Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
и
1979


%
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР Иадаатса с 1965 года Nt 11 НОЯбрЬ 1979 Экономика, производство Обзоры А почему бы и нет* Размышления Репортаж Вещи и вещвстьв Живые лаборатории • Из старых журналов Литературные, границы Г. Л. Аврех, Е. П. Щукин. УХОДЯ, ГАСИТЕ СВЕТ, ИЛИ ПОИСКИ СТИМУЛОВ К УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ О. В. Михайлов. ОКТАЭДР М. Ю. Корнилов. МОЛЕКУЛЫ-СИМПЛЕКСЫ, ИЛИ ЗАГАДКА АЛКАГЕСТА В. П. Скулачев. ПРОТОННЫЙ ЦИКЛ (окончание) А. Н. Лук. КОМУ ПИСАТЬ СОНЕТ ПЕТРАРКИ? А. ИОРДАНСКИЙ. ВОКРУГ КОРРОЗИИ А. П. Марьин. ХИТИН Н. Алкеев. ХВОЯ — НЕ ОТХОД Л. Завадская. СТАРИННЫЕ ИЗРАЗЦЫ И КЕРАМИЧЕСКАЯ ПЛИТКА Е. Н. Глазков. ДМИТРОВСКИЕ «ХИМИКИ» В. Харченко. СЛЕЗЫ МОЛЛЮСКА Б. Симкин. ШЕЛКОВИЦА Я. Мор д ков и ч, И. Александрова. ГАЗОВАЯ ЗАЩИТА В. Гельгор. БОЧКА КАК БОЧКА- НАУКА ОБРАЗЦА 1837 ГОДА К. Булычев. ПОХИЩЕНИЕ ЧАРОДЕЯ (продолжение) 2 10 16 18 34 38 41 46 50 53 55 58 61 66 80 82 НА ОБЛОЖКЕ изображение печного изразца первой половины XIX в., к статье «Старинные изразцы и керамическая плитка». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦГ ОБЛОЖКИ -картина Клода Моне «Банка с персиками»; в банке явно персиковый компот, а свежие персики рядом; возможно, художник хотел этим показать, что консервирование ничуть их не портит. Потому картина и выбрана для иллюстрации статьи «Газовая защита»: о различных способах хранения фруктов и тому подобной придукц ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КОНСУЛЬТАЦИИ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИНФОРМАЦИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА ни. 48, 60 70 72 78 79 94 94 96
Экономика, производство Уходя, гасите свет, или поиски стимулов к утилизации отходов В Постановлении ЦК КПСС и Совета Министров СССР «Об улучшении планирования и усилении воздействия хозяйственного механизма на повышение эффективности производства и качества работы» намечена программа дальнейшего совершенствования планового руководства социалистической экономикой, развития демократических начал в управлении производством. Экономические рычаги и стимулы должны еще сильнее воздействовать на все звенья народного хозяйства. Они бесспорно могут стать действенным средством и в решении важнейшей 'экологической и народнохозяйственной задачи — утилизации отходов производства, вовлечении их в поток материальных ресурсов нашей страны. Забота о сырье — постоянный спутник химической промышленности; и сегодня, пожалуй, правильнее говорить о резком обострении сырьевых и энергетических проблем, чем об их возникновении. У каждого времени свои сырьевые и энергетические проблемы, свои суждения об ограниченности природных ресурсов. В конце XVI века вырубка леса, промышленная добыча древесины на топливо достигла на Британских островах угрожающих масштабов — еще немного и Англия осталась бы без лесов. Теперь можно сказать, что это был первый в истории человечества энергетический кризис. Как известно, выйти из него удалось благодаря каменному углю. Добыча угля в Англии развивалась стремительно, хотя и сталкивалась с различными трудностями. Об одной из них, казавшейся в ту пору непреодолимой, написано в трактате XVII века: «Много хороших угольных копей теперь не имеют никакой цены... вследствие больших количеств воды, которая обыкновенно находится в пустотах земли и выкачка которой чрезвычайно дорога, так что много людей нередко терпели крушение на этих предприятиях. Все технические усовершенствования для выкачки этой воды в конце концов выкачивали только их карманы». Проблему откачки воды из угольных копей решила паровая машина — в старинном патенте прямо указывается на ее «великую пользу и выгоду для откачки шахт». Сегодня в весьма корректных современных выражениях много рассуждают о высоких издержках добычи нефти с морских глубин. Но хочется верить, что в обозримом будущем появится нечто, «отличающееся тем, что» позволит рентабельно извлекать нефть со дна, например, Марианского желоба...
Современная химия в огромных количествах потребляет нефть и природный газ, ресурсы которых невосполнимы,— они, как шагреневая кожа, сжимаются по мере выполнения желаний человечества. Многочисленные обзоры, где точно указываются сроки, когда на Земле исчезнут нефть, природный газ и даже уголь, создали особый тревожный фон развитию химической промышленности. В прогнозах начала века полное истощение доступных запасов нефти предсказывалось к середине нашего столетия. Средства, предлагавшиеся тогда для отдаления этой печальной перспективы, будто списаны с сегодняшних научно- технических журналов. Одно из них — углубленная переработка нефти для увеличения выпуска бензина. Десятилетиями технология нефтепереработки совершенствовалась именно в этом направлении. Бензин из угля, широкое использование горючих сланцев—«тоже идеи начала века, порожденные тревожными прогнозами тех времен. А замена бензина в карбюраторных двигателях на этиловый спирт? В двадцатые годы, когда мировой автомобильный парк перевалил за 10 миллионов машин, на Кубе наладили выпуск «моторного спирта»; его рецепт: на 100 галлонов алкоголя — 5 галлонов эфира, 2 галлона бензина, 1 галлон пиридина... О том, что каменный уголь дорожает, что запасы его истощаются и необходимо соблюдать величайшую экономию в его расходовании, тоже не раз говорилось задолго до рождения термина «энергетический кризис». И тут же предлагались знакомые нам по последним современным публикациям меры экономии — коксование угля с полной утилизацией всех побочных продуктов, брикетирование, использование низкосортных углей, газификация, сжигание пылевидного топлива. Воистину ничто не ново! И реальные сегодняшние, и упорно предсказываемые сырьевые трудности сформировали характер химической технологии — стремление к максимальной селективности, избирательности, целенаправленности процессов. Чтобы достичь этой цели, необходимо безжалостно подавлять побочные реакции, приближать расходные нормы сырья в промышленности к стехиометрическим. При этом сырье экономится прямо и косвенно — благодаря уменьшению энергетических затрат на разделение продуктов. В конце концов, чем ниже избирательность процесса, тем разнообразнее побочные продукты и отходы, тем больше их объем, а следовательно, и расход энергии на выделение целевого продукта. Но энергию получают из того же сырья— из нефти и природного газа. Увы, побочные продукты получались и продолжают получаться; на практике полная селективность практически недостижима даже в случае применения самых лучших, самых последних катализаторов. Поэтому извечная борьба за экономию сырья выносится за рамки основной технологии — в область комплексной переработки и утилизации отходов. Вряд ли стоит доказывать, что отходы нужно утилизировать, эффективно использовать. Настоятельчая необходимость утилизации диктуется и экологическими, и экономическими причинами. Это азбучная истина. Но, увы, она относится к числу тех истин, бесчисленное повторение которых ничего по сути дела не меняет. Курить — здоровью вредить. Но отказываются от пагубной привычки лишь перед лицом реальной, сиюминутной угрозы. Пока курильщик чувствует себя вполне сносно, его не смутишь самой страшной медицинской статистикой. Вряд ли кто оспорит разумность призыва: уходя, гасите счет! Но пока экономическая санкция за непогашенный свет остается копеечной, рассчитывать на эффективность призыва не приходится. Как тут не вспомнить трагическую судьбу Васисуалия Лоханкина... Однако вернемся к отходам производства и посмотрим, существуют ли сегодня сколько-нибудь основательные стимулы, серьезные экономические основания для утилизации. Ограниченность ресурсов нефти и газа оказывает прямое воздействие на рост затрат в добывающих отраслях. Уровни же селективности и комплексности процессов, с одной стороны, и цены сырья — с другой, оказываются тесно связанными величинами. Эту связь выражает простая формула: Р,К|— С> Р. Из единицы сырья, приобретаемого по цене Р, вырабатывается i продуктов — целевой, побочные, отходы. Затраты на это производство равны С. Важно заметить, что сегодня довольно весомой их частью стали расходы, связанные с забором, очисткой и подготовкой воды и воздуха. Если же вода и воздух служат не вспомогательными материалами (используемыми, например, для охлаждения), а сырьем (как воздух в синтезе аммиака), то эти расходы, естественно, входят в Р. 4
Каждый i-й продукт реализуется по цене Р,. Если некий продукт (например, отход) не имеет сбыта, то Р; = 0. Величина Kj —выход или объем производства i-ro продукта из единицы сырья — характеризует селективность химической технологии по отношению к тому или иному продукту. Левая часть формулы — разница между суммой, получаемой от реализации продуктов, и затратами на их получение. Она должна быть по крайней мере равна цене сырья. В противном случае технология просто убыточна. Понятно, что более высокая цена на сырье требует и больших значений Kj при неизменных ценах на продукты и затратах, иначе не удастся сохранить равновесие безубыточности. Между тем сумма всех К,—величина постоянная, так как масса продукции не может быть больше массы поступившего сырья. Следовательно, при росте цен на сырье речь может идти только об изменении структуры получаемых продуктов. Эта структура в принципе может изменяться в двух направлениях. Первое — увеличение производства целевого продукта благодаря снижению выхода побочной продукции и отходов. Второе — увеличение числа продуктов. В первом случае принято говорить о повышении селективности технологии, во втором — об углублении комплексности процесса, разумеется, при условии, что новые продукты не выливаются в реки, не выбрасываются в трубу, а утилизируются, то есть имеют цену больше нуля. Удорожание сырья стимулирует развитие технологии и в том и в другом случаях. Но в первом случае экономия сырья достигается в пределах существующей технологии, а во втором — вне ее, потому что переработка отходов становится самостоятельной отраслью. Анализ простой формулы приводит к важному выводу. Если сырье дефицитно и его нужно беречь, оно должно достаточно дорого стоить. Тогда у потребителя возникает реальный стимул к экономии. Однако в формуле есть еще две переменные величины — Pi и С — цены продуктов и затраты на их производство. Любое изменение структуры продукции может вызвать рост затрат на переработку сырья. А целесообразность изменения структуры определяется следующим образом: дополнительные затраты сравниваются с дополнительной прибылью, которая получается при повышении селективности или, наоборот, углублении комплексности технологии. Но прибыль в свою очередь зависит от Pi — цен продуктов. Связи, таким образом, усложняются. По какой цене реализуются отходы? Вот в чем вопрос. У целевых химических продуктов обычно несколько областей применения, у отходов тоже. Диапазон их использования — от уничтожения с соблюдением всех необходимых для защиты окружающей среды мер до применения в какой-то товарной форме. В последнем случае, как правило, отход производства после определенной переработки заменяет некую «полноценную» химическую продукцию, полученную в другом производстве. Цена отходов производства должна гарантировать одинаковые затраты на применение их самих и продуктов, ими заменяемых. Тогда потребителю будет абсолютно безразлично, что использовать. Если заменитель по каким-то свойствам все же несколько хуже заменяемого вещества, это должно быть зафиксировано в цене — заменитель дешевле. Разумеется, побочный, ненужный производителю продукт может приглянуться сразу нескольким потребителям, и для каждого из них можно точно рассчитать цену «безразличия» — когда при замене старого на новое потребитель по меньшей мере ничего не потеряет. Цены эти будут разными, но каждое вещество из числа отходов должно продаваться по какой-то единой цене. Это понятно: простенькой шариковой ручкой можно написать заявление в кассу взаимопомощи, а можно написать и роман; в обоих случаях она стоит все тот же полтинник. Но какой должна быть единая цена, устраивающая и производителей и потребителей? Все возможные применения «бросового» вещества можно ранжировать в зависимости от цены «безразличия». Например, для фенольной смолы, отхода производства фенола из изопропилбен- зола, эта последовательность такова: 1) получение фенольно-формальдегид- ных смол; 2) получение вакуум- резоль- ной смолы; 3) получение фенола и изо- пропилбензола гидрированием; 4) использование в качестве компонента котельного топлива. Разумеется, экономисты и плановики должны выводить цену для каждой области применения продукта по всем правилам ценообразования, принятым в нашей экономике. Надо скрупулезно учитывать не только затраты на его производство, но и эффект применения. Если, например, бросовая смола заме- • 5
нит обычное котельное топливо, она должна быть не дороже его. Иначе кому нужны хлопоты, связанные с заменой? Но если ее потребуется меньше, чем традиционных тяжелых нефтяных фракций, и, грубо говоря, гореть она будет лучше, цену на смолу надо будет повысить. К сожалению, еще нередки случаи, когда об этом забывают, не учитывают эффект применения нового продукта, вовлекаемого в поток материальных ресурсов. И тогда цена как стимул использования нового вещества в народном хозяйстве во многом теряет свое значение. Понятно, что каждой области применения отвечает не только некоторый уровень цены, но и необходимое количество продукта в натуральном выражении. Дешевле всего фенольная смола, используемая в качестве котельного топлива. При такой цене во всех других областях применения смола выгодно заменит другие продукты. Следовательно, в этом случае общая потребность в ней составит сумму потребностей всех четырех потребителей. Предположим, однако, что по каким-то причинам цена на смолу повысилась, причем экономический эффект достигается лишь в производстве фенольно-фор- мальдегидных смол. Тогда по новой, высокой цене можно будет реализовать значительно меньше фенольной смолы — в ней будет нуждаться только первый в списке потребитель. Вот он — экономический механизм успешного сбыта отходов: чем ниже це- • на, тем выше эффект применения, тем большее количество отходов удастся реализовать. Если при выполнении плана по целевой продукции образуется 10 тысяч тонн отходов, следует установить такую цену, при которой потребитель будет заинтересован использовать все 10 тысяч тонн. Когда же экономисты не учитывают эффекты применения побочных продуктов, у потребителя остается единственный способ выразить свое несогласие с неправильно установленной ценой. Единственный, но весьма действенный: предприятие отказывается использовать чужие отходы, выпрашивает у отрасли «полноценное» сырье. А можно было бы работать на отходах... Используя мощные рычаги экономического стимулирования, можно и должно превратить вчерашние отходы в так называемые вторичные материальные ресурсы, причем ресурсы немалые. Пожалуй, один из важнейших процессов современной нефтехимии — это пиролиз углеводородов с получением низших олефинов, этилена и пропилена. Мировая мощность этиленовых заводов составляет сегодня 35 миллионов тонн этилена в год. Из этилена производят полиэтилен, этиловый спирт, ацетальде- гид, окись этилена. Пропилен — сырье для производства полипропилена, ацетона, акрилонитрила, окиси пропилена, синтетического глицерина, изопропило- вого и бутилового спиртов. Вся эта продукция имеет фундаментальное значение для органического синтеза, и нет никаких оснований ожидать уменьшения потребности в низших олефинах. В последнее время все более заметным становится недовольство достигнутым в пиролизе уровнем селективности по отношению к этилену. Если подвергнуть кратковременному воздействию высокой температуры (а это и есть пиролиз) тонну бензина, получим всего лишь 300 кг этилена и 150 кг пропилена. Остальные 550 кг сырья превращаются в побочные продукты пиролиза. Многих не покидает надежда повысить селективность этиленового производства с помощью каталитического пиролиза. Однако пока что самые совершенные катализаторы не способны поднять выход этилена выше 50%. Это означает, что производство основного мономера органического синтеза в обозримом будущем сохранит свой комплексный характер—наряду с этиленом в реакторе неизбежно будут получаться побочные продукты. Следовательно, сохранится актуальность проблемы их комплексной переработки и эффективной утилизации. Иными словами, повышение эффективности пиролиза выносится за рамки основного процесса. Сегодня интенсивно решаются технические задачи, связанные с глубокой комплексной переработкой жидких отходов, которые образуются при пиролизе углеводородного сырья. В промышленных масштабах из них уже выделяют бензол, дициклопентадиен, изопрен. В некоторых странах пиролиз уже не подспорье каталитическому риформин- гу или коксохимии в производстве ароматических углеводородов, как прежде, а основной источник получения бензола. Однако из жидких отходов пиролиза можно извлекать еще нафталин, флуорен, стирол, ксилолы, дифенил. Уже сделаны экономические прикидки, и оказывается, что затраты на углубление комплексной переработки жидких отходов растут медленнее,, чем эффект использования выделяемых компонентов. Чтобы увеличить выход этилена, на со- 6
временных заводах используют весьма жесткие технологические режимы. При этом этилена получается больше, но больше выходит и ацетиленистых соединений. Их гидрируют, проще говоря, уничтожают: ацетилен превращается в этилен и этан, аллен и метилацетилен — в пропилен и пропан. Итак, сначала из насыщенных углеводородов получают ненасыщенные, а затем изрядно тратятся на обратные превращения. Это удивительно напоминает классическое переливание из пустого в порожнее. Для установок низкой и средней мощности такое решение с грехом пополам признавалось целесообразным. А на крупной этиленовой установке мощностью 300 тысяч тонн этилена в год образуется до 6 тысяч тонн побочного ацетилена; в таких масштабах «встречные перевозки» углеводородных связей уже, как говорится, не лезут ни в какие ворота. И возникает естественный интерес к выделению продукта в столь существенных количествах. Тем более, что для превращения ацетилена из отхода в важный вторичный материальный ресурс есть очень веские причины. Ацетилен — незаменимый горючий газ. А пиролизные установки как раз размещены в промышленных районах, где для сварки и резки металлов расходуются гигантские количества ацетилена, получаемого в генераторах из карбида кальция. Между тем такой газ в 5—10 раз дороже ацетилена, выделяемого из фракций пиролиза. Надо ли говорить, что в данном случае стимул к утилизации очевиден! Несколько слов об алленовой фракции. До недавнего времени аллен относился к числу лабораторных парадоксов. В промышленности он не применялся, очевидно, из-за отсутствия доступных источников получения. Сегодня такой источник есть. Во Всесоюзном научно- исследовательском институте органического синтеза разработан экономичный способ извлечения смеси аллена и ме=- тилацетилена из пропановой фракции пиролиза методом экстрактивной дистилляции. А за применением аллена (чистого и в смеси) дело, не станет. В молекуле этого вещества две двойные связи, поэтому он может служить строительным блоком для создания более сложных органических молекул. К тому же аллен — сварочный газ не хуже ацетилена. Строгое, неукоснительное выполнение первой энергетической заповеди «уходя, гасите свет!» жестко связано с тарифами на электричество. И пока мы будем лишь взывать к сознательности потребителей электроэнергии, следовать этой заповеди будут лишь от случая к случаю: когда погасят, а когда и не погасят. Меры же, принятые обитателями Вороньей слободки к упоминавшемуся уже литературному герою, вряд ли можно считать достаточно эффективными, не говоря уже о этической стороне дела. Так же обстоит дело и с утилизацией отходов производства. Без четких и очевидных экономических' стимулов отходы не превратить во вторичные материальные ресурсы. В самом общем виде некоторые подходы к такому стимулированию обозначены в этой статье. Дело за химиками, которые ищут новые области эффективного применения побочных продуктов, за экономистами, чей долг создать рациональную, стимулирующую утилизацию отходов структуру цен на сырье и «ненужные» сегодня вещества. Г. Л. АВРЕХ, кандидат экономических наук Е. П. ЩУКИН ЧТО ЧИТАТЬ ОБ УТИЛИЗАЦИИ ОТХОДОВ ПРОИЗВОДСТВА 1. В. А. А н у ч и н. Основы природопользования: теоретический аспект. М., «Мысль», 1978. 2. А. Д. Т р у с о в.' Совершенствование учета издержек производства в процес сах перера* ботки комплексного сырья. М., «Финансы», 1977. 3. А. М. Т а 6 е р и др. «Синтетические пути испопьзования побочных продуктов пиропи- за». Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, 1977, т. 22, № 1, с. 17—22. 4. А. Д. Ш а х. «Экономическая эффективность комплексного испопьзования сырья н мате- риапов». Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева, 1977, т. 22, № 2, с. 202-205. ВНИМАНИЮ РУКОВОДИТЕЛЕЙ ПРЕДПРИЯТИИ! НА СТРАНИЦАХ «ХИМИИ И ЖИЗНИ» ПРОДОЛЖАЕТ ДЕЙСТВОВАТЬ БАНК ОТХОДОВ Редакция принимает объявления о нереализованных отходах производства и потребностях предприятий во вторичном сырье. В объявлении просим указать наименование продукта, количество, краткие технические характеристики, а также реквизиты предприятия. Гаранпфуем публикацию объявлений в течение четырех месяцев со дня поступления. 7
последние известия Мю-нуклонный атом хлора Группа физиков Объединенного институт ядерных исследоваиий И МОСКОВСКОГО ^н^ чер"о-физического инстит/та *а*лк чапа в эксперименте мю- .уклонный а*ом хлора. при этом уменьшается на единицу. Значит, мю-нуклонный атом хлора можно получить, направив пучок мюонов на аргон, занимающий следующую клетку менделеевской таблицы. Инертный аргон удобен для физических экспериментов, а то обстоятельство, что в результате ядерных превращений аргон превращается в пусть видоизмененный, но все-таки хлорный атом, тоже на руку физикам. Дело в том, что атому хлора свойствен парамагнетизм, и существование мю-нуклонного атома хлора может быть обнаружено тонкими физическими методами — по прецессии его полного момента в магнитном поле. Как когда-то писал Д. И. Менделеев, «без самобытного движения немыслима ни одна доля вещества». Прецессия (от латинского praecedc* — иду впереди, предшествую)—один из видов такого «самобытного движения», существующий и в космосе, и в микромире. Главной частью экспериментальной установки была сферическая мишень A5 см в диаметре). Ее заполняли аргоном с добавкой ксенона под давлением 46 атмосфер. В этой мишени, окруженной со всех сторон счетчиками разных типов и конструкций, мюоны должны были остановиться, после чего часть их захватывалась ядрами аргона с образованием мю-нуклонного хлора. Чтобы предварительно замедлить мюоны, на их пути устанавливали полиэтиленовый фильтр. Сугубо функциональной была и добавка ксенона. Дело в том, что для формирования полностью заполненной электронной оболочки мю-нуклонного атома хлора, аргон должен был содержать инертную примесь с меньшим потенциалом ионизации, чем энергия связи последнего электрона в мю-нуклонном атоме. На эту роль и был избран ксенон. Естественно, лишь немногие атомы аргона превращались в мю-нуклон- ные атомы хлора, а последние — далеко не все удалось зарегистрировать, несмотря на то, что счет событий вела сложная электронная схема с дискриминаторами, отсекав- Атомы, у которых вокруг ядер вместо одного или нескольких электронов вращаются отрицательно заряженные мезоны, интересуют науку давно. С их помощью рассчитывают получить новую информацию о строении вещества, о природе и законах взаимодействия элементарных частиц. К мезоатомам до сих пор не совсем правильно относят и мю-нук- лонные атомы. Чтобы получить мю-нуклонный атом, нужно создать определенные условия. Еще труднее за короткое время жизни мюона B,2 • 10~6 секунды) зарегистрировать образование нового необычного атома. В этом году в Дубне впервые экспериментально наблюдали мю-нуклонный атом хлора. Исследования проводили на мезонном канале синхроциклотрона Лаборатории ядерных проблем ОИЯИ. Мюоны для исследования поставляет не только космическое излучение. В ускорителях заряженных частиц при столкновении протонов высоких энергий с ядрами, рождаются п~- и К-мезоны; распад л—-мезонов приводит к образованию мюонов и мюонных антинейтрино. Поток таких мюонов и направляют в экспериментальную установку. При захвате мюона ядром происходит процесс, аналогичный К-захвату электронов, атомный номер ядра
последние иг^еетья шими явно не те события, а на конце этой необычной «технологической линии», как и положено в подобных экспериментах, находилась ЭВМ. О том, что мю-нуклонный атом хлора образовался, судили, конечно, по косвенным признакам — по той самой прецессии полного момента в слабом поперечном магнитном поле. (Напомним, что время жизни мюонов измеряется миллионными долями секунды.) Но, так или иначе, физикам удалось поймать мю-нуклонный атом хлора и тем самым расширить список подобных атомов, наблюдавшихся экспериментально, ровно наполовину: до этого, в 1973 и 1975 гг., наблюдали лишь два мю-ну- клонных атома — фтора и водорода. В. СТАИЦО Свет и сито С помощью лазерного излучения можно избирательно управлять скоростью проникновения газов через пористые перегородки типа молекулярных сит. Методы разделения веществ возникли и начали развиваться еще в алхимические времена и теперь достигли такого совершенства, что позволяют в промышленных масштабах выделять в чистом виде отдельные изотопы элементов. Один из современных методов разделения атомов и молекул с очень близкими свойствами основан на их способности проникать через микропористые перегородки с разными скоростями; так как размеры пор соизмеримы с размерами частиц, такие перегородки (а также сами материалы, из которых они изготовлены) получили название молекулярных сит. Однако в каждом конкретном случае эффективность разделения мало меняется в зависимости от внешних условий, хотя было бы весьма замвнчиво этой эффективностью управлять. Как показала группа исследователей из Физического института АН СССР («Письма в ЖЭТФ», 1979, т. 30, № 1, с. 48), скоростью проникновения различных газов через перегородки, изготовленные из лористых материалов типа молекулярных сит, можно гибко управлять с помощью лазерного излучения. Изучалась скорость проникновения паров брома в смесях с HBr, SF6 и Аг через перегородку с размерами пор около 40 А, которую можно было облучать светом аргонового лазера (к = 5145 А) мощностью 5 Вт; перегородка состояла почти из чистого кварца и поэтому свет свободно проникал во все поры. И вот оказалось, что при включении лазера скорость продвижения паров брома заметно падает, в то время как скорость переноса других газов не изменяется. Авторы объяснили этот эффект тем, что свет с длиной волны 5145 А избирательно поглощается молекулами брома,, переводя их в возбужденное состояние, но не оказывает заметного влияния на другие молекулы. Этой энергии возбуждения лишь чуть-чуть не хватает для того, чтобы вызвать диссоциацию молекул: последняя происходит, однако, при столкновении молекул со стенками пор. При этом частицы адсорбируются поверхностью и заметно задерживаются. Разумеется, меняя длину волны (а в настоящее время существуют лазеры с перестраиваемой частотой) можно избирательно возбуждать те или иные молекулы и тем самым управлять эффективностью их разделения с помощью молекулярных сит. М. ВА1АРЦВВ ~. -*
Обзоры Октаэдр Кандидат химических наук О. В. МИХАЙЛОВ Давайте начнем с того, что нарисуем все треугольники, известные нам еще со школьной скамьи. Прежде всего, это семейство неправильных треугольников, у которых все стороны и углы разные; у таких треугольников наибольший из углов может быть острым (<90°), прямым (90°) или тупым (>90°). Остроугольными, прямоугольными и тупоугольными могут быть равнобедренные треугольники, у которых равны две стороны и два угла. А вот треугольник, у которого равны все три стороны и все три угла, может быть только один, и называется он правильным. Но в чем состоит правильность правильного треугольника? Неправильный треугольник, как ни верти, можно совместить с самим собой только одним- единственным способом — поворотом на 360°; такие геометрические фигуры называются асимметричными. Равнобедренный треугольник симметричен относительно биссектрисы угла, образованного равными сторонами,— его можно совместить с самим собой путем зерквльного отражения. А вот у правильного треугольника таких биссектрис целых три; кроме того, у него есть точка, называемая осью симметрии, при вращении вокруг которой эта геометрическая фигура трижды совмещается сама с собой за один полный оборот (рис. 1). То есть среди всех возможных треугольников правильный треугольник обладает максимально возможным числом элементов симметрии. Все эти рассуждения справедливы не только для треугольников, но и для любых плоских многоугольников: фигура, у которой равны все стороны и все углы, обладает максимально возможным числом элементов симметрии и называется правильной. А как обстоит дело в случае трехмерных фигур, называемых многогранниками? Тут несколько сложнее: многогранник имеет максимально возможное число элементов симметрии и называется правильным, если все его грани — правильные многоугольники, в каждой вершине сходится одно и то же число ребер и все многогранные углы равны между собой. ИГРА В КУБИКИ Простейший правильный многогранник — это тетраэдр, каждая из четырех грвней которого представляет собой 1 Все неправильные треугольники (а) асимметричны, равнобедренные треугольники (б) имеют одну плоскость симметрии, а правильный треугольник (в) имеет три плоскости симметрии и ось симметрии третьего порядка 10
J V 2 Октаэдр можно построить двумя способами: соединив между собой при мы ми линиями центры граней куба (а) или отложив на осях прямоугольной декартовой системы координат равные отрезки и соединив прямыми линиями их концы (б) правильный треугольник. Тетраэдриче- ская структура лежит в основе подавляющего большинства органических соединений, она характерна и для многих соединений неорганического мира — фосфатов, силикатов*. Следующий по порядку правильный многогранник — куб. Кубическую форму имеют некоторые кристаллы, примером которых могут служить кристаллы хлористого натрия, обыкновенной поваренной соли. Но в мире молекул кубическая структура почти не встречается. Зато следующий правильный многогранник — октаэдр вновь оказывается структурной основой множества веществ. Куб и октаэдр — близкие родственники. Убедиться в этом можно очень просто: соединив центры граней куба, мы получим скелет октаэдра (рис. 2). Вместе с тем то обстоятельство, что все грани октаэдра представляют собой правильные треугольники, роднит эту геометрическую фигуру с тетраэдром. Октаэдр можно построить и другим способом. Возьмем прямоугольную систему декартовых координат и отложим на каждой из трех осей равные отрезки с центром в точке 0, а концы этих отрезков соединим между собой. Заметим, что каждая из трех координатных плоскостей рассекает наш октаэдр точно пополам, служит плоскостью симмет- * См. «Химию и жизнь», 1975, № 6. рии; вообще же в октаэдре девять плоскостей симметрии, и дотошный читатель, наверное, сумеет их без особого труда отыскать. А теперь сделаем вот что. Возьмем октаэдр за две противоположные вершины и станем его поворачивать вокруг соответствующей координатной оси. Нетрудно заметить, что при повороте на каждые 90° новое положение этой геометрической фигуры в пространстве будет неотличимым от первоначального; такая ось (у октаэдра их три) называется осью симметрии четвертого порядка C60:90 = 4). Если же вращать октаэдр вокруг оси, соединяющей центры противоположных граней, то фигура будет совмещаться сама с собой при повороте на каждые 120°; таких осей симметрии третьего порядка C60:120 = 3) у октаэдра четыре. Аналогично ось, соединяющая центры противоположных ребер, является осью второго порядка — этих осей у октаэдра шесть. Наконец, у октаэдра есть еще и центр симметрии, то есть точка, обладающая той особенностью, что делит пополам любой проходящий через нее отрезок, соединяющий две противоположные точки фигуры. Итак, октаэдр — фигура высокосимметричная: у него есть девять плоскостей симметрии, три оси симметрии четвертого порядка, четыре оси симметрии третьего порядка, шесть осей симметрии второго порядка, да еще центр симметрии впридачу. Всего 23 элемента симметрии! А теперь займемся «ювелирной обработкой» октаэдра. Изготовим эту фигуру из какого-нибудь мягкого материала — например, пластилина — и будем постепенно срезать его вершины, постоянно выдерживая плоскость среза 11
M|^^^^t*» 3 Срезая вершины октаэдра параллельно плоскости симметрии, можно получить полуправильные многогранники: один построенный из квадратных и правильных шестиугольных граней (а), и другой, грани которого представляют собой квадраты и правильные треугольники F) параллельно плоскости симметрии. В какой-то момент мы получим многогранник, у которого шесть квадратных граней и восемь граней, представляющих собой правильные шестиугольники; если эту операцию продолжать, мы можем получить тело с шестью квадратными гранями и восемью правильными треугольными гранями (рис. 3). Такие многогранники называются полуправильными (их гранями служат правильные многоугольники разных типов, но все вершины эквивалентны); называют их также телами Архимеда (всего существует 15 таких тел) в отличие от тел Платона — правильных многогранников. Но помимо тел Архимеда на основе октаэдра можно изготовить многогранники, у которых все грани — одинаковые, но не обязательно правильные многоугольники, а вершины неэквивалентны; только в этом случае нам придется не срезать вершины, а наращивать грани. Например, если нарастить на каждой грани октаэдра по три новых грани, то получатся многогранники, носящие название триоктаэдров (рис. 4). Соответственно числу сторон у граней они назовутся тригон-, тетрагон- и пентагон- триоктаэдрами; если же на каждой грани октаэдра нарастить по шесть новых граней, то получится многогранник, называемый гексаоктаэдром. Какие же атомно-молекулярные системы имеют геометрию, соответствующую геометрии таких многогранников? ПУТЕШЕСТВИЕ ПО МИРУ КРИСТАЛЛОВ Самое твердое и одно из самых тугоплавких среди известных в настоящее время веществ—алмаз. А среди ювелирных камней алмаз, он же бриллиант, с незапамятных времен считается наидрагоценнейшим... Вообще-то кристаллическая решетка алмаза построена из тетраэдрических углеродных фрагментов, но для его кристаллов характерна строгая октаэд- рическая форма. В форме октаэдров кристаллизуются и многие структурные родственники алмаза —боразон BN и борфосфор ВР. У первого из них половина атомов углерода замещена на азот, другая половина—на бор, но расстояние В — N оказывается лишь чуть-чуть большим, чем расстояние С —С в алмазе; поэтому боразон и алмаз имеют практически одинаковую твердость и оставляют друг на друге царапины. Еще полтора столетия назад было подмечено, что многие вещества способны смешиваться не только в жидком виде, но и в кристаллическом состоянии, образуя так называемые смешанные кристаллы. Примечательно, что впервые это явление было обнаружено на примере алюмокалиевых и хромо- калиевых квасцов, кристаллизующихся по типу октаэдра... Квасцы —это соединения с общей структурной формулой М[ЭE04)г] • • 12Н20, где М—одновалентный, а Э — трехвалентный металлы. Однако не любые: из трехвалентных металлов подходят лишь те, чьи ионы имеют радиусы от 0,57 до 0,92 А (крайние пределы отвечают ионам А13+ и 1г3+ соответственно), а из одновалентных ионов годятся лишь Na\ K+, NHj, Tl+, Rb+, 12
Наращивая грани октаэдра (а) различными способами, можно получить целый ряд новых многогранников: тригонтриоктаэдр (б), тетрагон три октаэдр (в), пентагонтриоктаэдр (г), гексаоктаэдр (д) Cs+. Все квасцы кристаллизуются только в октаэдрической форме и легко получаются из слагающих их простых сульфатов. Кстати, квасцы могут быть гораздо устойчивее самих сульфатов: известны даже примеры, когда простой сульфат Э3+ получить не удается, но квасцы с участием того же иона образуются (так происходит, например, в случае Со3+). Но продолжим наше путешествие по миру кристаллов. Вот шпинели общей формулы М2+М32+04, где М2+— Zn2+, Fe2+, Mn2\ Mg2+, Ni2+, Co2+; M3+ — Fe3+, Al3+, MnH, Cr3+, Co3+. Эти минералы имеют богатейшую палитру окрасок — от голубой и синей до ярко-красной, от почти бесцветной до глубоко черной. Но для нас сейчас важно то, что этот обширный класс природных соединений (кстати говоря, к шпинелям относятся и такие важные в промышленном отношении минералы, как хромовый железняк FeCr204 и магнетит FeFe2C>4) обычно кристаллизуется в октаэдрической системе; более того, в их кристаллической решетке есть октаэдрические пустоты, в которых и помещаются трехвалентные ионы. Правда, иногда в силу ряда причин трехвалентные ионы занимают частично октаэдрические, а частично тетраэдрические пустоты, где обычно квартируют ионы М2+. Однако надо признать, что в мире кристаллов гораздо чаще встречаются не сами октаэдры, а полу правильные фигуры, построенные на основе октаэдров. Так, оптический флюорит CaF2 чаще всего образует кубооктаэдриче- ские кристаллы того самого полуправильного многогранника, у которого есть шестиугольные и квадратные грани. А галенит PbS предпочитает кристаллизоваться в виде тригонтриоктаэдра или его комбинаций с октаэдром. Обширная группа гранатов Мз+М2+[5Ю4]з, где М2+—Са2+, Mg2+, Мп2+, Fe2+, a М3+ —А13+, Сг3+, Со3+ и трехвалентные ионы редкоземельных элементов образуют кристаллы с тетрагонтриоктаэдри- ческой огранкой. Такие гранаты, как красные пироп Mg3AI2[Si04]3 и альмандин Fe3Al2[Si04b или изумруд но-зеленый уваровит СазСг2[5Ю4]з, используются даже как драгоценные камни. 13
В МИРЕ МОЛЕКУЛ Комплексные соединения, в которых роль связующего звена выполняют ионы металлов, демонстрируют поразительное разнообразие форм*. В таких соединениях центральный ион металла связан с большим числом окружающих его частиц, чем предписывается его обычной валентностью, причем очень часто это число (называемое координационным) равно шести, в результате чего комплексное соединение приобретает октаэдрическую структуру. А результаты квантовохимических расчетов недвусмысленно указывают на явное энергетическое преимущество октаэдра перед тригональной призмой, правильным шестиугольником или какой-либо иной геометрической фигурой —октаэдру соответствует значительно меньшая энергия. Спроста ли? Например, практически все галогени- ды типа 3F6 построены по типу октаэдра; лишь в XeFe эта структура оказывается немного искаженной. Не оригинальны в этом отношении и карбонилы типа Э(СО)е и цианидные комплексы типа 3(CNN. Впрочем, что тут говорить о соединениях с шестью одинаковыми группами, координированными с центральным атомом, если точно такая же октаэдрическая геометрия свойственна и соединениям, где все шесть групп различны. И даже в тех случаях, когда все шесть групп входят в состав одной молекулы, и для того, чтобы захватить все шесть координационных вершин октаэдра, ей приходится сильно искажаться,— даже в этих случаях образуется октаэдрическая конструкция. К такому типу соединений принадлежит, например, витамин В,2( построенный на основе иона Со3+. Подобная универсальность октаэдри- ческой структуры простирается порой так далеко, что в ней совершенно безболезненно может происходить замещение одних атомов или ионов на другие. Так, в соединении (NH4J[SbCI6] сурьма вроде бы четырехвалентна: этот комплекс легко образует изоморфные кристаллы с (NH4J[SnCI6], где че- тырехвалентность олова вне всяких подозрений. Однако рентгеноструктурный анализ и магнитные исследования показывают, что в действительности в соединении (NH4J{SbCl6] присутствуют ионы Sb3+ и Sb5+, изоморфно замещающие друг друга в октаэдрической кристаллической решетке, которая состоит из ионов С1~\ Нередко октаэдрическая структура оказывается там, где ее вроде бы ожидать не приходится. Например, тетра- галогенидам ниобия и тантала было бы Кристаллический полимерный тетрахлорид ниобия NbCI4 в действительности построен нз октаэдри чески х фрагментов, соединенных между собой ребрами См. «Химию и жизнь», 1978, № 8.. логично приписать тетраэдрическую или плоскую квадратную структуру; однако исследования показали, что это своеобразные полимеры, которые построены из октаэдри чески х кирпичей, соединенных ребрами (рис. 5). Это отнюдь не единственное исключение. Октаэдрические фрагменты нередко используются природой при возведении многоядерных комплексов, так называемых кластеров (по-английски 14
,NH NH NH, jt В различных кластерах октаэдрические фрагменты могут соединяться между собой вершинами (а), ребрами (б) и гранями (в) cluster означает «рой»). Причем природа предусмотрела здесь возможность соединения отдельных октаэдрических единиц и вершинами, и ребрами, и даже гранями (рис. 6). Так что строительные возможности октаэдра не менее разнообразны, чем возможности простейшего Платонова тела — тетраэдра. ...Примерно два столетия назад французский кристаллограф Р. Аюи высказал мысль о том, что причину правильной формы кристаллов следует искать в структуре частиц, из которых они построены. Сегодня мы уже достаточно много знаем как о внешнем, так и внутреннем устройстве молекул и кристаллов, и нас вроде бы трудно чем-либо удивить. И все же нельзя не восхищаться изяществом и разнообразием строительных конструкций природы, сумевшей воплотить в своих творениях строгие формы геометрических фигур. ЧТО ЧИТАТЬ О КРИСТАЛЛАХ И МОЛЕКУЛАХ-ОКТАЭДРАХ 1. Ф. Коттон, Дж. Уилкинсон. Современная неорганическая химия, М., «Мир», 1967—1968, т. t—3. 2. Г. Джаффе, М. О р ч и н. Симметрия в химии. М., «Мир», 1963. 3. Б. В. Некрасов. Основы общей химии. Л., «Химия», 1968, т. 2. 4. Г. Б. Б о к и й. Кристаллохимия. М., «Наука», 1971. 5. П. И. К р и н я к е в и ч. Структурные типы интерметаллических соединений. М., «Наука», 1971. 15
А почему бы и нет? Молекулы- симплексы, или загадка алкагеста Наряду с «философским камнем», превращающим в золото неблагородные металлы и возвращающим молодость, алхимики пытались изготовить «алкагест» — универсальный растворитель, способный растворять все и вся. Несокрушимой вере алхимиков скептики противопоставили простой аргумент: если алкагест действительно может растворять все и вся, то из чего должен быть сделан сосуд, в котором удалось бы получить и сохранить хоть каплю этой удивительной жидкости? Однако со времен алхимии наука шагнула далеко вперед. Уже давно химики перестали работать вслепую, полагаясь лишь на случайное везенье — теория строения позволяет предсказывать многие свойства еще не синтезированных соединений, вести поиск целенаправленно. Поэтому зададим вопрос: какими особенностями структуры должна обладать молекула вещества, способного проникать сквозь стенки любых сосудов? Ответ может показаться совершенно неожиданным: такими свойствами могли бы обладать молекулы, существующие не в трех, а в четырех геометрических измерениях. Как могли бы выглядеть простейшие модели таких молекул? Начнем с самого простого — с мира одного измерения. К нему можно отнести, скажем, молекулу двуокиси углерода 0=С=0, так как все атомы, входящие в ее состав, расположены на одной прямой. Ион угольной кислоты СО 2-— распластался на плоскости — это правильный треугольник и существует он в мире двух измерений. А вот метан СНд, словно картонный пакет с молоком, занимает три измерения, причем все углы между связями С—Н одинаковы, как одинаковы и все расстояния между любыми вершинами этого правильного многогранника. Легко заметить, что у всех перечисленных геометрических фигур: отрезка прямой (так сказать, двуугольника), правильного треугольника и тетраэдра — есть одно общее свойство: расстояния между любыми парами их вершин одинаковы. Фигуры, обладающие таким свойством, математики называют симплексами. Отрезок прямой — это 1-симплекс, правильный треугольник — 2-симплекс, тетраэдр — 3-симплекс... Но почему бы в мире четырех и пяти измерений не существовать соответственно 4- и 5-симплексам, а в общем случае мира п измерений — п-симплексам? Четвертое измерение и четырехмерное пространство— вполне законные математические абстракции, как и пространство п измерений. Математики не только придумали п-симплексы, но и вывели формулы, с помощью которых можно вычислить число их вершин, ребер, граней, а также объем и другие параметры, характеризующие обычные трехмерные геометрические фигуры. Более того, математики разработали метод изображения таких многомерных фигур на бумаге. Чтобы понять, как это делается, возьмем реально существующую и вполне осязаемую трехмерную геометрическую фигуру — тетраэдр. Это тело можно изобразить, в частности, с помощью двух проекций на плоскость (рис. 1). Такие две ортогональные (взаимно перпендикулярные) плоские проекции тетраэдра дают о I Две ортогональные (взаимно перпендикулярные) проекции Правильного тетраэдра исчерпывающе .описывают эту геометрическую фигуру: кружками обозначены точки, в которых лежат проекции вершин FT 16
нем исчерпывающую информацию; по этим проекциям можно полностью воссоздать внешний вид тела, а имея достаточное пространственное воображение, мысленно представить себе его объемные очертания. Таким же образом можно изобразить и четырехмерное тело, для чего нужны как минимум три ортогональные проекции (рис. 2); для пятимерного тела таких проекций понадобится четыре и т. д. Однако никакое, даже самое смелое- пространственное воображение не в состоянии объединить такие проекции воедино и создать многомерный пространственный образ. Человек способен мыслить только в мире трех измерений... А теперь вернемся к молекулам. У четырехмерного 4-симплекса пять вершин — это так называемый пента- топ. Поместим в центр этой геометрической фигуры пя- Три ортогональные (взаимно перпендикулярные) проекции правильного четырехмерного симплекса — пентатопа; кружками обозначены точки, в которых совпадают проекции двух вершин. В пентатопе пять равноудаленных между собой вершин, десять ребер, десять 2-граней и пять 3-гранен (каждая 2-грань пентатопа — правильный треугольник, 3-грань — правильный тетраэдр) тивалентный атом А, а в каждую из ее вершин — по одновалентному атому В. Получится молекула с общей формулой АВ5. Соединений с такой общей формулой известно немало, и все они в принципе могли бы иметь форму пентатопа, если бы четвертое геометрическое измерение реально существовало. То же само*е можно сказать и о молекулах с общей формулой АВ6 E-симплексах), АВ7 F-сим- плексах) и АВ8 G-симплек- сах). Молекула, имеющая структуру 4-симплекса, была бы удивительно симметричной: у нее было бы 120 элементов симметрии (у тетраэдра их всего 24). Реальные же молекулы типа АВ5 (например, РС15) имеют всего 12 элементов симметрии и, что весьма существенно, все одновалентные атомы или группы в них не бывают эквивалентными и не лежат на равных расстояниях друг от друга, как это должно бы было быть в 4-симплексе. То же можно сказать и о молекулах с общими формулами АВб, АВ7, АВ8 — они тоже реально существуют (например, SF6, IF7 , OsF8), но с симплексами не имеют ничего общего. Итак, симплексы с числом вершин более четырех остаются лишь красивой математической абстракцией, которую не удается воплотить в реальные химические формы: для них не хватает по меньшей мере одного измерения. Поэтому и трехмерность окружающего нас мира есть объективная реальность, а не результат ограниченности способностей человеческого разума. И все же никто и ничто не мешает нам пофантазировать о возможных свойствах вещества, состоящего, например, из молекул АВ5 со структурой 4-симплекса. Например, такое вещество, как самый настоящий алкагест, нельзя было бы хранить ни в одном сосуде, изготовленном из обычного трехмерного материала: оно свободно проникало бы через его стенки, перемещаясь в четвертом измерении. Известный ученый и писатель-фантаст А. Азимов описал в одном забавном рассказе свойства вещества, частично существующего в четвертом, временном измерении, и названного им тиотимолином (См. «Химию и жизнь», 1965, № 9.) Согласно Азимову, такое вещество обладает совершенно невероятным свойством: например, оно растворяется до того, как его начали растворять! Дальнейшие изыскания (См. «Химию и жизнь», 1976, № 1.) показали, что соединения типа тио- тимолина и в самом деле можно создать, нужно только часть атомов, входящих в молекулу, заменить на тахионы — частицы, движущиеся быстрее света... Все-таки как хорошо, что мы живем в мире лишь трех измерений! М. Ю. КОРНИЛОВ 17
Протонный цикл ИСТОРИЯ ОДНОГО ОТКРЫТИЯ ИЗ ОБЛАСТИ БИОЭНЕРГЕТИКИ Член-корреспондент АН СССР В. П. СНУЛАЧЕВ В 1961 г. схема Митчела в краткой форме была тотчас напечатана журналом «Nature» (трудности с публикациями возникнут позже!). Новую концепцию восприняли первоначально как еще одно умозрительное предположение в длинном ряду биоэнергетических гипотез. В начале шестидесятых годов была большая мода на эти гипотезы. Поскольку речь шла о главных системах энергообеспечения живых клеток, ясно было, что победителя ждет хороший приз, и каждый из уважающих себя биоэнергетиков спешил выдвинуть свою собственную схему энергетического сопряжения. Гипотезы возникали и, не выдержав испытания опытом, гибли, чтобы уступить место новым предположениям. Некоторые из них казались столь фантастичными, что не удостаивались проверки — никто не спешил вкусить сомнительного вида плод. Это случалось прежде всего тогда, когда сам автор гипотезы не делал попытки проверить предсказательную силу своих постулатов. Поначалу казалось, что такая судьба уготована и хемиосмотической теории. Шел год за годом, а Митчел все молчал. Прошел даже слух, что он вовсе удалился от дел. ГЛИНН ХАУЗ. ОСЛЫ И ДЕТИ Митчел действительно не ставил опытов по проверке своей концепции. Вскоре после первой публикации гипотезы он тяжело заболел и решил оставить работу в университете, с начальством ко- Окончание. Начало См. в № 10. 18 торого у него всегда были нелады. Он покинул Эдинбург и на деньги, только что полученные по наследству, купил ферму на самом юге Англии, в медвежьем (по английским понятиям) углу, в нескольких милях от маленького городка Бодмин, графство Корнуэлл. Это места, известные нам по Конан Дойлю («Собака Баскервилей»), точнее чуть южнее тех мрачных болот, где произошли захватывающие события с участием Шерлока Холмса. Научных учреждений в этих краях нет, зато сохранились легенды о пиратах, избравших окрестности Бодмина местом своего последнего прибежища на английских островах. Прежний владелец фермы, получив от Митчела причитающуюся ему сумму, поспешил удалиться, оставив Митчелу стадо коров, которых доктор философии вынужден был доить собственноручно, чтобы предотвратить их страдания. На территории фермы находились развалины старинного дома, принадлежавшего во времена наполеоновских войн британскому адмиралу. Как показали раскопки, под адмиральским домом были погребены еще более древние развалины каменного строения, где жило когда-то семейство некоего Глинна, начавшего платить подать королю чуть ли не тысячу лет тому назад. Митчел решил восстановить дом адмирала, а заодно и дом Глинна, заключенный в его недрах. Были приглашены архитектор и бригадир строителей, с которыми Митчел немедленно рассорился. Других в Бодмине достать было непросто, и хозяин решил сам взяться за постройку. Он нанял двух каменщиков. «Чудесные простые люди,— рассказывал мне Митчел,— жаль только, что один из них совершенно неожиданно оказался беглым каторжником, осужденным за убийство!» После того как полиция заинтересовалась одним из новых его коллег, Митчелу пришлось сколачивать другую артель. Эта задача была не без труда решена, и на склоне холма у живописной речки Фой стали помаленьку вырисовываться очертания двухэтажного дома с дорическими колоннами вдоль фасада. Здоровье Митчела пошло на поправку. Причиной тому была смена занятий, образа жизни и климата, а также, по-видимому, аскорбиновая кислота, которую Митчел принимал в огромных количествах, следуя рецепту Лайнуса Полинга (довольно редкий случай, когда один нобелевский лауреат по химии излечил другого, будущего нобелевского лауреата по химии).
