треть. Вроде не проснувшись. И надо же, чтоб именно на Федю попал в редакции тот приезжий с вещмешком. Случилось это в четверг 15 июля в прошлом году. Жарища тогда, как все помнят, стояла в Москве сатанинская. В квартирах на солнечную сторону жизнь быта вообще невозможна, в квартирах на теневую — возможна лишь на ограниченном пространстве между вентилятором и бутылкой пива из холодильника. Каждый, кто мог, бежал, естественно, из столицы на озеро Селигер, на Рижское взморье или Алтай — рассказывают, что несколько журналистов-международников укрылись от жары аж в Сахаре. Опустела и редакция «Знаний и жизни». В большой комнате, где, кроме Фединого, помещались еще отделы быта и не совсем
точных знаний, остался один только Пряничков за своим антирелигиозным столом. Хотя утром в тот четверг прошла коротенькая гроза, никакого облегчения не получилось, и в полдень, окончательно замороченный духотой и письмами читателей, Федя вынул из кармана ядовнтожелтую пилюльку поливитамина—он летом тоже их употреблял,— лег грудью на стол и уныло посмотрел в окно, за которым раскинулся широкий вид на залитую беспощадным светом Гостиничную улицу. От метро, вдоль фасадной стороны Химического музея, в полуподвале коего жила в прошлом году редакция, размашистой свободной поступью шагал дородный мужчина с яркой каштановой бородой. Кроме бороды при нем был здоровущий вещмешок, толстый геологический изыскательский пиджак, добела выгоревшие брюки и тяжелые русские сапоги. Прямые солнечные лучи били сразу наповал, но бородатый выступал, явно наслаждаясь собой и всем вокруг. Увидев вещмешок и особенно сапоги, на которых даже издали ощущалась пыль дальних странствий, Федя затосковал. Он понял, что путешественник направляется к нему. А мужчина с вещмешком не торопился уйти с солнцепека. Налетела на него сослепу окончательно раскисшая, киселеобразная дамочка с продуктовой сумкой в руке — бородатый отскочил, извиняясь, а затем сказал дамочке нечто видимо до такой степени галантное, что она тотчас подобралась, оформилась во всех своих частях, гордо закинула голову, заулыбалась и дальше двинула такой ладной походочкой, что поглядеть любо-дорого. Еще мужчина коротко пообщался с хозяйкой ларька «Мороженое». Она некоторое время смотрела ему вслед, потом, повинуясь неясному инстинкту, порывисто встала и протерла тряпочкой переднюю стенку своего прозрачного убежища. Энергия исходила от незнакомца, ею заряжалось окружающее. Чудилось, будто в результате его жестов возникают новые структуры магнитных полей и гравитационные завихрения. Он прошел мимо окна, и через минуту Федя услышал в коридоре редакции тяжкий грохот сапожищ. Запахло кожей, вещмешком, солью, пылью, солнцем, перцем, сосновой смолой и еще всяким таким, чего Пряничков и определить не мог. В комнате стало тесно, паркетные половицы прогибались, жиденькие редакционные стулья разлетались в стороны. Мужчина поздоровался, представился — Федя тотчас забыл и названную фамилию, и профессию. Пришелец снял вещмешок со спины, развязал горловину и достал снизу, из-под связок книг и всякого другого имущества, порядочно замусоленную нетолстую тетрадку в дерматиновом переплете. С нею он подошел к Феде и сказал, что хотел бы представить для опубликования результаты некоторых опытов по сну и бодрствованию, вкупе с теоретическим истолкованием экспериментов. Федя, само собой разумеется, тетрадку оттолкнул. — Не пройдет,— сказал он.— Через редколлегию не пройдет, прямо тебе скажу. Не та тема и имя не то. Кроме того, не ново. Про сон уже печатали. И про бодрствование. — Так значит, мы уже на «ты»,— задумчиво произнес мужчина раскатистым интеллигентным басом.— Польщен, конечно... Тут он внимательно оглядел Федю Пря- ничкова, как если б только теперь по-настоящему увидел: немощную ручку, которую тот оборонительно выставил, серый галстучек на серой рубашке. Физиономия бородача потеряла благодушие, что-то раздерганное, отрывистое появилось В глазах за стеклами очков. На миг в комнате сделалось напряженно, как в ожидании взрыва. Затем все покатилось обратно, мужчина усмехнулся, стал опять похожим на большого доброго медведя. — Ладно,— согласился он.— Не понравится, не станете печатать. На сохранении рукописи тоже не настаиваю. К этой проблеме я уже не вернусь, ждут другие дела. Он отодвинул Федину ладонь, положил тетрадку на край стола. Полез к себе во внутренний карман пиджака, извлек белую таблетку. — Вот. Если найдется доброволец, можно попробовать... А за сим,— он выпрямился и выкатил грудь колесом,— разрешите откланяться. Официальность этой позы заставила Федю встать, что было, в общем-то, против его правил. Бородатый еще раз улыбнулся — теперь он окончательно стал тем галантным бонвиваном, каким был на улице. Он приятельски хлопнул Пряничкова по спине, горячо встряхнул Федину руку, вывихнул ее при 78
этом, извинился, тут же вправил, проделся в свой вещмешок и ушел — может быть, открывать нефтяное месторождение под Байкалом, может быть, строить аппарат для прямого преобразования времени в пространство. Пряничков стоял у стола всклокоченный и расшатанный. Он взял тетрадь, брезгливо перелистнул несколько страниц. Почерк был адский, бегущий, текст повсюду уродовали зачеркивания, исправления, стрелки. Федя с трудом понял фразу: «Множество людей, как правило, спит». Он хмыкнул. Потом речь пошла о пиковых состояниях, и с великой мукой Пряничкову удалось разобрать: «...видим, что большинство пиковых состояний являются феноменами приятия, приема. Вопрос в том, чтобы личность умела впустить их, отдаться, снять тормоза, позволить... Природа Существования предстает тогда в обнаженном виде, а вечные ценности кажутся атрибутами самой Реальности...». Далее на десяти листах с обеих сторон следовали уравнения, таблицы, графики, параболы, гиперболы, чуть ли не метафоры. Все заканчивалось длиннющей химической формулой, в которой Пряничков разобрал только начало — «СхНуО...»— и почему-то в квадратных скобочках. Дальше было «CH3N—СО—ОС...» и еще много таких же символов, построенных то в ромбики, то в трапеции — в их журнале один Гурович из отдела совершенно точных знаний мог разобраться во всем этом... Еще мелькнуло что-то вроде «...ингибирование СхНу-радика- лами приводит к изменению конформации клеточных нуклеаз по 0-типу в нашей классификации...». Федя вздохнул, воровато огляделся, проследовал в угол комнаты и уронил тетрадку в корзину для мусора. Затем обессиленный решительностью этого деяния, вернулся на свое рабочее место, сел, нервозно взял витаминную таблетку и проглотил ее, глядя в окно. Посмотрел на стол перед собой и понял... что он ее не проглотил. Желтая пилюлька лежала возле баночки со скрепками, но не было той белой таблетки, что мужчина с вещмешком положил тут же. Следовало испугаться, но по вялости характера, а также из-за жары Федя не смог. Вторая половина дня укатилась в прошлое и стала историей без происшествий. Пряничков спокойно досцдел положенное ему время. Но когда он вышел из метро на станции «ВДНХ», уже позабыв о белой таблетке, и проследовал к себе на улицу Кондратюка, он вдруг заметил, что асфальт мостовой приятно лиловеет под лучом вечернего солнца. Это немножко насторожило Федю, поскольку внимания на цвет асфальта он никогда не обращал, считая его просто серым. А дома после ужина началось по-настоящему странное. Поднявшись из-за стола, Федя не устроился в кресле, чтоб подремать у голубого экрана, а принялся ходить по квартире. Вид у него был обеспокоенный. Он то вытаскивал из застекленного парадного книжного шкафа тяжелый фолиант «Детской энциклопедии», тревожа незапятнанную белизну страниц, то недоуменно разглядывал фаянсового жирафа за стеклом царственного серванта. Посидел на диване, потирая руки и явно мучаясь, встал и вдруг сказал своей жене Шуре, что ему хотелось бы порисовать. Такого желания в доме никто никогда не выражал, никаких рисовальных принадлежностей не оказалось. Но Пряничков не успокоился, стал спрашивать, нельзя ли что собрать по соседям. Дочка вспомнила, что живущий наверху тринадцатилетний Юрка Воронин занимается в Московской художественной школе. От щедрого Юры Пряничков вернулся с листом полуватмана и чешским механическим карандашом. Он разрезал лист на куски и попросил дочь позировать ему. Наташа натурщицей была плохой, она все время вертелась. Тем не менее Федя сделал рисунок, рассмотрел его и тут же, разорвав, выбросил. Второй рисунок, для которого позировала жена, постигла такая же судьба, но третий, изображающий Шуру, и сейчас можно увидеть в коллекции доктора Крайковского из секции биоинформации. Перед тем как взяться за него, Пряничков, несмотря на поздний час, еще раз поднялся к Ворониным и попросил у Юры какое-нибудь пособие по рисованию. Оно нашлось, и весьма солидное — «Школа изобразительного искусства» в 10 томах. Уже настала ночь, жена и дочка легли. Несколько раз, просыпаясь, Шура видела мужа то сидяшим с карандашом в руке напротив их общей постели, то слоняющимся из комнаты в комнату. Ей спалось тревожно, она спрашивала себя, не повредился ли супруг в уме. Пряничков заснул около четырех, встал А 79
