№ 1 (2011)

Химия и
Химики

Химия и Химики № 1 (2011)

Содержание

Химия и другие науки

5

Приключения химиков

6

Столкновение планет

12

Нейтронные звезды

14

Свидание с кометой

33

Жизнь без фосфора?

36

Практическая химия и физика

40

Левитация как физическое явление

41

Левитирующие мыльные пузыри

46

Кипение и эффект Лейденфроста

88

Рука и расплавленный свинец

98

Пропан-бутановая смесь гасит свечу

102

Сеанс белой магии
(реакция хлористого водорода и аммиака)

114

Фонтан из колбы
(реакция хлористого водорода и аммиака)

134

http://chemistry-chemists.com

<1>

Химия и Химики № 1 (2011)

Эксперименты с гелием

141

Что такое эксикатор?

187

Реакция калия с водой (фотографии)

201

Реакция брома с алюминием и калием (фотографии)

212

Юный химик

260

Белый фосфор из «терок» спичечных коробков

261

Получение белого фосфора из красного.
Свечение белого фосфора

280

Раствор фосфора в циклогексане

318

Самовоспламенение раствора фосфора в циклогексане

360

Самовоспламенение раствора фосфора в бензоле

373

Получение нитроцеллюлозы

378

Огонь на ладони
(горение нитроцеллюлозы)

386

Горение нитроцеллюлозы (ч. 2)

395

Большие мыльные пузыри

425

Большие мыльные пузыри
(фотографии и комментарии)

468

Белые мыльные пузыри

478

Как проткнуть мыльный пузырь?

505

Кристаллы

522
http://chemistry-chemists.com

<2>

Химия и Химики № 1 (2011)

Дискуссии

539

Кодекс ученого

540

Антропогенное загрязнение в Китае

543

Неопознанный летающий Отец

558

Доска позора
Чиновники открыли новое вещество – «гидрохлорид натрия»

Научный юмор

561
562

565

Криоюмор
(низкотемпературные байки)

566

Анекдоты

577

Кошки

583

Веселые картинки

597

Литпортал
Пасквиль на эволюцию

609
610

О журнале Химия и Химики

687

Журнал для всех, кто интересуется наукой
Сайт журнала:
http://chemistry-chemists.com
Видео архив журнала Химия и Химики
(видео эксперименты по химии):
http://chemistry-chemists.com/Video.html
http://chemistry-chemists.com

<3>

Химия и Химики № 1 (2011)
Список рекомендованных учебников, практикумов и справочников по химии:
http://chemistry-chemists.com/Uchebniki.html
Форум журнала:
http://chemistry-chemists.com/forum/index.php
Приглашаем всех желающих взять участие работе форума.
Любые пожелания, предложения и замечания, а также отзывы вы можете написать непосредственно на
форуме.

Адрес электронной почты:
chemistryandchemists@gmail.com
По мере обнаружения опечаток и неточностей в прошлых номерах журнала, на сайте будут доступны
номера с внесенными правками. (Дата внесения последних коррективов указана на странице, где
размещены ссылки).
Старый сайт журнала перестал действовать. Чтобы старые ссылки работали, в них необходимо
заменить старое название домена chemistryandchemists.narod.ru на новое chemistry-chemists.com .

Мы благодарны всем читателям, которые разместили ссылки на сайт журнала
http://chemistry-chemists.com на сайтах, форумах и в блогах.

Журнал предназначен исключительно для
свободного распространения

Прочитал Сам –

Передай Другому
http://chemistry-chemists.com

<4>

Химия и Химики № 1 (2011)

Химия и другие науки

http://chemistry-chemists.com

<5>

Химия и Химики № 1 (2011)

Приключения химиков

@@@@@
Раньше в институте органической химии был отдел химии отравляющих веществ
(ОВ). Я спросил: «Неужели он так и назывался?». Оказалось, название отдела,
конечно, не отражало направление исследований, но чем занимался отдел, особо не
скрывали.
В лаборатории, где работал знакомый, была очень хорошая вытяжка, которая
работала непрерывно. Тяга была насколько сильной, что дверь лаборатории открыть
было очень трудно (вентиляция создавала в помещении значительное разрежение).
Чтобы решить эту проблему, в двери на уровне рук сделали небольшое окошко. Перед
тем, как открыть дверь, открывали это окошко, давление уравновешивалось, и дверь
можно было спокойно открыть.
Когда вытяжка выключалась (а на памяти коллеги это случалось дважды), все
покидали помещение на протяжении двадцати секунд.
@@@@@
В

одной

из

лабораторий

химики

работали

с

аминомеркаптанами

(аминотиоспиртами). В отличие от низших меркаптанов, данные соединения пахнут не
особо сильно. Запах аминомеркаптанов напоминает запах прокисших грибов и
отличается завидной устойчивостью. Другая особенность аминомеркаптанов: человек
постепенно привыкает к запаху этих соединений и перестает его ощущать. Сотрудники,
которые работали в лаборатории, не ощущали особого дискомфорта из-за неприятных
запахов, зато тем, кто заходил к ним в гости, приходилось непросто.
Кроме того, если аминомеркаптаны попадали на кожу или одежду, работающие с
ними химики могли этого не заметить, но потом другие люди это легко замечали – по
запаху, который исходил от сотрудников лаборатории.
@@@@@

http://chemistry-chemists.com

<6>

Химия и Химики № 1 (2011)
Как-то давным-давно в пятницу вечером на химфаке сварили селеноуглерод. В
понедельник на химфак было невозможно зайти.
@@@@@
В советские времена хорошая одежда была большим дефицитом. Один химик
разжился шикарной жилеткой, пошитой под заказ. Пошел в ней на праздник. За столом
неожиданно прозвучал взрыв. Жилетку разорвало. В остальном все обошлось
благополучно.
Оказалось, что химик хотел кого-то напугать и приготовил смесь бертолетовой
соли и красного фосфора – в граммовых количествах. Пакетик положил в карман
жилетки и забыл.
Несмотря на потерю жилетки, можно считать, что «пиротехнику» повезло: он мог
погибнуть на месте.
@@@@@
В одном институте инженер растирал азиды – ничего не зная об их взрывчатых
свойствах. Ступку он держал на коленях. Произошел взрыв, ноги не оторвало, но «все
остальное» – да. Человек на всю жизнь остался инвалидом. Прямым виновником этого
был его начальник, который даже не удосужился рассказать о взрывчатых свойствах
азидов, но суд его оправдал.
@@@@@
На лабораторной работе студенты титровали аммиак 0.1 N раствором серной
кислоты. Серную кислоту набирали из пятилитровой стеклянной емкости. В один
прекрасный момент сосуд с раствором разбился, кислота разлилась. Никто не
пострадал, только одному студенту на штаны попали брызги. Сначала ничего не
произошло, но утром штаны покрылись множеством дырок – было такое впечатление,
что по ним выстрелили из дробовика. Штаны были новыми и стоили тогда дорого.
Подобное поведение характерно для разбавленных растворов серной кислоты:
при попадании на ткань сначала ничего не происходит, но со временем вода
испаряется, концентрация кислоты увеличивается, и на одежде постепенно образуются
дырки.
@@@@@
http://chemistry-chemists.com

<7>

Химия и Химики № 1 (2011)
Взрывотехник постоянно носил в нагрудном кармане капсюль-детонатор. В один
прекрасный момент произошел взрыв, и его убило на месте. За счет статического
электричества проскочила искра, в капсюле было около 1 г нефлегматизированного
гексогена, а карман был как раз возле сердца.
Ошибка состояла в том, что провода детонатора нужно было скрутить между
собой, чтобы между ними не образовалась разность потенциалов. Погибший этого не
знал.
@@@@@
Некоторым химикам приходится работать с ядовитым и довольно коварным
веществом – фосгеном COCl2. Существует интересный способ, как уберечь себя от
действия фосгена. Между источником фосгена и экспериментатором вешают ткань,
смоченную водным раствором аммиака. Пока человек ощущает запах аммиака, это
своеобразная гарантия, что фосген до него «не доберется».
@@@@@
В советские времена в институте физической химии разбилась литровая бутылка
с соляной кислотой. В соседней комнате находились компьютеры. Тогда компьютер
был большой ценностью – почти как сейчас хороший ЯМР спектрометр или хром-масс.
Дело было перед выходными – пару дней в помещения никто не заходил. Когда
пришли в понедельник на работу, компьютеры не включались. В чем дело? Вскрыли
корпуса и обнаружили, что если провести рукой по платам, с них сыплются детали.
Пришлось списать пять компьютеров.
@@@@@
На неофициальном семинаре аспирантка читала доклад, готовясь к предзащите
диссертации. Слушало ее несколько человек.
У аспирантки были две проблемы: она плохо ориентировалась в собственной
теме, и между отдельными слайдами не всегда была четкая связь. По сути, доклад
представлял собой совокупность несвязанных фрагментов.
Чтобы помочь улучшить доклад, сотрудник попросил показать снова все слайды, и
каждый раз задавал вопрос: "А какая связь этой картинки с предыдущей частью
доклада?".

http://chemistry-chemists.com

<8>

Химия и Химики № 1 (2011)
Так дошли до слайда с выводами, и все расслабились. Тут прозвучал вопрос:
"А какая связь этого слайда с предыдущей частью доклада?!"
@@@@@
Был случай, разбили склянку, в которой было 150-200 мл 25% аммиака, народ из
лаборатории выскочил мгновенно, но работала тяга, чуток подождали, а потом один из
нас героически с мокрым полотенцем заскочил и открыл еще и окно, потом залили
лужу разведенной уксусной кислотой и вытерли.
@@@@@
Я помню другой случай: захожу как-то в учебный корпус, а весь вестибюль
заполнен

белым

дымом.

Оказывается,

нашелся

«энтузиаст»,

который

слил

концентрированные солянку и аммиак, чтобы получить хлорид аммония. Хорошо еще,
что был выходной, и в здании почти никого не было.
@@@@@
В одном НИИ пару лет назад нашелся «энтузиаст», который вылил тионилхлорид
в унитаз. Началась бурная реакция и все содержимое унитаза выплеснуло прямо в
лицо этого «энтузиаста». Хорошо, что он был в очках.
@@@@@
Неоднократно были случаи, когда сотрудники лабораторий выливали в раковину
эфир, иногда это заканчивалось взрывами на нижних этажах.
Другая неприятная вещь – сульфиды. Некоторые несознательные господа
выливают их в раковину, чем обеспечивают несравненный запах сероводорода для
всего корпуса.
@@@@@
Знакомый технолог рассказал интересную историю. На фармацевтическом
предприятии было необходимо наладить получение изопропилата алюминия, он был
нужен для выпуска одного из препаратов, по-моему, – левомицетина.
Методика была проста – алюминиевую стружку бросали в изопропиловый спирт и
добавляли немного соляной кислоты – для активации (растворения оксидной пленки).
Правда, не уверен, что изопропанол так просто будет реагировать с алюминием –
возможно для той же активации добавляли немного жидкого металла.
Чтобы получить стружку, взяли на работу человек шесть токарей, которые должны
были только тем и заниматься, что стачивать алюминиевые болванки.
http://chemistry-chemists.com

<9>

Химия и Химики № 1 (2011)
В один прекрасный момент сотрудник опустил в изопропанол не стружку, а целую
болванку – она прекрасно растворилась. Возник вопрос: что же делать с токарями?
Пришлось всех токарей переквалифицировать в аппаратчики.
@@@@@
Знакомый моего знакомого работал на фирме, которая торгует реактивами. Как-то
перед праздниками получил он мешок перманганата, возникла проблема: весь склад
забит, куда его девать? Подумав, он отнес мешок в самое безопасное место – в
помещение, где хранилась соляная кислота. Были и другие варианты: отнести
перманганат к олеуму или в помещение с органическими растворителями, но знакомый
благоразумно отклонил эти варианты.
@@@@@
Один химик бросил кусочек калия в снег – через мгновение калий вылетел оттуда
с фонтаном фиолетового пламени. У химика была кинокамера (дело было давно), но
эксперимент он не снимал, поскольку на черно-белой пленке передать всю красоту
опыта невозможно.
@@@@@
Коллеги рассказывали историю:
Полимерщики разрабатывали какую-то смолу и столкнулись с проблемой: в одних
случаях полимеризация мономера проходила, в других – нет.
Причину установить не удавалось, пока не выяснилось, что в соседней комнате
работали физики, у которых была гамма-пушка (источник гамма-излучения). Другими
словами, полимеризация проходила только тогда, когда гамма-лучи попадали на
установку.
Комментарий: история звучит правдоподобно, но не заслуживает большого доверия, Помещения,
в которых ведутся работы с источниками ионизирующего излучения, должны иметь защиту (например,
свинцовые экраны).

@@@@@
Рабочий заправлял никель-кадмиевые аккумуляторы щелочным электролитом. В
результате трагической случайности струя щелочи попала ему в глаз. Глазное яблоко
моментально вытекло. Но это было еще не самое худшее – пострадавший перенес три
операции, на протяжении одной из которых он трижды впадал в кому.

http://chemistry-chemists.com

< 10 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Всего этого можно было бы избежать, если бы на пострадавшем были защитные
очки.
При работе со щелочью нужно использовать очки, которые защищают глаза не
только спереди (как у токарей), но и сбоку (закрытые защитные очки). Открытые
защитные очки часто не спасают от щелочи. На заводе, где я работал, был другой
неприятный случай.
Слесарь раскручивал фланцевое соединение на трубопроводе со щелочью.
Трубопровод был перекрыт, но внутри осталась щелочь под избыточным давлением.
Слесарь допустил грубую ошибку: первым он открутил болт напротив лица. Фланцевое
соединение в этом месте разгерметизировалось, и в лицо ударил фонтан щелочи. На
слесаре были токарные очки, но они помогли лишь частично – щелочь попала в глаза.

Открытые защитные очки

Закрытые защитные очки
http://chemistry-chemists.com

< 11 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Столкновение планет
Звезда HD 172555 расположена на расстоянии около 95-100 световых лет от
Земли (в созвездии Павлин). Это молодая белая звезда спектрального класса A,
примерно 5−ой звездной величины, карлик главной последовательности. Звезда
HD 172555 находится на ранней стадии формирования планетарной системы (звезде
всего 12 миллионов лет).
Астрономы, изучая данные с орбитального инфракрасного телескопа Spitzer,
обнаружили, что возле звезды HD 172555 присутствуют следы столкновения крупных
небесных

тел: обширные

россыпи

скалистых обломков,

пыль из

аморфного

кремнезема и кусочки затвердевшей лавы (тектиты), а также гигантские облака
газообразного монооксида кремния SiO. По этим данным ученые восстановили картину
катастрофы1.
Предполагается, что столкнулись между собой две скалистые планеты, одна из
которых была размером с Меркурий, другая – с Луну. Две планеты сближались со
скоростью более 10 километров в секунду. Энергия соударения расплавила и испарила
огромные объемы породы, которые были выброшены в космос. При этом меньшее
тело было полностью уничтожено, а более крупное – сильно повреждено. Полная
масса всего распыленного материала оценивается в 10²² кг (это масса крупного
астероида размером в 1000 км). Столкновение, вероятно, произошло несколько тысяч
лет назад.
Это подтверждает версию об аналогичных столкновениях крупных тел в нашей
Солнечной системе. Одно из таких столкновений стало причиной возникновения Луны
(на сегодняшний день это наиболее обоснованная гипотеза образования нашего
спутника). Считается, что столкновения планет с крупными космическими телами
существенно преобразили облик Марса, привели к «опрокидыванию» оси вращения
Урана, закручиванию Венеры в обратную сторону и нарушению целостности коры
Меркурия. Однако, дошедшие до нас следы катастроф – лишь слабые отголоски того,
что происходило в ранний период истории Солнечной системы. Наблюдения за
1

Оригинальная статья: C. M. Lisse et. al. Abundant Circumstellar Silica Dust and SiO Gas Created by a Giant Hypervelocity Collision in
the ~12 Myr HD172555 System. The Astrophysical Journal, 701: 2019–2032, 2009. http://iopscience.iop.org/0004-637X/701/2/2019

http://chemistry-chemists.com

< 12 >

Химия и Химики № 1 (2011)
планетными системами возле других звезд позволяют предполагать, что в молодой
Солнечной системе планет было значительно больше, чем сейчас. В прошлом орбиты
доживших до нашего времени планет могли существенно отличаться от тех, которые
мы наблюдаем сейчас.
Еще сравнительно недавно считалось, что планеты Солнечной системы
сформировались из протопланетного диска примерно в тех же местах, где они
находятся в и наше время. В частности, огромный размер Юпитера объясняли тем, что
он сформировался на границе зоны «образования льда». Однако исследования других
планетных систем заставляют нас пересмотреть теорию возникновения нашей
собственной Солнечной системы.

http://chemistry-chemists.com

< 13 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Нейтронные звезды
Николай Андреев
Нейтронные звезды, которые часто называют «мертвыми», являются
удивительнейшими

объектами.

Их

изучение

в

последние

десятилетия

превратилось в одну из самых увлекательных и богатых открытиями областей
астрофизики. Интерес к нейтронным звездам обусловлен не только загадочностью
их строения, но и колоссальной плотностью, и сильнейшими магнитными и
гравитационными

полями.

Материя

там

находится

в

особом

состоянии,

напоминающем огромное атомное ядро, и эти условия невозможно воспроизвести в
земных лабораториях.
Рождение на кончике пера
Открытие в 1932 году новой элементарной частицы — нейтрона заставило
астрофизиков задуматься над тем, какую роль он может играть в эволюции звезд. Два
года спустя было высказано предположение о том, что взрывы сверхновых звезд
связаны с превращением обычных звезд в нейтронные. Затем были выполнены
расчеты структуры и параметров последних, и стало ясно, что если небольшие звезды
(типа нашего Солнца) в конце своей эволюции превращаются в белых карликов, то
более тяжелые становятся нейтронными. В августе 1967 года радиоастрономы при
изучении мерцаний космических радиоисточников обнаружили странные сигналы —
фиксировались очень короткие, длительностью около 50 миллисекунд, импульсы
радиоизлучения, повторявшиеся через строго определенный интервал времени
(порядка одной секунды). Это было совершенно не похоже на обычную хаотическую
картину случайных нерегулярных колебаний радиоизлучения. После тщательной
проверки всей аппаратуры пришла уверенность, что импульсы имеют внеземное
происхождение. Астрономов трудно удивить объектами, излучающими с переменной
интенсивностью, но в данном случае период был столь мал, а сигналы — столь
регулярны, что ученые всерьез предположили, что они могут быть весточками от
внеземных цивилизаций.
А потому первый пульсар получил название LGM-1 (от английского Little Green
Men — «Маленькие Зеленые Человечки»), хотя попытки найти какой-либо смысл в
http://chemistry-chemists.com

< 14 >

Химия и Химики № 1 (2011)
принимаемых импульсах окончились безрезультатно. Вскоре были обнаружены еще
3 пульсирующих

радиоисточника.

Их

период

опять

оказался

много

меньше

характерных времен колебания и вращения всех известных астрономических объектов.
Из-за импульсного характера излучения новые объекты стали называть пульсарами.
Это открытие буквально всколыхнуло астрономию, и из многих радиообсерваторий
начали поступать сообщения об обнаружении пульсаров. После открытия пульсара в
Крабовидной Туманности, возникшей из-за взрыва сверхновой в 1054 году (эта звезда
была видна днем, о чем упоминают в своих летописях китайцы, арабы и
североамериканцы), стало ясно, что пульсары каким-то образом связаны с вспышками
сверхновых звезд.
Скорее всего, сигналы шли от объекта, оставшегося после взрыва. Прошло
немало времени, прежде чем астрофизики поняли, что пульсары — это и есть быстро
вращающиеся нейтронные звезды, которые они так долго искали.
Крабовидная туманность

Вспышка этой сверхновой звезды, сверкавшей на земном небосклоне ярче
Венеры и видимой даже днем, произошла в 1054 году по земным часам. Почти
1 000 лет — это очень маленький срок по космическим меркам, и, тем не менее, за это
время

из

остатков

взорвавшейся

звезды

успела

образоваться

красивейшая

Крабовидная туманность. Данное изображение (см. фото выше) является композицией
двух картинок: одна из них получена космическим оптическим телескопом «Хаббл»
http://chemistry-chemists.com
< 15 >

Химия и Химики № 1 (2011)
(оттенки красного), другая — рентгеновским телескопом «Чандра» (голубой). Хорошо
видно, что высокоэнергичные электроны, излучающие в рентгеновском диапазоне,
очень быстро теряют свою энергию, поэтому голубые цвета превалируют только в
центральной части туманности.
Совмещение двух изображений помогает более точно понять механизм работы
этого удивительнейшего космического генератора, излучающего электромагнитные
колебания широчайшего частотного диапазона — от гамма-квантов до радиоволн. Хотя
большинство нейтронных звезд было обнаружено по радиоизлучению, все же основное
количество энергии они испускают в гамма- и рентгеновском диапазонах. Нейтронные
звезды рождаются очень горячими, но достаточно быстро охлаждаются, и уже в
тысячелетнем возрасте имеют температуру поверхности около 1 000 000 К. Поэтому
только молодые нейтронные звезды сияют в рентгеновском диапазоне за счет чисто
теплового излучения.

Крабовидная туманность (изображение телескопа «Хаббл»)
http://chemistry-chemists.com

< 16 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Изображения

Крабовидной

туманности

в

рентгеновском,

видимом,

инфракрасном и радиоволновом диапазонах
Физика пульсара
Пульсар — это просто огромный намагниченный волчок, крутящийся вокруг оси,
не совпадающей с осью магнита. Если бы на него ничего не падало, и он ничего не
испускал, то его радиоизлучение имело бы частоту вращения, и мы никогда бы его не
услышали на Земле. Но дело в том, что данный волчок имеет колоссальную массу и
высокую температуру поверхности, да и вращающееся магнитное поле создает
огромное по напряженности электрическое поле, способное разгонять протоны и
электроны почти до световых скоростей. Причем все эти заряженные частицы,
носящиеся вокруг пульсара, зажаты в ловушке из его колоссального магнитного поля.
И только в пределах небольшого телесного угла около магнитной оси они могут
вырваться на волю (нейтронные звезды обладают самыми сильными магнитными
полями во Вселенной, достигающими 1010-1014 гаусс, для сравнения: земное поле
составляет 1 гаусс, солнечное — 10-50 гаусс). Именно эти потоки заряженных частиц и
являются источником того радиоизлучения, по которому и были открыты пульсары,
оказавшиеся в дальнейшем нейтронными звездами. Поскольку магнитная ось
нейтронной звезды необязательно совпадает с осью ее вращения, то при вращении
звезды поток радиоволн распространяется в космосе подобно лучу проблескового
маяка — лишь на миг прорезая окружающую мглу.
http://chemistry-chemists.com

< 17 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Строение пульсара

Рентгеновские изображения пульсара Крабовидной туманности в активном
(слева) и обычном (справа) состояниях
Ближайший сосед - пульсар PSR J0437-4715
Данный пульсар находится на расстоянии всего 450 световых лет от Земли и
является двойной системой из нейтронной звезды и белого карлика с периодом
обращения 5.5 дня. Мягкое рентгеновское излучение, принимаемое спутником ROSAT,
испускают раскаленные до двух миллионов градусов полярные шапки PSR J0437-4715.
http://chemistry-chemists.com
< 18 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В

процессе

своего

быстрого

вращения

(период

этого

пульсара

равен

5.75

миллисекунды) он поворачивается к Земле то одним, то другим магнитным полюсом, в
результате интенсивность потока гамма-квантов меняется на 33%. Яркий объект рядом
с маленьким пульсаром – это далекая галактика, которая по каким-то причинам
активно светится в рентгеновском участке спектра (см. изображение ниже).

Пульсар PSR J0437-4715

Всесильная гравитация
Согласно современной теории эволюции массивные звезды заканчивают свою
жизнь колоссальным взрывом, превращающим большую их часть в расширяющуюся
газовую туманность. В итоге от гиганта, во много раз превышавшего размерами и
массой наше Солнце, остается плотный горячий объект размером около 20 км, с
тонкой атмосферой (из водорода и более тяжелых ионов) и гравитационным полем, в
100 млрд. раз превышающим земное. Его и назвали нейтронной звездой, полагая, что
он состоит главным образом из нейтронов. Вещество нейтронной звезды — самая
плотная форма материи (чайная ложка такого суперядра весит порядка миллиарда
тонн). Очень короткий период излучаемых пульсарами сигналов был первым и самым
http://chemistry-chemists.com

< 19 >

Химия и Химики № 1 (2011)
главным аргументом в пользу того, что это и есть нейтронные звезды, обладающие
огромным магнитным полем и вращающиеся с бешеной скоростью. Только плотные и
компактные объекты (размером всего в несколько десятков километров) с мощным
гравитационным полем могут выдерживать такую скорость вращения, не разлетаясь на
куски из-за центробежных сил инерции.
Нейтронная звезда состоит из нейтронной жидкости с примесью протонов и
электронов. «Ядерная жидкость», очень напоминающая вещество из атомных ядер, в
1014 раз плотнее обычной воды. Это огромное различие вполне объяснимо — ведь
атомы состоят в основном из пустого пространства, в котором вокруг крошечного
тяжелого ядра порхают легкие электроны. Ядро содержит почти всю массу, так как
протоны и нейтроны в 2 000 раз тяжелее электронов. Экстремальные силы,
возникающие при формировании нейтронной звезды, так сжимают атомы, что
электроны, вдавленные в ядра, объединяются с протонами, образуя нейтроны. Таким
образом рождается звезда, почти полностью состоящая из нейтронов. Сверхплотная
ядерная жидкость, если ее принести на Землю, взорвалась бы, подобно ядерной
бомбе, но в нейтронной звезде она устойчива благодаря огромному гравитационному
давлению. Однако во внешних слоях нейтронной звезды (как, впрочем, и всех звезд)
давление и температура падают, образуя твердую корку толщиной около километра.
Как полагают, состоит она в основном из ядер железа.
Вспышка
Колоссальная рентгеновская вспышка 5 марта 1979 года, оказывается, произошла
далеко за пределами нашей Галактики, в Большом Магеллановом Облаке — спутнике
нашего Млечного Пути, находящемся на расстоянии 180 тыс. световых лет от Земли.
Совместная

обработка

гаммавсплеска

5

марта,

зафиксированного

семью

космическими кораблями, позволила достаточно
точно определить положение данного объекта, и
то, что он находится именно в Магеллановом
Облаке,

сегодня

практически

не

вызывает

сомнений.
Событие, случившееся на данной далекой
звезде 180 тыс. лет назад, трудно представить, но
вспыхнула она тогда, как целых 10 сверхновых
звезд, более чем в 10 раз превысив светимость
http://chemistry-chemists.com

< 20 >

Химия и Химики № 1 (2011)
всех звезд нашей Галактики. Яркая точка в верхней части рисунка — это давно и
хорошо известный SGR-пульсар, а неправильный контур — наиболее вероятное
положение объекта, вспыхнувшего 5 марта 1979 года.
Происхождение нейтронной звезды
Вспышка сверхновой звезды — это просто переход части гравитационной энергии
в тепловую. Когда в старой звезде заканчивается топливо и термоядерная реакция уже
не может разогреть ее недра до нужной температуры, происходит как бы обрушение —
коллапс газового облака на его центр тяжести. Высвобождающаяся при этом энергия
разбрасывает внешние слои звезды во все стороны, образуя расширяющуюся
туманность. Если звезда маленькая, типа нашего Солнца, то происходит вспышка и
образуется белый карлик. Если масса светила более чем в 10 раз превышает
Солнечную, то такое обрушение приводит к вспышке сверхновой звезды и образуется
обычная нейтронная звезда. Если же сверхновая вспыхивает на месте совсем
большой звезды, с массой 20—40 Солнечных, и образуется нейтронная звезда с
массой большей трех Солнц, то процесс гравитационного сжатия приобретает
необратимый характер, и образуется черная дыра.

Внутренняя структура
Твердая корка внешних слоев нейтронной звезды состоит из тяжелых атомных
ядер, упорядоченных в кубическую решетку, с электронами, свободно летающими
между ними, чем напоминает земные металлы, но только намного более плотные.
http://chemistry-chemists.com
< 21 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Хотя нейтронные звезды интенсивно изучаются уже около трех десятилетий, их
внутренняя структура доподлинно неизвестна. Более того, нет твердой уверенности и в
том, что они действительно состоят в основном из нейтронов. С продвижением вглубь
звезды давление и плотность увеличиваются, и материя может быть настолько сжата,
что она распадется на кварки — строительные блоки протонов и нейтронов. Согласно
современной квантовой хромодинамике кварки не могут существовать в свободном
состоянии, а объединяются в неразлучные «тройки» и «двойки». Но, возможно, у
границы

внутреннего

ядра

нейтронной

звезды

ситуация

меняется,

и

кварки

вырываются из своего заточения. Чтобы глубже понять природу нейтронной звезды и
экзотической кварковой материи, астрономам необходимо определить соотношение
между массой звезды и ее радиусом (средняя плотность). Исследуя нейтронные
звезды со спутниками, можно достаточно точно измерить их массу, но определить
диаметр — намного труднее. Совсем недавно ученые, используя возможности
рентгеновского спутника «XMM-Ньютон», нашли способ оценки плотности нейтронных
звезд, основанный на гравитационном красном смещении. Необычность нейтронных
звезд состоит еще и в том, что при уменьшении массы звезды ее радиус возрастает —
в результате наименьший размер имеют наиболее массивные нейтронные звезды.
Черная вдова
Взрыв сверхновой звезды достаточно часто
сообщает

новорожденному

пульсару

немалую

скорость. Такая летящая звезда с приличным
собственным магнитным полем сильно возмущает
ионизированный газ, заполняющий межзвездное
пространство. Образуется своеобразная ударная
волна, бегущая впереди звезды и расходящаяся
широким

конусом

после

нее.

Совмещенное

оптическое (сине-зеленая часть) и рентгеновское
(оттенки красного) изображение показывает, что
здесь мы имеем дело не просто со светящимся газовым облаком, а с огромным
потоком элементарных частиц, испускаемых данным миллисекундным пульсаром.
Линейная скорость Черной Вдовы равна 1 млн. км/ч, оборот вокруг оси она делает за
1.6 мс, лет ей уже около миллиарда, и у нее есть звезда-компаньон, кружащаяся около
Вдовы с периодом 9.2 часа. Свое название пульсар B1957+20 получил по той простой
причине, что его мощнейшее излучение просто сжигает соседа, заставляя «кипеть» и
испаряться образующий его газ. Красный сигарообразный кокон позади пульсара —
http://chemistry-chemists.com
< 22 >

Химия и Химики № 1 (2011)
это та часть пространства, где испускаемые нейтронной звездой электроны и протоны
излучают мягкие гамма-кванты.
Результат

компьютерного

моделирования

позволяет очень наглядно, в разрезе, представить
процессы, происходящие вблизи быстро летящего
пульсара. Расходящиеся от яркой точки лучи — это
условное

изображение

того

потока

лучистой

энергии, а также потока частиц и античастиц,
который исходит от нейтронной звезды. Красная
обводка на границе черного пространства вокруг
нейтронной звезды и рыжих светящихся клубов плазмы — это то место, где поток
релятивистских, летящих почти со скоростью света, частиц встречается с уплотненным
ударной волной межзвездным газом. Резко тормозя, частицы испускают рентгеновское
излучение и, потеряв основную энергию, уже не так сильно разогревают налетающий
газ.
Судороги гигантов
Пульсары считаются одной из ранних стадий жизни нейтронной звезды.
Благодаря их изучению ученые узнали и о магнитных полях, и о скорости вращения, и
о дальнейшей судьбе нейтронных звезд. Постоянно наблюдая за поведением
пульсара, можно точно установить: сколько энергии он теряет, насколько замедляется,
и даже то, когда он прекратит свое существование, замедлившись настолько, что не
сможет излучать мощные радиоволны. Эти исследования подтвердили многие
теоретические предсказания относительно нейтронных звезд.
Уже к 1968 году были обнаружены пульсары с периодом вращения от
0.033 секунды до 2 секунд. Периодичность импульсов радиопульсара выдерживается с
удивительной точностью, и поначалу стабильность этих сигналов была выше земных
атомных часов. И все же по мере прогресса в области измерения времени для многих
пульсаров удалось зарегистрировать регулярные изменения их периодов. Конечно, это
исключительно малые изменения, и только за миллионы лет можно ожидать
увеличения периода вдвое. Отношение текущей скорости вращения к замедлению
вращения — один из способов оценки возраста пульсара. Несмотря на поразительную
стабильность радиосигнала, некоторые пульсары иногда испытывают так называемые
«нарушения». За очень короткий интервал времени (менее 2 минут) скорость вращения
http://chemistry-chemists.com

< 23 >

Химия и Химики № 1 (2011)
пульсара увеличивается на существенную величину, а затем через некоторое время
возвращается к той величине, которая была до «нарушения». Полагают, что
«нарушения» могут быть вызваны перегруппировкой массы в пределах нейтронной
звезды. Но в любом случае точный механизм пока неизвестен.
Так, пульсар Вела примерно раз в 3 года подвергается большим «нарушениям», и
это делает его очень интересным объектом для изучения подобных явлений.
Магнетары
Некоторые

нейтронные

звезды,

названные

источниками

повторяющихся

всплесков мягкого гамма-излучения — SGR, испускают мощные всплески «мягких»
гамма-лучей через нерегулярные интервалы. Количество энергии, выбрасываемое
SGR при обычной вспышке, длящейся несколько десятых секунды, Солнце может
излучить только за целый год. Четыре известные SGR находятся в пределах нашей
Галактики и только один — вне нее. Эти невероятные взрывы энергии могут быть
вызваны звездотрясениями — мощными версиями землетрясений, когда разрывается
твердая поверхность нейтронных звезд, и из их недр вырываются мощные потоки
протонов, которые, увязая в магнитном поле, испускают гамма- и рентгеновское
излучение. Нейтронные звезды были идентифицированы как источники мощных гаммавсплесков после огромной гаммавспышки 5 марта 1979 года, когда было выброшено
столько энергии в течение первой же секунды, сколько Солнце излучает за 1 000 лет.
Недавние наблюдения за одной из наиболее «активных» в настоящее время
нейтронных звезд, похоже, подтверждают теорию о том, что нерегулярные мощные
всплески гамма- и рентгеновского излучений вызваны звездотрясениями.
В 1998 году внезапно очнулся от «дремоты» известный SGR, который 20 лет не
подавал признаков активности и выплеснул почти столько же энергии, как и гаммавспышка 5 марта 1979 года. Больше всего поразило исследователей при наблюдении
за этим событием резкое замедление скорости вращения звезды, говорящее о ее
разрушении. Для объяснения мощных гамма и рентгеновских вспышек была
предложена модель магнетара — нейтронной звезды со сверхсильным магнитным
полем. Если нейтронная звезда рождается, вращаясь очень быстро, то совместное
влияние вращения и конвекции, которая играет важную роль в первые несколько
секунд существования нейтронной звезды, может создать огромное магнитное поле в
результате сложного процесса, известного как «активное динамо» (таким же способом
создается поле внутри Земли и Солнца). Теоретики были поражены, обнаружив, что
http://chemistry-chemists.com

< 24 >

Химия и Химики № 1 (2011)
такое динамо, работая в горячей, новорожденной нейтронной звезде, может создать
магнитное поле, в 10 000 раз более сильное, чем обычное поле пульсаров. Когда
звезда охлаждается (секунд через 10 или 20), конвекция и действие динамо
прекращаются, но этого времени вполне достаточно, чтобы успело возникнуть нужное
поле.
Магнитное поле вращающегося электропроводящего шара бывает неустойчивым,
и резкая перестройка его структуры может сопровождаться выбросом колоссальных
количеств энергии (наглядный пример такой неустойчивости — периодическая
переброска магнитных полюсов Земли). Аналогичные вещи случаются и на Солнце, во
взрывных событиях, названных «солнечными вспышками». В магнетаре доступная
магнитная энергия огромна, и этой энергии вполне достаточно для мощи таких
гигантских вспышек, как 5 марта 1979 и 27 августа 1998 годов. Подобные события
неизбежно вызывают глубокую ломку и изменения в структуре не только электрических
токов в объеме нейтронной звезды, но и ее твердой коры. Другим загадочным типом
объектов,

которые

испускают

мощное

рентгеновское

излучение

во

время

периодических взрывов, являются так называемые аномальные рентгеновские
пульсары — AXP. Они отличаются от обычных рентгеновских пульсаров тем, что
излучают только в рентгеновском диапазоне. Ученые полагают, что SGR и AXP
являются фазами жизни одного и того же класса объектов, а именно магнетаров, или
нейтронных звезд, которые излучают мягкие гамма-кванты, черпая энергию из
магнитного поля. И хотя магнетары на сегодня остаются детищами теоретиков, и нет
достаточных данных, подтверждающих их существование, астрономы упорно ищут
нужные доказательства.
Кандидаты в магнетары
Астрономы уже так основательно изучили нашу родную галактику Млечный Путь,
что им ничего не стоит изобразить ее вид сбоку, обозначив на нем положение
наиболее замечательных из нейтронных звезд.
Ученые полагают, что AXP и SGR — это просто две стадии жизни одного и того же
гигантского магнита — нейтронной звезды. Первые 10 000 лет магнетар — это
SGR-пульсар, видимый в обычном свете и дающий повторяющиеся вспышки мягкого
рентгеновского излучения, а последующие миллионы лет он, уже как аномальный
пульсар AXP, исчезает из видимого диапазона и попыхивает только в рентгеновском.

http://chemistry-chemists.com

< 25 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Расположение объектов, которые являются кандидатами в магнетары
Самый сильный магнит
Анализ

данных,

полученных

спутником

RXTE (Rossi X-ray Timing Explorer, NASA) при
наблюдениях необычного пульсара SGR 1806-20,
показал, что этот источник является самым
мощным из известных на сегодняшний день
магнитов во Вселенной. Величина его поля была
определена не только на основании косвенных
данных

(по

замедлению

пульсара),

но

и

практически прямо — по измерению частоты
вращения

протонов

в

магнитном

поле

Пульсар SGR 1806-20. Снимок
сделан

в

радиоволновом

диапазоне

нейтронной звезды. Магнитное поле вблизи
поверхности этого магнитара достигает 1015 гаусс. Находись он, например, на орбите
Луны, все магнитные носители информации на нашей Земле были бы размагничены.
Правда, с учетом того, что его масса примерно равна Солнечной, это было бы уже
неважно, поскольку даже если бы Земля и не упала на эту нейтронную звездочку, то
вертелась бы вокруг нее как угорелая, делая полный оборот всего за час.
http://chemistry-chemists.com

< 26 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Так художник представляет себе магнетар SGR 1806-20
Активное динамо
Все мы знаем, что энергия любит переходить из одной формы в другую.
Электричество

легко

превращается

в

тепло,

а

кинетическая

энергия

—

в

потенциальную. Огромные конвективные потоки электропроводящей магмы плазмы
или ядерного вещества, оказывается, тоже могут свою кинетическую энергию
преобразовать во что-нибудь необычное, например, в магнитное поле. Перемещение
больших масс на вращающейся звезде в присутствии небольшого исходного
магнитного поля могут приводить к электрическим токам, создающим поле того же
направления, что и исходное. В результате начинается лавинообразное нарастание
собственного магнитного поля вращающегося токопроводящего объекта. Чем больше
поле, тем больше токи, чем больше токи, тем больше поле — и все это из-за
банальных конвективных потоков, обусловленных тем, что горячее вещество легче
холодного, и потому всплывает…
Беспокойное соседство
Знаменитая космическая обсерватория «Чандра» обнаружила сотни объектов (в
том числе и в других галактиках), свидетельствующих о том, что не всем нейтронным
звездам предназначено вести жизнь в одиночестве. Такие объекты рождаются в
http://chemistry-chemists.com

< 27 >

Химия и Химики № 1 (2011)
двойных системах, которые пережили взрыв сверхновой, создавший нейтронную
звезду. А иногда случается, что одиночные нейтронные звезды в плотных звездных
областях типа шаровых скоплений захватывают себе компаньона. В таком случае
нейтронная звезда будет «красть» вещество у своей соседки. И в зависимости от того,
насколько массивная звезда составит ей компанию, эта «кража» будет вызывать
разные последствия. Газ, текущий с компаньона, массой, меньшей, чем у нашего
Солнца, на такую «крошку», как нейтронная звезда, не сможет сразу упасть из-за
слишком большого собственного углового момента, поэтому он создает вокруг нее так
называемый аккреционный диск из «украденной» материи. Трение при накручивании
на нейтронную звезду и сжатие в гравитационном поле разогревает газ до миллионов
градусов, и он начинает испускать рентгеновское излучение. Другое интересное
явление, связанное с нейтронными звездами, имеющими маломассивного компаньона,
— рентгеновские вспышки (барстеры). Они обычно длятся от нескольких секунд до
нескольких минут и в максимуме дают звезде светимость, почти в 100 тысяч раз
превышающую светимость Солнца.