Обосновавшись на новом месте и выздоровев, Митчел завел двух ослов — животных, которые, как он мне однажды признался, вызывают у него наибольшую симпатию. Других ослов в графстве Корнуэлл не было. По утрам Митчел запрягал одного из них в коляску и вез своих многочисленных детей в школу («чтобы школа, как говорил Митчел, не вызывала у детей слишком уж большой неприязни»). Затем Митчел отправлялся на ферму (в его руках она оказалась выгодным предприятием) или разъезжал по окрестностям в поисках развалившихся замков. Их восстановление стало новой страстью Митчела. Вплоть до недавнего времени он посвящал один день в неделю архитектурному надзору за возрождением какого-либо утраченного шедевра старинной архитектуры в Корнуэлле. «ГЛИННОВСКИЕ ЛАБОРАТОРИИ» Мир в Глинн Хаузе был взорван, когда однажды Митчел решил просмотреть пачку научных журналов за последние два-три года. С надеждой на нежданную радость он листал страницы многочисленных статей по биоэнергетике. Что сталось с его гипотезой? Быть может, получены факты, ее подтверждающие? Или она опровергнута? Нет, хуже. Она — не замечена. Ах так! Митчел немедленно берется за организацию лаборатории, чтобы поставить опыты и проверить свою догадку. Он сразу же отказывается от мысли вернуться в Эдинбург или любой другой город. Хватит с него тамошнего начальства и воздуха, отравленного автомобилями (еще один штрих к портрету: Митчел с одним из сыновей конструировал электромобиль). Лаборатория должна быть здесь, в Глинн Хаузе. Это будет его собственная лаборатория, предприятие, независимое от всякой научной и ненаучной бюрократии. А деньги? Что же, можно построить коттеджи и сдавать их дачникам. Кроме того, есть еще и доход от фермы! Но захочет ли кто-нибудь поехать в такую глушь, чтобы помочь ему в его экспериментах? Посмотрим, не откликнется ли «старая гвардия», сотрудники его давно распавшейся группы в Эдинбурге. Откликнулась Дженнифер Мойл. Пройдет несколько лет, и это имя прославится среди биоэнергетиков, но пока Мойл — безвестный и единственный соратник Митчела в его начинании. Нет слов, как благодарен ей Митчел. И во вновь основанном научном предприятии под громким названием «Глиннов- ские лаборатории для стимулирования фундаментальных биологических исследований» Митчел решает иметь двух директоров: это Мойл и он сам. Не беда, что директоров двое, а в их подчинении только один лаборант. Самоотверженность должна быть вознаграждена, и немедленно! Так Дженнифер стала директором. Для лаборатории, размещенной в нескольких комнатах на первом этаже Глинн Хауза, Митчел закупил самое необходимое — центрифугу, рН-метр, полярограф, счетчик изотопов, реактивы. И начались опыты. ПЕРВЫЕ ОПЫТЫ МИТЧЕЛА И МОЙЛ Митчел взялся за то, что было доступно при его более чем скромном оборудовании, и мягко говоря, не совсем укомплектованном штате. Гипотеза предсказывала, что дыхание должно образовывать по одну сторону от мембраны кислоту, а по другую — щелочь. Так давайте в процессе дыхания мерить кислотность среды, благо для этого ничего, кроме рН-метра, не требуется. Из печени белых крыс выделяли митохондрии, помещали их в бескислородные условия, а затем начинали реакцию окисления добавкой кислорода. Не изменится ли кислотность среды, где инкубируются митохондрии? Первые опыты — первые неудачи. Но может быть, рН-метр слишком груб, чтобы почувствовать небольшие сдвиги в концентрации Н4- ионов? Митчел становится стеклодувом и конструирует изящную ячейку совсем маленького объема и очень чувствительный рН-электрод. Вновь опыт с добавкой кислорода... Есть! Прибор регистрирует изменение рН. Среда закисляется, как если бы пространство по наружную сторону от мембраны митохондрий соответствовало левому отсеку на схеме Митчела. А что если добавить вместо кислорода АТФ? Снова закисление! Именно этого можно было бы ожидать, если бы АТФ расщеплялся той системой, которая в присутствии кислорода синтезирует АТФ. Митчел и Мойл направляют в «Nature» краткое сообщение, заключив, что их опыты подтверждают хемиосмотиче- скую гипотезу. «ВАРШАВСКАЯ БИТВА» ПОРАЖЕНИЕ Апрель 1966 г. Варшава. Европейский съезд биохимиков. Англичанин Брайан Чэпел рассказывает о своих опытах с 19
фосфолипидными мицеллами — полыми внутри сферическими частицами, стенка которых сделана из жироподоб- ных веществ, полученных из биомембран. Оказывается, что мицеллы отвечают на добавки веществ-разобщителей и антибиотика валиномицина точно такими же изменениями концентрации ионов, как митохондрии в опытах Мит- чела и Мойл. Стало быть, разобщители и валиномицин атакуют липидный компонент системы, а не белки-ферменты: в мицеллах ферментов просто нет. Напомним, что сторонники «химических» схем сопряжения считали именно ферменты мишенью действия разобщителей. Казалось бы, новое подтверждение гипотезы Митчела? Однако Чэпел пока уклоняется от такого вывода. После съезда Э. Слейтер и Л. Войчак собирают семинар. Присутствует узкий круг специалистов-биоэнергетиков. Среди них (впервые!) Митчел. Более того, ему оказана честь председательствовать на одном из заседаний. Митчел использует свое вводное слово председателя, чтобы изложить хе- мирсмотическую концепцию. В поддержку гипотезы Митчел приводит полученные с Дж. Мойл данные опытов на рН-метре. Встает Бриттон Чане: «А что будет, если в вашем, доктор Митчел, опыте добавить комплексон на ион кальция?» Митчел: «Я так полагаю, что ничего особенного не случится». Чане: «Мы добавили комплексон, и все ваши изменения кислотности исчезли!..» С Митчелом » впервые познакомился в Варшаве, Чанса знал уже лет пять, с. Московского международного конгресса биохимиков. Двое спорящих являли собой разительный контракт: англичанин Митчел — чуть сутулый, с крупной головой и высоким лбом, редеющей шевелюрой чуть вьющихся, с сединой волос, вспыльчивый и добродушный, как мистер Пиквик, и Чане, стройный, подтянутый американец с прямыми, гладко зачесанными назад волосами и жестким взглядом «морского волка» (в свои 54 года он стал чемпионом мира по парусным гонкам). Чане стариие Митчела на восемь лет, но он кажется моложе своего противника, динамичнее и гораздо приспособленней к спору. Вслед за Чансом Митчела атакуют другие участники семинара. А что же Чэпел? Он молчит... Я прошу у Митчела слова. Но тот забыл о своих функциях председателя, смешался и потерял контроль над собранием. Вновь говорит Чане. Его слова — как приговор несостоявшейся теории: «Идея фантастична, результаты опытов неясны!» У меня сохранилась фотография: Митчел за кофе в перерыве между заседаниями, сразу после поражения. Рядом— Чэпел. Митчел что-то доказывает своему собеседнику. Тот, отвернувшись, всем своим видом демонстрирует сомнение. ПЕРВАЯ «СЕРАЯ КНИГА» Вернувшись в тишину своего Глинн Хауза, Митчел повторил опыт Чанса. Напрасно Дженнифер вглядывалась в показания рН-метра: кислород не вызывал закисления, если в среде был комплексон, связывавший кальций. Так что же, Чане был прав там, в Варшаве? В этом конкретном опыте — да. Такую гипотезу, как схема Митчела, нельзя доказать, имея в руках один рН-метр. Но ее нельзя и опровергнуть столь простым способом! А все-таки при чем тут кальций? Насколько велико в действительности должно быть закисление, если работает дыхательная цепь, закрепленная поперек митохондриальной мембраны? Митчел садится за письменный стол, а опыты временно препоручает своей верной Дженнифер Мойл и лаборанту. Временно? Нет, навсегда. Отныне Митчел уже, как правило, не участвует в опытах лично. Митчел пишет книгу. Свою первую книгу с подробным изложением хемиосмотической теории. Собственно, книга была начата еще до Варшавы. Но в окончательном виде она была готова лишь к концу мая 1966 г. Не рассчитывая найти сколько- нибудь серьезное издательство, которое решилось бы на публикацию развернутого описания только что отвергнутой публично гипотезы, Митчел напечатал книгу сам, на ротапринте. Так появилась на свет брошюра в сером картонном переплете, на котором значилось: «Хе- миосмотическое сопряжение в окислительном и фотосинтетическом фосфо- рилировании». Книга была разослана участникам варшавской дискуссии. В конце того же 1966 года Митчела поддержала его alma Mater — Кембриджский университет, где согласились опубликовать сокращенный вариант «серой книги» в «Biological Reviews». В своей книге, ныне одной из самых широко цитируемых работ по биоэнергетике, Митчел рассмотрел механизмы реакций, которые могли бы сопровождаться переносом протонов и электронов через мембраны. Там же содержался ответ на конкретный вопрос, в какой степени среда инкубации с митохондриями должна закисляться при добавлении кислорода. Расчет дал курьезный 20
результат: оказалось, что Митчел и Мойл не могли увидеть закисления среды в своих опытах 1965 года, если бы это закисление было обусловлено одним только переносом электронов через митохондриальную мембрану (реакция 1 на рис. 1). Дело в том, что перенос заряженной частицы (например, электрона) поперек мембраны должен создавать разность электрических потенциалов (ее обозначают \ЧГ) между двумя разделенными мембраной отсеками. Если субстрат АН2 окисляется таким образом, что ионы Н+ остаются снаружи митохондрии, а электроны транспортируются внутрь, то внутренность митохондрий зарядится отрицательно, а внешний объем — положительно. Величина ЛЧГ будет тем больше, чем большее число электронов пересечет мембрану. Но ДЧ' не может возрастать беспредельно. Чем выше величина отрицательного заряда внутри митохондрий, тем труднее двигаться через мембрану. В какой-то момент перенос электронов остановится и окисление вещества АН прекратится. Это случится тогда, когда выигрыш в энергии при реакции окисления АН-2 посредством В окажется недостаточным, чтобы покрыть энергетический дефицит, возникающий при переносе электронов через мембрану — от плюса к минусу. Именно в этот момент дальнейшая зарядка электрической емкости мембраны станет невозможной. Сопоставляя электрическую емкость мембраны и энергетический выход окислительной реакции, Митчел заключил, что емкость зарядится так быстро, что кислотность снаружи митохондрий еще не успеет измениться сколько-нибудь заметным образом. Не подрывает ли этот расчет хеми- осмотическую гипотезу? Ведь мы говорили все время о разности рН, нейтрализации кислоты и щелочи и т. д. Оказывается, нет. Обратимся еще раз к схеме Митчела. Реакция 2, то есть синтез АТФ, рождает положительные заряды (Н + ) справа от мембраны (например, во внутреннем пространстве митохондрий, то есть в отсеке, заряжающемся за счет дыхания отрицательно). Та же реакция 2 приводит к уменьшению количества положительных зарядов (Н + ) слева от мембраны, то есть там, где дыхание создает знак «плюс». Таким образом, синтез АТФ нейтрализует работу дыхательной системы, не только поставляя кислоту в защелачи- вающийся дыханием внутренний отсек митохондрии, но и образуя в этом отсеке положительные заряды. Тем са- Хемиосмотическая гипотеза Митчела. Окисление субстрата АН2 (реакция I) ферментом-акцептором электронов (не указан, чтобы не усложнять схему) происходит на левой поверхности мембраны. В результате электроны присоединяются к ферменту, а протоны уходят в воду. Затем электроны переносятся ферментом на правую сторону мембраны и там восстанавливают молекулярный кислород или какой-либо другой акцептор водорода (в общей форме обозначен буквой В). Вещество В, присоединив электроны, связывает ионы Н справа от мембраны, превращаясь в ВН2. Синтез АТФ (ADPOP) — реакция 2 — происходит 1аким образом, чго дьа иона Н+отщепляются от АДФ (ADPOH) и фосфата (НОР) справа от мембраны, компенсируя потерю двух Н + при восстановлении вешества В. Один из кислородных атомов фосфата переносится на другую сторону мембраны и. присоединив два иона Н+ из левого отсека, образует Н.^О. Остаток фосфорила присоединяется к АДФ, давая АТФ мым дыхание может служить движущей силой для процесса фосфорилирования, даже не образуя сколько-нибудь заметной разности концентраций водородных ионов. Достаточно создания Д*К . Но что же в таком случае измеряли Митчел и Мойл в своих первых опытах? Откуда взялось закисление и что за магический эффект комплексона? Если закисление действительно было связано с работой дыхательных ферментов, то в условиях опыта электрическая емкость мембраны не ограничива- 21
ла движение потока электронов внутрь митохондрий. Что если вслед за электроном в митохондрию проникал какой-нибудь катион, например, Са2*? В .своих опытах Митчел и Мойл не добавляли ионов Са2*, но специально и не освобождались от них. Источником Са2* могли быть реактивы, да и сами митохондрии. Но если все обстоит именно так, то давайте добавим кальций, и закисление должно возрасти... Митчел попросил свою сотрудницу поставить этот опыт. Закисление резко увеличилось! Таков был ответ Чансу. Но еще не доказательство гипотезы, скорее свидетельство ее непотопляемости теми средствами, которые употребил в Варшаве знаменитый яхтсмен. СТРИЖЕНЫЕ ГОЛУБИ Мое знакомство с хемиосмотической теорией произошло задолго до встречи с ее автором в 1966 г. Уже первая публикация Митчела в «Nature» показалась мне созвучной работам, которые я вел на кафедре биохимии МГУ у Сергея Евгеньевича Северина и Нины Павловны Мешковой. В то время мы с С. П. Масловым стригли голубей. А что поделаешь если голуби отказывались снижать свою температуру тела в холодильнике при —20°, даже если внутри работал венти- -лятор? Нас интересовало, всегда ли дыхание in vivo сопряжено с фосфорилировани- ем, или в отличие от брожения оно может идти в организме также и без синтеза АТФ, на холостом ходу. В опытах с митохондриями in vitro мы получили свидетельства в пользу этой второй возможности, и вот теперь шел поиск модели, где холостое (или, как мы его назвали, нефосфорилирующее) дыхание было бы наиболее активно. Мы рассуждали просто: если нефосфорилирующее дыхание возможно in vivo, то организм должен активировать его в условиях, когда тепло нужнее, чем АТФ. Давайте поставим животное на грань замерзания и посмотрим, не пустит ли оно свое дыхание по нефосфори- лирующему пути. Если даже в таких крайних условиях ничего подобного не случится, значит, гипотеза ошибочна и животное не умеет отключать дыхание от фосфорилирования. Мне не приходилось видеть ничего более жалкого, чем голубь без перьев. Дрожащий, иссиня-красный комочек, стыдливо переминающийся с ноги на ногу и посматривающий с укоризной на своих мучителей. Нет, такой не вынесет двадцатиградусного мороза с ветром! Спустя полчаса после начала охлаждения мы вынули из холодильника полумертвую птицу с температурой тела около 30° вместо нормальной для голубя 41,5е. Измерили дыхание и синтез АТФ в мышечных митохондриях. Оба показателя были близки к норме. Дыхание по-прежнему сопровождалось синтезом АТФ. Да, видно, не умеет голубь разобщать дыхательное фосфори- лирование... А может быть, умеет, да не успевает за те полчаса, которые длится наш жестокий опыт? Продлить опыт невозможно; несчастное животное просто умрет. Единственный выход — повторить охлаждение, дав голубю какое- то время на передышку. Поведение голубя при повторном охлаждении на следующий день разительно отличалось от той трагической картины, что мы видели накануне. Снизив свою температуру на два-три градуса, голубь умудрился каким-то образом остановить дальнейшее остывание тела. Через три часа после- начала охлаждения, заглянув в очередной раз в холодильник, мы обнаружили, что голубь ведет себя вполне бодро и как-то даже агрессивно посматривает на нас из своего ледяного плена. Ну, а как там его митохондрии? Есть разобщение! Дыхание отключилось от синтеза АТФ. Энергия больше не накапливалась, а тотчас превращалась в тепло. Потом такой же опыт был проделан на мышах, и вновь при повторном охлаждении наблюдалось разобщение дыхания и фосфорилирования. Охлаждаясь впервые, мыши, как и голуби, не успевали (в наших суровых условиях опыта) отключить синтез АТФ и гибли, если охлаждение не прекращалось. Им удалось продлить жизнь инъекцией искусственного разобщителя — динитро- фенола. Итак, нефосфорилирующее дыхание существует и может активироваться в организме, например для срочной выработки тепла. Но как должно быть устроено сопряжение дыхания и фосфорилирования, чтобы обеспечить возможность разобщения этих процессов? Вот вопрос, который мы задавали себе в 1959 году после опытов с охлаждением животных. Гипотеза Митчела появилась как нельзя кстати. Она давала простой ответ на наш вопрос. Дыхание образует избыток положительных зарядов и кислоту (Н+) по одну сторону мембраны митохондрии, а при синтезе АТФ эти избыточные ионы водорода потребляются. Достаточно повысить проницаемость мембраны для протонов, как дф и разность рН 22
исчезнут без всякого синтеза АТФ, дыхание пойдет без фосфорилирования, а вся энергия окислительных реакций превратится в тепло. Впоследствии оказалось, что в разобщении на холоду замешаны свободные жирные кислоты, которые действительно повышают протонную проводимость мембраны. Но это уже следующая история. ПРОТОНОФОРЫ В 1966 г. сотрудник института биофизики Е. А. Либерман задался целью получить искусственные мембраны с такими же электрическими характеристиками, что и мембраны биологические. Он добавлял к фосфолипидам, из которых образовывали искусственные мембраны, различные вещества и смотрел, не снизится ли сопротивление до величин, характерных для внешней мембраны нейрона, популярного объекта электрофизиологических исследований. Одним из веществ, снижающих сопротивление, оказались жирные кислоты. Именно эти вещества, как нам казалось, могут играть роль природных разобщителей. В том же году А. Л. Ленинджер, известный биоэнергетик и автор самого знаменитого учебника по биохимии, поставил вместе с Дж. Билавским и Т. Э. Томпсоном опыт с динитрофено- лом на искусственной мембране. Как и у Е. А. Либермана, это была так называемая черная мембрана из фосфоли- пидов (черная — значит такая тонкая, что уже не преломляет световых лучей, будучи в поперечнике меньше длины волны видимого света). Мембрана закрывала небольшое отверстие в тефлоновой перегородке, разделяющей кювету на два отсека. В каждый из отсеков погружено по электроду, между ними — вольтметр. В этой простой системе легко измерить сопротивление черной мембраны. Так вот, оказалось, что добавка динитрофенола в оба отсека кюветы или даже в один из них заметно снижает сопротивление мембраны. Сопоставив эти два наблюдения,— одно сделанное в Пущино и другое — в Балтиморе,— с результатами Чэпела на фосфолипидных мицеллах, я решил, что перед нами прекрасная модель для проверки важнейшего постулата хемиосмо- тической теории, а именно концепции разобщителей как переносчиков водородных ионов. Как-то поздно вечером, возвращаясь из МГУ с биологического семинара И. М. Гельфанда вместе с Е. А. Либер- маном, я предложил ему взять несколь- П. Митчел (в центре) и Б. Чэпел (слева) в перерыве между заседаниями семинара по биоэнергетике в Варшаве. 1966 г. ко разобщителей и проверить их действие на сопротивление черных мембран. Ефим Арсеньевич немедленно согласился, заметив с воодушевлением, что это будет первый его опыт, где в равной степени окажется интересным как положительный, так и отрицательный результат. Сначала Е. А. Либерман испытал два вещества, в сто раз отличавшиеся по разобщающей активности: слабый разобщитель динитрофенол и сильный — тетрахлортрифторметилбензимидазол (ТТФБ). Добавка динитрофенола снижала сопротивление мембраны, что уже не было новостью после опытов Ленин- джера. А как поведет себя ТТФБ? Первое впечатление было, что от капли этого вещества мембрана просто лопнула. Но нет, мембрана-то есть, а вот ее сопротивление — оно катастрофически снизилось. Измерение показало, что ТТФБ примерно в сто раз сильнее снижает сопротивление черной мембраны, чем динитрофенол. Из 16 атомов, образующих молекулу ТТФБ, только один — атом водорода. Если ТТФБ — переносчик водородных ионов, то можно было бы думать, что замещение этого единственного водорода (кстати, легко диссоциирующего) должно лишить вещество его способности разобщать дыхание и фосфорили- рование и понижать сопротивление черной мембраны. Опыт подтвердил и это предположение. 23
Затем был взят еще десяток разобщителей, и всюду наблюдалась корреляция между эффектами на митохондриях и искусственных мембранах. Более того, удалось предсказать наличие разобщающей способности у веществ, ранее не подозревавшихся в этом качестве. Если выяснялось, что то или иное вещество создает протонную проводимость в черных мембранах, то можно было не сомневаться, что оно разобщит дыхание и фосфорилирование в последующем опыте с митохондриями. Это правило не знало исключений. Так был сделан вывод о справедливости предположения Митчела, касающегося природы феномена разобщения. Вещества, повышающие протонную проводимость искусственных и биологических мембран, я окрестил «прото- нофорами». КРАСНЫЕ ФЛАЖКИ НА КАРТЕ Работа по протонофорам вызвала ожесточенные споры, которые теперь, спустя 12 лет, кажутся уже не слишком интересными. Важно было, что опыты оказались достаточно простыми, чтобы их воспроизвел любой биофизик, способный «повесить» черную мембрану на отверстие в тефлоновой перегородке. Вскоре термин «протонофор» замелькал на страницах научных статей, и изучение протонофоров стало новым направлением мембранологии. Митчел воспринял приятную для себя новость по-своему. Он завел большую географическую карту мира и воткнул в Москву красный флажок. Когда в 1975 г. сотрудник нашей лаборатории И. А. Козлов посетил Митчела в Глинн Хаузе, он обнаружил, что вся карта была усеяна красными флажками — так Митчел отмечал места, откуда приходили вести о подтверждении хе- миосмотической теории. Но в 1967 г., о котором сейчас у нас идет речь, до победы было еще далеко. Не утихали схоластические споры вокруг бесчисленных гипотез энергетического сопряжения, причем каждый из авторов тщился защитить свое детище от нападок, забывая о том, что в науке важно не кто первый, а кто правый. Если автор получал результат, противоречащий его концепции, но подтверждающий гипотезу Митчела, то он принимался перекраивать свою концепцию вместо того, чтобы идти вперед, следуя за опытом, а не за мертвой схемой «бумажной биохимии». Еще в 1964 году американцы Сирил Мур и Бертон Прессман описали интереснейшее явление: повышение калиевой проводимости мембраны митохондрий под действием валиномицина. Оказалось, что в присутствии этого антибиотика митохондрии начинают жадно поглощать калий в ответ на включение дыхания. Такой факт хорошо согласовался с идеями Митчела. Ведь если дыхание создает разность потенциалов со знаком «минус» внутри митохондрий, то К+ должен идти внутрь этих органелл, к минусу, как только повысится их калиевая проводимость. Однако сами авторы вместо этого естественного (теперь!) объяснения придумали сложнейшую схему, чтобы как-то увязать свои результаты с химической гипотезой. Он и еще долго потом держались за свою точку зрения, хотя уже в 1967 г. А. А. Лев в СССР и независимо П. Мюллер в США показали, что валиномицин создает специфическую калиевую проводимость в черных мембранах. В 1967 г. Митчел и Мойл использовали открытия Мура, Прессмана, Льва и Мюллера, добавив валиномицин и К+ вместо Са2+ в своих опытах с митохондриями на рН- метре. Предсказание гипотезы состояло в том, что ионы К+ в этих условиях будут способствовать закислению среды при добавке кислорода, подобно тому как это делают ионы Са2 + . Опыты полностью подтвердили такое предположение. Ион К4- оказался удобнее, чем Са2 + . В отличие от Са2+ калий не связывается с содержимым митохондрий и не повреждает органелл, даже если накапливается там в достаточно больших концентрациях. Именно это обстоятельство позволило Митчелу и Мойл определить величину разности потенциалов (ЛЧГ) на мембране дышащих митохондрий. Удалось измерить также и разность концентраций ионов Н+ между митохондриями и средой, сокращенно ДрН. Зная ДФ" и \рН, Митчел подсчитал общую величину «протондвижущей силы», т. е. потенциальной энергии ионов Н+, выделяющихся из митохондрии при дыхании и «стремящихся» вернуться назад, внутрь митохондрий, туда, где создалась нехватка положительных зарядов и более щелочная среда. Протон движущая сила, или разность электрохимических потенциалов водородных ионов (сокращенно \ДН — запомним этот символ), оказалась порядка четверти вольта, причем около 0,2 В Составляла VI1", а остальные 0,05 В — \рН. Величина ^ДН около 0,25 В соответствовала тому энергетическому дефи- 24
циту, который необходимо было покрыть при синтезе АТФ из АДФ и фосфата, если принять, что на каждую синтезированную молекулу АТФ внутрь митохондрий возвращаются два иона Н + . Такое количественное соответствие не могло быть простой случайностью и явилось сильным доводом в пользу хемиосмотической гипотезы. Однако Оппоненты Митчела поставили под сомнение правомочность исходной предпосылки всей этой серии опытов. Где гарантия, говорили они, что валиномицин прошивает мембрану митохондрий насквозь, а не открывает ионам калия доступ к некой К+-АТФазе, которая и транспортирует К+ внутрь митохондрий? К тому времени уже была описана Na+, К+-АТФаза во внешней мембране животных клеток, и этот фермент действительно переносил К+ за счет энергии гидролиза АТФ. Митчелу нечего было возразить, но в душе он уже уверовал в свою правоту. Я помню его доклад в 1968 г. на очередном европейском биохимическом съезде в Праге. Он вышел на трибуну в помятом дорожном пиджаке и принялся расхаживать, мягко ступая, по сцене, победоносно поглядывая в зал поверх стекол очков желтыми, немного П. Митчел (слева) и Б. Чане на приеме по случаю VIII Международного биохимического конгресса. ЛюЦерн, 1970 г. кошачьими глазами. Время от времени он подходил к доске, и склонив набок крупную голову, рисовал по памяти графики опытов. Ему не смогла испортить настроения даже пропажа чемодана со всеми слайдами и парадным костюмом. Питер Хинкль, вскоре после этого приехавший к Митчелу поработать, говорил мне, что он никогда не видел такого счастливого человека, как Митчел, и такой счастливой семьи, как обитатели Глинн Хауза. К этому периоду относится фотография, сделанная в Швейцарии, в Люцерне, на банкете после окончания международного биохимического конгресса. Рядом с Митче- лом — «капитан» Чане. Митчел пишет вторую «серую книгу» и вновь издает ее на свой страх и риск. Вскоре ее публикуют полностью в международном журнале по биофизике в виде одной огромной статьи. КОНФОРМАЦИОННАЯ ГИПОТЕЗА Тем не менее борьба еще не окончена, и не только из-за К+-АТФазы. Появляется на свет божий новая, так называемая конформационная гипотеза сопряжения. Она пытается избавиться от наиболее вопиющих недостатков химической схемы, не прибегая к АцН. Автор конформационной концепции, американский биохимик П. Бойер, сразу же отказался от аналогий с брожением. Он не признавал мифических проме- 25
жуточных продуктов вроде фосфори- лированных ферментов дыхания. Предполагалось вместо этого, что перенос электронов дыхательным ферментом создает некую напряженную конформа- цию этого фермента. Затем «конформационная энергия» передается АТФ-синтетазе, образующей прочный комплекс с дыхательным ферментом. Релаксация (расслабление) напряженной АТФ-синтетазы ведет к синтезу АТФ. Напряженная конформация, расслабление... Это все было взято из энергетики мышечного сокращения. Если химическая схема уподобляла систему дыхательного фосфорилирования брожению, то конформационная брала в основу биохимию белков мышц, которыми долгие годы занимался Бойер. Две концепции—К+-АТФазы и кон- формационного сопряжения — были противопоставлены хемиосмотической гипотезе на рубеже шестидесятых и семидесятых годов. Вокруг этих концепций дружно сплотились бывшие сторонники химической гипотезы, чтобы «противостоять протондвижущей силе». Тогда их было еще большинство. Но с каждым годом все прибавлялись имена сторонников Митчела, множились красные флажки на карте в Глинн Хаузе. ЯГЕНДОРФ, ВИТТ, БУЛЫЧЕВ И ДРУГИЕ Корнелльский университет в городе Итаке (штат Нью-Йорк), как мне объяснили по приезде в этот симпатичный городок на севере США, специализируется в подготовке ветеринаров и управляющих отелями. Не знаю уж, кому из них более интересен фотосинтез: ветеринарам, чьи подопечные нагуливают молоко, поедая продукты фотосинтеза, или управляющим, которым приходится следить, помимо прочего, за пальмами в гостиничных холлах. Так или иначе, в Корнелльском университете работал некто А. Т. Ягендорф, специалист по фотофосфорилированию в хлоропластах. С целью, весьма далекой от обсуждаемых здесь вещей и сейчас несущественной, он поместил хлоро- пласты сначала в кислую, а потом в щелочную среду, измеряя при этом количество АТФ. Все манипуляции производились в темноте. Оказалось, что такая процедура ведет к синтезу АТФ, как если бы мы на минутку включили свет. Удивительно? Система фотофосфорилирования работает без света? А почему бы и нет, если, по Митчелу, вся роль света в синтезе АТФ — это запустить перенос электронов поперек мембраны, чтобы образовать разность электрических потенциалов или \рН между внутри- и внехлоро- пластным пространствами. Перенеся хлоропласты из кислой среды в щелочную, мы, так сказать, своими руками создадим нужную разность концентраций водородных ионов, т. е. ДрН, которая будет поддерживать какое-то время синтез АТФ без всякого света. Городу Итаке — красный флажок! Университет в Западном Берлине. Лаборатория профессора X. Т. Витта. Исследуется электрохромный эффект Штарка: способность некоторых красителей менять свой спектр при помещении в сильное электрическое поле. Оказывается, пленки, приготовленные из смеси определенных пигментов хлоро- пластов, демонстрируют электрохро- мизм. Интересно, конечно, но какое это имеет отношение к делу? Самое прямое. Освещение хлоропластов вызывает спектральный сдвиг, подобный эффекту Штарка. Так может быть, свет создает электрическое поле на хлоро- пластной мембране, где как раз и находятся исследованные Виттом пигменты? Тщательный анализ свидетельствует в пользу этого предположения. Еще один флажок на карте... А. А. Булычев, В. К. Андрианов, Г. А. Курелла и Ф. Ф. Литвин, сотрудники биофака МГУ, ставят опыты на растениях с очень крупными хлоро- пластами. В один из хлоропластов удается ввести микроэлектрод. Освещение вызывает образование разности потенциалов между хлоропластом и цитоплазмой клетки, куда введен другой электрод. Рука Митчела тянется к красному флажку. Напрасно. Над Москвой красный флажок уже есть. «КИСЛЫЕ И ЩЕЛОЧНЫЕ ЕДКОСТИ» Но не думайте, что в Москве все идет так уж гладко. Когда я впервые рассказывал о хемиосмотической гипотезе на одной из всесоюзных конференций, то председательствующий быстро погасил мой пыл. Гипотеза, как было сказано, напомнила ему двадцатые годы, когда все химические события в организме объясняли изменением баланса «кислых и щелочных едкостей». Шутка имела большой успех у аудитории. На Международном ботаническом конгрессе, проходившем в нашей стране, Д. С. Чернавский выступил с заявлением о совершенной невозможности существования хемиосмотического механизма из сугубо теоретических соображений. Он говорил по-русски, а перевода не было, так что один мой знакомый англичанин из всего выступления Чернавского 26
понял только одно слово «Митчел», повторявшееся множество раз. «Как все же у вас поддерживают Митчела!» — сказал мне потом англичанин. «ЧУДО-ИОНЫ» После опытов с протонофорами мы взялись за проверку следующего постулата хемиосмотической гипотезы, а именно ее, так сказать, «электрической части». Митохондрия или хлоропласт —сложная штука, целое натуральное хозяйство внутри клетки. Может быть, когда-то это была самостоятельная клетка микроба, вступившего на путь симбиоза с более крупным хозяином. В митохондриях и хлоропластах есть множество ферментов, в том числе неизученных. Может статься, что среди них скрывается и К+-АТФаза. Поэтому далеко не безопасно мерить разность электрических потенциалов (AW), используя природные ионы типа К+, как это сделал Митчел. Лучше бы взять ион искусственный, синтетический, не похожий ни на кого из своих природных собратьев. Но будет ли чужеродный ион проникать через митохондриальную мембрану? К сожалению, скорее всего — нет. Чтобы удерживать образуемую дыханием ДУ, мембрана должна не пропускать ионы, иначе &W разрядится. Только очень узкий круг вполне определенных, «избранных» природных ионов имеет возможность пройти через мембрану митохондрий. Среди них — ион Са2+, который избирательно накапливается в митохондриях при участии особого переносчика, локализованного в митохондриальной мембране. Но ион Са2+ не годится по той же причине, что и К+ (а вдруг в митохондриях есть кальциевая АТФаза, подобная, к примеру, той, которую обнаружили в некоторых других типах мембран!). Давайте подумаем, почему ионы не проходят через мембрану в отсутствие веществ-переносчиков или специальных ионных каналов. Все природные мембраны сделаны из жиров и «жирных» белков (то есть полипептидных цепей с высоким содержанием гидрофобных аминокислот). Итак, мембрана — жирная. Ионы же в водном растворе окружены связанными молекулами воды («водной шубой»), и их сродство к жиру крайне низко. Именно поэтому мембрана — барьер для ионов. Как же природа преодолевает эту трудность, столкнувшись с необходимостью повысить ионную проницаемость мембран? Обратимся к валиномицину, простейшему и наиболее изученному природному переносчику ионов (ионо- фору). Как показали Ю. А. Овчинников и его коллеги, валиномицин связывает ион К+ своими гидрофильными карбонильными группами. При этом гидрофобные остатки амино- и оксикислот, образующих валиномицин, оказываются обращенными наружу, а К+ занимает центральную полость молекулы антибиотика. Теперь К+ окружен не водной шубой, а гидрофобными' остатками, имеющими большое сродство к жиру. Так ион К+ получает пропуск на вход в митохондрию. Но такой пропуск нам' не годится. Валиномицин очень разборчив в отношении иона-партнера и не связывает даже близкий по свойствам к калию ион Na+. Что уж тут говорить о неприродных ионах! А если взять какое-нибудь синтетическое соединение, в котором заряд экранирован гидрофобными заместителями? Не обойдется ли такой ион без пропуска? ...Либерман завел свой старенький автомобиль и отправился по московским химическим институтам в поисках «чудо-иона», который, он был твердо уверен, пылится где-нибудь на полке у людей, не способных даже выговорить без запинки слово «фосфорилирова- ние». Вскоре Ефим Арсеньевич вернулся к себе в подвал на Ленинском проспекте, 33, где в недрах одного из академических институтов у него была лабораторная комната. Портфель отяжелел от склянок с невиданными для биохимика веществами. Теперь уже его сотруднице Л. М. Цофиной пришлось встретиться с трудностями в произношении: «Фе- нилдикарбаундекаборан...». Это — анион, имеющий форму усеченного шара, сделанного из атомов бора. Кроме того— фенильный остаток и отрицательный заряд, «размазанный» по всей этой ни на что природное не похожей молекуле, названной для краткости ФКБ~~. А вот еще один анион: тетрафенилбор (ТФБ—). Этот устроен попроще: четыре фен ильных остатка, а в центре—бор. Его «электрический антипод» — катион тетрафенилфосфоний (ТФФ+): все то же, но вместо бора — фосфор, и в результате— заряд «плюс» вместо минуса. Другой катион — тетрапентиламмо- ний (ТПА + ) (рис. 2). «Почему вы взяли такое сложное для синтеза вещество, как ФКБ-?»—спросил меня как-то сотрудник фирмы по производству реактивов, только что наладивший за океаном производство ФКБ~ на продажу. Я не стал его огорчать историей случайной находки ФКБ- и сказал просто, что это самый лучший среди проникающих синтетических анионов. 27
Либерман, Цофина и их сотрудники обнаружили, что искусственные мембраны практически не создают препятствия для движения ФКБ-. Несколько меньшей, но все же достаточно высокой проникающей способностью обладали также и некоторые другие из ревизованных Либерманов ионов. Но как поведут себя ионы-безбилетники в митохондриях? На этот вопрос вскоре смог дать ответ наш сотрудник А. А. Ясайтис. Оказалось, что они успешно заменяют К+ и валиномицин в опытах «а 1а Митчел и Мойл». Вскоре Е. А. Либерман придумал метод измерения «чудо-ионов», используя черную мембрану как ион-селективный электрод, и мы получили возможность следить за изменениями концентрации этих ионов в инкубационной смеси с митохондриями. Проникающие синтетические ионы вели себя в полном соответствии с предсказанием хе- миосмотической теории. При включении дыхания катионы послушно направлялись внутрь митохондрий, к минусу, а анионы наружу, к плюсу. Мы назвали это явление электрофорезом проникающих ионов по аналогии с известным методом разделения заряженных веществ в электрическом поле. Но действительно ли дело в электрофорезе? Что же, давайте еще раз проверим предсказательную силу «электрической» концепции. Известно было, что если обработать митохондрии ультразвуком, то они распадутся на мелкие замкнутые пузырьки, окруженные как бы вывернутой наизнанку мембраной: в пузырьках грибовидные выросты АТФ-синтетазы смотрят наружу, в то время как в митохондриях они обращены внутрь. Изменение ориентации мембраны должно повлечь за собой и изменения направления электрического поля. Опыт — и вновь удача: в ответ на добавление субстрата дыхания или АТФ наблюдалось поглощение анионов (а не катионов, как в опытах с митохондриями). И в митохондриях, и в вывернутых пузырьках эффекты дыхания и АТФ полностью предотвращались при шунтировании мембраны разобщителями- протонофорами. Впоследствии проникающие синтетические ионы были неоднократно использованы в других лабораториях. Этим методом было выявлено образование разности электрических потенциалов на митохондриях из разных тканей, бактериях и хлоропластах, то есть на всех основных типах мембранных структур, 28 Формулы проникаюших ионов в которых образуется АТФ. Чтобы не перечислять каждый раз непривычные названия синтетических ионов „ Дэвид Грин предложил всех их называть «Скулачев-ионами», обозначая катионы Sk+, а анионы Sk_. Это, конечно, глубоко несправедливо: ведь за «чудо- ионами» ездил на машине не я, а Либерман. КАРФАГЕН ДОЛЖЕН БЫТЬ РАЗРУШЕН! Уже после первого нашего совместного опыта с разобщителями в 1966 г. Е. А. Либерман заявил, что хемиос- мотическая гипотеза доказана. Мне полученный результат показался условием необходимым, но недостаточным. Чтобы решить спор, мы затеяли работу с синтетическими ионами. По ее завершении у меня исчезли последние сомнения. Действительно, было установлено, что и окисление дыхательных субстратов, и гидролиз АТФ могут образовывать разность потенциалов на мембране митохондрий: субстраты дыхания —*- ДДН -«— АТФ. Приняв, что второй процесс обратим, мы получаем: субстраты дыхания —*■ ^ДН —*- АТФ, то есть дыхание и фосфорилирование связаны через мембранный потенциал. Синтез АТФ за счет искусственно созданной ДрН был обнаружен еще Ягендорфом. О том, что ДЧ^ также может служить источником энергии для фосфорилирования, говорили опыты