в девять Быстро позавтракал и тут же, на кухне, не вставая из-за стола, сказал, что им нужно продать сервант. Померкни внезапно белый свет и высыпь на^ небе звезды, это не произвело бы на Шуру большего впечатления. Как раз главную-то часть гарнитура за 1600, на который долго и самоотверженно копили, и составлял именно сервант. Роскошный и властный, он в течение нескольких лет был предметом мечтаний и теперь, можно сказать, доминировал в жилище Пряничковых, как собор в средневековом городе. Сервант намеревались со временем заполнить сервл- зами и хрусталем, без него дом делался не домом, семья — не семьей. Слезы из Шуриных глаз прожгли мыльную пену в раковине водопровода. Но Федя погладил жену по плечу и объяснил, что дома много вещей решительно никому не нужных при том, что нехватает необходимого. Шура в смысл его слов не вникала, ибо все происходящее могло для нее означать только, что Пряничков собрался подать на развод. Однако тут ее взгляд упал на последний рисунок мужа, почему- то оставшийся с ночи на подоконнике. Она безотчетно взяла лист и стала его рассматривать, всхлипывая. Незнакомая гордость вдруг затеплилась в ее сердце. Спящая молодая женщина на рисунке была и похожа и непохожа на настоящую Шуру. Плечи, шея вроде были те же, но все обволакивали теплота и поэзия, каких Федина жена за собой и не подозревала. Пряничков воспользовался заминкой, быстро вызвал по телефону мебельный комиссионный. Через сорок минут оттуда прибыл самоуверенный красавец — заместитель директора, а за ним трое молодцов-грузчиков, которые тяжко, словно ломовые лошади, вздыхали и топтались на лестнице, заранее показывая своим поведением, сколь нечеловечески велик предстоящий им подвиг. Квартира к этому моменту уже выглядела, как после землетрясения. Из книжного шкафа Федя успел выгрести первый внешний ряд книг, за ним во втором слое обнаружились подписные Томас и Генрих Манны, трехтомная «История кино» и еще много разного. Все вещи были стронуты с привычных мест, стопа досок громоздилась на кухне, и стену большой проходной комнаты обмерял дядя Ваня — водопроводчик, по совместительству столяр, электромонтер, натирщик полов и в целом всеобщий домовой работник. 80 Элегантному замдиректора Пряничков предложил не только сервант, но и столь же драгоценный журнальный столик, могучий книжный шкаф, торшер с двумя рожками и трюмо. За это последнее Шура стала грудью, как тигрица, охраняющая дитя. Однако в Феде теперь возникла какая-то мягкая настойчивая убедительность. Он сначала согласился с доводами жены, но потом развил их дальше, в результате оказалось, что трюмо действительно без всякой пользы стоит в маленькой комнате, занимая место и бесцельно отвлекая на себя умственную энергию. И в конце концов Шура махнула рукой. Пока замдиректора выписывал квитанции, бросая кокетливые зазывные взгляды на Пряничкову-старшую и даже, по инерции, безотчетно, на Пряничкову-младшую, двенадцатилетнюю Наташу, трое богатырей со стенаниями и бранью взялись за сервант. Они так ожесточенно спорили и так громко жаловались, что могло показаться, будто еще ни разу в жизни им не приходилось выносить из квартиры что-нибудь большее, чем табуретку. Поэтому удивительной была легкость, с которой сервант под аккомпанимент непрерывных воплей вдруг выплыл па лестницу. Тут же в раскрытых дверях возник скромного вида работник из букинистического—Шура потом вспомнить не смогла, когда муж успел вызвать и этого. Специалисту по книгам Федя отдал «Детскую энциклопедию», «Историю кино» и целый десяток толстых подарочных изданий вроде «Молодежь в искусстве» или «Балет Большого театра». Хотел было отдать и Томаса Манна, но, раскрыв один томик на случайной странице, задумался, отложил. Шура чувствовала себя среди этого разгрома, как на вокзале во время посадки, когда сам не едешь. Она не знала, куда сесть или куда стать. Со всех сторон на нее что-то двигали, предупреждающе гикали. Но когда была вынесена мебель, когда у стены воздвиглись наскоро сработанные книжные полки, в квартире вдруг стало не только просторно, но молодо и по-странному освобожденно. Реформы, однако, на этом не кончились. Пряничков продажей занимался невнимательно, квитанции подписывал не глядя, деньги за книги принял не считая. Он все к чему-то стремился, внутренне был уже не здесь и, рассчитавшись с дядей Ваней, вручив трем рыдающим атлетам де-
-****.- 1 .J < f* ** " ;•• / -* , • V... •' ...*^ * ., *ч.. * *:'^~&* -Л'. > J •;*« „**** % ^K^9*1 >> *V ->,>- .*** ^ <S*4<«W ^, **•* сятку, которая их тотчас успокоила и сделала безразлично грубыми, отправился в центр. Но не в редакцию, поскольку у него был личный выходной взамен отработанной прошлой субботы, а по магазинам. Домой он привез мольберг, этюдник, коробку с масляными красками, холсты на подрамниках и еще несколько пакетов. Было еще только два — полносветный, ослепительно солнечный день. Федя быстро пристроил у затененного шторой окна мольберт, этюдник на ножках и, ежеминутно консультируясь со «Школой изобразительного искусства», принялся писать — то чашку, то спичечный коробок. Мольберт вдруг показался ему неудобным—он переделал его с помощью нескольких столярных и слесарных инструментов, приобретенных на улине Кирова. Быстрота, с которой он начал и кончил переделку, поразила жену. Потом Шура поехала на вечернюю смену в Центральный телеграф, а к Феде присоединилась Наташа. Успехи дочери были невелики, Федя же прогрессировал в удивительном темпе. Написанный им карандаш хотелось приподнять пальцами, а чашка столь выпукло лезла с холста, что казалось— вот сейчас упадет и —в скорлупки. Однако не сходство было для Феди конечной целью. Когда жена приехала в полночь, Пряничков, пользуясь все той же «Школой», учился рисовать глубокое синее небо, как на картинах итальянского Возрождения, и отчетливые части зданий в манере Кана- летто. Он откровенно списывал с репродукции, и Шура видела, что получается. На следующий день — то была суббота— Федя встал в шесть и чрезвычайно устремленно за три часа написал в старинном стиле воображаемый пейзаж с путниками, которых он почему-то одел в трико 81
красного цвета. Пряничков был так поглощен работой, что как бы проснулся и осознал, где находится, только закончив вещь. Прошелся по комнатам, насвистывая, обнял жену, поцеловал дочь в белокурую макушку, позавтракал, похвалив свежий орловский хлеб,— домашние никогда не видели его таким оживленным. Затем, действуя с прежней энергией, Федя поехал на Преображенский рынок, где за овощными рядами помещается комиссионный магазин, принимающий все — от ношеных ботинок до произведений искусства. Пейзаж оценщику понравился, он предложил за него пятнадцать рублей. Пряничков протянул было свой паспорт, но тут выяснилось, что он же является автором вещи. Оценщик возвратил ему пейзаж и посоветовал обратиться в закупочный фонд Министерства культуры РСФСР. Федя на площадь Ногина не поехал, а вместо этого дома в течение получаса теребил свое произведение, прогревал и коптил его над газовой плитой. Когда произведение приняло достаточно затертый вид. Пряничков вызвал такси и отправился на Гостиничную улицу в антиквариат. Сидевшая там в подвале очень современная девица в четырехугольных очках, в клетчатой короткой юбке пейзаж в руки не взяла, велела поставить его к стенке, издали, закинув ногу на ногу, рассматривала минуты две, а затем решительно отнесла вещь ко второй трети XVIII века. Ее несколько смутили странные путники в красном, она позвала еще одного специалиста, вдвоем они спорили некоторое время, переходя порой с русского на французский, немецкий и английский, презрительно игнорируя Федю, который помалкивал. В конце концов «Пейзаж с замком и путниками» был оценен в двести шестьдесят рублей и выставлен с табличкой «Ин. школа», каковая надпись означает, что неизвестны ни автор, ни страна, ни эпоха. Федя еще отирался в магазинном зале, разглядывая старинные подсвечники и всякие другие интересные штуки, как турист в замшевых штанишках ткнул пальцем «Путников». Тут же все было оприходовано, снято, сбалансировано, Пряничков получил деньги и пошел в авиакассы на Черкасском переулке. На улицу Кондратюка он приехал к трем часам и сказал домашним, чтобы приготовили купальные костюмы, так как все они отправляются на воскресенье в Ялту — билеты на самолет уже при нем. Аэродром, белоснежный «Ту», улыбающаяся стюардесса, Симферополь, автомобиль, и — море, которое возле Алушты синей стеной встало до горизонта... Ночевали в частном саду на топчанах, виноград спелыми гроздьями висел на лозах — рубль кило,— и волны до утра шуршали галькой, подмывая берег. Днем на пляже Шура стала робко допытываться, зачем они приехали. Муж ответил: затем, чтоб доставить ей удовольствие. Шура сказала, что поездка стоит слишком дорого, а Федя возразил, что нет в мире ничего слишком дорогого для такой женщины, как она. Вечером шуршали шины автомобиля, в обратном направлении проносились Гурзуф, Артек, Бахчисарай. Шура сидела впереди рядом с шофером, ветер струил ей волосы. Она думала о том, какая же она женщина. На лице у нее было загадочное выражение, как у Ларисы Огудаловой в фильме режиссера Протазанова «Бесприданница». Федя смотрел по сторонам, стараясь запомнить проносящиеся пейзажи, чтобы потом нарисовать их. Он уже понимал, что своими вдруг родившимися художественными талантами обязан белой таблетке, овеществленным формулам бородача. Мысль о выкинутой тетрадке мелькнула в его сознании, но он успокоился, сказав себе, что до понедельника ее не успеют унести — журнальная уборщица работала на полставки и по пятницам в редакции обычно не появлялась. ...