Эти вспышки объясняют тем, что, когда водород и гелий переносятся на
нейтронную звезду с компаньона, они образуют плотный слой. Постепенно этот слой
становится настолько плотным и горячим, что начинается реакция термоядерного
синтеза, и выделяется огромное количество энергии. По мощности это эквивалентно
взрыву всего ядерного арсенала землян на каждом квадратном сантиметре
поверхности

нейтронной

звезды

в

течение

минуты.

http://chemistry-chemists.com

Совсем

другая

картина
< 28 >

Химия и Химики № 1 (2011)
наблюдается, если нейтронная звезда имеет массивного компаньона. Звезда-гигант
теряет вещество в виде звездного ветра (исходящего от ее поверхности потока
ионизированного газа), и огромная гравитация нейтронной звезды захватывает часть
этого вещества себе. Но здесь вступает в свои права магнитное поле, которое
заставляет падающее вещество течь по силовым линиям к магнитным полюсам.
Это означает, что рентгеновское излучение прежде всего генерируется в горячих
точках на полюсах, и если магнитная ось и ось вращения звезды не совпадают, то
яркость звезды оказывается переменной — это тоже пульсар, но только рентгеновский.
Нейтронные звезды в рентгеновских пульсарах имеют компаньонами яркие звездыгиганты. В барстерах же компаньонами нейтронных звезд являются слабые по блеску
звезды малых масс. Возраст ярких гигантов не превышает нескольких десятков
миллионов лет, тогда как возраст слабых звезд-карликов может насчитывать
миллиарды лет, поскольку первые гораздо быстрее расходуют свое ядерное топливо,
чем вторые. Отсюда следует, что барстеры — это старые системы, в которых
магнитное поле успело со временем ослабеть, а пульсары — относительно молодые, и
потому магнитные поля в них сильнее. Может быть, барстеры когда-то в прошлом
пульсировали, а пульсарам еще предстоит вспыхивать в будущем.
С двойными системами связывают и пульсары с самыми короткими периодами
(менее 30 миллисекунд) — так называемые миллисекундные пульсары. Несмотря на их
быстрое вращение, они оказываются не молодыми, как следовало бы ожидать, а
самыми старыми.
Возникают они из двойных систем, где старая, медленно вращающаяся
нейтронная звезда начинает поглощать материю со своего, тоже уже состарившегося
компаньона (обычно красного гиганта). Падая на поверхность нейтронной звезды,
материя передает ей вращательную энергию, заставляя крутиться все быстрее.
Происходит это до тех пор, пока компаньон нейтронной звезды, почти освобожденный
от лишней массы, не станет белым карликом, а пульсар не оживет и не начнет
вращаться со скоростью сотни оборотов в секунду. Впрочем, недавно астрономы
обнаружили весьма необычную систему, где компаньоном миллисекундного пульсара
является не белый карлик, а гигантская раздутая красная звезда. Ученые полагают, что
они наблюдают эту двойную систему как раз в стадии «освобождения» красной звезды
от лишнего веса и превращения в белого карлика. Если эта гипотеза неверна, тогда
звезда-компаньон может быть обычной звездой из шарового скопления, случайно
захваченной пульсаром. Почти все нейтронные звезды, которые известны в настоящее
http://chemistry-chemists.com

< 29 >

Химия и Химики № 1 (2011)
время, найдены или в рентгеновских двойных системах, или как одиночные пульсары.
И вот недавно «Хаббл» заметил в видимом свете нейтронную звезду, которая не
является компонентом двойной системы и не пульсирует в рентгеновском и
радиодиапазоне. Это дает уникальную возможность точно определить ее размер и
внести коррективы в представления о составе и структуре этого причудливого класса
выгоревших, сжатых гравитацией звезд. Эта звезда была обнаружена впервые как
рентгеновский источник и излучает в этом диапазоне не потому, что собирает
водородный газ, когда движется в пространстве, а потому, что она все еще молода.
Возможно, она является остатком одной из звезд двойной системы. В результате
взрыва сверхновой эта двойная система разрушилась, и бывшие соседи начали
независимое путешествие по Вселенной.
Малютка — пожиратель звезд
Как камни падают на землю, так и большая звезда, отпуская по кусочку свою
массу, постепенно перемещается на маленького да удаленького соседа, имеющего
огромное гравитационное поле вблизи своей поверхности. Если бы звезды не
крутились вокруг общего центра тяжести, то газовая струя могла бы просто течь, как
поток воды из кружки, на маленькую нейтронную звезду. Но поскольку звезды кружатся
в хороводе, то падающая материя, прежде чем она окажется на поверхности, должна
потерять большую часть своего момента импульса. И здесь взаимное трение частиц,
двигающихся по различным траекториям, и взаимодействие ионизированной плазмы,
образующей аккреционный диск, с магнитным полем пульсара помогают процессу
падения материи успешно закончиться ударом о поверхность нейтронной звезды в
области ее магнитных полюсов.

http://chemistry-chemists.com

< 30 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Загадка 4U2127 разгадана
Эта звезда более 10 лет морочила голову астрономам, проявляя странную
медленную изменчивость своих параметров и вспыхивая каждый раз по-разному.
Только новейшие исследования космической обсерватории «Чандра» позволили
разгадать загадочное поведение этого объекта. Оказалось, что это не одна, а две
нейтронные звезды. Причем обе они имеют компаньонов — одну звезду, похожую на
наше Солнце, другую — на небольшую голубую соседку. Пространственно эти пары
звезд разделены достаточно большим расстоянием и живут независимой жизнью. А
вот на звездной сфере они проецируются почти в одну точку, поэтому так долго их и
считали одним объектом. Находятся эти четыре звездочки в шаровом скоплении М15
на расстоянии 34 тыс. световых лет.
Открытый вопрос
Всего на сегодняшний день астрономы обнаружили около 1 200 нейтронных
звезд. Из них более 1 000 являются радиопульсарами1, а остальные — просто
рентгеновскими источниками. За годы исследований ученые пришли к выводу, что
нейтронные звезды — настоящие оригиналы. Одни — очень яркие и спокойные, другие
— периодически вспыхивающие и видоизменяющиеся звездотрясениями, третьи —
существующие в двойных системах. Эти звезды относятся к самым загадочным и
неуловимым

астрономическим

объектам,

соединяющим

в

себе

сильнейшие

гравитационные и магнитные поля и экстремальные плотности и энергии. И каждое
новое открытие из их бурной жизни дает ученым уникальные сведения, необходимые
для понимания природы Материи и эволюции Вселенной.
Вселенкий эталон
Послать что-нибудь за пределы Солнечной системы очень даже непросто,
поэтому вместе с направившимися туда 30 лет назад космическими кораблями
«Пионер-10 и -11» земляне отправили и послания братьям по разуму. Нарисовать
нечто такое, что будет понятно Внеземному Уму, — задача не из простых, более того,
еще нужно было указать обратный адрес и дату отправки письма... Насколько
доходчиво все это сумели сделать художники, человеку понять трудно, но сама идея
использования радиопульсаров для указания места и времени отправки послания
гениальна.

Прерывистые

лучи

различной

длины,

исходящие

из

точки,

1

По данным NASA (на 1.2009) известно около 1800 пульсаров. ( - прим. ред.)
http://www.nasa.gov/mission_pages/GLAST/news/dozen_pulsars.html

http://chemistry-chemists.com

< 31 >

Химия и Химики № 1 (2011)
символизирующей Солнце, указывают направление и расстояние до ближайших к
Земле пульсаров, а прерывистость линии — это не что иное, как двоичное обозначение
периода их обращения. Самый длинный луч указывает на центр нашей Галактики —
Млечный Путь. В качестве единицы времени на послании принята частота
радиосигнала, испускаемого атомом водорода при смене взаимной ориентации спинов
(направление вращения) протона и электрона.
Знаменитые 21 см или 1420 МГц должны знать все разумные существа во
Вселенной. По этим ориентирам, указывающим на «радиомаяки» Вселенной, можно
будет отыскать землян даже через много миллионов лет, а сравнив записанную
частоту пульсаров с текущей, можно будет прикинуть, когда эти мужчина и женщина
благословляли в полет первый космический корабль, покинувший пределы Солнечной
системы.
Вокруг света, 2010 г.

http://chemistry-chemists.com

< 32 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Свидание с кометой
Космический аппарат НАСА EPOXI пролетел мимо кометы 103P/Хартли, более
известной под именем Хартли 2, и получил странные и в то же время захватывающие
изображения. Как и ожидалось, кометное ядро оказалось разрушающейся глыбой льда
длиной примерно в два километра, несущейся по околосолнечной орбите между
Землей и Юпитером. На комете Хартли 2 были открыты необычные выбросы.
Космический аппарат EPOXI получил беспрецедентно подробные изображения этих
джетов.

Данная фотография была получена, когда EPOXI пролетал всего в 700
километрах от ядра кометы

http://chemistry-chemists.com

< 33 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Изображенные на этой картинке освещенные Солнцем джеты выбрасываются из
разрушающегося ядра кометы
Предварительный анализ подобных изображений показывает, что ровные области
в средней части ядра кометы пористые, и водяной пар вытекает из них прямо в
космическое пространство. Неожиданным оказалось то, что неровные области,
расположенные на концах ядра, выбрасывают джеты из двуокиси углерода,
содержащие

рыхлые

снежки,

некоторые

размером

с

баскетбольный

мяч.

Предполагается, что многие из точек на изображении – это снежки. Изучение
необычных

джетов

будет

продолжено,

оно

может

дать

новые

сведения

о

формировании и эволюции комет и астероидов в ранние годы жизни нашей Солнечной
системы. Комета Хартли 2 медленно испаряется и может полностью разрушиться в
течение нескольких тысяч лет.
По материалам astronet.ru
http://chemistry-chemists.com

< 34 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Посмотрите эти 5 изображений по часовой стрелке, начиная с верхнего левого.
Вы увидите в точности то же самое, что 4 ноября увидел корабль EPOXI, когда он
пролетал мимо ядра кометы Хатрли 2

Так выглядит комета Хатрли 2 (справа) в земные телескопы
http://chemistry-chemists.com

< 35 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Жизнь без фосфора?
Написано немало научно-фантастических романов, где авторы «изобрели»
инопланетные формы жизни, в которых роль углерода играет кремний или другие
элементы периодической системы. Однако не следует думать, что для земной жизни
нужен только углерод. Кроме углерода земным организмам необходим также водород,
кислород, азот, сера и фосфор. Данные элементы входят в состав белков и
нуклеиновых кислот (ДНК и РНК), без которых невозможны все известные нам формы
жизни. Но этим не ограничиваются биологические функции упомянутых элементов.
Например, фосфор содержится не только в спиралях нуклеиновых кислот и в
фосфолипидах клеточных мембран (в обоих случаях – в виде остатков фосфорной
кислоты). Фосфор также входит в состав молекулы АТФ – универсального переносчика
энергии. Соединения фосфора составляют основу скелета позвоночных. Фосфор
играет огромную роль в высшей нервной деятельности. До недавнего времени
перспектива жизни без фосфора могла серьезно рассматриваться разве что в научной
фантастике.
Соседом фосфора в Периодической системе является мышьяк. Не смотря на
схожесть химических свойств, в биологическом отношении эти элементы ведут себя
совсем по-разному: если фосфор является символом жизни, то мышьяк – символ
укрощения жизни. Химическое сходство фосфора и мышьяка способно принести
живым организмам немало проблем. Например, аналогами фосфатов (солей
фосфорной кислоты) являются соли мышьяковой кислоты – арсенаты (AsO43-). Как и
фосфат, анион арсената имеет тетраэдрическую пространственную структуру.
Арсенаты способны проникнуть в обычную живую клетку теми же путями, которые
используются для транспорта фосфатов, – что вносит свой вклад в токсичность
соединений мышьяка.
А возможно мышьяк все-таки способен выполнять в живых организмах те же
функции, что и фосфор? Наиболее логично было бы выполнить подобные
исследования на бактериях. С этой целью американские ученые приступили к поискам
в водах соленого озера Моно в центральной Калифорнии. Этот водоем в некоторых
участках отличается сравнительно высокими количествами мышьяка, что поступает в
озеро с водами, которые постепенно растворяют минералы из окружающих озеро гор.
http://chemistry-chemists.com

< 36 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Озеро Моно

Фелиза Вольф-Симон (Felisa Wolfe-Simon) во время проведения исследований

http://chemistry-chemists.com

< 37 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Ученые провели отбор проб ила и культивировали их в искусственной
питательной

среде,

в

которую

добавили

арсенат.

Постепенно,

через

серию

разведений, они добились того, что в среде практически не осталось фосфатов.
Результаты оказались неожиданными: даже в таких экстремальных условиях один вид
бактерий продолжил активно расти и делиться. Данный вид относится к группе
галофильных протеобактерий семейства Halomonadaceae.
Чтобы установить локализацию мышьяка в клетке, в питательную среду ввели
арсенат, содержащий радиоактивный изотоп (был применен распространенный в
биохимии метод меченых атомов). Мышьяк был обнаружен в клеточных белках и
липидах, в метаболитах вроде АТФ, а также в нуклеиновых кислотах. Дополнительные
исследования подтвердили, что мышьяк содержится в этих микробах в виде арсената,
который образует те же связи с атомами кислорода и углерода, что и фосфат у
обычных организмов (в том числе и в случае ДНК).
Количество и распределение обнаруженного арсената позволяет предположить,
что мышьяк заместил фосфор в соответствующих соединениях. Однако ни один из
проведенных экспериментов не позволяет достаточно строго подтвердить гипотезу о
выполнении мышьяком той же роли, которую обычно выполняет фосфор. Все
найденные доказательства этой гипотезы лишь косвенные.

http://chemistry-chemists.com

< 38 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Сверху – бактерии GFAJ-1, выросшие в питательной среде с арсенатом; снизу –
те же бактерии, выросшие на среде с фосфатом
Ученым предстоит еще доказать присутствие арсената не только в самой клетке,
но и в определенных местах важных биологических молекул (например, ДНК, РНК,
АТФ). Но даже если это удастся, необходимо также продемонстрировать, что данные
молекулы сохраняют структуру, активность и биологическую функциональность.
Не смотря на схожесть мышьяка и фосфора, эти элементы проявляют много
химических отличий. Органические соединения мышьяка менее устойчивы, чем их
аналоги среди фосфорорганических соединений. В отличие от пятивалентного
фосфора,

неорганические

соединения

пятивалентного

мышьяка

проявляют

окислительные свойства и склонны восстанавливаться до трехвалентного мышьяка
(или до простого вещества). Кроме того, замещение фосфата на арсенат может
ощутимо сказаться на конформациях биологических молекул.
Таким образом, открытие поставило несравненно больше вопросов, чем дало
ответов.
Источники: информация NASA и сайт журнала Nature.
http://www.nasa.gov/topics/universe/features/astrobiology_toxic_chemical.html
http://www.nature.com/news/2010/101202/full/news.2010.645.html
http://chemistry-chemists.com

< 39 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Практическая Химия и Физика

http://chemistry-chemists.com

< 40 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Левитация как физическое
явление
В.Н. Витер

Левитация1 - способность предметов «зависать» над поверхностью без видимой
опоры в пространстве (т.е. левитировать). Создается впечатление, что на тело не
действует сила земного

притяжения.

Первоначально

левитация существовала

исключительно в религиозных верованиях, легендах, сказках или фокусах. Например,
по преданию, гроб пророка Магомета висел без какой-либо опоры в пространстве.

1

От латинского levitas «облегчение».

http://chemistry-chemists.com

< 41 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Со временем, однако, левитация перешла из области мистики в сферу
физических явлений. Мы не можем «экранировать» тело от действия силы тяжести, но
вполне

можем

компенсировать

гравитацию

другой

силой,

направленной

противоположно. В результате тело будет «висеть» в воздухе.
Например, разные тела относятся к магнитному полю по-разному. Одни вещества
(парамагнетики)

слабо

притягиваются

к

магниту,

другие

–

ферромагнетики

притягиваются довольно сильно, а диамагнетики «не любят» магнит и пытаются от
него оттолкнуться. Обычно диамагнитный эффект довольно слаб, но вещества в
сверхпроводящем состоянии становятся сильными диамагнетиками.
Берут диск2 из вещества, которое при охлаждении становится сверхпроводником.
При комнатной температуре на этот диск практически не действует магнит. Но если
диск охладить, а потом поместить его над магнитом, диск зависнет в воздухе. Сила
притяжения Земли будет компенсирована силой отталкивания магнитным полем.
Продолжаться это будет не долго: когда диск нагреется, сверхпроводящее состояние
исчезнет, диск начнет раскачиваться и упадет. Эксперимент так и называется: «гроб
Магомета».

Эксперимент «гроб Магомета»
2

wikipedia.org

Или другую фигуру с плоской поверхностью.

http://chemistry-chemists.com

< 42 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Разумеется, физики не остановились на левитации кусочков сверхпроводника,
ведь диамагнитными свойствами обладает много других тел, например, живые
существа. Можно сказать, что большинство тел в природе – диамагнетики. Как
правило, диамагнетизм проявляется довольно слабо, но если есть источник
достаточно сильного магнитного поля – это не проблема. Сегодня появилась
возможность заставить парить в воздухе разные неживые и живые предметы: начиная
от капель воды, сосисок, ягод, кусков сыра, заканчивая насекомыми, лягушками,
рыбками и мышами.

Левитирующая божья коровка
http://chemistry-chemists.com

< 43 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Левитирующий жук, муравей и паук фото Wenjun Xie

Левитирующая лягушка фото Lijnis Nelemans

Левитирующая мышь фото NASA
http://chemistry-chemists.com

< 44 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Магнетизм – это только один из способов достичь левитации небольших тел.
Такие эксперименты требуют либо мощных магнитов и подручных предметов, либо
слабых магнитов и жидкого азота или гелия (чтобы охладить сверхпроводник).
К счастью, существует много других способов наблюдать левитацию, например,
тела могут висеть в пространстве за счет действия звука, сильного потока воздуха или
архимедовой силы. Как провести левитацию в условиях домашней лаборатории мы
узнаем из следующей статьи.

«Кран висит в воздухе». На самом деле,
кран опирается на трубу, спрятанную в
потоке воды

http://chemistry-chemists.com

< 45 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Левитирующие мыльные
пузыри
В.Н. Витер
Обычно этот эксперимент выполняют так: большую банку, стакан или другую
прозрачную емкость (объемом 5-10 л) заполняют на 3/4 углекислым газом. Потом над
емкостью начинают выдувать мыльные пузыри. Когда наполненный воздухом мыльный
пузырь опускается в углекислый газ, он всплывает и начинает «парить» на границе
раздела газов. Воздух легче углекислого газа, поэтому мыльный пузырь плавает в
верхней части емкости, словно мяч на воде.
Баллона с углекислым газом под рукой не было, а получать этот газ не хотелось.
Сначала решил воспользоваться аргоном, но в последний момент вспомнил, что есть
пропан-бутановая смесь. Молярные массы углекислого газа 44.0, аргона 39.9 и
пропана 44.1 г/моль близки, зато молярная масса бутана значительно выше 58.1 г/моль. Значит, пропан-бутановая смесь тяжелее аргона или углекислого газа.
Этой смесью и воспользовался. Первые эксперименты провел в пятилитровой банке и
в шестилитровой пластиковой бутылке. Сосуды оказались неудобными: расстояние
между стенками было небольшим, горлышко, недостаточно широким, а от любого
соприкосновения со стенками мыльные пузыри лопались.
Потом взял большой эксикатор (диаметр – 30 см, высота без крышки – 19 см).
Почти полностью накрыл его крышкой, вставил трубку, через которую подавался газ.
Когда эксикатор заполнился смесью углеводородов, аккуратно снял крышку и начал
пускать мыльные пузыри. Пузыри опускались в тяжелый газ, всплывали и «плавали»
на границе раздела. Когда пузырь соприкасался со стенками, он лопался. Средние
пузыри могли плавать довольно долго, большие выглядели эффектно, но их быстро
сдувало потоком воздуха к одной из стенок.
Пропан-бутановая смесь тяжелее воздуха, но она с ним легко смешивается и
рассеивается. Чтобы компенсировать потерю газа, время от времени открывал слабую
подачу смеси в эксикатор (через ту же трубку). Думаю, не лишним будет напомнить,
что поблизости не должно быть источников огня и горючих предметов.

http://chemistry-chemists.com

< 46 >

Химия и Химики № 1 (2011)
После экспериментов остался эксикатор, заполненный пропан-бутановой смесью,
сверху которой плавали мыльные пузыри. Решил: не пропадать же добру! Взял отрезок
проволоки с ваткой на конце, поджег ватку и прикоснулся ней к газовой смеси.
Произошла вспышка, взметнулось примерно полуметровое пламя, причем довольно
широкое. Сначала я ожидал, что горение быстро прекратится, но оно все
продолжалось. Толстое стекло вполне могло треснуть от нагрева, поэтому взял крышку
и накрыл эксикатор. Пламя погасло.
Потом из-за проблем с фокусировкой фотокамеры пришлось повторять этот
эксперимент еще два раза. Что получилось, показано на фотографиях.

Мыльные пузыри на границе раздела пропан-бутановая смесь - воздух
фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 47 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 48 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 49 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 50 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 51 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 52 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 53 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 54 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 55 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 56 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 57 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 58 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 59 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 60 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 61 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 62 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 63 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 64 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 65 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 66 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 67 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 68 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 69 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 70 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 71 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 72 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 73 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 74 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 75 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 76 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 77 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 78 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 79 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 80 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 81 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 82 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 83 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 84 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 85 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 86 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 87 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кипение и эффект Лейденфроста
Д ж . Уо к е р
Как ни обычно это явление, вы, скорее всего, не замечали всех его удивительных
особенностей. С одними нельзя не считаться на практике, другие позволяют проводить
весьма опасные трюки, которые когда-то показывали на карнавалах смельчаки.
Начнем с наблюдения. Нагреем кастрюлю водопроводной воды снизу пламенем
или электрическим источником тепла. При нагревании воды растворенные в ней
молекулы газов выделяются из раствора и собираются в крошечные пузырьки в
трещинах на две кастрюли. (Эти участки достаточно малы, чтобы поверхностное
натяжение не дало воде залить их при наполнении кастрюли.) Со временем каждый
пузырек раздувается, и его плавучесть увеличивается. В конце концов, пузырек
отрывается от трещины и всплывает на поверхность воды. Так как трещина еще
заполнена

воздухом,

там

начинает

образовываться

другой

пузырек

(рис.1).

Образование пузырьков воздуха – знак того, что вода нагревается, но это еще далеко
не кипение.

Рис.1 Образование пузырьков. (a) – пузырек газа, который удерживается на
неровностях поверхности сосуда, (b)-(f) – пузырек растет, отрывается и
поднимается.
Вода, соприкасающаяся с атмосферой, кипит при температуре, которую иногда
называют нормальной температурой кипения tk. Например, tk = 100°C при давлении
воздуха 1 атм. Так как вода на дне кастрюли не соприкасается с атмосферой, она
остается жидкостью, даже если нагревается выше tk на несколько градусов. При

http://chemistry-chemists.com

< 88 >

Химия и Химики № 1 (2011)
нагреве и перегреве она постоянно смешивается с остальной водой путем конвекции
(горячая вода поднимается, а более холодная вода опускается на ее место).
При дальнейшем повышении температуры кастрюли нижний слой воды начнет
испаряться, и молекулы воды будут собираться в маленькие пузырьки пара в сухих
трещинах. Эта фаза кипения отмечена отрывистыми звуками, гудением и иногда
жужжанием. Вода почти поет о том, как ей не нравится нагреваться. Каждый раз, когда
пузырек пара поднимается в более холодную воду, он внезапно исчезает, потому, что
пар внутри него конденсируется. При каждом таком исчезновении возникает звуковая
волна – гудение, которое вы слышите. Когда температура всей массы воды повысится,
пузырьки не смогут исчезнуть, пока они не оторвутся от трещин и не пройдут часть пути
к поверхности воды.
Если

вы

продолжаете

нагревать

кастрюлю,

шум

исчезающих

пузырьков

становится громче, а потом прекратится. Шум начинает смягчаться, когда вся вода
достаточно горяча, чтобы пузырьки пара достигли поверхности; там они лопаются с
легким всплеском. Теперь вода кипит.
Если ваш источник тепла – кухонная плита, история здесь кончается. Однако с
помощью лабораторной горелки вы сможете продолжить повышать температуру
кастрюли. Теперь пузырьки пара становятся столь многочисленными и отрываются от
своих трещин так быстро, что они объединяются и образуют столбы пара, которые
бурно и хаотически поднимаются вверх, иногда встречая ранее оторвавшиеся «куски»
пара.

Образование

пузырьков

и

столбов

пара

называется

пузырчатым

(«зародышевым») парообразованием – образование и рост пузырьков зависит от
трещин, служащих зародышевыми участками (рис.2).

Рис.2 Кривая кипения воды. 1 – пузырчатое кипение, 2 – изолированные пузырьки, 3 –
столбы и «куски» пара, 4 – переходный режим кипения, 5 – пленочное кипение.
(По оси абсцисс показано насколько температура поверхности выше точки кипения воды).

http://chemistry-chemists.com

< 89 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Если вы продолжаете повышать температуру кастрюли после стадии столбов и
«кусков», парообразование вступает в новую фазу, называемую переходным режимом.
Теперь при каждом последующем повышении температуры кастрюли скорость
передачи тепла воде уменьшается. Это уменьшение – не парадокс. В переходном
режиме большая часть дна кастрюли покрыта слоем пара. Так как водяной пар
передает тепло на порядок хуже, чем жидкость, передача тепла воде уменьшается.
Чем горячее становится кастрюля, тем меньше ее прямой контакт с водой и тем хуже
передача тепла. На практике эта ситуация может оказаться опасной. Например, для
теплообменника, задача которого – снять тепло с источника. Если допустить, чтобы
вода в теплообменнике вошла в переходный режим, источник может опасно
перегреться из-за уменьшения отвода тепла.
Возможно, именно это явление стало причиной железнодорожной катастрофы —
взрыва паровоза. Локомотив приводился в действие водяным паром. Бойлер с водой
располагался над топкой, в которой горела нефть, и отделялся от нее надежным
металлическим листом – так называемым потолочным листом. Горячие газы текли от
топки по трубам, идущим в воде. Тепло передавалось воде по всей длине труб и по
площади потолочного листа. Так как пар в бойлере находился в ограниченном объеме,
он был под высоким давлением, что повысило температуру кипения воды.
Обычно это устройство безопасно. Однако, если потолочный лист слишком
раскаляется, парообразование входит в переходный режим, что сильно уменьшает
передачу тепла через лист. Если ситуация не контролируется, потолочный лист может
размягчиться, прогнуться и треснуть под большим давлением и тяжестью воды в
бойлере. Очевидно, так и произошло. Когда вода хлынула в топку, резкое падение
давления снизило температуру кипения воды. Так как температура воды была выше
новой точки кипения, часть ее мгновенно превратилась в пар, объем которого резко
увеличился, что и привело к взрыву. Взрыв прорвал бойлер, оторвал его от двигателя,
перевернул и отшвырнул в сторону. Погибло три человека.
Вернемся к нашим наблюдениям. Допустим, вы все еще продолжаете повышать
температуру кастрюли с помощью лабораторной горелки. В конце концов, вся
поверхность дна покроется паром, и тепло будет медленно передаваться жидкости над
паром в основном путем излучения. Эта фаза называется пленочным кипением.
Хотя вы не можете получить пленочное кипение в кастрюле, грея воду на
кухонной плите, в кухне оно иногда встречается. Моя бабушка однажды показала, как
пленочное кипение помогает определить, достаточно ли разогрелась сковородка для
блинов. После того как она немного нагрела пустую сковородку, она брызнула на нее
несколько капель воды. Капли с шипением испарились за несколько секунд. Их
http://chemistry-chemists.com
< 90 >

Химия и Химики № 1 (2011)
быстрое исчезновение показало ей, что сковорода еще недостаточно горяча для теста.
Нагрев сковороду сильнее, она повторила проверку, брызнув еще воды. В этот раз
капли свернулись в шарики и крутились на металлической поверхности более минуты,
перед тем, как исчезнуть. Теперь сковорода была достаточно горяча для теста.
Для изучения бабушкиного опыта я нагрел плоскую металлическую пластину
лабораторной горелкой. Контролируя температуру пластины термопарой, я аккуратно
ронял каплю дистиллированной воды из шприца, расположенного точно над пластиной
(шприц дал мне возможность получать капли одинакового размера). Капля падала в
углубление, сделанное в пластине молотком с шаровым бойком. Уронив каплю, я
изучал время ее жизни на пластине. Затем я нарисовал график зависимости времени
жизни капель от температуры пластины (рис.3). У графика есть интересный пик. При
температуре пластины от 100 и приблизительно до 200°С каждая капля растекалась по
пластине тонким слоем и быстро испарялась. При температуре пластины около 200°С
капля сворачивалась и жила около минуты. При более высокой температуре пластины
водяные шарики не держаться так долго. Подобные эксперименты с водопроводной
водой дали график с более плоским пиком, возможно из-за того, что взвешенные
частицы прорывают слой плохо проводящего тепло пара.

Рис.3 Кривая времени жизни капли воды на горячей поверхности.
Тот факт, что капля воды, нанесенная на металл, температура которого гораздо
выше температуры кипения воды, живет долго, был впервые описан еще в 1732 году,
но достаточно широко не исследовался до 1756 года, пока Иоганн Готлиб Лейденфрост
не опубликовал свой «Трактат о некоторых свойствах обычной воды». Из-за того, что
работа Лейденфроста не переводилась с латыни до 1965 года, она оказалась мало
известной. Тем не менее, сейчас именно его имя связывается с явлением
долговременности жизни капли на горячей пластине. Кроме того, температура,
http://chemistry-chemists.com

< 91 >

Химия и Химики № 1 (2011)
соответствующая пику полученного мною графика зависимости времени жизни капли
от температуры поверхности (рис.3), называется точкой Лейденфроста.
Лейденфрост делал опыты с железной ложкой, докрасна раскаленной в горне.
Помещая в ложку каплю воды, он измерял время ее жизни с помощью качающегося
маятника. Он отметил, что капля, казалось, всасывала свет и тепло ложки, оставляя на
поверхности пятно более тусклое, чем остальная часть ложки. Первая капля
продержалась в ложке 30 секунд, вторая капля – только 10, последующие – лишь
несколько секунд.
Лейденфрост неправильно понял результаты своих опытов, потому что не
осознал, что долгоживущие капли на самом деле кипели. Разрешите мне объяснить
это.
При температуре пластины ниже точки Лейденфроста вода растекается по
пластине и быстро отводит тепло от нее, что обеспечивает полное испарение капли за
несколько секунд. Когда температура равна или выше точки Лейденфроста, нижняя
часть капли, нанесенной на пластинку, почти мгновенно испаряется, и давление
образовавшегося пара не позволяет остальной части капли коснуться пластины. Слой
пара постоянно пополняется за счет дополнительной воды, испаряющейся с нижней
поверхности, благодаря теплу от пластины, которое излучается и проводится сквозь
пар. Хотя толщина слоя менее 0.1 мм у наружной границы и около 0.2 мм в центре, он
резко замедляет испарение капли. Таким образом, пар поддерживает и защищает
каплю в течение минуты или около того.
Чтобы показать течение пара из-под капли Лейденфроста, я посыпал пластину
мелким порошком. Когда капля кружилась по пластине, пар, идущий из-под нее, сдувал
с пути крупицы порошка. Я также создавал большие амебоподобные капли воды, вводя
шприц в верх плавающей капли и добавляя в нее несколько струек воды. Такие капли
были довольно громоздкими и часто разрушали слой пара под ними из-за своего
большого веса. Каждое такое разрушение отмечалось громким шипением, так как часть
капли внезапно испарялась.
Аналогичные опыты можно проводить не только с водой, но и с другими
жидкостями. Для уксуса, например, точка Лейденфроста соответствует температуре
около 250°С, для спирта – около 150°С.
Прочитав

перевод

исследования

Лейденфроста,

а

вспомнил

описание

интересного трюка, который показывали на карнавалах в начале века. Рассказывают,
что исполнитель мог окунать мокрые пальцы в расплавленный свинец. Решив, что там
не было надувательства, я предположил, что этот трюк должен основываться на
эффекте Лейденфроста. Как только мокрые пальцы исполнителя прикасались к
http://chemistry-chemists.com
< 92 >

Химия и Химики № 1 (2011)
горячему жидкому металлу, часть воды испарялась, покрывая кисть слоем пара. Если
пальцы погружать быстро, они значительно не нагреются.
Я

не

мог

воспротивиться

искушению

проверить

свое

объяснение.

На

лабораторной горелке я расплавил в тигле крупный кусок свинца. Затем я нагрел
свинец до температуры более 400°С, что гораздо выше его температуры плавления
(328°С). Намочив палец в водопроводной воде, я приготовился коснуться поверхности
расплавленного свинца. Должен признаться, что мой помощник стоял рядом с
аптечкой. Также должен признаться, что несколько первых попыток оказались
неудачными, так как мой мозг протестовал против этого нелепого эксперимента,
направляя палец мимо свинца.
Когда я, наконец, преодолел страх и быстро коснулся свинца, я был поражен. Как
я и думал, часть воды на пальце испарилась, образуя защитный слой. Так как контакт
был коротким, излучения и теплопроводности было недостаточно для того, чтобы
ощутимо поднять температуру кожи. Я расхрабрился. Намочив кисть, я погрузил все
пальцы в свинец, коснувшись дна сосуда, – ожога не было. Очевидно, эффект
Лейденфроста, или точнее – наличие пленочного кипения, защитило мои пальцы.

Я еще сомневался в моем объяснении. А возможно ли коснуться свинца сухим
пальцем и не обжечься? Отбросив все разумные мысли, я попытался это сделать и
мгновенно понял свою глупость, когда боль пронзила палец. Я продолжил эксперимент
с помощью маленькой сухой сосиски, погружая ее в расплавленный свинец на
http://chemistry-chemists.com

< 93 >

Химия и Химики № 1 (2011)
несколько секунд. Ее кожица быстро чернела – ей недоставало защиты пленочным
кипением, как и моему сухому пальцу.
Вы не должны повторять этот опыт ни в коем случае!
Надо сказать, что погружение пальцев в расплавленный свинец представляет
собой серьезную опасность. Если температура свинца лишь чуть выше точки
плавления, потеря тепла при испарении воды может привести к затвердению свинца
на пальцах. Если выдергивать из сосуда получившуюся «перчатку» из горячего
твердого свинца, она будет контактировать с пальцами так долго, что они обязательно
будут обожжены. Кроме того, очень опасны слишком мокрые пальцы. Когда
избыточная вода испаряется, она может вызвать разбрызгивание расплавленного
свинца на все окружающее и, что особенно серьезно, в глаза. От таких взрывных
испарений у меня остались шрамы на руках и лице.
Похожий пример использования эффекта Лейденфроста описан в бестселлере
Роберта Руанка «Нечто значительное». Чтобы определить, кто из двух людей говорит
правду, вождь африканской деревни приказал каждому лизнуть горячий нож.
Считается, что язык правдивого человека будет смочен слюной. Тогда часть слюны
подвергнется пленочному кипению, и язык не будет обожжен. С другой стороны, у
лжеца пересохнет во рту, и защиты пленочным кипением не будет.
Пленочное кипение можно также увидеть, когда проливается жидкий азот –
большие и маленькие капли сворачиваются в шарики и катаются по полу. Температура
жидкого азота около -200°С (точнее, -196°С). Когда капля пролитой жидкости
приближается к полу, ее нижняя поверхность испаряется, образовавшийся слой пара
поддерживает оставшуюся жидкость, позволяя ей прожить удивительно долгое время.
Мне рассказывали о трюке, при котором исполнитель лил в рот жидкий азот «не
обжигаясь», несмотря на его крайне низкую температуру. Жидкость немедленно
подвергалась

пленочному

кипению

по

нижней

поверхности

и

не

касалась

непосредственно языка. По глупости я повторил этот опыт. Неоднократно все
проходило гладко и эффектно. С большой каплей жидкого азота во рту я
концентрировался на том, чтобы не проглотить ее, и при этом выдыхал. Влага в моем
холодном дыхании конденсировалась, создавая ужасную струю, тянущуюся изо рта
примерно на метр. Однако в последний раз жидкость термически повредила два моих
передних зуба так сильно, что эмаль превратилась в «дорожную карту» из трещин. Мой
дантист убедил меня прекратить этот опыт.
Эффект Лейденфроста может также играть роль в другом безрассудно храбром
опыте – ходьбе по горячим углям. Иногда средства массовой информации с большой
шумихой и различной мистической чушью сообщают об исполнителе, шагающем по
http://chemistry-chemists.com

< 94 >

Химия и Химики № 1 (2011)
горячим углям. Заявляется, что защита от сильного ожога дается властью духа над
материей. На самом деле при успешной «прогулке» ступни защищает физика.
Особенно

важен

теплопроводность

тот

факт,

очень

что,

мала.