Прессмана 1967, г. Эти опыты были поставлены следующим образом. Митохондрии инкубировали с К+ и затем помещали в среду без К + . Для повышения калиевой проводимости мембран добавляли валиномицин. Выход К+ из митохондрий в бескалиевую среду создавал избыток отрицательных зарядов во внутримитохондриальном пространстве. Если бескалиевая среда содержала АДФ и фосфат, то синтезировался АТФ. Сопоставив эти данные с результатами опытов, описанных выше, я решил, что настало время объявить о доказательстве Митчелова принципа сопряжения. Доклад на Европейском биохимическом съезде в Варне в 1971 г. показался мне подходящим случаем, чтобы выступить со своим заявлением. Бог мой, что тут началось!.. После более чем оживленной дискуссии, выплеснувшейся в кулуары конгресса, один из моих оппонентов заметил, что даже Митчел, отсутствовавший в Варне, вряд ли счел бы мое выступление своевременным. Действительно, спустя некоторый срок, я получил конверт со штемпелем «Бодмин» и посланием Митчела, где он писал, что считает меня слишком большим энтузиастом хемиосмотической теории. Мы вновь увиделись с ним через год, на следующем съезде европейских биохимиков. Митчел председательствовал на моей лекции, и я не без волнения вновь показал уже несколько затертый заключительный слайд своего варнен- ского доклада, сопроводив его латынью: «Карфаген должен быть разрушен!» Мой председатель уже не возражал. Видно, латынь пришлась по душе выпускнику колледжа Иисуса в Кембридже! Желтые глаза Митчела лучились, он кажется даже приоткрыл от удовольствия рот, показав язык нашим оппонентам в зале. «Вы будете держать флаг»,— сказал мне Митчел, уезжая в Англию накануне постсимпозиума по биоэнергетике, где предполагалось нелицепри-- ятное обсуждение конкурирующих теорий. Он вообще (а после Варшавы в особенности) не любил открытых дискуссий. «Мой компьютер работает медленно»,— говорил он, постукивая пальцем по своему высокому лбу. Бой на постсимпозиуме пришлось принять мне. Что же возразили нам наши противники? Их главный аргумент состоял в том, что митохондрия слишком сложна, чтобы имеющийся в наших руках материал был достаточен для вывода о сопрягающей роли \fxH. Почему вы думаете, спрашивали меня, что \fiH стоит между дыханием и АТФ, а не где-нибудь в стороне? Например: субстраты дыхания —»-? —»-АТФ -^-AjiH или: \цН-<—субстраты дыхания—»-? —>-АТФ. Напрасно я говорил о том, что хемиосмотической . гипотезой предсказаны явления, мысль о существовании которых не могла даже прийти в голову, если придерживаться любой другой схемы. Оппоненты были неумолимы. Практически все маститые биоэнергетики, присутствовавшие в зале, не раз- делили моей точки зрения. ПРОТЕОЛИПОСОМЫ Чтобы снять возражение, о котором только что шла речь, необходимо было разделить ферменты дыхания и фос- форилирования и показать, что каждый из них, взятый в отдельности, может образовать AfiH. Следовало сперва разобрать мембрану митохондрий на части — разделить белки и липиды, потом очистить какой-либо один тип белков, например дыхательный фермент, и после этого посмотреть, может ли данный фермент образовать AfxH. — Позвольте, но ведь AjiH — это трансмембранная разность электрохимических потенциалов, а мембрану-то мы уже разрушили?! — Ну и что? Сначала разрушили, а теперь сделаем, да такую, что в ней будет только один тип белков — дыхательный фермент! — Ломать — не строить. А если природная мембрана вообще не может быть воссоздана, будучи однажды разрушенной? Если мембрана происходит от мембраны, как клетка от клетки? — Волков бояться — в лес не ходить. Эфраим Ракер волков не боялся (хотя бы потому, что, как говорят, в штате Нью-Йорк они давно вывелись). И вот в Корнелльском университете, в соседней с Ягендорфом лаборатории, начинается разработка метода самосборки мембран. Многие месяцы подряд японский стажер Ясуо Кагава испытывал разные белки, фосфолипиды и детергенты, пока, наконец, один из вариантов не принес надежду на успех. Взяв фосфолипиды сои, АТФазу митохондрий бычьего сердца и в качестве детергента одну из желчных кислот, Кагава получил пузырьки, обладавшие АТФазной активностью. Эта активность стимулировалась динитро- 29
фенолом, что могло бы указывать на образование \цН на мембранах пузырьков. Незадолго до опытов Кагавы в лабораторию Ракера возвратился из годичной стажировки Питер Хинкль, посланный Ракером к Митчелу на выучку. Хинкль не только освоил теорию, но и провел в Глинн Хаузе ряд изящных опытов с митохондриями, исследуя один из дыхательных ферментов, цитохром- оксидазу. Вернувшись в Итаку, Хинкль заразил Ракера своим митчель- янством, так что Ракер стал первым из признанных корифеев биоэнергетики, кто поддержал Митчела. Если АТФаза и АТФ-синтетаза, рассуждали Ракер и Хинкль,— это один и тот же фермент, а роль дыхания состоит только в том, чтобы образовать ДцН, необходимую для фосфорилирования, то стоит включить в АТФазные пузырьки Кагавы также еще и дыхательный фермент, как они, эти пузырьки, начнут образовывать АТФ за счет дыхания. Ракер засучил рукава белоснежного халата и взялся встраивать цитохромок- сидазу в АТФазные пузырьки Кагавы. Вскоре в американском биохимическом журнале появилось сенсационное сообщение, подписанное Э. Ракером и его лаборанткой А. Кандраш, о самосборке системы дыхательного фосфорилирования. Пузырьки, содержащие АТФазу и цитбхромоксидазу, образовывали АТФ при окислении добавленной аскорбиновой кислоты кислородом. Фосфорилирование полностью прекращалось добавлением протоно- форов. Услышав об открытии Ракера, я попросил А. А. Ясайтиса наладить получение таких же пузырьков здесь, в Москве. Сказано — сделано! И вот уже передо мной три пробирки — в одной пузырьки с АТФазой, в другой — с цитохромокси- дазой, а в третьей — с двумя этими ферментами вместе. Попробовали проникающие ионы. Как и следовало ожидать, в белково-липидных пузырьках происходил электрофорез синтетических ионов. Источниками энергии для транспорта наших ионов могли служить: в АТФазных пузырьках — гидролиз АТФ, в цитохромоксидазных — дыхание, а в смешанных — оба эти процесса. Донором электронов для цитохром- оксидазы служил водорастворимый белок цитохром с. Удалось приготовить цитохромоксидазные пузырьки с цитохромом с внутри и другие — с ци- тохромом с снаружи. В первых перенос электронов должен быть направлен изнутри пузырька наружу, а во вторых — снаружи внутрь. Значит, в первом случае внутренность пузырьков должна заряжаться положительно, во втором — отрицательно. Чтобы проверить, правильно ли это предсказание, были взяты два одинаковых по структуре, но разных по заряду иона — ТФБ~ и Тфф+. Оказалось, что при дыхании пузырьки с цитохромом с внутри поглощают ТФБ~, а пузырьки с цитохромом с снаружи поглощают ТФФ~*\ Так сбылось еще одно предсказание гипотезы, а в целом был сделан новый шаг вперед. Теперь )<же я мог ответить моим критикам:АцН есть общий продукт двух разных ферментативных систем — дыхательной и АТФазной. Вообще мне чрезвычайно понравились эти самые фосфолипидные пузырьки, инкрустированные очищенным белком,— простейшая модель, где еще сохранялась интересовавшая нас функция, то есть преобразование химической энергии в электрическую. Я назвал такие пузырьки протеолипо- сомами, и это имя, кажется, прижилось. БЕЛКИ-ГЕНЕРАТОРЫ ТОКА Л. А. Драчев никогда специально не изучал ни биологии, ни химии. Даже в школе: в связи с военным временем и нехваткой учителей вместо этих предметов преподавали математику. Окончив физфак МГУ, он занялся ионосферой, а потом лазерами. Нас познакомил Либерман. Он же сагитировал Драчева включиться в биоэлектрическую эпопею. С легкой руки ректора МГУ Рема Викторовича Хохлова Драчев стал сотрудником нашей лаборатории. Услышав истории о проникающих ионах, протеолипосомах и прочих премудростях биоэнергетики, Драчев флегматично заметил, что электричество хорошо бы мерить вольтметром и амперметром. Мы сами знали, что хорошо бы, и потому не сочли мнение Драчева за снобизм чужака-физика. Проникающие ионы, электрохромизм в опытах Витта или открытые позже1 флуоресцентные красители, реагирующие на \4*t— это все же косвенные методы. А в столь сложной системе, как биологическая, одно прямое измерение стоит сотен косвенных. Например, такое чуждое для живой клетки вещество, как ТФБ~, совершенно неожиданно оказалось донором электронов для одного из ферментов в хлоропластах. А ведь мы считали ТФБ~ инертным соединением! 30
Так что мы сразу согласились с Драневым. Но как прямо измерить производство электричества белками? Вводить микроэлектрод в митохондрию? Но она слишком сложна. Мое воображение уже было отравлено гениальной простотой протеолипосом. Микроэлектрод в протеолипосому? Так ведь она 0,1 микрона в диаметре! Нет, это не путь. А если включить белок-генератор тока в черную искусственную мембрану. О, тогда бы мы измерили разность потенциалов и ток обычными электродами, помещенными в растворы по обе стороны от перегородки, отверстие в которой закрыто мембраной. Но как включить белок в черную мембрану? Белки-генераторы, как и другие мембранные белки, в воде нерастворимы. Попробуем добавить их к раствору фос- фолипидов в декане, который применяют обычно для образования черьой мембраны. А какой взять белок? Конечно, тот, что может использовать энергию света! Добавлять растворы окисляемых веществ или АТФ в таком опыте неудобно: черная мембрана вообще непрочна. Это, по существу, оболочка мыльного пузыря. Да еще белковые включения, которые, вероятно, прочности мембране не прибавят! Капля любого раствора может ее разрушить. Свет безусловно удобнее. Итак, это должен быть какой-то из белков фотосинтетического аппарата. Как раз в это время У. Стокениус и Д. Остерхельт в США описали новый тип светочувствительных белков — бакте- риородопсин. Как выяснилось, у солелюбивых бактерий есть фиолетового цвета белок, содержащий, подобно зрительному пурпуру глаза — родопсину, производное витамина А — ретиналь. Было получено косвенное указание на то, что бактериородопсин может переносить водородные ионы за счет энергии света, заменяя хлорофиллсо держащие белки обычных фотосинтетиков. В конце 1973 г. Ю. А. Овчинников организовал проект «Родопсин» для сравнительного изучения животного и бактериального пигментов. Мы занялись изучением бактериородопсина, используя препарат, полученный в институте биофизики Л. Н. Чекулаевой, тогда сотрудницей лаборатории Л. П. Каюшина. Были приготовлены протеолипосомы с бактериородопси- ном в качестве белка, и методом проникающих ионов доказана способность бактериородопсина превращать свет в разность электрических потенциалов и градиент рН. Я хорошо помню эти опыты. Особенно удачно они шли по воскресеньям, когда в опустевшей лаборатории никто не ходил мимо прибора и фосфолипид- ная мембрана, измеряющая концентрацию ФКБ—, стояла, не лопаясь, в течение нескольких часо* кряду. Я включал и выключал свет, наслаждаясь стабильностью и воспроизводимостью обнаруженного явления: бактериородопсин работал как часы: протеолипосомы безотказно поглощали анионы ФКБ- в ответ на свет и отдавали ФКБ- в среду «в ответ на тьму». Приходя после опыта домой, я развешивал ленты самописца по стенам, чтобы полюбоваться ими перед сном. Бактериородопсин оказался действительно на редкость стабильным генератором Д jbt H. Эту его способность не могло убить нагревание до 100°, помещение в 0,1 N кислоту и, как мы выяснили вместе с сотрудниками Ю. А. Овчинникова, даже расщепление белка в трех местах протеолитическим ферментом. Поэтому неудивительно, что было решено попытать счастья с прямым измерением Д1!', используя именно бактериородопсин. Л. А. Драчеву было поручено добавить бактериородопсин к смеси для приготовления черной мембраны и посмотреть, не приведет ли освещение такой мембраны к генерации тока. Никогда не прощу моим товарищам, что они не позвали меня к прибору, когда впервые осветили мембрану с бактериородопсином. Осторожный Драчев, улыбаясь и пощипывая свою бородку, сообщил мне о генерации фототока только на следующий день. Так в прямом опыте была продемонстрирована способность индивидуального белка превращать энергию света в электричество. Затем последовали годы работы по проверке других белков, подозревавшихся в качестве ДцН-генераторов, по усовершенствованию метода встраивания белков в мембрану, по стабилизации самой мембраны. Выдающиеся качества Драчева как виртуозного физика-экспериментатора позволили разработать универсальный метод измерения электрогенной активности белков с разрешением по времени до одной миллионной доли секунды. Сегодня опыт Драчева воспроизведен в десятке других лабораторий у нас в стране и за рубежом. Электрическая часть гипотезы получила свое окончательное подтверждение. 31
ПОСЛЕДНЯЯ КАПЛЯ О своей догадке, что бактериородопсин может быть ДцН-генератором, мне рассказал Уолтер Стокениус в Нью-Йорке в феврале 1973 г. Он разложил свои графики на необъятной двуспальной кровати в номере отеля и спросил, что я, как «митчельянец», обо всем этом думаю. Вскоре выяснилось, что он не меньший «митчельянец», чем я, и что думаем мы с ним одинаково: открыт новый тип фотосинтеза, где вместо хлорофилла работает бактериородопсин. Из Нью-Йорка я отправился в Итаку, к Ракеру, и рассказал ему о данных Стокениуса. По реакции собеседника я понял, что все это он слышит впервые. Помнится, у меня даже были сомнения, имею ли я право рассказывать о бакте- риородопсине без разрешения Стокениуса, и я даже порывался позвонить ему в Сан-Франциско, но Ракер отговорил меня, сказав, что сейчас в Калифорнии 4 часа утра и вряд ли Стокениус будет в восторге от звонка. А пять месяцев спустя Э. Ракер уже докладывал на международном биохимическом конгрессе о своей совместной работе с У. Стокениусом. Это был знаменитый «опыт с химерой». Ракер и Стокениус взяли АТФ-синте- тазу из митохондрий сердца быка, бактериородопсин из г ал офи льны х бактерий и фосфолипиды из соевых бобов и получили новый тип протеолипосом, составленных из веществ всех трех царств живого мира: животного, бактериального и растительного. Протеолипосомы при освещении синтезировали АТФ. Бычья АТФ-синтетаза катализировала фотофосфорилирова- ние! Это был результат, чудовищный с точки зрения быка или сторонника химической либо конформационной схемы сопряжения. Даже самым яростным противникам хемиосмотической теории было ясно, что бактериородопсин не может образовывать каких-то высокоэнергетических химических соединений — предшественников АТФ. Не могла идти речь и об обмене конформационной энергией между бактериородопсином и бычьей АТФ-синтетазой. Для этого потребовался бы тесный контакт двух названных белков, а было известно, что бактериородопсин занимает обширные участки (до 0,5 микрон в длину) в мембране бактерии, причем никаких других белков в этих бляшках не обнаруживается. Бактериородопсин делает свое дело без помощников. 32 «Оппозиция сдается!» — писал мне в эти дни из Америки Питер X инк ль. Да, опыт Ракера и Стокениуса был воистину последней каплей! ВМЕСТО ЭПИЛОГА Прошли четыре года. Летом 197В г. в Дрездене Митчелу вручали высшую награду Федерации Европейских биохимических обществ — медаль Ганса Кребса. Это был уже не первый знак официального признания. За последние два-три года Митчел стал членом Королевского общества Великобритании, получил золотую медаль международного научного фонда С!ВА, премию Филдберга, а также и другие премии — в Бостоне, в Нью-Йорке. Свою лекцию перед европейскими биохимиками в Дрездене он мог, казалось бы, выдержать в спокойных тонах, популярно изложив суть своей уже доказанной и всемирно знаменитой гипотезы. Так нет же, он вновь, как и прежде, перегрузил доклад чрезмерным обилием идей и фактов, чтобы в конце неистово обрушиться на Викстрема, Ленинджера и кое-кого из других биоэнергетиков, занятых сегодня по существу разработкой деталей его теории. Речь шла о механизме образования и использования ДрН в биологических мембранах. Согласившись с тем, что ДрН есть фактор, сопрягающий дыхание и фосфорилирование, биоэнергетики занялись исследованием устройства ферментов, образующих ДрН. Посыпались самые различные предложения: каждый имел наготове свой собственный «чертеж» белка-генератора. Вот тут-то фигура Митчела вновь оказалась в самом центре полемики. Дело в том, что еще в первой «серой книге» Митчел имел неосторожность дать конкретные схемы главных узлов постулированного им механизма превращения энергии. Впоследствии Ракер счел это за достоинство и даже вывел некое правило, звучащее примерно так: «Если вы выдвинули блестящую, новую гипотезу, но не изложили ее в деталях, вас, вероятно, будут игнорировать. Если вы хотите привлечь внимание к своему детищу, без колебаний включите в изложение несколько пунктов, которые не существенны для главной темы, но зато могут быть атакованы оппонентами». Отсутствие резонанса от первой краткой публикации Митчела 1961 г. Ракер объясняет именно тем, что было неясно, как атаковать новую гипотезу. Нет слов, подробнейшее изложение теории, данное в 1966 г., было куда
3 Протонный цикл более уязвимо для критики. Каждый мог найти здесь себе подходящую мишень: и специалист по АТФазам, и тот, кто занимался дыхательными ферментами, мембранолог и исследователь фотосинтеза, микробиолог и биофизик- теоретик. Многие из выписанных Митчелом в 1966 г. деталей, по-видимому, не универсальны для всех Др-Н-генераторов, а некоторые даже вообще неверны. Так, например, оказалось, что далеко не всегда образование Др,Н дыхательными ферментами связано с переносом электронов через мембрану. Вероятно, чаще мембрану пересекают не электроны, а протоны. Однако главное было схвачено абсолютно верно: использование энергетических ресурсов дает \цН, которая расходуется затем на синтез АТФ. Вот почему Митчел имеет право сегодня сказать словами булгаковского Мастера: «О, как я угадал! Как я все угадал!» В общей форме утверждение, которое я бы назвал «принципом Митчела», можно записать как энергетические_ ресурсы клетки —*- -+- ЛцН-»-АТФ То же, но в виде схемы изображено на рис. 3. Перед нами —протонный цикл. ^Лы умышленно опустили такие детали, как природа энергетических ресурсов; механизм создания \ЧГи ЛрН; конкретный способ, каким образуется АТФ из АДФ и фосфата; количество ионов Н+, которое необходимо перенести «под гору», по градиенту электрохимического потенциала, чтобы сделать одну молекулу АТФ, и т. д. Все это, как говорится, предмет будущих исследований. Но каков бы ни был их итог, протонный цикл, я уверен, останется непоколебленным. Состояние проблемы протонного цикла на сегодняшний день, если сравнить его с другим великим биохимическим циклом, циклом Кребса, аналогично тому этапу исследований, когда циклическое превращение карбоновых кислот, постулированное Г. Кребсом, было уже экспериментально доказано, а механизмы отдельных ферментативных реакций, слагающих цикл, оставались еще неясными (заметим, что многие из этих механизмов служат предметом исследования и по сей день). П. Хинкль, выступая на семинаре в нашей лаборатории спустя несколько дней после того, как мы узнали о Нобе- эиергетическне ресурсы левской премии Митчела, сравнил это событие с присуждением такой же премии биохимикам — соотечественникам Митчела двадцать лет тому назад. По его меткому выражению, идея протонного цикла имеет такое же значение для биоэнергетиков, как концепция двойной спирали ДНК для молекулярных биологов, изучающих функцию наследственности. ...Мне вспоминается поездка к Митче- лу в его Глинн Хауз. Помню покрытые нежнейшей, только что взошедшей травой холмы, аллею вечнозеленых деревьев, ведушую к дому, и сам дом: освещенная жилая часть и затемненные лабораторные комнаты. В те январские дни 1974 года Англия пыталась бороться с энергетическим кризисом, сократив рабочую неделю. Митчел был этим страшно недоволен и грозился поставить на ближайшем холме ветряк, чтобы стать независимым от государственной энергетики. Мне отвели большую комнату с нереально высоким потолком и огромными окнами, за которыми недвижно дремал сад. Был полный штиль. Пытаясь уснуть, я обратил внимание на боль в ушах. Меня охватило какое-то беспокойство. Что-то было не так. Я не сразу сообразил, что все дело — в тишине. В доме было абсолютно тихо. На милю вокруг — ни жилья, ни шоссе, ни железной дороги. Я понял, что, пожалуй, впервые в жизни нахожусь в полной тишине. Пришло на ум, что Лун- дегард, предтеча Митчела, тоже жил в уединенном замке, где размещалась его лаборатория... Уснуть мне удалось, лишь положив под голову ручные часы. Здесь, пожалуй, можно закончить рассказ об одном из открытий в области биоэнергетики и о Питере Митче- ле — гении-одиночке двадцатого века. 2 Химия и жизнь № 11 33
При обсуждении сходств и различий научного и художественного творчества одна формула, или, точнее, словесная формулировка ни у кого не вызывает возражений. С ней согласны сторонники полярно противоположных направлений, ее разделяют философы и представители естественных наук. ...В двадцатилетнем возрасте был убит на дуэли Эварист Галуа. В ночь перед поединком он набросал основы теории групп — важнейшего раздела современной математики. Мы можем лишь догадываться, на какие взлеты мысли был способен этот гениальный юноша. Возможно, сложись судьба великого математика иначе, человеческое знЗние обогатилось бы еще не одним открытием Эвариста Галуа. Но эти открытия сделали в другое время другие математики. В этом смысле ученые, даже самые талантливые и самобытные, взаимозаменяемы. Через семь лет после гибели Галуа ушел из жизни другой гений — Франц Шуберт. Он умер на тридцать первом году жизни, и его Неоконченную симфонию не окончит уже никто. Впрочем, это все же не совсем точно, ибо в ми- ровую музыкальную культуру Неоконченная симфония вошла как вполне завершенное произведение. Но смысл тезиса предельно ясен: музыку, которую не успел сочинить Шуберт, никто уже за него не напишет. Итак, в художественном произведении выражается неповторимая личность творца, творчество которого сугубо индивидуально. Если же научное открытие не сделает ученый А, то рано или поздно его сделает ученый Б. В этом усматривается одно из главных различий творчества в искусстве и в науке. Такова общепринятая формула. В наших учебниках эстетики проводится та же точка зрения: не уступи Пушкин Гоголю сюжета «Ревизора», а сам возьмись за его разработку, вместо гоголевского «Ревизора» было бы совсем иное произведение. А без Менделеева Периодическая система элементов все равно была бы создана и, главное, в таком же виде. Общепринятая формула вроде бы не противоречит здравому смыслу. И все же даже в, казалось бы, «непробиваемой» части формулы (о неповторимости художественного творчества) обнаруживаются бреши. Достаточно вспомнить, что у разных народов, географически разобщенных и никогда не имевших точек соприкосновения, есть удивительно похожие произведения фольклора. Например, некоторые грузинские и
полинезийские сказки схожи не только фабулой (включая мельчайшие детали сюжетных поворотов), но и формой — в той мере, в какой можно говорить о сходстве словесной ткани разных языков. Между тем у науки нет свидетельств миграции населения из Грузии на острова Полинезии или обратно. Разумеется, отсутствие таких свидетельств не может служить доказательством отсутствия контактов между двумя далекими народами, но скорее всего дело совсем не в контактах, которые могли привести к взаимному влиянию народного творчества, а в сходстве социального опыта людей на разных концах света. Однако этот пример совсем не опровергает тезиса о неповторимости индивидуального художественного творчества — ведь фольклор есть творчество коллективное. А сонеты Петрарки никто, кроме самого Петрарки, написать не мог и «Медного всадника» мог создать лишь гений Пушкина... Корректность второй части формулы— о взаимозаменяемости ученых — как будто также подтверждается довольно простыми соображениями. Любой аспирант твердо знает, что подготовленную диссертацию надо скорее защищать — полученный результат необходимо спешно застолбить. Неторопливого, беспечного соискателя ученой степени могут опередить, представив работу с теми же результатами. И такое случается не только с кандидатскими диссертациями, но и с трудами корифеев науки. Недаром же самые высокие научные премии присуждают порой двум или даже нескольким ученым, работавшим независимо друг от друга. Значит, если бы одного из них не было вовсе, открытие все равно бы свершилось? Это сильный аргумент, но в нем при ближайшем рассмотрении обнаруживаются серьезные изъяны. Несколько лет назад американский биолог Г. Стент выступил с темпераментной статьей, в которой доказывал индивидуальную неповторимость научного творчества. Анализируя одно из выдающихся открытий нашего времени — работу Ф. Крика и Дж. Уотсона о структуре ДНК, Стент утверждает, что их достижение— неповторимый сплав творческого озарения и классического завершенного исследования. Структура ДНК неизбежно была бы познана и без них, но путь познания скорее всего оказался бы иным: длительная, тяжелая серия небольших, частных открытий, перемежающихся ложными ходами, ошибочными теориями. Формулу «научное открытие безлично, а произведение искусства неповторимо, ибо отражает личность творца» Стент объявляет неверной. Он считает, что каждое творение и ученого и художника уникально, неповторимо своеобразно и в то же время содержит в себе известные, традиционные элементы. Вопрос лишь в чисто количественном соотношении нового и старого, самобытного и традиционного, уникального и повторяющегося. К сожалению, анализируя содержание научных открытий, Стент не рассматривает ведущие к ним пути. Между тем путь каждого исследователя поистине уникален, неповторим — даже в случае так называемых одинаковых открытий он придает сугубо индивидуальные черты любому сколько-нибудь значимому научному результату. От того, как ученый пришел к новому результату, зависит судьба открытия: 1) оценка его значимости; 2) дальнейшее развитие идеи; 3) возможные практические приложения; наконец, 4) форма его изложения. Последнее достаточно важно, поскольку от формы во многом зависит, кому и как скоро станет доступен, известен и понятен полученный результат, смогут ли ознакомиться с ним и взять его на вооружение представители смежных и даже далеких научных дисциплин. Таким образом, неповторимость индивидуального пути исследователя как бы по четырем каналам влияет на дальнейшую судьбу научного результата. Назовем совокупность этих влияний субъективным концептуально-ассоциативным контекстом открытия. (Здесь, простите, читатель, мы приносим дань современной тенденции к сложной терминологии; без нее рассуждения автора кое-кому могут показаться легковесными.) И пусть с точки зрения патентного бюро открытия абсолютно идентичны, их субъективные контексты придают работе ученого неповторимость и самобытность. Уместно напомнить здесь афоризм древнеримского автора Публия Сервилия: когда двое делают одно и то же — это не одно и то же (Si duo faciant idem, поп est idem). В начале нашего столетия И. П. Павлов открыл условный рефлекс. Одновременно с ним и даже чуть раньше весьма близкие исследования вели В. М. Бех- 2* 35
терев в Петербурге и С. Калишер в Германии. Бехтерев сочетал нейтральный раздражитель с физиологически активным и наблюдал, как после нескольких таких сочетаний безразличный раздражитель приобретал не свойственное ему прежде физиологическое действие. Казалось бы, эти опыты по сути своей мало отличались от опытов Павлова. А бехтеревский термин «сочетательный рефлекс» может показаться даже более точным, нежели павловский «условный рефлекс». Но контексты открытий были разными. Бехтерев заметил лишь физиологический факт, позволяющий объяснить, каким образом Дурову удается дрессировать цирковых животных. Павлов смотрел дальше. Для него условный рефлекс был не только элементарным физиологическим и психическим явлением, но путем проникновения в механизмы работы мозга, методом исследования высшей нервной деятельности. Это различие и определило судьбу двух исследований, двух открытий. Бехтерев дальше не продвинулся, а Павлов создал условнорефлек- торную теорию, получившую мировое признание и оказавшую громадное воздействие на многие смежные науки. Любопытно, что после того, как павловские условные рефлексы стали известны всему миру, и Бехтерев и Калишер претендовали на приоритет. Однако их притязания были справедливо отвергнуты. И вновь возникает все тот же вопрос: была бы условнорефлекторная теория без Павлова? Никакие мысленные эксперименты на этот вопрос не дадут однозначного ответа— история науки занимается тем, что было, а не тем, что могло быть. И все же какие-то предположения возможны. Конечно, изучение высшей нервной деятельности продолжалось бы, и полученные результаты отражали бы объективную реальность. Но в каких терминах, в каких категориях? Скорее всего в иных, чем сегодня. Нет, без Павлова здание современной науки о функциях мозга было бы каким-то другим, отличным от существующего. После Петрарки написано много сонетов, но без него не было бы сонетов Петрарки... Тезис «ученые взаимозаменяемы, и если открытие не сделает ученый А, его рано или поздно сделает ученый Б» неявно, но несомненно исходит из того, что наука суть совокупность фактов, теорий и формул. Но наука — не кладовая добытого знания, не собрание теорий. Скорее она представляет собою «последовательность сменяющих друг друга парадигм». Это определение Т. Куна, имеющее много недостатков и в целом весьма уязвимое, обладает все же одним достоинством: оно подразумевает движение. Диалектический подход к изучению науки — сложного социального явления — предполагает взгляд на нее как на систему,■ находящуюся в непрерывном развитии; и этот взгляд оказывается несовместимым с тезисом о взаимозаменяемости ученых. Нельзя ставить знак равенства между мыслью ученого и объектом этой мысли. «Совпадение мысли с объектом есть процесс...»,— указывал В. И. Ленин (ПСС, т. 29, с. 176). Этот процесс может протекать по-разному, в зависимости от индивидуальности ученого. Чем выше талант исследователя, чем более значимы добытые им результаты, тем сильнее его личность влияет на дальнейшее продвижение науки — не только на темп, но и на конкретное содержание. . Пользуясь кибернетической терминологией, можно сказать, что одно и то же явление удается отобразить несколькими моделями, которые нередко адекватны и даже равноправны. Однако когда некий ученый предпочитает одну модель остальным и вводит ее в научный оборот раньше других моделей, это уже необратимо. Субъективно выбранная модель становится основой для объяснения природных закономерностей, для прогнозирования, для планирования экспериментов. Формулируется и получает распространение соответствующий этой модели аппарат понятий и терминов. Этим аппаратом начинают пользоваться не только сторонники данной теории, но и ее критики, даже ярые противники. Так индивидуальность ученого влияет на дальнейшее развитие науки. В свое время Лейбниц указал на фундаментальную слабость теории Ньютона: тела были наделены свойством притягиваться друг к другу. Такого рода «стремление» неодушевленных тел — теоретическая натяжка, уход от подлинного объяснения причин тяготения. К критическим замечаниям Лейбница не прислушались, потому что система Ньютона наилучшим образом способствовала решению насущных задач механики и на некоторые логические неувязки просто закрывали глаза. Система Ньютона была принята, укоренилась, и до сих пор ее представления про- 36
должают влиять на мышление ученых. Физики, признавая влияние могучей личности Ньютона на их науку, оговариваются: личный элемент в научном творчестве есть, но проходят столетия и все личное нивелируется, стирается. А в самом ли деле стирается? С равным основанием можно предположить, что все здание современной физики было бы не совсем таким, как ныне, если бы не Ньютон. Повторим еще раз: наука — не музей фактов, а система, находящаяся' в непрерывном движении и развитии. А современное состояние науки — лишь моментальный снимок, кадр бесконечной киноленты. Каким будет моментальный снимок, во многом зависит от индивидуальностей, которые работают в этот исторический миг в науке. Автор оперирует широко известными в истории науки примерами. И вовсе не потому, что среди ученых — наших современников нет ярких индивидуальностей, которые способны оставить в науке свое, неповторимое. Убежден, что они есть. Скорее всего (но это лишь предположение автора) исследования в области управляемого термоядерного синтеза пошли бы во всем мире не по пути создания токамаков, а по какому-то иному, если бы не удивительно яркая личность Л. А. Арци- мовича. Впрочем, судить об этом достаточно уверенно можно лишь ретроспективно. Сторонники формулы взаимозаменяемости ученых готовы согласиться, что научное заблуждение, ложная теория или гипотеза могут отражать личность исследователя, но твердо стоят на том, что истина всегда безлична. Однако живая ткань науки состоит не из одних лишь истин, в нее вплетены и заблуждения. Выходит, современное здание науки никак нельзя считать единственно возможным — если бы в науке работали другие люди, то здание было бы построено чуть-чуть иначе. Если допустить, что абсолютная истина достигнута, то личности отдельных ученых значения, разумеется, не имели бы. Но ведь приближение к абсолютной истине — процесс бесконечный и отнюдь не строго детерминированный; абсолютная истина складывается из бесконечной суммы конкретных относительных истин, которые добываются не абстрактно-усредненным ученым, а личностью, индивидуальностью, которая не может не проявить себя не только в выборе тематики и методов исследования, но и в конечном результате своего труда. Выходит, что «бесспорная» формула о взаимозаменяемости ученых совсем не бесспорна. То обстоятельство, что она сегодня общепринята, отнюдь не делает ее истинной. Ведь вернейший способ упустить истину — вообразить, что уже владеешь ею. Герберт Уэллс в романе «Борьба миров» рассказывает о пришествии марсиан is Землю. Прибыли они для завоевания и колонизации нашей планеты, владея более совершенной, чем у землян, техникой. Но вот что интересно: марсиане не знали колеса! Давным-давно, на заре тамошней технической цивилизации колеса не придумали, были на Марсе какие-то другие «базовые» изобретения, технические идеи. И все. Дальше их цивилизация пошла по «бесколесному» пути, что, впрочем, не помешало ей достичь высочайшего уровня, иначе до Земли не долетишь. Пример этот не имеет доказательной силы. Но можно вслед за Уэллсом поставить такой вопрос. Когда человечество встретится с инопланетной цивилизацией (если, разумеется, встретится), какой мы увидим ее науку? Будут ли закономерности природы выражены и описаны инопланетянами с помощью тех же понятий, категорий, формул, какими пользуется наша наука? Или будут различия? Не имея возможности сегодня ответить на этот вопрос, подождем. Ее пи встреча все-таки будет, то состояние науки и техники иной цивилизации поможет нам разобраться, взаимозаменяемы ученые или нет, можно ли уверенно говорить о неповторимости научного творчества. «Главный недостаток всего предшествующего материализма — включая и фейербаховский — заключается в том, что предмет, действительность, чувственность берется только в форме объекта, или в форме созерцания, а не как человеческая чувственная деятельность, практика, не субъективно»,— писали К. Маркс и Ф. Энгельс (Соч., т. 3, с. 1). Несомненно, и в истории науки необходимо учитывать не только объективные факторы, но и субъективные, сугубо человеческие мотивы и обстоятельства. Кандидат философских наук А. Н. ЛУК 37
Репортаж Вокруг коррозии Самое мокрое место в нашей стране, бесспорно, Батуми. «Ни в одном городе в России не выпадало столько дождей»,— писал о нем Паустовский. Это еще мягко сказано: Батуми занимает первое место по количеству осадков не только в России, но и в Европе. Дождь идет здесь 180—190 дней в году. Недалеко от города высится гора, официально называемая Цискара, что значит «зарево»; но ей куда больше подходит ее старое народное название Мтира- ла—«плачущая»: на ее вершине выпадает ежегодно около 4000 мм осадков, а иногда и больше, и солнце здесь выглядывает из-за туч лишь 18 дней в году. Французские моряки, издавна ходившие в Батуми за нефтью, прозвали город «pissoir de la Мег Noire»... Почти все старые батумские дома покрыты железом не только сверху, но и с боков — чтобы в ветреную погоду дождь не проникал сквозь стены. Покрыты часто в несколько слоев: ржавчина съедает здесь тонкое кровельное железо с невиданной быстротой. Коррозию ускоряют брызги соленой воды, которую ветры несут с моря. Даже на плачущей горе Мтирала металл ржавеет вдвое медленнее, чем на морском берегу, где осадков почти вдвое меньше, всего каких-нибудь 2300 мм в год. И ничего удивительного: если натянуть у берега, лицом к морю, сухое полотно, то на каждом его квадратном метре за сутки будет оседать из воздуха около 10 мг ионов хлора — какое железо устоит против такой атаки? Сухое полотно, натянутое на берегу,— это вовсе не мысленный эксперимент, а стандартный метод измерения соленасыщенности воздуха, которым пользуются здесь каждый день. Происходит это на испытательной площадке батумской Лаборатории защиты металлов от коррозии в условиях субтропического климата и морской воды Института металлургии Академии наук Грузии. Площадка расположена у самого берега, в конце Приморского бульвара, на густо заросшей субтропическим бурьяном территории бывшей береговой батареи, которую строил, как гласит легенда, еще знаменитый порт-артурский генерал Кондратенко. Измерение соли в воздухе—не самое главное, чем занимаются на испытательной площадке. Здесь стоит множество стендов — горизонтальных, вертикальных, наклонных, открытых солнцу и дождям и упрятанных в решетчатые будки. А на стендах прикреплены всевозможные пластинки из разнообразных металлических сплавов, крашеные и некрашеные, всякие детали, печатные радиосхемы, даже целые электромоторы. Здесь изучают, как ведут себя в условиях морских влажных субтропиков материалы современной техники. Батуми — идеальное место для коррозионных испытаний. Нигде в нашей стране на металл не обрушивается одновременно столько всяких напастей, и если уж какой-нибудь сплав или изделие выдержит здесь, то ему ничего не страшно. А кроме того, продукция нашей промышленности работает не только в умеренном климате. Куба и Вьетнам, Перу и Ангола — тоже теплые, влажные, морские страны. Станки, автомобили, приборы, которые мы поставляем во многие районы мира, должны в любых климатических условиях работать так же надежно, как и у нас, дома. Вот почему здесь, в Батуми, где климат больше всего похож на тропический, и находится один из главных центров коррозионных испытаний. Пользуются им не только хозяева плошадки, но и металлурги, материаловеды, машиностроители нашей страны, а также Польши, Болгарии, Венгрии: батумская лаборатория уже больше 10 лет участвует в совместных исследовательских работах по этой проблеме в рамках СЭВа. И среди образцов, проходящих испытания на здешних стендах, можно увидеть болгарские электромоторы, польские микроэлектронные схемы, дверцы, прокладки и стартеры от венгерских «Икарусов» (а один целый «Икарус» испытываете я, можно сказать, в боевой обстановке, обслуживая городской автобусный маршрут). На образцах — наглядные следы разрушительного действия стихий. Бурые 38