Снова юг Советского Союза повис под ними на восьмикилометровой глубине. Начало темнеть. Млечным Путем разбежались по горизонту огни Москвы. На улицу Кондратюка приехали ночью Квартира без гарнитура, разоренная, пустая, напоминала жилище гения. (Окончание в следующем номере) 82
УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ УЧИТЕСЬ ПЕРЕВОДИТЬ НЕМЕЦКИЙ-ДЛЯ ХИМИКОВ СЛОЖНЫЕ СЛУЧАИ УПОТРЕБЛЕНИЯ МОДАЛЬНЫХ ГЛАГОЛОВ* 12. С одиннадцатью комплексными трудностями, возникающими при переводе модальных глаголов, мы уже познакомились. Еще один достаточно сложный случай — когда в состав сказуемого входят сразу два модальных глагола. (Спрягается, конечно, только один из них, а другой выступает в форме инфинитива.) Darfiber hlnaus sollte man Aussagen fiber Strukturelemente einzelner Enzyme machen konnen, wenn man die Fermentmodelle mlt den entsprechenden abgeblldeten Fermenten genau verglelcht. Как же передать на русском языке смысл сказуемого sollte Aussagen machen konnen? (Кстати, фразеологическое сочетание Aussagen machen переводится как «высказываться».) Дословно это сказуемое на русском языке звучит так: «должно было бы мочь высказываться». Однако так сказать нельзя; вот один из вариантов правильного перевода: «Кроме того, при точном сравнении моделей ферментов с изображенными ферментами должна (была бы) появиться возможность высказывать суждения о структурных элементах отдельных энзимов». 13. Модальный глагол + модальный глагол + инфинитив пассива. Этот случай, по сути дела, повторяет предыдущий, только смысловой глагол употреблен здесь в пассивной форме: Sollte Kohle auf Rosten verfeuert werden miissen, so besteht bel handbeschickten Rosten die Gefahr, daB belm Aufwerfen Aufflammungen durch den slch unvermeldlich blldenden Abrieb eintreten. (В этом примере глагол sollte не переводится, так так служит формальным средством выражения бессоюзного условного предложения.) «Если уголь сжигать на колосниках, то при * Окончание. Начало — в № 10 за этот год. ручной загрузке существует опасность воспламенения подбрасываемого угля из-жа неизбежно образующейся пыли.» у/ Модальные глаголы могут входить также в состав инфинитивных групп и инфинитивных оборотов. Встречая такие обороты в тексте, переводящие нередко предаются печальным размышлениям о том, что немецкий язык неоправданно загроможден конструкциями, которым иет соответствия в русском языке. Отсюда, естественно, следует вывод, что эти конструкции непереводимы. На самом деле достаточно иметь некоторый навык, чтобы придать русскому переводу достаточную ясность. Проиллюстрируем это примерами. 14. Модальный глагол в составе инфинитивной группы (zu + инфинитив). Die GroBe dieses Betrages besser als bisher abschatzen zu konnen, war das Ziel der Untersu- chung. При дословном переводе получается чепуха: «Мочь лучше, чем до сих пор, оценить величину этого числового значения, было целью исследования». А вот более вразумительный перевод: «Целью исследования было получение более точного значения этой величины». 15. Модальный глагол в составе инфинитивных оборотов * um zu + инфинитив, (an)statt zu +• инфинитив, ohne zu + инфинитив. Um die Oberflachenspannung zu irgendwelchen verglelchenden Aussagen fiber molekulare Eigen- schaften verschiedener Flfissigkelten verwen- den zu konnen, muB zuerst eine Umrechnung vorgenommen werden. «Для того чтобы можно было использовать поверхностное натяжение как основу для каких-либо сравнительных суждений по поводу молекулярных свойств различных жидкостей, сначала следует произвести перерасчет.» 16. Модальный глагол с фразеологическим сочетанием в инфинитиве. * О переводе инфинитивных оборотов рассказывалось в № 7 за 1967 г. 83
У нас было достаточно поводов убедиться, что модальные глаголы без особых затруднении входят в разнообразные грамматические конструкции, облекаются в форму конъюнктива и кондиционалиса, присоединяют к себе разные грамматические модели. Они к тому же легко входят в контакт с фразеологическими сочетаниями: Will der Chemiker sich iiber einzelne Bestand- telle des Bodens Rechenschaft ablegen, so mag er diese, wenn dies moglich sein sollte, physl" kallsch von dem anderen Boden trennen. (Фразе" ологический оборот sich Rechenschaft ablegen— представлять, давать себе отчет.) «Если химик хочет получить представление об отдельных компонентах почвы, он должен, если это возможно, выделить их.» 17. Модальный глагол с конструкциями sein (ha- bcnL- zu + инфинитив. Модальные глаголы легко объединяются с такими конструкциями и становятся спрягаемой частью сложного сказуемого: Aus der Praxis ist bekannt, daB diese Losung lelcht zu fallen sein soil. «Из практики известно, что вещество из этого раствора должно легко осаждаться.» Но модальные глаголы сочетаются и с иными конструкциями, среди которых: scheinen 4- zu -f- инфинитив (кажется 4- неопределенное наклоненное); glauben 4- zu + инфинитив (полагать 4- неопределенное наклонение); sucheji 4 zu 4 инфинитив (пытаться + неопределенное наклонение); verstehen 4 zu + ■f инфинитив (уметь 4 неопределенное наклонение); pflegen 4 zu 4 инфинитив (иметь обыкновение 4 неопределенное наклонение). Allerdlngs muB man die geometrischen Abbil- dungen chemischer Vorgange zu lesen verstehen. «Необходимо, разумеется, уметь читать геометрические изображения химических процессов.» Однако может быть и несколько иная расстановка членов сказуемого, когда спрягается первый глагол приведенных выше конструкций (sein, glauben и т. д.), а модальный глагол включается в состав инфинитива с частицей zu: W. Vaubel glaubte nicht besonders betonen zu miissen, daB er mit dieser Theorie nicht elnver- standen sei. «В. Ваубель не считал необходимым особо подчеркивать, что он не согласен с этой теорией.» 18. Модальный глагол 4 инфинитив 11. Такое сказуемое выражает предположение, сомнение, большую или меньшую степень неуверенности, подчеркивает принадлежность высказывания другому лицу. Переводят его глаголом в прошедшем времени вместе с вводными словами — пожалуй, возможно, вероятно, по-видимому, очевидно, судя по его словам, по имеющимся сведениям. Примеры таких сочетаний приведены в статье «Модальные глаголы» (№ 8 за 1968 год). Итак, восемнадцать конструкций с модальными глаголами разобраны на примерах. Но не следует думать, что достаточно лишь приложить к сложному тексту с модальными глаголами одни из восемнадцати «эталонов», как правильный перевод получится сам собой. Такой подход был бы излишне оптимистичным. Хотя приведенные в статье примеры типичны, все же не исключены иные варианты перевода. Кроме того, количество сложных конструкций с модальными глаголами не исчерпывается, к сожалению, числом 18, их много больше; хотя остальные встречаются не очень часто, но все же встречаются... И в заключение — несколько примеров, которые вам предстоит перевести самостоятельно. Aus den bel elnzelnen Reaktionen durchge- ftihrten Alessungen miissen Riicksehliisse auf den Mechanlsmus der gegebenen Reaktlon gezogen und von diesen Beobachtungen die allgemelnen Grundsatze abgeleltet werden. Die formal trimolekulare Gasreaktlon durfte im allgemelnen auf die blmolekulare Reaktlon zurtickzuftihren sein. Andererseits muB man bei der exothermen bimolekularen Reaktlon bedenken, daB hier un- ter Umstanden «DreierstoBe» erforderlich sein konnten, well die bei der Umsetzung im moleku- laren Elnzelvorgang frei werdende Energle abgefuhrt werden mufi, bevor sie das gerade entstandene Molekiil wieder sprengen kann. In den letzten Jahrzehnten ist die breite empirische Grundlage geschaffen worden, von der aus der Versuch einer Gruppierung der mo- lekularen Stoffe nach ihrer Homologie wird dur- cngefuhrt werden konnen. Старший преподаватель кафедры иностранных языков АН СССР Ю. В. ТАРАНОВИЧ 84
ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО ЧТО ЕСТЬ ЧТО Из множества товаров бытовой хнмни, выпускаемых в нашей стране, наибольшей популярностью пользуются, пожалуй, те, которые изготовлены в республиках Советской П рибалтикн. Заметки этого номера — о продукции Каунасского завода изделий бытовой химии. «ВАЛ О» Это препарат для чистки рук, не требующий применения воды (что особенно важно для тех, кто в пути). Испытания показали, что он очищает кожу, испачканную маслом, дегтем, чернилами, угольной и металлической пылью, словом, «Вало» может пригодиться людям самых разных профессий. Моющая основа препарата — олеат триэтаноламина, жидкое мягкое мыло. В рецепт входят и растворители, но поскольку они могут вызвать сухость кожи, препарат содержит традиционное смягчающее средство — глицерин. А чтобы руки не только отмывались, но н дезинфицировались, в «Вало* добавлено хорошо зарекомендовавшее себя противомик- робное средство гексахлорофен (оно безвредно и не адсорбируется на коже). Флакон, вмещающий 100 миллилитров «Вало», стоит 25 копеек. «БАЛТИЯ» Жидкие стиральные средства сейчас в почете; может быть, их не так удобно перевозить, как порошки, но в домашнем хозяйстве они удобнее — быстро и легко растворяются, не лезут в дыхательные пути. «Балтия» — одно из таких средств. Несмотря на то, что в состав этого препарата входит множество веществ, «Балтия» при хранении не расслаивается и остается прозрачной при температуре ниже комнатной. Домашних хозяек это средство должно привлечь хотя бы тем. что оно. з отличие от многих моющих средств, не обезжиривает кожу рук — в него входят только мягкие поверхностноактивные вещества. Назначение «Балтии»— стирка тонкого белья из любых тканей белого и светлых тонов. Флакон препарата емкостью 100 миллилитров стоит 16 копеек, а содержимого этого флакона хватает на 10 литров воды. «ЭФЕКТАС» Моющие пасты не менее популярны, чем жидкие средства: преимущества перед порошками у них те же. «Эфектас» — универсальная моющая паста, изготовленная на основе самого новейшего сырья; требуемую консистенцию ей придает пастообразный олеилметил- таурид в смеси с триполифосфа- том натрия. Банка препарата стоит 65 копеек. Это недорого, если учесть, что в банку входит 500 граммов пасты, а на каждый литр воды ее нужно добавлять всего 6—7 граммов. «КОМЕТА» Если для чистки металлических ч эмалированных предметов, кафеля, фарфора и фаянса есть немало средств, то с препаратами для чистки пластмасс дело обстоит несколько хуже. Беда в том, что твердость большинства пластмасс невысока, их поверхность легко царапается, и обычные абразивы (кварц, пемзу) использовать нельзя. «Комета» — средство, созданное специально для чистки пластмассовых изделий. Абразива в нем очень мало, но и тот, что есть, чрезвычайно мягкий. Это аэросил, очень мелкая, как говорят высокодисперсная, окись кремния. Кроме того, в состав «Кометы» входят чистящие и моющие вещества, в частности пропиленгли- коль, безвредный для кожи. Новое средство для очистки пластмасс расфасовано, как и следует ожидать, в пластмассовые же коробочки. Каждая коробочка вмещает 160 граммов препарата «Комета» и стоит 62 копейки, «АЛЬБА» Так называется новое средство для подкрахмаливания, которое, кстати, совершенно не содержит крахмала. Шагая в ногу с веком полимеров, специалисты по бытовой химии разработали подкрахмаливающую пасту на основе по- ливинилацетатной эмульсии. Под горячим утюгом вода из эмульсии испаряется, а полимер придает воротничку и манжетам требуемую жесткость. В состав «Альбы» входит еще и кремнийорганическая добавка, назначение которой — облегчить глажку. У «накрахмаленного» таким препаратом белья очень гладкая поверхность, и утюг без усилий скользит по ней. «Альбу» выпускают в полиэтиленовых тюбиках стоимостью 24 копейки (тюбик вмещает 65 граммов препарата). «ЯУНИСТЕ» Моющие средства, даже самые мягкие, все же слегка обезжиривают кожу. Для людей с нормальной кожей это не страшно, но если кожа и без того сухая, обезжиривание вообще недопустимо. Сейчас в Каунасе выпускают шампунь «Яунисте». Его отличительная особенность в том, что он содержит рафинированное подсолнечное масло (благотворное действие которого на сухую кожу многим известно). И, разумеется, моющие вещества подобраны для этого шампуня особо тщательно. Шампунь «Яунисте» расфасован во флаконы по 100 миллилитров. Цена — 40 копеек. 85
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ.ВНИМАНИЕ! УРОЖАЙ ХРАНИТСЯ В ПОЛЕ Химическая компания «Монсан- то» разработала способ хранения зерна и зеленых кормов прямо в поле. Зерно или скошенную траву из бункера комбайна или сенокосилки высыпают на синтетическую пленку и накрывают такой же пленкой сверху. Кромки пленок сваривают, оставляя небольшое отверстие, через которое из синтетического мешка откачивают воздух. В зеленых кормах, которые хранят новым способом, остается значительно больше влаги, чем в силосе. «Chemie-Ingenieur-Technick> (ФРГ), 1968, № 24 ПОЕЗДА ИДУТ ПО ПЛАСТМАССЕ Рельсовые пути, которые пересекают влажные низины с глинистой почвой, постепенно опускаются, и каждые два-три года насыпь приходится укреплять — добавлять так называемый балласт: песок, гравий, щебень. Австрийские железнодорожники испытывают новый способ защиты путей от грунтовых вод. Вблизи Вены на участке железной дороги с интенсивным движением они закрыли грунт слоем пластмассовой изоляции. Листы пластика, представляющего собой композицию из сополимера этилена и битума, уложены один на другой, внахлест, а сверху насыпан балласт. Авторы способа предполагают, что такие насыпи будут служить дольше рельсов — до 25 лет. «Plastique et Industrie> (Франция), 1968, № 9 СИНТЕТИЧЕСКИЕ ЛУЖАЙКИ Главной технической новинкой Олимпиады в Мехико были беговые легкоатлетические дорожки из синтетического материала— тартана. А через несколько месяцев после Олимпийских игр появились полимерные покрытия, которые заменят травяной ковер на теннисных кортах, футбольных полях и площадках для гольфа. На асфальтовый, бетонный или деревянный пол укладывают двенадцатимиллиметровый слой тартана, в котором закрепляют короткий нейлоновый ворс. По внешнему виду и эластичности покрытия синтетические лужайки, которые можно устраивать в залах и под открытым небом, ничем не отличаются от обычных травяных полей. Самая большая пока синтетическая лужайка «засеяна» в шотландском городе Эдинбурге, где в 1970 году будут проходить очередные Британские игры. «Building Materials» (Англия), 1969, № 1 ГАЗОАНАЛИЗАТОР ДЛЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ВЫХЛОПА В ГДР на предприятии VEB Jun- kalor Dessau выпускают переносной прибор для анализа выхлопных газов автомобилей. Принцип действия газоанализатора основан на способности окиси углерода (основного токсичного вещества в автомобильном выхлопе) поглощать инфракрасное излучение. Выхлопные газы через фильтр с отстойником конденсата закачиваются в измерительную кювету. Рядом расположена другая кювета — эталонная. Она заполнена газом, который не поглощает длинноволновое излучение, например азотом. Обе кюветы облучаются инфракрасным светом. Энергия прошедших через газы световых потоков преобразуется в электрические сигналы, которые сравниваются между собой. Прибор можно использовать для определения концентрации угарного газа при заводской регулировке двигателей и в автохозяйствах. «Газовая промышленность», 1969, № 4 УЗОРЫ НА ДОРОГЕ Чтобы улучшить сцепление автомобильных покрышек с дорогой, на повеохности шин делают углубления самой разнообразной формы. Но это помогает далеко не всегда: во время дождя, в гололед машины часто заносит — случаются аварии и катастрофы. Особенно опасны шоссейные дороги на дождливых и туманных Британских островах. Английские дорожники предложили наносить на покрытие шоссе такие же рельефные узоры, как на автомобильном протекторе. Специальные машины, оборудованные пилами с резцами из карборунда или алмазными головками, прорезают через каждые 30 миллиметров дорожного покрытия поперечные борозды глубиной 5— 10 миллиметров. Еще лучше сцепление шин с дорогой, если узоры сложной формы, например в виде ромбов. Но изготовление их стоит дорого, и вырезать на дороге ромбы имеет смысл лишь на особенно напряженных участках шоссе с движением в нескольких направлениях. Первые испытания рельефных покрытий дали хорошие результаты. Правда, еще предстоит выяснить, как влияют дорожные узоры на долговечность автомобильных ШИН. «Building Materials» (Англия), 1969, № 1 БЕТОН ДЛЯ ГАЗОПРОВОДОВ Железобетонные трубы для газопроводов значительно дешевле стальных и чугунных. Но у них есть один серьезный недостаток; газ легко проходит через поры и капилляры железобетона, и давление в газопроводе падает. Чтобы уменьшить газопроницаемость труб, специалисты ВНИИ- Железобетона предложили вводить в бетон химические добавки, уплотняющие материал. Эти добавки делятся на две группы. Первая — поверхностноактив- ные вещества (сульфидно-спиртовая барда, кремнийорганические жидкости), способствующие более плотному сцеплению частиц цемента во время схватывания. Поверхностноактивных веществ нужно немного, всего около 0,1 %. Ко второй группе добавок относятся, например, битумная и поливинилацетатная эмульсии, каменноугольный пек. Если ввести в клинкер при тщательном перемешивании 10—12% этих веществ, все поры и капилляры в бетоне оказываются плотно закупоренными. Газопроницаемость бетона с добавками проверяли с помощью азота на специальной установке под давлением десять атмосфер. Опытные образцы материала пропускали газ в 2—3 раза медленнее, чем обычный бетон, и были вцвое прочнее. «Бетон и железо», 1969, № 3 86