хотя
Если

поверхность
исполнитель

углей
идет

очень

горяча,

умеренным

ее

шагом,

прикосновение ступни такое кратковременное, что она проводит от углей очень мало
энергии. Конечно, более медленная ходьба может вызвать ожог, так как более долгий
контакт допустит передачу ступне тепла не от поверхности, а от внутренней части
углей.
Если смочить ступни перед ходьбой, жидкость сможет также защищать их.
Например, исполнитель мог пройти по сырой траве, перед тем, как ступить на горячие
уголья. Или его ноги могли быть просто потными из-за жара углей или возбуждения
перед представлением. Когда исполнитель ступает на угли, тепло испаряет влагу на
ступнях, и к коже передается меньше тепла. Кроме того, могут быть точки контакта, где
жидкость подвергается пленочному кипению, что тоже дает защиту от горячих углей.
Я ходил по горячим углям пять раз. Четыре раза я достаточно боялся, и ноги были
потными. Однако в пятый раз я счел мою безопасность само собой разумеющейся, и
ноги были сухими. Ожоги, которые я получил, оказались сильными и очень
болезненными. Ноги не заживали несколько недель.
Моя неудача могла быть вызвана отсутствием пленочного кипения на ступнях, но
я пренебрег и дополнительным фактором безопасности. В предыдущие дни я из
предосторожности прижимал к груди учебник физики, дабы укрепить мою веру в науку.
Увы, в тот день, когда я так сильно обжегся, я забыл книгу.
Я долго доказывал, что последним из финальных экзаменов для получения
ученой степени должна быть «ходьба по огню». Если кандидат на степень верит в
физику так сильно, что не обожжет ноги, председатель тут же вручает ему диплом. Это
испытание будет гораздо более показательным, чем традиционные экзамены.
Оригинальный текст: http://www.wiley.com/college/phy/halliday320005/pdf/leidenfrost_essay.pdf

http://chemistry-chemists.com

< 95 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 96 >

Химия и Химики № 1 (2011)

фото ugli.my1.ru

http://chemistry-chemists.com

< 97 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Рука и расплавленный свинец
И.Н. Григорьев
Давно приходилось слышать об экспериментах (трюках) связанных с пленочным
кипением жидкости (явление Лейденфроста). К числу таких опытов относятся защита
кожи от высоких температур испаряющейся водой (прослойкой пара), правда, на очень
короткое время. Это позволяет опустить на мгновение палец в расплавленный свинец
(температура плавления свинца 327° C), ходить босиком по углям. Благодаря
образованию защитной газовой подушки можно на короткое время опустить руку в
жидкий азот (температура кипения азота минус 196° С), перекатывать капли жидкого
азота на ладони или даже взять небольшое количество жидкого азота в рот.
Решился попробовать опустить палец в расплавленный свинец. Подробности
эксперимента описаны в интересной статье Дж. Уокера «Кипение и эффект
Лейденфроста».
Опыт решил проделать в масштабах поменьше, чем Дж. Уокер. Разыскав кусок
свинца, расплавил его в тигле, снял окалину. С помощью газовой горелки довел свинец
до плавления, потом

довольно долго нагревал металл после плавления, чтобы

перегреть расплав. Обратите внимание: перегреть расплав очень важно! Если этого не
сделать, свинец может застыть на пальцах, что вызовет сильный ожог!
Итак, образовался перегретый расплав свинца, похожий на ртуть. Собравшись
духом, вначале коснулся пальцем расплава (палец принципиально стал не смачивать
водой, поскольку решил, что хватит следов пота, кожа у меня потеет хорошо). Рука
постоянно отдергивалась, лишь прикасаясь к свинцу, опустить глубже удалось не с
первой попытки, причины чисто психологические. По ощущению похоже на горячую
воду (не кипяток).
Затем ободренный успехом окунал палец в свинец несколько раз. Опустить палец
удавалось максимально где-то на сантиметр (трудно преодолеть инстинктивное
отдергивание руки), при этом уже начинал чувствоваться жар. Ожога не получил.
Слегка смочив водой палец, удастся опустить его в свинец на бóльшее время, но
это уже «нечестно», и я не стал такое делать. Эффектнее, конечно расплавить свинец
в консервной банке, чтобы проделать эксперимент в масштабах как у Уокера и
http://chemistry-chemists.com

< 98 >

Химия и Химики № 1 (2011)
опустить в расплав сразу несколько пальцев. Однако нужно много свинца и хороший
источник нагрева, поскольку если не перегреть расплав, существует риск получить
серьезный ожог, при этом разница между двумя вариантами эксперимента лишь
количественная.

Рука и расплавленный свинец

http://chemistry-chemists.com

фото И.Н. Григорьев

< 99 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 100 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 101 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Пропан-бутановая смесь гасит
свечу
В.Н. Витер
Многим читателям знаком эксперимент, который наглядно демонстрирует, что
углекислый газ не поддерживает горение дерева, бумаги, свечи и многих материалов.
В сосуд с углекислым газом вносят горящую лучинку или свечу. Лучинка или свеча
сразу же гаснет. Существует много разных вариантов этого опыта.
С другими газами, которые тяжелее воздуха и не поддерживают горения, можно
провести аналогичные эксперименты. Причем газ совсем не обязательно должен быть
инертным. Например, для этой цели подойдет пропан-бутановая смесь.
Смесь пропана и бутана используется в качестве топлива в двигателях
внутреннего сгорания, газовых горелках, зажигалках. Подобно углекислому газу (и в
отличие от метана) пропан и бутан тяжелее воздуха, поэтому их можно собирать в
сосудах (поставленных отверстием вверх) методом вытеснения воздуха.
Мы взяли литровую банку и наполнили ее пропан-бутановой смесью. В куске
плотной бумаги1 сделали отверстие, в которое вставили свечу (так, чтобы бумага была
на расстоянии около 15 см от фитиля). Свечу подожгли и опустили в банку с
углеводородами. От контакта со свечей смесь пропана и бутана загорелась, однако
сама свеча, опущенная в пропан-бутановую смесь, погасла. Лист бумаги прикрывал
руку от пламени углеводородов. Если банку полностью накрыть бумагой, пламя
погаснет, однако можно поступить по-другому. Не закрывайте банку полностью, чтобы
пламя возле горлышка слегка горело, а свеча, опушенная в газовую смесь, погасла.
Теперь

осторожно поднимите свечу. Когда фитиль свечи окажется на воздухе, он

снова загорится от контакта с пламенем возле горлышка банки.

1

Следует использовать толстую, плотную бумагу, которая устойчива к непродолжительному действию огня, еще
лучше взять картон, фанеру или негорючие материалы.

http://chemistry-chemists.com

< 102 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Пропан-бутановая смесь гасит свечу фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 103 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 104 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 105 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 106 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 107 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 108 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 109 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 110 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 111 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 112 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 113 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Сеанс белой магии
(реакция хлористого
водорода и аммиака)
В.Н. Витер
Если смочить одну ватку (бумажку, стеклянную палочку и т.п.) соляной кислотой,
другую – раствором аммиака, а потом сблизить ватки, то в пространстве между ними
образуется белый дым хлорида аммония. Для эксперимента желательно использовать
концентрированные растворы соляной кислоты и аммиака. Опыт выглядит красиво и
имеет много различных вариантов. Ниже мы расскажем об одном из них.
Повторять эксперимент в таком виде не рекомендуется, описание приводится в
основном с целью ознакомления.
Ладонь одной руки экспериментатор хорошо смачивает концентрированной
соляной кислотой, другой руки – концентрированным раствором аммиака. Потом он
сближает ладони. В пространстве между руками появился белый дым хлорида
аммония. В некоторые моменты создается впечатление, что дым исходит от
поверхности кожи. Для усиления эффекта желательно сделать характерные движения
руками, подражая жестам магов (постарайтесь при этом держать ладони близко друг к
другу). Опыт выглядит значительно более красиво при прямом солнечном освещении.
Если

вы

все-таки

решили

повторить

этот

эксперимент,

обязательно

воспользуйтесь резиновыми перчатками. В рот наберите немного раствора соды
или хозяйственного мыла (это защитит эмаль зубов). После окончания эксперимента
люди должны покинуть помещение. Само помещение следует хорошо проветрить.
После опытов соляную кислоту удалось смыть с руки без видимых последствий,
зато на руке, смоченной концентрированным раствором аммиака, облезла кожа.
При нанесении растворов следует учитывать, что соляную кислоту и аммиак нельзя
преждевременно сближать. Например, если экспериментатор уже нанес раствор аммиака на
правую руку, то потом, когда он будет смачивать левую руку в кислоте, правую руку
(смоченную аммиаком) следует держать подальше. В противном случае преждевременно
образуется много белого дыма. Для процедуры нанесения растворов на ладони лучше
воспользоваться помощью других людей, но, в крайнем случае, можно справиться и самому.
Для усиления эффекта смачивают как верхнюю, так и нижнюю части ладоней.

http://chemistry-chemists.com

< 114 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Реакция хлористого водорода и аммиака фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 115 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 116 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 117 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 118 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 119 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 120 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 121 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 122 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 123 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 124 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 125 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 126 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 127 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 128 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 129 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 130 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 131 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 132 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 133 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Фонтан из колбы
(реакция хлористого водорода
и аммиака)
В.Н. Витер
Возьмите колбу объемом приблизительно 350-1000 мл с нешироким горлом. На
дно колбы насыпьте примерно 10-15 г гидрокарбоната или карбоната натрия. Добавьте
10-20 мл концентрированного раствора аммиака. Неплотно закройте колбу пробкой и
подождите несколько минут, чтобы колба заполнилась парами аммиака (для ускорения
этого процесса колбу можно слегка встряхнуть). Потом откройте колбу и быстро влейте
в нее избыток концентрированной соляной кислоты. Из горлышка стремительно ударит
белый фонтан дыма хлорида аммония. Аммиак и хлороводород реагируют между
собой, образуя хлорид аммония. Одновременно соляная кислота реагирует с
гидрокарбонатом (карбонатом), образуя углекислый газ, который выталкивает дым
хлорида аммония из колбы. Вместо соляной кислоты можно использовать азотную.

Реакция хлористого водорода и аммиака фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 134 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 135 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 136 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 137 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 138 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 139 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 140 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Эксперименты с гелием
В.Н. Витер
Вступление
Гелий – благородный газ, который практически не образует соединений с другими
элементами в весомых количествах. Между собой атомы гелия также «не желают»
образовывать химические связи. Если быть совсем точным, известны молекулы вроде
HeF, HeCl, HeNe, HgHe10, WHe2 и некоторые другие. Известна также нейтральная
молекула He2 и молекулярные ионы, например: He2+2, HeH+ и HeD+. Однако все эти
частицы (нейтральные молекулы и ионы) очень нестабильны. Они образуются при
действии электрического разряда или ультрафиолетового излучения на смеси газов.
Упомянутые нейтральные молекулы способны существовать только в возбужденном
состоянии, при переходе в основное состояние их ждет неминуемый и быстрый распад.
Таким образом, частицы, в которых гелий образует химические связи, очень
неустойчивы и при нормальных условиях быстро распадаются. Однако это не
означает, что с гелием нельзя проделать интересные эксперименты.
Гелий – во многих отношениях газ особенный.
Подобно водороду гелий значительно легче воздуха, но
в отличие от водорода гелий не горит. Гелий обладает
высокой теплопроводностью. Если направить на руку
струю гелия, чувствуется легкий холодок. Скорость звука
в гелии почти в три раза выше, чем в воздухе, что
приводит к весьма интересным последствиям. Гелий
имеет самую низкую температуру кипения и замерзания
среди

всех

известных

переходить

в

повышенном

давлении

давлении

жидкий

веществ.

твердое

состояние

(25 атм).

гелий

Гелий

не

При

способен

только

при

атмосферном

замерзает

даже

при

Сверхтекучий
способен

гелий

перетекать

в

температурах, очень близких к абсолютному нулю. При

сосуды, отверстие которых

охлаждении жидкого гелия он переходит в сверхтекучее

расположено выше уровня

состояние (гелий-II), в результате вязкость жидкости

жидкости

http://chemistry-chemists.com

< 141 >

Химия и Химики № 1 (2011)
становится практически равной нулю. Благодаря этому жидкий гелий способен
перетекать в сосуды, горлышко которых расположено выше его поверхности.
Не лишним будет вспомнить, что явление сверхпроводимости было открыто
благодаря охлаждению ртути жидким гелием.
К сожалению, эксперименты с жидким гелием нам пока недоступны, но другие
интересные опыты с гелием мы обязательно проведем. Приступим.
Баллон с гелием
Гелий начинается с баллона. Водород, например, можно получить реакцией
металлов

с

кислотами,

алюминия

со

щелочами

или

электролизом

воды.

Промышленность выпускает специальные установки для лабораторного получения
водорода электролизом – генераторы водорода.
Однако для гелия подобные методы не подходят, поскольку он практически не
образует соединений. Фактически, единственным источником этого газа в лаборатории
является баллон со сжатым гелием. Но почему со сжатым – не лучше ли хранить гелий
в жидком виде? Оказывается – нет. При комнатной температуре гелий не переходит в
жидкое состояние при любом – сколь угодно высоком давлении. Для каждой жидкости
существует критическая температура, выше которой она переходит в газообразное
состояние, а пар уже не способен снова превратиться в жидкость даже при очень
высоком давлении. Например, для воды критическая температура равна 374 °C
(647 K), а для гелия – всего минус 268 °C (5.2 К). Другими словами, гелий существует в
жидком состоянии только при температуре на пять градусов выше абсолютного нуля.
Такие температуры сложно поддерживать даже в лабораторных условиях. Поэтому в
лаборатории гелий хранят не в жидком, а в сжатом виде.
Чтобы в баллон поместилось больше гелия, его закачивают туда под высоким
давлением. Например, сейчас слева от меня стоит баллон с гелием под давлением
150 атм. Это означает, что на каждый квадратный сантиметр поверхности газ давит с
силой в 150 кг. Если мы попробуем открыть такой баллон, газ вырвется из него с
сильным свистом. Регулировать поток газа с помощью вентиля баллона практически
невозможно: стоит чуть приоткрыть вентиль, и газ устремится мощным потоком. Чтобы
расход газа можно было регулировать, к баллону присоединяют редуктор. Редуктор
имеет специальный вентиль, с помощью которого выставляют заданный поток газа.
Редуктор оснащен двумя манометрами, один из которых показывает давление газа в
баллоне, второй – на выходе из редуктора.
http://chemistry-chemists.com

< 142 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Редукторы широко применяются в промышленности и лабораторной практике.
Конструкция редукторов может отличаться. Сейчас недалеко от меня находится
редуктор обратного действия. Такие редукторы часто стоят на газовых баллонах. При
открученном вентиле редуктора обратного действия газ из баллона не выходит, а при
полностью закрученном вентиле достигается максимальный поток.

Строение редуктора кислородного баллона wikipedia.org
Редукторы газовых баллонов бывают нескольких типов. Выходные патрубки
баллонов с кислородом и с инертными газами (в том числе и на наш баллон с гелием)
имеют правую резьбу. Баллоны с водородом, пропан-бутановой смесью и другими
горючими газами имеют патрубки с левой резьбой. (Кроме того, патрубки баллонов с
кислородом и инертными газами имеют больший диаметр, чем патрубки баллонов с
водородом, пропан-бутановой смесью и другими восстановителями). Соответственно, к
каждому из этих типов баллонов подходит свой тип редуктора. Например, редуктор от
кислородного баллона не удастся прикрутить к водородному (и наоборот). Это
делается с целью предотвращения несчастных случаев.
Итак, чтобы использовать газ из баллона с гелием к нему необходимо прикрутить
редуктор. Поскольку газ в баллоне находится под высоким давлением, очень важно,
чтобы все соединения были герметичны и не «травили». В противном случае баллон
http://chemistry-chemists.com

< 143 >

Химия и Химики № 1 (2011)
скоро окажется пустым. Особенно это относится к баллонам с гелием. Герметичность
соединений проверяют, нанося на них мыльную пену. Если в месте соединения
происходит утечка, это четко видно по образованию пузырьков.
Мы присоединили редуктор, нанесли мыльную пену и открыли вентиль баллона.
Утечки не обнаружено, теперь можно закручивать вентиль редуктора, чтобы газ начал
поступать в присоединенную к баллону трубку. Начнем эксперименты.

Баллон с гелием (слева) фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 144 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 145 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 146 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 147 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Мыльные пузыри и воздушные шарики с гелием
Молекулярная масса гелия – 4, средняя молекулярная масса воздуха – 29,
следовательно, гелий в 29/4 = 7.2 раза легче воздуха. Воздушные шары или мыльные
пузыри, заполненные гелием, быстро поднимаются вверх. Для выдувания пузырей мы
использовали смесь: вода – жидкое моющее средство Gala – глицерин. Объемное
соотношение компонентов 3 : 2 : 1. Пузыри выдували с помощью стеклянной воронки
(диаметр – 7.5 см), подсоединенной через трубку к газовому баллону. Воронку окунали
в

мыльный

раствор,

после

чего

держали

вертикально,

отверстием

вверх.

Образовывались довольно крупные мыльные пузыри, которые по мере роста
приобретали овальную форму, после этого снизу образовывалась перемычка, пузырь
отделялся и взлетал. Все это очень напоминало воду, которая капает из пипетки.
Правда, в отличие от капель, мыльные пузыри устремлялись не вниз, а вверх, пока
через несколько секунд не встречались с потолком. Нередко случалось, что после
одного смачивания воронки мыльным раствором удавалось выдуть не один, а сразу
несколько мыльных пузырей (до десяти). После отделения очередного пузыря на
воронке снова образовывалась мыльная пленка, которая раздувалась, формируя
новый мыльный пузырь.
http://chemistry-chemists.com

< 148 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Мыльные пузыри с гелием фото В.Н. Витер
http://chemistry-chemists.com

< 149 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 150 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 151 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 152 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 153 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 154 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 155 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 156 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 157 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 158 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 159 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Воздушный шарик с гелием фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 160 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 161 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 162 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 163 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Гелий гасит свечу
Многие читатели знают эксперимент «углекислый газ гасит свечу». Суть его
довольно проста: с одной стороны углекислый газ не поддерживает горение
углеводородов, с другой стороны, CO2 тяжелее воздуха. В большой стакан или банку
помещают зажженную свечу, на дно сосуда опускают газоотводную трубку, через
которую начинают подавать углекислый газ. Поскольку углекислый газ тяжелее
воздуха, он заполняет сосуд подобно воде. Когда CO2 поднимется до уровня пламени,
свеча гаснет.
В другом варианте эксперимента в сосуд помещают несколько зажженных свечей:
одну возле дна, другую повыше, третью еще выше и т.д. до самого верха. Когда
начинают подавать газ, первой гаснет нижняя свеча, потом последовательно гаснут
свечи, расположенные выше.
В самом простом варианте опыта горящую свечу вносят в сосуд с углекислым
газом. Пламя гаснет.
Гелий также не поддерживает горение, и с ним можно провести аналогичные
эксперименты, но гелий легче воздуха, поэтому сосуд должен быть расположен вверх
дном.
Вариант 1. Поставьте на стол большую красивую свечу, разместите вокруг нее
кольцо штатива, чтобы оно располагалось примерно на 10 см ниже фитиля. Рядом
поставьте вверх дном литровый стакан или обыкновенную литровую банку для
консервирования. Зажгите свечу и накройте пламя банкой (т.е. поставьте банку на
кольцо

штатива).

Свеча

продолжит

гореть.

Снимите

банку,

вставьте

в

нее

газоотводную трубку и наполните банку гелием. Снова накройте свечу банкой. Пламя
сразу же погаснет, поскольку гелий не поддерживает горение.
Вариант 2. Свечу зажигают и накрывают пустой банкой (аналогично тому, как мы
это сделали в варианте 1). В банку помещают газоотводную трубку и начинают
подавать через нее гелий. Гелий будет вытеснять воздух и заполнять сосуд, начиная с
верхней части. Когда уровень гелия достигнет пламени, свеча поблекнет и погаснет.
Для наглядности можно взять два сосуда с разным объемом. Прикрепите
газоотводную трубку (к кольцу штатива), пустите поток гелия. Сначала накройте свечу
меньшим сосудом. Когда пламя погаснет, снова зажгите свечу и проделайте такой же

http://chemistry-chemists.com

< 164 >

Химия и Химики № 1 (2011)
эксперимент с бόльшим сосудом. Во втором случае свеча будет гореть дольше
(поскольку необходимо большее время для заполнения сосуда гелием).

Гелий гасит свечу (вариант 1) фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 165 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 166 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 167 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Гелий гасит свечу (вариант 2) фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 168 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 169 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 170 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 171 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Переливание гелия
Гелий можно переливать из сосуда в сосуд, подобно углекислому газу или воде.
Разница состоит в том, что гелий легче воздуха, и сосуды должны располагаться дном
вверх.
Вокруг

свечи

закрепляют

кольцо

штатива

аналогично

предыдущим

экспериментам. Рядом ставят две банки или два стакана, расположенные вверх дном.
В одном из сосудов воздух, во втором – гелий. Зажигают свечу и накрывают ее сосудом
с воздухом. Пламя продолжит гореть. Возьмите в одну руку сосуд с воздухом, в другую
– сосуд с гелием и перелейте гелий из второго сосуда в первый.
Для этого сосуд с воздухом держат вертикально (дном вверх), прислоняют к нему сбоку сосуд с
гелием и быстро переворачивают последний так, чтобы отверстия совпали, и гелий, поднимаясь вверх
из второго сосуда, попал в первый. Желательно, чтобы сосуд с воздухом имел большее отверстие, а
сосуд с гелием – больший объем.

Снова накройте свечу тем сосудом, в котором раньше был воздух. Пламя
погаснет, поскольку сосуд теперь заполнен гелием.
http://chemistry-chemists.com

< 172 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Переливание гелия фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 173 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 174 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 175 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 176 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Гелий гасит газовую горелку
Эксперимент аналогичен опытам со свечей. Вокруг газовой горелки размещают
кольцо штатива. Зажигают горелку и накрывают ее стаканом или банкой с гелием.
Пламя сразу же гаснет. В нашем опыте литровая банка треснула. Скорее всего, не
последнюю роль тут сыграла высокая теплопроводность гелия.
Опыт выглядит более эффектно, чем эксперимент со свечей.

http://chemistry-chemists.com

< 177 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Гелий гасит газовую горелку фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 178 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 179 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 180 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 181 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 182 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Гелий изменяет голос
При вдыхании гелия или смеси гелия с кислородом голос человека сдвигается в
высокочастотную область. При этом голос может измениться до неузнаваемости. В
атмосфере гелия речь человека напоминает кряканье утки. Скорость звука в гелии
примерно в 2.8 раза выше, чем в воздухе (при 0° С).
В первом эксперименте вдыхание гелия производилось постепенно, поэтому
переход голоса осуществлялся плавно, в последующих опытах экспериментатор
вдыхал гелий резко и большими порциями. Это дало значительно более очевидный
эффект.
При вдыхании гелия никаких особых ощущений не наблюдалось. И только спустя
некоторое время стала чувствоваться легкая гипоксия.1
Во время подобных экспериментов рядом должен находиться второй человек с
целью страховки.
Гелиево-кислородная смесь используется для дыхания водолазов, которые
работают на больших глубинах. Изменение частоты голоса в результате вдыхания
этой смеси может создать значительные проблемы во время общения водолазов
между собой или с людьми на поверхности.
При вдыхании ксенона голос человека сдвигается в низкочастотную область, что
противоположно эффекту в случае гелия. Голос становится более басистым.
Аналогично ксенону действует гексафторид серы (шестифтористая сера или элегаз,
SF6). Это обусловлено тем, что скорость звука в газе падает при увеличении его
молекулярной массы (плотности). Воздух имеет большую плотность, чем гелий и
меньшую, чем ксенон.

1

Видео экспериментов доступны на сайте журнала.

http://chemistry-chemists.com

< 183 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Эксперимент по вдыханию гелия фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 184 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 185 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 186 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Что такое эксикатор?
В.Н. Витер
Практически все вещества способны поглощать влагу из воздуха. Возьмем,
например, стекло. Стекло сорбирует (поглощает) некоторое количество водяных паров
из воздуха, а при нагревании снова их отдает. Не верите?
Сильно нагреем дно стеклянной пробирки в пламени газовой горелки. При этом в
верхней (холодной) части пробирки соберется немного капелек воды. Такое
наблюдается

не

всегда,

но

довольно

часто:

нагретое

стекло

выделяет

адсорбированные пары воды, которые конденсируются на холодных поверхностях.
Стекло адсорбирует воду слабо, но есть вещества, которые поглощают влагу из
воздуха очень интенсивно, причем часто происходит не физическая адсорбция, а
химическая реакция (которая может быть необратимой).
Например, если оставить на воздухе фосфорный ангидрид, его масса будет
быстро

возрастать.

Взвесьте

закрытый

бюкс

с

фосфорным

ангидридом

на

аналитических весах, запишите его массу. Потом откройте крышку, положите ее рядом
на чашке весов и снова включите весы. Масса бюкса будет увеличиваться буквально
на глазах (например, со скоростью несколько десятков миллиграмм в секунду).
Фосфорный ангидрид представляет собой белый порошок, похожий на муку, но на
воздухе он буквально за минуты превращается в полужидкую кашу полифосфорных
кислот.
Если у вас нет фосфорного ангидрида, проведите аналогичный эксперимент с
концентрированной серной кислотой, оксидом кальция, едким натром или безводным
сульфатом меди. В последнем случае белая безводная соль CuSO4 постепенно
перейдет в синий кристаллогидрат CuSO4·5H2O. Можно использовать и другие
гигроскопичные вещества. Если у вас нет аналитических весов, подойдут и
обыкновенные электронные весы, которые дают точность до 0.001 или 0.01 г. Правда,
ждать видимых изменений придется дольше.
Сульфат меди и серная кислота поглощают воду обратимо: при нагревании вода
снова выделяется. Кусочки оксида кальция или едкого натра поглощают из воздуха не

http://chemistry-chemists.com

< 187 >

Химия и Химики № 1 (2011)
только влагу, но и углекислый газ. Натрий реагирует также с кислородом, а литий –
еще и с азотом. Цеолиты поглощают воду довольно активно, но в этом случае
происходит не химическая реакция, а просто адсорбция. В структуре цеолитов
содержатся многочисленные каналы, которые могут сорбировать воду и другие
небольшие молекулы (в зависимости от диаметра каналов).
Итак, мы убедились, что некоторые вещества совсем не безразличны к водяным
парам и другим компонентам воздуха. Возникает вопрос: как работать с такими
веществами в лаборатории? Хранить их можно в плотно закрытых бутылках, а если это
не помогает – в запаянных ампулах или колбах. Но хранить вещества - одно, а
работать с ними – другое.
Например, у нас есть медный купорос CuSO4·5H2O, поставлена задача:
определить содержание в нем воды. Казалось бы, задача проста, необходимо:
1. Взвесить пустой тигель.
2. Насыпать в него пару грамм медного купороса и снова взвесить.
По разности первого и второго взвешиваний мы узнаем массу навески медного
купороса.
3. Теперь нагреем тигель до тех пор, пока медный купорос полностью не
обезводится, и опять взвесим тигель.
По разности масс тигля до и после прокаливания мы будем знать, сколько воды
было в медном купоросе. Теперь поделим массу воды на массу исходной навески
медного купороса, умножим результат на 100%, и мы поучим содержание воды в
исследуемом образце.
Создается

впечатление,

что

все

элементарно,

но

мы

допустили

несколько

грубых ошибок.
а) Горячий тигель, который мы только что нагревали (п. 3), взвешивать нельзя. Он
должен остыть до температуры весов. А пока тигель будет остывать, безводный
сульфат меди будет преспокойно поглощать влагу из воздуха, что сильно исказит
(занизит) результат анализа. Накрыть тигель крышкой? Не поможет.
б) Пустой тигель, который мы взвесили (п. 1), сорбировал небольшое количество
воды. При нагревании он отдаст эту воду, и его масса уменьшится. Потом будет
невозможно определить, за счет чего уменьшилась масса при прокаливании: за счет
потери воды медным купоросом, или потери воды самим тиглем.
http://chemistry-chemists.com

< 188 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Что же делать? Существует прибор, назначение которого – предохранять от
действия водяных паров (а если необходимо, и углекислого газа или кислорода).
Называется этот прибор эксикатор. Эксикатор – стеклянный сосуд с крышкой, внутри
которого содержится осушитель. В эксикаторе есть специальный фарфоровый
вкладыш, на который ставят тигли, бюксы, выпарные чашки и другую посуду.
Благодаря

осушителю внутрь эксикатора можно поставить горячий

тигель с

обезвоженным сульфатом меди, и при этом не бояться, что он «наглотается» влаги.
Когда тигель остынет, его вынимают и быстро взвешивают. (В случае особо
гигроскопичных веществ тигель или бюкс после прокаливания накрывают крышкой).
Перед анализом пустые тигли (в которые мы потом поместим кристаллогидрат
сульфата меди – п.1) также прокаливают, охлаждают в эксикаторе и взвешивают. При
нагревании тигель отдает всю сорбированую воду (и последняя уже не искажает
результаты анализа).
Убедиться, что тигель отдал всю воду (и другие летучие вещества) очень просто.
Для этого тигель нагревают определенное время, охлаждают в эксикаторе и
взвешивают, после этого снова нагревают, охлаждают и взвешивают. Если результаты
первого и второго взвешиваний практически не отличаются – все в порядке. Если
после второго нагревания масса тигля уменьшилась – необходимо увеличить время
термической обработки (до тех пор, пока масса тигля не перестанет изменяться).
Аналогично поступают, если необходимо установить, сколько следует греть тигель с
исследуемым образцом для полного разложения последнего.
В дальнейшем достаточно просто запомнить время, необходимое для нагревания
тиглей (пустых или с исследуемым образцом) и не повторять эту процедуру дважды.
Операция нагревания исследуемого образца до полного удаления летучих
компонентов

(или

полного

окисления

образца

кислородом)

называется

«нагревание (прокаливание) до постоянной массы».
Теперь остановимся немного подробнее на конструкции самого эксикатора.
Эксикатор – сосуд из толстого стекла диаметром примерно от 15 до 30 см. Снизу
расположена чашка Петри или выпарная чашка с осушителем. Далее расположен
фарфоровый вкладыш. Вкладыш держится благодаря тому, что нижняя часть
эксикатора более узкая, чем верхняя. На вкладыш помещают тигли, бюксы, выпарные
чашки и т.п. Фарфоровый вкладыш имеет отверстия, которые обеспечивают
циркуляцию воздуха. Сверху эксикатор накрывается крышкой из толстого стекла.
Чтобы обеспечить герметичность, шлиф эксикатора смазывают вязкой смазкой.

http://chemistry-chemists.com

< 189 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Эксикаторы: большой и маленький фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 190 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 191 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 192 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 193 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 194 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Когда в эксикатор кладут горячие тигли, воздух внутри нагревается и начинает
частично выходить из эксикатора. При этом крышка слегка приподнимается, а смазка
становится более жидкой. В результате крышка может соскользнуть и разбиться.
Чтобы этого не случилось, крышку придерживают рукой. Можно также не полностью
закрыть эксикатор, подождать пару минут, пока выйдет воздух и только после этого
герметично закрыть крышку.
Если крышка хорошо смазана и притерта, после охлаждения теплого воздуха в
эксикаторе возникнет разрежение, и крышку будет трудно открыть. В таком случае
крышку аккуратно сдвигают в сторону. При этом необходимо придерживать и крышку, и
сам эксикатор (в противном случае существует риск их разбить).
Когда вы переносите эксикатор – обязательно придерживайте крышку (обеими
руками). Было немало случаев, когда во время переноса эксикаторов крышка падала и
разбивалась.
Толстое стекло имеет низкую термостойкость, поэтому эксикаторы нельзя
нагревать. Большие эксикаторы громоздки и неудобны в работе, маленькие могут
иметь недостаточную вместительность.
Существуют эксикаторы, внутри которых можно создать вакуум (вакуумэксикаторы). Такие эксикаторы имеют в крышке специальную трубку с краном, которую
присоединяют к вакуум-насосу. С помощью насоса в эксикаторе создается вакуум,
после чего кран перекрывают.
Применение эксикаторов совсем не ограничивается химическим анализом.
Например, с помощью эксикаторов можно выпаривать растворы при комнатной или
пониженной температуре. В эксикатор ставят стакан или выпарную чашку с раствором.
Вода, которая испаряется, будет поглощаться осушителем, что обеспечит дальнейший
процесс испарения.
Теперь

скажем

несколько

слов об

осушителях. В качестве осушителей

используются самые разнообразные вещества. Выбор конкретного осушителя зависит
от его эффективности и доступности.
Очень эффективный осушитель – фосфорный ангидрид. Он не только способен
удалять адсорбированную воду, но также может отнимать молекулы воды, которые
«входят» в состав других молекул (конституционная вода).
Недостатки пятиокиси фосфора: дефицитность и невозможность регенерации. У
химиков-органиков

это

довольно

ходовой

реактив,

поэтому

нерационально

использовать его в эксикаторах.
Хорошую степень осушки обеспечивают цеолиты. Цеолиты можно легко
регенерировать нагреванием. Недостатком цеолитов является их дороговизна.
http://chemistry-chemists.com

< 195 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Неплохой осушитель – концентрированная серная кислота. Кислоту можно затем
регенерировать упариванием раствора, однако эта процедура далеко не безвредна. К
сожалению, серную кислоту можно легко разлить или разбрызгать.
Негашеная известь и едкий натр поглощают не только воду, но и углекислый газ (а
также другие кислотные газы). Недостатки едкого натра – невозможность регенерации,
разрушение стекла (и фарфора), невысокая осушающая способность.
В качестве осушителя также с успехом используют силикагель. Он выпускается в
виде круглых гранул. Подобно цеолитам силикагель поглощает воду за счет адсорбции
и может быть регенерирован нагреванием. Иногда к силикагелю добавляют хлорид
кобальта. Пока хлорид кобальта синий, силикагель пригоден к работе, но по мере
поглощения воды хлорид кобальта становится розовым, это сигнализирует, что
осушитель перестал действовать и нуждается в регенерации.
Один из самых слабых осушителей – хлорид кальция. Однако это вещество
нередко используют в лаборатории, если нет необходимости в глубоком осушении.
Преимущества хлорида кальция: дешевизна и возможность регенерации.
Характеристики некоторых осушителей приведены в таблице (согласно книге
П.И. Воскресенский Техника лабораторных работ).
Характеристики некоторых осушителей

Обратите внимание, что в качестве осушителя раньше активно применяли
перхлорат магния (ангидрон). В некоторых лабораториях ангидрон стоял буквально
мешками. Вещество заслуживает внимания как сильный окислитель и источник
перхлората, но перхлорат магния сейчас практически вышел из употребления. Главная
причина – взрывоопасность перхлоратов при соприкосновении с органическими
веществами.
http://chemistry-chemists.com

< 196 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Эксикаторы есть в большинстве химических лабораторий, но мало какая из
домашних лабораторий может похвастать настоящим эксикатором. Как быть юным
химикам? Вместо эксикатора можно приспособить широкую банку, на дно которой
положить осушитель и подставку для тиглей, стаканов и бюксов. Это не совсем удобно,
однако, выбирать не приходится.
Неплохим решением являются также пакеты со струнным замком (пакет-струна,
ZIP-LOCK). В пакет помещают чашку или банку с осушителем и стаканы с веществом
или раствором, который необходимо упарить. После этого пакет плотно закрывают (не
забывая следить за тем, чтобы к осушителю и стаканам с осушаемым веществом был
свободный доступ воздуха).
Последовательность действий показана на приведенных ниже фотографиях.

Осушитель
фото Youtube.com/NurdRage

http://chemistry-chemists.com

< 197 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 198 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Осушитель и стакан с раствором помещают в пакет и плотно закрывают

http://chemistry-chemists.com

< 199 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Через некоторое время раствор испаряется

http://chemistry-chemists.com

< 200 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Реакция калия с водой
(фотографии)
И.Н. Григорьев
Калий реагирует с водой очень бурно. Маленькие кусочки калия загораются,
большие – взрываются. При этом во все стороны разлетаются капли горящего
металла, и образуется аэрозоль щелочи. На фотографиях показана реакция с водой
металлического калия весом примерно 7 г. Четко видно, что небольшие горящие
кусочки калия начинают разлетаться еще до взрыва.

Реакция калия с водой фото И.Н. Григорьев

http://chemistry-chemists.com

< 201 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 202 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 203 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 204 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 205 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 206 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 207 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 208 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 209 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 210 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 211 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Реакция брома с алюминием и
калием (фотографии)
И.Н. Григорьев
Ниже показаны фотографии экспериментов взаимодействия жидкого брома с
алюминием и калием.
Бром реагирует с калием со взрывом. Совсем маленькие кусочки калия горят на
поверхности брома. В первом опыте был взят кусочек калия с пшеничное зерно, во
втором – чуть побольше. Во втором эксперименте наблюдались мгновенный хлопок и
вспышка. Это напоминает опыт «химический миномет».
Реакция брома с натрием при обычных условиях не идет, подогревать вещества
не рискнул. В книге Р. Рипан, И. Четяну Руководство к практическим работам по
неорганической химии описано, что при внесении горящего натрия в цилиндр с парами
брома металл продолжает гореть.
Горение алюминия в броме – один из самых эффектных опытов. Чтобы провести
реакцию брома и алюминия, в большую пробирку наливают немного брома, укрепляют
ее в вертикальном положении в штативе и бросают в пробирку алюминиевую фольгу
или проволоку. Можно также использовать алюминиевый порошок.
Реакция брома с алюминием начинается не сразу. Это зависит от площади
поверхности металла, температуры, состояния поверхности и других факторов. В
нашем случае признаки взаимодействия появились примерно через восемь секунд.
Горение протекает довольно красиво: появляется желтое и красное пламя,
обильно выделяются бурые пары брома и белые пары бромида алюминия. Реакция
происходит с разбрызгиванием капель горящего алюминия, поэтому пробирку прикрыл
старой фарфоровой чашкой (это следует сделать и в случае с калием). В показанном
на фотографиях случае использован кусочек алюминия размером с две горошины.
Обратите внимание: бром хорошо смачивает стекло. Как аккуратно не переливал
бром из пробирки в пробирку, все равно немного капель попало на пальцы. Работайте
в резиновых перчатках! Паров брома при реакции образуется довольно много (в случае
http://chemistry-chemists.com

< 212 >

Химия и Химики № 1 (2011)
с алюминием, запах чувствовался за 10 метров от пробирки), и их не сразу сдувает
ветром. Поэтому эксперимент проводят на улице или под хорошей вытяжкой. В
последнем случае под пробирку ставят поднос с песком.