налеты и язвы ржавчины, отслоившиеся покрытия, металлические пластинки, не только утратившие первоначальный блеск, но и скрюченные, как пересохший ломтик сыра... Так действуют на материалы солнце, воздух и вода. Испытания длятся обычно два - три года: только после этого становится ясно, чего стоит тот или иной сплав или покрытие. Долго, конечно, но другого выхода нет. Как объяснил мне заведующий лабораторией кандидат химических наук В. С. Кемхадзе, неоднократно предпринимались попытки смоделировать в камерах искусственного климата весь комплекс воздействий, которым подвергаются здесь образцы. Но толку от этого мало: такие испытания хоть и экономят время, но результаты дают лишь приблизительные. Если же нужно получить точные данные, без натурных испытаний не обойтись. Не случайно испытательная площадка батумской лаборатории Института металлургии — отнюдь здесь не единственная. В последние годы в окрестностях Батуми появились еще целых пять таких площадок. Когда едешь вдоль побережья, то и дело видишь точно такие же стенды и будки, принадлежащие научно-исследовательским институтам по меньшей мере пяти разных ведомств. Стремление заполучить собственную площадку на батумском побережье, конечно, можно понять: места здесь для испытаний незаменимые, да и вообще во многих отношениях заманчивые. Труднее понять другое — почему каждый новый хозяин норовит создать хоть крохотный, бедный, но зато свой поли- гончик, хотя занимаются везде примерно одним и тем же, и даже по одинаковым методикам? Вот собрать бы вместе все распыленные сейчас по побережью средства и устроить на них одну общую, большую, хорошо оборудованную испытательную базу. . Как мне рассказывали в Батуми, в принципе с этим согласны как будто все полигоновладельцы. Однако взаимопонимание кончается, как только речь заходит о том, в чьем же ведении должна состоять эта база. И по-прежнему красуются на берегу полдюжины площадок- близнецов, разделенные невидимыми ведомственными барьерами. Батумская лаборатория изучает действие на металл не только неодушевленных сил природы. В морской воде, особенно в теплых морях, конструкционные материалы подвергаются усиленной атаке живых организмов-обрастателей. Толстый слой всякой живности, поселяющейся на подводной части судна, намного увеличивает сопротивление движению и съедает до 30% мощности судовых двигателей. А кроме того, орган измы-обрастатели усиливают коррозию: одни выделяют высокоагрессивные вещества, разъедающие металл, другие своими острыми раковинами прорезают защитные покрытия. Ущерб, причиняемый обрастанием, измеряется десятками и сотнями миллионов рублей в год. Существует множество способов защиты подводных сооружений и судов от обрастания, но ни один из них не обладает стопроцентной эффективностью. В нашей стране сейчас используются ' преимущественно необрастающие краски, чаще всего ХВ-53, в состав которой входят ядовитые для организмов- обрастателей соединения меди. Но и эта краска не дает полной гарантии от обрастания. К тому же стоит нарушить технологию ее нанесения (а это, к сожалению, случается сплошь и рядом), как ее защитные свойства сводятся почти к нулю. Усовершенствовать необрастающие краски пытались не раз. Чего только в них не добавляли — вплоть до ДДТ. Но каждый раз выяснялось, что овчинка явно не стоила выделки. И тут сотруднику батумской лаборатории защиты металлов кандидату технических наук 3. В. Кемхадзе пришла в голову мысль — а не поискать ли подходящих токсических соединений в местном, да к тому же бросовом сырье — в промышленных отходах. Эксперименты показали, что один из компонентов отходов намного увеличивает защитный эффект необрастающей краски. И добавлять его нужно в ничтожных количествах — не больше грамма на килограмм краски. Сырья же для производства такой добавки сколько угодно. Дело, похоже, перспективное: экономический эффект от применения нового средства, по предварительным подсчетам, составит 15—19 тысяч рублей в год на один только танкер... У большинства образцов, ржавеющих на стендах испытательной площадки в Батуми, вид довольно безрадостный. Но вот несколько * стальных пластинок, блестящих как зеркало — им как будто нипочем и воздух, и вода, и соль. Это новые коррозионностойкие стали, разработанные в Тбилиси, в Институте металлургии АН Грузинской ССР, которому принадлежит и батумская лаборатория. Д,& что там вода и соль — этим сталям не страшны и более опасные враги. Вот 39
что рассказал мне директор института, академик АН Грузинской ССР Ф. Н. Та- вадзе: «Нержавеющая сталь — это всегда была в первую очередь сталь хромони- келевая. Но и хром, и никель — металлы дефицитные, их нужно беречь. Мы разрабатываем экономно-легированные стали, в которых хрома и никеля меньше, а свойства не хуже. Даже лучше. Вот на нашем Руставском химкомбинате есть производство капролактама. Там в гидролизерах очень агрессивная среда, обычная малолегированная сталь ее не выдерживает: приходится специально облицовывать гидролизер изнутри плитками из кислотостойкой керамики — плитками дорогими, импортными. И все равно это не очень помогает: стоит появиться ничтожной трещинке, как под ней металл сразу начинает разъедаться. И каждые три-четыре месяца гидролизеры положено разбирать и ремонтировать. Как же быть? Делать агрегаты из высоколегированных сталей? Нежелательно... И мы попробовали подобрать такой состав стали, чтобы дефицитных легирующих присадок в ней было меньше, а работала она лучше. Были разные варианты, мы их долго проверяли, потом остановились на одном — теперь это называется сталь ЭП667. Никеля в ней на 8 % меньше, чем в существующих кислотостойких сталях, хрома — на 5%. Разработали технологию выплавки, в Электростали отлили слитки, потом повезли на Урал, там на Ашинском заводе прокатали листы, привезли в Рустави и изготовили из них гидролизер. Получился он вроде как Тришкин кафтан — весь как будто из заплаток, потому что в Аше прокатный стан маленький и больших листов не катает. Керамическую обкладку внутри решили не ставить — так скорее узнаем, как держится наша сталь. И вот работает гидролизер три месяца, полгода, год — все как будто хорошо. Решили пока не открывать, пусть работает. В общем, в первый раз открыли мы этот гидролизер только через пять лет — и ни следов коррозии, хотя никакой обкладки не было! А потом выяснилось, что у этой стали вдобавок есть и бактерицидные свойства, почти как у серебра. Значит, она очень хороша для пищевой промышленности, для медицинской; например, вакуумно-выпарной аппарат из нашей стали уже несколько лет работает на Тбилисском химико- фармацевтическом заводе. Это только одна марка. Есть у нас и другие. Сделали, например, сталь совсем без никеля — хромомарганце- вую, она может работать в серной кислоте при 300°С. Хромоникелевая сталь от коррозии теряет в год 100—150 мг с квадратного метра, а наша — 0,0 кг!» Десятки новых марок стали с заданными свойствами разработаны в институте. Для медицинских инструментов и для железнодорожных стрелок, для морских буровых и для газовых труб, для работы при температуре жидкого гелия и в горячих фтористых средах. Создают здесь новые, оригинальные методы порошковой металлургии, проектируют безотходные производства, способы извлечения редких элементов из руд... Впрочем, все это — тема для особого рассказа, который, будем надеяться, тоже появится в «Химии и жизни». А этот репортаж, чтобы остаться в рамках коррозионной тематики, я хочу закончить одним эпизодом из повседневной жизни института, имеющим к этой тематике прямое отношение. В лаборатории коррозии и защиты металлов (не в той, что в Батуми, а в тбилисской) я обратил внимание на грубо вырезанный откуда-то автогеном кусок стального листа с дыркой посередине. — Это нам железнодорожники прислали на экспертизу,— объяснили мне сотрудники.— Обнаружили течь в цистерне с вином, восемь тонн вытекло. Просят установить, какого происхождения отверстие, не результат ли коррозии. На мой непросвещенный взгляд происхождение дырки не вызывало сомнений: конечно, просверлили! Но экспертиза есть экспертиза, ответ нужно дать точный и обоснованный. — Вот проведем металлографическое исследование, посмотрим: если сверлили, то будут одни следы, а если коррозия—совсем другие. Вы не думайте, от коррозии тоже такое бывает. Недавно в Кварели на винзаводе тоже дело о хищении завели, а потом мы доказали, что там действительно были коррозионные повреждения. Вот какие неожиданные практические применения могут, оказывается, находить теоретические исследования кор- розионистов... А. ИОРДАНСКИЙ, специальный корреспондент «Химии и жизни» 40
Вещи и вещества Хитин Знаком он вам? — И да и нет. А. С ПУШКИН Евгений Онегин Что вам известно о полимере хитине? Думаю, некоторые впервые слышат это название. Однако с хитином мы сталкиваемся довольно часто. Мухи и жуки, раки и кальмары, съедобные подосиновики и ядовитые мухоморы — все они содержат хитин. Правда, об этом стало известно лишь в начале XIX века. И хитин первоначально назывался вовсе не хитином. В 1811 году француз Г. Бракон, профессор естественной истории и директор Ботанического сада в Нанси, вздумал положить в пробирку со щелочью кусочек мухомора. Эффект был поразителен — в пробирке оказалось дотоле неизвестное вещество, названное исследователем фунгином (от латинскою fungus — гриб). Несколько позже другой ученый, А. Одье, подчиняясь тому же исследовательскому импульсу, сунул в пробирки с реактивами (кислотой и щелочью) майского жука. В результате было выделено новое вещество, которое получило название хитин (от греческого «хитон» — покрытие). Одье не предполагал, что он не стал первооткрывателем, что его хитин — то же самое, что открытый за 12 лет до этого фунгин. Впрочем, в одном Одье сохранил приоритет: за веществом закрепилось название «хитин», что, кстати говоря, лучше отражало широкое распространение хитина в природе. РОДОСЛОВНАЯ ХИТИНА Долгое время строение хитина оставалось тайной, о составе его молекул спорили. Выявить его помог случай. Спустя почти 70 лет со дня открытия хитина еще один любознательный исследователь, на этот раз студент Геттин- генского университета Г. " Ледерозе, положил в пробирку с соляной кислотой клешню рака и кипятил раствор до тех пор, пока на краях пробирки не отложился белый порошок — соль глюкозамина. Запах уксусной кислоты выдавал и ее присутствие в продуктах реакции. Стало ясно, что в состав молекулы хитина входит глюкозамин и уксусная кислота. Но оставалось невыясненным, какова структурная формула хитина и как связаны друг с другом части его молекулы. Решение этого вопроса затянулось почти на пятьдесят лет. В конце концов было выяснено, что хитин прямой родственник целлюлозы. Их формулы отличаются только тем, что в молекуле хитина на месте одной из гидроксильных групп находится ацет- амидная группа: СН2ОН СН2ОН СН2ОН NHCOCH3 NHCOCH3 NHCOCH3 хитин СН2ОН СН2ОН ОН целлюлоза По прочности и химической стойкости к кислотам и другим растворителям хитин заметно превосходит целлюлозу. Хитин не растворяется и в щелочах. Однако при высокой температуре он вступает с ними в реакцию; при этом образуется хитозан — вещество, в котором часть ацетамидных групп заменена аминными группами: СН2ОН СН2ОН СН2ОН "Q J—ох }—о ч^К NHCOCHt NH2 NH, 41
ХИТИН В ПРИРОДЕ Круговращение хитина в природе — его синтез и разрушение — обусловлено действием специфических ферментов. По всей вероятности, хитин образуется из ацетилглюкозамина благодаря ферменту синтетазе в присутствии аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). Этот фермент удалось выделить в лаборатории из спор грибов. Разрушением хитина ведают два других фермента: хитиназа, начинающая гидролиз, и хитобиаза, способствующая завершению этого процесса. Хитин — один из самых распространенных природных полимеров. За год на дно океанов выпадает несколько миллиардов тонн хитина. Хитиновые осадки — следствие линьки ракообразных — в воде не залеживаются. Они разрушаются под действием ферментов, находящихся в бактериях и других микроорганизмах. Однако не всегда хитиновые завалы исчезают бесследно. Если бактерии не имеют к ним доступа, хитин остается в целости и сохранности в течение тысячелетий. В залежах каменного угля палеонтологи обнаружили крылья насекомых, живших около 25 млн. лет назад. Хитин входит в покровы насекомых, обитателей морей и рек, в стенки клеток грибов и дрожжей. Так, панцири ракообразных (раков, креветок и т. п.) на 25—50% состоят из хитина. В грибах содержание хитина не одинаково: от долей процента до 50—60 %. В красавце-мухоморе, например, хитина 35%. Роль хитина в живых организмах чаще всего сводится к защите их от внешних воздействий. Заметим, что в присутствии карбонатов и фосфатов кальция, а также белков, находящихся в покровах ракообразных и выполняющих роль цементирующей прослойки, прочность
природного хитина возрастает. Получается своего рода композиционный полимерный материал. ХИТОН ИЗ ХИТИНА А нельзя ли как-то использовать прочность и другие полезные свойства хитина для того, чтобы одеть в него (после каких-то преобразований) не муху- цокотуху или доисторического динозавра, а вполне современного человека? Вопрос этот не праздный. В наш век синтетики постоянно растет, как мы все знаем, спрос на натуральные, прежде всего хлопчатобумажные ткани. А их основой служит целлюлоза, которая по составу и строению мало отличается от хитина. Целлюлозу можно (желательно!), хотя бы частично, заменить хитином, тем более что по прочности и стойкости к химическим воздействиям он ее превосходит. К тому же хитин меньше, чем целлюлоза, набухает в воде; ткани с добавкой хитина при стирке не садятся, меньше линяют под действием воды, дольше сохраняют яркость красок. Но пока не нашли эти полезные свойства хитина достойного применения. Одна из главных тому причин — трудности переработки: хитин не растворяется в большинстве обычных растворителей. Поэтому модифицировать его, как целлюлозу, растворяя в тех или иных веществах, довольно сложно. А в немодифицированный хитин — в панцири наподобие крабовых — вряд ли захотят облачиться даже солдаты. Не исключено, что, когда будет успешно решена проблема переработки, ткани на основе хитина станут такими же обычными материалами, как целлюлозные, капроновые, полиэфирные... Еще одна существенная деталь. Платье, сшитое из ткани с добавкой хитина, не накапливает статического элект-
ричества. Полярные ацетамидные и гидроксильные группы молекул хитина заставляют заряды быстро стекать с поверхности полимера. Способность хитина противостоять статическому электричеству была использована итальянскими инженерами-текстильщиками. Несколько лет назад они создали новую ткань на основе поливинилового спирта и хитозана. Полученное волокно обладало вчетверо меньшей электризуемостью, чем обычное. Не только текстильной, но и целлюлозно-бумажной промышленности в будущем, очевидно, потребуется хитин. В идеале бумага для печатных изданий должна быть тонкой и прочной. На практике же получается, что прочность бумаги растет с увеличением ее толщины, а следовательно, и веса. Приходится тратить больше сырья, растут расходы на транспортировку книг и журналов, писем и газет. Добавки хитина и хитозана придают бумаге повышенную прочность даже при минимальной толщине. Такая бумага хорошо удерживает типографские краски. За рубежом хитозан уже начали использовать в производстве типографских матриц. ХИТИН НА СТРАЖЕ ЗДОРОВЬЯ «Химия и жизнь» уже рассказывала своим читателям о лекарствах пролонгированного действия в полимерных медленно • растворимых оболочках (см., например, № 6 за этот год, с. 55). Хитин и некоторые его производные вполне годятся на эту роль. В Италии, например, смешивали в растворе формальдегида 6-о-карбоксиметил хитин с пилокарпином. Полученную из этого раствора пленку использовали для лечения заболеваний глаз. Этим не ограничиваются возможности применения хитина в медицине. Сульфопроизвод- ные хитозана препятствуют свертыванию крови и образованию тромбов в сосудах. Хитин помогает заживлению ран: в Бельгии запатентовано для заживления ран средство из тонко измельченного хитина с добавкой антисептиков. Хитин пробовали добавлять даже в табак, чтобы уменьшить вред курения. В дыме такого облагороженного хитином табака оказалось значительно меньше золы и ядовитых веществ — никотина, пиридина; при этол* табак по вкусу и аромату удовлетворял курильщиков. Есть у хитина еще одна перспективная область применения. Он обладает способностью сорбировать ионы тяжелых, в том числе редкоземельных, металлов. Известно, например, что больше половины свинца, попавшего в морскую воду, поглощается зоопланктоном — ракообразными, содержащими хитин. Хитин образует с ионами металлов достаточно прочные хелатные (от греческого «хэла» — клешня рака) комплексы. Хитин можно использовать и для очистки промышленных стоков от токсичных примесей ртути, кадмия, цинка, для выделения и концентрирования редкоземельных металлов, циркония, гафния, рутения. К тому же хитин и хитозан довольно стойки к радиоактивному облучению. Итальянский исследователь Р. Музарелли, автор обширной монографии о хитине, выпущенной издательством «Пергамон Пресс» в 1977 г., использовал хитин и хитозан для удаления радиоактивных изотопов цезия, циркония, гафния и рутения из воды, циркулирующей в системе охлаждения ядерного реактора. ГДЕ ВЗЯТЬ ХИТИН Сегодня промышленная добыча хитина и получение хитозана ведется главным образом в США и Японии. Основным источником хитина служат отходы переработки креветок, крабов и омаров. Наибольшее количество этих ракообразных сосредоточено у побережья США, Индии, Таиланда, Филиппин, Южной Африки. По данным американских ученых, только из отходов переработки крабов и креветок можно получить от пяти до восьми тысяч тонн хитина в год. Но этот источник хитина не бесконечен. Растущая год от года добыча ракообразных грозит нарушением экологического баланса Мирового океана. Где же выход? Один из путей — искусственное разведение ракообразных. Другой путь — получение хитина из микроорганизмов, грибковых образований, которые накапливаются на некоторых заводах как побочный продукт производства органических кислот, антибиотиков, ферментов. В СССР еще не приступили к промышленной добыче хитина. Однако будущее хитина — природного полимера, наделенного поистине чудесными и еще не до конца изученными свойствами, представляется весьма перспективным. Кандидат химических наук А. П. МАРЬИН 44
Идут лесозаготовки. Валятся на землю деревья. И тут же с них обрубают сучья с хвоей. Стволы, или, как их принято называть, хлысты, из лесу увозят, а сучьями либо устилают трелевочные волоки (на которых сучья под гусеницами тракторов дробятся, превращаются в труху и смешиваются с землей), либо сжигают, пуская к небу густые желтовато-серые клубы дыма. Смотреть больно: сколько добра пропадает! Хвою уничтожают, к счастью, не везде. Есть у нас уже леспромхозы с лесохимическими цехами, в которых из этого ценного сырья получают различные препараты. Но из тысяч наших леспромхозов такими цехами располагают разве что два десятка. БОГАТСТВА КРОНЫ С незапамятных времен люди используют, кроме древесины, и другие части деревьев: листья, цветы, плоды. Но до первой половины XX века их биохимический состав был изучен мало. Скажем, только в 30-х годах стало достоверно известно, что аскорбиновой кислотой хвоя в шесть раз богаче, чем апельсины и лимоны, и в 25 раз, чем лук и картофель... Позднее было обнаружено, что в зелени хвойных и лиственничных пород природа щедро сосредоточила множество биологически активных веществ: витамины, каротин, гормональные вещества, фитонциды, микроэлементы. Со временем возникла даже целая наука, лесобиохимия, которая стала систематически изучать химические компоненты древесной зелени. В этой области работают проблемная лаборатория Ленинградской лесотехнической академии имени С. М. Кирова, некоторые институты Академии наук Латвийской ССР, Львовский лесотехнический институт и другие учреждения. Причем по мере развития лесобио- химии становится все очевиднее, что по ценности крона дерева ни в чем не уступает, а возможно, даже и превосходит ствол, основной поставщик древесины. Особенно это относится к хвойным лапкам, то есть молодым, неодревесненным побегам с хвоей. ХВОЙНЫЕ ЛАПКИ В спелых и перестойных лесах на каждый кубометр заготавливаемой древесины получается в среднем 30—40 кг хвойных лапок. Это значит, что при современном объеме рубки леса в стране их образуется ежегодно 9—12 миллионов тонн. Сбор хвои — в общем-то дело не хитрое, но хлопотное. Сложность заключается в том, что лапки оказываются разбросанными на большой площади, а собирать их надо быстро, пока из хвои не улетучились ценные вещества. От хвои освобождаются, обрубая сучья с поваленных деревьев. Все обрубленные ветки диаметром не более шести сантиметров сучкорубы укладывают в местах, откуда их удобно вывозить. Сейчас в некоторых леспромхозах этот процесс механизирован. Хлысты трактор подтаскивает к 45
Что получают из хвойных лапок Продукт Хвойно-витаминная мука Хлорофилло-каротиновая паста Хлорофиллин натрия (водорастворимое производное хлорофилла) Хвойный воск (разновидность растительных восков) Провитаминный концентрат Эфирное масло экстракционное а) средняя фракция б) тяжелая фракция Эфирные масла пароводяной отгонки: а) пихтовое б) еловое в) сосновое Экстракт для ванн, таблетки или густая жидкость Натуральный клеточный сок дороге вместе с кроной. Здесь их ждет передвижная сучкорезная машина, которая и очищает стволы от сучьев. Затем сучья переправляют на нижние склады, так в леспромхозах называют центральные промышленные площадки, на которых доставленные из лесу хлысты подвергаются дальнейшей обработке. Перерабатываются здесь и сучья: сначала в дробильной установке; выходящая из нее масса состоит из технологической щепы и технической зелени. Потом смесь поступает в измельчитель-пневмосортиров- щик, который отделяет щепу от хвои. Такие установки бывают сейчас и передвижными, и применять их можно прямо в лесу. ХОРОШАЯ РУССКАЯ ИДЕЯ В 1976 году «Journal of Forestry» (США) опубликовал статью профессора Гарольда Область применения Кормовая добавка для скота и птицы Главный компонент мазей для лечения ожогов, язв, различных кожных заболеваний; входит в состав зубной пасты «Лесная» и мыла «Лесное» Кроветворное, тонизирующее и заживляющее средство; применяется при атеросклерозе, желудочно-кишечных и кожных заболеваниях; понижает кровяное давление; входит в состав косметических изделий Используется в десятках отраслей промышленности, в частности для придания глянца лучшим сортам бумаги, а также для полировки мебели, при окраске кож и в косметике Биологически активная добавка для косметических препаратов Компонент парфюмерно-косметических изделий Лекарство «Пинабин» E0%-ный раствор в растительном масле), аналог импортного с<Роватинекса»; оба применяются для лечения мочекаменной болезни Источник для получения искусственной камфоры; идет также на производство целлулоида и бездымных порохов Компонент косметических изделий Препарат для ингаляции, для натираний при ревматизме, а также для освежения воздуха в больницах Гигиеническое, профилактическое и лечебное средство Витаминная добавка для безалкогольных напитков; используется и в животноводстве Ф. Янга под названием «MUKA: A Good Russian Idea». В статье дается высокая оценка витаминно-хвойной муке как кормовой добавке, и тут же автор горячо поддерживает предложение своих коллег, других американских лесохимиков, сделанное ранее, присвоить препарату в качестве международного названия русское слово «мука», потому что технология его приготовления создана и уже широко применяется в СССР. Хвойно-витаминную муку у нас начали вырабатывать с середины 50-х годов. И с тех пор ее производство все расширяется. Это самый простой и доступный продукт, который можно получать из хвойной зелени, и к тому же очень нужный животноводству. В муке есть микроэлементы, витамины и особенно много каротина, 60— 70 мг в килограмме препарата. В килограмме лучшего лугового сена — лишь 13—15 мг каротина. 46
Лабораторные эксперименты, а затем и длительные наблюдения на животноводческих фермах свидетельствуют: если добавлять хвойно-витаминную муку в корма для скота и птицы, то у коров прибывает молоко, причем обогащенное витаминами, микроэлементами и жирами; свиньи быстрее прибавляют в весе; куры лучше несутся, а цыплята и поросята менее подвержены эпидемическим заболеваниям. Кстати, лесные звери и птицы всегда отдавали должное хвое. Зимой охотники неизменно находят ее в зобах глухарей, тетеревов и рябчиков; мясо рябчиков, добытых в январе- феврале, пахнет смолой. Но боровая дичь, и лоси могут поглощать хвою свежей, а домашнему скоту надо ее скармливать переработанной. Дело в том, что в хвойной зелени содержится большое количество эфирных масел, гликозидов, и танидов, которые делают подкормку не только невкусной, но и вредной, если дозы ее велики. Да и усваивается свежая хвоя хуже. А недавно хвойной муке найдено еще одно применение. В Институте химии древесины Академии наук Латвийской ССР установлено, что экстракт из муки можно применять для защиты растений. Благодаря антибиотикам и другим биологически активным веществам из протравленных экстрактом семян зерновых культур вырастают растения, достаточно устойчивые к корневым гнилям и головне, а всходят обработанные семена дружнее. К тому же в отличие от синтетических препаратов протравитель растительного происхождения не загрязняет почву и совершенно безвреден для человека и животных. Готовят хвойную муку на несложном агрегате, который выпускает фирма «Не- рис» в Литве. Обслуживают агрегат машинист и четверо рабочих. Техническую зелень, поступающую из пневмосортировщика, сушат, а потом мелют; под влиянием повышенной температуры вредные для животных вещества либо испаряются из хвои, либо разрушаются. Агрегат способен выдавать около 650 кг сухого препарата в час. Для получения тонны муки требуется 25—30 кубометров зелени. Иногда муку превращают в гранулы; в таком виде препарат удобнее хранить и транспортировать. ХИМИЧЕСКИЕ ПРЕВРАЩЕНИЯ ХВОЙНОЙ ЛАПКИ Сейчас лесохимические цехи леспромхозов, как правило, занимаются комплексной переработкой хвои по одной из двух технологических схем. По первой технологической схеме первым в стране начал переработку хвойной зелени Стренческий леспромхоз Латвийской ССР. Было это в 1970 году. Затем его примеру последовал лесохимический завод в Рат- новском лесхоззаге на Волыни, а потом еще несколько предприятий. Измельченную хвойную зелень здесь загружают в экстрактор и обрабатывают парами бензина. Растворитель экстрагирует смолистые вещества. В экстракт переходят также бальзамические вещества, антибиотики, витамины и другие компоненты хвои. Это полуфабрикат, из которого затем извлекают конечные продукты по отдельности. Отработанную зелень выбрасывают: поскольку она пропитана бензином, муку из нее не делают. Из тонны хвои извлекают 50 кг хлорофилло-каротино- вой пасты, до 100 г эфирных масел и хлорофилл ина натрия, 4 кг провитаминного концентрата и примерно два килограмма хвойного воска. В Рафалковском лесхоззаге Ровенской области и в Выгодском лесокомбинате в Прикарпатье применяют другую технологическую схему. Создана она во Львовском лесотехническом институте. Сначала с помощью пароводяной перегонки из зелени удаляют эфирное масло, а отработанную зелень отправляют под пресс, чтобы отжать из нее клеточный сок. При обработке паром хвоя теряет всего Ifr—15% каротина и вполне пригодна для выработки кормовой добавки. Вот какие продукты получаются в таком случае из тонны зелени: килограмм эфирного масла, 100 кг клеточного сока, 30 кг хвойного экстракта, 100 г воска и 300 кг хвойно-витаминной муки. ДАЙТЕ МУКУ ЖИВОТНОВОДАМ Ожидается, что к концу пятилетки в стране будет изготовляться примерно 200 тысяч тонн хвойно-витаминной муки в год. Но это очень мало. Спрос на кормовую добавку значительно превышает названную цифру. Мука приносит пользу не только животноводческим хозяйствам; производство ее выгодно и леспромхозам. Видимо, это осознали не все. Взять хотя бы объединение «Комилес- пром». В 1977 году объединение изготовило 707 тонн витаминной муки. А ресурсы хвойной лапки на находящейся в его ведении территории исчисляются десятками тысяч тонн. В 197В году «Комилеспром» располагал только одним цехом для переработки лесной зелени, но, по словам руководства объединения (газета «Лесная промышленность», 1979, 9 января), строить новые не собирается, потому что у него, мол, и других забот хватает. А вот, скажем, Воронежское управление лесного хозяйства, где запасы леса невелики, сумело добиться того, что его лесхозы вырабатывают до 5000 тонн витаминной муки в год, более чем на миллион рублей; здесь каждый двадцатый рубль получен от реализации этой кормовой добавки, то есть от переработки отходов, для уничтожения которых другие лесопромышленные предприятия расходуют значительные материальные и трудовые ресурсы... Н. АЛКЕЕВ ЧТО ЧИТАТЬ О ПЕРЕРАБОТКЕ ХВОИ Р. И. Т о м ч у к и Г. Н. Т о м ч у к, «Древесная зелень и ее использование в народном хозяйстве», Москва, «Лесная промышленность», 1978. 47
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ; ЛУНА-СОУЧАСТНИЦА Помните, у Булгакова, в «Мастере и Маргарите», Понтий Пилат объяснял свою раздражительность влиянием полной • Луны? Опубликованы («Medi-^ cal News», 1979, т. 11, № 7)' статистические выкладки Американского института климатологии, согласно которым во время полнолуния увеличивается число преступлений, совершаемых в состоянии психической неуравновешенности. А еще из статистики несчастных случаев сделан вывод, что несчастные случаи чаще всего происходят с людьми во время той лунной фазы, при которой они родились. Или — при противоположной, а в промежуточных явно реже... I ГАЗ ИЛИ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО! I Переход с газовых плит на I электрические встречает по- I ложительный отклик далеко I не у всех хозяек. Кое-кого I не устраивает большая дли- I тельность процесса приго- Iтовления обедов и особенно I завтраков. Но стоит ли I оценивать новшество только I по одному этому признаку? I Врач Ф. Е. Спайзер из Гар- I вардскои медицинской школы, ■ изучив влияние газовых и I электрических плит на здо- I ровье детей, пришел к выводу. I в квартирах, где установлены | газовые плиты, респиратор- I ные заболевания у детей I случаются на 15% чаще, I чем там, где установлены 1 электрические. Вывод делайте сами... I «ПУШКА» ДЛЯ SO2 ] Последние годы на воору- I жении автоинспекции круп- I ных городов появились пор- I тативные радары для опре- I деления скорости транспорта. I В обиходе их зовут «пушка- I ми». Нацелит постовой объек- I тив на авто, мчащееся с по- I дозрительной скоростью, I и на экране индикатора I выскакивают цифры... I Внешне похожий прибор — I но для экспресс-анализа I концентрации двуокиси серы I в дыме заводских труб — I сконструировали инженеры I одного из исследовательских I центров НАСА Дело в том, I что SO2, практически неви- I ди/иый обычным глазом, хо- ■ рошо поглощает ультрафиолет. А именно на эти длины волн настроен новый прибор. | Поэтому на экране клубы двуокиси серы предстают, как им и полагается, зловещим темным облаком. А связанный с оптическим устройством микропроцессор оценивает интенсивность изображения и незамедлительно переводит его на бесспорный язык процентов. НО УСПЕХИ ВСЕ-ТАКИ ЕСТЬ Какими бы скромными ни казались нам достижения в борьбе со злокачественными опухолями, но все-таки — и это, пожалуй, самое важное — достижения есть. Вот еще один пример: в годовом отчете Американского онкологического общества сообщается, что тридцать видов рака, считавшихся ранее неизлечимыми, теперь поддаются лечению. Впрочем, цифра сама по себе еще не впечатляет. Для большей убедительности авторы отчета приводят такое сравнение: успехи в лечении лейкемии спасли больше жизней, чем вакцина от полиомиелита. ПУТЕШЕСТВИЕ НА ЩЕТКЕ Одно из удобств экипажей на воздушной подушке — в то м, что они легко и бе з тряски идут по любым ухабам. Но чтобы создать достаточный перепад давления под днищем платформы, нужен мощный двигатель. Один из французских инженеров предложил за ме нить во здуш- ную подушку... щеткой. Наподобие тех, которыми чистят платье и обувь, только больших размеров (в Англии им взят патент № 1541134). В дно повозки запрессовывают торчком несколько тысяч эластичных волосков. Материал — любой: металл, пластмасса или даже прочные стебли некоторых растений. А дальше — просто: когда платформа на щетинной подушке наезжает на препятствие, скажем, на железнодорожный рельс, то сперва подгибаются передние волоски, а остальные продолжают то рча ть ве рти ка л ь но, уде р- жи вая платфо рму в го ри зо н- тальном положении практически на прежней высоте. При последующем движении передние волоски распрямляются, а следующие сгибаются, и так далее. Щетинная подушка обеспечивает плавность х о да не х уже са мы х изощренных амортизаторов. Одна беда — путешествовать на ней можно лишь посуху. 48
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ВОДОРОСЛЕВКА ОНА И ЕСТЬ ВОДОРОСЛЕВКА... Вино делают из винограда и яблок, крыжовника и слив, абрикосов и вишен, клубники и, говорят, даже из одуванчиков. Теперь, сообщает японский журнал «Кагаку когё» A979, № 2), ожидается появление вина из водорослей. Во всяком случае, технология его изготовления уже разработана: из водорослей выделяют экстрактивные вещества, регулируют рН раствора, добавляют сахар, дрожжи, а также полученные из водорослей витамины и аминокислоты. Напиток содержит 11% алкоголя и 8% сахара. Вот только как его назвать? Может быть, по аналогии с вишневкой или же бессмертной табуретовкой — водо- рослевкой? НЕ ТОЛЬКО НА БОБАХ До сих по р бы ло и зве с тно всего несколько видов растений, на ко р н я х ко то ры х обитают бактерии, способные превращать азот воздуха в пищу для своих хозяев. Соя, бобы, горох, люцерна, клевер... Однако бактерии, умеющие фиксировать атмосферный а зот, ра с про стране ны, по-видимому, более широко. По со о бще ни ю журнала «New Sc ientist» A979, № 1143, с. 575), филиппинские ученые обнаружили подобные микроорганизмы и на рисовых полях и установили, что они накапливают за го д по 10—20 кг а зо та на каж до м ге кта ре. Може т быть, такие приятные подарки природа подготовила не для одного риса? КОЕ-ЧТО О ФИЗИОЛОГИИ КУРЕНИЯ Психолог Стэнли Шахтер иэ Колумбийского университета обнаружил любопытный факт: больше сигарет выкуривают те, у кого выше кисло тно сть мо чи, а у ко го она ниже, те и курят меньше. Затем был поставлен эксперимент: группе курильщиков, пожелавших бросить свою пагубную привычку, прописали вещество, снижающее кислотность,— бикарбонат натрия, или попросту соду И вот результат: через неделю число ежедневно выкуриваемых сигарет снизилось у испытуемых в среднем на семь штук. НОВОСТИ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ АСПИРИН УСОВЕРШЕНСТВОВАЛИ В Англии создан заменитель аспирина, отличающийся, как утверждают, более сильным обезболивающим действием и не дающий нежелательных побочных эффектов, свойстве н ны х о бы ч но му а с пи ри ну. Коммерческое название нового препарата —долобид, а химически от обычного аспирина — ацетилсалициловой кислоты — он отличается тем, что в его молекуле ацетил о вый радикал заменяют дифторфенильные группы. Полное химическое название действующего начала долоби- да — 2,4-дифторфенилсалици- ловая кислота. Повышенную физиологическую активность долобида объясняют уда ч но й за ме ной а це ти л- ра ди ка л а. Н о во му п ре па ра ту прочат широкое применение ПЛОМБЫ ИЗ «ГИДРОНА» В Чехословакии еще в шестидесятых годах была получена полимерная смола под названием «гидрон», которую и с по ль зо ва ли в гла зных ко н- тактных линзах. А недавно американские стоматологи применили этот безвредный нетоксичный полимер для с ко ро с тно го п ло мби ро ва ни я зубов. «Гидрон» совершенно не раздражает костную ткань и десны. Расширяясь при отверждении, он заполняет мельчайшие поры в ка на ле зу 6а. С по мо щь ю этой смолы зуб можно за- пл о мби ро ва ть за ми нуту. ...И КРОВЬ ЗАТВОРЯЕТ! Кровотечение из желудка или кишечника—вещь опасная, о но мо же т у гро жать жизни больного. Часто . в таких случаях хирурги вынуждены прибегать к операции. Недавно в клинике госпитальной хирургии, руководимой профессором Ю. М. Панциревым (Институт экспериментальной хирургии АМН СССР), решили использовать для борьбы с желудочным кровотечением энергию лазера. В качестве источника излучения был применен лазерный аппарат квази непрерывно го де й с т ви я на па ра х ме ди. К кровоточащему участку его излучение было подведено* по гибко му с вето во ду из стеклянного волокна. Чтобы остановить кровотечение, понадобилось меньше минуты. 49
Вещи и вещества Старинные изразцы и керамическая плитка Керамическая плитка с давних пор украшает жилье человека. Она не боится жары, холода, света, прочна — и красива. Этот прекрасный облицовочный материал, популярный по сей день, строители, вероятно, еще долгие годы будут применять при отделке наружных стен зданий и внутренних помещений. V керамической плитки, которой выложены кухни современных квартир, богатая история. Ее предшественниками были кафли (от немецкого Kachel), или изразцы, белые и цветные, гладкие и с узорами. Жители Западной Европы отделывали такими изразцами дома еще в VIII в., а у нас этот материал известен со времен Киевской Руси. Особенно славны были кафли в XVI—XVIII вв.; здания украшали изразцовыми карнизами, вставками, фризами, изразцами выкладывали печи и камины, а для большей красоты к плиткам прикрепляли разные фигурки. Изразцы с рельефным орнаментом покрывали прозрачной зеленой глазурью («муравой»), а во второй половине XVII в.— прозрачными эмалями. Гладкая, как бы остеклованная печь, отделанная изразцами, была не только красива, но и хорошо излучала тепло, а охлаждалась медленнее, нежели обычная. Теперь старинными каф- лями можно полюбоваться лишь в музеях да в древних церквах. Красивые изразцы с орнаментами украшают памятники архитектуры на востоке нашей страны, например купол мавзолея Гур-Эмир или квадратную арку дворца на площади Регистан в Самарканде. КАК ДЕЛАЛИ КАФЛИ В старину глину для каф- лей готовили заранее; она несколько лет вылеживалась в ямах, ее не раз мяли и очищали от примесей. Плитки делали в деревянных и глиняных формах. К отформованной детали примазывали рамку (рум- пу), которая на внутренней стороне образовывала коробку. В эту румпу при кладке кафлей набивали вяжущий раствор. После формовки изразцы сушили. На развороте — старинные нзразцы XVI1 в. и современная керамическая плитка отечественного производства. 50