ТЕХНОЛОГИ• ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ* ПЛАСТМАССЫ ИЗ ДЫМА Тепловые электростанции, котельные, химические и металлургические предприятия загрязняют воздух, выбрасывая в атмосферу огромные количества двуокиси серы и угарного газа. Между тем эти ядовитые газы можно не только обезвреживать, но и с большой выгодой использовать, например делать из них пластмассы. Если двуокись серы смешать под давлением с этиленом и облучить смесь гамма-лучами (источником которых может быть кобальт-60), образуется полисуль- фон — применяемый в электротехнике термопластичный материал с высоким удельным сопротивлением. Облучая смесь этилена и окиси углерода, можно по-' лучать различные готовые полимеры и полупродукты для синтеза пластмасс. «Science News» (США), 1969,№13 СИНТЕЗ ИЗОПРОПИЛАМИНА Чехословацкие химики разработали новый синтез изопропилами- на — поверхностноактивного вещества, которое применяется для изготовления моющих средств. В реакторе, в котором смешивают ацетон, аммиак и водород, на никелевом катализаторе образуется смесь газов, содержащая изопропиламин. Чтобы его выделить, продукты реакции охлаждают в теплообменниках водой и жидким аммиаком. При этом изопропиламин конденсируется. Реакция гидроаминировения ацетона идет с выделением тепла. Поэтому новый синтез изопропил- амина требует значительно меньше энергии, чем старый — из изопропилового спирта. «European Chemical News> (Англия), 1969, № 366 ОЧИСТКА ЛАЗЕРОМ Предложен новый способ очистки сточных вод лесохимических предприятий — облучение лазером. Обладающие большой энергией световые лучи дробят молекулы лигнина на более простые составляющие, которые затем поступают на биологическую переработку. Микроорганизмы должны превратить облученные лазером отходы производства в белки — питательный корм для скота. «Science News» (США), 1969,№13 МЕТАЛЛ, АРМИРОВАННЫЙ МЕТАЛЛОМ Для изготовления деталей высокотемпературных турбин разработан сверхпрочный сплав. Он состоит из никеля, вольфрама, хрома, титана и алюминия. Необычно в этом сплаве то, что он, как железобетон, для прочности армирован, укреплен вольфрамовыми волокнами с примесью окиси тория. Необычен и способ его изготовления: каркас из волокон заливают водной суспензией металлических порошков. Когда высушенная стливка затвердеет, ее прессуют и подвергают термообработке. При температуре 1100° С армированный сплав имеет прочность до 1800 кг/см2 — он вчетверо прочнее никелевых сплавов. «Metals Engineering» (США). 1968, № 7 А СТОЧНЫХ ВОД НЕТ! Лесохимические заводы наносят колоссальный ущерб природе. Чтобы обеспечить их сырьем, вырубают целые леса. Но дело не только в этом (на вырубках вырастают новые деревья): отходы лесохимии — тысячи кубометров растворов солей, щелочей, кислот— уничтожают все живое в окружающих водоемах. Для нейтрализации сточных вод нужны тонны дорогих реактивов и сложные очистительные сооружения. На одном из шведских лесохимических предприятий в течение 87 нескольких лет испытывали установку, предназначенную для регенерации отработанного после варки полуцеллюлозы щелока. Жидкость нагревают отходящими топочными газами и упаривают в специальных аппаратах. После этого концентрированный щелок плавят в печи. Полученный плав представляет собой смесь карбоната и сульфида натрия. Его подвергают специальной обработке, в результате которой получаются элементарная сера, сульфит и бисульфит натрия. А сточных вод на выходе установки практически нет. «Pulp and Paper» (США), 1969, № 1 НОВЫЙ МЕТОД ПОЛУЧЕНИЯ ХЛОРА В США разработан метод получения хлора путем двухступенчатого окисления хлористого водорода (НС1) в хлор и воду в присутствии окислов азота и серной кислоты. Этот метод позволяет использовать НС1, образующийся при хлорировании органики. Кроме того, хлор получ ается более чистым, чем при электролизе. Новый метод может найти применение в производстве винилхло- рида, дихлорэтана, фреона и других хлорсодержащих соединений. «Chemical Engineering» (США), 1969, № 10 ПЛУТОНИИ ВЫСОКОЙ ЧИСТОТЫ В Калифорнийском университете (США) разработан новый метод получения сверхчистого плутония: при электролизе расплавленной смеси загрязненного примесями плутония, поваренной соли и хлористого калия на катоде осаждается металл высокой чистоты. Сверхчистый плутоний — незаменимый источник энергии в медицинской практике, так как его уровень радиации безопасен для человека. Такой плутоний используют, например, в аппаратах «искусственное сердце». «Science News> (США), 1969, Ns\
^»»*>»»*»»*»»44*<>»«»«*»»»«»»<»>ф»><»ф»»»4»»»»*«»4»»Ф4»»»»<»»»»»»»»»ф»»*»^»»*«»»«»»»»*#»*»»»»Ф«<«»»»»»*»»»*««4»»«»»»»»»Ф»»»»ф»М*»ФФ»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»»<»»»«<»<*»М»» УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ! Когда этот номер был уже в наборе, редакция получила из Казахстана от учителя Н. Е. Собко следующее письмо: «В связи с продолжающейся подписной кампанией на периодические издания журнал «Химия и жизнь» нуждается в дополнительной рекламе. Это — крайне необходимый журнал для преподавателей химии в средних школах. На урок химии без этого журнала идти преподавателю нельзя. К сожалению, многие учителя даже не знают о существовании журнала «Химия и жизнь». Мне пришлось раздать несколько экземпляров для ознакомления...» Насколько нам известно, в неведении относительно нашего журнала находятся не только учителя, но и многие другие люди, которые могли бы с пользой и интересом читать ег.о. Разумеется, лучшей рекламой издания служит само это издание, но тому, кто не подписался на журнал, он может просто не попасться на глаза ни разу... Поэтому мы обращаемся к вам с просьбой: дать почитать наш журнал вашим соседям и товарищам. А также — ВЫРЕЗАТЬ ЭТУ СТРАНИЦУ и ВЫВЕСИТЬ ЕЕ в доме, где вы живете, или на работе. Это позволит проинформировать о «Химии и жизни» десятки тысяч наших потенциальных читателей' и подписчиков. ДО КОНЦА ПОДПИСКИ НА 1970 ГОД ОСТАЛИСЬ СЧИТАННЫЕ ДНИ. В БУДУЩЕМ ГОДУ НА СТРАНИЦАХ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНОГО ЖУРНАЛА «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» ЧИТАТЕЛИ НАЙДУТ: Новую рубрику: «НАУКА ЛЕНИНСКОЙ ЭПОХИ», — о важнейших достижениях советской химии и смежных с ней наук. Мнения ведущих советских и зарубежных ученых о важнейших проблемах современной химии, ее роли в жизни, ее завтрашнем дне. ГОТОВЯЩИЕСЯ К ПОСТУПЛЕНИЮ В ВЫСШИЕ УЧЕБНЫЕ ЗАВЕДЕНИЯ получат задачи, опыты и другой материал, необходимый для подготовки к экзаменам. ЛЮБИТЕЛЯМ НАУЧНОЙ ФАНТАСТИКИ приготовлена новая фантастическая повесть С. ГАНСОВСКОГО «Ван-Гог». ЛЮБИТЕЛИ ДЕТЕКТИВОВ смогут узнать о научно-технических средствах, которыми пользуются сейчас при расследовании преступлений. КАЖДЫЙ ЧИТАТЕЛЬ имеет возможность: — познакомиться с новостями мировой химической науки и техники; — узнать о химических процессах, регулирующих жизнедеятельность человека, животных и растений; —найти сведения о том, как химия помогает прогрессу сельского хозяйства, медицины, строительства и различных отраслей промышленности; - получить КВАЛИФИЦИРОВАННУЮ КОНСУЛЬТАЦИЮ по возникшим у него вопросам использования новейших химических вешеств и синтетических материалов в ПРОИЗВОДСТВЕ и БЫТУ. В журнале «Химия и жизнь» постоянно ведутся разделы: ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУНИ ЭЛЕМЕНТ Ж.. КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК СТРАНИЦЫ РАЗНЫХ МНЕНИЙ ИЗ ДАЛЬНИХ ПОЕЗДОК ФАНТАСТИКА ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ КОНСУЛЬТАЦИИ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ и многие другие. Подписка на журнал «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» принимается БЕЗ ОГРАНИЧЕНИЙ на всех подписных пунктах. Стоимость годовой подписки 3 р. 60 к. Цена одного номера — 30 коп. % Itf " ""■** л*******,**,*,»***********************,*******,**»»**** """ "' **"T*T-f ttttttttf Tttf'TTttttlTlft ttrtt и il ttttlllMMJMJ.