Бром
http://chemistry-chemists.com

фото И.Н. Григорьев

< 213 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Реакция брома с калием

http://chemistry-chemists.com

< 214 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 215 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 216 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 217 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 218 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 219 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 220 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Реакция брома с алюминием

http://chemistry-chemists.com

< 221 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 222 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 223 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 224 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 225 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 226 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 227 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 228 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 229 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 230 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 231 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 232 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 233 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 234 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 235 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 236 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 237 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 238 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 239 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 240 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 241 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 242 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 243 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 244 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 245 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 246 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 247 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 248 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 249 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 250 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 251 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 252 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 253 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 254 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 255 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 256 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 257 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 258 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 259 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Юный Химик

http://chemistry-chemists.com

< 260 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Белый фосфор из «терок»
спичечных коробков
В.Н. Витер
«Терки»

(намазки)

спичечных

коробков

содержат

красный

фосфор.

При

нагревании «терок» в закрытой пробирке красный фосфор сублимируется, пары
фосфора конденсируются в холодной части пробирки, образуя белый фосфор. Таким
способом можно получить лишь небольшие количества белого фосфора, который
сильно загрязнен продуктами термолиза (термического разложения) бумаги, но этого
вполне хватит, чтобы наблюдать свечение фосфора в темноте. Проделать другие
эксперименты с фосфором, полученным таким способом, вряд ли удастся.
Отделите «терки» от нескольких спичечных коробков (постарайтесь, чтобы на них
осталось поменьше бумаги) и поместите их на дно пробирки. Закройте пробирку
плотным ватным тампоном и аккуратно нагрейте нижнюю часть пробирки в пламени
газовой горелки или сухого спирта. Скоро в пробирке образуются белые пары
фосфора, воды и продуктов разложения бумаги. В результате в верхней части
пробирки и на поверхности ваты осядет желтый или коричневый налет. Это и есть
белый фосфор, сильно загрязненный примесями. Охладите пробирку.
Заключительную часть опыта проводят в темном помещении. Побудьте в темном
помещении 5-10 мин, чтобы глаза хорошо привыкли к темноте (не пренебрегайте этим
приемом). Потом откройте пробирку. Вы практически сразу увидите свечение фосфора.
В момент открытия пробирки фосфор на вате может загореться. Если это произойдет,
задуйте пламя.
Налет фосфора на стенках пробирки и вате будут светиться тусклым, почти
белым светом с легким зеленоватым оттенком. Светящиеся поверхности часто
мерцают, по ним пробегают волны. Иногда удается увидеть свечение паров фосфора.
Глядя на свечение фосфора, хорошо понимаешь смысл фразы «призрачный свет».
Белый фосфор, полученный из технического красного фосфора (продажный реактив),
дает более зеленое свечение и, как правило, не мерцает (впрочем, восприятие цветов
и оттенков довольно субъективно).
http://chemistry-chemists.com

< 261 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Интересное явление наблюдалось, когда экспериментатор привязал к стеклянной
палочке вату, вставил ее в пробирку и стал двигать вату вперед-назад словно поршень.
Когда вата поднималась, за ней вспыхивали пары фосфора. Потом пары гасли, причем
не моментально: по пробирке проходил фронт, за которым свечение прекращалось.
Иногда темный фронт проходил сверху вниз, иногда снизу вверх (или одновременно в
обоих направлениях). Когда вата опускалась вниз, из пробирки выходила струя
светящегося пара.
По неосторожности немного фосфора попало на пальцы, на коже появились
светящиеся пятна. Подобных случаев следует избегать, поскольку белый фосфор
очень ядовит.
Фото- и видеосъемка свечения фосфора, полученного из «терок» спичечных
коробков, оказалась непростым делом. Фотографии с горем пополам сделать удалось,
снять качественное видео – нет. Фотографии пришлось делать на максимуме
чувствительности камеры (1600 iso) и при максимально возможной выдержке - 15 сек
(фотоаппарат Canon SX20 IS). Кроме того, при высокой чувствительности матрицы
наблюдается

высокая

зернистость

изображения,

что

дополнительно

ухудшает

качество снимков.

Получение белого фосфора из «терок» спичечных коробков
фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 262 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 263 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Откроем пробирку в темноте

http://chemistry-chemists.com

< 264 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 265 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 266 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 267 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 268 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 269 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 270 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 271 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Откроем пробирку в темноте

http://chemistry-chemists.com

< 272 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 273 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 274 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 275 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 276 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 277 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 278 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 279 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Получение белого фосфора из
красного.
Свечение белого фосфора
В.Н. Витер
При нагревании красного фосфора в отсутствии воздуха он сублимируется. Пары
фосфора конденсируются на холодных поверхностях, образуя белый фосфор.
Технический белый фосфор представляет собой желтую массу, похожую на воск, за
что его нередко называют желтым фосфором.
Для получения белого фосфора мы использовали технический красный фосфор,
который покрылся при хранении вязкими полифосфорными кислотами. Прежде всего,
было необходимо отмыть фосфор от полифосфорных кислот водой. С этой целью
около 1 г красного фосфора поместили в стакан с дистиллированной водой, взмутили и
отфильтровали. Порошок красного фосфора промыли несколько раз водой и оставили
сушиться на фильтре. После сушки масса красного фосфора составляла 0.95 г.
Красный фосфор поместили в пробирку, которую соединили с конической колбой,
игравшей роль приемника. Место соединения уплотнили обыкновенной ватой. Для
сублимации фосфора желательно использовать соединения на шлифах и приемник
меньших размеров, чем показанная на фотографиях колба. Колбу закрепили в штативе
и начали нагревать в пламени газовой горелки: сначала осторожно и равномерно,
потом сильно. В пробирке появились белые пары фосфора, которые оседали на
стенках пробирки и колбы, образуя желтоватую массу. Первоначально пары
загорелись, причем пламя пробрело форму фронта, который неторопливо прошелся из
пробирки в колбу, однако, кислород скоро закончился и горение прекратилось. Только
при замедленном повторе записи эксперимента удалось заметить, что во время
продвижения фронта произошла короткая, но яркая вспышка. Через несколько минут
сублимация фосфора закончилась. Возле дна пробирки осталось значительное
количество темного порошка. Это примеси, которые содержались в красном фосфоре.
Большая часть желтого фосфора осела на стенках колбы. Часть желтого
фосфора сконденсировалось в пробирке, его можно было сублимировать в колбу,

http://chemistry-chemists.com

< 280 >

Химия и Химики № 1 (2011)
аккуратно переместив в это место пламя горелки. Однако мы не стали этого делать,
поскольку основной целью эксперимента было не получение белого фосфора, а
наблюдение его свечения в темноте.
Во время эксперимента следует учитывать, что если пробирка треснет, может
начаться пожар. Белый фосфор много лет с успехом используется как боевое
зажигательное вещество. Поэтому в начале процесса пробирку следует нагревать
медленно и равномерно.
Под установкой мы поставили металлический поддон на случай аварийных
ситуаций. Наготове был большой кусок мокрой ткани – чтобы накрыть пламя. Не
следует забывать, что белый фосфор очень ядовит и вызывает сильные ожоги при
попадании на кожу.

Промывка красного фосфора фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 281 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 282 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 283 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 284 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 285 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Сублимация красного фосфора

http://chemistry-chemists.com

< 286 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 287 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 288 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 289 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 290 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 291 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 292 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 293 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Полученный белый (желтый) фосфор

http://chemistry-chemists.com

< 294 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 295 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 296 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Итак, у нас есть колба и пробирка с желтым фосфором (которые плотно
соединены между собой). На первый взгляд, фосфор внутри этих сосудов изолирован
от действия кислорода. Однако оказалось, что колба и пробирка светятся в темноте
зеленым светом. Свечение можно было заметить даже в не полностью темном
помещении. Чтобы наблюдать более интенсивное свечение фосфора, необходимо
обеспечить

доступ

воздуха.

Существовала

большая

вероятность,

что

после

разъединения колбы и пробирки фосфор загорится, поэтому мы приготовили два
стакана, чтобы накрыть сосуды. Колбу и пробирку частично разъединили, и между
ними образовался зазор в несколько миллиметров, появилось яркое свечение. Когда
колба и пробирка оказались полностью открытыми, вспыхнуло желтое пламя фосфора,
которое осветило темноту, образовалось много едкого белого дыма. Колбу и пробирку
накрыли стаканчиками, горение прекратилось, и началось довольно интенсивное
холодное свечение. Свечение фосфора может быть достаточно ярким, но такое яркое
свечение нередко переходит в горение.
Когда наблюдение свечения было окончено, предстояло собрать белый фосфор.
Фосфор, который находился на стенках пробирки и колбы, легко загорался при трении
шпателем, поэтому собрать его на воздухе не представлялось возможным. К счастью,
белый фосфор легко плавится (Тпл = 44 °C) и имеет плотность выше, чем у воды,
поэтому, чтобы собрать белый фосфор, достаточно заполнить колбу и пробирку
горячей водой.
Когда налили горячую воду, прилипший к стенкам фосфор сразу превратился в
желтую маслообразную жидкость и опустился на дно. Кроме капелек фосфора на дне
колбы оказалось много механических примесей, которые были отделены декантацией.
Интересно, что при контакте с холодной водой дважды наблюдалась вспышка
белого фосфора. Вероятное объяснение этого явления состоит в том, что на
поверхности фосфора присутствовал фосфорный ангидрид, который реагирует с водой
с выделением большого количества тепла. За счет этого тепла фосфор и загорелся.
Во время одной из промывок фосфора горячей водой капельки фосфора всплыли
на поверхность воды и загорелись. Горение прекратилось только после добавления
новых порций воды, которые полностью покрыли фосфор.
После эксперимента фосфор оставили в колбе под слоем воды. В таком виде
фосфор практически не светился, но стоило встряхнуть колбу, как все пространство
над слоем воды в колбе начинало светиться. Через несколько секунд свечение гасло,
но

при

последующем

встряхивании

колбы

оно

возобновлялось

(разумеется,

наблюдения следует проводить в темноте).
http://chemistry-chemists.com

< 297 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Свечение и воспламенение белого фосфора фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 298 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 299 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 300 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 301 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 302 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 303 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 304 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 305 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 306 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 307 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 308 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 309 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 310 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 311 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 312 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 313 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 314 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 315 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 316 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Желтый фосфор под слоем воды

Бочки с желтым фосфором

http://chemistry-chemists.com

< 317 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Раствор фосфора в
циклогексане
В.Н. Витер
Белый фосфор растворяется в некоторых органических и неорганических
растворителях (данные по растворимости приведены в конце статьи). Растворы
фосфора светятся в темноте. Для начала решил поработать с раствором фосфора в
циклогексане.
В колбу налил 15 мл циклогексана и поместил в него кусочек белого фосфора
размером с половину горошины. Кусочек фосфора на дне осторожно измельчил
стеклянной палочкой. Большая часть фосфора сразу не растворилась, но это не имело
особого значения.

Растворение фосфора в циклогексане фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 318 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Первоначально жидкость не светилась в темноте, но когда опустил в нее
стеклянную палочку, а потом вынул, остатки жидкости на палочке начали светиться.
Встряхнул жидкость в закрытой колбе, потом открыл пробку. В результате горлышко
колбы и пробка также начали светиться. Свечение было неравномерным, иногда
мерцающим и вскоре гасло.
Опустил в колбу стеклянную трубку и осторожно продул воздух (в одних случаях
трубка была выше уровня циклогексана, в других случаях трубка была опущена в
жидкость). В колбе началось свечение жидкости и паров фосфора над жидкостью,
иногда весьма ощутимое, иногда – слабое. Наиболее яркое свечение наблюдалось не
во время подачи воздуха, а через несколько секунд после ее прекращения. Основная
масса раствора (которая была на дне колбы) практически не светилась.
Неожиданно заметил, что свечение началось внутри самой трубки, по которой
подавался воздух. Некоторое количество раствора попало в трубку и вызвало
довольно яркое свечение. С помощью резиновой груши засосал раствор в трубку,
после чего начал подачу воздуха. Вскоре трубка засветилась ярким, почти белым
светом. По внешнему виду она напоминала люминесцентную лампу (с той разницей,
что трубка была более тусклой). Иногда трубка светилась по всей длине, иногда
свечение было сосредоточено на отдельных участках.

http://chemistry-chemists.com

< 319 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Свечение раствора фосфора (циклогексан) в трубке, колбе и бутылочке

http://chemistry-chemists.com

< 320 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 321 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 322 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 323 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 324 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 325 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 326 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 327 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 328 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 329 >

Химия и Химики № 1 (2011)

на верхней фотографии четко видно свечение паров фосфора

http://chemistry-chemists.com

< 330 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 331 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 332 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 333 >

Химия и Химики № 1 (2011)
После этого вылил раствор фосфора в циклогексане на плотную бумагу
(перфокарта). В первые секунды ничего не было видно. Потом по периметру пятна
началось свечение, которое медленно распространялось к центру. Через пару минут
почти вся перфокарта светилась белым, равномерным светом. Благодаря большой
площади поверхности свет был довольно ярким. Со временем свечение стало тускнеть
и мерцать, по нему пробегали волны. Потом бумага погасла.
После испарения циклогексана бумага могла загореться (вспомните эксперимент,
в котором раствор фосфора в сероуглероде загорается через несколько минут после
нанесения его на бумагу), но этого не произошло. Видимо, фосфора в растворе было
недостаточно, чтобы поджечь перфокарту (и, слава Богу, поскольку в планы
эксперимента это не входило).

Бумагу (перфокарта) облили раствором фосфора в циклогексане. Бумага
постепенно стала светиться, причем свечение распространилось от краев к
центру пятна

http://chemistry-chemists.com

< 334 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 335 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 336 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 337 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 338 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Второй эксперимент

http://chemistry-chemists.com

< 339 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 340 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 341 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Свечение бумаги и колбы
http://chemistry-chemists.com

< 342 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 343 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 344 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 345 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В результате экспериментов выяснилось, что налитый в колбу раствор фосфора в
циклогексане сам по себе светился плохо, даже если пропускать через него воздух. С
другой стороны, пленка этого раствора на стенках трубки, пробки или колбы, а также
раствор, нанесенный на бумагу, светились довольно хорошо. Хорошо светились также
брызги раствора, которые образовались при продувании воздуха.
Это навело на мысль, что фосфор начинает светиться после испарения основного
количества

циклогексана.

До

этого

момента

пары

циклогексана,

вероятно,

препятствуют доступу воздуха. Чтобы подтвердить предположение, налил раствор
фосфора в циклогексане в чашку Петри. Раствор почти не светился, зато небольшие
количества жидкости, которые по неосторожности попали на пальцы, сразу же стали
светиться. Когда перелил раствор из чашки Петри назад в колбу, остатки раствора в
чашке начали ярко светиться. Таким образом, светиться не сам раствор, а пленка
белого фосфора, которая остается после его испарения (а также пары фосфора).

Растворение фосфора в подогретом циклогексане

http://chemistry-chemists.com

< 346 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Колба с раствором фосфора в циклогексане. Справа от колбы видно свечение
пальцев, на которые попал раствор
http://chemistry-chemists.com

< 347 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Раствор налили в чашку Петри. Свечение почти незаметно

Раствор вылили из чашки Петри. Дно чашки начало ярко светиться
http://chemistry-chemists.com

< 348 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 349 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 350 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В заключении занялся свечением самого фосфора. Небольшие кусочки фосфора
достал из-под воды, быстро промокнул

фильтровальной бумагой и положил на

перфокарту. Кусочки светились в темноте довольно ярко (зеленым светом), но их
площадь была небольшой, и света было мало. Попробовал натереть фосфором лист
бумаги. Натертая поверхность светилась настолько ярко, что зеленоватое свечение
было видно даже при электрическом освещении (особенно в тени).
Сделал фосфором несколько надписей «Р4» на бумаге. Надписи получились
далеко не каллиграфическими, поскольку фосфор тверже воска и постоянно
выскальзывал из пинцета. Зато в темноте надписи ярко светились и практически не
мигали (в отличие от раствора фосфора в циклогексане).
При нанесении надписей на бумаге приходилось помнить, что белый фосфор
легко загорается даже от слабого трения. Во время эксперимента по получению белого
фосфора самовоспламенение произошло, когда открыли колбу-приемник с осевшим на
стенках фосфором. Однако в данном опыте воспламенение

во время рисования

фосфором по бумаге случилось лишь однажды. Позднее, я попробовал тереть белый
фосфор

о

шершавую

самовоспламенение

поверхность

фосфора,

однако,

керамической
ничего

не

плитки,

чтобы

произошло,

зато

заснять
натертая

поверхность ярко светилась в темноте. Ее свечение было заметно даже при
включенных лампах дневного света.

Свечение кусочка белого фосфора (а также бумаги и керамической плитки,
натертой фосфором)
http://chemistry-chemists.com

< 351 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 352 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 353 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 354 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 355 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 356 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 357 >

Химия и Химики № 1 (2011)

В

темной

комнате

экспонировалась

фотография

свечения

фосфора

(выдержка 15 секунд). Неожиданно дверь открыл сотрудник и в комнату
попал свет. Увидев в чем дело, сотрудник сразу же закрыл дверь. В
результате во время съемки фотографии комната на пару секунд была
освещена электрическим светом.
Получился комбинированный снимок. Свечение фосфора экспонировалось
15 секунд, а электрический свет проникал в комнату пару секунд. Благодаря
этому яркость свечения фосфора и электрического света на фотографии
выровнялась
Примечание: отображение фотографий зависит от установок монитора. В
частности, яркость экрана не должна быть слишком низкой
http://chemistry-chemists.com

< 358 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Б.П. Никольский (ред.) и др. Справочник химика, т. 3

http://chemistry-chemists.com

< 359 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Самовоспламенение раствора
фосфора в циклогексане
В.Н. Витер
Один из самых эффектных опытов с белым фосфором проводят следующим
образом: бумагу или вату пропитывают раствором фосфора в сероуглероде и
оставляют на воздухе. Через некоторое время сероуглерод испаряется и бумага (вата)
загорается. Со стороны это выглядит как воспламенение без видимых причин. Этот
эффект настолько известен, что вошел даже в некоторые «шпионские романы». В
одном из вариантов эксперимента на бумагу наносят надпись раствором фосфора в
сероуглероде. Когда сероуглерод испаряется, надпись воспламеняется, и бумага под
ней обугливается, но сам лист бумаги не загорается. В результате огонь «проявляет»
надпись.
Почему в этом эксперименте используют сероуглерод? Потому, что сероуглерод –
хороший растворитель для белого фосфора. Он растворяет фосфор значительно
лучше,

чем,

например,

бензин

или

четыреххлористый

углерод.

Кроме

того,

сероуглерод – легколетучая жидкость (что в данном эксперименте немаловажно).
Сероуглерода под рукой нет, поэтому пришлось использовать циклогексан (с
таким же успехом можно взять гексан или бензин). В колбочку со шлифом налили
примерно 5 мл циклогексана и поместили в нее кусочки фосфора общим размером с
горошину. Колбочку закрыли пробкой и осторожно подогрели на водяной бане1.
Кусочки фосфора расплавились и слились в желтую каплю. В процессе нагревания и
перемешивания размер капли уменьшился примерно вдвое. Раствор охладили и
вылили на большой кусок хлопковой ваты.
Первоначально ничего не происходило: вата в темноте почти не светилась, зато
бумага или пальцы, к которым прикоснулась вата, начинали светиться. Через
несколько минут стало раздаваться шипение, начал появляться дымок, отдельные
участки ваты обугливались, то тут, то там вспыхивал зеленоватый огонек. Однако вата
не загоралась. Примерно через 15 минут такие локальные «возгорания» стали более
частыми и, наконец, вата вспыхнула.
1

Растворитель нагревать не обязательно, вместо этого можно оставить фосфор на ночь в колбе с циклогексаном.

http://chemistry-chemists.com

< 360 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Самовоспламенение раствора фосфора в циклогексане В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 361 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 362 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 363 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 364 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 365 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 366 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 367 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 368 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 369 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 370 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 371 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 372 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Самовоспламенение раствора
фосфора в бензоле
И.Н. Григорьев
В опыте использован насыщенный раствор фосфора в бензоле. При комнатной
температуре этот раствор почти безотказно зажигает комочки бумаги (туалетной).
Иногда удается (но не всегда) поджечь распушенный фитиль свечи, особенно если
подложить внизу фитиля чуть-чуть ваты. Бумага резко вспыхивает, поскольку на
момент воспламенения на ней остается бензол, а фосфора в растворе было довольно
много.
Однажды во время демонстрации экспериментов в школе я заранее смочил кусок
бумаги и, не говоря ничего, положил на стол перед учениками, наряду с другим
оборудованием. Бумага вспыхнула самопроизвольно, вызвав удивление, однако перед
воспламенением было видно как она «дымилась».

http://chemistry-chemists.com

< 373 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Самовоспламенение раствора фосфора в бензоле
Эксперимент провел Ю.Т. Торгашин

http://chemistry-chemists.com

< 374 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 375 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 376 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 377 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Получение нитроцеллюлозы
В.Н. Витер
Целлюлоза – природный полимер, важнейший строительный материал для
растений. Молекулы целлюлозы состоят из остатков глюкозы, которые образуют
длинные цепи [С6Н7О2(OH)3]n. Количество остатков глюкозы в такой цепи n может
достигать от нескольких сотен до многих тысяч (приблизительно n = 300-10 000).

Структура целлюлозы

http://chemistry-chemists.com

< 378 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Глюкоза является многоатомным спиртом, поэтому гидроксильные группы в
звеньях целлюлозы способны взаимодействовать с кислотами, образуя сложные
эфиры.
В частности, целлюлоза взаимодействует со смесью концентрированных серной и
азотной кислот (нитрующая смесь), давая нитроцеллюлозу – сложный эфир
целлюлозы и азотной кислоты [C6H7O2(OH)3-x(ONO2)x]n. В звеньях целлюлозы одна, две
или три гидроксильные группы этерифицируются азотной кислотой (атом водорода
гидроксильной группы замещается на группу -NO2). Как следует из формулы,
минимальная степень этерификации (замещения) х равна нулю (исходная целлюлоза),
а максимальная – трем (тринитроцеллюлоза).
Если степень этерификации приблизительно равен двум1, полученный продукт
называется коллоксилин. Коллоксилин растворяется в смеси этилового спирта и
диэтилового эфира (1 : 2.5), зато в каждом из отдельно взятых растворителей он
только набухает, но не растворяется. Коллоксилин также растворим в ацетоне.
Тринитроцеллюлоза (пироксилин) нерастворима в смеси спирта и эфира.

Тринитроцеллюлоза
Итак, для нитрования целлюлозы используют смесь азотной и серной кислот.
Азотную кислоту лучше брать концентрации 70% и более, серную кислоту –
концентрации 93-96%. Для приготовления нитрующей смеси берут 1 весовую часть
азотной кислоты и 3 части серной кислоты (это примерно соответствует объемному
соотношению серная кислота : азотная кислота 2 : 1). Кислоты предварительно
1

Другими словами, в каждом из звеньев глюкозы содержится (в среднем) две нитрогруппы.
http://chemistry-chemists.com

< 379 >

Химия и Химики № 1 (2011)
охлаждают, и в серную кислоту небольшими порциями добавляют азотную, вещества
перемешивают, смесь также охлаждают.
Приведенное соотношение является ориентировочным: если азотная кислота
достаточно крепкая, количество серной кислоты уменьшают, если азотная кислота
имеет более низкую концентрацию, это можно компенсировать прибавлением
дополнительного количества концентрированной серной кислоты.
В стакан с нитрующей смесью небольшими порциями добавляют хлопковую вату.
Хлопковая вата представляет собой почти чистую целлюлозу. Соотношение кислот и
целлюлозы может быть от 30-50 : 1 до 100 : 1 (по массе). Практически в стакан можно
добавлять вату до тех пор, пока его содержимое не будет представлять собой кашицу
из ваты и нитрующей смеси. После этого стакан накрывают и ставят в прохладное
место. Время нитрования составляет несколько часов (иногда – несколько десятков
минут). Например, в практикуме А.А. Солонина Лабораторное приготовление
взрывчатых веществ рекомендуется вести нитрование 4 часа в случае получения
растворимой нитроцеллюлозы и 12 часов, если необходимо получить нерастворимую
нитроцеллюлозу.
В нашем случае мы просто оставили вату в нитрующей смеси на ночь.
Весь процесс желательно проводить при охлаждении, иначе выход продукта
уменьшится (за счет деструкции целлюлозы). Наличие в смеси избыточной воды ведет
к гидролизу целлюлозы.
После завершения нитрования вату вынимают, хорошо промывают в проточной
воде и сушат. По внешнему виду полученная нитроцеллюлоза мало отличается от
исходной хлопковой ваты, но есть простой способ проверить прошел ли процесс
нитрования. Для этого берут небольшой кусочек нитрованной ваты и поджигают. Если
реакция прошла нормально, вата вспыхнет и быстро сгорит желтым пламенем.
В случае если вата горит медленно (и после ее горения образуется много
обуглившегося остатка), значит целлюлоза пронитровалась плохо (или практически не
пронитровалась).
Если

имеющаяся

в

лаборатории

серная

кислота

имеет

недостаточную

концентрацию, ее необходимо упарить до появления густых белых паров2.

2

Обязательно не забудьте охладить кислоту после упаривания.
http://chemistry-chemists.com

< 380 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Упаривание серной кислоты фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 381 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кислота охлаждается после упаривания

http://chemistry-chemists.com

< 382 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Нитрование целлюлозы

http://chemistry-chemists.com

< 383 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Промывка и сушка

http://chemistry-chemists.com

< 384 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Полученная нитроцеллюлоза

Различные сорта бездымного пороха на основе нитроцеллюлозы
wikipedia.org

http://chemistry-chemists.com

< 385 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Огонь на ладони
(горение нитроцеллюлозы)
И.Н. Григорьев
При действии нитрующей смеси на хлопковую вату (почти чистая целлюлоза)
образуется нитроцеллюлоза (пироксилин, нитроклетчатка). Нитрованная вата внешне
мало отличается от обычной, но если обычная вата при поджигании медленно горит, то
в случае нитроцеллюлозы происходим мгновенная вспышка.
Небольшой кусочек пироксилиновой ваты можно сжечь на ладони. Для этого
ладонь держат вертикально, кладут на нее нитрированную вату и поджигают лучинкой.
Происходит желтая вспышка. Нитроцеллюлоза сгорает так быстро, что не успевает
обжечь ладонь.
Во время эксперимента держите ладонь подальше от лица и ни в коем случае не
наклоняйтесь над ней.
Получение нитроцеллюлозы описано в предыдущей статье.

http://chemistry-chemists.com

< 386 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Горение обычной (хлопковой) ваты фото И.Н. Григорьев

Горение нитрованной ваты
http://chemistry-chemists.com

< 387 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 388 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 389 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 390 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Бумага, на которой горела нитроцеллюлоза, не обуглилась

http://chemistry-chemists.com

< 391 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Горение нитрованной ваты на ладони

http://chemistry-chemists.com

< 392 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 393 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 394 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Горение нитроцеллюлозы (ч. 2)
В.Н. Витер
При нитровании хлопковой ваты была получена нитроцеллюлоза. Горение
нитроцеллюлозы уже описано в предыдущей статье, но было трудно удержаться,
чтобы не провести аналогичные эксперименты. Лучше один раз сделать самому, чем
сто раз увидеть.
Для начала сравним горение целлюлозы и нитроцеллюлозы. Положите рядом
кусочек хлопковой ваты (почти чистая целлюлоза) и такой же кусочек нитрованной
ваты. Подожгите сначала обычную вату, потом – нитрованную. В то время как
целлюлоза будет неторопливо гореть, нитроцеллюлоза вспыхнет и сгорит за несколько
секунд. Нитрированная вата сгорает почти без остатка. В случае обыкновенной ваты
после горения часто остается немало обугленной целлюлозы.

Горение целлюлозы и нитроцеллюлозы фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 395 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 396 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 397 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 398 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 399 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 400 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 401 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Перед тем, как сжечь на ладони кусочек нитрованной ваты, желательно его
хорошо распушить. Это ускорит горение. Кусочек будет выглядеть больше (и
произведет более сильное впечатление на зрителей), но его масса останется прежней.
Небольшие кусочки нитроцеллюлозы сгорают быстро и не вызывают неприятных
ощущений. Если взять кусочек побольше, пламя будет ощутимо жечь, возможен
небольшой ожог.

Горение нитроцеллюлозы на ладони фото В.Н. Витер
http://chemistry-chemists.com

< 402 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 403 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 404 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 405 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 406 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 407 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 408 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 409 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 410 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 411 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 412 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 413 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 414 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 415 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 416 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 417 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 418 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 419 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 420 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 421 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 422 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 423 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 424 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Большие мыльные пузыри
В.Н. Витер
Вступление
Многие в детстве увлекались мыльными пузырями, но не каждому приходил в
голову вопрос: «Что такое мыльный пузырь?». Мы не будем особо углубляться в
теорию, но перед тем, как приступить к экспериментам, ответить на этот вопрос
необходимо – хотя бы в общих чертах.
Каждый знает, что мыльный пузырь – заполненный газом шар, стенки которого
образованы

тонкой

пленкой

из

воды.

Вернее,

не

совсем

из

воды:

чтобы

образовывалась устойчивая пена или пузыри в воду необходимо добавить мыло (или
другое поверхностно-активное вещество - ПАВ). Молекулы поверхностно-активных
веществ состоят из двух частей: «головы» и «хвоста». «Голова» молекулы
гидрофильная («любящая воду»), «хвост» – гидрофобный («ненавидящий воду»). Роль
«головы» в молекуле ПАВ играют различные полярные группы (часто способные к
электролитической диссоциации), например, -COONa, -SO3Na, (-NR3)+ и другие. Такие
группы хорошо притягивают молекулы воды. «Хвост» молекулы обычно состоит из
длинных

углеводородных

радикалов.

Углеводородные

радикалы

плохо

взаимодействуют с молекулами воды.

Молекула лаурилсульфата натрия
Гидрофильный конец молекулы притягивается к воде, гидрофобный «хвост» –
отталкивается и стремится покинуть слой воды. В результате часть молекул ПАВ
выстраивается на поверхности воды, при этом «голова» молекулы находится в воде, а

http://chemistry-chemists.com

< 425 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«хвост» – в воздухе. Образуется пленка из молекул поверхностно-активного вещества.
Если мы имеем дело не с раствором, налитым в стакан, а с мыльным пузырем, то
таких пленок будет две: внутри пузыря и снаружи.

Слой молекул ПАВ (например, мыла) на поверхности воды
(слева – вода в сосуде, справа – мыльный пузырь)
В мыльном пузыре тонкий слой воды оказывается заключенным между двумя
пленками из молекул поверхностно-активного вещества. Эти пленки стабилизируют
мыльный пузырь.
Во-первых, пленки молекул ПАВ уменьшают испарение. Испарение воды –
коварный враг мыльных пузырей. Во-вторых, ПАВ уменьшают поверхностное
натяжение воды, но когда пленка из молекул ПАВ растягивается (во время выдувания
мыльного пузыря), концентрация молекул ПАВ на поверхности уменьшается, и
поверхностное натяжение снова растет. Таким образом, пузырь сам «залечивает
раны» не давая слабым участкам растягиваться дальше.
Итак, чтобы получить устойчивые мыльные пузыри к воде необходимо добавить
достаточное количество ПАВ. Чем больше поверхностно-активных веществ, тем
лучше? Это не совсем так. Возьмем жидкое мыло. Нетрудно убедиться, что если
добавлять к воде все больше мыла, то способность раствора к образованию пены
сначала улучшается, потом достигает максимума, а затем ухудшается. Другими
словами, концентрация ПАВ должна быть оптимальной: не слишком низкой и не
слишком высокой.
В качестве ПАВ лучше использовать какое-то жидкое моющее средство. Для
увеличения вязкости (и уменьшения испарения) в раствор полезно добавить глицерин.
В экспериментах желательно использовать дистиллированную воду (вода должна быть
мягкой, наличие солей жесткости мешает). Если вы хотите выдуть большой мыльный
пузырь, рамка с мыльной пленкой также должна быть большой. Приступим.
http://chemistry-chemists.com

< 426 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Большие мыльные пузыри: первые опыты
В один прекрасный день мне удалось выдуть несколько мыльных пузырей
размером около 40 см. Произошло это абсолютно случайно.
С утра занимался монтажом видео, написанием статьи и версткой веб-страниц.
После обеда почувствовал, что работа дальше идет туго и решил попробовать какой-то
эксперимент. Подумав, вспомнил о мыльных пузырях, заполненных водородом.
Но перед тем как приступить к получению водорода, необходимо попробовать
выдуть несколько мыльных пузырей с воздухом: обидно будет, если реакция получения
водорода пойдет, а выдуть стабильные мыльные пузыри не получится. В срезанной
пластиковой бутылке у меня осталось немного жидкого моющего средства для посуды
«Gala», которое почти полностью высохло. Добавил к нему немного воды, получилась
густая жидкость. Взял стеклянную воронку диаметром 5.5 см, аккуратно погрузил ее в
раствор. Внутри воронки образовалась мыльная пленка. Аккуратно подул в воронку.
Образовался мыльный пузырь диаметром примерно 25 см. Можно было бы и
больше, но по неожиданности я слегка махнул рукой, пузырь оторвался и медленно
опустился на пол. Со второй попытки выдул мыльный пузырь более 35 см. Держа
воронку с пузырем в руках, пошел к фотоаппарату, но история повторилась: от
неосторожного движения кистью пузырь отделился, коснулся стола и лопнул.
После

этого

взял

воронку

побольше

(диаметром

7.5

см)

и

начал

целенаправленные эксперименты. На внутреннюю поверхность воронки наливал
немного раствора, потом опускал воронку в раствор, чтобы получилась мыльная
пленка. В результате без особых усилий удавалось выдуть мыльные пузыри
диаметром 35-40 см.
Несколько особенностей техники: надуть большой мыльный пузырь – дело не
совсем легкое, тем более что желательно дуть равномерно. Я набирал воздух носом,
чтобы не отрывать рот от носика воронки.
Маленькие и средние пузыри стремятся опуститься вниз: какой легкой не была бы
пленка жидкости, но на нее тоже действует сила притяжения. Поэтому, я вначале
наклонял воронку чуть вниз, благодаря чему из внутренней поверхности воронки
мыльный раствор стекал внутрь пузыря, подпитывая его стенки. Но когда пузырь стал
большим, он стремился подняться вверх. Если держать воронку наклоненной вниз,
возникнут механические напряжения, от которых пузырь лопнет. Поэтому я постепенно
поднимал воронку до горизонтального положения, а потом наклонял ее вверх
(постепенно переводя воронку в вертикальное положение, чтобы пузырь был сверху).
Таким образом удалось выдуть пузырь диаметром сантиметров пятьдесят, который
http://chemistry-chemists.com
< 427 >

Химия и Химики № 1 (2011)
улетел вверх, словно шарик с водородом. К сожалению, это пузырь не смог полностью
вместиться в кадр.
Почему большие пузыри поднимались вверх? Температура в лаборатории была
примерно 12-14°С, поэтому выдыхаемый воздух был достаточно теплым, чтобы
архимедова сила превысила вес мыльной пленки.

http://chemistry-chemists.com

< 428 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Мыльные пузыри (длина линейки на заднем плане 30 см) фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 429 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 430 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 431 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 432 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 433 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 434 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 435 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 436 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 437 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 438 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 439 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 440 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 441 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 442 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 443 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 444 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 445 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Большие мыльные пузыри: систематические эксперименты
После первых пробных опытов я подошел к работе более систематически. Вместо
стеклянных воронок для выдувания пузырей стал использовать пластиковые бутылки
из-под воды со срезанным дном: сначала двухлитровую, потом пятилитровую. На
срезанном конце бутылки сделал ножницами небольшие продольные надрезы (длина
около 5 мм, шаг 3-5 мм). Это немного увеличило площадь мыльной пленки и
количество мыльного раствора, который удерживается на стенках. Для мыльных
пузырей является благоприятным прохладный и влажный воздух. На момент
экспериментов температура в лаборатории составляла 12-14°С. В холодном и
влажном воздухе пузыри получаются лучше, чем в теплом и сухом. Испарение
утончает мыльную пленку, и она быстрее лопается.
При выдувании мыльных пузырей хорошие результаты показал состав:
жидкое моющее средство для посуды «Gala» 3 части : вода 2 части : глицерин
1 часть (по объему).
http://chemistry-chemists.com

< 446 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Оптимизацией данного соотношения не занимался, но в этом и не было особого
смысла: состав моющих средств (даже одной марки, одного и того же производителя)
может существенно изменяться от партии к партии. Можно не сомневаться, что
аналогичные

результаты

дадут

и

другие

жидкие

моющие

средства

(разных

производителей), но соотношение моющее средство : вода : глицерин каждый раз
придется подбирать опытным путем. (Напомним, что желательно использовать
дистиллированную (мягкую) воду. При отсутствии дистиллята можно взять кипяченую
воду.)
При выдувании пузырей придерживался следующей техники. Опускал срезанный
конец бутылки в раствор и слегка втягивал в бутылку воздух, потом аккуратно вынимал
бутылку. В результате образовывалась большая мыльная пленка. По краям пленки
была мыльная пена, которая попала в бутылку во время всасывания воздуха. Держим
бутылку отверстием вниз и начинаем аккуратно выдувать пузырь. В результате пена
«распрямляется» и присоединяется к основной мыльной пленке. Раствор, который
стекает со стенок, также «подпитывает» мыльный пузырь. Когда пузырь достигнет
достаточного размера, станет заметно, что он стремится подняться вверх. В этот
момент бутылку начинаем постепенно поднимать: сначала до горизонтального
положения, потом – до вертикального (чтобы пузырь был над головой). При этом
раствор, который стекает со стенок, перестает подпитывать мыльный пузырь. Однако
если не изменить наклон, пузырь деформируется и лопнет.
Нелегкая это работа – выдувать мыльные пузыри: нужно иметь хорошие легкие.
Объем сферы диаметром 50 см равен 65 л! Для сравнения: максимальный объем
выдыхаемого воздуха (жизненная емкость легких, ЖЕЛ) для большинства людей
составляет примерно 3-6 л. После нескольких попыток удалось выдуть пузырь
диаметром более 50 см, он оторвался от бутылки и медленно полетел вверх. Пузырь
лопнул, когда столкнулся с лампой. Разумеется, камера оказалась выключенной.
Однако позже удалось несколько раз заснять подобный пузырь. Точный размер
больших пузырей оценить трудно: они редко приобретают сферическую форму, по
поверхности пузырей в разных направлениях пробегают волны.
В первых опытах во время выдувания пузырей переживал, чтобы они не лопнули.
Позже когда надувал большие пузыри, страха, что пузырь лопнет, совсем не было.
Осталась только одна мысль: «Господи, сколько можно его надувать!» Кроме того,
было легкое ощущение нереальности происходящего: у тебя над головой шар,

http://chemistry-chemists.com

< 447 >

Химия и Химики № 1 (2011)
диаметром

более

полуметра,

который

переливается,

колеблется

и

активно

вытягивается при каждом выдохе.
В одной статье прочитал, что при выдувании пузырей наличие пены в мыльном
растворе вредно, но ничего подобного не заметил. Наоборот, когда я выдувал самые
большие пузыри, то опускал бутылку в раствор и засасывал в нее пену: потом она
подпитывала мыльную пленку большого пузыря.
Пробовал использовать для выдувания пузырей компрессор, но эксперименты
получались плохо. Видимо, важно, что воздух, выдыхаемый ртом, влажный, кроме того,
компрессор дает вибрации и толчки.
Интересное наблюдение: пока пленка пузыря радужная, она достаточно прочная.
Такой мыльный пузырь может лопнуть разве что от резкого дуновения. Но когда пленка
слишком тонкая, она становится почти белой и визуально неоднородной. Такой пузырь
скоро лопнет. Радужные цвета вызваны интерференцией световых лучей в тонкой
пленке жидкости, но мы пока не будем останавливаться на данном явлении.