Наружный слой при подсыхании слегка коробился, и полу просохшую податливую поверхность подправляли деревянной колотушкой на чугунной плите или мраморной раме. Перед обжигом изразцы просушивали окончательно. Затем плитки обжигали, а если нужны были цветные изразцы, заготовку покрывали блестящей поливой и обжигали еще раз. При этом цветная пленка спекалась с черепком. Для росписи изразцов брали цветные непрозрачные эмали, их закрепляли так же, как и глазурь,— обжигом. Мастера следили, чтобы у глины и глазури были одинаковые огнеупорные свойства, иначе на поверхности плитки появлялись трещины. Во второй половине XIX века стали изготовлять очень прочные, плотные плитки из дешевой глины — для отделки полов. Такие плитки получали в основном прессованием полусухой глиняной массы. Эта технология была разработана в немецком городе Мет- лахе, поэтому плитки и получили название метлахских. В дореволюционной России лечные и метлахские плитки делали всего лишь на нескольких заводах, в небольшом количестве. А так как спрос на них был велик, то изразцы приходилось покупать за границей. После революции старые предприятия реконструировали, были построены новые заводы. В пятидесятые годы отечественные предприятия выпускали 0,2 млн. кв. м облицовочной плитки, а в 1977 году — уже 27,3 млн. кв. м, но материал этот все еще дефицитен. ПЛИТКА С УЗОРАМИ Краски для плиток готовят из смеси жаростойких минеральных пигментов с легкоплавкими стеклами (над г лазурные легкоплавкие краски) или из смеси пигментов с керамической массой и глазурями (подглазурные тугоплавкие краски).* Белые облицовочные плитки получают из белой глины и каолина, кварцевого песка, талька, полевого шпата и минерала вол- ластонита (силикат кальция). Волластонит добавляют в керамическую массу, что- f-tf>\ снизить температуру обжига. (Это очень важно для уменьшения деформации и растрескивания тонких плиток.) Но волластонит — дефицитный материал, поэтому часто взамен него добавляют различные отходы (доменные шлаки, шлаки фосфорного производства). Цветную керамическую плитку получают двумя 51
способами: либо окрашивают керамическую массу перед формованием, либо наносят цветную глазурь на поверхность белого изразца. Рисунки на плитках делают эмалью или красками. У керамических красок есть важное преимущество перед органическими красителями. Они ярки и, самое главное, долговечны — старинные изразцы не потеряли своей красоты и по сей день. КАК ДЕЛАЮТ ПЛИТКУ Технология производства современной облицовочной плитки в какой-то степени повторяет старые способы ее изготовления. Сначала глиняную массу в виде порошка подают в прессы, отпрессованные плитки поступают на конвейер, где автомат раскладывает их в Печь, выложенная изразцами. Россия, XVIII в. два ряда, и на ленте они отправляются в сушильную печь. После сушки и обжига изделия идут к глазуровоч- ной установке, где на поверхность пульверизатором наносят глазурь, затем плитки обжигают еще раз и сушат. Весь технологический цикл занимает не более часа. Плитка должна быть не только прочной, но и красивой. Особенно велик сейчас спрос на цветную плитку. Так вот, при изготовлении таких изразцов специалистам приходится помнить, что в керамических красках кроме пигментов должны быть флюсы и различные добавки, которые повышают стойкость цвета и придают ему насыщенность. Бесцветные флюсы можно сделать цветными, добавляя к ним окислы металлов: например, голубой цвет получают добавкой окисла меди, зеленый — окисла хрома, оранжевый — окисла титана. Большую популярность получили разноцветные плитки для пола, особенно те, которыми можно выложить орнамент, напоминающий узоры ковра. Красивы плитки, похожие на мрамор (их делают из смеси разноцветных керамических масс), порфировидные плитки (из смеси мелких и крупных зерен разноцветных масс). Этот материал сравнительно недорог, изготовить его не сложнее, нежели обычный, одноцветный. Многие заводы страны (в Москве, Харькове, Воронеже, Ангарске и др.) выпускают плитки с многоцветным рисунком, который получают способом серио- графии (т. е. краска наносится на поверхность через трафарет). Выпуск керамической плитки увеличивается с каждым годом. В 1980 году отечественные предприятия предполагают выпустить около 9 млн. кв. м цветных плиток для отделки стен (в том числе 1,2 млн. кв. м с рисунком) и 7,97 млн. кв. м плиток для отделки пола. И все же запросы строителей пока удовлетворяются не полностью. Специалисты подсчитали, что производство цветных плиток всех видов в ближайшем будущем следует увеличить на 40— 45%. И как знать, быть может, лет через десять новоселы будут въезжать в квартиры, отделка которых будет ничуть не хуже изящных кафлей, которыми украшали жилища в старину. Л. ЗАВАДСКАЯ ПОПРАВКА В пятом номере «Химии и жизни» за этот год в статье Г. В. Сележинского «Фиалка» была неверно изображена формула ирона. о чем читатели были уведомлены в письме М. А. Харшана и А. А. Крона, опубликованном в восьмом номере журнала. Увы. по вине типографии поправка сама содержала грубую ошибку. Правильная формула ирона такова: Еще paj приносим извинения читателям, а также авторам письма и надеемся, что на этот раз формула ирона будет напечатана правильно... Редакция
*яу. Дмитровские «химики» Как известно, в Подмосковье ни золота, ни серебра не добывают и не добывали. Однако в фондах Института краеведения, который работал в двадцатые годы в Богородске, нынешнем Ногинске, я нашел неопубликованные материалы, рассказывающие о крестьянском промысле, впрямую связанном с добычей благородных металлов. Занимались им лет сто назад несколько крестьянских семей Рогачевской волости Дмитровского уезда. В народе их прозвали «ищейками». Сами же кустари именовали себя «со- ровщиками» или «химиками». Название промысла отчасти раскрывает его сущность: из пожарных остатков, из всякого рода сора, сметаемого в мастерских серебряников и на монетном дворе, из старых, когда-то золоченых предметов добывалось золото. Соровщики внимательно следили по газетам о пожарах — отсюда и пошла кличка «ищейки». Прибыв на пожарище, они выспрашивали соседей погорельца, что и в каком количестве могло погибнуть в огне, по каким-то своим приметам определяли, есть ли в мусоре золото и другие металлы, их пригодность и стоимость. Убедившись, что пожарище выгодное, соровщик не жа- * лел денег, зная, что при удаче он покроет все расходы да еще останется с порядочным барышом. Правда, нередко случалось и остаться в накладе. Кроме того, по всей России закупался годный в дело мусор. Самый богатый материал продавали серебряники. Также высоко ценился и сор после ремонта церквей — из-за соскобленной позолоты. Всю зиму ищейки разъезжали по стране, скупали сырье, а к лету свозили все это в родную деревню. Вот здесь-то и начиналась главная работа. Мусор, идущий в дело. разделялся по качеству на несколько сортов, каждый из которых требовал особой обработки. Сначала пожарные остатки, в которых, бывало, попадались большие куски, пестом, привязанным к укрепленной на потолке гибкой жерди, измельчали в чугунной ступе в порошок. Порошок, в котором металлы были перемешаны с посторонними примесями, свозили к реке и промывали в больших деревянных чашках. Вода уносила мелкие частицы золы и пепла, а металл оседал на дне чашки. Когда набиралось пуда три осадка, его сваливали в мельницу — деревянный чан с чугунным дном. Туда же наливали воду и фунта три ртути. Ртуть по тяжести своей опускалась на дно и вбирала в себя все металлы, кроме железа. Для более «совершенного» процесса амальгамирования массу размешивали чугунным «крестом». Затем воду сливали, а ртуть, чтобы окончательно удалить приставшие частицы грязи, пропускали через чистую 53
воду и отправляли в печь для выпаривания. Печи клали по два с половиной аршина в длину и ширину. Навалив уголь, четырьмя мехами, укрепленными по два с двух сторон печи, раздували пламя. Выпаренную ртуть наливали в реторту («литброчку», как говорили кустари) из белой гжельской глины и ставили ее широким закрытым концом на огонь, а тонкий конец опускали в ледник. Пары ртути осаждались, освобождая металлы. Разбив реторту, извлекали сплавившийся слиток из золота, серебра, меди и всех прочих металлов, бывших в остатках. После этого нужно было отделить золото и серебро от менее ценных металлов. Это делали в «гнезде», большом горшке из обычной глины, который заменял дорогие асбестовые чашечки. В гнезде было специальное углубление, куда укладывали сперва свинцовые плитки, а поверх них — слиток из реторты. Гнездо ставили между двумя кирпичами — на «самоплав- чик» — и обкладывали углями. Соединяясь с медью, оловом и другими металлами, свинец, как известно, дает легкоплавкие сплавы, которые — вытопившись раньше золота и серебра — уходят в пористую «кость». Когда сплав слегка желтел, снова добавляли свинец, и так до тех пор, пока, как говорили кустари, сплав не пойдет «гулять цветочками». Тогда огонь заливали водой и гнездо вынимали. Золото и серебро, в виде блестящего «королька», снимали, а «гнездовину» разбивали, и из нее извлекали опять-таки с помощью ртути соединения неблагородных металлов. Москательщики первопрестольной и уездных городов платили за них в среднем по два с полтиной за пуд. Эти соединения в дальнейшем использовались при окраске крыш в «дикий» цвет. Сплав золота с серебром дробили железным молотком на мелкие кусочки и помещали в стеклянную колбу с азотной кислотой, колбу ставили на таганчике в огонь. Азотная кислота серебро растворяла, но не трогала золото, которое сливали в фарфоровые баночки и продавали московским золотильщикам и сусальщикам. Сор из мастерских серебряников в промывке не нуждался. Из него магнитом извлекали частицы железа, а остальное шло в уже знакомую нам мельницу. С дерева, железа и алебастра золото смывали кистью, смоченной в соляной кислоте. Кисть время от времени окунали в воду, и золото грязным осадком опускалось на дно. Его собирали, сушили и вновь отправляли на самоплав. Частицы грязи выгорали, а чистое золото оставалось. Позолоту с медных пуговиц смывали купоросным маслом, значительно более дешевым, чем соляная кислота. В восьмидесятых годах пуд купоросного масла стоил 1 рубль 70 копеек, а пуд соляной кислоты — шесть рублей. Пользоваться купоросным маслом было выгодно еще и потому, что в качестве побочного продукта получался медный купорос, который можно было успешно продать в Москве по четыре — четыре с полтиной за пуд. Промысел этот возник в Рогачевской волости в конце XVIII столетия. Основали его свои же, рогачевцы, государственные кресть яне, которые по воле судьбы попадали на работу в заводы Департамента горных и соляных дел. За столетие промысел развился, кустари стали употреблять технические приемы, неизвестные старикам. Прежние соров- щики добывали лишь серебро да золото, все прочее их не интересовало, а у их преемников ничего не пропадало даром. Этакий замкнутый цикл, безотходная технология. Работали соровщики обычно артелью. Для успешного ведения промысла, как подсчитали в 1880 году земские статистики Московской губернской управы, нужна была изба-мастерская, оборудованная двумя печами, продувной и плавильной, двумя парами мехов, колбой, ретортой, мельницей, ступой и прочим инвентарем на сумму не менее 1 500 рублей. Кроме этого, был необходим довольно значительный оборотный капитал, а его в одиночку крестьянину было не поднять. ...Можно еще сказать, что труд соровщиков был не только тяжелым, но и вредным. В мастерских столбом стояла металлическая пыль, клубились пары ртути. Большинство артельщиков страдали чахоткой, нервными расстройствами. Редко кто из дмитровских «химиков» доживал до пятидесяти лет. Е. Н. ГЛАЗКОВ 54
Слезы моллюска Жемчуг называют слезами моллюска, ибо своим рождением он обязан травме: жемчужина вырастает там, где в стенку мантии или между мантией и раковиной попадает песчинка или другое инородное тело, хотя бы крошечный панцирь диатомовой водоросли. Вокруг этого возмутителя спокойствия и откладывается перламутр. Самая восхитительная жемчужина в основном состоит из того же материала, что и раковина: из углекислого кальция, правда, с добавкой гуанина. (Разница между перламутром и жемчугом лишь в расположении слоев органического вещества, выделяемого моллюском. Эти гуаниновые слои в жемчуге располагаются концентрически, а в перламутре идут параллельно.) В средние века знать щеголяла в одеждах, расшитых жемчугом. Перед вами портрет Элеоноры Тол еде к ой, принадлежащий кисти итальянского живописца Анджело Бронзино (XVI век. Пражская национальная галерея) Жемчужины могут лежать в раковине свободно или же прикрепляются к стенке жилища моллюска; при отделении их от стенки на жемчужине остается попорченное место. В наибольшей цене были правильные сферические слезы моллюска, затем грушевидные и овальные. Чемпионом же по величине, как сообщает словарь Брокгауза, была жемчужина из коллекции кенсингтонского музея— ее окружность чуть ли не 12 сантиметров! Специалисты считают, что все моллюски, строящие твердые раковины, могут давать жемчуг. Причем каждый вид моллюска способен образовывать жемчуг определенной, только ему свойственной структуры. Игра же красок обусловлена интерференцией света и& 55
поверхности перламутровых концентрических слоев. Лучшими жемчужинами считают те, что почти бесцветны. А вообще встречается желтый, розовый, красный, зеленоватый и даже черный жемчуг. Увы, слезы моллюска — самые что ни на есть недолговечные самоцветы. Под действием кислорода воздуха красивые жемчужины теряют первозданный блеск, сморщиваются и, наконец, превращаются в пыль. Разрушению жемчужин способствуют высокая температура, влажность, даже самый обычный пот. Средняя продолжительность жизни драгоценностей всего 250—300 лет. Иногда жемчужины начинали разрушаться уже через 50—80 лет. Но бывало, что жемчужные украшения и жемчужное шитье поразительно хорошо сохранялись и по 500 лет. Например, в далеком 1544 году в Риме была вскрыта гробница, относящаяся к V веку нашей эры. Среди украшений из золота и драгоценных камней нашли 50 жемчужин, хотя и поблекших за тысячу лет пребывания в подземелье, но сохранивших первозданную форму. При плохом доступе кислорода жемчуг может уцелеть еще дольше. Так, недавно в развалинах Помпеи, погребенной под пеплом Везувия в 79 году нашей эры, археологи раскопали скелет женщины с прекрасно сохранившимися жемчужными серьгами. А в коллекции Государственного Эрмитажа хранятся 12 великолепных жемчужин в золотых подвесках из археологических раскопок в Прикубанье. Подвески датируются первым веком нашей эры. Наши предки небезуспешно продлевали век жемчужин: либо воздействовали на жемчужины слабыми растворами кислот, либо поступали еще проще — потускневший от времени жемчуг скармливали домашней птице. Под действием желудочного сока жемчужины вновь обретали мягкий переливчатый блеск. С помощью домашних кур, гусей или индюков жемчужины поистине рождались заново. Сейчас из этого древнего процесса взято, как говорится, рациональное зерно. Среди современного морского и пресноводного жемчуга частенько попадаются матовые и даже совсем темные «кожистые жемчужины». Искусственно растворив слабыми кислотами верхний слой этих вроде бы бросовых вещиц, их превращают в ювелирные. Еще с детских лет при слове «жемчуг» мы слышим шум моря, видим седые барашки волн, пальмы и ослепительное южное солнце. Однако слезы моллюска находят не только в теплых морях. И хотя словосочетание «русский жемчуг» звучит странновато, но драгоценные жемчужные ядра рождались и рождаются и в чистых водах русских рек: более 150 из них жемчуженосны. В основном зто реки северных районов страны. В старину говорили, что нет в Европе страны, которая была бы столь богата, как Россия, реками и речушками, в которых водятся жемчужные раковины с неблагозвучным названием перловка или перловица. Русь славилась жемчужным шитьем по льну, парче, бархату, коже. Жемчуга в древней Руси было много. Им расшивали даже домашнюю утварь, переплеты книг. Недаром Гакстгаузен, путешествовавший по России в 40-х годах XIX века, писал: «...Наиболее уважаемые образа вместо риз покрыты жемчугом... Быть может, в одной Троицкой лавре жемчуга больше, чем во всей остальной Европе». (Справедливости ради надо сказать, что пресноводный жемчуг добывали не только на Руси, но и в Германии, Шотландии и даже в Канаде.) В обиходе тогда был нежно-перламутровый, чистый северный жемчуг. И хотя на Руси жемчуга было много, относились к нему с трогательной уважительностью. Существовало даже поверье, что с грехом на душе жемчужины лучше не искать. Ловцы жемчуга перед промыслом мылись в бане, надевали чистые рубахи. Во время промысла воздерживались от бранного слова и ссор. И очень берегли колонии речных раковин-жемчужниц: после осмотра раковины аккуратно опускали на дно. Невольными сборщиками жемчуга иногда служат птицы, особенно круп- Фрагмент русского шитья жемчугом, XVI1 век 56
ные врановые. Обыкновенные скворцы и чайки с удовольствием расклевывают раковины морских и пресноводных моллюсков, попавших в приливно-отлив- ную полосу литорали, на мелководные плесы или даже на берег. Не только чайки, но и вороны, грачи, серые вороны и даже коршуны, вытаскивая раковины из воды, иногда заходят в нее на глубину нескольких сантиметров. Выхватив из воды моллюска, они разделываются с ним на берегу. Иногда находили жемчужины, выполнявшие роль жерновов в желудках орланов-белохвостов и скоп. В утробу пернатых хищников ведут два пути. Во-первых, эти хищники весной пополняют свой рацион речными моллюсками. Найдя обсыхающую раковину на мелководье, они раздирают ее клювом или лапами. Другой путь более сложен: моллюсков глотают крупные рыбины (судак, щука, сом...), которые в свою очередь попадают в желудки скопы и белохвоста. Конечно же, моллюски-жемчужницы— редкая добыча пернатых. Но все же анализ состояния обломков, извлеченных из птичьих желудков, показал, что расклевывание раковин — занятие, повторяющееся у пернатых неоднократно. Например, в желудке орлана-бе- лохваста, запутавшегося осенью 1963 г. в рыбачьих сетях в Таганрогском заливе Азовского моря, нашли две жемчужины. Одна из них от долгого пребывания в желудке орлана была словно отполирована и ярко переливалась и& свету. Другая, свежая, наоборот, была матовой. По-видимому, первая жемчужина была проглочена на несколько месяцев раньше. Жителям юго-восточных районов Украины, вероятно, интересно знать, что особенно ценился именно южный жемчуг с Крымских берегов Черного моря. Речь идет о знаменитом кафском жемчуге, родина которого — Феодосия (Кафа — древнее название города). Этот жемчуг с особой переливчатостью и мягкими нежными розовыми оттенками. В прохладной воде северных рек и теплой воде Черного моря нередко добывали весьма крупные жемчужные зерна. Те, что были правильной формы, поступали прямо в государственную казну. Частенько такой жемчуг преподносили сановным иностранцам из дипломатических соображений. Так, Иван 111 одарил венгерского короля Матиуша черным соболем и жемчугом из-под Новгорода, зерна которого источали неповторимый блеск. Вот как об этом сказано в летописи: «А поминок послал князь Великий к Матиашу соболь черный, коготочки у него золотом окованы с жемчугом. 20 жемчугов Новгородских на всех ногах, а жемчуг немалый, и хороши и чисты». Вообще же само слово «жемчужный» означало самое высокое качество предмета. Еще безвестный автор «Слова о полку Игореве» писал: «Един же изро- ни жемчужну душу из храбра тела чрез злато ожерелие...» Несмотря на то, что Россия была богата жемчугом, стремились заняться его искусственным производством. До наших дней у Благовещенского собора в Сольвычегодске сохранился пруд с недвусмысленным названием — Жемчужный. В нем промышленники Строгановы пытались выращивать жемчужные зерна. Но дело, как говорится, не пошло. В Западной Европе тоже предпринимали аналогичные шаги. Искусственным жемчугом занимался даже великий Линней. В 1761 году он предложил шведскому правительству свой метод получения жемчуга, но правительство не откликнулось. Тогда Линней за солидную сумму раскрыл свой секрет некоему богатому торговцу. Но метод был сложен (Линней аккуратно просверливал раковину пресноводного моллюска, вводил в отверстие инородное тело, которое закреплял проволочкой так, чтобы оно чуть прогибало мантию, и замазывал отверстие цементом) и давал отнюдь не лучшие жемчужины. Более успешно дела обстояли на Востоке. Там между створкой раковины и мантией пресноводных моллюсков гребенчатой вкладывали не только шарики, но и разные формочки, например металлическую фигурку Будды. Потом моллюска отпускали на волю. Через определенное время моллюска извлекали из воды, а из его раковины вынимали сияющего перламутром Будду или просто жемчужину. Сейчас в нескольких странах жемчуг культивируют в промышленных масштабах. Тон здесь задает Япония. Японские мастера работают только с раковинами, которые дают белые, голубоватые или розовые жемчужины. Их максимальная величина — сантиметр в диаметре. Недавние ученики японцев — французы — уже превзошли учителей в выращивании разноцветного жемчуга. Более того, французские крупные жемчужины по красоте не уступают самому ценному в мире прославленному полинезийскому натуральному жемчуг- Кандидат биологических наук В. ХАРЧЕНКО 57
Живые лаборатории Шелковица ДРЕВО ПЕЧАЛИ В Вавилоне, гласит легенда, случилась такая печальная история. Фисба любила Пирама, Пирам отвечал ей взаимностью. Однажды они уговорились встретиться ночью под деревом, что «шелковицей высокою было: все в белоснежных плодах». Фисба поторопилась и пришла на свидание первой, но, услыхав рычание бродившей поблизости львицы, убежала, обронив свое покрывало. Когда пришел Пирам, он увидел лишь покрывало, истерзанное львицей в клочья. Предположив самое ужасное, выхватил Пирам свой меч и «тут же в себя он железо вонзил». И в то же мгновенье, рассказывает в «Метаморфозах» Овидий, произошло чудо: «...Шелковицы плоды, окропленные влагой убийства. Переменили свой внд, а корень, пропитанный кровью Ярко-багряным налил висяшие ягоды соком». А вскоре вернулась Фисба. Увидев бездыханного Пирама, она воскликнула: «Ты же, о дерево, ты, покрывшее ныне ветвями Горестный прах одного, как вскоре двоих ты покроешь. Знаки убийства храни, твои пусть скорбны и темны Ягоды будут вовек — двуединой гибели память!» И тем же мечом пронзила себе сердце. А просьба ее дошла до богов: «у шелковицы с тех пор плоды, созревая, чернеют...». Грустная история. Не из-за нее ли так созвучны латинские слова morus— шелковица и mors — смерть? Впрочем, в этот зловещий темно-красный или черный цвет окрашены плоды не всех шелковиц: их целых 20 видов, и ягоды у них разных оттенков, а у шелковицы белой — совсем светлые, розовато-желтые. ПО ВЕЛИКОМУ ШЕЛКОВОМУ ПУТИ Печальная история Пирама и Фисбы — не единственный мрачный эпизод в биографии шелковицы. Не раз становилась она виновницей жестоких казней. Китайские императоры без лишних разговоров снимали головы у своих подданных только за подозрение в выдаче тайн возделывания шелковицы. Ничего удивительного: ведь листва шелковицы — любимейшее блюдо тутового шелкопряда, единственного производителя натурального шелка (вывоз из Китая яиц шелкопряда — грены тоже карался смертной казнью). Страх перед жестоким наказанием на протяжении трех с половиной тысячелетий позволял Китаю сохранять шелковую монополию — только в 555 г. грена тутового шелкопряда была тайно вывезена в Европу. А до тех пор сюда попадали только шелк-сырец и готовые шелковые ткани. Шли они по Великому шелковому пути — через Среднюю Азию, вокруг Каспийского моря, на Кавказ и далее через Константинополь. . И на всем этом пути оседали знания о шелководстве, закладывались посадки шелковицы. Одним из могучих центров шелководства становится Средняя Азия. Из среднеазиатских мастерских шелковые ткани поступали и на Русь: остатки их часто обнаруживают в курганах X—XII вв. Чем дальше, тем больше потребляла Русь шелков — «олови- ра грецького», «оксамита», «паволоки». Необходимо было свое производство. И вот Иван IV закладывает в Москве шелкоткацкую мануфактуру для царских нужд. А Петр I, только поднявшись на престол, издает указ, который категорически, под страхом (опять!) смертной казни, запрещает вырубать шелковичные деревья. Во второй половине XVIII в. в России работали уже 44 шелкоткацкие фабрики, которые выпускали ткани, не уступавшие заграничным. ШЕЛКОВИЧНАЯ ДИЕТА Трудно представить себе более однообразный стол, чем у гусеницы тутового шелкопряда. Всю свою недолгую жизнь, 4—5 недель, питается она только листьями шелковицы, потребляя ежедневно почти столько же, сколько весит сама. Неудивительно, что с момента вылупле- ния из грены до завивки кокона гусеница увеличивает свой вес в 10 000 раз! Надо сказать, что листья шелковицы — корм и в самом деле питательный. Высокое содержание белка, до 980 мг% 58
аскорбиновой кислоты, каротин, холин, около 8% смол, кетоны, лактоны, спирты, яблочная и лимонная кислота, рутин, кверцитин, гликозид тутин... Постоянство вкуса у шелкопряда удивительное; однако разборчивость тоже немалая: гусеница дает шелковую нить первого сорта, только если ей к обеду поданы молодые листочки. Если же кормить ее листьями постарше, более грубыми и менее питательными, она в отместку завивает кокон поменьше, урожай шелка падает, да и качество его ухудшается. Вот и приходится выкормку тутового шелкопряда начинать, как только появятся первые 3—5 молоденьких листочков. Весной с дерева срезают годовалые ветки, а летом и осенью — верхнюю часть побегов этого года. Такой режим шелковице долго вынести нелегко, и через каждые 4—5 лет дереву дают годичный отпуск для отдыха. Потребив свою 30-граммовую жизненную порцию листьев шелковицы, гусеница шелкопряда превращает их в шелковую нить длиной почти в 1,5 км. А если, как предложили недавно казахские ученые, сдабривать листья шелковицы раствором одного из соединений селена, то с такой приправой шелкопряд поедает свой корм особенно усердно; длина нити в каждом коконе от этого увеличивается еще метров на сто, да и сама нить становится прочнее. Листья шелковицы, как и любое сырье, нужно добывать. Этим занимается целая отрасль сельского хозяйства — тутоводство. Выращивают шелковицу на юге Европейской части СССР и в Средней Азии — как на специальных плантациях, так и в линейных насаждениях по границам земельных участков, вдоль дорог, рек, каналов, вокруг озер и водохранилищ. Не раз пытались шелководы перевоспитать капризного шелкопряда и заставить его разнообразить свой стол. Шелковица — дерево довольно нежное, ему нужно и тепло, и удобрения, и хороший уход. Правда, тутовый шелкопряд может питаться и такими экзотическими блюдами, как листья скорцонера, маклюры, бумажного дерева, при крайней нужде не отказывается и от листьев одуванчика, мака, вяза, но все это неполноценные заменители, и для промышленного использования они не годятся. Только недавно, после долгих опытов, винницким шелководам удалось «научить» тутовый шелкопряд питаться молодыми листьями дуба и граба. Тем не менее это всего лишь эксперимент; пока что шелковица на 98% обеспечивает шелкопряда кормом, а человечество — натуральным шелком. Остальное производит дикий шелкопряд, способный питаться листьями и дуба, и клещевины — древовидного растения из семейства молочайных. В Румынии, например, использование клещевины позволило значительно продвинуть шелководство на север. Так что теперь уже не тутом единым... ДОЛГ ПЛАТЕЖОМ КРАСЕН Не только одним шелком искупает шелковица свое невольное соучастие и в трагической гибели влюбленных вавилонян, и в свирепых репрессиях всевозможных императоров. Есть у нее еще и плоды, и кора, и древесина. С древнейших времен использует шелковицу восточная медицина. Еще 2,5 тысячи лет назад она выращивалась в специальном лекарственном саду вавилонского царя Мардукапалиддина II. Шелковица занимает почетное место и в медицине Тибета и Дальнего Востока. Быстро заживляет раны и порезы мазь, приготовленная из 2 ложек перемолотой в порошок коры шелковицы, смешанных с полутора стаканами подсолнечного масла. Удивляться этому не приходится, так как в коре шелковицы много галловой и салициловой кислот. Отваром из листьев и сиропом из ягод шелковицы повсюду, где она растет, лечили простуду, лихорадку, использовали их как потогонное средство; зрелые ягоды легко слабят, а незрелые производят обратное действие. Если две ложки измельченных ягод залить стаканом кипятка и полученным настоем полоскать горло и полость рта, быстрее проходят воспалительные процессы. А азербайджанцы охотно используют такой оригинальный рецепт: настаивают на спирту пчел, растирают их с ягодами туты и получают великолепное средство от простуды — этой смесью натирают плечи и спину больного. Лечебные свойства ягод шелковицы объясняются, вероятно, содержанием в них пектина, лимонной и яблочной кислот, дубильных веществ. Хороши тутовые ягоды и при малокровии — в них более 6% железа (в ягодах черной шелковицы больше, чем в ягодах белой). А у нас, на Украине, испытан метод лечения большим количеством тутовых ягод некоторых заболеваний сердца: у больных, которые в течение месяца 4—5 раз в день, после еды, съедали по 200—350 г спелых тутовых ягод, уменьшались боли в области сердца, проходила одышка. Тутовые ягоды не только полезны, но 59
и очень вкусны. В Северной Америке ради них разводят шелковицу красную; плодовые сорта шелковицы есть и в нашей стране. Едят плоды и сырыми, и вялеными, делают из них компоты, варенье, желе, сиропы; сушеные тутовые ягоды с успехом заменяют сахар — ведь в зрелых плодах шелковицы до 25 % фруктозы и глюкозы. На Кавказе из сока тутовых ягод варят бекмес, или душаб — густой сироп, похожий на патоку. Муку из сушеных ягод добавляют в лаваш. А в Средней Азии из такой муки делают лепешки и пирожки. Тутовый сок идет на производство уксуса, вина, сидра, шелковичной водки. Ценится и древесина шелковицы — плотная, упругая, тяжелая. Характерная ее особенность — большое количество лубяных волокон, и благодаря этому именно из шелковицы во II в. в Китае стали делать первую в истории человечества бумагу. Шелковица — прекрасное декоративное дерево для южных районов страны: она не боится засухи, хорошо осваивается на разных почвах. Высокие, с плотной шарообразной кроной деревья шелковицы украшают сады и парки многих наших городов. Вот и в пушкинском парке Кишинева уже 160 лет живут и плодоносят три могучие белые шелковицы, посаженные там, может быть, как раз во время кишиневской ссылки поэта. Вокруг каждой — невысокая изгородь, а рядом табличка: «Охраняется законом». Здесь встречаются парочки — совсем как в древней легенде. Встречаются безбоязненно: во-первых, шелковица белая, а во-вторых, львы в Кишиневе не водятся... Б. СИЛЛКИН новости отовсюду новости отовсюду новости тговсюл;* НЕИСЧЕРПАЕМЫЙ ВИТАМИН С С легкой руки знаменитого Лайнуса Полин га, ратующего за широкое применение аскорбиновой кислоты для лечения простуд, исследователи обнаруживают у нее все новые неожиданные свойства. Как сообщил в журнале «Proceedings of the US National Academy of Sciences» (т. 76, с 829) индийский ученый К. Прасад, натриевая соль аскорбиновой кислоты убивает выращиваемые в культуре клетки двух злокачественных опухолей: нейробла- стомы мышей и глиомы крыс. Попутно выяснилось еще одно неожиданное обстоятельство! Витамин С, оказывается, сильно влияет на эффективность некоторых известных противораковых препаратов: напри- : мер, действие 5-фторурацила на клетки нейробластомы он усиливает впятеро, а мето- трексат, наоборот, лишает всякой противораковой активности. По-видимому, тонкие механизмы действия аскорбиновой кислоты сложнее, чем предполагалось ранее, и назначать ее в сочетании с другими лечебными препаратами следует с большой осторожностью... ПРОСТАГЛАНДИН В ЛУКОВИЦЕ И научная, и народная медицина применяют лук для лечения множества болезней — от облысения до гипертонии. Не знаем, как насчет облысения, но вот противогиперто- нические свойства лука как будто получают серьезное обоснование. Как сообщил журнал «New Scientist» A979, т. 82, № 1153), американские исследователи К. и М. Эттреп обнаружили в экстракте из луковиц простаглаидин А,, действительно обладающий способностью снижать артериальное давление. Это первый случай, когда простаглаидин найден в составе растения. Поможет ли гипертоникам луковая диета — пока неизвестно; во всяком случае, от инъекций активной фракции экстракта из четырех лу- , ковиц заметно снижается давление у крысы. 60
Газовая защита Почти 200 лет назад Вольное Экономическое общество, учрежденное в Петербурге в 1765 году, объявило конкурс на лучшее предложение: «Как должно поступать с рожью или мукой, назначенной для больших магазинов, дабы оне в продолжении многих лет сразу первой своей доброты нимало не потеряли». Победителя собирались наградить золотой медалью. Награды так никто и не был удостоен... Над решением проблемы длительного хранения зерна, масличных культур, комбикормов, фруктов и овощей по сей день бьются тысячи специалистов во всем мире. Кое-что, конечно, уже сделано. Но потери растительной продукции в хранилищах — от вредных насекомых, микроорганизмов, физиологических изменений — огромны. Экономисты из ФРГ подсчитали, что в денежном выражении эти потери в мире достигают 20 миллиардов долларов в год. Эквивалентное количество золота добывают все прииски на Земле (без СССР) примерно за 18 лет. Немалая часть в этой золотой горе приходится на потери зерна в складах и элеваторах, зерна, которое по-прежнему остается основным продуктом питания во всем мире... КТО ЧЕМ ДЫШИТ Зернохранилища изображены на глиняных печатях из Суз, на камнях из Древнего Египта. О способах хранения зерна писали поэты Древней Греции и литераторы Рима; в их книгах приводятся вполне конкретные практические советы. В этих источниках, как и позднее в трудах уже упомянутого Вольного Экономического общества, авторы рекомендовали использовать герметичные хранилища, чтобы «наружный воздух не вызвал порчу жита». Заметьте, и до новой эры, и в XVIII веке знатоки больше всего боялись «наружного воздуха», а не мышей или долгоносиков, 61
которые и тогда хозяйничали в амбарах. К таком/ выводу люди пришли эмпирически, они не знали во всех деталях, какую роль воздух играет в жизни зерна, как влияет на его дыхание и сохранность. Хранящееся зерно дышит двумя способами. Если есть кислород, то поглощает его (аэробное дыхание), в результате чего происходит полное окисление сахаров. В отсутствии кислорода (анаэробное дыхание) типична реакция спиртового брожения. Аэробное дыхание С6Н1206 + 602= 6С02+ 6Н20 + 674 ккал Анаэробное дыхание С6Н,206 = 2С02 + 2С2Н5ОН + 28,2 ккал Дышащее кислородом зерно из-за плохой теплопроводности начинает нагреваться вплоть до самовозгорания. В бескислородной атмосфере тепла выделяется мало и зерно не разогревается. Вот почему древним земледельцам удавалось сохранять его в амфорах, закопанных в землю. Чем больше влаги в зерне, тем сильнее аэробное дыхание и слабее анаэробное. Происходит это вот почему. Во влажной зерновой массе бурно развиваются микроорганизмы, энергично поглощающие кислород. Причем здесь все взаимосвязано: при аэробном дыхании зерно выделяет воду, а во влажной зерновой массе лучше живется аэробным микроорганизмам, поэтому они интенсивнее поглощают кислород. Известны три способа, с помощью которых в зернохранилищах можно создать бескислородную атмосферу. Во-первых, путем естественного накопления углекислого газа: все живые компоненты . зерновой массы дышат, расходуют кислород и выделяют СОг. Во-вторых, зерно можно держать в вакууме. И наконец, в-третьих, воздух из межзернового пространства вытесняют с помощью других газов. Первый способ — самый доступный и дешевый. Однако он требует выполнения двух обязательных условий: герметичности хранилищ и их полной загрузки. Но пока находящийся в замкнутом пространстве кислород будет переработан семенами в СОг, влажность зерна возрастет и, значит, могут развиться микроорганизмы, а в партиях сухого зерна — различные вредители. Вакуумирование хранилищ не получило большого распространения из-за дороговизны. А вот введение в зерновую массу тех или иных газов, вытесняющих кислород, оказалось весьма перспективным делом. Первоначально попробовали применять для такой цели СОг. Вводили его в зерно в виде газа или сухого льда D—6 кг на тонну зерна); -брикеты дробили на кусочки и затем вносили в зерновую массу одновременно с загрузкой хранилища. Больше всего кусков клали в верхние слои. Тогда углекислый газ, более тяжелый, чем кислород, постепенно проникал все глубже, вытесняя кислород из массы. Однако такой способ обработки зерна оказался слишком трудоемким, поэтому решено было консервировать зерновую массу с помощью так называемых нейтральных газов: их получают при сжигании в особых генераторах сжиженного газа (пропан-бутан). В первых опытах, организатором которых был профессор М. Г. Голик из Всесоюзного заочного института пищевой промышленности (Москва), хранили рис. Вот что показали опыты. Интенсивность дыхания риса, хранящегося в нейтральной газовой среде A —5 % кислорода), в 20 раз меньше, чем в обычных условиях, то есть при 21 % кислорода. Причем, чем выше влажность зерна, тем падение интенсивности существеннее. Ничего таинственного тут нет. Нехватка кислорода угнетает дыхание лишь зерна с повышенной влажностью; сухой рис дышит слабо. А кроме того, чем больше влаги, тем оболочки зерен более проницаемы для газов. Что же получается? В нейтральной газовой среде целесообразно хранить только влажное зерно? Стоит ли тогда возиться с герметизацией хранилищ, генераторами и прочими не очень дешевыми приспособлениями? Нужно подсушить зерно как следует, и все проблемы разрешены... Однако вот несложные соображения, которые показывают, что возиться стоит. Американским или австралийским фермерам легче решить эту задачу. В обеих странах зерновые пояса лежат в широтах, где зерно после уборки не нуждается в тепловой обработке. У нас влажность, скажем, кукурузы после комбайна чаще всего колеблется между 25 и 40%, а иногда бывает еще большей. Чтобы сохранить зерно в обычных хранилищах, из него необходимо удалить 10—25% влаги, что требует значительных энергетических и, естественно, финансовых затрат. Напомним также, что в одиннадцатой пятилетке валовой сбор зерна должен достигнуть 238—243 миллионов тонн в год. Причем немалая часть урожая будет выращена в Нечерноземье. Бесспорно, 62
атмосферное давление герметичные стены мембрана Схема работы камеры для хранения плодов в регулируемой газовой среде; размер и материал диафрагмы (мембраны) подобраны так, что в камере сохраняется постоянным состав атмосферы: 3—5%02, 5—8% СОг, остальное — азот; избыток С02 и летучие органические вещества выходят наружу, а взамен поступает небольшое количество кислорода что все зерно, собранное здесь, будет более влажным, чем хотелось бы,— такой уж в этих краях климат. Поэтому на хранение зерна в нейтральных газовых средах возлагаются большие надежды. И до конца десятой пятилетки предполагается ввести в действие несколько герметичных металлических зернохранилищ на шесть миллионов тонн зерна каждое, в том числе и в Нечерноземье. КАК СОХРАНИТЬ КАРОТИН В докладе Л. И. Брежнева на июльском A978 года) Пленуме ЦК КПСС есть такие слова: «Некоторые руководители хозяйств, районов и даже областей как следует не заботятся об увеличении производства сена, сенажа, силоса, корнеплодов и повышении их качества. Недостаток кормов стремятся покрыть концентратами, нередко за счет зерна из государственных ресурсов. В результате расход зерна на корм скоту непомерно растет, а использование других видов кормов даже сокращается». Обратимся к цифрам. Оказывается, за последние десять лет удельный вес концентрированных кормов (зерно и продукты из него) в общем расходе кормов увеличился на 9,3%, удельный вес грубых кормов, то есть сена и сенажа, вырос лишь на 0,8%. а сочных кормов, в которые входит трава, силос, зеленая подкормка, уменьшился в среднем на 5%. США и западноевропейские страны с развитым сельским хозяйством широко производят и применяют в животноводстве гранулированную травяную муку. Считается даже, что в некоторых случаях ее вырабатывать выгоднее, чем выращивать зерно фуражных культур. А ориентация наших животноводческих хозяйств главным образом на скармливание скоту зерна создает перенапряжение в зерновом балансе страны и, кроме того, тормозит развитие местных 63