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК (Ответ — на стр. 96) Фото В. ЭТИНА
ВИКТОРИНА ВИКТОРИНА ЕИКТОРИНА ВИКТОРИНА ВИКТОРИНА ВИКТОРИНА НА КАКОМ ОСНОВАНИИ ОСНОВАНИЯ НАЗЫВАЮТСЯ ОСНОВАНИЯМИ? Многие химические термины имеют очень давнюю историю. Используя эти термины сейчас, мы вкладываем в них определенное научное содержание, но очень часто их первоначально использовали для обозначения совершенно иных понятий. Чтобы убе- ЦИКЛОН ЧУДЕС (ОТВЕТ НА ВОПРОС ПРЕДЫДУЩЕГО НОМЕРА) Как вы помните, во время нашествия фантастического циклона происходили странные вещи: вода замерзала, когда в ней растворяли поваренную соль, деревья засыхали, хотя в воде не было недостатка, пресная вода не вызывала рези в открытых глазах, а насыщенный солью раствор закипал быстрее, чем чистая вода... Все эти непохожие друг на друга явления происходили потому, что всего лишь один-единственный закон природы — так называемый закон Рауля — начал действовать «наоборот». Закон Рауля говорит о том, что чем выше молекулярная концентрация раствора (то есть чем больше молекул растворенного вещества содержится в единице объема раствора), тем меньше давление насыщен- диться в этом, попробуйте ответить на вопрос, вынесенный в заголовок: на каком основании основания называются основаниями? ного пара растворителя, находящегося с этим раствором в равновесии. Так происходит потому, что чем больше концентрация растворенного вещества, тем, соответственно, меньше концентрация самого растворителя, а она связана с давлением насыщенного пара прямой пропорциональной зависимостью. Какие следствия вытекают из этого закона? Когда вода замерзает, то давление насыщенного пара над жидкой и твердой фазами должно быть одинаковым, -только в этом случае фазы могут находиться в равновесии друг с другом. Но если кристаллы льда выделяются из раствора, v которого давление насыщенного пара меньше, чем у чистой воды, то равновесие наступает уже 90
при температуре ниже нуля, когда давление насыщенного пара надо льдом тоже меньше. Это значит, что раствор будет замерзать при более низкой температуре, чем температура замерзания чистого растворителя. Потому-то и тает лед, посыпанный солью. Действием закона Рауля объясняется и другое явление — так называемый осмос. Поскольку давление насыщенного пара над раствором меньше, чем над чистым растворителем, то это значит, что молекулы растворителя покидают раствор с большим трудом. Поэтому если раствор и чистый растворитель привести в соприкосновение, разделив их перепонкой, через которую могут проникнуть только молекулы растворителя, то эти молекулы будут преимущественно переходить в раствор, и он будет раз; бавляться. Этот процесс будет идти до тех пор, пока уровень раствора не повысится настолько, что избыточное гидростатическое давление преодолеет стремление молекул растворителя проникнуть через перепонку. Это давление носит название осмотического; оно возникает и в том случае, если сосуд с раствором замкнут, как, например, клетки растений и животных. Именно благодаря осмотическому давлению растения впитывают воду, а ткани глаза, соприкасаясь с пресной водой, растягиваются и вызывают болезненное ощущение. Наконец, закон Рауля говорит о том, что раствор должен закипать при более высокой температуре, чем чистый растворитель: ведь кипение начинается после того, как давление насыщенного пара становится равным атмосферному, а для этого раствор нужно нагреть до более высокой температуры. ...Как уже говорилось, осмос играет весьма важную роль в процессах жизнедеятельности. Поэтому если бы все и в самом деле происходило, как в рассказе, то все живое вскоре бы погибло. Но этого можно не опасаться: ничто на свете не может заставить растворенное вещество повышать концентрацию растворителя, как, скажеАм, нельзя рассчитывать на то, что, сходив в магазин и сделав покупки, вы обнаружите у себя в кармане больше денег, чем взяли с собой. ЭЛЕМЕНТЫ В КЛЕТКАХ ЩИ <\л |Л \л и и mm u u Переставьте находящиеся в клетках буквы таким образом, чтобы получились названия трех химических элементов. (Ответ — на стр. 95) ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ? ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ «НЕТИПИЧНЫЕ» ЗАДАЧИ Обычно задачи составляют с таким расчетом, чтобы проверить, знает ли учащийся тот или иной раздел химии. Задачи подобного рода можно легко рассортировать по «типам» и, раз и навсегда научившись решать такие «типовые» примеры, больше не утруждать себя особыми размышлениями в каждом конкретном случае. Но недаром говорят, что не существует правил без исключений: так и задача, внешне относящаяся к совершенно определенному «типу», может в действительности потребовать глубоких знаний по всему курсу химии. В качестве примера мы приводим две такие «нетипичные» задачи; они составлены студентом химфака МГУ В. ИСТОМИНЫМ. ЗАДАЧА 1 Какой объем водорода (условия нормальные) выделится при взаимодействии 108 граммов металлического серебра с избытком концентрированной йодистоводородной кислоты? ЗАДАЧА 2 Сколько получится калия при нагревании 74,5 грамма хлористого калия с избытком металлического натрия? (Ответы — на стр. 95} 91
СЕМЬ ОПЫТОВ С «СУХИМ ПОЧЕМУ ВИЗЖИТ КАСТРЮЛЯ? Химики, как и все люди, не отказывают себе в удовольствии иногда подшутить друг над другом. Но поскольку они все же химики, то и шутки у них получаются не обычные, а химические. Скажем, возьмет химик небольшой кусочек «сухого льда» и незаметно положит его своему соседу по лаборатории под кастрюлю с холодной водой (в лаборатории кастрюля с холодной водой — это не просто кнстрюля с холодной водой, а «водяная баня», и служит она для охлаждения колбы, в которой идет реакция); если кастрюля стоит на столе, выложенном кафельными плитками, то спустя мгновенье раздается отчаянный душераздирающий визг, от которого по спине бегут мурашки. Сосед подпрыгивает чуть не до потолка и начинает лихорадочно искать источник невыносимого звука. А вы посмеиваетесь. Только не сердитесь, если другой раз завизжит ваша кастрюля... «Сухой лед» — это твердая углекислота. Она замечательна тем, что при обычном атмосферном давлении не плавится, а сразу превращается в пар, возгоняется. Кусок «сухого льда», зажатый между кафелем и дном тяжелой кастрюли, испаряется и слегка приподымает кастрюлю. Но тут же давление падает, и кастрюля опускается. После этого давление снова возрастает, кастрюля опять подпрыгивает, и так происходит много-много раз в секунду. Возникают колебания звуковой частоты, усиливаемые кастрюлей-резонатором. Теперь понятно, почему кастрюля должна стоять на кафеле и в ней должна быть вода: на мягкой поверхности кастрюля не будет резонировать (попробуйте-ка позвонить зажатым в руке колокольчиком!), а если в ней нет воды, то, во-первых, давление на лед будет незначительным и, во-вторых, в месте контакта с кусочком «сухого льда» кастрюля быстро охладится и углекислота перестанет испаряться. «Сухой лед» — доступное вещество -(его можно выпросить у любого продавца мороженого), и поэтому с его помощью даже дома можно сделать несколько простых и интересных опытов. 92