Мыльные пузыри

http://chemistry-chemists.com

< 448 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 449 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 450 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 451 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 452 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 453 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 454 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 455 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 456 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 457 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 458 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 459 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 460 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 461 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 462 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 463 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 464 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 465 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 466 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Моющее средство, использованное для выдувания мыльных пузырей
http://chemistry-chemists.com

< 467 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Большие мыльные пузыри
(фотографии и комментарии)

В предыдущей статье были описаны эксперименты, в которых удалось выдуть
мыльные пузыри более полуметра в диаметре, однако до рекордных размеров таким
мыльным пузырям далеко. Некоторым фокусникам удается получить мыльные пузыри,
в которых помещается взрослый человек или даже целая группа людей.
Фокусники не любят раскрывать своих секретов широкой публике, но можно
предположить, что дело не в особом составе мыльного раствора, а исключительно в
технике выдувания пузырей («ловкость рук и никакого колдовства»).

Англичанин Sam Heath более двадцати лет занимается тем, что выдувает
мыльные пузыри. В этом деле он достиг больших успехов

http://chemistry-chemists.com

< 468 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 469 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Нам представляются важными следующие моменты. Если вы хотите получить
большой мыльный пузырь, рамка с мыльной пленкой также должна быть большой.
Например, для этой цели используют кольцо из проволоки, прикрепленное к палке
(детский сачок без сетки) или большие металлические обручи. Нередко применяется
устройство, сделанное из проволоки (палок) и веревки. Например, можно взять две
палочки, между которыми привязана веревка так, чтобы образовался треугольник
(фотография).

В другом варианте используют авиамодельную резинку («венгерку»), продетую в
трубочки (как это показано на рисунке).

На собственном опыте пришлось убедиться, что выдувание полуметровых
мыльных пузырей – дело трудное, а если мы хотим получить пузырь еще больше, то
надуть его за счет силы наших легких практически нереально. Приходится искать
другие пути. Например, обруч, сачок или рамку из веревки аккуратно сдвигают (назад
или в сторону) при этом поток воздуха надувает мыльную пленку. В одном из
вариантов экспериментатор держит в руках рамку с мыльной пленкой и начинает
осторожно отходить назад.
Когда

хотят

«заключить»

человека

внутрь

мыльного

пузыря

поступают

следующим образом. Человек становиться в центре емкости с мыльным раствором
(например, тазик), в эту емкость опускают большой обруч и начинают аккуратно его
поднимать. В результате человек оказывается внутри мыльной пленки.
http://chemistry-chemists.com

< 470 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 471 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 472 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 473 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 474 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 475 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 476 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 477 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Белые мыльные пузыри
В.Н. Витер
Как сделать, чтобы мыльный пузырь стал белым? Окрасить мыльную пленку в
белый или какой-то другой цвет непросто. Пленка слишком тонкая и если добавить в
раствор краситель, то, скорее всего, цвет красителя будет незаметен. Кроме того,
некоторые красители способны уменьшать стабильность мыльных пузырей и пены. Но
пытаться получить белую мыльную пленку необязательно: можно сделать белым
воздух внутри самого мыльного пузыря. Для этой цели мы использовали дым хлорида
аммония.
Первоначальные

эксперименты

проводились

по

следующей

схеме.

Для

выдувания мыльных пузырей использовали тот же раствор, что и в предыдущих
опытах (жидкое моющее средство для посуды «Gala» 3 части : вода 2 части :
глицерин 1 часть [по объему]). В мыльный раствор добавили аммиак. Пузыри
выдували с помощью двух- или пятилитровой бутылки со срезанным дном. Бутылку
опускали в раствор, осторожно поднимали, и когда образовывалась мыльная пленка,
помещали в бутылку (через горлышко) ватку, смоченную концентрированной соляной
кислотой. Ватку лучше привязать ниткой к горлышку. Во время выдувания пузыря
хлороводород и аммиак реагировали в газовой фазе, образуя густой белый дым
хлорида аммония. Мыльный пузырь становился белым и непрозрачным.
В последующих экспериментах аммиак в мыльный раствор мы не добавляли,
вместо этого в бутылку помещали две ватки: одну смоченную концентрированной
соляной кислотой, вторую – концентрированным водным раствором аммиака. После
того, как пузырь (особенно, большой) лопался, высвобождалось много белого дыма.
Образовывалось настоящее облако.
Опыт выглядит более красиво при ярком солнечном свете. Процесс разрушения
мыльного пузыря, заполненного дымом, интересно наблюдать при покадровом
просмотре видео.
Эксперимент следует проводить в хорошо проветриваемом помещении или на
свежем воздухе. Открытые сосуды с соляной кислотой и аммиаком (а

http://chemistry-chemists.com

также

< 478 >

Химия и Химики № 1 (2011)
смоченные этими веществами кусочки ваты) держите подальше друг от друга, иначе
все вокруг заполнится белым дымом. Пары соляной кислоты представляют большую
опасность для эмали зубов, поэтому перед экспериментом и после эксперимента
прополощите рот раствором питьевой соды (гидрокарбоната натрия) или раствором
хозяйственного мыла.

http://chemistry-chemists.com

< 479 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Белые мыльные пузыри фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 480 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 481 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 482 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 483 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 484 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 485 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 486 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 487 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 488 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 489 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 490 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 491 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 492 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 493 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 494 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 495 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 496 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 497 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 498 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 499 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 500 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 501 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 502 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 503 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 504 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Как проткнуть мыльный
пузырь?
В.Н. Витер
Надуйте мыльный пузырь и попытайтесь проткнуть его пальцами. Если кожа
сухая, пузырь почти наверняка лопнет. Теперь хорошо смочим ладонь мыльным
раствором и повторим попытку (ладонь желательно держать перпендикулярно
поверхности мыльного пузыря). Возможно не сразу, но после нескольких попыток вам
удастся просунуть пальцы внутрь мыльного пузыря, не нарушив целостности мыльной
пленки. После этого осторожно высуньте руку из пузыря. Если все делать аккуратно,
пузырь не лопнет. Аналогичные опыты можно проделать и с разными предметами,
смоченными мыльным раствором. Можно даже аккуратно растянуть мыльную пленку
между рамкой с одной стороны, и ладонью с другой.
После

нескольких

неудачных

попыток

внутрь

мыльного

пузыря

удалось

полностью просунуть кисть руки.

Как проткнуть мыльный пузырь? фото В.Н. Витер

http://chemistry-chemists.com

< 505 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 506 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 507 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 508 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 509 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 510 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 511 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 512 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 513 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 514 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 515 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 516 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 517 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 518 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 519 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 520 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 521 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кристаллы

Кристаллы красной кровяной соли (гексацианоферрат (III) калия, K3[Fe(CN)6] )
фото Argentus, сайт автора http://chemlight.ucoz.ru

http://chemistry-chemists.com

< 522 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 523 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 524 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 525 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 526 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 527 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кристаллы сульфата меди (медный купорос CuSO4·5H2O).
Соль была тщательно отчищена от примесей. Такой сульфат меди используется
для приготовления люминофоров

http://chemistry-chemists.com

< 528 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 529 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 530 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 531 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 532 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 533 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 534 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кристаллы карбоната натрия Na2CO3·10H2O (размер до 4 см)

http://chemistry-chemists.com

< 535 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 536 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 537 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 538 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Дискуссии

http://chemistry-chemists.com

< 539 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кодекс ученого
Кодекс

адаптирован

к

современной

действительности

стран

СНГ

и

распространяется на ученых по призванию, вне зависимости от занимаемой
должности и рода деятельности.
1. Что значит заниматься наукой
Именно заниматься наукой, а не имитировать научную деятельность. Можно иметь
большое число публикаций, защитить диссертацию, но при этом лишь имитируя
научную деятельность. Заниматься наукой – значит получать новые знания, решать
поставленные вопросы (от чисто фундаментальных до чисто практических). В науке
нет плохих и хороших целей или направлений. Есть плохая постанова задачи. Об этом
нужно помнить всегда, независимо от занимаемой должности и выполняемых функций.
2. Береги платье с нову, а честь с рождения
Нужно понимать, что быть ученым – это призвание, а не профессия. Подтасовка и
улучшение данных («подтянуть кривую», «подрисовать точку», «добавить точек»), а
тем более фальсификация данных в работе ученого недопустима.
«Характер человека – это дерево, репутация – тень от древа. Нужно заботиться о
древе, а мы заботимся о тени» (А. Линкольн).
3. Ставить высокую планку
Наука – это дело всей жизни. Это ваш уровень. Если вы считаете, что ваш удел –
публикация одних и тех же тезисов на низкопробных конференциях «солянках», то это
ваше дело.
4. Зачем ученые пишут публикации
Публикации пишутся для того, чтобы ученые могли обмениваться своими идеями друг
с другом, показывать, как решаются те или иные проблемы. Неопубликованная работа
– это работа выполненная зря. Каков смысл скрывать свою работу от мирового
научного сообщества?

http://chemistry-chemists.com

< 540 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Реалии нашего времени: мировое научное сообщество говорит на английском языке и
общается через интернет. Точка.
Публикации на родном языке допустимы только в случаях, когда это требуется для
обучения людей, популяризации науки и распространения знаний в родной стране
(монографии, обзоры, и т.п.).
Публиковаться следует в международных общепризнанных англоязычных изданиях, у
которых есть электронная версия в сети. Публикация в «вестниках», маргинальных
журналах на родном языке может говорить только о том, что нарушается пункты 1-3
кодекса. Особенно пункт 1.

5. Интернет-активность – обязанность ученого
Сегодня практически везде есть доступ в интернет, а значит, есть возможность искать
и обмениваться интересующей информацией. Форм общения может быть масса:
создание персонально сайта, общение по электронной почте, на форуме.
Можно

обмениваться

препринтами

статей,

идеями,

ссылками

с

другими

заинтересованными людьми, невзирая на территориальные и другие ограничения.

6. В науке всегда есть цель
Любое

исследование

должно

иметь

свою

вполне

конкретную

цель,

решать

определенную поставленную задачу, существующую проблему. Цель может быть как
чисто фундаментальной (например, изучение кинетики формирования комплексных
соединений), так и чисто прикладной (например, оптимизации технологии получения
вещества).
Исследование без цели имеет вполне определенное название – научный он@низм.
Ученые занимаются наукой. Все остальные …

7. Разграничивать работу и науку
Необходимо четко разграничивать работу и науку. Работа – это то, что позволяет вам
создать условия для занятия наукой. В частности это средства для существования
ученого и средства на проведения его исследований. Вам придется их добывать
самим. Работа может быть самой разнообразной – от работы на производстве,
преподавания до «работы по нанотехнологиям по гранту начальника».
Тематика ваших исследований должна определяться лишь одним человеком – вами.

http://chemistry-chemists.com

< 541 >

Химия и Химики № 1 (2011)
8. Ученым быть нелегко
Нужно быть готовым, что за возможность действовать по принципам настоящего
ученого нужно будет в буквальном смысле «воевать». В университетах, институтах
развелось огромное количество людей, которые в лучшем случае имитируют научную
деятельность, а то и вовсе занимаются только «набиванием карманов» в вашей
родной организации.
Эти люди будут вам вставлять палки в колеса, пытаться всячески разрушить вашу
деятельность, что бы на вашем фоне не выглядеть полным нулем.
9. Задача ученого – бороться
Как это не странно звучит, но в XXI веке (в странах СНГ) приходится бороться, чтобы
заниматься наукой. Мы не рассуждаем, почему это так, как сделать, чтобы стало
лучше. Мы исходим из того, что сейчас есть.
10. Как нужно бороться
•

Скрывать цели и задачи своей работы от «имитаторов» и «набивателей
карманов».

•

Соблюдать принципы Ученого (кратко сформулированные в виде данного
кодекса).

•

Ставить высокую планку перед собой.

•

Четко разграничивать работу и науку. Работа – это то, что позволяет вам
создать условия для занятия наукой.

•

Публиковаться только в изданиях, имеющих английскую электронную версию.

•

Распространять принципы настоящего кодекса среди своих учеников.

•

Не забывать, что является для вас главным.

Более подробно о затронутых вопросах можно прочитать в статьях:
1. Ученые-обманщики как глобальная проблема, Химия и Химики №7 2010
2. Зачем и как публиковать научные статьи в иностранных журналах, Химия и Химики №2 2009
3. Полезные советы ученому-исследователю или как разорвать бюрократические оковы, Химия и
Химики №5 2009
4. Интернет-активность как обязанность ученого, Химия и Химики №3 2009
5. Как писать статью по биохимии, Химия и Химики №1 2009
6. Памятка диссертанту, Химия и Химики №2 2009

7. О руководителях, Химия и Химики №3 2008
http://chemistry-chemists.com

< 542 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Антропогенное загрязнение в
Китае

В своем проекте «Антропогенное загрязнение в Китае» китайский фотограф
Лу Гуанг (Lu Guang) показывает обратную сторону интенсивного экономического
подъема своей страны.
Союз

современных

технологий

и

средневековых

традиций

может

дать

страшные результаты.

http://chemistry-chemists.com

< 543 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Химические отходы, выброшенные на берег реки Янцзы.

Смог от сталелитейного производства в округе Аньян.

http://chemistry-chemists.com

< 544 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Отходы сталелитейного завода сбрасываются в реку Аньян.

Стирка в пруду, заваленном мусором, в Гуйю.

http://chemistry-chemists.com

< 545 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В Шицзуйшане людям приходится защищаться от промышленной пыли,
падающей с неба.

У побережья Желтого моря находится огромное количество таких вот
канализационных труб.

http://chemistry-chemists.com

< 546 >

Химия и Химики № 1 (2011)
То же самое на реке Янцзы.

Отходы производства пластика сбрасываются в реку Янцзы.

http://chemistry-chemists.com

< 547 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Теплоэлектростанция, работающая на угле, во Внутренней Монголии.

Территория химического загрязнения в Мааньшане, в окрестностях реки Янцзы.

http://chemistry-chemists.com

< 548 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Жидкие отходы сбрасываются в Хуанхэ.

Отходы титанового производства сбрасываются в реку Янцзы. Меньше, чем
в километре, ниже по течению, происходит забор воды на нужды города Даньянг.

http://chemistry-chemists.com

< 549 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Сталелитейный пейзаж в Тяньцзине. Масштаб предприятие по-прежнему
расширяется.

Сброс отходов в Желтое море в промышленном парке Биньхая, где
расположено более 100 заводов.

http://chemistry-chemists.com

< 550 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Сточные воды, сбрасываемые в Янцзы и ее окрестностях, бывают разного
цвета, в зависимости от типа химического производства: иногда белого, иногда
черного, иногда темно-красного или желтого.

Провинция Шаньси - одна из самых загрязненных в Китае. Это также
место с наивысшим процентом врожденных дефектов. На фото семья,
усыновившая 17 детей-инвалидов.

http://chemistry-chemists.com

< 551 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Пастух на берегу Хуанхэ закрывается от невыносимого запаха.

Ян Тяньшуй из Ганьсу бросил школу после второго класса, чтобы начать
работать. Сейчас он зарабатывает 16 юаней ($2.4) в день.

http://chemistry-chemists.com

< 552 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Семейная

пара

рабочих-мигрантов

на

производстве

извести

во

Внутренней Монголии.

Мигранты из бедных районов вынуждены работать на очень вредном
производстве, которое подрывает их здоровье за считанные годы.

http://chemistry-chemists.com

< 553 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Из-за грязной воды 64-летний Ванг Баошенг из Линьфэня болен раком с
2003 года. Раны по всему телу не дают ему спать лежа, поэтому он спит так.

45-летняя женщина из Вуганга, также ставшая жертвой плохой экологии,
не может двигать руками и ногами. Лечение не помогает.

http://chemistry-chemists.com

< 554 >

Химия и Химики № 1 (2011)
После нескольких часов работы на хлопковых полях в окрестностях
Линьфэня крестьяне становятся похожими на шахтеров.

Дети из загрязненного района.

http://chemistry-chemists.com

< 555 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Добиваясь

компенсаций

за

потерянное

здоровье,

пострадавшие

«подписываются» кровью.

В поселке Хуаньвэй (провинция Юньнань) каждый год от рака умирают
более 20 человек. 11-летний Сюй Ли страдает раком костей.

http://chemistry-chemists.com

< 556 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В поселке Хехьян (провинция Хэбэй) более 50 человек страдают раком.

4-летняя девочка с дедушкой пришла на могилу матери, умершей от в
22 года от рака желудка.

http://chemistry-chemists.com

< 557 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Неопознанный летающий Отец
Артур Соломонов1

В юности игумен Иов хотел стать космонавтом. Но не стал. Как он уверяет, мечта
эта его больше не тревожит. «Хотел бы я сейчас быть космонавтом? — спрашивает он
и дает ответ без всяких колебаний: — Нет! Я хочу быть настоящим монахом. Но в
космос я бы полетел».
Так начинается фильм «Космос как послушание». Недавно его показали на
телеканале «Культура». А на киевском фестивале «Покров» ему дали две премии.
Успех фильма, а также его выход в телеэфир предшествовали откровению
патриарха Кирилла о том, что он не прочь посетить космос. А потому фильм «Космос
как послушание» — «нашего времени случай», как говорил в «Преступлении и
наказании» Порфирий Петрович.
Космос и его обитатели все сильнее привлекают внимание верующих —
доказательством тому интернет-форумы, где молодые православные священники без
малейшей иронии обсуждают, как правильно проповедовать гуманоидам, как успеть
первыми, до мусульман, католиков и иудеев, возвестить инопланетянам истину.
Словом, все говорит о том, что для верующих Земля становится тесной.
Скоро в космос полетят первые ласточки-миссионеры. Фильм «Космос как
послушание» показывает: мы к катапультированию готовы. Потому что союз
православия и космонавтики крепчает день ото дня.
Вот игумена Иова облачают в скафандр. Серые глаза смотрят ласково, очки
тускло поблескивают сквозь шлем. Он опускается под воду, чтобы ощутить, какие
перегрузки приходится пережить космонавтам. Батюшку извлекают из глубин, чтобы
подвергнуть новым испытаниям. Теперь он парит в невесомости. И почему же он
утверждает, что не стал космонавтом?
Текст фильма — почти поэзия: «Впервые в истории космонавтики православный
1

Автор статьи – искусствовед.

http://chemistry-chemists.com

< 558 >

Химия и Химики № 1 (2011)
священник благословил иностранца. Пожелал в дорогу ангела-хранителя. И, надо
сказать, работы ангелам в той экспедиции выпало немало… За полгода на станции
«Мир» из строя вышли все системы жизнеобеспечения».
В космос, оказывается, уже летали частицы мощей преподобного Сергия
Радонежского — как объяснили в фильме, «известного как покровитель Русской
земли». Отец Иов сказал космонавту Юрию Лончакову: «Сколько раз облетишь с
мощами вокруг Земли, столько раз и освящена будет планета наша». И космонавт
облетел многократно.
Вот другой батюшка, тоже духовный лидер космонавтов, протоиерей Сергий
Бычков. Он не скрывает торжества: «Однажды решили, что не все ракеты надо
освящать. А когда неосвященная ракета взлетела, то упала где-то под Карагандой.
После этого стали освящать все пуски».
Как сказано в фильме, «за высокую эффективность молитв» отец Сергий Бычков
зачислен в штат боевого расчета космодрома. Без него не проходит ни один старт. Нам
показывают, как отец Сергий благословляет ракету, она же — «корабль сей
воздушный».
Крестящиеся

перед

полетом

космонавты,

батюшка

в

скафандре,

мощи,

отправленные в космос, — все это часть новой реальности. Авторы фильма посчитали,
что можно просто и незатейливо о ней рассказать, главное при этом — грозно уверять,
что неверующим космонавтам грозит гибель, а неосвященным ракетам пути не будет.
Верующие же космонавты Бога узрят, а освященные ракеты полетят даже дальше, чем
их послали.
В итоге вместо документального фильма получился религиозно-космический
комикс. Но весьма своевременный.
Когда так много говорится о православии в космосе, возникает впечатление: его
уже так много на Земле, что хоть отбавляй да в космос посылай.
Многие ожидают от церкви более яркой позиции, высказываний по вопросам,
которые волнуют сегодняшнее общество. А получают явления космического порядка.
Отсутствие социальной активности православной церкви теперь, видимо, будет
компенсироваться

невиданной

космической

активностью.

И

без

того

вялые

выступления церковных иерархов по поводу возрастающей ксенофобии заменят
призывы быть более терпимыми к инопланетянам.
http://chemistry-chemists.com

< 559 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Вместо призывов к милосердию (ну, например, к людям, которых убивают в
тюрьмах) будут организовываться космические путешествия мощей святых. Благо
начало уже положено.
Когда РПЦ возглавил патриарх Кирилл, многие надеялись, что церковь станет
более современным институтом. Но чтобы настолько?
Новая газета, 2010 г.

http://chemistry-chemists.com

< 560 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Доска Позора

http://chemistry-chemists.com

< 561 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Чиновники открыли новое вещество –
«гидрохлорид натрия»
В разных источниках появилась серия статей о неизвестном науке веществе –
«гидрохлориде натрия». На первый взгляд, это безобидная опечатка: любому болееменее знакомому с химией человеку ясно, что речь идет о гипохлорите натрия NaClO,
который является действующим компонентом моющего средства «Белизна».
Однако если почитать такие материалы более внимательно, становится ясно, что
«гидрохлориду

натрия»

приписывают

чудодейственные

свойства,

которыми

гипохлорит натрия NaClO не обладает. Если опустить подробности, при обработке
питьевой воды гипохлорит натрия практически эквивалентен хлору. Многие хозяйки
хорошо знают, как резко пахнет препарат «Белизна» или родственный ему гипохлорит
кальция (хлорная известь или «хлорка»). С этой точки зрения заверения вроде: «Это
вещество намного мягче, а потому от него не бывает раздражения слизистых,
аллергии» вызывают только горькую усмешку.
Практически каждая из таких статей заканчивается «оптимистическим» прогнозом
относительно повышения цен на воду в Киеве. Создается впечатление, что это хорошо
проплаченная компания. Ситуация до боли напоминает нашумевшую аферу в России:
программу «Чистая вода».
В качестве примера приведем (частично) одну из статей, которую мы нашли на
странице: http://www.domik.net/mod/main/news/life/news107567.html
(на данный момент статья уже удалена с сайта)

Вода из крана в Киеве будет без хлора
Через два года вода из крана в Киеве будет без хлора. Специально для этого в
столице решено построить завод по производству гидрохлорида натрия,
которым заменят вещество.
Вчера на сессии Киеврады депутаты занимались водой. Они решили, что ее в Киеве
перестанут обрабатывать хлоркой в целях дезинфекции и, как уверяют чиновники, воду
из крана можно будет абсолютно спокойно пить без кипячения и дополнительной
очистки.
http://chemistry-chemists.com

< 562 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В столице решено построить завод по производству гидрохлорида натрия, которым
заменят хлор. Его закончат через два года и потратят 150 млн грн. — деньги
планируют взять у инвесторов. «Это вещество намного мягче, а потому от него не
бывает раздражения слизистых, аллергии», — сказал нам аллерголог Петр Романенко.
По его словам, воду можно будет абсолютно спокойно пить, поскольку она будет
отвечать всем стандартам.
Сейчас, согласно СЭС, вода в кранах отвечает тоже всем стандартам, хотя киевляне
ее пить опасаются. Врачи это поддерживают. «Хлорирование питьевой воды может
привести к онкозаболеваниям, а потому без кипячения и фильтрации ею даже
нежелательно зубы чистить», — говорит семейный врач Антон Матвеев. Заммэра
Александр Мазурчак тоже признался, что пьет только бутылированную воду. «Из крана
— никогда!» — говорит он.
Правда, назвать гидрохлорид абсолютно безопасным тоже нельзя. «В некоторых
случаях его наличие в воде может усугубить заболевания нервной системы, но
подчеркну — это бывает крайне редко», — говорит Матвеев.
Директор института химии Валерий Кухарь считает, что вода в любом случае станет
лучше. «Гидрохлорид натрия — более мягкий реагент. Но чтобы из наших кранов текла
действительно чистая вода, нужно поменять все трубы, в том числе в домах и
квартирах. Иначе из очистных сооружений будет выходить чистая вода, а в квартиры
приходить уже грязная», — говорит ученый. Власти говорят, что трубы тоже поменяют,
но позже — до 2020 года.
Сейчас гидрохлорид натрия применяется в частных бассейнах, где есть возможность
ее нахлебаться. А в России, например, им давно уже обрабатывают воду из крана...

http://chemistry-chemists.com

< 563 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 564 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Научный Юмор

http://chemistry-chemists.com

< 565 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Криоюмор
(низкотемпературные байки)
Хлад взгляда – жидкого азота,
Меня рассыпал на куски.
Страшнее в жизни поворота
Не знал я… Были Вы резки.
Байка №1 «Анабиоз таракана»
«Рассказывается со слов моего бывшего шефа, т.е. за что купил, за то и продаю.
Давние застойные года, когда сотрудники должны были периодически по ночам
дежурить в родном институте. Дабы скоротать время, популярным было такое
развлечение. Ловится таракан, поливается жидким азотом, выпивается «за упокой»,
через некоторое время таракан оттаивает и начинает подавать признаки жизни, тогда
выпивается «за здравие», и несчастный снова поливается азотом... Утверждается, что
хороший экземпляр выдерживает больше пяти циклов».
Байка №2 «Знакомство»
«Первый курс, начало занятий. В аудиторию входит преподаватель химии. Вопрос
к вчерашним школьникам: «Что произойдет, если в жидкий азот опустить, например,
э…., ногу?» Студенты улыбаются – ясно дело, та часть ноги, которая окажется в азоте,
промерзнет настолько, что ее можно будет просто отломить! «Вы в этом уверены?» И
преподаватель просит своего ассистента принести дьюар1 с жидким азотом и тазик.
Тазик

наполняется

кипящим

азотом

и

на

глазах

у

изумленной

молодежи

преподаватель преспокойно ставит в него ногу. С минуту стоит так, иронически
поглядывая на аудиторию. Студенты в шоке, ведь то, что происходит, противоречит и
химии, и разуму. В мертвенной тишине, довольный произведенным эффектом,
преподаватель вынимает ногу из тазика и ровным шагом дефилирует вдоль кафедры.
Студенты

потрясены!

Студенты

не

могут

найти

объяснение

происходящему!

Насладившись их растерянностью, преподаватель высоко задирает штанину…
По аудитории проносится вздох облегчения, а затем, гомерический хохот! Протез.
1

Разговорное название сосуда Дьюара - специальной емкости для хранения жидких газов. По принципу сосуда
Дьюара устроен бытовой термос.

http://chemistry-chemists.com

< 566 >

Химия и Химики № 1 (2011)
В общем, каждый выбирает для себя женщину, религию и дорогу, а также способ
установления контакта с аудиторией».

Байка №3 «Скоростной катализатор»
«Иногда использую я в лаборатории для охлаждения GaAs-детектора жидкий
азот. Сначала я к нему (азоту) относился уважительно и осторожно, а когда привык,
начал экономя время, пренебрегать некоторыми инструкциями. Однажды в спешке
пролил где-то литр себе на тряпичные и очень хорошо зашнурованные кроссовки.
Само по себе попадание жидкого азота на голую кожу ничем плохим не заканчивается:
он просто испаряется, а вот если пропиталась ткань, плотно прилегающая к телу, то ...
лучше об этом не думать. Так вот, ни до, ни после этого я не снимал в течение однойдвух секунд зашнурованные кроссовки вместе с носками. Только что опять специально
попробовал снять – вообще не получается. Вот что делает страх».
Байка №4 «Вот так метод!»
«В молодости работал по комсомольским стройкам. Работали на строительстве
металлургического комбината. Был бригадиром. Пришел проверить, как работает моя
бригада.
– Мать моя!.. Все побросали за час до конца работы! Пришлось самому все
убирать, прятать весь инструмент (стройка большая – быстро ноги приделают). Ясное
http://chemistry-chemists.com

< 567 >

Химия и Химики № 1 (2011)
дело, какое настроение!
К раздевалкам иду мимо действующего цеха ЦРВ (цех разделения воздуха).
Набираю в каску жидкого кислорода (такая парящая масленичная жидкость).
Испаряется быстро, но идти недалеко, да и мороз минус 50°С на улице. Захожу в
раздевалку, как раз когда моя родимая бригада приступила к переодеванию в чистую
одежду, то бишь, почти все в подштанниках! И выливаю кислород на пол! Кислород
мгновенно испаряется, и температура в раздевалке за секунду с +30 падает до -50°С!!!
А одетый по погоде только один я! На душе сразу полегчало! И еще один эффект,
помимо мороза: у тех, кто курил, сигареты сгорели за секунду, у некоторых вместе с
фильтрами».
P.S. Воспользовавшись справочником физических величин, оцените, на сколько
градусов в действительности, охладился воздух в помещении. (Задачка для
восьмого класса на уравнение теплового баланса.)

http://chemistry-chemists.com

< 568 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Байка №5 «Жидкий азот, или учите химию»
«И мне жидкий азот напомнил о далеком прошлом. В начале 80-х годов прошлого
века поехал я по патентным делам в Донецк, в институт по горноспасательному делу
(ВНИИГД). Он находился на главной улице города и представлял собой целый
комплекс многоэтажных корпусов с двумя замкнутыми внутренними дворами. Сидим
мы в кабинете, который выходит окнами в один из этих дворов, и вдруг слышим
душераздирающий скрежет металла по асфальту. Смотрим в окно, а там институтский
грузовичок затягивает в центр двора железный поддон метра три в длину и в ширину и
глубиной с полметра. Спрашиваю, зачем это чудо, и мне отвечают, что институт
открыл тематику по тушению подземных пожаров жидким азотом. Сейчас будет первый
эксперимент, так сказать проба пера. Молодцы, думаю я. Идея явно не лишена
здравого смысла. Лучшего способа доставить практически инертный газ к очагу
пожара, пожалуй, и не придумаешь. И стоит жидкий азот копейки.
А тем временем во двор завозят огромный танк с жидким азотом. Два могучих
детины в ватниках и рукавицах присоединяют к нему блестящий шланг. Один занимает
пост около вентиля, другой берет шланг наизготовку. После танка появляется цистерна
с бензином и в поддон наливают бензина, наверное, пальца на три. Потом цистерна
уезжает, а во двор выходит взвод горноспасателей в боевом обмундировании со
здоровенными огнетушителями наперевес, техника безопасности так сказать, и
располагается вокруг поддона. Наконец на сцене появляется крупный мордастый
руководящий товарищ в отглаженной рубашке, галстуке и дубленке (зима!) –
зав. сектором пожаротушения. К этому времени все окна уже облеплены сотрудниками
и они наблюдают, как по команде зав. сектором боец-горноспасатель зажигает факел и
бросает его в поддон. Когда разгорелось по всей поверхности, начальник дал отмашку
на азот. Тугая серебряная струя жидкого азота в белой дымке устремилась в
охваченный пламенем поддон и...
Есть эксперименты, результаты которых несложно объяснить потом, но трудно
предсказать, основываясь только на здравом смысле. Нужны знания и желание
думать. Этот эксперимент был именно таким. Бензин и азот имеют близкие дипольные
моменты. Поэтому жидкости смешались так же легко, как спирт смешивается с водой.
Далее под воздействием высокой температуры азот интенсивно испарялся из объема,
становился легче окружающего воздуха и увлекал за собой все остальное вверх. В
результате примерно через минуту из поддона начало подниматься облако горящей
азотно-бензиновой взвеси. Багрово-черное с белыми прожилками, оно было в точности
http://chemistry-chemists.com

< 569 >

Химия и Химики № 1 (2011)
похоже на ядерный гриб из фильмов по гражданской обороне. Когда гриб дорос до
пятого этажа...
Я бы мог написать: «Произошел мощный взрыв». Но это было бы неправдой. На
самом деле шандарахнуло и шандарахнуло со страшной силой! В результате взрыва в
корпусах выбило практически все стекла. Стены, кабинеты, люди – все покрылось
густой черной копотью. Потом, как всегда бывает в таких случаях, наступила тишина.
Первым пришел в себя и вылез из-под стола бывший фронтовик Абрам Борисович. Как
он попал под стол, не помнил никто, включая его самого. Он отряхнулся, оказался
самым чистым в комнате и с удовлетворением произнес: – Ну, все, этого идиота мы
больше не увидим. Уйдет на повышение. Оказался прав».
P.S. Как соотносится данная история с представленной ниже фотографией?

Байка №6 «Профессор на лекции пошутил»
«Он принес сосуд с жидким азотом на пару. Обливал им разные предметы, а
потом разбивал их молотком. Потом надел резиновую перчатку и опустил большой
палец в азот. При этом говорил, что боль совершенно не чувствуется и это почти
безопасно... Продержал палец в азоте секунд 30, поднял руку. Потрогал палец и с
довольным лицом сказал, что он замерз. Положил руку на стол и как жахнет молотком
по пальцу!!! Во все стороны разлетелась розовая плоть. Девушки взвизгнули, а парни
сидели с квадратными глазами. Оказалось, что он слепил палец из пластилина и
заранее подложил его в перчатку...»
http://chemistry-chemists.com

< 570 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Байка №7 «Про Капицу, Вуда и Баграта»
«Сперва небольшое отступление. Давным-давно, когда знаменитый ученый Петр
Леонидович Капица работал в Кембридже, туда приехал не менее знаменитый Роберт
Вуд. Накануне этого визита к Капице подошел его шеф – тоже легендарный – Эрнест
Резерфорд и попросил организовать небольшое шоу. Дело в том, что Вуд очень любил
эффектные демонстрации, и сам был большим мастером таких эффектов. Капица тоже
любил, чтобы что-то засверкало или бабахнуло, поэтому такая просьба Резерфорда
была вполне естественной. Капица придумал такую демонстрацию: он в бокал
установил стеклянные палочки (или трубочки – я точно не знаю), и когда в присутствии
Вуда он налил в бокал жидкий кислород, то эти палочки с шумом вылетели из бокала.
Вуд зааплодировал, и, вдруг, схватив этот бокал, выпил оттуда жидкий кислород! Все
вокруг замерли. А Вуд расхохотался и выплюнул этот кислород, который он несколько
секунд держал во рту. Аплодировали все!

Эффект основан на том, что капля жидкого азота или кислорода, начиная кипеть,
покрывается пленкой паров, теплопроводность которых намного ниже, чем у жидкости,
поэтому теплообмен уменьшается, и такой опыт – относительно безопасен.
Иллюстрация этого – капля воды, пролитая на раскаленную сковородку – долго не
испаряется, катаясь и шипя. Если же сковородку разогреть несильно, то капля быстро
высыхает.
Так вот, у нас в лаборатории был один научный сотрудник по имени Баграт,
который всем демонстрировал этот опыт. Демонстрации происходили до тех пор, пока
http://chemistry-chemists.com
< 571 >

Химия и Химики № 1 (2011)
один из техников из соседней лаборатории, ставший свидетелем опыта, не «срезал»
его, сказав: «Баграт! Что ты всякую ерунду пьешь? Пойдем ко мне! Я тебе лучше чайку
налью!»
Больше Баграт азот не «пил».
Пытаться повторить эту демонстрацию я не советую! Помещение в рот
криогенных жидкостей требует большой осторожности! Если случайно проглотить, то
язва гарантирована».