кормовых ресурсов, в том числе выработку травяной муки. В травяной муке, приготовленной быстрым обезвоживанием свежеубран- ной травы, почти полностью сохраняются все исходные питательные вещества. Гранулированная травяная мука обладает еще и рядом физических свойств, приближающих ее к зерну: компактные гранулы удобно хранить во вполне современных хранилищах, легко перевозить; погрузка продукта поддается механизации и автоматизации. Но мало наладить производство этого ценнейшего корма, не менее важно научиться его хранить от уборки до следующего сезона, то есть восемь-девять месяцев. Большинство компонентов травяной муки мало подвержено изменениям. Но вот каротин, ненасыщенный углеводород, под действием кислорода воздуха легко окисляется. Пробовали хранить муку при низких температурах. Действительно, в таких условиях каротин окисляется не так интенсивно, как при обычной температуре. Но даже при —10°С его потери оставались довольно значительными. И у нас в стране, и за рубежом начали искать ингибиторы окисления. Остановились на сантохоне (гидрохинолине). Эта маслянистая прозрачная жидкость оказалась наиболее эффективным стабилизатором. Однако применение ее осложнено тем, что в травяную муку необходимо добавлять очень малые количества препарата @,025% от веса муки) и тем не менее нужно добиться, чтобы стабилизатор равномерно распределился в массе. Тогда профессор М. Г. Голик решил проверить, как поведет себя каротин в муке, если ее хранить в нейтральной газовой среде. Для этого в Литве построили комплекс из двух металлических емкостей и генератора газовых сред, работающего на сжиженном газе. Генератор сконструирован во ВНИИ- Промгазе (Москва). При сжигании в нем одного кубического метра газа образуется 30—32 кубометра газовой смеси, состоящей из 86% азота, 12—13% углекислого газа и 1—2% кислорода. Травяную муку хранили в газовой среде девять месяцев. За это время потери каротина не превысили одного процента; в равных условиях, но при свободном доступе воздуха окислилось более 50% этого ценного компонента корма. Экономия на качестве муки при хранении в нейтральной газовой среде достигает 45 рублей на тонну. Описанные опыты дали основание приступить к строительству металлических элеваторов, обладающих необходимой герметичностью. Однако из запланированных 130 таких сооружений, к сожалению, построено пока только пять. Задержка — на совести Министерства заготовок СССР. ЯБЛОКИ И ГАЗЫ Выражение «как яблочко румян» звучит сейчас не всегда к месту. Особенно если иметь в виду плоды, которые появляются на прилавках магазинов после зимнего хранения. Про такие яблоки, рыхлые, безвкусные, с пятнами повреждений, никак не скажешь, что они румяные. Но даже и такие плоды не часто продаются у нас в первом полугодии. С января по июнь в продажу поступает только 20—26% всего годового количества фруктов, 23—25% овощей и всего 2% винограда. А 85% арбузов и дынь продают вообще за два месяца — август и сентябрь. И пока заготовительные и торговые организации не научатся хранить плоды и овощи так, чтобы их созревание, а значит, и старение были максимально замедлены, сезонность в снабжении растительной продукцией не будет ликвидирована. А этому нужно именно учиться, потому что вопрос принципиально решен. Проблема была решена, когда сумели затормозить дыхание плодов, которое занимает наиболее важное место в окислительно-восстановительных процессах, протекающих во время хранения. Управлять дыханием плодов можно с помощью селективно-проницаемых пленочных мембран (СППМ). В «Химии и жизни» A977, № 11) о них. уже рассказывалось. Мембраной затягивают окошко в контейнере, в котором лежат фрукты и овощи; она регулирует концентрации С02 и 02 внутри контейнера. В нашей стране опыты по хранению плодов в пленочных контейнерах с газообменными окнами из СППМ были начаты 10 лет назад в Москве, Литве, Крыму, Молдавии и Закарпатской области. По сравнению с обычными условиями новой метод увеличивает выход стандартной продукции на 15—40%, а следовательно, экономит в среднем по 252 рубля на каждой тонне плодов. Особенно важно, что такие контейнеры удобно применять в колхозах и совхозах, где фрукты собирают. Если бы урожай сразу укладывали в такую упаковку и хранили в колхозных или совхозных хранилищах, переправляя в город без спешки, постепенно, это значительно увеличило бы рентабель- 64
ность плодоводства. Дело за промышленным производством контейнеров, для чего даже не надо изготовлять новую пленку; отечественная силиконовая вполне удовлетворяет техническим требованиям. Конечно, необходимо еще, чтобы в колхозах и совхозах были построены хорошие хранилища. Сейчас из-за их отсутствия хозяйства стараются как можно быстрее отправить всю собранную продукцию в город на плодоовощные базы. Для этого на короткое время требуется мобилизовать огромные транспортные средства, множество рабочих. Сезонность таких операций не позволяет хозяйствам держать достаточно квалифицированных и заинтересованных работников. Но ведь беда и в том, что и городские плодоовощные базы тоже пока не в состоянии сохранить продукцию... В городских холодильных камерах фрукты и obollvm тоже целесообразно держать в регулируемой газовой среде. Камеры с диффузорами-газообменни- ками принципиально не отличаются от контейнеров с мембранными окнами. Но в камерах вместо одной мембраны из СППМ устанавливают мембранные фильтры, которые не только задерживают проникновение кислорода, но и очищают атмосферу хранилища от выделяемого плодами «гормона созревания», то есть этилена, как известно, ускоряющего старение. Для регулирования атмосферы камер можно использовать аппараты, которые поглощают из воздуха хранилищ избыток углекислого газа благодаря имеющимся в них адсорбентам: моноэтанол- амину или растворам щелочи. Такое устройство действует, например, на плодоовощной базе Куйбышевского района Москвы. И наконец, плоды и овощи успешно сохраняются в газовых средах, которые можно создавать с помощью уже упоминавшихся генераторов. Здесь сказано «газовые среды», потому что для различных видов и сортов растительной продукции необходимо подбирать свои составы газовых смесей, отличия небольшие, но есть. В 1970 году Государственный комитет Совета Министров СССР по науке и технике принял специальное Постановление «О внедрении метода хранения плодов и овощей в регулируемой газовой среде и расширении исследований в этой области». После этого в Москве была герметизирована и оборудована диффузором-газообменником камера емкостью 130 тонн, она находится в распоряжении Куйбышевской районной плодоовощной конторы. В Алма-Атинской области, в опытном хозяйстве Казахского научно-исследовательского института плодоводства и виноградарства, построили первое в стране промышленное фруктохранилище на 500 тонн (регулируемая среда создается с помощью генераторов газовых сред). Вот и все. Маловато! Может быть, дело в том, подумает читатель, что хранение в таких условиях — дорогое удовольствие? Ничуть. Единовременные капитальные затраты окупаются за один — четыре сезона, в зависимости от того, какой продукт хранят и какого он сорта. Да и- мировая практика доказывает целесообразность этого метода: в Англии, например, в регулируемой газовой среде держат более 60% всех продаваемых яблок и груш; метод оценили и другие страны. Проблемой хранения фруктов и овощей в газовой среде занималось несколько институтов, например Гипро- торг, Гипрохолод и Казгипроторг. Созданы опытные образцы оборудования и отработаны режимы хранения растительной продукции некоторых сортов. Теперь можно было бы перевести все на промышленную основу. Однако многие организации, в том числе Министерство торговли СССР, как будто совсем не заинтересованы в результатах, полученных в институтах, и не используют их. Планирующим органам необходимо решить вопрос о серийном производстве генераторов газовых сред, предусмотреть выпуск достаточного количества фольги и фольгоизола (уплотненной фольги) для герметизации камер. Только когда все это будет сделано, взятые из хранилищ яблоки и по вкусу, и по внешнему виду будут почти такими же, как недавно снятые с дерева, причем не отдельные небольшие партии, которые и сейчас умеют хорошо сохранять, а массовая продукция, предназначенная для продажи в магазинах. Кандидат сельскохозяйственных наук Я. МОРДКОВИЧ, кандидат технических наук И. АЛЕКСАНДРОВА 3 Химия и жизнь № 11 65
^*» ^ Х-Щ *-L>- **Si+*Jk: Бочка как бочка Бочарное, или бондарное, дело — одно из самых старых и распространенных ремесел на Руси. Изобилие материала или простота изготовления бочки тому причиной — судить трудно. Бесспорно одно: удачная конструкция бочки, солидный объем, малая влагопроницае- мость выделили ее из всех бондарных изделий как самую удобную тару и под жидкости, и под твердые вещества — от сухарей до мазута, от пива до пороха, который, как известно, надо держать сухим. ПРО СУЧКИ И ЗАДОРИНКИ Не будет преувеличением сказать, что бочку нам подарил лес — дубрава, бор, 66
березовая роща. И если говорить о бочках вообще, то материал для них не переводится: не дуб, так бук, не липа, так осина. Принадлежность дерева к хвойной породе тоже препятствие преодолимое: от смолы удается избавиться с помощью выщелачивания. Но если обратиться к частностям, ситуация сразу усложняется. Бук прочен, несложен в обработке, но легко пропитывается влагой и поражается грибком. На долгую службу березы тоже рассчитывать не приходится — быстро загнивает. Сосна, напротив, сохраняется отлично, но полностью избавиться от смоляного запаха трудно; под масло, например, сосновая тара не годится. Из еловой древесины смолу удалить легче — в ней смоляных ходов немного, но она сучковата и легко дает трещины. Лиственница по прочности и долговечности соперничает с самим дубом, зато капризна при сушке и обработке. А уж дуб — тот во всех отношениях хорош. Ему все нипочем: ни время, ни тяготы обработки. Чтобы бочка получилась отменной, бондарю приходится учитывать диаметр ствола, направление волокон, прочие особенности древесины. Понятно, что лучше бы вовсе обойтись без «сучков и задоринок», но, раз такое невозможно, нужен компромисс: сучки, например, не допускаются на определенных участках — в боковых кромках дощечек (клепок), из которых состоит бочка, в центральной их части, испытывающей наибольшую нагрузку при изгибе,— так называемой зоне пука. В общем, все начинается с ответа на вопросы: из чего и для чего... ОБРЕТЕНИЕ ФОРМЫ Прежде чем труд бондаря (или бочара) увенчается изделием "бочкообразной формы, дереву предстоит немало испытаний. Прошу читателя не рассматривать эти строки как руководство для мастера-самоучки, и, минуя подробности технологии, упомяну лишь основные моменты. Трудно удержаться от соблазна процитировать несколько строк одного из руководств по производству бочек — профессиональная терминология всегда колоритна для непосвященных. Итак: «Первая операция — раскряжевка кряжа на тюльки, колка тюлек на секторы (гнатины) по схеме однорядной и двухрядной выколки клепки». Далее за дело принимается пила, из-под которой выходят плоские прямоугольные дощечки, обычно длиной от метра и более. Но это еще сырая древесина, и ее надо высушить. Ждать, пока дерево само высохнет,— долго, поэтому заготовки помещают в специальные камеры, где температура и влажность находятся под строгим контролем. После этого клепке придают выпукло-вогнутую форму, обстругивая ее с двух сторон и сохраняя при этом параллельность поверхностей; такая операция носит название «строжка». Затем принимаются за отделку кромок. Из заготовок почти прямоугольных очертаний надо получить бруски, симметрично и равномерно сужающиеся от середины к концам. Теперь наступает самый ответственный период работы. Подготовленные клепки, которые составят остов бочки, собирают на специальном стенде, закрепив двумя обручами один из торцов. Противоположные концы при этом слегка расходятся, образуя своеобразный веер (сборка так и называется — веером). Чтобы «свести концы с концами», клепке надо придать изгиб. Облегчают эту операцию предварительной гидротермической обработкой; дерево пропаривают в специальном парильном колпаке и быстро стягивают свободные концы ставшей более податливой клепки, закрепляя их головным рабочим кольцом. И еще одна горячая процедура: чтобы зафиксировать полученную форму, внутреннюю поверхность остова в течение нескольких минут обжигают на специальных мангалах при температуре до 240—250°С. Опустим несколько последующих операций вплоть до того момента, когда заранее заготовленные донья займут свое место в предназначенных для них желобках — уторных пазах, а обручи, уже постоянные, крепко-накрепко охватят готовую бочку. А зададимся вопросом: что дает бочке бочкообразная форма, во имя которой с древесины снимают стружку, поддают ей жару и пару? Многое. И прежде всего прочность. Элементы конструкции сочетаются так удачно, что бочка выдерживает и внешние воздействия, спружинивая при почти неизбежных толчках и ударах, и солидное давление изнутри — благодаря равномерному изгибу клепки и обручам, тем сильнее стягивающим остов, чем сильнее содержимое распирает стенки. А сверх того, бочку легко перемещать; причины этого ясны любому, усвоившему с ранних школьных лет, что «трение качения меньше трения скольжения». Притом направление движения довольно легко изменить. К тому*же округлая 3* 67
форма облегчает перевод бочки из горизонтального положения в вертикальное и наоборот. РАЗНЫЕ АМПЛУА Заметим также, что свои достоинства бочка неоднократно проявляла в самых разных ситуациях. Не будем рассматривать ее в качестве жилища, у Диогена последователей, кажется, не нашлось. И в качестве транспортного средства ее всерьез не воспримешь, хотя такого рода прецеденты легко всплывают в памяти: из литературы — бочка, в которой совершил вынужденное путешествие Гвидон, из песни — «славный корабль — омулевая бочка», и даже реальный вояж любителей оригинальных рекордов через Ла-Манш. Но интересно упомянуть, что в XVIII веке венский врач Ауэнбруггер, изобретатель перкуссии, наблюдая, как виноделы выстукивают стенки бочки, чтобы определить уровень содержимого, нашел способ судить о количестве жидкости в плевральной полости больного. Совсем необычное применение нашли бочке охотники: как поведали всезнающие Брокгауз и Ефрон, в бочках, слегка закамуфлированных водорослями и дерном, на озерах Тобольской губернии устраивали когда-то засады охотники на лебедей. Не правда ли, в наши дни это воспринимается как типичная охотничья байка? Бочка дала людям меру объема жидкостей и сыпучих тел — баррель (английское barrel как раз и означает «бочка»). Этой мерой, для нас не очень привычной, и поныне широко пользуются в международной торговле нефтью. И еще — без бочки не было бы коньяка. Пишут, что в начале восемнадцатого столетия тринадцатилетняя война за испанское наследство между Англией и Францией поставила в тяжелое положение французских виноделов: все эти годы виноградный спирт, не имея сбыта, хранился в бочках и приобрел свойства совсем иного напитка. Его и назвали коньяком по имени города, в котором этот продукт получился особенно удачным... НЕТ БЕЗ ДУБА КОНЬЯКА В коньячном производстве бочка особая. Ведь здесь она не просто тара, вместилище созревающего спирта, а равноправный участник сложного процесса, который придает в конечном счете аромат, янтарно-желтый цвет и прочие достоинства напитку. Для такой роли годится только дубовая древесина, да и то далеко не любая. Например, мало подходит для этой цели дуб, выросший в сырой местности, на жирных землях или чрезмерно богатый дубильными веществами, которые могут придать коньяку неприятный привкус. На территории СССР наиболее ценятся дуб карабахский и казанский (кстати, с давних времен Козьмодемьянским уезд Казанской губернии славился как один из центров бондарного искусства). У бочки, предназначенной под коньяк, и свои особенности технологии: ее не пропаривают. Так что репутацию такой тары можно считать совершенно не подмоченной... А процесс, идущий в дубовых недрах, очень сложен и длителен; немало лет уходит на производство марочного коньяка. Все это время компоненты спирта реагируют с древесиной клепки, обогащаясь множеством веществ, определяющих в совокупности достоинства будущего коньяка. Извлекается лигнин, который распадается на ароматические альдегиды и кислоты; дубильные вещества дерева — таниды, окисляясь, смягчают вкус, улучшают цвет, а благодаря высокому содержанию феноль- ных гидроксильных групп, придают коньяку еще и Р-витаминные свойства (впрочем, я далек от мысли рекомендовать коньяк в качестве витаминного препарата). Даже накопление Сахаров не обходится без прямого участия древесины; их образуют гемицеллюлозы, гидролизуясь под влиянием естественной кислотности коньячного спирта. При этом содержимое еще «дышит», обогащаясь кислородом и отдавая через поры клепки часть спирта и летучих ароматических веществ. И между прочим, придает воздуху помещения совершенно своеобразный тонкий аромат. Его можно было бы назвать даже свежим, если бы речь шла не о таком специфическом продукте. Газообмен важен для окислительных процессов, но и цена его оказывается весьма высокой: потери спирта в конечном счете значительны. Чтобы их уменьшить, стали приспосабливать другие емкости, эмалированные. Но и в этом случае внутри емкости все равно работает дуб — клепка, стружка. И все равно приходится периодически аэрировать содержимое, чтобы сложившийся за столетия процесс не свернул с проторенного пути. 68
НЕ ВИННАЯ БОЧКА Ситуаций, когда роль бочки не выходит за рамки основной, тарной профессии, куда больше. Но при едином ГОСТе («Бочки деревянные, заливные и сухо- тарные») узкая специализация предъявляет свои требования. Под соления требуется бочка из лиственных пород, чтобы продукты ненароком не приобрели нежелательный хвойный привкус. Готовят ее к сезону обстоятельно и тщательно. Сначала обмывают горячей водой с помощью щеток, потом заливают и выдерживают около трех недель, меняя воду через каждые 3—4 дня. Далее заполняют на треть кипятком, добавив кальцинированную соду из расчета 20 г на каждые 10 литров воды, закрывают шпунтовое отверстие деревянной пробкой и минут 10 катают бочку, чтобы все внутренние поверхности были обработаны. Остается повторно ошпарить внутреннюю поверхность, но уже без соды, и ополоснуть несколько раз чистой водой. В результате этих процедур клепка становится чистой и слегка разбухает, закрывая надежно все мельчайшие щели. А для еще большей влагонепроницаем ост и внутренние поверхности рекомендуется парафинировать. Добавим, что новую бочку вымачивать просто необходимо для удаления избытка дубильных веществ, которые могут изменить вкус и цвет продукта. Есть немало продуктов, сыпучих и полужидких, для которых подходит бочка менее основательная и прочная, так сказать, рядовая. Правда, теперь такую тару оснащают дополнительно вкладышем из полиэтилена высокого давления без пластификатора или дублированной полимерной пленки ПЦ-2 (полиэтиленцеллофана). Вот и еще один способ повысить надежность бочки — когда она предназначена под повидло, фруктовое пюре, томат-пасту. А для пива, немыслимого без углекислоты, требуется бочка особых статей — массивная и прочная, в которой клепки толщиной около 40 мм особенно ладно пригнаны друг к другу, крутобокая — чтобы особенно прочно стягивали конструкцию обручи. Только дуб да лиственницу ГОСТ признает достойными претендентами на эту роль. А изнутри бочку покрывают специальной смолкой из канифоли, парафина и растительного масла. Так и герметичнее, и гигиеничнее. Ведь чтобы сохранить все достоинства пива в течение 7— 8 отпущенных ему суток, бочку положено дезинфицировать после каждого опорожнения. Пожалуй, только для водовоза заметная влагопроницаемость бочки — не порок. В жаркий день вода в такой посудине долго сохраняет приятную прохладу; малую теплопроводность древесины подкрепляет эффект испарения влаги через стенки. Не потому ли и квас всегда казался вкуснее, если он хранился в жбане — «меньшом брате» деревянной бочки? ГУЛЛИВЕРЫ И ЛИЛИПУТЫ До сих пор в разговоре о бочках я оставлял в стороне ее объем. А в самом деле, до какого предела эту емкость можно называть бочкой? Тут, пожалуй, нет однозначного ответа. Во всяком случае, речь идет о сотнях, реже — десятках литров. В арифметике Магницкого все расчеты велись по сорокаведерной бочке; если взять среднее ведро на 10 литров (или килограммов) воды, то содержимого в такой бочке окажется 25 пудов. Было немало и других вариантов: бочка лагун — на 40 пудов зерна, деся- тиведерная карделька, предназначенная под сало, тридцатипудовая ужемка, которую в Печорском крае использовали под рыбу... Современные бочки тоже разнообразны по объему — от 15 до 300 литров под рыбу, от 50 до 600 — под вино; даже для лососевой икры предусмотрены бочки емкостью в 25 и 50 литров. А есть в семье бондарных изделий и гиганты. Самый сложный, я бы даже сказал породистый, из них — это бут, изделие сугубо технологического назначения. Его емкость — 5000 и более литров, поэтому от него требуется и прочность особая. И есть малолитражный бочонок, который рядом с бутом смотрится как игрушечный. Считанные литры в этой вполне товарной упаковке, но зато какие! Отменного качества соленья, клюква, мед, да мало ли вкусностей отлично сохраняются и кажутся еще аппетитнее благодаря бочонку. Оставим в стороне всевозможные современные варианты — бочки из прессованной фанеры, комбинированные, пластмассовые. Обойдем и цилиндрической формы посудины (которые чаще называют барабанами). И поставим точку, ограничившись слегка раздавшимся в талии и даже внешне основательным бондарным изделием, в самом названии которого отражена ее форма — бочка... В. ГЕЛЬГОР 69
ЧТО ДЕЛАТЬ СО ШКУРКОЙ! Так называлась подборка материалов в апрельском номере «Химии и жизни» за этот год, в которой рассказывалось о выдепке шкур некоторых животных. После этой публикации редакция получила много писем, в которых читатели просят дать совет, уточнить те или иные детали технологии, помочь исправить испорчен- ную шкурку. По просьбе редакции автор статьи «Секреты мастерства» А. Е. РАЧИН- СКИЙ отвечает на некоторые вопросы. Я живу на берегу Каспийского моря. Довольно часто штормом на берег выбрасывает убитых тюленей. Что будет — со мной, а не со шкуркой.— если я выделаю шкуру такого тюленя! Э. Алиев, Баку Чтобы не попасть впросак (ну как, в самом деле, доказать, что тюлень погиб от удара о камни, а не от удара дубинкой), надежней проконсультироваться в местных юридических органах. Но, что бы там ни было, мы не советуем браться за выдепку шкур морских зверей в домашних условиях. У них толстый слой подкожного жира, удалить который кустарными методами сложно. Жир, попадая на волос, окисляется и оставляет желтые несмываемые пятна. При промышленной переработке шкуры морских зверей после соленой консервации обезжиривают специальными . растворами, в широкую продажу не поступающими. Надо ли размачивать мездру свежих шкурок перед первым пикелеванием! Надо ли промывать их после первого, после второго пикелевания! Нужно ли их сушить перед смазкой водно-жировой эмульсией! Как промыть шкурку со стороны волоса, не замочив отшлифованной мездры I Х.-Н. Будаев. Кяхта Если есть возможность выделать шкурку сразу, без консервации, то размачивать ее ни в коем случае не следует. Она и так достаточно влажная или, как говорят, «парная». Если промыть шкурку после пикелевания, первого или вто ро го, може т п ро и эо и ти «нажор», то есть вода вымовт соли из шкурки, отчего на - бухнет мездра. Шкурка испортится. Не надо мыть и после дубления. Впрочем, об этом достаточно ясно сказано в заметке «Секреты мастерства» A979, № 4). Не надо сушить шкурку и перед тем, как ее смазывают водно-жировой эмульсией. Смысл этого этапа обработки в том, что жир эмульсии проникает в толщу кожи на место испаряющейся влаги. Если шкурку высушить. то жир не сможет равномерно заполнить ткани. Промывая волос, как ни старайся, мездру хоть немного, да намочишь. Никакими рецептами здесь не помочь. Просто надо мыть шкурку аккуратно, сложив ее так, чтобы на мездру попало как можно меньше влаги. Зимой мне прислали несколько хорошо выделанных, но грязных овчин. Одну из них в по душевной простоте постирала мылом, в десяти водах и получила очень чистый мех. Но когда я шкуру высушила, она превратилась буквально в жесткий лист. Попробовала отмять, но ничего не вышло... Н. Жук. Ленинград Скорей всего речь идет о недубленой шкуре или шкуре деревенской, «квасной» выделки, при которой вместо пикеля используется хлебный квас. Стирка в десяти водах с мылом «вернула» шкурку в невыделанное состояние. Можно попытаться шкурку выделать заново, но дать гарантию успеха нельзя. После неправильной обработки в белках мездры могли п ро и зо йти необра ти мые изменения. В химии белков вообще много необратимых реакций. Самый известный пример — крутое яйцо, которое уже никакими силами снова не превратить в сырое. Такие шкурки можно попробовать, не размачивая в воде, обработать уксусным пикелем и дальше — по рецепту. Я — охотник-профессионал. Шкурки убитых по лицензии зверей сдаю. Но многие из них, особенно горностаевые, у меня принимают сортом ниже из-за того, что мездра окровавлена. Как обесцветить кровь, не повредив шкурки! А. П. Долгов, дер. Кондрахино Свердловской обл. Свежую кровь легко смыть с меха обычной теплой водой. Никаких специальных средств не надо. А сгустки крови с мездры свежеснятой шкурки лучше всего снять куском ваты или марли. В апрельском номере журнала вы рассказали об обработке шкурок. А как окрасить мездру! Какими стабилизаторами закрепить окраску! Чеснаков, Ивантеевка Московской обл. Способов окраски кожи и выделанных шкур много. Современные рецепты по большей части рассчитаны на промышленную обработку. Поэтому лучше воспользоваться старинными рецептами на основе растительных красителей. Например, отвар ольховой коры, который приготовляют та к же, ка к и и во вый отва р для дубления, дает довольно яркий красно-коричневый цвет. Кроме того, ольховый отвар поддубливает шкурку. Да и отвар ивовой коры, которым иногда дубят шкурки, дает желтоватый или светло-охристый цвет. Можно окрасить шкурки и другими отварами: еловым, дубовым. Разная кора по-разному действует иа мездру: например, дуб, более жесткий, стягивает шкурку. Местные жители на Камчатке красят оленьи шкуры нв ольховым отваром, а истертой в порошок корой. Им пересыпают чуть влажную шкуру. А вот еще один старинный рецепт; он, правда, предназначен для окраски меха, но годится и для мездры. Из размолотой ольховой коры и ржавых железных опилок, скажем, из-под наждака, делают кашицу на воде, которой и смачивают волос или мездру. Получается насыщенный черный или темно-серый цвет. Ответить на вопрос о стабилизаторах сложней. Возможно, и были какие-то хитрости... Но основной секрет, видимо, в том, что в старину шкуру выдерживали в красяще-дубящем отваре (или переложенную красящими кашицами) не день-два, а неделями. За такой срок пигмент проникал в ткани глубоко и оставался надолго. У меня к вам два вопроса. В статье «Секреты мастер- 70
ства» недостаточно точно описана технология приготовления дубящего отвара из ивовой коры. Написано: «Куски коры и мелкие ветки кипятят, сливают получившуюся жидкость и добавляют 50 г соли». На какой объем веток и воды! И второй вопрос. Можно ли заменить хромовые квасцы алюмо-калиевыми! Ф. Д. Воробьев, Иваново Ивовой корой заполняют посуду — ведро ипи кастрюлю— не утрамбовывая, сколько войдет. А сопь добавляют из расчета 50 г на 1 л воды Полностью хромовые квасцы а люмо-калиевыми заменить нельзя, несмотря на то, что дубление а люмо - капиевыми квасцами делает кожу более мягкой и пластичной. Дело в том, что они хуже, чем хромовые квасцы адсорбируются поверхностью кожи и полностью ее не про- дубливают. По этой же причине при погружении продубленной ими кожи в воду а люмо-калиевые квасцы могут вымываться с ее поверхности (так называемое «раз- дуб ливание»). В связи с этим в заводских условиях, там где это необходимо, применяют смесь а люмо-калиевых и хромовых квасцов. Соотношение компонентов в такой смеси зависит от того, какими свойствами должна обладать получаемая кожа. Дубление а люмо-ка лиевыми квасцами в чистом виде применяется только при выделке перчаточной кожи. Я где-то читал, что для дубления применяют окись хрома и что в разное время по ходу выделки в дубящую жидкость добавляют хромовый экстракт разной основности. Как приготовить хромовый экстракт! А. Г. Чурсин, пос. Трудовое Приморского края Использование чистой окиси хрома весьма сомнительно. Скорей всего речь шла о пересчете содержания хрома в дубильном растворе на окись хрома. Что же касается хромового экстракта, то его действительно применяют в заводских условиях. Но приготовление его весьма сложно и опасно. Браться за это дело дома не стоит. Как обработать шкуры овец, коров, собак! К. П. Корнилов, Норильск Технология выделки овчины или коровьей шкуры принципиально не отличается от выделки шкуры кролика- Pa зница в размерах. Большую, например овечью, шкуру трудней промыть, обезжирить, очистить от грязи, навоза и так далее. Хотя наши предки с этой задачей справлялись прекрасно. А вот вопрос о выделке собачьих шкур позвольте оставить без ответа. По этическим соображениям. О каких законодательных актах шла речь, когда сообщалось, что «в виде исключения закон разрешает использовать добытую охотой пушнину для изготовления о деж ды и пре дмето в быта коренным жителям районов Крайнего Севера и местностей, приравненных к ним!» Е. Полищук, Воркута Речь шла о Постановлениях Совета Министров РСФСР № 87 от 23 февраля 1973 года и № 433 от 30 августа 1978 года. ДЕЗИНФЕКЦИЯ ТКАНЕЙ Расскажите, пожалуйста, как можно продезинфицировать изделия из синтетических тка ней и цветные хлопчатобумажные вещи. Кипятить их не решаюсь, боюсь испортить. М. Андреева, Новополоцк Действительно, кипятить вещи из синтетических и окрашенных хлопчатобумажных волокон нельзя, так как они от этого портятся, а стирка обычными порошками в теплой воде не полностью удаляет вредные микроорганизмы. И все же выход есть. Во Всесоюзном научно-исследовательском и проектном институте химической промышленности разработано новое синтетическое моющее средство под названием «Фитон» (вспомните фитонциды — бактерицидные вещества, выделяемые растениями). Препарат «Фитон» хорошо отстирывает вещи, дезинфицирует их и предотвращает образование статического электричества на изделиях из синтетических волокон. Самым важным компонентом препарата является ка- тамин АБ, именно он обусловливает бактерицидное и антистатическое действие «Фи тона». Правда, моющее дей-ствие катами на АБ хуже, нежели у поверхностно-активных веществ, которые входят в обычные стиральные порошки, поэтому в препарат добавили неионные поверхностно-активные вещества — моноалкилолами ды синтетических жирных кислот и окиси алки лдиметиламинов. Такое сочетание ПАВ повысило моющее действие «Фи- тона». Кстати, «Фи то ном» полезно обрабатывать обувь изнутри, препарат не только дезинфицирует, но и заглушает неприятный запах. КАК БОРОТЬСЯ С КОРНЕВОЙ ТЛЕЙ НА КАКТУСАХ На моих кактусах появилась корневая тля, маленькие, с миллиметр длиной белые насекомые, губящие растения. Посоветуйте, пожалуйста, как от них избавиться. М. С. Захаров, Новороссийск Чтобы избавиться от корневой тли, кактусы придется пересадить. Землю надо взять свежую и простерили- зовать. Для этого ее в течение 30 минут пропаривают. Другой способ стерилизации заключается в том, что увлажненную почву насыпают на противень и примерно полчаса прогревают на слабом огне; почву надо помешивать и следить, чтобы она была влажной, но не очень сильно; температура ее — не выше 80° С. Пораженный тлей кактус надо вынуть из горшка, затем мягкой кистью осторожно очистить его корни от почвы и на пять минут опустить их в воду, подогретую до 50° С. Землю из-под зараженного растения выбросьте, а горшок тщательно вымойте кипятком с мылом ипи содой. Подготовленный таким способом кактус пересадите в остывшую простерипизован- ную землю. Коллекцию кактусов нужно систематически осматривать и все растения, на которых появились вредители или признаки заболевания, немедленно изолировать. Нельзя также сразу ставить в коллекцию новые кактусы, недавно купленные или полученные в обмен. Их необходимо некоторое время подержать отдельно, в карантине. В заключение рекомендуем любителям этих экзотических растений, кроме общих руководств по цветоводству, п о з на ко ми ть с я и с та ки ми книгами: В. М. Дьяков, Н. И. Курнаков. Кактусы и их культура в комнатных условиях. Л., Изд. ЛГУ, 1963; И. А. Залетаева. Книга о кактусах. М., «Колос»», 1972. 71
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Международная химическая, Ленинград А вы смогли бы? Не сделать ли солнечный элемент? Муравьи — с утра до вечера Международная химическая, Ленинград Очередная, одиннадцатая по счету Международная химическая олимпиада школьников проходила в нашей стране, в Ленинграде, как всегда, в летние каникулы. На олимпиаду приехали школьники из 11 стран Европы. В каждой команде было по 4 участника. Нашу страну представляли призеры XIII Всесоюзной олимпиады школьников по химии: Игорь Баскин (Гомель, школа № 10), Валерий Гринин (Ленинград, школа N9 281), Юрий Холин (Харьков, школа № 136) и Игорь Штырков (Псков, школа № 1). Оргкомитет возглавлял проректор Государственного педагогического института им. А. И. Герцена профессор К. В. Алтухов, а Международное жюри — профессор В. В. Перекалин. На следующий день после торжественного открытия состоялся первый тур: в течение пяти часов участники олимпиады решали шесть теоретических задач (одна из них — программированная, с выбором правильного ответа). Некоторые олимпиад- ные задачи с краткими решениями напечатаны ниже. Экспериментальный тур включал две задачи: количественную и качественную. В первой, количественной задаче требовалось определить титрованием массу пер- манганата калия в растворе, используя раствор соляной кислоты известной концентрации и растворы гидроксида калия и щавелевой кислоты неизвестной концентрации. Качественная задача была такой: не пользуясь другими реактивами, определить, в какой из десяти пробирок какое вещество— BaCl2, Na2SOA, KCl, Mg(N03J, Na3P04, Ba(OHJ, Pb(N03J, KOH, AI2(S04K и Na2C03, а кроме того, составить план- схему анализа и написать уравнения реакций. Членов жюри, надо признаться, поразили результаты количественного анализа: у десяти участников отклонение от точного значения не превышало двух процентов! По итогам теоретического тура лучшим оказался Игорь Штырков, набравший 56,5 балла из 60 возможных; его оригинальные решения были отмечены специальным призом. Среди экспериментаторов отличился Рихард Кантор (ЧССР), также получивший специальный приз. Он абсолютно правильно решил обе задачи и набрал 40 баллов из 40 возможных — редкий результат. На торжественном закрытии олимпиады были вручены дипломы I степени по итогам обоих туров. Эти дипломы получили: Вольфганг ШВАБЛЬ (Австрия) — 93,5, Веслав КАЗЬМИРСКИ (Польша) — 93,0, Ежи КОСИНЬСКИ (Польша) — 90,25, Торн- бюрн ТАМБЮР (Швеция) — В7.75, Валерий ГРИНИН (СССР) —В4,25 и Рихард КАНТОР (ЧССР) — 84,25 балла. Дипломами II степени отмечены десять участников, в том числе И. Штырков и Ю. Холин; дипломы 111 степени получили пятнадцать школьников, и среди них И. Баскин. Остальные получили дипломы участников, всем были вручены памятные медали и сувениры. Специальными призами отмечены также лучшая участница олимпиады Анна-Мария Шмольтнер (Австрия) и самый юный из школьников пятнадцатилетний Георги Сараиванов (Болгария). В неофициальном командном первенстве места распределились следующим образом: 72 Клуб Юный химии
1. Польша — 332,0; 7. Венгрия — 263,0; Олимпиада прошла успешно. А на тор- 2. СССР — 311,25; 8. ФРГ — 226,0; жественном закрытии все страны-участницы 3. Румыния — 300,5; 9. Болгария — 224,0; были официально приглашены на следую- 4. ЧССР — 288,75; 10. Финляндия — 203,25; щую, XII Международную химическую олим- 5. Австрия — 288,25; 11. ГДР — 199,25. пиаду — в австрийский город Линц. 6. Швеция —271,25; Зам. председателя Международного жюри Ю. Б. ДОДОНОВ А вы смогли бы! Перед вами — четыре задачи ленинградской Международной химической олимпиады. Смогли бы вы решить их самостоятельно! Если это вам никак не удастся, то вы все же в лучшем положении, чем участники олимпиады,— вы можете заглянуть в решение... Задача 1 (автор В. А. Дроздов). В состав сплава входят кадмий, олово, висмут и свинец. Навеску сплава массой 1,2В60 г обработали концентрированным раствором азотной кислоты. Осадок индивидуального соединения металла А отделили, промыли, высушили и прокалили; масса осадка после прокаливания составила 0,3625 г. К оставшемуся раствору добавили избыток водного раствора аммиака. Соединение, содержащее металл Б, оказалось в растворе, остальные металлы в виде малорастворимых соединений выпали в осадок. После количественного отделения раствора от осадка через раствор пропустили сероводород до насыщения. Выпавший осадок, содержащий металл Б, отделили, промыли и высушили; его масса составила 0,6613 г. Осадок, содержащий соединения металлов В и Г, обработали избытком раствора едкого натра. Раствор и осадок количественно разделили. К щелочному раствору добавили раствор азотной кислоты до рН 5—6 и к прозрачному раствору добавили избыток раствора хромата калия. Выпавший осадок желтого цвета отделили, промыли, перенесли в стакан, прибавили разбавленный раствор серной кислоты и кристаллический иодид калия. Образовавшийся при этом иод оттитровали в присутствии крахмала раствором тиосульфата натрия. Затрачено 1В,46 мл раствора тиосульфата натрия концентрации 0,1512 н. Последний металл в виде малорастворимого соединения в осадке перевели в еще менее растворимый фосфат и определили его массу; она составила 0,4676 г. Напишите уравнения реакций, которые положены в основу количественного анализа. Назовите металлы А, Б, В, Г. Рассчитайте процентный (по массе) состав сплава. Задача 2 (автор Б. Н. Соломонов). Соединение X содержит азот и водород. При сильном нагревании 3,20 г этого соединения частично разложились, не образуя твердого остатка. Образовавшаяся смесь газов частично поглотилась серной кислотой; объем газовой смеси уменьшился в 2,80 раза. Непоглощенный газ, смесь водорода с азотом, при нормальных условиях занимает объем 1,40 л и имеет плотность 0,786 г/л. Найдите формулу вещества X. Задача 3 (автор Г. И. Денис). Производное бензола имеет эмпирическую формулу С9Н12 • Бромирование на свету приводит к образованию двух монобромпроизвод- ных с примерно одинаковым выходом. При бромировании в темноте в присутствии железа образуются два монобромпро- изводны'х, а если реакцию провести глубже, то возможно образование четырех дибром- производных. Предложите структуру соединения и продуктов бромирования; напишите схему реакций. Задача 4 (автор Э. Г. Злотников). Навеску неизвестного металла A3,0 г) обработали избытком разбавленной азотной кислоты. К полученному раствору добавили избыток горячего раствора щелочи, в результате чего выделилось 1,12 л газа (условия нормальные). Какой металл растворили в азотной кислоте? Ответ подтвердите расчетом и напишите уравнения реакций. Решения задач — на стр. 76. ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ Не сделать ли солнечный элемент! За один год Земля получает столько солнечной энергии, что ее хватило бы человечеству на 30 000 лет. Если бы удалось найти простой способ превращения этой энергии в электрическую, то не надо было бы сжигать миллионы тонн нефтн, газа и угля, чище стал бы воздух планеты. Преобразовать энергию солнечного света в энергию бегущих электронов можно с помощью полупроводников — фотоэлементов из Клуб Юный химик 73