ДЫМ БЕЗ ОГНЯ Обычно «дым без огня» делают так. Берут два стакана; один из них смачивают концентрированной соляной кислотой, а другой— концентрированным раствором аммиака («нашатырным спиртом»). Затем один стакан накрывают другим — и все внутреннее пространство тотчас же заполняется густым белым дымом образовавшегося хлористого аммония. Но «дым без огня» можно сделать и по-другому, гораздо проще. Налейте в стакан воды и бросьте туда кусочек «сухого льда». Вода тотчас же забурлит, и из стакана повалит густой белый «дым». Конечно, это не дым, а просто туман: «сухой лед» сильно охлаждает пары воды, и они конденсируются. ПАРЯЩИЕ ПУЗЫРИ В высокую кастрюлю бросьте несколько кусочков «сухого льда» и дайте им испариться. После этого выдуйте мыльный пузырь и стряхните его в кастрюлю: пузырь повиснет, не достигнув дна, или же будет парить у самого края кастрюли, опираясь на слой невидимого углекислого газа. Этот опыт можно сделать иначе. Вы знаете, что обычно мыльный пузырь медленно опускается вниз. А попробуйте с помощью длинной соломинки выдуть его у самого дна кастрюли, наполненной углекислым газом. Пузырь стремительно взмоет вверх, как будто его наполнили водородом. Ведь если углекислый газ тяжелее воздуха, то, значит, воздух легче углекислого газа. СДЕЛАЙТЕ «ГАЗИРОВКУ» САМИ Если попробовать на вкус воду, в которой плавал кусочек «сухого льда», то вы ощутите кислый привкус — в ней растворился углекислый газ и, соединившись с водой, дал непрочную угольную кислоту. При атмосферном давлении углекислый газ растворяется в воде довольно слабо, но если давление повысить, то его растворимость сильно возрастет. Так, собственно, и делают «газировку», которую все вы, конечно, очень любите. «Газировку» можете сделать и вы сами. Возьмите бутылку из-под шампанского, наполните ее на две трети водой, бросьте туда два-три кусочка «сухого льда» размером с горошину, закройте полиэтиленовой пробкой и, придерживая пробку пальцем, встряхивайте бутылку, пока весь лед не испарится. После этого отпустите пробку, она с громким звуком вылетит из горлышка, как будто вы распечатали всамделишнее шампанское. «Газировка» готова. Правда, пить ее не стоит: «сухой лед» содержит небольшую примесь сернистого газа. (Кстати, еще раз: бутылка должна быть непременно из-под шампанского, потому что только она может выдержать повышенное давление, а «сухого льда» нужно брать совсем немного. На всякий случай обязательно заверните бутылку в полотенце — если она вдруг и лопнет, то несчастья не произойдет. Не стесняйтесь принять эту маленькую меру предосторожности: химики никогда ею не пренебрегают.) ЧТО ПОДДЕРЖИВАЕТ ГОРЕНИЕ Возьмите высокую кастрюлю, наполненную углекислым газом, и опустите в нее горящую лучинку. Лучинка тотчас же погаснет, потому что углекислый газ не поддерживает горения. Но абсолютно ли верно такое утверждение? Возьмите ленточку магния, привяжите ее к какой-нибудь палочке, подожгите и опустите в кастрюлю, где только что погасла лучинка. И что же? Магний будет продолжать гореть! Как же так получается? Почему горит магний? Секрет прост. Магний — активный металл, и при горении развивает высокую температуру. Поэтому он просто-напросто отнимает кислород от углекислого газа: 2Mg 4- СО, = 2MgO + С. АНТАРКТИДА НА СТОЛЕ Вы знаете, что «сухой лед» жжется. Конечно, не потому что он очень горячий, а по- 93
тому что очень холодный — примерно минус 78° С. Такой холод на Земле встречается только в Антарктиде. Но что-нибудь быстро и сильно охладить с помощью «сухого льда» нелегко: теплообмен тут идет в основном с помощью излучения, а не конвекции. Но если поместить «сухой лед» в какую-нибудь жидкость, не замерзающую при низкой температуре, то она очень сильно охладится и будет быстро охлаждать погруженные в нее предметы. R качестве такой жидкости обычно используют ацетон (его можно купить в хозяйственном магазине). Налейте его в кружку (помните — подальше от огня!) и маленькими кусочками бросайте туда «сухой лед». Сначала ацетон бутет сильно «вскипать» от каждого нового кусочка (если кастрюлю наполнить «сухим льдом» и налить туда ацетон, то его оттуда сразу же выбросит: именно поэтому и нужно кидать «сухой лед» в аиетон, а не наоборот). Затем «вскипание» будет все более и более слабым, а кастрюля начнет покрываться инеем. Теперь в нашей кастрюле царит антарктический холод. Опустите в нее кусочек эластичного резинового шланга — через десяток секунд он замерзнет настолько, что станет твердым и хрупким, и его можно будет разбить молотком. Так же изменяются и свойства многих других материалов. Представляете себе, как трудно работать на Южном полюсе? ЧТО ВЗОРВАЛОСЬ? А в заключение не могу удержаться от того, чтобы не рассказать, как с помощью «сухого льна» можно сделать взрыв — очень громкий, но совершенно безопасный. Возьмите кусочек резинового шланга длиной сантиметров в десять, один его конец подверните и плотно зажмите лабораторным зажимом. С другого конца насыпьте в шланг немного мелкоизмельчеиного «сухого льда», а затем быстро подверните и зажмите и этот конец. «Бомба» готова — примерно через минуту шланг раздуется и с оглушительным звуком лопнет. Одно из любимых развлечений студентов-химиков заключается в том, чтобы, сделав такую «бомбу», незаметно подбросить ее на стол соседу. М. БАТАРЦЕВ Рисунки С. ДОНСКОЙ
ОТВЕТЫ НА ЗАДАЧИ (См. стр. 91) ЗАДАЧА t На самый первый взгляд эта задача кажется предельно примитивной. Ведь она решается просто «в уме»: серебро — одновалентный металл, и, следовательно, его грамм- эквивалент равен атомному весу, то есть 108 граммам, или количеству, взятому по условию задачи; это количество вытеснит из кислоты эквивалентное количество водорода, то есть 11,2 литра. Но такой ответ может дать либо учащийся, вовсе малоискушенный в химии, либо ее большой знаток. И вот почему. Каждый, кто помнит ряд напряжений металлов и внимательно прочитал условия задачи, почти непременно воскликнет: «Да ведь эту задачу невозможно решить! Ведь серебро находится в ряду напряжений за водородом и поэтому не может его вытеснять из кислоты!». Что ж, в известной мере этот учащийся будет прав; но все же не вполне. Тонкий порошок металлического серебра энергично реагирует с концентрированной йодистово- дородной кислотой, причем выделяется эквивалентное количество водорода: 2Ag + 2HJ - 2AgJ + Ня t. В чем же тут дело? Если металл погрузить в кислоту, то установится вот такое равновесие: 2М Ч- 2Н+ ^ 2М+ + Н2. Те металлы, для которых это равновесие сдвинуто вправо, обычно вытесняют водород, а те, для которых оно сильно сдвинуто влево, водорода не вытесняют. Условия этой реакции можно изменить таким образом, что равновесие сместится в нужную нам сторону. В частности, равновесие можно сдвинуть вправо и для металла, стоящего в ряду напряжений после водорода. Для этого нужно, например, подобрать кислоту, которая связывала бы ионы металла, образуя труднорастворимое или слабодиссоциирующее соединение. Это и происходит при реакции Ag и HJ: 2Ag + 2Н+ ^ 2Ag+ + Ня, Ag+ + J- ^ AgJ, AgJ-fJ-^[AgJ2]-. Два последних равновесия сильно сдвинуты вправо, и поэтому серебро и растворяется в йодистоводородной кислоте с выделением водорода. По этой же причине серебро и медь реагируют с сероводородом: образующиеся сульфиды чрезвычайно слабо растворимы. ЗАДАЧА 2 В обычных условиях калий, в соответствии с рядом напряжений, активнее натрия, и поэтому можно было бы ожидать, что реакция получения калия, указанная в условии задачи, не пойдет. Но ряд напряжений составлен при обычной комнатной температуре, а взаимодействие хлористого калия с натрием проводят при нагревании, когда температура значительно выше комнатной. В этих условиях положение металла в ряду напряжений может, вообще говоря, существенно измениться. Но в нашем случае реакция идет по другой причине. Даже если считать, что и при повышенной температуре калий активнее натрия, равновесие КС1 + Na ;=г К Ч-NaCl смещено не влево, а вправо, поскольку калий летучее натрия. Теперь можно решить задачу: калия выделится эквивалентное количество, то есть 39 граммов. Заметим, что хорошими методами получения цезия и рубидия служат реакции: t° 2RbCl -f Ca = СаС1а + 2Rb f t° 2CsCl + Ca = CaCl2 + 2Cs t, хотя рубидий и цезий намного активнее кальция. Элементы в клетках (См. стр. 91) 95 uiiaiHmiaiHflmia |л щи tT