Байка №8 «Высокотехнологичный способ»
«Порой машина застрянет в грязи, из-под колес грязь комьями летит, буксует, в
землю оседая. Ни досок, ни камней спасительных нет. Что делать? Одна надежда на
перевозимый груз. Сижу в кабине, а за спиной у меня цистерна жидкого азота
плещется. Вылез, вентиль приоткрыл, ведерко азотом наполнил. Плеснул его под
колеса, вмиг грязь в камень превратилась. Вот это, я понимаю, технология!»

http://chemistry-chemists.com

< 572 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Байка №9 «Раз, два и готово»
«Самое простое противоугонное средство – замок в виде штыря, один конец
которого крепится к рулю, а другой – к любой из трех педалей. Его обычно
устанавливают, если отлучаются ненадолго. Умелый угонщик, имея небольшой запас
времени, без труда справится с такой помехой. Наиболее смекалистые берут с собой
на дело бутылочку с жидким азотом, температура которого близка к абсолютному
нулю. Нескольких капель достаточно, чтобы металл треснул, как стекло из-за перепада
температур. Пользоваться такой жидкостью не всегда безопасно. Один незадачливый
угонщик вскрыл «девятку» и, по-хозяйски усевшись в водительское кресло, открыл
припасенный термос и плеснул на основание противоугонки. Сделано это было так
неуклюже, что добрая часть азота попала парню на штаны. Владелец авто,
вернувшись, застал неудачника в глубоком шоке и тут же вызвал скорую помощь».
P.S. Сколько невероятных моментов вы насчитали в этой байке?
Байка №10 «В ресторане»
«В 1902 году два парижских физика, Жорж Клод и Андре Хельброннер, впервые
получили некоторое количество жидкого воздуха по новому, разработанному Клодом
методу с использованием поршневого детандера. Налив голубоватую жидкость с
температурой минус 192° С в термоизолирующий сосуд Дьюара физики отправились в
известный тогда ресторан «Буйон Шартье». Для начала они заказали по чашке бульона
и, когда официант принес им заказ и отошел, капнули в дымящиеся чашки немного
жидкого воздуха. Хельброннер снова подозвал официанта:
* Кельнер! Вы принесли нам совершенно ледяной бульон!
* Простите, мосье, но этого не может быть.
* Убедитесь сами!
Действительно, в чашках лежали куски бульонного льда. Ошеломленный
официант, бормоча извинения, принес еще две порции бульона. С ними повторилась
та же история.
* Ну что же, - недовольно сказал Хельброннер, - раз в Вашем заведении
невозможно получить чашку нормального бульона, подайте бифштекс. Но горячий,
елки-палки!
* И мне тоже, пожалуйста, - добавил Клод.
Через минуту на столе появились два бифштекса. Стоя в отдалении, хозяин
ресторана, метрдотель, повар и официанты с беспокойством следили за странными
http://chemistry-chemists.com

< 573 >

Химия и Химики № 1 (2011)
посетителями. Хельброннер вступил с ними в разговор, отвлекая внимание, а Клод тем
временем плеснул на бифштексы жидким воздухом. Мясо стало твердым, как камень,
так что в тщетных усилиях разрезать его официант сломал нож.
С недовольным видом физики покинули ресторан, оставив персонал в состоянии
полной прострации».
Байка №11 «Азотный душ»
«В прошлом доводилось много раз носить двадцатилитровые дьюары с жидким
азотом из соседнего института. Делалось это «неофициально», поэтому приходилось
перелазить с дьюаром через двухметровый бетонный забор. Происходило это так:
один человек залазил на забор, второй подавал ему дьюар, сосуд поднимали вверх и
ставили на забор. Тем временем второй сотрудник перелазил через забор, и дьюар
осторожно опускали. Меня неоднократно посещала мысль: а что будет, если дьюар
упадет, и двадцать литров жидкого азота выльется на человека снизу. К счастью, этого
не произошло, но позже пришлось узнать об аналогичном случае.
Сосуд Дьюара треснул над головой у сотрудника, и азот вылился. Сотруднику
очень повезло, что он был лысый: азот просто стек по коже, не успев причинить
особого вреда. Если бы на голове были густые волосы, азот впитался бы в них, как
вода в губку, тогда серьезного обморожения было бы не избежать».

http://chemistry-chemists.com

< 574 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Байка №12 «Дым в троллейбусе»
«Возле входа в химфак стояли большие дьюары с азотом. Двое студентов надели
халаты, взяли несколько маленьких дьюарчиков и набрали азот. Это было на виду у
всех, поэтому никто не догадался, что студенты «одолжили» жидкий азот для своих
экспериментов. Во время перевозки в полном троллейбусе пару сосудов опрокинулись,
появился густой белый дым. На следующей остановке пассажиры разбежались, и
троллейбус стал пустым».
Байка №13 «Летний иней»
«Сотрудник вез большой дьюар с азотом в багажнике легкового автомобиля.
Стояла летняя жара. В результате резкого поворота сосуд перекинулся, и часть
машины покрылась инеем».

http://chemistry-chemists.com

< 575 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Байка №14 «Присядьте, пожалуйста»
«На спинку мягкого стула наливают жидкий азот. Азот быстро впитывается в ткань
обивки и его практически незаметно. Когда на стул садится человек, возникает
впечатление, что он сел на мокрый стул. Человек быстро встает и начинает
автоматически трогать руками штаны, но оказывается, что штаны абсолютно сухие.
Тогда человек решает, что ему показалось, опять садится на стул, и все повторяется
снова».

использованы материалы http://www.t-z-n.ru и рассказы коллег.
Далеко не все из приведенных историй правдоподобны и согласуются с
элементарной физикой, но от баек этого и не требуется: главное, чтобы было
интересно.

http://chemistry-chemists.com

< 576 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Анекдоты

***
Телефонный звонок:
- Алло, это квартира Сидорова Ивана Петровича?
- Нет, это квартира Каца Абрама Самуиловича.
- Извините, это 22-38-89?
- Нет, это 22-38-88.
- Надо же! В шестом знаке ошибка, а такой эффект...

***
Поймал Мефистофель философа, математика, физика, и сказал: прыгайте с
десятиметровой вышки в бассейн диаметром 1 метр.
Философ порассуждал, примерился, помедитировал, потом махнул рукой, авось
повезет и прыгнул. Не повезло.
Физик поднял палец, померил скорость ветра, просчитал несколько вариантов,
прыгнул и попал точно в середину бассейна.
Математик построил модель, написал программу, вычислил траекторию полета,
построил график разбега. Разбежался, прыгнул и ... Стрелой унесся вверх!!! Ошибка в
вычислениях, противоположный знак результата!

***
Один математик спросил коллегу, известного своими религиозными убеждениями:
- Вы, что же, верите в единого и всемогущего Бога?
- Нет, конечно, но все Боги изоморфны, - ответил тот.

***
Встречаются как-то физик и математик. Физик и спрашивает:
- Слушай, почему у поезда колеса круглые, а когда он едет, колеса стучат.
- Это элементарно, физик. Формула круга - пи эр квадрат, так вот этот квадрат как
раз и стучит.

***
Профессор читает лекцию по математике. Выписывает на доске длиннющую,
совершенно необозримую формулу и заявив: "Отсюда с очевидностью следует..."
http://chemistry-chemists.com

< 577 >

Химия и Химики № 1 (2011)
выписывает еще более громоздкую формулу. На минуту задумывается, потом,
извинившись, выходит из аудитории. Примерно через полчаса возвращается и,
небрежно бросив на кафедру кипу исписанной бумаги, заявляет:
- Да, это действительно очевидно,
и продолжает лекцию.

***
Как математик и инженер решают одну и ту же задачу: Вытащить из доски
наполовину забитый гвоздь.
Инженер вытаскивает гвоздь.
Математик забивает его до конца и затем решает задачу в общем случае.

***
В школе заболела преподавательница русского языка, и поставили на замену
математика (М). Ну, значит, приходит он на урок.
М: Какая тема последнего занятия?
Ученики: Падежи.
М: Повторяем падежи.
Именительный: кто, что.
Родительный: кого, чего.
Дательный: кому, (а дальше забыл...)
М: Кто знает?
У: Не помним (и прикалываются)
М: Тогда выведем. Пусть неизвестное слово Х, тогда:
кого, чего
кому, Х
составляем пропорцию
чего · кому
Х = ------------------- = чему
кого
(ко) сокращается, (го) аналогично
У: ... ??? ... !!! ...
М: Творительный: кем, чем.....

***
Что такое "пи"?
Математик: Пи - это число, равное отношению между длиной окружности и ее
диаметром.
http://chemistry-chemists.com

< 578 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Физик: Пи - это 3.1415927 ± 0.0000005
Инженер: Пи - это что-то около 3.

***
Маленький мальчик подходит к папе-математику, сидящему за какой-то работой, и
спрашивает:
- Папа, как пишется число "8"?
- Как бесконечность, повернутая на угол "Пи/2".

***
Жили-были два друга математика. И постоянно шел у них спор о загробной жизни,
есть ли она, а если есть, то какая. И вот один из них отправился в мир иной. Прошел
год, и вдруг у второго звонит телефон. Снимает он трубку, а это его покойный друг
звонит... Ну конечно первый вопрос:
- Ну как там, на том свете? Существует жизнь?
- Да, все просто отлично, все математики здесь живут, каждый свою теорию
развивает, конференции проводим - одним словом рай. У тебя, кстати, на следующей
неделе доклад, ты подготовься...

***
Летят двое на воздушном шаре... Унесло их, и не знают, где они сейчас...
Пролетают мимо холма, на котором сидит человек. Храбрые воздухоплаватели
спрашивают его:
- Скажите, пожалуйста, где мы сейчас находимся?
Человек на холме долго думает, после чего отвечает:
- На воздушном шаре.
Более пожилой и, следовательно, более умудренный опытом воздухоплаватель
говорит другому:
- Этот человек на холме - математик.
- Почему же?
- Он долго раздумывал над простым вопросом, после чего дал абсолютно точный
и совершенно бесполезный ответ...

***
Заходит как-то один математик в гости к другому математику и видит, что тот
забивает гвоздь в стену, но держит его шляпкой к стене.
- Слушай, да у тебя гвоздь от другой стены!
http://chemistry-chemists.com

< 579 >

Химия и Химики № 1 (2011)
- Да нет, от этой, просто с другой стороны...

***
Бегает по психиатрической больнице человек и кричит:
- Я вас дифференцирую!!! Я вас интегрирую!!!
Все его, конечно, очень боятся, с ужасом разбегаются, прячутся. А он и рад и еще
громче и страшнее выкрикивает свои угрозы. Но тут он замечает в углу больного,
который сидит и, похоже, совсем не замечает происходящего. "Сейчас я его..." - думает
первый, подкрадывается к нему, делает страшные глаза и орет:
- Я тебя дифференцирую!!! Я тебя интегрирую!!!
- ...
- А я тебя дифференцирую!!! Я тебя интегрирую!!!
- ...
- Слушай, да я ведь тебя дифференцирую... интегрирую?..
- А я "ех"...
- А я тебя по "y" дифференцирую!!!

***
Существует достаточно точное определение пьяного математика - это человек,
который идет по улице и говорит, что может доказать все что угодно.

***
Математики собрались выпить. Один разливает водку в разнокалиберную посуду:
- Ну, по сколько наливать-то?
Другой:
- Ты что, краевых условий не видишь?
Третий:
- Эй, у нас из начальных условий - только одна бутылка!

***
Сколько нужно программистов, чтобы вкрутить лампочку?
Трое:
Один - стоит на столе и держит лампочку.
Второй - зачитывает алгоритм вкручивания лампочки.
А третий проводит бета-тестирование в реальном времени - непрерывно щелкает
выключателем, пока не загорится свет.

***
Директору пивзавода "Волжанин" Солодову Хмелю Пивовичу от группы спившихся
программистов.
http://chemistry-chemists.com

< 580 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Заявление:
Просим подключить нас к заводу по выделенному каналу со скоростью 0.5 л/с.

***
Мнение оптимиста - стакан наполовину полон;
мнение пессимиста - стакан наполовину пуст;
мнение инженера - стакан в два раза больше, чем нужно;
мнение программиста - содержимого в два раза меньше, чем нужно.

***
Скажите, вы, как администратор, сети выполняете все инструкции?
- Конечно!
- А что вы делаете в ситуациях, не предусмотренных инструкциями?
- Следую инструкции.
- Гм... Интересно, и что же написано в этой инструкции?
- Обратитесь к администратору сети.

***
Вопрос: Чем отличается программа от программиста?
Ответ: Программа знает, что делает, а программист - нет.

***
На NET и суда НЕТ.

***
Работники МикроСофт били Гейтса.

***
Если у вас пахнет под мышкой - помойте коврик...

***
Поздравляем всех с Новым, 2000, годом! А программистов и идиотов - еще и с
началом нового тысячелетия...

***
На работе пропал программист. День нету, два. На звонки не отвечает.
Пришли коллеги к нему домой, а там, в холодной ванне сидит лысый программист
с пустой бутылкой шампуня в руке. Отняли у него бутылку и читают инструкцию:
Нанести на влажные волосы.
Намылить.
Подождать.
Смыть.
http://chemistry-chemists.com

< 581 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Повторить.

***
Программист на приеме у глазного врача.
- Вы можете прочитать эту строку таблицы? (показывает "КНШМЫБИ")
- Доктор, у вас неправильно настроена кодировка.

***
Надпись на могиле программиста:
Причина смерти : Run-time error at 18:12:97
Причина рождения: GPF at : 18:12:97

***
Программист ставит себе на тумбочку перед сном два стакана.
Один с водой - на случай, если захочет ночью пить.
А второй пустой - на случай, если не захочет.

***
Некоторые думают, что черепахи живут долго. На самом деле, черепахи живут
мало, но очень медленно.

***
- Как найти оптическую плотность?
- Оптическую массу поделить на оптический объем!

***
Экзамен по информатике.
Студентка не может толком ответить ни на один вопрос. Преподаватель задает
последний вопрос.
- Сколько бит в байте?
- Восемь...
Преподаватель думает: «Ну, слава Богу, хоть это знает», собирается уже ставить
тройку...
-... а в високосном - девять...

***
Экзамен по неорганике.
Преподаватель: - Напишите-ка мне формулу тиосульфата...
Студент старательно выписывает: - TiOSO4

***
Химики сидят и думают вслух: есть мочевина, как из нее получить тиомочевину?
Это услышал электронщик: - А в чем проблема: добавьте ти-о-два TiO2 !
http://chemistry-chemists.com

< 582 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Кошки

http://chemistry-chemists.com

< 583 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 584 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 585 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 586 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 587 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 588 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 589 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 590 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 591 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 592 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 593 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 594 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 595 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 596 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Веселые картинки
Из жизни лаборатории

Вот и разобрались: это – микроскоп, а то – горелка Бунзена

http://chemistry-chemists.com

< 597 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Из жизни парашютистов

http://chemistry-chemists.com

< 598 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 599 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Пьянству – бой!

http://chemistry-chemists.com

< 600 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Машина – не роскошь, а…

http://chemistry-chemists.com

< 601 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 602 >

Химия и Химики № 1 (2011)

О пожарных

http://chemistry-chemists.com

< 603 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Разное

http://chemistry-chemists.com

< 604 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 605 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 606 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 607 >

Химия и Химики № 1 (2011)

http://chemistry-chemists.com

< 608 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Литпортал

http://chemistry-chemists.com

< 609 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Пасквиль на эволюцию
(фрагмент книги Сумма технологии)
Станислав Лем
(a) Вступление
Несколько миллионов лет назад началось похолодание: приближался ледниковый
период. Росли горы, подымались континенты; становилось все суше, и джунгли
отступали перед поросшими травой равнинами.
Наступление

степей

все

более

сокращало

привычную

жизненную

среду

обитавших среди ветвей четвероруких животных, среду, которая очень часто
заставляла их принимать вертикальное положение (быть может, чаще, чем любое
другое), до совершенства отточила движения кисти, большой палец противопоставила
всем остальным, а зрение превратила в основное чувство ориентировки. С деревьев,
все более редких и в меньшей степени предоставляющих убежище, спускались
различные виды, чтобы испытать свои силы на дальних степных равнинах. Отказ от
вертикального положения тела и вторичное образование вместо лица морды,
напоминающей собачью, привело к появлению павиана. Кроме него, сохранился лишь
один из тогдашних экспериментаторов, покинувших обжитые деревья.
Напрасно искать прямую генеалогическую линию человека: попытки спуститься на
землю и ходить на двух ногах возобновлялись бесконечное количество раз. В степи,
где паслись травоядные четвероногие, в эту предледниковую экологическую нишу
пришли

антропоиды,

нейрально,

несмотря

на

ковыляющую

походку,

уже

подготовленные принимать такое положение тела, какое сформировалось у них в
зарослях джунглей. У них уже были человеческие рука и глаз, но не было еще
человеческого мозга. Его росту способствовало соперничество: ведя групповой образ
жизни, эти животные соперничали между собой. Благодаря особым внутрисекреторным
сдвигам значительно возросла продолжительность их детства, периода обогащения
опытом под защитой группы. Мимика и издаваемые звуки служили средством общения,
которому впоследствии суждено было превратиться в речь. Вероятно, тогда уже
пралюди обрели долголетие, значительное по сравнению с антропоидами. Ведь в
борьбе за существование выживали группы, в состав которых входили особи наиболее
опытные, то есть самые старые, дольше всего живущие. Первый раз, пожалуй, в ходе
http://chemistry-chemists.com

< 610 >

Химия и Химики № 1 (2011)
эволюции отбор привел к выживанию вида, обладающего продолжительной старостью,
ибо впервые старость оказалась биологически ценной как сокровищница информации.
Пролог человека — это переход от случайного «обезьяньего» использования
орудий к их изготовлению, возникшему как продолжение «обезьяньей» технологии
метания камня, острого древка, метания, положившего начало действию на
расстоянии. Переход к палеолиту — это появление первых простых машин, это
использование

процессов

окружающего

мира:

огня

как

орудия

гомеостаза,

обеспечивающего независимость от климата, воды как транспортного средства. Образ
жизни менялся, развиваясь от свободной охоты к кочевому, а затем к оседлому, когда
от питания собранными растениями люди перешли к их выращиванию. Но это уже
произошло миллион лет спустя. Наступил неолит.

http://chemistry-chemists.com

< 611 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Представляется, что мы, по всей вероятности, не происходим от неандертальца,
а уничтожили эту столь родственную нам форму. И вовсе не обязательно мы должны
были убивать или съедать неандертальцев; борьба за существование проявляется в
различных формах. Неандерталец столь близок к первобытному человеку — Homo
primogenius, что эти виды могли скрещиваться, и, вероятно, так и было. Неандерталец,
загадочный большой емкостью черепа, большей, чем средняя емкость черепа
современного человека, создал, правда, собственную культуру, но погиб вместе с ней.
Новую культуру создал первобытный человек. Не столь уж много времени в
геологическом масштабе протекло с того момента до начала первой фазы собственно
технологического развития. Несколько тысяч лет существования ряда цивилизаций,
осевших преимущественно в субтропическом поясе… Ведь это лишь мгновение по
сравнению с тем миллионом лет, который сформировал человека и социальную
группу.
На этой первой фазе сначала использовались «естественные» источники энергии
— и «внечеловеческой» (тягловое животное) и «человеческой» (раб). Изобретение
колеса и вращательного движения, которых не знали даже некоторые высокоразвитые
цивилизации (Центральная Америка), становится основой создания машин узкого
диапазона

действия,

не

способных

к

самоадаптации.

Используется

энергия

окружающей среды — ветра, воды, каменного угля и вскоре после этого —
электричества. Это последнее не только приводит в движение машины, но позволяет
также передавать информацию на большие расстояния, способствуя энергичной
координации действий и ускорению процесса перестройки естественной среды в
искусственную.
Переход ко второй фазе начинается с существенных технологических изменений.
Высвобождение в двигателях мощностей, сравнимых по масштабу с явлениями
Природы,

позволяет

преодолевать

гравитацию.

Наряду

с

атомной

энергией

открываются возможности кибернетического конструирования, существо которого
состоит в замене механической постройки машин программированием их развития и
функционирования.

Это

явный

результат

подражания

явлениям

жизни,

рассматриваемым уже, хотя и не всегда сознательно, скорее как образец, как
директива к действию, нежели только как объект беспомощного восхищения,
вызванного их несомненным превосходством.
Создание все более сложных систем служит постепенному заполнению пропасти
в теоретических знаниях между довольно полными сведениями о столь простых
устройствах, как паровая или электрическая машина, и пониманием столь сложных
систем, как эволюция или мозг. Эта тенденция при полном ее развитии ведет к «общей
http://chemistry-chemists.com
< 612 >

Химия и Химики № 1 (2011)
имитологии»: человек учится создавать все, что существует, от атомов (антиматерия,
искусственно создаваемая в лабораториях) до эквивалентов собственной нервной
системы.
Происходящий при этом лавинообразный рост информации показывает человеку,
что

манипулирование

ею

представляет

собой

особую

отрасль

технологии.

Существенную помощь в этой области оказывает исследование методов, какими
пользуется биоэволюция. В перспективе вырисовывается возможность преодоления
информационного кризиса благодаря автоматизации процессов познания (например,
путем «выращивания информации»). Это позволит, быть может, достичь совершенства
действий, основанного на принципе построения надежных систем произвольной
сложности из ненадежных элементов. И снова — благодаря знаниям об аналогичной
технологии биологических явлений. Реальным становится полное высвобождение
производства благ из-под человеческого надзора; параллельно вырисовываются
контуры

«гедонистической

техники»

(фантоматика

и

др.).

Пределом

этой

последовательности является некая космогоническая техника, позволяющая создавать
искусственные миры, но в такой уже степени отчужденные и не зависящие от Природы,
что заменяют ее мир во всех отношениях. Тем самым стирается различие между
«искусственным» и «естественным», коль скоро «искусственное» может превзойти
«естественное» по любым параметрам, выбранным по усмотрению Конструктора.
Так выглядит первая фаза технологической эволюции человека. Она — не предел
развития. История цивилизации с ее антропоидальным прологом и возможными
продолжениями, о которых мы говорили, представляет собой длящийся от тысячи до
трех тысяч столетий процесс расширения пределов гомеостаза, то есть изменения
человеком его среды. Эта власть, проникающая технологическими орудиями в микро—
и макрокосмос вплоть до самых далеких, лишь в общих чертах вырисовывающихся
пантокреатических пределов, не касается, однако, самого человеческого организма.
Человек остается последним реликтом Натуры, последним «подлинным творением
Природы» внутри создаваемого им мира. Такое состояние не может продолжаться до
бесконечности. Вторжение созданной человеком технологии в его тело неизбежно.

(b) Реконструкция вида
Это явление, которому суждено стать содержанием второй фазы развития
цивилизации, можно рассматривать и толковать по-разному. Разными в известных
пределах могут быть также его конкретные формы и направления. Поскольку в ходе
дальнейших рассуждений нам не обойтись без какой-то схемы, воспользуемся
http://chemistry-chemists.com

< 613 >

Химия и Химики № 1 (2011)
наиболее простой, памятуя лишь о том, что это схема, то есть упрощение.
Человеческий организм можно, во-первых, рассматривать как данный и (в своей
общей

конструкции)

неприкосновенный.

Тогда

задачи

биотехнологии

будут

заключаться в устранении болезней и в их профилактике, а также в восстановлении
нарушенных функций или поврежденных органов с помощью заменителей — либо
биологических

(трансплантация,

пересадка

тканей),

либо

технических

(протезирование). Это наиболее традиционный и близорукий подход.
Во-вторых,

можно

сделать

так,

чтобы

над

всеми

этими

действиями

главенствовала замена эволюционных градиентов Природы целенаправленной,
регулирующей практикой человека. Разными могут быть в свою очередь и цели
подобной регуляции. Так, поскольку естественный отбор, уничтожающий наименее
приспособленных, отсутствует в искусственной среде, созданной цивилизацией, самым
важным может быть признано устранение связанных с этим вредных последствий. Эту
скромную программу может, однако, заменить программа-максимум — программа
биологической автоэволюции, призванной формировать все более совершенные типы
человека (путем существенного изменения таких наследуемых параметров, как,
например, мутабильность, подверженность опухолевым заболеваниям, физические
признаки человека, межтканевые корреляции, или, наконец, путем изменения
параметров продолжительности жизни, а может быть, также размеров и сложности
мозга). Одним словом, это был бы растянутый на столетия, а не исключено, что и на
тысячелетия, план создания «следующей модели Homo sapiens», создания не путем
резкого скачка, а путем медленных и постепенных изменений, что сгладило бы
различия между поколениями.
В-третьих, наконец, ко всей этой проблеме можно подойти гораздо радикальней.
Можно признать неудовлетворительным данное Природой конструктивное решение
задачи «Каким должно быть Разумное Существо», равно как и решение, достижимое
автоэволюционными средствами, заимствованными у Природы. Вместо того чтобы
улучшать существующую модель или накладывать на нее заплаты в пределах тех или
иных параметров, можно вводить любые параметры. Вместо довольно скромного
биологического
конструкции,

долголетия

данной

потребовать

Природой,

в

таких

почти-бессмертия.
пределах,

какие

Вместо

упрочения

вообще

допускает

использованный ею строительный материал, потребовать наивысшей прочности, какую
может обеспечить существующая технология. Одним словом, отказавшись от
реконструкции, перечеркнуть существующее решение и разработать совершенно
новое.
Такой выход из положения представляется нам сегодня столь абсурдным, столь
http://chemistry-chemists.com
< 614 >

Химия и Химики № 1 (2011)
неприемлемым, что стоит послушать доводы, которые мог бы высказать его сторонник.
Прежде всего, скажет он, путь решений, основанных на профилактике и
протезировании, необходим и неизбежен; лучшим доказательством этого служит то,
что люди уже, собственно говоря, пошли по нему. Существуют протезы, временно
заменяющие сердце, легкие, гортань; существуют синтетические кровеносные сосуды,
искусственные брыжейки, синтетические кости и ткань плевральных полостей,
искусственные поверхности суставов из тефлона. Разрабатываются протезы руки,
управляемые биотоками мышц культи плеча. Подумывают об устройстве для записи
нервных импульсов, управляющих конечностями при ходьбе; человек, парализованный
вследствие повреждения спинного мозга, сможет ходить, переключая стимулятор,
который будет посылать к ногам нужные импульсы, снятые со здорового человека. В то
же время растут возможности применения пересадок; вслед за роговицей, костными
элементами, кроветворным костным мозгом на очереди жизненно важные органы.
Специалисты утверждают, что пересадка легкого — вопрос недалекого будущего.1
Преодоление биохимической защиты организма от чужеродного белка позволит
осуществлять пересадку сердца, желудка и т.п. Применять ли пересадку естественных
органов или же использовать органы-заменители из абиологического вещества — это
будет определяться каждый раз состоянием науки и уровнем технологии. Некоторые
органы легче, будет, пожалуй, заменять механическими; в других же случаях придется
дожидаться разработки техники эффективных пересадок. Но что самое важное,
дальнейшее развитие биологического и абиологического протезирования будет
диктоваться не только потребностями человеческого организма, но и потребностями
новых технологий.
Уже сегодня благодаря исследованиям американских ученых мы знаем, что силу
мышечного сокращения можно значительно увеличить, вставляя между нервом и
мышцей электронный усилитель импульсов. Модель аппарата снимает с кожи нервные
импульсы, адресованные мышцам, усиливает их и подводит к соответствующим
эффекторам. Советские ученые-бионики и специалисты по эффекторам и рецепторам
живых организмов сконструировали устройство, резко сокращающее время реакции
человека. Это время слишком велико, если человек находится у штурвала космической
ракеты или даже сверхзвукового самолета. Нервные импульсы бегут со скоростью
всего лишь сотен метров в секунду, а ведь от органа чувств (например, глаза) они
должны дойти до мозга, а оттуда по нервам до мышц (эффекторов), что занимает
несколько десятых секунды. Ученые отводят импульсы, идущие от мозга и бегущие по
1 G. Spencer Brown, Probability and Scientific Inference, Longmans, London, 1958.

http://chemistry-chemists.com

< 615 >

Химия и Химики № 1 (2011)
нервным волокнам, и направляют их прямо к механическому эффектору. Итак, стоит
пилоту только захотеть, чтобы штурвал переместился, и он переместится. После
тщательного усовершенствования подобных методов возникнет парадоксальная
ситуация: пострадавший от несчастного случая или болезни после протезирования
значительно превзойдет нормального человека. Ведь трудно будет не снабдить
инвалида наилучшим из существующих протезов, а последние будут действовать
быстрее, эффективнее и надежнее, чем некоторые естественные органы!

Что касается предлагаемой «автоэволюции», то ее преобразования должны
оставаться в пределах биологической пластичности организма. Такое ограничение не
является, однако, необходимым. Программированием генотипической наследственной
информации организм не может создавать ни алмазов, ни стали: ведь для этого
необходимы высокие температуры и давления, немыслимые в эмбриогенезе. Вместе с
тем уже теперь можно создавать протезы, вживляемые в челюсть; эти протезы, зубная
часть которых изготовляется из самых твердых материалов, каких организм не
производит, практически не разрушаются. Ведь самое важнее — совершенство
выполнения и функционирования органа, а не его происхождение. Применяя
пенициллин, мы не заботимся о том, изготовлен ли он искусственно, в лабораторной
http://chemistry-chemists.com

< 616 >

Химия и Химики № 1 (2011)
реторте, или же живым грибом в питательной среде. Таким образом, планируя
реконструкцию человека и обходясь теми средствами, развитие которых станет
возможным благодаря информационной передаче наследственного вещества, мы
напрасно отказываемся снабдить организм такими усовершенствованными системами
и новыми функциями, какие бы ему очень пригодились.
На это мы отвечаем, что сторонник конструктивного переворота не учитывает,
пожалуй, последствий им же выдвинутых постулатов. Мы имеем в виду не только
привязанность человека к такому телу, каким он обладает, привязанность в ее узком
понимании. Телесностью в выражении и формах, данных нам Природой, заполнена вся
культура

и

искусство,

включая

наиболее

абстрактные

теории.

Телесность

сформировала каноны всех исторических эстетик, все существующие языки, а тем
самым и человеческое мышление в целом. Телесен и наш дух, не случайно само это
слово происходит от дыхания. Вопреки иллюзиям нет также ценностей, которые
возникли бы без участия телесного фактора. Как нельзя более телесна любовь в ее
наименее физиологическом понимании. Если бы человек действительно решился
преобразовать

самое

себя

под

давлением

созданных

собственными

руками

технологий, если бы он признал своим преемником робота с совершенным
кристаллическим мозгом, то это было бы его самым большим безумием. Это означало
бы фактически самое настоящее коллективное самоубийство расы, прикрытое
видимостью ее продолжения в мыслящих машинах, представляющих собой часть
созданной технологии. Так в конечном счете человек позволил бы технологии, им же
созданной, вытеснить его оттуда, где он обитал, из его экологической ниши. Эта
технология стала бы тогда чем-то вроде нового синтетического вида, устраняющего с
исторической арены вид, менее приспособленный.
Эти доводы не убеждают нашего противника. Телесность человеческой культуры
мне хорошо известна, говорит он, но я не считаю, что все в ней совершенно и достойно
увековечения. Вы же знаете, сколь фатальное влияние на развитие определенных
понятий, на возникновение общественных и религиозных канонов имели столь
случайные по существу факты, как, например, локализация органов размножения.
Экономия действия и равнодушие к соображениям, в нашем понимании эстетическим,
вызвали сближение и частичное объединение путей, удаляющих конечные продукты
обмена веществ, с половыми путями. Это соседство, биологически рациональное и,
кстати сказать, неизбежно вытекающее из конструктивного решения, реализованного
еще на этапе пресмыкающихся, то есть сотни миллионов лет назад, бросило на
половой акт постыдную и грешную тень в глазах людей, когда они начали исследовать
и наблюдать собственные органические функции. Нечистота этого акта навязывается
http://chemistry-chemists.com
< 617 >

Химия и Химики № 1 (2011)
как-то автоматически, коль скоро его реализуют органы, столь тесно связанные с
функциями выделения. Организм должен избегать конечных продуктов выделения: это
важно биологически. В то же время, однако, он должен стремиться к соединению
полов, необходимому с эволюционной точки зрения. Сочетание этих-то диаметрально
противоположных требований столь огромной важности и повлияло решающим
образом на появление мифов о первородном грехе, о естественной нечистоте половой
жизни и ее проявлений. Наследственно запрограммированные отвращение и влечение
заставляли мятущийся разум создавать то цивилизации, основанные на понятии греха
и вины, то цивилизации стыда и ритуального разврата. Это, во-первых.
Во-вторых, я не постулирую никакой «роботизации» человека. Если же я говорил
об электронных и различных других протезах, то лишь для того, чтобы сослаться на
доступные ныне конкретные примеры. Под роботом мы понимаем механического
болвана, человекоподобную машину, снабженную человеческим интеллектом. Итак,
робот — лишь примитивная карикатура на человека, а не его преемник. Реконструкция
организма должна означать не отказ от каких-либо ценных свойств, а лишь исключение
свойств, именно у человека несовершенных и примитивных. Эволюция, формируя наш
вид, действовала с исключительной поспешностью. Свойственная ей тенденция
сохранять конструктивные решения исходного вида так долго, как только возможно,
обременила наши организмы рядом недостатков, которые неизвестны нашим
четвероногим предкам. У них таз не несет на себе груз внутренних органов, как у
человека, у которого вследствие такой нагрузки образовалась мышечная диафрагма,
серьезно затрудняющая родовой акт. Вертикальное положение тела оказало также
вредное влияние на гемодинамику. Животным неведомо расширение вен — одно из
бедствий человеческого тела. Из-за быстрого роста черепа у места перехода глотки в
пищевод образовался перегиб; здесь возникают завихрения воздушного потока и на
стенках глотки осаждается огромное количество содержащихся в воздухе частиц и
микроорганизмов; в результате зев стал входными воротами самых разнообразных
инфекций. Эволюция стремилась противодействовать этому, окружив «слабое» место
защитным кольцом из лимфатической ткани, но сия импровизация не дала
результатов, а явилась лишь источником новых бед: конгломераты лимфатической
ткани стали излюбленным местом очаговой инфекции.
[Примечание автора:

Фрагментарная критика конструкторских решений

Эволюции может местами произвести впечатление «пасквиля по невежеству», ибо по
сей день мы не знаем биомеханики органов во всех ее деталях (например, полной
картины

неимоверно

сложной работы сердца). На
http://chemistry-chemists.com

пути

построения точных
< 618 >

Химия и Химики № 1 (2011)
математических моделей биологических структур сделаны только первые шаги; так,
например, Н. Винер и А. Розенблют создали математическую теорию фибрилляции
сердечной мышцы. А ведь критика конструкции, которой мы хорошенько не понимаем,
выглядит необоснованной и преждевременной. И все же наше весьма неточное знание
сложности этих и подобных им эволюционных решений не может заслонить того факта,
что биологическая сложность очень часто является результатом упорного переноса
единожды

сформированного

образовавшимся

позднее.

органа

от

организмов

Конструктору,

который

одного

поставил

типа
бы

все

к

другим,
будущее

космической техники в зависимость от одних лишь ракетных двигателей на химическом
топливе, пришлось бы впоследствии строить корабли и двигатели ужасающих
размеров и столь же ужасающей сложности. Он мог бы достичь на этом пути
несомненных

успехов,

однако

это

был

бы

скорее

показ

технологической

эквилибристики, чем наиболее рациональные решения, ведь многие трудности и
усложнения отпали бы при радикальном отказе от идеи химического топлива и
переходе

к

двигателям

другого

типа

(ядерным,

аннигиляционным,

магнитогидродинамическим, ионным или им подобным).
Сложность, возникшую как результат

своеобразного

консерватизма идеи,

лежащей в основе творческой деятельности, сложность, созданную «концептуальной
инерцией», нежеланием (или невозможностью) скачкообразных и радикальных
изменений, такую сложность мы вправе считать излишней с точки зрения конструктора,
который стремится к наилучшим результатам, не оглядываясь на предпосылки, кои он
не обязан принимать во внимание. Современному конструктору ракет, подобно
Эволюции, приходится преодолевать возникающие перед ним трудности, прибегая к
усложнениям, излишним с точки зрения технологии будущего (например, ядерной).
Однако конструктор откажется от всех этих усложнений, как только дальнейшее
развитие технологии позволит ему реализовать ядерную, фотонную или другую,
нехимическую тягу. В то же время Эволюция по указанным в тексте и понятным
соображениям не может столь же радикальным образом «отбрасывать» какие бы то ни
было решения. В совсем общем плане можно сказать, что от Эволюции после
нескольких миллиардов лет ее существования и деятельности не приходится ожидать
каких-то совсем новых решений, сравнимых по совершенству с теми, которые она
выработала на заре своей деятельности. Именно это обстоятельство позволяет
критиковать конструктивные решения Эволюции, даже если мы и не понимаем как
следует их сложности. Дело просто в том, что мы считаем эту сложность следствием
творческого метода Эволюции, с которым могут конкурировать другие, более простые
и эффективные методы. И если Эволюция сама не может пустить их в ход, то тем хуже
http://chemistry-chemists.com
< 619 >

Химия и Химики № 1 (2011)
для нее, но, может быть, тем лучше для человека — конструктора будущего.
Эта проблема имеет также, помимо строго конструкторского, совершенно иной
аспект, которого в тексте я почти не касаюсь. Человек (это, по существу, как бы
продолжение сделанного выше замечания) не знает сам себя подробно — ни в
биологическом плане, ни в психическом. Несомненно, в известной мере справедливо
высказывание

(ставшее

названием

книги

А. Каррела)

«человек

—

существо

неизвестное» (разумеется, самому себе). Загадочные и невыясненные противоречия
скрывает в себе не только его тело как «биологическая машина», но и его ум. Так вот,
позволительно спросить, допустимо ли вообще всерьез рассматривать возможность
преобразования «естественной модели Homo sapiens», не познав детально ее
действительного строения и ценности. Не могут ли процедуры, производимые с
наследственной плазмой (а это только скромный, первый по порядку пример), вместе с
ликвидацией неких вредных генотипических признаков ликвидировать и какие-то
потенциально ценные признаки, о которых мы ничего не знаем?
Это была бы повторная «биолого-конструкторская» постановка темы, которая
(несколько более традиционно) ставится в спорах евгеников с их противниками. Не
избавит ли нас, например, ликвидация эпилепсии от эпилептиков сообща с
Достоевскими?
Поразительно, насколько абстрактно ведутся подобные споры. Всякое действие
вообще, как об этом сказано в нашей книге (а мы, естественно, не претендуем на
авторство по поводу этого «открытия»), опирается на неполное знание, ибо такова
сущность мира, в котором мы живем. Поэтому, если бы мы стали ждать с
«реконструкцией вида» до «полного» его познания, нам пришлось бы ожидать целую
вечность.