Ч>5 Se+2e- злектролит, - S2' \ содержащий металл ( графит) S2"o S" Sz42h+— S° полупроводник п-типа 1 Принцип работы фотов ольтанческого элемента селена, германия, кремния. Но полупроводники превращают в электрический ток не более 20% световой энергии. К тому же (и это, пожалуй, самое главное) такие фотоэлементы дороги, а значит, и вырабатываемая ими электроэнергия обходится недешево. Солнечные батареи не могут пока конкурировать с тепловыми электростанциями. А нет ли более простых устройств? В !966 году появились сведения о новом, фотохимическом, элементе, а вместе с ними и надежда получить прямо от Солнца дешевую электроэнергию. Однако принцип был открыт почти на 130 лет раньше. Еще в 1839 году французский физик Эдмон Бекке- рель заметил: если взять две одинаковые проводящие пластины, покрытые светочувствительным слоем, опустить их в прозрачный электролит, а затем одну из пластин осветить, то между электродами появится раз ность потенциалов. Бекке- рель назвал это явление фо- товольтаическим. Заново открытый фотохимический элемент получил то же название. Устройство элемента несложно: два металлических или графитовых электрода погружены в электролит (рисунок 1). Поверхность одного из электродов покрыта слоем полупроводника n-типа, например сульфида кадмия CdS. Электролитом обычно служит щелочной раствор сульфида натрия и серы. Вот как работает такой элемент. Когда полупроводниковая пластина освещена, то под действием квантов света образуется пара заряженных частиц — электрон (е~) и дырка (h*). Дырки взаимодействуют с электролитом на поверхности полупроводника, окисляя сульфид- ионы: S2"+2h+—S' Электроны же, пройдя по цепи, восстанавливают на другом электроде свободную серу до сульфид- ионов: S'+2e--^ S2- Из уравнений реакций, протекающих на электродах, видно, что процессы на аноде и катоде взаимно обратимы, что они не изменяют состава электролита в целом и сводятся лишь к переносу зарядов внутри электролита. Заманчиво, не правда ли? У фотовольтаического элемента пока меньший к. п. д., чем у кремниевого,— всего 9%. Зато в отличие от полупроводников он не требует химически чистых веществ, и поэтому его производство намного проще. А если так, то почему бы не сделать самостоятельно фотовольтаический элемент — хотя бы в химическом кружке? Начинать надо с полупроводникового электрода — основной детали элемента. В металлической пластине площадью не менее 1 дм2 просверлите девять или шестнадцать отверстий диаметром 5—8 мм. Полупроводниковым материалом могут служить многие сульфиды, нитриды, селе- ниды и оксиды. Остановим выбор на сульфиде кадмия. Чтобы нанести на пластину слой CdS, ее поверхность надо сначала кадмировать. Опустите обезжиренную пластину на полчаса в электролитическую ванну. Состав электролита: 5—8 г желатина, 50—100 г сульфата кадмия, 50—70 г сульфата натрия, 10—20 г серной кислоты и 8—10 г фенола на 1 л раствора. Плотность тока от 5 до 10 А,дм2. После кадмирования промойте пластину водой и 74
ш. и * р погрузите на 10 минут в электролитическую ванну с раствором сульфида натрия A0 г/л). Подключите пластину к положительному полюсу источника питания. Второй электрод — графитовый, плотность тока 2— 3 А/дм2. Температура растворов во всех случаях комнатная. Готовый электрод со слоем CdS промойте водой и приступайте к сборке фото- вольтаического элемента. Удобнее всего собрать его в корпусе из оргстекла, как показано на рисунке 2. На дно поместите графитовый электрод, над ним, на высоте 6—10 мм,— полупроводниковую пластину. Присоединенные к электродам проводники выведите через отверстия в корпусе. Залейте электролит, содержащий на литр раствора 78 г сульфида натрия, 6,4 г серы и 4 г гидроксида натрия. Уровень электролита должен быть на 5 мм выше полупроводниковой пластины. Сверху приклейте крышку из прозрачного оргстекла. Элемент готов. Наступает самый волнующий момент — испытание. Замкните между собой минут на пятнадцать выводы элемента. Затем при слабом Устройство самодельного элемента рассеянном свете подключите к нему милливольтметр (или тестер). Стрелка прибора немного отклонится. Отметив это показание, перенесите элемент на яркий солнечный свет или под электрическую лампочку. На этот раз стрелка отклонится гораздо сильнее. Разность потенциалов стала больше, а это значит, что наш фотовольтаический элемент действительно преобразует энергию света в электрическую. Иными Словами — элемент работает! В. Н. ДАВЫДОВ, В. В. МЕНЬШИКОВ ИССЛЕДОВАНИЯ Муравьи — с утра до вечера Жизнь муравьев сложна, многообразна и интересна. Изучение ее особенностей далеко не закончено. С помощью мамы (кандидата биологических наук) я пытался исследовать двигательную активность муравьев в зависимости от времени суток. Наблюдения проводились над муравьями вида лазиус черный в естественных природных условиях при безветренной погоде. Выбирались наиболее «деятельные» муравейники — песчаные насыпи, не стесненные посторонними преградами (камнями, травой, палками). Вначале по компасу определялось направление сторон света. Территория от входа муравейника условно делилась радиу- 75
■ш зоН 20 щ 18 20 22 время суток Двигательная активность муравьев за I минуту в зависимости от времени суток: I — северное, 11 — южное, ■ ■ I -— западное, IV — восточное направление сами на четыре равных сектора: северный, южный, западный и восточный. С помощью механического счетчика импульсов подсчитывал ось число выбегающих из муравейника рабочих особей в направлении указанных секторов за одну минуту. Исследовано 35 муравейников в весенне-летнее время, в 7, 9, 11, 12, 14, 16, 18, 20 и 22 часа. Обитатели муравейников проявляли различную двигательную активность в разное время суток. Данные существенно варьировали, но при подсчете средних величин были выявлены следующие особенности (см. рисунок). Наибольшая двигательная активность в северном направлении наблюдалась с 11 до 16 часов; в южном с 12 до 20 часов (с некоторым спадом с 14 до 16 часов); в западном и восточном — с 12 до 16 часов. В утренние часы (от 7 до 9) активность была низкой, встречались лишь отдельные муравьи, вышедшие для добычи пищи. Известно, что по величине песочного наноса муравейника определяют стороны света. Можно предположить, что северный склон муравейника формируется в основном с 11 до 16 часов, а южный — в более позднее время. Муравьи вида лазиус черный, возможно, реагируют и на магнитное поле Земли, но может быть, их поведенческие реакции связаны и с розой ветров в данной местности. Игорь ХЛЕБУТИН, Семипалатинск, школа № 6 Решения задач (См. стр. 73) Эти задачи можно, наверное, решать по-разному. Здесь приведены в кратком виде решения, предложенные авторами задач. Задача 1. Действие азотной кислоты на сплав: Sn + 4HN03 = H2Sn03 + 4N02 + H20, Pb + 4HN03 = Pb(N03J + 2N02 + 2H2Of Bi + 6HN03 = Bi(N03K + 3N02 + 3H20, Cd + 4HN03 = Cd(N03J + 2N02 + 2H20. Расчет содержания олова в сплаве: H2Sn03 = Sn02 + H20, х 0,3265 Sn — SnO. 118,7 150,7 118,7-0,3265 150,7 = 0,2571 г. Процентное содержание олова в сплаве (по массе): 0,2571*100 1~28бб— * |9'99'^ (металл АО- Процесс насыщения раствора сероводородом: [Cd(NH3L](N03J + 2H2S = = CdS|+2NH4N03 + (NH4JS. По последнему уравнению можно рассчитать содержание кадмия в сплаве. Оно равно 40% (металл Б). Далее идут такие реакции: Pb(OHJ + 2NaOH = Na2[Pb(OHL], раствор Na2[Pb(OHL] + 4HN03 = Pb(N03J + + 2NaN03 + 4H20, K2Cr04 + Pb(NOaJ=PbCr04j+ 2KN03, 2PbCr04 + 6KI + 8H2S04 = 3l2 + 2PbScu + + 3K2S04 + Cr2(S04K + 8H2Of l2 + 2Na2S203 = 2Na! + Na2S406. Процентное содержание свинца можно определить по формуле: NNafS2OaVNa2S2Q3'3Pfi'lQ0 1000-гПсплава Так как ионы РЫ+ количественно связаны с ионами СЮ4—, которые в рассматриваемой окислительно-восстановительной реакции принимают 3 электрона, то Эрь = 207,2:3 = = 69,07. Значит, С водным раствором аммиака идут такие реакции: Pb(N03J + 2NH4OH = РЬ(ОНJ|+ 2NH4N03r Bi(N03K + 3NH4OH = 8i(OHKf+3NH4N03, Cd(N03J+4NH4OH=[Cd(NH3L](N03J + 4H20. раствор %РЬ : 0,1512.18,46-69,07 100 1000-1,286 = 14,99 (металл В). 76 Клуб Юный химик
Чтобы перевести гидроксид висмута в фосфат, необходимо а) растворить гидроксид висмута в кислоте: Bi(OHK + 3HN03 = Bi(N03K + 3H20; б) осадить ионы висмута фосфат-ионами: В1(Ы03K + КзР04 = В1Р04+ЗКгЮ3. Расчет содержания висмута в сплаве: х 0,4676 Bi — BiP04 209 304 209-0,4676 304 0,3215 г. Процентное содержание висмута в сплаве: 0,3215-100 1,2860 = 25,00% (металл Г). Состав сплава: Cd — 40%, Sn — 20%, Bi — 25%, Pb — 15%. Задача 2. По плотности смеси азота и водорода можно установить ее состав: 0,786 - 22,4(п + 1) = 28п + 2, отсюда п = 1,5. Масса смеси 0,786 • 1,4^1,1 г. Значит, смесь газов, поглощенная серной кислотой (в смеси могли быть NH3 и N^H,,), имела среднюю молекулярную массу 3,2— 1,1 1,4B,8—1) 22,4^18.67 г. Это больше, чем молекулярная масса аммиака A7), значит, в смеси есть также Ы^Н4. Найдем состав поглощенной фракции: 32+ 17т m-f- I = 18,67, откуда пл — 8. На одну часть NjH^ приходится 8 частей NH.i* Общее соотношение компонентов смеси таково: N_.H4 + 8NH., + 3N2 + 2H2. В исходном веществе отношение N:H = B + 8 + 6): :D + 24 + 4)=1:2. Исходное вещество — гидразин NjH4. Задача 3. Соединением GjH|2 могут быть С,Н —С,Н (I), С«Н. (II) и СвН3(СН3K (III). С2Н5 На свету без катализаторов будет идти бромирование алифатической части, преимущественно по атомам углерода, соединенным с ароматическим ядром. Когда реакция протекает в темноте в присутствии железа, то образуется FeBr3r катализирующий бромирование в ароматическое кольцо. Соединение I не подходит (на свету образуется лишь одно монобромпроизводное). Не подходят также два изомера соединения III: сн, сна сн3^ "^ сня Ши XHS сня III6 Для Ilia возможно лишь одно монобромпроизводное, для 1116 — целых три. Остается выбрать из четырех структур: СН„ сьц ,снхн, Па СН, Пб СН, СНЧ Х,Н5 СНЯ Шв с,н5 Ив Условие, что в темноте образуются два монобромпроизводных, исключает структуры Ма и Мб, условие о возможности четырех дибромпроизводных—структуру 1Mb. Единственно возможная структура Мв. Схему реакций бромирования попытайтесь составить самостоятельно. Задача 4. Газ, который образуется при взаимодействии со щелочью,— это аммиак. Значит, один из продуктов растворения металла в кислоте—нитрат аммония. Тогда уравнения реакций выглядят так: 8Ме + 10 HN03 = 8Me(N03)n + + nNH4N03 + 3nH20, nNH4N03 + nNaOH = nNH3 + nH20 + nNaN03. 13 1,12 л 8 Me — nNH3, 8 A 22,4 л где n — валентность металла, А — атомная масса металла. . 13-22,4-п ~8ТЛ2~ = 32'5п- Если п=1, то А = 32,5 — такого металла нет; при п = 2 А = 65 — цинк; при п = 3 А=97,5 — нет; при п = 4 А = 130— нет. Таким образом, неизвестный металл — это цинк. Клуб Юный химик 77
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ Сроки и адреса конференций, совещаний, симпозиумов могут быть изменены. Подробные сведения можно получить в оргкомитетах, адреса которых указаны в скобках. 1980 год. Январь V конференция по химии и применению кремнииорга- нических соединений. Тбилиси. Тбилисский университет, Научный совет АН СССР по высокомолекулярным соединениям ( 117312 Москва, ул. Вавилова, 32), Научный совет по синтетическим материалам при Президиуме АН СССР. VIII совещание «Транспортные АТФ-аэы». Тарту. Научный совет АН СССР по проблемам биохимии животных и человека A17312 Москва, ул. Вавилова, 34), Научный совет АН СССР по комплексной проблеме «Биологические мембраны и использование принципов их функционирований в практике», Тартуский университет VII зоогеографическая конференция. Москва. Всесоюзное териологическое общество АН СССР A17071 Москва, Ленинский проспект, 33). Семинар «Биологические ресурсы Белого моря и внутренних водоемов Европейского Севера». Петрозаводск. Карельский филиал АН СССР A85610 Петрозаводск, Пушкинская, 11), Северный научно-исследовательский и про- ектно-конструкторский институт рыбного хозяйства. Совещание «Состояние и перспективы развития морфологии животных». Москва. Институт эволюционной морфологии и экологии АН СССР, Научный совет АН СССР по проблеме «Биологические основы освоений, реконструкции и охраны животного мира» A17071 Москва, Ленинский проспект, 33). Февраль Конференция по развитию органического синтеза на основе изучения закономерностей и механизмов реакций органической химии. Ленинград. Ленинградский университет A99004 Ленинград. Средний проспект, 43), Научный совет АН СССР по тонкому химическому синтезу. Конференция «Методы получения, свойства и применение нитридов». Рига. Институт неорганической химии АН Латвийской ССР B26047 Рига, ул. Мейстару, 10), Научный совет ГКНТ по проблеме «Порошковая металлургий». Совещание «Новые материалы, применяемые в машиностроении, и методы их обработки». Киев. Научный совет АН СССР по проблеме «Новые процессы получения и обработки металлических материалов». Институт электросварки АН УССР B52650 Киев, ул. Боженко, 11). VIII конференция по иейро- химии. Минск. Научный совет АН СССР по проблемам биохимии животных и человека A17312 Москва, ул. Вавилова, 34), Институт физиологии АН БССР. Теоретический семинар по молекулярной генетике. Звенигород. Институт молекулярной генетики A23182 Москва, площадь Курчатова, 46), Научный совет АН СССР по проблемам молекулярной биологии, ВНИИ генетики и селекции промышленных микроорганизмов. Март III конференция по кинетике гетерогенных каталитических реакций. Калинин. ВНИИ синтетического волокна, Научно- исследовательский физико- химический институт A07120 Москва, ул. Обуха, 10), Научный совет АН СССР по катализу. VIII конференция ло поверхностным явлениям в расплавах и твердых фазах. Киржач Владимирской области. Научный совет АН УССР по проблеме «Поверхностные явления в расплавах и возникающих из них твердых фазах», НИИГрафит, Институт проблем материаловедения АН УССР B52180 Киев, ул. Кржижановского, 3). Совещание «Методы оценки безвредности и биологической ценности продуктов микробиологического синтеза бепка и других продуктов». Пущине A17334 Москва, ул. Вавилова, 34), Институт биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР, Научный совет АН СССР по проблеме «Научные основы получения искусственной пищи», Главмикробиопром. VI съезд Всесоюзного микробиологического общества АН СССР. Рига. Всесоюзное микробиологическое общество АН СССР A17312 Москва ГСП-7, проспект 60-летия Октября, 7-А), Институт микробиологии АН Латвийской ССР- Конференция «Методологические аспекты исследования науки как социального института и формы знания». Ростов- на-Дону. Северо-Кавказский научный центр высшей школы C44717 Ростов-на-Дону,» ГСП-11, Пушкинская, 140), Ростовский университет, Институт философии АН СССР. Семинар «Экономические оценки природных ресурсов и их рациональное использование». Таллин. Научный совет АН СССР по проблеме биосферы A09180 Москва, Старомонетный пер., 22). ИЮПАК Комиссия ИЮПАК по методике микрохимического анализа и анализа следовых элементов подготовила рекомендации по методам предварительного концентрирования примесей, содержащихся в свинце, с помощью соосаждения на матрице. Рекомендации опубликованы в майском номере журнала «Pure and Applied Chemistry» за этот год (т. 51, № 5, ее. 1149— 1159). Обзорная статья на эту тему опубликована в информационном издании ИЮПАК «Information Bulletin» A979. № 2, ее. 13—14) Комиссия ИЮПАК по коллоидной химии и химии поверхностных явлений подготовила окончательные рекомендации «Принципы изложений экспериментальных данных по критическим концентрационным явлениям ми- цел лообразования в водных растворах ПВА». Рекомендации опубликованы в «Pure and Applied Chemistry» (т. 51, № 5, ее. 1083—1089). Обзорней статья помещена в «Information Bulletin» A979, № 5, се. 13—14). Международный сою? теоретической и прикладной химии (ИЮПАК) начал издавать новый научно-информационный журнал «CHEMISTRY INTERNATIONAL». «CHEMISTRY INTERNATIONAL» ставит своей задачей сообщать в короткой и общедоступной форме о достижениях, событиях и публикациях во всех областях современной химии. «chemistry international., выходит б раз в год. Редактор «Chemistry International» —д-р Мартин Джеленджер {Dr Martin Gellenger). Адрес редакции: Bank Court Chambers. 2/3 Pound Way, Cowley Centre, Oxford OX4 3YF (UK) Great Britain 78
и БАКТЕРИИ И УГОЛЬ Удаление серы из угля — процесс сложный и капризный. Он идет при высоких температурах и давлении, связан с бопьшим расходом водорода и других реагентов. Поэтому большой интерес углехимиков и энергетиков вызвали результаты исследования, выполненного в США по заказу НАСА. В колбу, содержащую 5 мп культуры серобактерий Т hiobac i I tus ferrox idans, добавляли 15 мл воды (подкисленной серной кислотой до рН 3,5) и немного мелко смолотого угля. Смесь перемешивали, время от времени отбирая пробу угля, чтобы определить содержание в нем серы. За 5— 7 дней концентрация вредной примеси снизилась с 5,12% до 3,05%. Этот результат открывает перспективы микробиологической очистки угля от серы при обычных температурах, с малыми затратами энергии. 8 принципе серобактерии могут работать при перекачке угольной суспензии по трубопроводам, то е с ть по ка у го л ь находится в пути к потребителю. Если новый процесс будет освоен в промышленных масштабах, появится возможность шире использовать высокосернистые угли, которые сейчас при .переработке и сжигании загрязняют воздух окислами серы. «Mechanical Engineering», 1978, № 12 И ТУТ —АЛМАЗЫ Алмазным инструментом давно уже никого не удивишь, но, оказывается, такой инструмент можно использовать не только для резки или шлифовки—он годится и д л я пай ки. Од на из за па д но - германских фирм выпускает паяльники с алмазными наконечниками. Алмаз, во-первых, достаточно теплопроводен и, во-вторых, он не поддается коррозии и агрессивному воздействию паяпьных флюсов. Разумеется, для домашних нужд такой паяльник дороговат (да и не нужен). А вот в электронной промышленности и вообще в любом производстве, где требуется высокая чистота спая, он может оказаться весьма попбз- ным. «Technische Rundschau», 1979, № 6 БЕТОН С ПИРОФЕНОМ Полимербетон на основе вяжущего — пирофена разработан в Киеве ко м а вто мо - бипьно-дорожном институте. Пирофен приготовпяется из побочных продуктов нефтепереработки — тяжелой фракции смол пиролиза и фенопь- ной смолы. Новый полимер- бетон предназначен для дорожного строительства. Построены несколько участков шоссе с покрытием из пирофенобетона. Уже длительное время эти участки остаются в хорошем состоянии: нет ни наплывов, ни трещин. «Автомобильные дороги», 1978, № 2 ЧТОБЫ ПЛЕНКИ НЕ СКЛЕИВАЛИСЬ Известно, что полиэтиленовые пленки при хранении могут слипаться, иногда настолько сильно, что их уже нельзя разъединить. Французские химики нашли способ, позволяющий уменьшить это нежелательное склеивание. Они предлагают добавлять в полимерную композицию, из которой получают пленку, блок - или привитой сополимер этилена со стиролом, метил стирол ом или хлор стиролом. Содержание добавки не превышает пяти процентов. При этом, ка к утвержда ют, прозрачность пленки не ухудшается. Бюллетень изобретений, 1979, № 14 ТКАНЬ ПРОТИВ КИСЛОТЫ Клинское тонкосуконное производственное объединение начало выпускать новую полушерстяную кислотозащитную ткань, предназначенную для спецодежды рабочих, занятых в производстве агрессивных веществ. В течение длительного времени эта ткань не пропускает концентрированной серной и соляной кислот, 10%-ного едкого натра, 25% -ного аммиака, 10%-ной хлорной извести. После чистки в пер хлор эти лене защитные свойства ткани не ухудшаются. Напротив, 930/ -ная серная кислота в течение суток даже не смачивает ее поверхность. Один из компонентов этой " ткани — химически стойкое полипропиленовое вопокно. Ткань сконструирована таким образом, что поры между волокнами минимальны. Кроме того, она пропитана фторорганически- ми препаратами. «Текстильная промышленность», 1979, N9 2 НАЙЛОН С АНТИСТАТИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ Японская фирма «Канэбо» разработала такой процесс производства найлоновой пряжи, при котором она не накапливает зарядов статического электричества. В пряжу введены углеродные волокна, по которым и стекают заряды. Найлоновый ковер, в котором лишь 0,3—0,8% пряжи с углеродными волокнами, долго не теряет антистатических свойств даже при низких температурах. «Technocrat», 1978, т. II, №8 ВОДОРОД ВЫСОКОЙ чистоты На нефтеперерабатывающем заводе в Линдене (ФРГ) введена в действие крупная установка для получения водорода чистотой 99,999%. Сырьем служат продукты парового риформинга, содержащие 70—75% водорода, а также СО, СОг и СН4. Адсорбция примесей происходит в многоступенчатом адсорбере на смеси цеолитов и активированного угля при давлении 20—25 атм. После такой очистки водород содержит менее 10 3% СО, а СО- вообще отсутствует. Технологией предусмотрена эффективная регенерация сорбента. «Chemical Age», 19/8, № 3070 79
Из старых журналов Наука образца 1837 года Полистать старый журнал — занятие не только любопытное, но и не вовсе бесполезное. Что и говорить, порой былое поразит такой несусветной дремучестью, какую и не предполагал в эпохе, отделенной от настоящего всего-навсего временем жизни двух нынешних старцев. Однако бывает и так: кичащееся сегодняшней мудростью человечество полагает свои идеи последними новинками, а им, на поверку, полтора столетия. В наших руках оказался один из выпусков «Библиотеки для чтения» за 1ВЗВ год. Это был первый в России «толстый» журнал. Его редактором (сейчас бы сказали, главным редактором, но тогда такого термина не применяли), а в значительной части и автором был профессор Осип Иванович Сенковский. Его перу принадлежат, по-видимому, и две заметки на научные темы, предлагаемые вашему вниманию. Первая заметка, из области физики, посвящена одной из ранних попыток создания единой теории поля. О том, что этим неблагодарным делом занимались задолго до того, как им занялся Альберт Эйнштейн, сейчас уже мало кто помнит. Во второй заметке речь идет об экспериментах — как физических, так и химических — с инфракрасными и ультрафиолетовыми лучами. Правда, этих терминов (как, впрочем, и термина «поле») тогда еще не существовало. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ МИРА Решительно, электричество сделается скоро единственным рычагом всех теорий и гипотез ученого мира. Уже поглотило оно магнит- ность и галванизм; теплота и свет колеблются в своих основаниях; но вот наконец и знаменитая сила тяготения бледнеет перед этим всеобщим деятелем. В начале прошлого года г. Mackintosh провозгласил свою электрическую теорию мира; насмешки посыпались на него со всех сторон. Вскоре, однако ж, нашлись голоса в его пользу, и ученые журналы в Англии стали наполняться жаркими защитами и опровержениями его гипотезы. Спустя немного г. Моссот- ти, профессор при Корфез- ском университете, обнародовал свою электрическую теорию мира, которая в главной идее совершенно сходна с Mackintosr/овой теорией. При открытии 20 января заседания Королевского института живейшее любопытство было возбуждено, когда сделалось известным, что г. Fa raday будет читать рассуждение о мнении профессора Моссот- ти, что все силы вещества, как то: всеобщее тяготение, сцепление, электрическое притяжение и отголкнове- ние, могут быть подведены под один общий закон. Г. Faraday начал замечанием, что недостаток такого общего закона всегда был весьма ощутителен и что некоторые математики и физики, как например, гг. Babbage, Roget и другие, уже почти попадали на этот закон. Закон тяготения так хорошо известен, что нет нужды объяснять его; между тем все чувствуют, что этот род притяжения не имеет себе противудействую- щеи силы, какая, например, существует в химическом сродстве или сцеплении. Слабость силы тяготения такова, что ее нельзя было доказать опытами; но что такая сила существует между всеми телами земной поверхности, в этом убеждают опыты Cavendish'a. Что частицы всякого тела—мрамора или воды, например,— не находятся между собою в плотной связи, что они разделены промежутками и держатся вместе одною только притягательною силою, это уже давно принято за аксиому в физике. Это доказывается самыми простыми опытами, действуя на тела теплотою или давлением, которые заставляют частицы их рассеиваться или сжиматься; это можно видеть и при сгибании упругого прута: тут частицы выпуклой стороны раздвигаются, а частицы вогнутой стороны сближаются. Теория господина Моссотти принимает в соображение все эти свойства и качества твердых и жидких тел. Простота закона, посредством которого они объясняются, придает ей новую важность. Третья сила, которую г. Моссотти старался подвести под этот общий закон, есть сила электрическая. Вот что подало ему к тому повод. Coulomb, Poisson и другие весьма сомневались в том, как может вещество иметь отталкивающую силу, действующую в обратном содержании квадратов расстояния, тогда как Ньютон доказал, что оно имеет притягательную силу, подчиненную тому же закону. Но десять лет тому назад доктор Roget, разбирая вновь мысли Эпина, опроверг заблуждение тех, которые думали, что его теория противоречит Ньютонову закону всеобщего тяготения, и утверждал, что электрические явления и тяготение могут быть подведены под одни и те же законы и что все это — простое действие электричества. Профессор Моссотти допускает, что одна только эфирная, или электрическая, жидкость одарена такою силою, которая имеет свойство отталкивать между собою собственные ее частицы и дей- ^
» -*Р^ЧЗ^^д<У*^7У. ствует в обратном содержании квадратов расстояний, то есть противоположно закону тяготения. Таким образом, частицы материи имеют отталкивающую силу, действующую в обратном содержании квадратов расстояний, но вместе с тем материя и электричество притягивают друг друга в том же содержании. Господин Моссотти не отвергает, однако ж, чтобы материя была лишена отталкивающей силы для своих собственных частиц: он полагает, что материя, отдельно от электричества, имеет тоже свое отталкивание частиц, только оно несколько слабее отталкивания электричества и слабее также взаимного притяжения электричества и материи. Силы эти так соглашены между собою, что в некоторых расстояниях материя, действуя в обратном содержании квадратов расстояния, производит тяготение, но когда частицы находятся в ближайшем друг от друга расстоянии, то силы оттолкновения и притяжения уравновешиваются и производят сцепление; а ко. да частицы сблизятся еще более, они производят отталкивание, которое не позволяет частицам твердых и жидких тел плотно прикасаться друг друга. Ни одно из электрических явлений, заключающихся в теории Poisson'a, не выпущено из виду в этой теории; вычисления, на которых основана теория г. Моссотти, переданы были для поверки профессору Whewell'K) и он подтвердил их точность. Результат тот, что так как сила тяготения до того слаба, что она требует для обнаружения себя целых планетных толщ, а электрическое действие и химическое сродство гораздо сильнее сцепления, то тяготение есть только маленький остаток всеобщей силы, происходящей от уравновешения этих трех сил, и что этот весьма небольшой избыток электрической жидкости связывает между собою все тела и в планетных системах, и на земле. «Таким образом,— говорит г. Faraday,— сделан важный шаг к открытию одного общего начала, которое может объяснить все законы и феномены движения». Теория г. Mackintosh'a далеко не так замысловата, но она тоже приписывает электричеству силу, связывающую тела солнечной системы и земные, противопоставляет его прочей материи и делает из него всеобщего двигателя, почитая эфир и электричество за одно и то же вещество. О магнитности нет и речи: после опытов г. McCaully (Мак-Колли), который, как мы уже говорили, занимался в прошлом году построением машины, действующей магнитами вместо паров, не остается никакого сомнения, что магнитность и электричество одно и то же. Это естественно ведет нас к свету, который, по мнению г. Mackintosh'a, человека решительного, есть только простое действие электричества. НОВЫЕ ОПЫТЫ НАД СВЕТОМ Господин Меллони открыл способ отделять теплотвор от солнечных лучей. Ежели принимать свет и теплотвор за вещества, а не за феномены неизвестного деятеля, то этот способ, кажется, должен проложить путь к важным открытиям о сущности света, разобщенного таким образом. Он очень прост и состоит в пропуще- нии солнечных лучей сквозь известного рода соединения прозрачных тел,— например, воды и стекла, окрашенного медною зеленью,— которые, поглощая весь теплотвор, пропускают почти без утраты весь свет. Свет, отделенный таким образом от теплотвора, имеет желтый цвет с зеленоватым отсветом; сосредоточенный в этом состоянии помощию зажигательных стекол, он дает блеск, ничем не различающийся от блеска прямого солнечного луча, но не обнаруживается ни малейшего действия на самый нежный термометр и, следственно, не имеется никакой теплоты. Давно уже известно, что призма, разбивая солнечный луч на несколько цветных полос, отделяет еще с одной стороны этой радуги полосу темную, действующую теплотворно, а с другой полосу темную, действующую химически; обе эти полосы заметны только по своим действиям; но этот способ отделения теплоты от света представлял мало удобств для опытов с чистым солнечным светом. Напротив того, открытие господина Меллони дает возможность подвергать солнечный луч наследованию, как газы и тому подобные вещества. Госпожа Sommerville занялась также опытами над светом по способу итальянского физика и пишет к господину Араго, что она успела лишить солнечный луч химического свойства его. Эта ученая дама нашла, что кусок зеленого стекла, очень бледного и тонка го, не толще одной двадцатой дюйма, не пропускает ни малейшей части химической полосы луча: стекло было целый час нагреваемо палящим солнцем, и между тем хлористое серебро, положенное под стеклом, не обнаружило никакого изменения в цвете; известно, что свет разлагает очень быстро это вещество. Листки зеленой слюды также оказались почти непроницаемыми для химических лучей свету. Изумруд не имеет этого свойства. Публикация В. РИЧА
Г «Ti лШ-u'V M v' fe Jt*2 '/>-' f„ л >; ,*.*> > --* . -г ^> Похищение чародея ФАНТАСТИЧЕСКАЯ ПОВЕСТЬ •ъ-4 Кир БУЛЫЧЕВ
19. Роман скрылся в полутьме. Кин вывел шар из собора на паперть, где ждали конца службы, дрожали под сумрачным мокрым небом калеки и нищие. Роман быстро вышел из приоткрытой двери. Посмотрел на площадь. Там ковылял, прижимая к груди глиняную миску и розовый обожженный горшок, шут. — Тебя за смертью посылать,— сказал Роман, сбегая по ступеням. — Не бей меня, дяденька,— Заверещал шут, скалясь.— Гости позакрывали лавки — врага ждут; придет немец, снова торговать начнут. Что гостю? Мы на виселицу, а он — веселиться. Роман пошел крупным шагом через площадь. Шут за ним, прихрамывая, горбясь. Миновали колодец, коновязь, завернули в узкий, двоим не разойтись, закоулок. В конце его, у вала, в заборе была низкая дверца. Роман ударил три раза кулаком. Открылся глазок. Потом медленно растворилась дверь. Там стоял стражник в короткой кольчуге и кожаной шапке. Он отступил в сторону, пропуская Романа. Тесный двор, заросший травой, несколько каменных глыб, окружавших выжженную яму... Роман по деревянным мосткам пересек двор, поднялся на крыльцо невысокого бревенчатого дома на каменном фундаменте. Кольцо двери было вставлено в медную морду льва. Где-то Анна такую ручку видела? Да, в музее дедушки Геннадия. В горнице Роман сбросил плащ на руки подбежавшему красивому чернобровому отроку. — Ты чего ждешь? — спросил он шута. Шут поставил на пол миску, взялся за скобу в полу, потянул на себя крышку люка,— обнаружился ход в подвал. Роман спустился первым. За ним шут и чернобровый отрок. Обширный подпол слабо освещался из окошек под самым потолком. На полках горели плошки с жиром. Огоньки отражались в стеклянных ретортах, банках мутного, грубого стекла, в глиняных мисках и медных сосудах, соединенных металлическими и стеклянными трубками... Горел огонь в низкой с большим зевом печи, возле нее стоял обнаженный по пояс жилистый мужчина в кожаном фартуке. Он обернулся к вошедшим. — Остужай понемногу,— сказал Роман, заглянув в печь. Шут заглянул в печь из-под локтя чародея и сказал: — Давно пора студить. — Знаем,— сказал мужик в фартуке. У него были длинные висячие усы, черные, близко посаженные глаза. Редкие волосы падали на лоб, и он все время отводил их за уши. — Скоро орден на приступ пойдет,— сказал Роман. — Остудить не успеем,— ответил тот.— А жалко. — Студи,— сказал Роман,— неизвестно, как судьба повернется. А у меня нет сил в который раз все собирать и строить. — А ты, дяденька, епископу в ноги поклонись,— сказал шут.— Обещай судьбу узнать, золота достать. Он и пожалеет. — Глупости и скудоумие,— сказал Роман. — По-моему, что скудоумие, что многоумие — все несуразица,— сказал шут. Подошел к длинному, в подпалинах и пятнах столу, налил из одной склянки в другую — пошел едкий дым. Роман отмахнулся, морщась. Жилистый мужик отступил к печи. — Ты чего,— возмутился Роман.— Отравить нас хочешь? — А может, так и надо? Ты девицу полюбил, а тебе не положено, я склянку вылил, а мне не положено, князь епископу перечит, а ему не положено. Вот бы нас всех и отправить на тот свет. — Молчи, дурак,— сказал Роман устало,— лучше бы приворотного зелья накапал, чем бездельничать. — Нет,— воскликнул шут, подбегая к столу, запрокидывая голову, чтобы ближе поглядеть на Романа.— Не пойму тебя, дяденька, и умный ты у нас, и способный, и славный на всю Европу — на что тебе княжна?.. Наше дело ясное — город беречь, злато-серебро добывать, место знать. — Молчи, смерд,— сказал Роман.— Мое место среди'королей и князей. И по роду, и по власти. И по уму! Отрок глядел на Романа влюбленными глазами неофита. — Сделанное, передуманное не могу бросить. Во мне великие тайны хранятся — Продолжение Начало см. в № 8—10. 83
недосказанные, неоконченные.— Роман широким жестом обвел подвал. — Значит,так,— сказал шут, подпрыгнув, посмеиваясь, размахивая склянкой, бесстыжий и наглый,— значит, ты от девицы отказываешься, дяденька, ради этих банок-склянок? Будем дома сидеть, банки беречь. Пока ландмейстер с мечом не придет. — Но как все сохранить,— прошептал Роман, уперев кулак в стол.— Скажи, как спасти? Как отсрочку получить? — Не выйдет, дяденька. Один осел хотел из двух кормушек жрать, как эллины говорили, да с голоду помер. Роман достал с полки склянку. — Ты все помнишь? — Если девице дать выпить три капли, на край света пойдет. Дай сам отопью. Романа полюблю, ноги ему целовать буду, замуж за него пойду... Отрок хихикнул и тут же смешался под взглядом Романа. — Хватит, бесовское отродье! — разозлился чародей.— Забыл, что я тебя из гнилой ямы выкупил? — Помню, дяденька,— сказал шут.— Ой как помню! — Все-таки он похож на обезьяну,— сказала Анна.— На злую обезьяну. В нем есть что-то предательское. — Боярин,— сказал жилистый мужчина.— А что с огненным горшком делать? — Это сейчас не нужно, Мажей,— сказал Роман. — Ты сказал, что меня пошлешь,— сказал Мажей.— Божьи дворяне весь мой род вырезали. Не могу забыть. Ты обещал. — Господи! — Роман сел на лавку, ударился локтями о столешницу, схватил голову руками.— Пустяки это все, суета сует! — Господин,— сказал Мажей с тупой настойчивостью,— ты обещал мне. Я пойду и убью епископа. — Неужели не понимаешь,— почти кричал Роман,— ничем мы город не спасем! Не испугаются они, не отступят, их вдесятеро больше, за ними сила, орден, Европа, Магдебург, папа... Конрад Мазовецкий им войско даст, датский король ждет не дождется. Вы же темные, вам кажется, что весь мир вокруг вашего городишки сомкнулся! Я и башню жечь не хотел... Вячко меня прижал. Лучше смириться, ордену кровь не нужна, орден бы князю город оставил... Неужели вам крови мало! — Ты заговорил иначе, боярин,— сказал Мажей.— Я с тобой всегда был, потому что верил. Может, я других городов не видал,— наши литовские городки по лесам (Ьаскиданы,— но пока орден на нашей земле, мне не жить. Мы орден не звали. — Бороться тоже надо с умом,— стукнул кулаком по столу Роман.— Сегодня ночью они на приступ пойдут. Возьмут город, могут нас пощадить. Если мы поднимем руку на Альберта — они всех нас вырежут. И детей, и баб, и тебя, шут, и меня... — Я убью епископа,— сказал Мажей. — А я, дяденька,— сказал шут,— с тобой не согласен. Волки добрые, а овец кушают. — Молчи, раб! — озлился Роман.— Я тебя десятый год кормлю и спасаю от бед. Кабы не я, тебя бы уж трижды повесили. — Правильно, дяденька,— вдруг рассмеялся шут.— Зато я иногда глупость скажу, умные не догадаются. Рабом я был, рабом умру, зато совесть мучить не будет. — Чем болтать, иди к княжне,— сказал Роман жестко.— Дашь ей приворотное зелье. Так, чтобы старуха не заметила. — И это гений,— вздохнула Анна. — А что? — спросил Кин. — Верить в приворотное зелье... — Почему же нет? И в двадцатом веке верят. — Иду,— сказал шут.— Только ты к немцам не убеги. — Убью. Ты давно это заслужил. — Убьешь, да не сегодня. Сегодня я еще нужен. Только зря ты епископа бережешь. Он тебе спасибо не скажет. Шут подхватил склянку и ловко вскарабкался наверх. Мажей вернулся к печи, помешивал там кочергой, молчал. Роман прошелся по комнате. 84