Что это такое? (См. стр. \ Это деталь вакуумной установки, называемая «ловушкой»; но ловит она, конечно, не мышей и не мух, а молекулы веществ, мешающих создать глубокое разрежение. Внутрь ловушки налит жидкий азот, температура которого около двухсот градусов ниже нуля: к такой холодной поверхности молекулы буквально примерзают и уже не могут попасть в установку. А когда работа заканчивается и установка согревается до комнатной температуры, вся грязь собирается внизу, и ее можно слить через кран и выбросить. НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР НАУЧНЫЙ ФОЛЬКЛОР НОВЫЙ МЕТОД ХРОМАТОГРАФИИ Хроматография «на поверхностях» (тонкослойная и бумажная), при которой состав веществ определяется по положению, величине и структуре пятна, получает все более широкое распространение, вытесняя другие традиционные методы анализа. Однако, обладая многими достоинствами, этот способ хроматографии, тем не менее, не лишен и недостатков: процедура нанесения и закрепления слоя адсорбента довольно трудоемка, сами адсорбенты (си- ликагель, специальная бумага) дефицитны, кроме того, для идентификации веществ требуются реактивы, дающие цветные реакции с компонентами разделяемой смеси («обнаружение»). Нами разработан новый экспресс-метод анализа сложных смесей органических веществ, при котором в качестве разделяющего агента используются брюки. Хроматография на брюках может с успехом применяться для исследования пищевых продуктов, красителей, чернил, мазутов, смол, красных вин и пр. В качестве примера приводится методика определения жирности куриного бульона. Ложка анализируемого бульона осторожно выливается иа брюки, сшитые нз тонкой светлой шерсти высшего качества (желательно новые). Образующееся пятно состоит из двух концентрических кругов: темный внутренний круг — из жира и светлый внешний — из воды. Содержание жира определяется измерением площади этих кругов. Если фракции исследуемого вещества (в данном случае бульона) разделились недостаточно четко, рекомендуется срочно обработать сырые пятна любым патентованным пятновыводителем, а при его отсутствии — бензином, эфиром, ацетоном или другими подручными средствами. Это будет способствовать получению достаточно обширной и четкой хро- матограммы. Описываемый эксперимент продолжается несколько секунд (в крайнем случае минут), осмысливание и обсуждение результатов — несколько дольше. Для определения жирности сливочного масла рекомендуется несколько измененная методика. Образец масла в количестве 5—8 г помещается на заранее избранную поверхность (деревянную, кожаную и т. д.), и после этого экспериментатору остается только сесть на нее. Эта модификация несколько сложна, так как для определения количестве, размера и положения пятен приходится прибегать к помощи ассистента. В проявлении пятен нет необходимости, поскольку они прекрасно видны даже после тщательной, квалифицированно проведенной чистки. При всей своей простоте новый метод хроматографии весьма несложен: он с успехом выполняется даже самыми неопытными лаборантами. Его можно использовать также и в домашних условиях. Но главное достоинство нового способа — распространенность и доступность адсорбирующего материала, поскольку в наши дни брюки всегда имеются в распоряжении экспериментаторов как мужского, так и женского пола. Кроме того, чрезвычайно важно указать, что в равной мере с брюками для хроматографии могут использоваться и юбки (если они имеют разумную длину). Таким образом, разработанный нами метод является универсальным. Трудно пока предвидеть все возможные области его применения. Настоящая работа является лишь первым скромным вкладом в создание этого нового инструмента химического исследования. Кандидат технических наук В. С. ФАЙНБЕРГ
подсолнечное экспериментатор W Wnuutlltihll] ifiki|iibiiiiaiii|||ffirilf/Jfllt(fl(frf ЙУЛЬОИи куриный uiiiiifH///intfi(friHlf1lllH"<llUiM>IH^TJj^fr^^ff^1 [имл^^тим'^^ш^л^ :раснов 1^ГТЛ1Ггттттгл777777777^ масло сливочн< )) С5? w ч8*1 ^ 'анйлизи- eejlue|£Jg& ЕЕ /'■-*'{'<{«< табУРетюзК краоси iff масляные *^бензин-* ШМШШШШ г*я$№щ в
Издательство «Наука» Цена 30 коп. Индекс 71050 ЧЬЯ КЛЮШКА КРЕПЧЕ? Хоккейным статистикам извеегш многое сколько шайб забито ви всех чемпионатах страны и имена 1.амых метких снайперов, сколько весит самый тяжелый защитник и самый легкий нападающий. средний возраст чемпионов за всю историю нашего хоккея и счет самого результативного матча, кто забил первую шайбу в первом чемпионате страны и автор последнего гола, последнего первен- ства... Словом, можно было бы сказать, что статистике известно о хоккее все... если бы не одно обстоятельство: ни один специалист не назовет точное число слопанных клюшек ни за всю историю хоккея, ни за один чемпионат, ни за одну игру. Сломанные клюшки не считают. Так же, как не считают шайбы, не забитые в ворота соперников из-за поломки главного «рабочего инструмента» хоккеиста. Да и как их сосчитать, если болельщики устраивают настоящие битвы за каждый обломок-су ее ни pf Наверное, чтобы восполнить этот пробел, статистики могли бы поднять годовые отчеты завхозов комано Но этого никто до сих пор не делал — то. ли считали сломанные клюшки делом второстепенным, то ли просто не было доступа к этим документам. Между тем прочность хоккейной клюшки показатель, не менее * важный для игры, чем скорости бега на коньках и умение вести силовую борьбу. «...Тренеры сборной, сообщая и победах, с тревогой повторяли, что клюшки ломаются, как спички, и к финальным матчам играть будет попросту нечем. И приходилось специальными самолетами подбрасывать нашим ребята и урупкую продукцию. .» Это от pin вок из ( татьи «И:, чего сделай хоккей», опубликованной в наии ,.. журнале два года назад A96?< № 1). В ней было рассказано о том, как делают хоккейные клиники, что предпринимают комтрук- горы и технологи для того, чтобы меч» хоккеиста был прочным. А кончалась статья такими словами: «Но как бы ни были хороши современные клюшки, они все же ломаются. Поэтому приходится ставить новые эксперимен- гы — менять конструкцию клюшки, укреплять ручку и крюк стеклопластиком, покрывать клюшки водостойкими лаками. И клюшка образца 1968 года будет лучше своей предшественницы»! Так в от, чт об ы клюшка образца 1970 года также «была лучше своей пред- \ ш е ст в е н ни ц ы», редакция "журнала «Химия и жизнь» учредила специальный приз предприятию спортивного инвентаря, которое выпустит для участников первенства СССР 19 6 9J7 0 года самую ле г- к у /о, самую красивую и, конечно же, самую прочную клюшку. Кому вручить этот приз и специальную грамоту, решит авторитетное жюри, в которое, кроме представителей редакции, войдут заслуженные мастера спорта СССР В. Зингер, В. Давыдов, А. Рагу лип, Б. Михайлов, А. Фир- сов и В. Старшинов, то есть те, кому приходится испытывать качество спортивного инвентаря в деле. Приз называется «Железная клюшка». Это действительно самая настоящая хоккейная клюшка в натуральную величину. И хотя называется она железной, сделан приз из особо прочной инструментальной стали. Железной клюшкой в хоккей играть нельзя: наш приз весит больше десяти килограммов, а такой «меч» не по руке даже дюжим защитникам. Впрочем, ведь эта клюшка не для игры. Это своего рода эталон прочности спортивного инвентаря, идеал, к которому должны стремиться конструкторы и технологи. ^ Итак: ч:>я клюшка крепче?