Частичная

непредсказуемость

результатов,

то

есть

потенциальная

неполноценность всякого действия, полностью дискредитировала его в глазах
некоторых философов и послужила основой для высказываемого ими тезиса о
«превосходстве бездействия над действием». Этот очень древний мотив можно
проследить от Чжуанцзы2 через все континенты и столетия. Однако подобная критика
и апофеоз «бездействия» возможны, между прочим, благодаря тому, что все-таки на
протяжении сотен тысячелетий производились особые действия, в результате чего
возникла цивилизация, а вместе с нею речь и письменность, без которых было бы
вообще невозможно формулировать какие бы то ни было суждения и мысли. Философапологет крайнего консерватизма (бездействия в биологической, например, или в
технологической

сфере)

подобен

сыну

миллионера,

который,

освобожденный

2 См. Атеисты, материалисты и диалектики древнего Китая, изд-во «Наука», 1967.

http://chemistry-chemists.com

< 620 >

Химия и Химики № 1 (2011)
отцовским богатством от заботы о добывании средств к существованию, критикует
владение богатством. Будь он последовательным, он должен был бы отречься от
богатства. Противник «биоконструирования» не может в свою очередь ограничиться
оппозицией по отношению к «планам реконструкции» человека, а обязан, отказавшись
от всех достижений цивилизации, от медицины, техники и т. д., отправиться на
четвереньках в лес. Ведь против всех решений и методов, которые он не критикует,
которым он не противится (как, например, методы врачебной терапии), некогда
боролись с позиций, довольно близких к его теперешней. И лишь течение времени
наряду с эффективностью этих решений и методов привело к тому, что они вошли в
сумму достижений цивилизации и теперь ни у кого уже не вызывают сопротивления.
Ни здесь, ни в каком-нибудь другом месте мы отнюдь не намерены заниматься
апологией «революционных реконструкций». Мы считаем попросту, что всякие споры с
историей беспредметны. Если бы человек мог контролировать и сознательно
регулировать развитие своей цивилизации значительно раньше, то она, возможно,
была бы более совершенной, менее парадоксальной и более эффективной, чем
существующая. Но именно это как раз и не было возможным, поскольку, творя и
развивая цивилизацию, человек в то же время моделировал и самого себя как
общественно мыслящее существо.
Противник биоконструирования мог бы сказать, что неповторимое существование
индивидуума бесценно, и поэтому непозволительно нам, невеждам, манипулировать с
генотипами, устранять одни признаки, признаваемые вредными, вводить другие и т.д.
Да соизволит он, однако, заметить, что его доводы доказуемы лишь в мире, столь же
несуществующем, сколь и похожем на наш. Ибо в нашем атмосфера Земли, когда к
этому приводила глобальная политическая ситуация, на протяжении десятков лет
отравлялась радиоактивными осадками. Большинство видных генетиков и биологов
подчеркивало, что это должно повлечь за собой в грядущих поколениях весьма
многочисленные мутации и что тем самым каждый экспериментальный атомный взрыв
означает

определенное

количество

генетических

деформаций,

заболеваний

и

преждевременных смертей, вызванных новообразованиями, лейкозами и т.п. К тому же
эти

взрывы

должны

были

служить

лишь

увеличению

ядерного

потенциала

заинтересованных сторон. Жертвы этой политики, которую по сей день продолжают
некоторые государства, называющие себя цивилизованными, будут исчисляться, по
меньшей мере, тысячами (а скорее всего, десятками тысяч). Вот в каком мире мы
живем и в каком рассматриваем проблемы биоконструирования. Нельзя считать, будто
все, что является результатом глобального регуляционного недомогания, не отягощает
нашей совести и нашего «цивилизационного баланса» и что, несмотря на такое
http://chemistry-chemists.com
< 621 >

Химия и Химики № 1 (2011)
положение вещей в областях, полностью контролируемых нами, мы должны поступать
с

совершенной

прозорливостью

(которая

ведет

нас

прямо

к

абсолютному

бездействию).
Человек выступает как «таинственное» существо, только если приписать ему
какого-то «автора», то есть индивидуального творца. В этом случае многочисленные
биологические и технические противоречия человеческой природы заставляют
задуматься о тайных и непонятных для нас мотивах нашего «создателя». Если же
признать, что мы возникли в результате проб и ошибок эволюции, длившихся
миллионы лет, то «таинственность» сводится просто к каталогу решений, которые
можно было реализовать в данных эволюционно-исторических условиях. И тогда мы
можем приступить к рассмотрению того, каким же образом надлежит перестроить
процессы самоорганизации с целью устранить все то, что причиняет нашему виду
страдания.
Все это, разумеется, не означает, будто мы сравниваем таким образом человека с
каким-то материальным предметом, подлежащим конструированию, или с каким-то
техническим продуктом, подлежащим усовершенствованию. Атмосфера моральной
ответственности не должна покидать сферу биоконструирования. Да, эта область
связана с огромным риском, хотя, быть может, и с не меньшими надеждами. Ведь если
человек навлекал на себя в прошедшие столетия (да и не только в прошедшие) так
много страданий и мук в результате неконтролируемых цивилизационно-общественных
действий, то самое время идти на риск сознательно и с чувством полной
ответственности, едва лишь позволит это сделать совокупность накопленных знаний,
хотя эти знания и будут неполными].
Я не утверждаю, что животные предки человека представляли собой идеальные
конструктивные решения; с эволюционной точки зрения «идеальным» является любой
вид, если он способен выжить. Я утверждаю только, что даже наши чрезвычайно
убогие и неполные знания позволяют вообразить себе такие пока не реализованные
решения, которые освободили бы людей от бесчисленных страданий. Всякого рода
протезы кажутся нам чем-то худшим, чем естественные конечности и органы, ибо пока
что они действительно уступают им по эффективности. Я понимаю, конечно, что там,
где это не противоречит технологии, можно следовать общепринятым эстетическим
критериям. Наружная поверхность тела не представляется нам красивой, если она
покрыта косматым мехом или если она сделана из жести. Но ведь эта поверхность
может ничем ни для глаза, ни для других органов чувств не отличаться от кожи. Другое
дело — потовые железы; известно, как заботятся цивилизованные люди об
http://chemistry-chemists.com
< 622 >

Химия и Химики № 1 (2011)
уничтожении результатов их действия, приносящего иным массу хлопот в личной
гигиене. Но оставим эти детали. Мы ведь говорили не о том, что может произойти
через двадцать или через сто лет, а о том, что вообще поддается воображению. Я не
верю ни в какие конечные решения. Весьма вероятно, что «сверхчеловек» через
некоторое время сочтет себя в свою очередь несовершенным творением, поскольку
новые технологии позволят ему осуществить то, что нам представляется никогда не
реализуемой фантазией (например, «пересадку из одной личности в другую»). Сегодня
признается, что можно создать симфонию, скульптуру или картину сознательным
умственным усилием. В то же время мысль о «компоновке» потомка, о какой-то
оркестровке духовных и физических свойств, какие бы мы желали в нем видеть, —
такая мысль представляется омерзительной ересью. Но когда-то за ересь почитали
желание

летать,

стремление

изучать

человеческое

тело,

строить

машины,

доискиваться истоков жизни на Земле — и от времени, когда эти взгляды были широко
распространены,

нас

отделяют

лишь

столетия.

Если

мы

хотим

проявить

интеллектуальную трусость, то можем, конечно, обойти молчанием вероятные пути
будущего развития. Но в таком случае мы обязаны четко сказать, что ведем себя как
трусы. Человек не может изменять мир, не изменяя самого себя. Можно делать первые
шаги на каком-то пути и прикидываться, будто не знаешь, куда он ведет. Но это — не
наилучшая из мыслимых стратегий.
Эти слова энтузиаста реконструкции вида следует если не одобрить, то хотя бы
рассмотреть. Всякое принципиальное возражение может исходить из двух точек
зрения. Первая скорее эмоциональна, чем рациональна, — по крайней мере, в том
смысле, что означает отказ от переворота в человеческом организме — и не
принимает к сведению «биотехнологических» доводов. При этой точке зрения
конституцию человека, такую, какова она сегодня, считают неприкосновенной, даже
если признают, что ей свойственны многочисленные недостатки. Ведь эти недостатки
— как физические, так и духовные — стали в процессе исторического развития
ценностями. Каков бы ни был результат автоэволюции, он означает, что человеку
придется исчезнуть с поверхности Земли; его образ в глазах «преемника» был бы
мертвым

палеонтологическим

названием

—

таким,

каким

для

нас

является

австралопитек или неандерталец. Для почти бессмертного существа, которому его
собственное тело подчиняется так же, как и среда, в которой он живет, не
существовало бы большинства извечных человеческих проблем. Биотехнический
переворот тем самым уничтожил бы не только вид Homo sapiens, но и его духовное
наследие. Если такой переворот не фантасмагория, то связанные с ним перспективы
кажутся лишь издевкой: вместо того чтобы решить свои проблемы, вместо того чтобы
http://chemistry-chemists.com
< 623 >

Химия и Химики № 1 (2011)
найти ответ на терзающие его столетиями вопросы, человек попросту укрывается от
них в материальном совершенстве. Чем это не позорное бегство, чем не
пренебрежение ответственностью, если с помощью технологии homo, подобно
насекомому, совершает метаморфозу в этакого deus ex machina!
Вторая позиция не исключает первой: по-видимому, стоя на этой второй позиции,
разделяют аргументацию и чувства сторонников первой позиции, но делают это молча.
Когда же берут слово, то ставят вопросы. Какие конкретные усовершенствования и
переделки предлагает «автоэволюционист»? Он отказывается давать детальные
пояснения как преждевременные? А откуда же он знает, удастся ли когда-нибудь
достичь совершенства биологических решений? На каких фактах основано это его
допущение? А не вероятней ли, что эволюция уже достигла потолка своих
материальных

возможностей?

И

что

сложность,

свойственная

человеческому

организму, является предельной величиной? Конечно, мы и сегодня знаем, что в
пределах отдельно рассматриваемых параметров, таких, как скорость передачи
информации, надежность локального действия, постоянство функций, достигаемое за
счет многократного повторения исполнительных и контролирующих элементов,
машинные системы могут превосходить человека. Однако усиление мощности,
производительности, скорости или прочности, взятых отдельно, — одно дело, и совсем
другое дело — интеграция всех этих оптимальных решений в единой системе.
Автоэволюционист готов поднять брошенную перчатку и противопоставить
доводам контрдоводы. Но прежде чем перейти к дискуссии с противникомрационалистом, он даст понять, что первая точка зрения в действительности ему не
чужда. Ведь в глубине души он также взбунтовался против плана реконструкции, как и
тот, кто категорически ее осудил. Однако он считает эту будущую перемену
неизбежной и именно поэтому ищет любые аргументы в ее пользу, так чтобы
неизбежное совпало с результатом выбора. Он не априорный оппортунист: он отнюдь
не считает, что неизбежное по самой своей природе должно быть хорошим. Но он
надеется, что так, по крайней мере, может быть.

(c) Конструкция жизни
Чтобы спроектировать электрогенератор, вовсе не надо знать историю его
изобретения. Молодой инженер может прекрасно без этого обойтись. Исторические
обстоятельства, при которых возникли первые образцы динамомашин, являются — или
хотя бы могут являться — для него совершенно безразличными. Кстати говоря,
динамомашина как устройство для преобразования кинетической или химической
http://chemistry-chemists.com

< 624 >

Химия и Химики № 1 (2011)
энергии в электрическую, пожалуй, устарело. Когда электричество будут производить
без хлопотных окольных путей — без последовательных превращений химической
энергии угля в тепловую, тепловой в кинетическую и только кинетической — в
электрическую, когда, например, это будут делать непосредственно в атомном
реакторе, — а ждать осталось уже недолго, — тогда лишь историка техники будут
интересовать

конструкции

древних

генераторов

тока.

Биологии

подобная

независимость от истории развития чужда. Мы говорим об этом потому, что
приступаем к критике достижений эволюции.

http://chemistry-chemists.com

< 625 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Это могла бы быть конструкторская критика одних лишь результатов, без учета
всех предшествующих фаз. Люди склонны, правда, усматривать в биологических
решениях совершенство, но лишь потому, что их собственные умения остаются далеко
позади

биологических.

Каждый

поступок

взрослого

кажется

ребенку

чем-то

могущественным. Надо вырасти, чтобы увидеть слабость в прежнем совершенстве. Но
это не все. Сама конструкторская лояльность требует от нас оценки биологических
реализаций более широкой, чем пасквиль на конструктора, который, помимо жизни,
дал нам и смерть, а страданиями наделил в большей мере, чем наслаждениями.
Оценка должна показать его таким, каким он был. А был он, прежде всего, весьма
далеким от всемогущества. В момент старта эволюция ступила на пустую планету,
словно Робинзон, лишенный не только орудий и помощи, не только знаний и
способности предвидеть, но и самого себя, то есть планирующего разума. Ибо на
Земле, кроме горячего океана, газовых разрядов и лишенной кислорода атмосферы,
под палящим солнцем не было ничего. Итак, говоря, что эволюция как-то начинала и
что-то

делала,

мы

персонифицируем

первые

беспомощные

шаги

процесса

самоорганизации, лишенные не то что индивидуальности, но даже и цели.
Эти шаги служили прелюдией к великому произведению, прелюдией, не знающей
не только произведения в целом, но даже его первых тактов. Молекулярный хаос
располагал, помимо присущих ему материальных возможностей, лишь одной огромной
степенью свободы — временем.
Не прошло еще и ста лет с того времени, когда возраст Земли оценивали в 40
миллионов лет. Сейчас мы знаем, что ей по меньшей мере четыре миллиарда лет.
Меня самого еще учили, что жизнь на Земле существует несколько сот миллионов лет.
Ныне известны остатки органических веществ, принадлежавших некогда живым
существам, которые насчитывают два миллиарда семьсот миллионов лет. 90% всего
времени всей прошедшей до нынешнего дня эволюции истекло, прежде чем 350 с
лишним миллионов лет назад возникли первые позвоночные — костистые рыбы. Еще
через 150 миллионов лет их потомки вышли на сушу и завладели воздухом, и, наконец,
после млекопитающих, которым 50 миллионов лет, около миллиона лет назад
появился человек.
Легко

жонглировать

миллиардами.

Очень

трудно

представить

себе

конструкторское значение таких цифр, таких гигантских эпох. Мы видим, что
сокращение промежутков между следующими друг за другом очередными решениями
характерно не для одной лишь технической эволюции. Прогресс ускоряется не только с
накоплением теоретических знаний в обществе, он ускоряется и с накоплением
генетической информации в наследственном веществе.
http://chemistry-chemists.com

< 626 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Более двух с половиной миллиардов лет жизнь развивалась исключительно в
водах океанов. Воздух и суша в те эпохи были мертвы. Известно около 500 ископаемых
видов организмов кембрийского периода (более полумиллиарда лет назад). В
докембрии же, несмотря на почти столетние поиски, удалось обнаружить лишь
отдельные виды. Причины этого поразительного пробела по сей день неясны. Похоже
на то, что количество живых форм серьезно возросло за относительно короткое время
— порядка миллионов лет. Докембрийские формы — это почти исключительно
растения (водоросли); животные почти полностью отсутствуют, их можно перечесть по
пальцам. В кембрии, однако, они появляются в большом количестве. Некоторые
ученые склоняются к гипотезе о каком-то радикальном, глобальном изменении земных
условий. Может быть, это был скачок интенсивности космических лучей, согласно
упоминавшейся гипотезе Шкловского. Но как бы то ни было, неизвестный фактор
должен был действовать в масштабе всей планеты, ибо докембрийский пробел
относится ко всей совокупности палеонтологических данных. С другой стороны, не
следует думать, что до начала нижнего кембрия океанские воды по неизвестным
причинам содержали сравнительно небольшое количество живых организмов вообще
и что появлению в кембрии многочисленных новых видов предшествовал резкий рост
численности предыдущих форм. Живых организмов было много уже и в археозое;
геологические данные говорят о том, что отношение кислорода к азоту в атмосфере
было близким к современному уже задолго до кембрия. Поскольку же кислород воздуха
является продуктом деятельности живых организмов, их общая масса была, должно
быть, не намного меньше, чем сейчас. Отсутствие ископаемых форм вызвано, хотя бы
частично, их нестойкостью: докембрийские формы были лишены минеральных
скелетов. Что именно привело к такой «реконструкции» в кембрии, мы не знаем.
Возможно, что эту проблему так никогда и не удастся решить. Однако, углубив наше
знание биохимической кинетики, мы, возможно, сумеем раскрыть эту загадку, если нам
удастся, исходя из современной структуры белкового гомеостаза, выяснить, какие
более примитивные формы могли ему с наибольшей вероятностью предшествовать.
Конечно, мы сможем решить эту загадку, лишь если ее решение связано с внутренней
структурой организмов, а не с какой-то уникальной цепью космических, геологических
или климатических изменений на рубеже кембрия.
Мы говорим об этом, потому что «кембрийский перелом» мог быть вызван какойто «биохимической находкой» эволюции. Но если такая «находка» и была сделана
эволюцией, это все же не изменило исходного фундаментального принципа всей
архитектуры, в основе которого лежит использование клеточных кирпичиков.
Эволюции жизни, несомненно, предшествовала эволюция химических реакций;
http://chemistry-chemists.com
< 627 >

Химия и Химики № 1 (2011)
праклеткам не приходилось, таким образом, питаться мертвой материей как
источником порядка. Они не смогли бы, кстати, решить сразу и одну из труднейших
задач — задачу синтеза органических соединений из простых веществ (вроде двуокиси
углерода) с использованием энергии солнечных фотонов. Этот шедевр синтеза
осуществили лишь растения, овладев искусством образования хлорофилла и целым
аппаратом ферментов, улавливающих лучистые кванты. К счастью, с самого начала
праорганизмы располагали, по-видимому, органическими веществами, которые они
могли легко усваивать. Это были остатки прежнего изобилия органических веществ,
которое появилось в ходе таких процессов, как, скажем, электрические разряды в
атмосфере аммиака, азота и водорода.
Вернемся, однако, к основной динамической проблеме элементарной клетки.
Клетка должна управлять существенными параметрами своих изменений так, чтобы из
области еще обратимых флуктуаций они не ускользнули за пределы обратимости — не
привели к разложению и, следовательно, к смерти. В жидкой коллоидной среде
подобный контроль может осуществляться лишь с ограниченной скоростью, поэтому
флуктуация, вызванные статистической природой молекулярных движений, должны
происходить не быстрее общеклеточного обмена информацией. В противном случае
центральный регулятор — ядро — утратил бы власть над процессами, происходящими
локально, информация о необходимости вмешательства поступала бы тогда, как
правило, слишком поздно. Это было бы уже началом необратимых изменений. Итак,
размеры клетки диктуются в конечной инстанции двумя параметрами — скоростью
передачи информации из произвольного места клетки к регуляторам и скоростью
локально происходящих химических процессов. На ранних стадиях эволюция, должно
быть,

создавала

клетки,

иной

раз

существенно

различавшиеся

размерами.

Невозможна, однако, клетка величиной с тыкву или слона. Это вытекает из упомянутых
выше ограничений.
Следует заметить, что для человека-технолога клетка является устройством, по
меньшей мере, необыкновенным, которым можно скорее восхищаться, чем понять его.
Организм столь «простой», как кишечная палочка (бактерия), делится через каждые 20
минут. В это время бактерия производит белок со скоростью 1000 молекул в секунду.
Поскольку молекула белка состоит приблизительно из 1000 аминокислот, каждая из
которых должна быть соответственно «расположена» в пространстве и «подогнана» к
возникающей молекулярной конфигурации, это не столь уж легкая задача. Примерная,
самая осторожная оценка показывает, что бактерия перерабатывает не менее 1000
битов информации в секунду. Это число станет особенно наглядным, если сопоставить
его с количеством информации, с каким в состоянии справиться человеческий ум, —
http://chemistry-chemists.com
< 628 >

Химия и Химики № 1 (2011)
около 25 битов в секунду. Печатная страница текста с небольшой информационной
избыточностью

содержит

около

10000

битов.

Мы

видим,

что

наибольшим

информационным потенциалом клетка обладает в своих внутренних процессах,
служащих

продолжению

ее

динамического

существования.

Клетка

является

«фабрикой», в которой «сырье» расположено повсюду: оно и рядом, и выше, и ниже
«производящих машин» — клеточных органелл, рибосом, митохондрий и подобных им
микроструктур, которые на шкале величин находятся между клеткой и химической
молекулой. Эти микроструктуры состоят из упорядоченных сложных химических
структур

с

«прикрепленными»

к

ним

обрабатывающими

инструментами

типа

ферментов. Похоже, что «сырье» подается к «машинам» и их «инструментам» не
какими-то специальными направленными силами, притягивающими нужное сырье и
отталкивающими лишнее или непригодное для «обработки», а просто обычными
тепловыми движениями молекул. Таким образом, «машины» как бы бомбардируются
потоками танцующих в ожидании своей «очереди» молекул и только благодаря своей
специфичности и избирательности выхватывают «надлежащие» элементы из этого
кажущегося хаоса. Поскольку все эти процессы без исключения имеют статистическую
природу, общие соображения термодинамики склоняют нас к выводу, что в ходе таких
изменений должны случаться ошибки (например, введение «ложных» аминокислот в
возникающую молекулярную спираль белка). Такие ошибки должны быть, однако,
редкостью, по крайней мере, в норме: ведь «ложно синтезированных» клеткой белков
обнаружить не удается. За последние годы кинетике химических реакций живого был
посвящен

ряд

исследований.

Эти

реакции

исследовались

не

как

жестко

повторяющиеся циклические процессы, а как некое пластическое целое, которое
можно не только поддерживать в его неустанном беге, но направлять быстро и
эффективно к достижению важных в данный момент целей. После переработки
«выходных параметров» моделируемой клетки большая вычислительная машина в
течение 30 часов вычисляла наивыгоднейшее сочетание скоростей реакций в целом и
отдельных звеньев этих реакций в клетке.
Вот к чему приводит необходимая сегодня в науке формализация задачи: те же
проблемы бактериальная клетка решает в долю секунды и, разумеется, без мозга —
электронного или нейронного.
Однородность клетки является подлинной, но вместе с тем и кажущейся.
Подлинной

—

в

том

смысле,

что

ее

плазма

—

коллоидный

раствор

крупномолекулярных протеидов, белков и липидов, то есть «хаос» молекул,
погруженных в жидкую среду. Кажущейся — поскольку прозрачность клетки глумится
над попытками подметить ее динамические микроструктуры, а их срез и фиксирование
http://chemistry-chemists.com
< 629 >

Химия и Химики № 1 (2011)
красителями вызывают изменения, уничтожающие первоначальную организацию.
Клетка, как показали трудные и хлопотные исследования, не является даже
метафорической «фабрикой» из приведенного выше образного сравнения. Процессы
диффузии и осмоса между ядром и протоплазмой происходят не просто под действием
физического механизма, по градиенту осмотического давления; сами эти градиенты
находятся под контролем, прежде всего, ядра. В клетке можно различить микротоки,
молекулярные микропотоки (как бы миниатюрные эквиваленты кровообращения),
органеллы

же

служат

«универсальные

узловыми

автоматы»,

точками

которые

этих

токов,

оснащены

представляя

комплексами

собой

ферментов,

распределенных в пространстве нужным образом. В то же время органеллы —
аккумуляторы энергии, посылаемой в соответствующие моменты в надлежащем
направлении.
Если и можно еще как-то представить себе фабрику, состоящую из машин и
сырья, плавающих друг подле друга, то трудно понять, как сконструировать фабрику,
которая непрестанно меняет свой вид, взаимное сопряжение производственных
агрегатов, их специализацию и т.д. Клетка является системой водных коллоидов со
многими потоками принудительной циркуляции, со структурой, которая не только
подвижна функционально, но и меняется беспорядочно (так что можно даже
перемешать протоплазму — лишь бы при этом не повредить некоторых основных
структур, — а клетка будет по-прежнему функционировать, то есть жить), непрерывно
потрясаемая

броуновским

движением,

с

беспрестанными

отклонениями

от

устойчивости. Определенное управление всей совокупностью клеточных процессов
возможно только статистически, с использованием немедленных регулирующих
воздействий на основе вероятностной тактики. Процессы окисления идут в клетке в
виде переноса электронов сквозь «псевдокристаллический жидкий полупроводник».
При этом обнаруживаются определенные ритмы, вызванные именно беспрестанным
регулирующим

воздействием.

Это

касается

и

других

процессов,

например

энергетических циклов с аккумулированием энергии в аденозинтрифосфорной кислоте
и т.п.
По

существу

все

высшие

организмы

лишь

скомбинированы

из

этого

элементарного строительного материала; это «выводы и следствия» из результатов и
данных,

заложенных

в

каждой

клетке,

начиная

с

бактериальных.

Ни

один

многоклеточный организм не обладает универсальностью клетки, хотя в некотором
смысле эта универсальность заменяется пластичностью центральной нервной
системы. Подобную универсальность проявляет любая амеба; без сомнения, очень
удобно иметь ногу, которая при надобности станет щупальцем, а в случае потери тут
http://chemistry-chemists.com
< 630 >

Химия и Химики № 1 (2011)
же заменится другой ногой; я имею в виду pseudopodia — ложноножки амеб. Столь же
полезна и способность «в любом месте тела открыть рот»; это тоже умеет делать
амеба, обливающая протоплазмой и поглощающая частицы пищи. Здесь, однако,
впервые начинает сказываться система предварительно принятых посылок. Клетки,
соединяясь в ткани, могут образовывать макроскопические организмы со скелетом,
мышцами, сосудами и нервами. Но в случае такого организма даже самая
совершенная регенерация не является уже столь всесторонней, как универсальность
функций, утраченная вместе с одноклеточностью. Строительный материал ставит
предел образованию «обратимых органов». Протоплазма обладает до некоторой
степени способностью и сокращаться, и проводить возбуждения, и переваривать
поглощенную пищу, но она не сокращается с эффективностью специализированной
мышечной клетки, не проводит возбуждений так, как это делают нервные волокна, и не
может ни «разжевать» пищу, ни успешно преследовать ее, особенно если эта пища
энергична и удирает. Специализация, правда, — это целевое усиление какого-либо из
свойств клеточной всесторонности; но вместе с тем это и отказ от всесторонности,
последствием которого (пожалуй, не наименее важным) является смерть отдельной
особи.

http://chemistry-chemists.com

< 631 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Критика «клеточного постулата» возможна с двух точек зрения. Во-первых, с
генетической: в этом случае жидкую (водную) среду для соединений типа аминокислот
и других органических веществ — результатов химической деятельности океана и
атмосферы — мы принимаем как данную. Ведь только там могли накапливаться эти
соединения, только там они могли друг с другом реагировать, отстаивая начало
самоорганизации в условиях, какие господствовали на Земле, насчитывавшей «всего
лишь» полтора миллиарда лет. Приняв такие начальные условия, можно бы задать
вопрос: какова же возможность реализации «прототипа», отличного от эволюционных
решений?
Во-вторых, абстрагируясь от неизбежности такой ситуации, можно задуматься над
тем, каким было бы оптимальное решение, не зависящее от этих ограничений. Вопрос,
иными словами, состоит в следующем: были бы лучшими перспективы развития
самоорганизации, если бы некий Конструктор положил ей начало в твердой или
газовой среде?
И речи не может идти о том, чтобы сегодня мы могли соперничать (хотя бы в
теоретических допущениях) с коллоидной версией гомеостаза, какую выработала
Эволюция. Это не значит, что ее и в самом деле нельзя превзойти. Как знать, быть
может, отсутствие некоторых атомов, некоторых элементов в сырье, в том
строительном материале праклеток, каким могла располагать Эволюция, закрыло ей в
самом начале путь к другим, возможно более эффективным энергетически и еще
более

устойчивым

динамически

состояниям

и

типам

гомеостаза.

Эволюция

располагала тем, чем именно располагала, свои материалы она употребила, вероятно,
с наибольшей пользой. Поскольку, однако, мы считаем, что процессы самоорганизации
в космосе вездесущи и, значит, они могут появиться отнюдь не в исключительных
случаях, при чрезвычайном и особо благоприятном стечении обстоятельств, мы
допускаем

тем

самым

возможность

возникновения

в

жидких

фазах

типов

самоорганизации, отличных от белкового, а может быть, и коллоидного, причем эти
варианты могут быть как «хуже», так и «лучше» земного.
Но что, собственно, значит «хуже» или «лучше»? Не пытаемся ли мы под этими
понятиями протащить контрабандой некий платонизм, некие критерии совершенно
произвольной системы оценок? Нашим критерием является прогресс или, скорее,
возможность прогресса. Под последней мы понимаем выход на материальную арену
таких гомеостатических решений, которые не только могут сохраняться наперекор
внутренним и внешним помехам, но могут также и развиваться, то есть увеличивать
область гомеостаза. Совершенство этих систем — не только в их адаптации к данному
состоянию среды, но и в их способности к изменениям. В свою очередь эти изменения
http://chemistry-chemists.com
< 632 >

Химия и Химики № 1 (2011)
должны и отвечать требованиям среды и допускать дальнейшие преобразования,
чтобы никогда не дошло до закупорки этого пути последовательных экзистенциальных
решений, до пленения в тупике развития.
Земная эволюция, оцениваемая по ее результатам, заслуживает и положительной
и отрицательной оценки. Отрицательной — поскольку, как об этом пойдет речь далее,
и своим начальным выбором (строительного элемента) и позднейшими методами
формирующего действия эволюция лишила свой конечный и наивысший продукт, а
именно нас, шансов на плавное продолжение дела прогресса в биологической
плоскости. Как биотехнологические, так и моральные соображения не позволяют нам
действовать и дальше методами эволюции: биотехнологические — поскольку как
определенное конструктивное решение мы слишком детерминированы созидающими
силами Природы; моральные — поскольку мы отбрасываем и метод слепых проб и
метод слепой селекции. Вместе с тем решение, данное эволюцией, можно оценить и
положительно, ибо при всех биологических ограничениях мы располагаем благодаря
общественному развитию науки свободой действия, хотя бы в перспективе.
Представляется вполне вероятным, что «земной вариант» по введенным выше
критериям — не наихудший и не наилучший из возможных. Статистические
рассуждения о солнечной системе, строго говоря, недопустимы, ибо она насчитывает
всего лишь несколько планет. И все же, если исходить из столь скудного
сравнительного материала, напрашивается заключение, что клеточно-белковый
гомеостаз, несмотря ни на что, в каком-то отношении выше среднего, коль скоро при
том же времени существования другие планеты солнечной системы не создали
разумных форм. Но это, как я оговорился, очень рискованное умозаключение,
поскольку и временные масштабы и темпы изменений могут быть разными; возможно,
что метаново-аммиачные планеты принадлежат другой эволюционной цепочке и
нашим столетиям отвечают в ней миллионы лет. Поэтому прекратим дальнейшие
спекуляции на эту тему.
От «жидких» гомеостатов перейдем к твердым и газовым. Какими, спрашивается,
были бы перспективы развития самоорганизации, если бы некий Конструктор положил
ей начало в газовых или твердых скоплениях материи?
Эта проблема имеет не академическое, а весьма реальное значение, поскольку
ответ на поставленный вопрос может относиться и к возможным инженерным
решениям и к вероятности возникновения на непохожих на Землю космических телах
других, не коллоидных, а «твердых» или «газовых» эволюционных процессов, Как
известно, скорость происходящих реакций имеет здесь первостепенное значение.
Конечно, не исключительное, так как течение реакций должно удерживаться в
http://chemistry-chemists.com
< 633 >

Химия и Химики № 1 (2011)
надлежащих рамках, должно допускать контроль над ними и их воспроизведение. С
созданием циклических процессов возникают самые ранние, первые автоматизмы на
молекулярном уровне, основанные на обратной связи и освобождающие частично
центральный регулятор от необходимости безустанно наблюдать за всем, что
делается в подчиненной ему области.
Итак — газы. Реакции могут происходить в них быстрее, чем в водной среде, но
очень существенными факторами являются здесь температура и давление. На Земле
для инициирования реакций и их ускорения эволюция использовала «холодную»
технологию, то есть основанную на катализе, а не на применении высоких температур.
Этот

косвенный

метод

был

единственно

возможным.

Сложность

системы,

вырабатывающей высокие давления и температуры, может быть, правда, меньшей,
чем сложность каталитической системы, но ведь эволюция не могла создать этой
первой из ничего. В данном случае она была «Робинзоном-химиком». В подобной
ситуации решающим оказывается не «абсолютный» информационный баланс, то есть
не тот факт, что количество информации, нужное для постройки соответствующих
насосов,

для

сопряжения

некоторых

реакций

(например,

для

фокусирования

солнечных лучей), благодаря чему создаются условия для реагирования тел, является
наименьшим. Наилучшей оказывается та информация, какую можно в данный момент
использовать и привести в действие. Твердые тела и атмосфера на Земле не
представляли подобных возможностей. Могли ли возникнуть благоприятные условия
при других обстоятельствах? На это мы не в состоянии ответить. Можно лишь строить
различные предположения. Конечно, из твердых тел мы уже умеем делать гомеостаты,
хотя пока еще примитивные (например, электронные машины). Но эти решения,
содержащие ряд принципиальных недостатков, можно признать лишь вступлением к
настоящему конструированию таких гомеостатов.
Во-первых, модели, которые мы строим, это «макрогомеостаты», то есть системы,
молекулярная структура которых не находится в прямой связи с выполняемыми ими
функциями. Такая связь означает не просто пригодность к выполнению функций,
необходимую, конечно, электронной машине. Проводники машины должны иметь
нужную проводимость, а транзисторы или нейромимы — заданную характеристику и
т.п. Такая связь означает, прежде всего, что сложная система, зависящая от очень
большого числа элементов, непрерывно следить за состоянием которых она не может,
должна быть построена по принципу «надежность действия при ненадежности
компонент». Эти компоненты должны тем самым обладать автономией исправления и
компенсации повреждений, вызываемых внешними или внутренними причинами.
Машины, конструировавшиеся до сих пор, этими свойствами не обладают (хотя новые,
http://chemistry-chemists.com
< 634 >

Химия и Химики № 1 (2011)
проектируемые ныне, будут ими обладать хотя бы частично).
Во-вторых, такое положение вещей имеет свои последствия. Цифровая машина
может требовать охлаждения некоторых частей (например, ламп), то есть понадобится
насос для поддержания циркуляции охлаждающей жидкости. Однако этот насос сам по
себе не является гомеостатом. Правда, благодаря этому он устроен значительно
проще, чем гомеостатический насос; но зато в случае его повреждения вся машина,
вероятно, скоро остановится. В то же время насос органического гомеостата,
например, сердце, хотя оно и предназначено для чисто механических действий
(нагнетание крови), представляет собой многоуровневую гомеостатическую систему.
Во-первых, оно является частью объемлющего гомеостата (сердце плюс сосуды плюс
невральное

регулирование);

во-вторых,

оно

является

системой

с

локальной

автономией (автономия регуляции сокращений сердца, встроенная в его собственные
нервные узлы); в-третьих, само сердце состоит из многих миллионов микрогомеостатов
— мышечных клеток. Решение очень сложное, но зато с многосторонней защитой от
возмущений.3 Эволюция, как уже было сказано, решила эту задачу на основе
«холодной» технологии молекулярного катализа в жидкой среде. Можно представить
себе аналогичное решение, но с твердым строительным материалом, например как
конструкцию

кристаллических

гомеостатов.

По

пути

к

такому

решению

идут

молекулярная техника и физика твердого тела.
О постройке такого «универсального гомеостата», каким является клетка, мы пока
не можем и думать. Мы идем по пути, обратному эволюционному, поскольку, как это ни
парадоксально,

нам

легче

изготовлять

узкоспециализированные

гомеостаты.

Эквивалентами нейрона являются, например, нейристоры, нейромимы, артроны, из
которых строят соответствующие системы, такие, как MIND (Magnetic Integrator Neuron
Duplicator),

которая

выполняет

логическую

функцию

распознавания

образов,

состоящих из ряда информационных сигналов. По величине системы типа криотрона
уже почти соперничают с нервными клетками (всего десять лет назад элементы,
выполняющие подобные функции, — катодные лампы — были в миллион раз больше
нейрона!) и превосходят их по быстродействию. Пока нам не удается воспроизвести
тенденций к самоисправлению. Заметим, кстати, что и ткань центральной нервной
системы не регенерируется. Но мы знаем кристаллические системы, возникающие,
когда в атомную решетку вводятся следы примесных атомов определенных элементов;
эти системы в зависимости от способа изготовления ведут себя как каскадный
усилитель, как гетеродин, как реле, выпрямитель и т.п. Из подобных кристаллов можно
3 А.Г. Ивахненко. Техническая кибернетика, изд-во «Наукова думка», Киев, 1960.

http://chemistry-chemists.com

< 635 >

Химия и Химики № 1 (2011)
собрать, например, радиоприемник. Дальнейшим шагом будет уже не составление
произвольного функционального целого из кристаллических блоков, а радиоустройство
(или электронный мозг) в виде одного кристалла.
В

чем

привлекательность

такого

решения?

В

том,

что

радиокристалл,

разрезанный на две части, представляет собой два независимых и продолжающих
действовать радиоаппарата, только с половинной мощностью. Эти части можно
разрезать дальше и каждый раз получать «радио» до тех пор, пока последняя частица
будет еще содержать необходимые функциональные элементы, то есть атомы. Таким
образом, мы приближаемся к тому пределу использования параметров строительного
материала, которого на другом, так сказать, фронте материи — в коллоидах —
достигла эволюция. Ведь и эволюция применяет «молекулярную технику», с нее она и
начала всю свою конструкторскую работу. С самого начала кирпичиками служили ей
молекулы, которые она сумела отобрать как по их динамической полезности, так и по
их

информационной

емкости.

Источником

универсальных

решений

являются

ферменты: они могут выполнять любые функции разложения и синтеза, а также (как
элементы генов) функции передачи внутриклеточной и наследственной информации.
Системы, созданные эволюцией, могут работать в узком диапазоне температур,
порядка 40—50°С, и то не ниже точки замерзания воды (вещества, в котором
происходят

все

реакции

жизни).

Для

молектроники

предпочтительнее

низкие

температуры и даже температуры, близкие к абсолютному нулю: благодаря
сверхпроводимости технические молекулярные системы обретают при этом известное
превосходство над системами биологическими (хотя, добавим честно, им далеко еще
до превосходства над последними по всем параметрам, принятым во внимание
жизнью).
Создаваемое низкой температурой системное равновесие превышает то, какое
устанавливает капля протоплазмы, благодаря чему необходимость самоисправления
уменьшается. Итак, вместо того чтобы решать задачу, мы как бы обходим ее стороной.
Из других источников нам известно, что кристаллы проявляют «тенденцию к
самоисправлению»:

поврежденный

кристалл,

если

его

погрузить

в

раствор,

самостоятельно дополняет свою атомную решетку. Это открывает определенные
перспективы, хотя мы не научились еще их использовать. Значительно более трудную
проблему создает «газовый гомеостаз». Проблема эта, насколько мне известно, не
затрагивалась в специальной литературе: ведь трудно отнести к ней фантастическую
повесть «Black Cloud» («Черное облако»), хотя ее автором является известный
http://chemistry-chemists.com

< 636 >

Химия и Химики № 1 (2011)
астрофизик Фред Хойл.4 И все же, как я полагаю, описанный в этой повести
«организм»

—

огромную

стабилизированной

туманность,

электромагнитными

скопление

космической

полями

динамической

пыли,

газа

со

структурой

—

сконструировать можно. Другое дело, разумеется, могут ли подобные «организмы» из
электричества и газов возникать в ходе межпланетной «естественной эволюции». По
многим соображениям это представляется невозможным.
Похоже, что мы занимаемся совершеннейшей фантастикой и давно вышли за
границы допустимого. Но это, пожалуй, не так. В качестве общего закона можно
высказать следующее утверждение. Те и только те гомеостаты реализуются силами
Природы, конечные состояния которых достижимы на пути постепенного развития, в
согласии с направлением общей термодинамической вероятности явлений. Слишком
уж много легковесных суждений высказано о Царице Мира Энтропии, о «бунте живой
материи против второго закона термодинамики», чтобы четко и ясно не подчеркнуть,
сколь неосторожны такие полуметафорические тезисы и как мало имеют они общего с
действительностью. Первоначальная туманность, пока она представляет собой
холодное атомное облако, менее упорядочена, чем галактика, уложенная в строгую
форму диска с рассортированным звездным материалом. Кажущийся первоначальный
«беспорядок» таил в себе, однако, источник высокого порядка в виде ядерных
структур. Когда туманность распадется в протозвездные вихри, когда силы притяжения
достаточно сожмут эти газовые шары, вдруг «распахиваются двери» атомной энергии и
вырвавшееся излучение начинает в борьбе с гравитацией формировать звезды и
звездные системы. Если говорить совсем уж общо, то хотя большие материальные
системы всегда стремятся к состояниям максимальной вероятности, то есть
наибольшей энтропии, они проходят через столько промежуточных состояний, идут
столь различными путями и, наконец, столь продолжительное время, исчисляемое
подчас десятками миллиардов лет, что «по пути», отнюдь не «вопреки» второму закону
термодинамики, может зародиться не один и не десять, а бесконечное множество
видов самоорганизующейся эволюции. Существует, следовательно, огромный, но
кажущийся пока пустым (так как мы не знаем его элементов) класс гомеостатических
систем, которые возможно построить из твердых тел, жидкостей или газов, причем
этот класс содержит особый подкласс — множество таких гомеостатов, которые могут
возникнуть без личного вмешательства Конструктора, а только благодаря созидающим
силам Природы.
Отсюда ясно видно, что человек может превзойти Природу, поскольку она в
4 Ф. Хойл, Черное облако, в сб. «Альманах научной фантастики», № 4, изд-во «Знание», М., 1966.

http://chemistry-chemists.com

< 637 >

Химия и Химики № 1 (2011)
состоянии конструировать лишь некоторые из возможных гомеостатов, тогда как мы,
овладев необходимыми знаниями, можем построить любые.
Такой космический конструкторский оптимизм следует снабдить оговоркой,
покрытой шипами многочисленных «если». Неизвестно, добудет ли человечество всю
необходимую для решения этих «строительных задач» информацию. Быть может,
подобно предельной скорости — скорости света — существует и «предел добывания
информации». Мы ничего об этом не знаем. Кроме того, следует напомнить о
фактических пропорциях задачи «человек против Природы». Людей, задумавших
решить эту задачу, я сравнил бы с муравьями, дерзнувшими перенести на своих
плечах Гималайский хребет с одного места на другое, причем в этом сравнении,
пожалуй, возможности муравьев недооцениваются. Может быть, их задача все же
была бы легче даже в том случае, если к орудиям, которыми они располагают, то есть
к их собственным челюстям и спинам, приравнять всю современную технику. Разница
состоит лишь в том, что муравьи могут развивать свои орудия только в рамках
биологической

эволюции,

а

мы,

как

уже

говорилось,

можем

развернуть

информационную эволюцию, и именно эта разница, быть может, и приведет когданибудь к победе человека.