— Нет,— сказал он сам себе,— нет... Все не так. Отрок присел у стены на корточки. Роман вернулся к столу. — Может, проследить за шутом? — спросила Анна. — Мне сейчас важнее Роман,— сказал Кин. — Поди сюда, Глузд,— сказал Роман, не оборачиваясь. Отрок легко поднялся, сделал шаг. И тут же обернулся. Роман резко поднял голову, посмотрел туда же. Выскочил из-за стола. Мажея в комнате не было. Роман бросился за печку. Там оказалась низкая, массивная дверь. Она была приоткрыта. — Глузд, ты чего смотрел? Мажей сбежал! — Куда сбежал? — не понял отрок. — Он же с горшком сбежал. Он епископа убить хочет! — Роман толкнул дверь, заглянул внутрь, хлопнул себя по боку, где висел короткий меч, выхватил его из ножен и скрылся в темноте. Отрок опасливо заглянул в потайной ход, и Анне показалось, что его спина растет, заполняет экран. Стало темно,— шар миновал отрока, пронесся в темноте, и тьма казалась бесконечной, как кажется бесконечным железнодорожный туннель, а потом наступил сиреневый дождливый вечер. Они были метрах в ста от крепостного вала в низине, заросшей кустарником. Между низиной и крепостью медленно ехали верхом два немецких ратника, поглядывая на городскую стену. На угловой башне тускло поблескивали шлемы стражников. Вдруг в откосе низины образовалась черная дыра — откинулась в сторону дверь, забранная снаружи дерном. В проеме, пригнув голову, стоял Роман. Он внимательно огляделся. Дождь усилился и мутной сеткой скрывал его лицо. Никого не увидев, Роман отступил в черный проем, потянул на себя дверь. Снова перед глазами был поросший кустами откос. И никаких следов двери. Кин вернул шар в подвал, на мгновение обогнав Романа. Отрок, так и стоявший в дверях подземного хода, отлетел в сторону,— отшвырнув его, Роман метнулся к столу. Отрок подошел, остановился сзади. Роман схватил лист пергамента и принялся торопливо писать. — Стучат,— сказал Кин.— Анна, слышишь? В дверь стучали. 20. Анна сделала усилие, возвращаясь в двадцатый век. — Закрой дверь,— быстрым шепотом сказал Кин.— И хоть умри, чтобы никто сюда не вошел. Мы не можем прервать работу. Через полчаса я ухожу в прошлое. — Есть, капитан,— сказала Анна тоже шепотом. В дверях она оглянулась. Кин не отрывал глаз от шара. Жюль следил за приборами. Они надеялись на Анну. За дверью стоял дед Геннадий. Этого Анна и боялась. — Ты чего запираешься?—сказал он.— По телевизору французский фильм показывают, из средневековой жизни. Я за тобой. — Нет, у меня голова болит,— сказала Анна.— Совершенно не могу из дома выйти. Легла уже. — Как легла? — удивился Геннадий.— Воздух у нас свежий, с воздуха и болит. Хочешь, горчичники поставлю? — Да я же не простужена. У меня голова болит, устала. — А может, по рюмочке? — спросил дед Геннадий. Нельзя было пускать его даже в сени. — Нет, спасибо, не хочется. — Ну, тогда я пошел,— сказал дед, не двигаясь с места.— А то французский фильм начинается. Эти не возвращались? Реставраторы? — Нет. Они же на станцию уехали. — А газика-то сначала не было, а потом взялся. Удивительное дело. Здесь газик разве проедет? — Они с холма приехали. — Я и говорю, что не проедет. Но люди приятные, образованные. Изучают наше прошлое. — Я пойду, лягу. Можно? — Иди, конечно, разве я держу. А то фильм начинается. Если надумаешь, приходи, я смотреть буду. 85
Наконец, дед ушел. Анна не стала дожидаться, пока он скроется за калиткой,— бросилась обратно в холодную горницу. За время ее отсутствия сцена в шаре изменилась. Шар взлетел на верхний этаж терема. В угловой комнате была лишь княжна Магда. Анна не сразу увидела, что на полу, скрестив ноги, сидит шут. — Я слышала шум,— сказала Магда.— Начался приступ? — А что им делать? Пришли к обеду, значит, ложку подавай. А коли блюдо пустое, а они голодные... — Ты где научился польскому языку, дурак? — Мотало шапку по волнам,— ухмыльнулся шут. — Это правда, что твой хозяин сжег орденскую башню? — Он и десять башен сжечь может. Был бы огонь. — Он чародей? — И что вам, бабам, в чародеях? Где щекочет — туда пальчики тянете. Обожжетесь. — Везде огонь,— сказала княжна. Она вдруг подошла к шуту, села рядом с ним на ковер. И Анна поняла, что княжна очень молода, ей лет семнадцать. — Я в Смоленск ехать не хотела,— сказала она.— У меня дома котенок остался. — Черный? — спросил шут. — Серый, такой пушистый. И ласковый. А потом нас летты захватили. Пана Тадеуша убили. Зачем они на нас напали? — Боярин говорит, их немцы послали. — Мой отец письмо епископу писал. Мы же не в диких местах живем. А в Смоленске стены крепкие? — Смоленск никто не тронет. Смоленск — великий город,— сказал шут.— Нас с боярином Романом оттуда так гнали, что мы ничего забрать не успели. И печатный станок наш сожгли. — Какой станок? — Чтобы молитвы печатать. — Боярин Роман с дьяволом знается? — Куда ему! Если бы дьявол за него был, разве бы он допустил, чтобы монахи нас в Смоленске пожгли? — Дьявол хитрый,— сказала княжна. — Не без этого,— сказал шут.— Люб тебе наш боярин? — Нельзя так говорить. Я в Смоленск еду, там меня замуж отдадут. За княжьего сына, Изяслава Владимировича. — Если доедешь,— сказал шут. — Не говори так! Мой отец рыцарям друг. Он им землю дал. — А ночью кто разберется? — Князь Вячко их в город не пустит. Он сильный. — Ребенок ты, ну, прямо ребенок,— шут поднялся и подошел к столу.— Это квас у тебя? — Мне тоже дай напиться,— сказала, легко поднимаясь с ковра, девушка. Шут вдруг резко обернулся, взглянул на дверь. — Пить, говоришь, хочешь? — А ну-ка,— сказал Кин и метнул шар к двери. В узком коридоре Анна увидела прижавшегося к стене Романа. — Он ее любит,— сказала Анна. — Этого еще нам не хватало,— сказал Жюль. — А тетка бранила ее за склонность к князю, помните? — Помню,— сказал Кин, возвращая шар в комнату. Как раз в тот момент, когда шут, ловко, фокусником, плеснул из склянки в кубок приворотное зелье. — Спасибо. Ты не уходи, Акиплеша. Мне страшно одной. 21. — Как вы думаете,— спросила Анна, пока Кин примерял рубаху и сапоги,— тот литовец убьет епископа? — Нет,— сказал Кин.— Епископ умер лет через пятнадцать. Жюль, проверь, чтобы ничего не оставалось в сенях. — А вы не вернетесь? — Она вдруг поняла, что представление заканчивается. Последнее действие — похищение чародея. И занавес. Зрители покидают зал. Актеры уже собрали реквизит и переезжают в другой город. 86
— Если все обойдется,— сказал Кин сухо,— то не вернусь. Жюль перебросит нас домой. Кто это приходил? Дед? Анна кивнула. — Сварить кофе? — Только себе и Жюлю,— сказал Кин.— Перед переброской лучше ничего не есть. Я завтра утром позавтракаю. Дома. — Все-таки этот шут мне неприятен,— сказала Анна.— Девушка ничего не подозревает... — Он его раб,— сказал Кин.— Роман его спас от смерти. Но приворотного зелья, увы, не существует. Доказано наукой. — Не знаю,— сказала Анна.— Вы же сами говорите, что Роман — универсальный гений. Может, придумал. — Я буду переодеваться,— сказал Кин.— И боюсь вам помешать. Вы хотели сделать кофе. — Конечно,— сказала Анна. Она разожгла плиту — хорошо, что взяла с собой молотого кофе. Эти пришельцы, конечно, не подумали, чем будут кормиться три дня. Дармоеды. Тунеядцы. Анна была страшно сердита. И поняла, почему. Ее присутствие терпели, как присутствие деда Геннадия, и забыли о ней в первый же удобный момент. А ты чего ждала, голубушка? Что тебя пригласят на экскурсию в будущее? Чепуха, ты просто ни о чем не думала, а решила, что бесплатное развлечение будет длиться вечно... Кин за перегородкой чем-то загремел. Интересно, а пистолет он берет с собой? — Ну, как?—спросил Кин. Анна обернулась. В дверях стоял обросший короткой курчавой бородой мужик из тринадцатого века, краснолицый, крепкий, меч сбоку, кольчуга под накидкой, на шее обруч в виде серебряной змеи. Был этот мужик пониже ростом, чем Кин, пошире его в плечах, длинные пегие волосы собраны тесемкой. — Я бы вас никогда не узнала,— сказала Анна. — Спасибо,— сказал Кин. — А почему змея? — Это знак — называется «уж». Я литовский воин, из охраны Романа. — Но они же там все друг друга знают. — Сейчас темно. Я не буду соваться на передний план. — А я кофе сварила,— сказала Анна. — Кофе? Налейте Жюлю. Жюль уже собрал один из своих пультов, закрыл чемодан и вынес в прихожую. Сам вернулся к пульту связи. — Жюль,— сказала Анна,— выпей кофе. — Спасибо, девочка,— сказал Жюль,— поставь на столик. Анна молча поставила чашку под выключенный шар. Если не нужна, лучше не навязываться. В прихожей ее догнал голос Жюля: — Мне жаль будет, что больше не увидимся. Такая у нас работа. — Такая работа,— улыбнулась Анна, оборачиваясь к нему. Она была ему благодарна за живые слова. Кин стоял на кухне, прихлебывал кофе. — Вам же нельзя! — не удержалась Анна. — Конечно, лучше не пить. Только вот вам не осталось. — Ничего, я себе еще сварю. — Правильно,— сказал Кин. 22. Выход в прошлое чуть было не сорвался. Они все стояли в прихожей, над чемоданами и ящиками. И снова раздался стук в дверь. — Кто? — спросила Анна. — У тебя все в порядке? — спросил дед Геннадий. — А что? — Голоса слышу,— сказал дед. Кин метнулся на кухню. Жюль закрылся в задней комнате. Анна медлила с засовом. — У меня радио,— сказала она.— Радио я слушала. Я уже спать легла. — Спать легла, а свет не тушишь,— проворчал дед. — Я тебе анальгин принес. — Зачем мне анальгин? — От головной боли, известное дело. Сама жаловалась. 87
Пришлось открыть. На улице дул сырой ветерок. Яркая луна освещала шляпу деда, а лицо его было черным. Дед старался заглянуть за спину Анны, но в прихожей было темно. Коробочка с таблетками нагрелась от ладони деда. — Беспокоюсь я за тебя,— сказал он.— Вообще-то у нас места тихие, разбойников, понятно, нет, нечем им интересоваться, но какое-то к тебе есть опасное притяжение. — Я не боюсь. Спасибо за лекарство. Спокойной ночи. Анна быстро захлопнула дверь, решив, что если дед обидится, у нее еще будет время с ним поладить... Дед постоял на крыльце, повздыхал, потом заскрипели ступеньки. Кин подошел к окну в прихожей — дед задумчиво брел по тропинке. — Спасибо, Анна, не знаю, что бы мы без тебя делали,— сказал Кин. — Не лицемерьте. Он приходит именно потому, что я здесь. Не было бы меня, он бы и не заподозрил. — Вы правы,— сказал Кин. Он прошел, мягко ступая по половицам, в холодную комнату. Он включил шар и повел его из горницы польской княжны, сейчас темной, наружу, через залитую дождем площадь, мимо коновязи, где переминались мокрые кони, мимо колодца, в закоулок к дому Романа. За забором во дворе шар опустился и замер. Кин выпростал руки из столика, перешел в другой угол комнаты, где стояла тонкая металлическая рама,— под ней металлическая плат- формочка, похожая на напольные весы. Воздух в раме чуть колебался. — Давай напряжение,— сказал Кин. — Одну минуту,— сказал Жюль. — Дай я уберу вещи, а то потом будет некогда отвлекаться. Сзади Анны зашуршало, щелкнуло. Она обернулась и увидела, как исчез один чемодан — с лишней одеждой, потом второй, с пультом. Прихожая опустела. Кин вступил в раму. Жюль подвинул табурет поближе к шару, натянул на левую руку черную перчатку. — Начинается ювелирная работа,— сказал он. Кин бросил взгляд на Анну, как ей показалось, удивленный,— он словно не понял, с кем разговаривает Жюль. — Не отвлекайся,— сказал он. Шар показывал пустой, темный двор. Под небольшим навесом у калитки съежился— видно, дремал — стражник, похожий на Кина. — Чуть ближе к сараю,— сказал Кин. — Не ушибись,— сказал Жюль. — Ну, ни пуха, ни пера. Кин поднял руку. Послышалось громкое жужжание, словно в комнату влетел пчелиный рой. И Кин исчез. 23. Кин стоял во дворе. Свыкнуться с этим оказалось нетрудно, он был одет соответственно времени и месту. Кин вышел из тени сарая,— на дворе стояла такая темень, что можно было лишь угадывать силуэты. Слабый свет пробивался из щели, это была дверь в сарай,— Кин скользнул туда, чуть приоткрыв дверь,— лучина освещала низкое помещение, на низких нарах играли в кости два стражника. Кин пошел к воротам. Стражник у ворот дремал под навесом, кое-как защищавшим от дождя. В тот момент, когда Кин был совсем рядом со стражником, три раза ударили в дверь,— по ту сторону забора стоял Роман, у его мог, сгорбленной собачонкой,— шут Акиплеша. Стражник шумно вздохнул, поежился во сне. Кин быстро шагнул к воротам, выглянул, узнал Романа и отодвинул засов. — Ни черта не видно,— проворчал Роман. — Я до двери провожу,— сказал Кин. — За мной идите. — В такую темень можно уйти,— сказал Роман. — По крайней мере часть добра бы мы вынесли. — А дальше что? — спросил шут. — Будешь, дяденька, по лесу посуду носить, медведей кормить? — Не спеши, в грязь попаду,— сказал Роман Кину. Он шел по деревянным мосткам, держась за край его плаща. Анна вдруг хмыкнула. — Ты чего? — спросил Жюль. — Знал бы Роман, что коллегу за полу держит. — Лучше, чтобы не знал,— серьезно ответил Жюль. 88
— Ты зачем подсматривал, дяденька? — спросил шут. — Не поверил, что дам любезной зелье? — Она придет ко мне? — Кого поумней меня спроси! Заскрипели ступеньки крыльца; дверь, отворившись, обозначила силуэты людей. Кин сразу отступил в сторону. Донесся голос шута: — Что-то этого ратника не помню. — Они все одинаковые,— сказал Роман. В приотворенную дверь было видно, как шут откинул крышку люка в подвал. Заглянул внутрь. Поднял голову. — Мажей не возвращался,— сказал он. Голос его вдруг дрогнул. Анна подумала, что и шуты устают быть шутами. — Лучше будет, если он не вернется,— сказал Роман. — Разум покидает тебя, боярин,— сказал шут жестко. — Мажей верно служил тебе много лет. — Город не выстоит, даже если вся литва придет на помощь. — Если погибнет епископ, будет справедливо. — И рыцари отомстят нам жестоко. Мы погибнем. — Мы выиграем день. Литва подоспеет. — Я думаю о самом главном. Я на пороге тайны. Еще день, неделя, много — месяц, и секрет философского камня у меня в руках. Я стану велик... князья государств и церкви будут у моих ног... Никто не посмеет отобрать у меня Магдалену. — Дурак,— сказал спокойно шут. — Умный, а дурак, хуже меня. Епископ... — А что, епископу золото не нужно? Власть не нужна? Епископ будет беречь меня, как золотую птицу. — Но в клетке, дяденька. — Условия будут мои. — Птичка в клетке велела хозяину щи подавать? — Будут подавать. Как миленькие. — Рыцари прихлопнут тебя, не станут разбираться... — Епископ знает, что я здесь. Не даст меня в обиду. — И ты его поэтому бережешь? — Любой ценой. Не ради меня — ради великой тайны. — Ой, боярин... — Ты не веришь? — Нет. Роман вдруг выхватил нож. — Я убью тебя! — Нельзя! — крикнул шут. С неожиданной ловкостью он перепрыгнул через зияющий, слабо освещенный люк, перед которым остановился Роман. Шут бросился вон — Кин еле успел посторониться. На крыльце шут нахохлился, голова ушла в широкие плечи. — Дождик,— сказал он,— дождик какой... До конца света дождик... Жизни нет, один дождик. Скрипнули ступеньки. Шут спустился во двор... Кин стоял в горнице, держась в тени. Роман сошел в подвал, но люк оставил открытым. Кин тихонько заглянул в люк, и шар, повиснув над ним, глядел туда же. Чародей стоял у стола, задумавшись, постукивая пальцами. Вдруг он вздрогнул. Он увидел, что у потухшей печи, мокрый, замерзший, стоит отрок. — Ты что же молчишь? — спросил Роман. — Я не догнал его,— сказал отрок. — Я и не ждал, что ты его догонишь. А там ты был? — Я был,— сказал отрок. — Что сказали? — Сказали, в час после полуночи. — Ты грейся, грейся,— сказал Роман. — Потом поможешь мне. — Бьет меня дрожь,— сказал отрок. — Орден нас примет? — Ты не бойся. Меня везде знают. Меня в Венеции знают. И в Магдебурге, и в Майнце знают... меня убить нельзя... В этот момент все и случилось. Шар висел над самой головой Кина. Поэтому сначала было непонятно, кто нанес Кину удар сзади. На один миг изображение в шаре исчезло, затем возникло удивленное лицо Кина, который пытался обернуться, и тут же он потерял равно- 89
весие и рухнул в люк, медленно сползая в подвал по ступеням лестницы. — Стой!.. Он же разобьется! Сверху мелькнул аркан,— за секунду шут успел выхватить его из-за пазухи и бросить, так что веревка охватила Кина за плечи в полуметре от пола подвала и задержала падение. Безжизненное тело Кина опустилось на пол. Подняв шар, Жюль увидел над люком шута с арканом в одной руке, в другой — дубина. Роман и отрок отшатнулись от люка, застыли. Роман первым сообразил, в чем дело. — Кто? — спросил он. — Он мне с самого начала не показался — нет у нас такого в стражниках. У меня память на лица. Подслушивал. Думаю, он епископский лазутчик. Глаза Кина были закрыты. — Ты его, часом, не убил? — спросил Роман. — У нас, литовцев, голова железная,— сказал шут. — Что же делать? — сказала Анна. — Они его убьют. Ну сделай что-нибудь, Жюль, миленький! Вытащи его обратно! — Без его помощи не могу. — Так придумай. — Да погоди ты!—огрызнулся Жюль. — Ты думаешь, он на прогулку пошел? Выпутается. Обязательно выпутается. Ничего... — Надо с ним поговорить,— сказал Роман.—Только возьми у него... это. Шут нагнулся, вытащил у Кина меч, стянул арканом руки. В этот момент в люке показалось лицо другого стражника. — А, Йовайла,— сказал шут. — Ты этого земляка не знаешь? — Нет,— сказал тот быстро. — За воротами князь. — Этого еще не хватало,— сказал Роман. — Акиплеша, убери, живо, ну! Глузд, помоги ему. Они оттащили Кина в угол, Роман набросал сверху ворох трялья... Сцена была зловещей — тени метались по стенам, сплетались, будто дрались. Князь быстро спускался вниз, дощатые ступени прогибались, за ним — через ступеньку — ятвяг в черной куртке и красном колпаке. Князь был в кольчуге, короткий плащ промок, прилип к кольчуге, рыжие волосы взъерошились. Князь был зол: — Орден на приступ собрался, лестницы волокут... Как держаться? Ворота слабые, людей мало. Ты чего здесь таишься? — Какая от меня польза на стене? Я здесь нужнее. — Ты думай. Нам бы до завтра продержаться. Роман, почему на башнях огненной воды нет? — Кончилась, княже. — Чтоб была! Не отстоим город — первым помрешь. — Князь, я твоего рода, не говори так. Я все делаю... — Не знаю, никому не верю. Как плохо—никого нет. Где Владимир Полоцкий? Где Владимир Смоленский, где Мстислав Удалой? Владимир Псковский? Где рати? Где вся Русь? — Я приду на стену, брат,— примирительно сказал Роман. — Тут у тебя столько зелья заготовлено. — Это чтобы золото делать. — Мне сейчас золото не нужно — хоть самородок дашь, я его на голову епископу брошу. Ты мне огонь дай, огонь! — Я приду на стену, брат. Кин пошевелился под тряпьем — видно, застонал, потому что князь метнулся к куче тряпья,— Кин был без сознания. — Кто? Зачем литовца связал? — Чужой человек,— сказал Роман. — В доме у меня был. Не знаю; может, орденский лазутчик. — Убей его,— князь вытащил меч. Анна прижала ладони к глазам. — Нет,— услышала она голос Романа. — Я его допросить должен. Иди, князь, я приду. Сделаем огонь — придем. — Ятвяг,— сказал князь. — Останешься здесь. — Лишнее, князь,— сказал Роман. — Сейчас я никому не верю. Понял? Тебе не верю тоже. Князь опустил рукоять меча...— Нам бы до завтра продержаться. Князь, не оборачиваясь, быстро поднялся по лестнице. Остановился, поглядел в подвал сверху. И ему видны были темные тени, неровно освещенные желтым 90
светом лица, блеск реторт и медных трубок. Князь перекрестился, потолок над головами закинувших головы чародея и его помощников заколебался от быстрых тяжелых шагов уходившего князя Вячко. — Вся литовская рать не спасет его,— тихо сказал Роман. Он сделал шаг к Кину, вглядываясь ему в лицо. Ятвяг эа его спиной тоже смотрел на Кина, холодно и бесстрастно,— для него смерть и жизнь были лишь краткой сменой в бесконечном чередовании бытия и небытия. — Дай чего-нибудь ятвягу, опои его,— сказал Роман. — Он заговорил по-латыни,— заметил Жюль. — Не все ли равно! — воскликнула Анна. Ятвяг отступил на шаг, он был настороже. — Не будет он пить,— сказал шут. — Он верный, как пес. Кин открыл глаза. Помотал головой, поморщился от боли. — Ничего,— сказал Жюль. — Мы не с такими справлялись. — Пистолет бы ему. — Он не имеет права никому причинить вреда. — Даже если это грозит ему смертью? — Мы готовы к этому,— сказал Жюль. — Ты кто? — спросил Роман, склоняясь к Кину. Кин молчал, глядел на Романа. — Он не понимает по-немецки,— сообщил шут. — Без тебя, дурак, вижу. Наверно, притворяется. — Так убей его, и дело с концом,— сказал шут. — А вдруг его прислал епископ? — Другого пришлет,— сказал шут. — С языком. — Подлец,— сказала Анна сквозь зубы. — Спроси его по-литовски,— сказал Роман. — Ты что здесь делаешь? — спросил шут. — Я пришел из Тракая,— сказал Кин. — Я своих увидел. — Врешь,— сказал шут. — Что он говорит? — Врет,— сказал шут. — Убить его надо, и дело с концом. Кин попытался встать. Ятвяг кошачьим, мягким движением выхватил саблю. — Погодите,— сказал Кин.— Мессир Роман, у меня к вам важное дело. — Он знает латынь? — вырвалось у Романа. — Боярин,— сказал отрок.— Время истекает. — Время,— повторил ятвяг.— Князь ждет. Идите на башню. — Сейчас,— сказал Роман. — Ты говоришь, что знаешь меня? — Я принес вести из Бремена,— сказал Кин. — Я не могу сказать сейчас. Я скажу наедине. Развяжите меня. — Нет,— сказал Роман. — Даже если ты не врешь, ты останешься здесь. Я не верю тебе. — Время истекает,— сказал отрок. — О чем это он? — спросил шут. — Он должен встретиться с одним человеком. Ятвяг положил на левую ладонь лезвие сабли, словно любуясь ее тусклым блеском. — Князь сказал,— повторил он,— пора идти. — С тобой пойдет Акиплеша,— сказал Роман. — Он вес знает. — Князь сказал,— повторил ятвяг, и в голосе была угроза. Анна увидела: Роман сделал какой-то знак отроку, и тот, чуть заметно кивнув, двинулся вдоль стены в полутьме. Кин лежал с открытыми глазами. Внимательно следил за людьми в подвале. Чуть пошевелил плечами. — Он снимет веревки,— прошептал Жюль, словно боясь, что его услышат.— Главное — снять веревки. Ятвяг тоже зорко следил за тем, что происходит вокруг, будто чувствовал неладное. — Цезарь,—-сказал шут,— не бери греха на душу. — Ты никогда не станешь великим человеком,— ответил Роман, делая шаг к столу, чтобы отвлечь внимание ятвяга,— наше время не терпит добрых. Ставка слишком велика. Ставка — жизнь и великая магия. Ты! — крикнул он неожиданно ятвягу. И замахнулся кулаком. Ятвяг мгновенно вскинул саблю. 91
И в этот момент блеснул нож — коротко, смутно, мелькнув в ретортах. И ятвяг сразу выпустил саблю, бессмысленно и безнадежно стараясь увидеть источник боли, достать закинутыми за спину руками торчащий под лопаткой нож. Затем он повалился на бок, толкнув тяжелый стол. Реторта с темной маслянистой жидкостью покачнулась,— Роман метнулся к столу, успев подхватить ее. — Как я испугался,— сказал он. Шут смотрел на ятвяга. — Плохо вышло,— сказал шут. — Ой, как плохо вышло... — Скажем князю, что он ушел. Вытащи его наверх — и за сарай. Никто нынче ночью не найдет. — Кровь,— сказал шут. — И это есть знание? — Ради которого я отдам свою жизнь, а твою — подавно,— сказал Роман.— Тащи, он легкий. Шут стоял недвижно. — Слушай,— сказал Роман. — Я виноват, я тебя всю жизнь другому учил... Я тебя учил, что жизнь можно сделать хорошей, но знание выше жизни. За него бороться надо... иди, мой раб. У нас уже нет выхода. И грех на мне. Шут нагнулся и взял ятвяга на плечи. Голова запрокинулась, рот приоткрылся в гримасе. Шут поволок его к лестнице. Отрок подхватил убитого за ноги. — Я больше не могу,— сказала Анна. — Это ужасно. — Это не конец,— сказал Жюль. Он приблизил шар к лицу Кина, и тот, словно угадав, что его видят, улыбнулся уголком губ. — Вот видишь,— сказал Жюль. — Он справится. В голосе Жюля не было уверенности. — А нельзя вызвать кого-нибудь к вам на помощь? — спросила Анна. — Нет,— коротко ответил Жюль. Шут с отроком вытащил труп наверх. — Глузд!—окликнул Роман. — Вернись. Отрок сбежал по лестнице вниз. — Мне не дотащить,— сверху показалось лицо шута. — Йовайлу позови, пускай поможет. Спрячете — тут же иди на стену. Скажешь, что я — следом. Отрок стоял посреди комнаты. Он был бледен. — Устал, мой мальчик? Тяжела школа чародея? — Я послушен, учитель,— сказал юноша. — Тогда иди. Помни, что ты должен завязать ему глаза. Отрок открыл потайную дверь и исчез за ней. Роман поглядел на большие песочные часы, стоявшие на полке у печи. Песок уже весь высыпался. Он пожал плечами, перевернул часы и смотрел, как песок сыплется тонкой струйкой. — Второй час пополуночи,— сказал Кин. — Скоро начнет светать. Ночи короткие. — Да?—Роман словно вспомнил, что он не один в подвале.—Ты для меня загадка, литовец. Или не литовец? Лив? Эст? — Разве это важно, чародей? — спросил Кин. — Я ученик великого Бертольда. Ты слышал это имя? — Я слышал это имя,— сказал Роман. — Но ты забыл, что Бертольд уже два года как умер. — Это пустой слух. Дверь вздрогнула, отворилась, и из подземного хода появился отрок, ведя за руку высокого человека в монашеском одеянии с капюшоном, надвинутым на лоб, и с темной повязкой на глазах. — Можете снять повязку,— сказал Роман.—У нас мало времени. Монах снял повязку и передал отроку. — Я подчинился условиям,— сказал он. — Я тоже рискую жизнью. Анна узнала ландмейстера Фридриха фон Кокенгаузена. Рыцарь сел, положив на стол железную руку. — Как рука? — спросил Роман. — Я благодарен тебе,— сказал Фридрих. — Я могу держать ею щит. — Он повернул рычажок на тыльной стороне железной ладони. Пальцы сжались, словно охватили копье. — Епископ выбрал меня, потому что мы с тобой давнишние друзья. И ты доверяешь мне. Расскажи, почему ты хотел нас видеть? — Вы нашли литовца, который украл у меня огненную смесь? — Да,— коротко сказал Фридрих. — В горшке твое зелье? 92
— Оно может разорвать на куски сто человек,— сказал Роман. Жюль опять повернул шар к Кину, и Анна увидела, как Кин, медленно поднимает плечо, высвобождая руку. — А это кто?—рыцарь вдруг резко обернулся к Кину. — Я тебя хотел спросить,— сказал Роман. — Он сказал, что он ученик славного Бертольда. — Это ложь,— сказал рыцарь. — Я был у Бертольда перед его смертью. Нас, людей, причастных к великой тайне магии и превращения стихий, так мало на свете. Я знаю всех его учеников... Он лжет. Кстати, сейчас освободит руку. — Черт!—выругался Жюль. — Как он заметил? Роман с отроком бросились к Кину. — Ты прав, брат,— сказал он Фридриху. — Спасибо тебе. Кин был неподвижен. — Это первый человек, который развязал узел моего шута. — И поэтому его надо убить,— сказал рыцарь. Роман извлек из-под стола толстую веревку и надежно скрутил руки Кина. — Погоди,— сказал Роман. — Он говорит по-латыни не хуже нас с тобой и знал Бертольда. Скоро вернется мой шут и допросит его. Он допросит его как надо, огнем. — Как хочешь,— сказал Фридрих. — Я слышал, что ты близок к открытию тайны золота. — Да,— сказал Роман. — Я близок. Но это долгая работа. Это будет не сегодня. Я беспокоюсь за судьбу моего дела. — Только ли дела? — И мою собственную. И моих помощников. — Чем мы тебе можем быть полезны? — Ты знаешь, чем,— мы знакомы не первый год. Ты потерял руку, когда в твоем замке взорвалась реторта, хоть и говоришь, что это случилось в битве с сарацинами. — Допустим,— сказал рыцарь. — Для меня главное — сохранить все это. Чтобы работать дальше. — Похвально. Но если наши пойдут завтра на штурм, как я могу обещать тебе безопасность? — И не только мне, брат,— сказал Роман. — Ты знаешь, что у нас живет польская княжна? Шар опять приблизился к Кину. Губы Кина шевельнулись, и шар передал его шопот: — Плохо дело. Думай, Жюль... Жюль кивнул, словно Кин мог увидеть его. И обернулся к Анне — может, искал сочувствия? — Если ты уйдешь, я не справлюсь с аппаратурой?—спросила Анна. — Нет, моя девочка,— сказал Жюль тихо. — Тебе не вытянуть нас. Роман и рыцарь подняли глаза. — Кто-то идет,— сказал Роман отроку. — Задержи его. Я вернусь. — Рыцарь тяжело поднялся из-за стола и опустил капюшон. — Завязать глаза? — спросил Фридрих. Роман махнул рукой. — Я выйду с тобой. Скорей. Потайная дверь закрылась за рыцарем и Романом. Шут спустился по лестнице. — Где боярин? — спросил он. — Не знаю,— сказал отрок. — Убежал к орденским братьям? Нет, он один не убежит. Ему все это нужно... это его золото... Это его власть и слава. Окончание следует 93
Когда наука была игрой Хорошее помнится долго, плохое забывается. Это свойство человеческой памяти — отбрасывать сведения, имеющие отрицательную эмоциональную окраску,— психологи называют вытеснением. Очевидно, вытеснением как раз и можно объяснить склонность многих людей, особенно пожилых, идеализировать прошлое, говорить о «старом добром времени», о детстве как о безмятежно счастливой поре ж*изни. Нередко грешат этим и авторы мемуаров. Вот весьма характерный пример. Девяностолетний английский физик Э. Н. Андраде опубликовал в журнале c<New Scientist» A977, № 1083) статью, в которой сравнивает творческий климат науки в годы, своей молодости с тем, что происходит сегодня. Ему посчастливилось работать с Э. Резерфордом, С. Аррениусом, А. Флемингом, К. Пирсоном и другими корифеями. Вспоминая этих людей, их отношение к работе и к коллегам, пожилой ученый утверждает, что климат науки необратимо изменился к худшему. ...В старое доброе время поглощенность чистой наукой была настолько велика, что ученые обычно не замечали неудобств, жалкого лабораторного оборудования, тесных, плохо обставленных комнат. Наука была удовольствием, веселой уёлекательной игрой. Статья Андраде так и называется: When studying science was fun. Современные лаборатории великолепно оборудованы; не без иронии Андраде указывает на паркетные полы, никелированные дверные ручки и картины на стенах. Но в лабораториях исчезла атмосфера сотрудничества и братства ученых, сердечного и доброжелательного отношения светил к неофитам. Жалобы на новые времена и молодежь — не новость. Мудрейшему Сократу приписывают такое высказывание: «Нынешняя молодежь привыкла к роскоши, она отличается дурными манерами, презирает авторитеты, не уважает старших, дети спорят с родителями, жадно поглощают пищу и изводят учителей». А в древнеегипетском папирусе мы читаем: «Мир сильно изменился, каждый хочет писать книги, и дети не слушаются своих родителей». Возможно, когда нынешние молодые примутся за мемуары, они напишут, что в семидесятые годы работали в науке истинные рыцари, бессребренники, искавшие в своих исследованиях лишь истину, добро, красоту. Не то, что нынче, в XXI веке... А. Л.
Пишут, что. ...пленки из поливинилового спирта, содержащего соли кобальта и лития, меняют прозрачность с изменением темпера ту ры ( «У кра и н с ки й физический журнал», t979, № 7, с 1041).. ...лекарственная терапия облысения неэффективна («Medical News», 1979, т. 11, № 19, с, 4)... ...на больших глубинах жизнь могло эволюционировать медленнее, чем на поверхности, так как вода экранирует космическое излучение («Design News», 1979, т. 35, № 7, с. 12).. ...в Англии от загрязнения окружающей среды ежегодно умирает от 60 до "80 тыс. человек («The Financial Times», 1979, № 27900, с. 9).. ...излечить от шизофрении чаще удаетс я людей с высоким уровнем интеллекта и с уравновешенным характером («Medical Tribune and Medical News». 1979, т. 20, № 14. с 2)... ...более 50% потребности в энергии крупных промышленных предприятий США можно удовлетворить, сжигая отходы древесины («Science News». 1979, т. 115, № И, с 169)... Наша везучая планета Поиски внеземных цивилизаций перестали быть уделом чудаков и писателей-фантастов. Этой проблеме посвящаются научные симпозиумы, на эту тему пишут научные статьи и монографии, выдвигаются разнообразные проекты и даже делаются прямые попытки обнаружить исходящие из Космоса сигналы наших братьев по разуму, не говоря уж о модной ныне ловле «тарелочек»... Но среди всех многочисленных вопросов, возникающих перед учеными, самый главный и самый сложный формулируется проще всего: а есть ли, собственно говоря, что искать? Иначе говоря, достаточно ли велик шанс встретить в ближайшей округе Вселенной жизнь вообще и разумную жизнь в особенности? Чтобы решить этот вопрос, естественнее всего обратиться, к примеру нашей собственной планеты, поставив вопрос так: могла бы на Земле появиться*жизнь в ее современных формах, если бы иным было ее положение у Солнца или бы само Солнце было иным? Ответ, данный на страницах журнала «Icarus» A979, т. 37, с. 351), оказывается весьма неутешительным для тех, кто ищет жизнь вне Земли, но весьма приятным для всех, кто живет на ней в настоящее время. Судите сами. Наглядно систему Земля — Солнце можно представить в виде пылинки, обращающейся на расстоянии примерно полутора метров вокруг горошины. Так вот, если бы это расстояние было бы всего на 5% (на'нашей модели — это всего 7,5 см) меньше, Земля еще 3,7 млрд. лет назад стала бы такой же горячей и непригодной для жизни, как Венера, а если бы расстояние от Земли до Солнца было бы больше на 1% (на модели— 1,5 см), то 1,7 млрд. лет назад эволюция нашей планеты пошла бы по марсианскому типу, в чем тоже ничего бы не было хорошего. То же самое можно сказать и о светимости Солнца. Будь она больше на 10% — и в солнечных лучах было бы слишком много убийственного ультрафиолета, а если чуть меньше — наступило бы величайшее обледенение, сделавшее жизнь невозможной. Одним словом, можно считать почти чудом, что на Земле все же существует жизнь, столь требовательная, как оказывается, к космическому окружению... В. ХРАМОВ ...уранилводородфосфат может служить проводником протонов («New Scientist», 1979, т. 82, № 1155, с. 548)... ъ$
его*. ssa* lAr^KSs ^^r^SM^-*» Г. Б11РИ."!, Ю, Ьрссккля об.].: Ще имные растворы а стеклянных ампулах мутнеют со временем, гик как iu пекла выщелачивается двуокись кремния: спет ни этот процесс не влияет — раствор мутнеет и в темноте. B. Т., Миасс Челябинской обл.: Вам здорово повезло, что гремучее серебро почему-то не образовалось. C. А. ГЕРГЕЛЮ. Донецкая обл.: Интересующий вас термин «пенетрация» пришел из английского языка, от penetration — проникновение. А. Н. МАРНЯКУ. Челябинск: Заменить платину золотом в водородном элементе нельзя. A. А. ВВЕДЕНСКОЙ, Киев: Простейший (и, надо сказать, неплохой) дистиллятор описан в заметке «Чайник — вещь полезная», 1973. № 5. B. П. ОВСЕЕНКО, Калуш Ивано-Фраиковской обл.- Несоответствие, которое вы заметили,— кажущееся, соотношение эпоксидной композиции и отвердителя 5:1 относится к объему, а 8:1 —к массе. В. А. ШАБАНОВОЙ, Москва: Р. Амундсен действительно достиг Южного полюса на 33 дня раньше Р. Ф. Скотта, и поэтому низвать Скотта и его спутников первооткрывателями (как было в М 7 на с. 69) не вполне корректно. A. ГЕРАСИМОВУ, Москва: Опубликованные труды А. А. Лю- бищева, равно как и других ученых, можно отыскать в каталоге любой крупной библиотеки. B. Г., Нукус: И все же молекулы NaC! существуют реально — например, когда при температуре выше 1413е С соль испаряется. А. КАМНЕВУ, Саратов: Специалисты фирмы «Мелодия» предостерегают от использования органических растворителей для чистки пластинок и. напротив, рекомендуют растворы мягких моющих средств, скажем, шампуней. А. М. ШУТОВУ, Москва: Зверобой действительно ядовит для некоторых животных — но не для людей. Г. В. КИРЮТКИНУ, Москва: Эндорфин в 30 раз активнее морфина. C. П-ву, Новосибирск: Теория относительности, как утверждают знающие люди, все же верна, а ваши рассуждения о ней, простите, не очень... Л. МАРЧЕНКО, Краснодарский край: А зачем добывать кремний из растений — там его несравненно меньше, чем в песке. О. ХОБ-ВУ, Москва: Безапелляционный тон вашего письма, а также слово «лимфатический» через «о» позволяют предположить, что вы не врач, а советы по самолечению редакция не одобряет. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. С. Люб а ров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, В. М. Соболев, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Б. Багаряцкий, М. А. Гуревич, Ю. И. Зварич, М. М. Златковский (художественный редактор), A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), * Г. М. Файбусович, В. К. Черникова Номер оформили художники А. В. Астрин, Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, Н. В. Маркова, Е. П. Суматохин, С. П. Тюнин Корректоры Н А. Горелове, Л. С. Зенович Сдано в набор 07.09.1979 г. Подписано в печать 08.10.1979 г. T-17409. Бумага 70X 108 ' , Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4. Уч-изд. л. 11,3. Бум л. 3. Тираж 360 000 экз Цена 45 коп. Заказ 2138 АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва, В-333, Ленинский проспект, 61 Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Чеховский полиграфический комбинат Союэполиграфпрома Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Мое ко вс кой обл. ©Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1979 г.
Как ест глухарь? Право, скажут многие, стоит ли обсуждать этакую банальность: глухарь, как и прочие птицы, клюет и проглатывает. Конечно, это так, но в то же время совсем не так. Ибо неспециалист видит в клевании лишь так называемые пинцетные движения. Слов нет, клюв, работающий по принципу пинцета, удобен, если надо подобрать с земли опавшие ягоды, семена или схватить букашку. Но поздней осенью и тем более зимой этими сладостями тайга не изобилует. И приходится глухарям долгими месяцами пробавляться почками, побегами и не очень калорийной сосновой или пихтовой хвоей. Много ли хвоинок раздобудешь пинцетом? Не поэтому ли сперва восторжествовало мнение, будто глухариный клюв есть не что иное, как подобие ножниц? Но сторонники другой точки зрения не сложили оружия. Недавно они доказали, что если клюв и можно принять за ножницы, то за плохие, сломанные, которые не режут, а мнут. Иными словами, дискуссия на тему, стрижет ли глухарь хвою или отрывает ее клювом, вроде бы закончилась. Вероятно, итогом дискуссии стала статья Г. П. Гамбаряна, опубликованная ровно год назад в «Зоологическом журнале». Статья подтвердила, что строение нёба у глухарей, тетеревов, рябчиков, фазанов, павлинов и прочих куриных птиц таково, что хвоя или побег не проскальзывают в клюве, а крепко стискиваются. И ороговевшее птичье нёбо можно уподобить нашим зубам. У каменного глухаря, обитающего в Восточной Сибири и на Камчатке, центральный гребень на нёбе даже способен раздробить заледеневшие на морозе побеги лиственницы. Увы, глухарям все же многое не по зубам: их главная зимняя еда — хвоя — не срезается, а заклинивается в узенькой щели между створками клюва. И птицы ее отрывают, резко дергая головой. Чтобы так дергать, нужно свято верить в крепрсть верхней челюсти. Такую уверенность глухарям дарит квадратная кость, которая в этот момент разворачивается и как бы защелкивает верхнюю челюсть, не дает ей отгибаться. Снова открыть рот глухарь сможет только при обратном повороте этой косточки. Так что ответ на вопрос заголовка можно сформулировать так: глухарь ест, запирая челюсть квадратной костью.
Прочена после перелета .„ .„яхматной Доек *' „за шахматной Д^^Гмчатся на ста- ' 0ИТЬся силами на Р.^ТереД- ^° ' " своих подо- Чтобы помериться ^ океаНЫ. И выводить свои rf. континенты и Р „ортивные врачи "* „. нарушаете естест. ЯИ0И- опытные тренеры " ' £ й дороги У Вялость, апат Однако 0ПЫТ" на бал. П(?слЛп1Ствования - отсюа ппепложила печных с^ коР^« сна и £«£татЫ. йВ„ых «P^jf ^ясного ШИ\бТ^шие спортивнее РезУи московскид « Рв ц резкой «е"оВСке. в зВа метод, n°?"°/L,Tb пловиов н пл бноВили тре v пловиЫ в тече ого - электрического т0Кла замедлить °°Р „ ослабить ре "Р°иеДУГх мозговой коры и таким '^лась Р" ших зонах мо „оотрвиквилиэвиии. то в° "Lbctbo в: времени. _ _А*Ркт электротр*_„рнов. но У ""* _„„игтвенное «ч>,и „„„ VT т.* пи 'Р" ия* мозговой iv"i— 0 ли при№Л*"ггтановилась и- яих зонах мо „оотрвиквилиэвиии. то 0 восстано во. времени. ффект электР°^,пТсменов, но у них венное «ч?» уте- То ЛИ 'че кГв»ствие на с"°р е плавать т группв^ я на вооружениеаДе быть в хорошей фор торым тоже нал j _yj ?*—>