(d) Конструкция смерти
Живым организмам свойствен ограниченный период существования, а также
процессы старения и смерти. Однако эти процессы не нераздельны. Одноклеточные
имеют свой предел как индивидуумы, но не умирают, так как делятся на дочерние.
Некоторые многоклеточные, например гидры, размножающиеся путем почкования,
могут очень долго жить в лабораторных условиях без проявлений старения. Поэтому
неверно, будто протоплазма всякого многоклеточного должна стареть. Старение
коллоидов (их загустевание, переход из золя в гель, из жидкого состояния в
желеобразное) нельзя, таким образом, отождествлять с биологической старостью. Да,
коллоиды плазмы стареют подобно абиологическим коллоидам, но кажущаяся причина
на самом деле является следствием: старение клеточных коллоидов есть результат
потери контроля над жизненными процессами, а не наоборот.
Замечательный

биолог

Дж.Б.С. Холдейн

высказал

гипотезу,

что

смерть

индивидуума наступает в результате действия наследственных факторов — летальных
генов, проявляющихся в жизни организма так поздно, что они уже не поддаются
селекции («выбраковке») путем естественного отбора. Трудно принять такую гипотезу.
http://chemistry-chemists.com

< 638 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Не только бессмертие, но даже мафусаилово долголетие в эволюции не оправдывает
себя. Организм, хотя бы и не стареющий индивидуально (то есть «не портящийся»),
стареет в рамках эволюционирующей популяции в том смысле, в каком прекрасно
сохранившаяся модель форда 1900 года является ныне совершенно устаревшей как
конструктивное решение, не способное конкурировать с современными автомобилями.
Однако и в случае одноклеточных организмов интервал времени между
делениями не может быть сколь угодно большим. Можно, правда, «принудить» их к
долголетию, в десятки раз превышающему среднюю длительность индивидуального
существования. Но и этого можно добиться, лишь посадив их на столь скупую «диету»,
которая едва позволяет поддерживать жизненные функции организма, но не дает
материала для его увеличения — необходимого условия образования двух дочерних
организмов. Старые клоны5 (популяции) простейших в известном смысле стареют:
особи в них начинают погибать, и оживляет их только процесс конъюгации6, при
котором происходит обмен наследственной информацией. Откровенно говоря, что-то
здесь непонятно. Проблему смерти можно рассматривать по-разному. «Встроена» ли
она в организм эволюцией? Или же это скорее явление случайное, побочный результат
конструкторских решений, относящихся к чему-то, отличному от индивидуального
существования? Что же она такое? Эквивалент акта уничтожения, каким конструктор
зачеркивает предыдущее решение, берясь за разработку нового, или же, скорее,
непредусмотренный результат некой «усталости материалов»?
Нелегко ответить на этот вопрос однозначно. Надо отличать долголетие от
смертности: эти две задачи решаются по-разному. Долголетие, как мы уже об этом
упомянули, становится биологически важным, если потомство требует длительной
заботы, прежде чем оно обретет самостоятельность. Но это исключительный случай. В
основном, когда естественный отбор произошел и потомство появилось на свет,
судьба родительских организмов становится их «личным» делом, то есть в сущности —
ничьим. Какие бы дегенерационные процессы ни сопутствовали старости, они не
влияют

на

дальнейшее

перекрещивались,

течение

обрекая

их

на

эволюции

вида.

медленную

Клыки

голодную

старых
смерть,

мамонтов
но

отбор

5 Клон — совокупность особей, имеющих одну и ту же генетическую конституцию, то есть один и тот же
генотип; например, совокупность особей, полученных путем вегетативного размножения одной особи (см.
А. Мюнцинг. Генетика, изд-во «Мир», 1967).
6 Конъюгация — одна из разновидностей полового процесса у простейших. При конъюгации между двумя
особями-конъюгантами образуется протоплазматический мостик, через который происходит обмен гаплоидными
ядрами, то есть ядрами с половинным числом хромосом. После обмена два гаплоидных ядра — «свое» и «чужое»
— сливаются в одно «нормальное», диплоидное ядро (см. М.Е. Лобашев, Генетика, Изд-во Ленинградского
университета, 1967).

http://chemistry-chemists.com

< 639 >

Химия и Химики № 1 (2011)
(«выбраковка») не мог устранить это явление, так как оно происходило после
прекращения половой активности. Старость животных или растений, отодвинутая за
пределы естественного отбора, не поддается уже его вмешательству. И это касается
не только дегенеративных изменений, но и долголетия. Если бы долголетие возникло
случайно, как результат определенной мутации, не будучи биологически полезным для
судьбы потомства (каким оно было у колыбели человека), то по тем же законам случая
оно было бы приговорено к исчезновению из-за отсутствия селективного фактора,
который закрепил бы его генетически. Это видно, кстати говоря, из того, как
распределяется долголетие особей в растительном и животном царстве. Если
селективно значимые гены окажутся сцепленными с генами, обусловливающими
долголетие, то тогда оно получит свой единственный подлинный шанс. Поэтому, быть
может, долго живут черепахи и попугаи. Ведь нет четкой корреляции между характером
животного и долголетием: другие птицы живут, пожалуй, недолго. Иногда же
долголетию благоприятствует среда; поэтому самыми долговечными организмами
являются секвойи (5—6 тысяч лет).
Фактором, несомненно, необходимым для эволюции, является размножение;
ограниченность во времени индивидуального существования является уже только его
следствием. К размножению организм должен подойти в расцвете жизненных сил;
дальнейшее его существование есть как бы результат «инерции», то есть следствие
того «динамического толчка», начало которому положил эмбриогенез. Эволюция
подобна стрелку, желающему поразить определенную цель, например летящую птицу.
Что случится с пулей после того, как она попадет в цель, куда она полетит дальше,
будет ли она вечно парить в пространстве или же сразу упадет на землю — все это не
имеет значения ни для стрелка, ни для пули. Не следует, конечно, слишком упрощать
этот вопрос. Трудно сравнивать столь различные организмы, как секвойи или гидры, с
позвоночными. Мы знаем, что одна сложность не равна другой сложности, что
динамические законы сложных систем обладают своей иерархией. Из того, что гидра
почти бессмертна, человек как «заинтересованная сторона» может извлечь лишь
немногое. Постоянно поддерживать корреляцию процессов внутри организма тем
труднее, чем сильнее взаимозависимость элементов его структуры, то есть чем точнее
организация целого. Каждая клетка совершает в процессе своего существования
«молекулярные ошибки», совокупность которых через определенное время она не
может уже скомпенсировать. Во всяком случае, не может, существуя в своем прежнем
виде. Деление есть что-то вроде обновления, после него процессы начинают свое
течение как бы вновь. Мы не знаем, почему так происходит. Мы не знаем даже,
вынуждено ли это. Мы не знаем, неизбежны ли эти явления, поскольку эволюция ни
http://chemistry-chemists.com
< 640 >

Химия и Химики № 1 (2011)
разу не проявила «честолюбивого стремления» решить задачу о поддержании
регулировки гомеостата в течение сколь угодно долгого времени. Все ее мастерство
было обращено на другое — она стремилась к долголетию видов, к бессмертию
надиндивидуальной жизни как суммы гомеостатических изменений в масштабе
планеты. И эти проблемы, которые она подвергла фронтальной атаке, эволюция
решила.

http://chemistry-chemists.com

< 641 >

Химия и Химики № 1 (2011)

Секвойя

(e) Конструкция сознания
Каждый, кто достаточно терпеливо наблюдал за амебой, отправляющейся на
охоту в капле воды, не мог не изумиться сходству действий этой капельки протоплазмы
с рациональным, если не сказать человеческим, поведением. В отличной книге
Йеннингса «Поведение низших организмов» (старой, но достойной внимания)7 можно
увидеть и прочитать описания такой охоты. Двигаясь в своей капле воды, амеба
сталкивается с другой, меньшей амебой и начинает ее окружать, выдвигая ложноножки
(псевдоподии). Меньшая делает попытки вырваться, но агрессор крепко держит
схваченную часть. Тело жертвы начинает удлиняться, пока не произойдет разрыв на
две части. Остаток спасшейся амебы удаляется с разумным ускорением, а агрессор
заливает плазмой то, что поглотил, и отправляется восвояси. Тем временем та часть
жертвы, которая оказалась «съеденной», начинает быстро двигаться. Плавая внутри
протоплазмы «хищника», она вдруг достигает наружной оболочки, прорывает ее и
7 Н.S. Jennings, Das Verhalten der niederen Organismen, Berlin, 1910.

http://chemistry-chemists.com

< 642 >

Химия и Химики № 1 (2011)
выбирается наружу. «Застигнутый врасплох» агрессор сперва позволяет трофею
ускользнуть, но затем бросается в погоню. И тут мы становимся свидетелями ряда
прямо-таки гротескных ситуаций. Агрессор несколько раз настигает жертву, но та
каждый раз ускользает от него. После многих напрасных попыток «отчаявшаяся»
амеба прекращает погоню и медленно удаляется в надежде на более удачную охоту.
Самым удивительным в приведенном примере является то, в какой степени нам
удается его антропоморфизировать. Мотивы действий капельки протоплазмы понятны
нам: погоня, поглощение жертвы, первоначальное упорство в преследовании и,
наконец, отчаяние при «осознании» того, что игра не стоит свеч.
Мы не случайно говорим об этом в разделе, посвященном «строительному
материалу сознания». Сознание и разум мы присваиваем другим людям, поскольку
сами обладаем и тем и другим. То и другое мы приписываем в известной степени и
близким нам животным, таким, как собаки или обезьяны. Чем меньше, однако,
организм по своему строению и поведению походит на наш, тем труднее нам признать,
что, может быть, и ему знакомы наши чувства, знакомы страх и наслаждение. Отсюда и
кавычки, которыми я снабдил историю охоты амебы. Материал, из которого
«выполнен» организм, может быть необыкновенно похож на строительный материал
наших тел, однако что же мы знаем об ощущениях и страданиях гибнущего жука или
улитки? О чем догадываемся? Тем больше возражений и оговорок вызывает ситуация,
когда «организмом» служит система из каких-то криотронов и проводничков,
поддерживаемых при температуре жидкого гелия, либо кристаллический блок или даже
газовое облако, удерживаемое в повиновении электромагнитными полями.
Этой проблемы мы уже касались, говоря о «сознании электронной машины».
Теперь, казалось бы, уместным лишь обобщить то, что было сказано там. Ведь если
вопрос о наличии сознания у Х решается исключительно поведением этого X, то
материал, из которого Х выполнен, не имеет никакого значения. Тем самым не только
человекоподобный робот, не только электронный мозг, но и гипотетический газовомагнитный организм, с которым можно затеять беседу, — все они принадлежат к
классу систем, обладающих сознанием.
Проблему в целом можно сформулировать так: верно ли, что сознание — это
такое состояние системы, к которому можно прийти различными конструктивными
путями, а также при использовании различных материалов? До сих пор мы считали,
что не все живое сознательно, но все сознательное должно быть живым. А сознание,
проявляемое системами бесспорно мертвыми? С этим препятствием мы уже
встретились

и

кое-как

его

преодолели.

Полбеды

еще,

пока

образцом

для

воспроизведения, пусть в произвольном материале, служит человеческий мозг. Но
http://chemistry-chemists.com
< 643 >

Химия и Химики № 1 (2011)
ведь мозг наверняка не является единственным возможным решением проблемы «Как
сконструировать разумную и чувствующую систему». Что касается разума, наши
возражения не будут слишком большими, коль скоро мы уже построили прототипы
разумных

машин.

Хуже

обстоит

дело

с

«чувствами».

Собака

реагирует

на

прикосновение горячего предмета; значит ли это, что система с обратной связью,
издающая крик, когда к ее рецептору приближают зажженную спичку, тоже чувствует?
Ничего подобного, это лишь механическая имитация, говорят нам. Это мы слышали
уже много раз. Такие возражения постулируют, что, кроме разумных действий и
реакций на раздражители, имеются еще некие «абсолютные сущности», Разум и
Чувствование, слившиеся в Двуединстве Сознания. Но это не так.
Физик и автор научно-фантастических произведений в одном лице, А. Днепров,
описал

в

своем

рассказе

эксперимент,

призванный

опровергнуть

тезис

об

«одухотворенности» машины, переводящей с языка на язык.8 Для этого элементами
машины, заменяющими транзисторы или реле, стали у него люди, соответственно
расставленные на большом пространстве. Выполняя простые функции передачи
сигналов,

эта

построенная

из

людей

«машина»

перевела

предложение

с

португальского языка на русский, после чего ее конструктор каждому, кто был
«элементом машины», задал вопрос о его содержании. Никто из них, конечно, не знал
этого содержания, поскольку с языка на язык система переводила как некое
динамическое целое. Конструктор (в рассказе) заключил из этого, что «машина не
мыслит». Однако один из советских кибернетиков возразил в поместившем рассказ
журнале, что если расставить все человечество так, чтобы каждый человек
функционально соответствовал одному нейрону мозга конструктора, выведенного в
рассказе, то эта система думала бы лишь как целое, и никто из участвующих в этой
«игре в человеческий мозг» не понимал бы, о чем «мозг» думает. Из этого, однако,
вовсе не следует, будто сам конструктор лишен сознания. Машину можно построить
даже из шпагата или порченых яблок; из атомов газа или из маятников; из огоньков,
электрических импульсов, лучистых квантов и из чего только заблагорассудится, лишь
бы функционально она представляла собой динамический эквивалент мозга, — и она
будет вести себя «разумно», если «разумный» — значит умеющий действовать
универсально при стремлении к целям, устанавливаемым на основе всестороннего
выбора, а не заранее запрограммированным (как, например, инстинкты насекомых).
Сделать невозможной какую-либо из этих реализаций могут только технические
трудности (людей на Земле слишком мало для «построения» из них, как из
8 А. Днепров, Игра, сб. «Мир, в котором я исчез», изд-во «Молодая гвардия», 1966.

http://chemistry-chemists.com

< 644 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«нейронов»,

человеческого

мозга;

кроме

того,

трудно

было

бы

избежать

дополнительного соединения их какими-то телефонами и т.п.). Но эти проблемы
совсем не отражаются на контрдоводах, выдвигаемых против «машинного сознания».
Когда-то я писал (в моих «Диалогах»)9, что сознание — это такое свойство
системы, которое узнаешь, когда сам являешься этой системой. Речь идет, конечно, не
о каких угодно системах. И даже не обязательно о системах, находящихся вне нашего
тела. В каждой из его восьми триллионов клеток находится, по меньшей мере,
несколько сот ферментов, чувствительных к определенному химическому веществу;
активная группа фермента является здесь своеобразным «входом». Эти ферменты
«чувствуют» недостаток или избыток вещества и соответствующим образом реагируют.
Но что мы, владельцы всех этих клеток и систем ферментов, знаем об этом? До тех
пор пока летать могли только птицы или насекомые, «летающее» отождествлялось с
«живым». Но мы слишком хорошо знаем, что летать могут сегодня и устройства
абсолютно «мертвые». Не иначе обстоит дело и с проблемами разумного мышления и
«чувствования». Суждение, будто электронная машина способна в крайнем случае
мыслить, но никак не чувствовать и не переживать эмоции, проистекает из такого же
недоразумения. Дело ведь не обстоит так, как если бы некоторые нервные клетки
мозга обладали свойствами логических переключателей, а другие занимались
«восприятием ощущений»; те и другие очень похожи друг на друга и отличаются только
местом, занимаемым в нейронной сети. Подобно этому клетки зрительного и слухового
полей коры мозга, по существу, однородны, и вполне возможно, что такое
переключение нервных путей (если только выполнить операцию очень рано, например,
у новорожденного), при котором слуховой нерв доходит до затылочной доли, а
зрительный нерв идет к слуховому центру, привело бы к достаточно эффективному
зрению и слуху, несмотря на то, что такой индивидуум «видел бы» слуховой корой, а
«слышал» — зрительной. Даже совсем простые электронные системы имеют уже
устройства типа «поощрения» и «наказания», то есть функциональные эквиваленты
«приятных» и «неприятных» ощущений. Этот бинарный оценочный механизм весьма
полезен,

так

как

ускоряет

процесс

обучения;

именно

поэтому

эволюция

и

сформировала его. Итак, совсем уже в общем плане можно сказать, что класс
«мыслящих гомеостатов» включает мозг живых существ как некоторый свой подкласс,
а вне его заполнен гомеостатами, в биологическом смысле абсолютно «мертвыми».
Правда, эта «мертвость» означает лишь отсутствие белков и ряда параметров,
свойственных известным нам живым клеткам и организмам. Решение вопроса о том, к
9 S. Lеm, Dialogi, Wyd. Literackie, Krakow, 1957.

http://chemistry-chemists.com

< 645 >

Химия и Химики № 1 (2011)
какому классу следует отнести гомеостатическую систему, которая, хотя и построена,
скажем, из электромагнитных полей и газа, способна все же не только выполнять
мыслительные операции и реагировать на раздражители, но еще и размножаться,
получать из окружающей среды «корм», двигаться в произвольно выбранном
направлении, расти и подчинять эти и другие функции сохранению самой себя как
главному принципу, доставило бы немало хлопот.
Одним словом, при обсуждении вопроса о сознании гомеостатов нужны не
столько ответы, «проникающие вглубь», сколько определения. Не означает ли это, что
мы вернулись к исходной точке, выяснив, что масло — ex definitione — масляное?
Отнюдь нет. Надо эмпирически установить, какие параметры системы должны быть
налицо, чтобы в ней могло проявиться сознание. Границы между сознанием «ясным» и
«помутневшим», «чистым» и «сумеречным» нечеткие, и поэтому приходится проводить
их произвольно, точно так же как лишь произвольно мы можем решить, лыс ли уже наш
знакомый мистер Смит или нет еще. Таким образом, мы получим набор параметров,
необходимый для конструирования сознания. Если все эти параметры имеются у
совершенно произвольной системы (например, построенной из железных печурок), то
мы скажем, что она обладает сознанием. А если это будут другие параметры или
несколько иные значения введенных параметров? Тогда, согласно определению, мы
скажем, что эта система не проявляет сознания человека (то есть сознания
человеческого типа), и это, разумеется, будет истиной. А если система, обладающая
этими параметрами, ведет себя как гений, который умнее всех людей, вместе взятых?
Это ничего не меняет, ибо если она столь уж умна, то у нее нет человеческого
сознания: ведь ни один человек не является столь гениальным. А не софистика ли это,
спросит кто-нибудь. Ведь возможно, что какая-то система обладает сознанием,
отличным от человеческого (в точности как у той «гениальной» или такой, которой, по
ее же словам, самую большую усладу доставляет купание в космических лучах).
Однако тут мы выходим за пределы языка. О возможностях «иного сознания» мы
не знаем ничего. Конечно, если бы оказалось, что сознание «человеческого типа»
характеризуют параметры А, В, С и D со значениями соответственно, 3, 4, 7 и 2; если
бы у некой системы значения этих параметров равнялись 6, 8, 14 и 4; если бы она
проявляла совсем необычайный, может быть и недоступный нашему пониманию,
разум, следовало бы задуматься, дозволен ли риск экстраполяции (можно ли признать
ее одаренной чем-то вроде «удвоенного сознания»). То, что я сказал, звучит очень уж
наивно и упрощенно. Дело просто в том, что эти параметры, так же как и их значения,
не будут, вероятно, изолированными, а явятся какими-то узлами «общей теории
сознания» или, вернее, «общей теории мыслящих гомеостатов со сложностью, не
http://chemistry-chemists.com
< 646 >

Химия и Химики № 1 (2011)
меньшей сложности человеческого мозга». В рамках подобной теории можно будет
выполнить известные экстраполяции, связанные, конечно, с определенным риском. Как
же проверять экстраполяционные гипотезы? Путем создания «электронных приставок»
к человеческому мозгу? Но мы сказали уже обо всем этом достаточно, а может быть, и
слишком много. Разумнее всего поэтому здесь остановиться, добавив лишь, что мы,
конечно, вовсе не верим в возможность построить мыслящий индивидуум из шпагата,
порченых яблок или железных печурок; ведь и дворцы трудно, пожалуй, строить из
птичьих перышек или мыльной пены. Не всякий

материал одинаково пригоден в

качестве субстрата конструкции, в которой должно «зародиться сознание». Но это,
конечно, столь очевидно, что ни единого слова посвящать этому вопросу больше не
стоит.

(f) Конструкции, основанные на ошибках
Термодинамический парадокс о стаде обезьян, нажимающих как попало клавиши
пишущих машинок до тех пор, пока из этого не получится случайно Британская
энциклопедия,

был

реализован

Эволюцией.

Бесконечное

количество

внешних

факторов может увеличивать смертность в популяции. Ответом является отбор на
высокую плодовитость. Это направленный результат ненаправленного действия. Так
из наложения друг на друга двух систем изменений, каждая из которых является
случайной по отношению к другой, возникает порядок все более совершенной
организации.
Полы существуют потому, что они эволюционно полезны. Половой акт делает
возможным

сопоставление

двух

порций

наследственной

информации.

Дополнительным механизмом, который распространяет в популяции «конструктивные
новинки», «изобретения», или попросту мутации, и в то же время предохраняет
организмы от вредных последствий проявления — в индивидуальном развитии — тех
же «новинок», является гетерозиготность. Зигота — это клетка, образовавшаяся из
слияния двух половых клеток, мужской и женской, причем гены отдельных признаков —
аллели — могут быть доминантными или рецессивными.10 Доминантные гены
обязательно проявляются в развитии организма; рецессивные — только тогда, когда
встретят своих рецессивных партнеров. Ведь мутации, как правило, вредны, и

10 Аллельные гены (аллели) — гены, располагающиеся в одном и том же локусе (месте) хромосомы, но
имеющие различную структуру. Доминантный аллель оказывает на данный признак особи более сильное
(доминирующее) влияние, чем рецессивный (см. А. Мюнцинг, Генетика, изд-во «Мир», 1967).

http://chemistry-chemists.com

< 647 >

Химия и Химики № 1 (2011)
индивидуум, сформированный по новому генотипическому плану, имеет обычно
меньше шансов на выживание, чем нормальный. С другой стороны, мутации
незаменимы как попытка выхода из критической ситуации. Летающие насекомые
производят иногда на свет бескрылое потомство, которое чаще всего погибает. Когда
суша опускается или море подымается, прежний полуостров может стать островом.
Ветры подхватывают летающих насекомых и уносят их к морю, в котором они и
погибают. Тогда бескрылые мутанты дают шанс продолжению рода. Таким образом,
мутации одновременно и вредны и полезны. Эволюция объединила обе стороны
явления. Мутантный ген чаще всего рецессивен и, встречаясь с нормальным,
доминантным, не проявляет себя в конструкции взрослого организма. Однако особи в
этом

случае

несут

скрытый

мутантный

признак

и

передают

его

потомству.

Первоначально рецессивные мутации выступали, очевидно, с той же частотой, что и
доминантные, однако эти последние ликвидировал естественный отбор, поскольку ему
подвергаются все признаки вместе с самим механизмом наследственности, вместе со
склонностью к мутациям («мутабильностью»). В большинстве оказались рецессивные
мутации, образуя внутри популяции ее аварийную службу, ее эволюционный резерв.

Этот механизм, основанный, по существу, на ошибках передачи информации (а
мутации мы считаем именно такими ошибками), не является решением, которое
склонен был бы принять конструктор, будь он личностью. В известных условиях этот
http://chemistry-chemists.com

< 648 >

Химия и Химики № 1 (2011)
механизм позволяет проявляться новым конструктивным признакам при отсутствии
отбора. Это происходит

в малых, обособленных

популяциях,

где благодаря

многократным скрещиваниям особей, происходящих от одних и тех же родителей,
благодаря вызванному этим выравниванию генотипической конституции мутировавшие
рецессивные признаки могут встречаться так часто, что почти внезапно появляется
значительное

число

фенотипических

мутантов.

Это

явление

носит

название

«генетического дрейфа». Так могли возникать некоторые необъяснимые другим
способом формы организмов (гигантизм оленьих рогов и т.п.). Мы не знаем, правда,
этот ли именно фактор сформировал большие костные спинные гребни мезозойских
ящеров. Мы не в состоянии решить эту проблему, поскольку причиной мог быть и
половой отбор, ведь нам неизвестны вкусы надменных красавиц мезозоя, обитавших
миллионы лет назад.
Тот факт, что сама частота мутаций также является наследственным признаком и
что некоторые гены увеличивают ее или уменьшают, проливает на проблему довольно
своеобразный

свет.

Мутации

считают

случайностью,

изменяющей

текст

наследственного кода, то есть утратой контроля над передачей этого кода. Если
мутации и были когда-то случайными, то отбор как будто не мог их исключить. А с
конструкторской точки зрения как раз очень важно, почему он не мог этого сделать, —
потому ли, что не «хотел» (ибо немутирующий вид утрачивает эволюционную
пластичность и при изменениях, происходящих в среде, гибнет), или же потому, что
польза совпадает здесь с объективной необходимостью (мутации неизбежны как
результат статистических, не поддающихся контролю молекулярных движений).
С эволюционной точки зрения эта разница не имеет значения, но для нас она
может оказаться существенной. Ведь если ненадежность несущих информацию
молекулярных систем типа генов неизбежна, то как можно будет проектировать
надежные системы, по степени сложности сравнимые с органическими? Предположим,
что нам понадобятся «кибернетические спермии», которые, вгрызаясь в кору чужой
планеты, должны будут построить из ее вещества нужную нам машину. «Мутация»
может привести к тому, что машина окажется ни на что не пригодной. Эволюция
справляется с этим, поскольку, будучи статистическим конструктором, она никогда не
ставит на единичное решение — ее ставкой всегда является популяция. Для инженера
это решение неприемлемо. Неужели ему предстоит «вырастить» на планете (из
нашего примера) «лес развивающихся машин» лишь для того, чтобы выбрать из него
самую

лучшую?

А

как

быть,

если

нужно

спроектировать

систему

сложнее

генотипической, такую, например, которая должна программировать «наследственное
знание», как мы уже говорили. Если с ростом сложности мутабильность автоматически
http://chemistry-chemists.com
< 649 >

Химия и Химики № 1 (2011)
повышается и выходит за некоторый предел, то вместо младенца, владеющего
квантовой механикой, мы можем получить недоразвитое существо. Эту проблему мы
пока не можем решить: она требует дальнейших цитологических и генетических
исследований.
С контролем за передачей информации и с межклеточной корреляцией связан
вопрос о новообразованиях. Вероятнее всего, рак является результатом цепочки
следующих друг за другом соматических мутаций. Литература вопроса столь
беспредельна, что мы не можем забираться в ее дебри. Скажем только, что нет
данных, которые бы этот взгляд опровергали. Клетки делятся в тканях на протяжении
всей жизни; поскольку при каждом делении возможен мутационный «ляпсус», шанс
новообразования пропорционален числу делений, а тем самым и продолжительности
жизни индивидуума. И на самом деле заболеваемость раком возрастает в
геометрической прогрессии по мере старения организма. Связано это, видимо, с тем,
что определенные соматические мутации служат как бы подготовкой следующих,
предраковых, которые после серии дальнейших делений привходят уже к клеткам
новообразований. Организм может в какой-то степени защищаться от нашествия
опухолевой гиперплазии11, но его защитные силы слабеют с возрастом, вследствие
чего и этот фактор — возраст — влияет на образование раковых опухолей.
Канцерогенно действуют самые разнообразные факторы, в том числе некоторые
химические соединения и ионизирующее облучение; общим для них является то, что
их влияние уничтожает хромосомную информацию. Действие канцерогенных факторов
является, таким образом, неспецифическим, по крайней мере, частично; эти факторы
представляют собой «шум», который увеличивает вероятность очередных ошибок во
время деления клеток. Не каждая соматическая мутация ведет к раку; кроме того,
существуют

доброкачественные

новообразования,

являющиеся

результатом

своеобразных мутаций; клетку нужно повредить, однако не так сильно, чтобы она
погибла, а только так, чтобы ее ядро как регулятор вышло из-под контроля организма
как целого.
Следует ли из этого, косвенно, что мутации — явление неизбежное? Это вопрос
дискуссионный, ибо в равной мере возможно, что мы имеем дело с отдаленным
последствием конструктивных предпосылок, принятых Эволюцией в самом начале.
Ведь соматическая клетка содержит не больше генотипической информации, чем ее
содержала половая клетка, из которой возник весь организм. Таким образом, если
половая клетка допускала мутабильность, то соматическая, будучи ее производной,
11 Увеличение числа структурных элементов ткани за счет избыточного их новообразования.

http://chemistry-chemists.com

< 650 >

Химия и Химики № 1 (2011)
унаследует и этот признак. Нервные клетки центральной нервной системы не
подвержены новообразованиям, но они и не делятся, а перерождение возможно только
в ходе очередных делений. С этой точки зрения рак является как бы результатом
«решения о мутабильности», принятого Эволюцией на самых ее ранних стадиях.
Вирусную

гипотезу

рака

можно

примирить

с

мутационной,

поскольку

биохимическое родство вирусов и генов весьма значительно. «Ген рака» может быть в
известном смысле «вирусом рака». Вирусом мы называем, однако, систему, чуждую
организму, врывающуюся в него извне. В этом, собственно, единственная разница.
Дело осложняется также большой разнородностью новообразований и такими их
разновидностями,

как

саркомы,

встречающиеся

главным

образом

у

молодых

индивидуумов. К тому же рак не является какой-то фаталистической необходимостью,
коль скоро лица, достигшие весьма преклонного возраста, вовсе не обязательно им
заболевают. Объяснение заболеваемости раком одними лишь вероятностными
причинами является недостаточным, поскольку можно (например, у мышей) выделить
чистые линии, весьма существенно отличающиеся по склонности к новообразованиям,
то есть это — наследственная тенденция. У человека такие наследственные
тенденции, по существу, не обнаружены. Очень трудно, однако, отделить снижение
частоты ведущих к раковому перерождению мутаций от возможной высокой
сопротивляемости организма, который, как известно, может уничтожить раковые
клетки, если они немногочисленны.
Независимо от того, какое объяснение получат эти непонятные пока вопросы,
следует полагать, что, в то время как терапия рака, несмотря на довольно скромные
пока успехи (особенно консервативного лечения), может рассчитывать на серьезные
достижения в области медикаментозного лечения (цитостатическими средствами
высокой

избирательности),

радикальная

ликвидация

заболеваемости

раком

представляется мне нереализуемой. Ибо рак является следствием одного из тех
принципов функционирования клетки, которые лежат у самих истоков жизни.

(g) Бионика и биокибернетика
Мы рассмотрели как динамику передачи информации, так и технику ее
наследственной записи (последнюю — в прологе к «Выращиванию информации»).
Вместе они образуют метод, с помощью которого эволюция объединяет максимальную
стабилизацию генотипов с необходимой их пластичностью. Эмбриогенез — это не
столько развертывание определенных программ механического роста, сколько
http://chemistry-chemists.com

< 651 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«запуск» обладающих большой автономностью регуляторов, которым даны лишь
«общие директивы». Развитие плода является, следовательно, не просто «гонкой»
стартующих при оплодотворении биохимических реакций, а их непрестанным
взаимодействием и взаимоформированием как целого.
Во взрослом организме также идет непрекращающаяся игра между иерархиями
регуляторов, из которых он построен. Логическим продолжением принципа «пусть
справляется как может» (с поставкой различных вариантов реагирования, однако без
жесткой их фиксации) служит предоставление организму индивидуальной автономии
наивысшего порядка, возможной благодаря созданию регулятора второй ступени —
нервной системы.
Итак, организм является «мультистатом» — системой со столь большим числом
возможных состояний равновесия, что лишь часть из них может быть реализована в
индивидуальной жизни. Этот принцип относится в равной мере и к физиологическим и
к патологическим состояниям. Последние также являются своеобразными состояниями
равновесия,

несмотря

на

аномальные

значения,

принимаемые

некоторыми

параметрами. Организм «справляется как может» и тогда, когда в нем начинают
повторяться вредные реакции, и эта склонность к вхождению в порочный круг
регулирования (к «зацикливанию») является одним из последствий функционирования
мультистабильной, в высшей степени сложной пирамиды гомеостатов, каковой
является каждое многоклеточное живое существо.
Из этого «зацикливания» его не может уже вывести эффективный в норме
механизм регулирования высшего порядка. Этот механизм использует обычно
колебания одного параметра между двумя значениями (торможение и возбуждение;
повышение или понижение кровяного давления; рост или падение кислотности крови;
ускорение или замедление пульса, кишечной перистальтики, дыхания, внутренней
секреции

и

т.д.).

Существует

регулирование

чисто

локальное,

почти

не

контролируемое мозгом (заживание ран), которое к старости слабеет («анархия
периферии

организма»:

дегенеративные

локальные

изменения,

которые

легко

наблюдать, например, на коже пожилых людей), но существует также регулирование в
пределах органов, систем и, наконец, организма в целом. В этой иерархии
переплетаются два метода передачи управляющей и осведомительной информации:
импульсными сигналами (дискретный метод) и непрерывными (аналоговый метод).
Первый применяет преимущественно нервная система, второй — система органов
внутренней секреции. Но и это разграничение не однозначно, поскольку сигналы могут
направляться по проводам (как в телефонной связи) или же по всем информационным
каналам сразу с тем, что только тот, кому они адресованы, отреагирует на них (как при
http://chemistry-chemists.com
< 652 >

Химия и Химики № 1 (2011)
передаче радиосигналов, которые может принять каждый, но которые касаются только
какого-то одного корабля в море). Если «дело важное», организм вводит в действие
дублированную передачу информации: угроза вызывает усиление готовности тканей и
органов как путем действия нервной системы, так и благодаря поступлению в кровь
гормона («аналоговое действие») адреналина. Эта множественность информационных
каналов обеспечивает функционирование даже тогда, когда некоторые сигналы не
доходят.

Мы говорили о бионике — науке, которая воплощает в техническую реальность
решения, подсмотренные в царстве живых организмов; особенно большой успех дало
здесь изучение органов чувств, которым датчики технолога, как правило, значительно
уступают

по

своей

чувствительности.

Бионика

является

полем

деятельности

биотехнолога-практика, заинтересованного в немедленных результатах. В то же время
близкое к бионике моделирование живых систем (особенно нервной системы и ее
частей, а также органов чувств), ставящее своей целью не достижение немедленных
технических результатов, а скорее познание функций и структур организмов, относится
к биокибернетике. Впрочем, границы между этими двумя новыми областями
расплывчаты. Биокибернетика вступила уже широким фронтом в медицину. Она
охватывает протезирование органов и функций (аппараты «искусственное сердце»,
система «сердце-легкие», прибор «искусственная почка», вживление под кожу
стимуляторов сердечной деятельности, электронные протезы конечностей, аппараты
для чтения и ориентировки для слепых; разрабатываются даже методы подачи
импульсов в неповрежденный зрительный нерв слепого, минуя глазное яблоко, что
связано с постулированной нами фантоматикой). Биокибернетика охватывает также
диагностику,

создавая

«электронных

помощников»

http://chemistry-chemists.com

врача.

Это,

во-первых,
< 653 >

Химия и Химики № 1 (2011)
диагностические машины, в которые вводится информация (существуют уже два
варианта таких машин — «общий диагност» и специализированная диагностическая
машина),

и,

во-вторых,

машины,

непосредственно

получающие

необходимую

информацию от организма больного. К последним относится аппаратура, которая
автоматически снимает, например, электрокардио— или энцефалограмму и выполняет
предварительный отбор данных, отсеивает несущественную информацию и выдает
готовые

диагностически

значимые

результаты.

Особую

область

представляют

«электронные управляющие приставки». Такой «приставкой» является автоматический
анестезиолог, который определяет значение сразу нескольких параметров организма,
таких, как биотоки мозга, кровяное давление, степень окисления крови и т.д., и
увеличивает в случае надобности приток анестезирующего вещества или его
антагониста, повышает давление и т.д. Проектируются аппараты, в частности
портативные, которые должны постоянно следить за некоторыми параметрами
организма больного. К таким аппаратам относится устройство, стабилизирующее
кровяное

давление

при

гипертонии

путем

систематического

введения

соответствующей дозы того или иного гипотензивного препарата. Обзор этот, конечно,
очень краток и неполон.
Заметим,

что

традиционные

медицинские

средства

—

медикаменты

—

принадлежат к группе «аналоговых информаторов», поскольку, как правило, их вводят
«вообще» — в полости тела, во внутренности или в кровеносные сосуды, а лекарство
должно уже «само» найти свой адресат — системы или орган. В то же время
иглотерапию можно считать, пожалуй, методом введения «дискретной» информации
путем раздражения нервных окончаний. Таким образом, если фармакология изменяет
внутреннее состояние гомеостата непосредственно, то иглотерапия воздействует на
его «входы».
Эволюция, как и всякий конструктор, не может рассчитывать на достижение
произвольного результата. Превосходен, например, механизм «обратимой смерти»,
свойственной различным спорам, водорослям, склероциям и даже небольшим
многоклеточным организмам. С другой стороны, очень ценна теплокровность
млекопитающих. Соединение этих свойств дало бы идеальное решение, но оно
невозможно. К нему приближается, правда, зимняя спячка некоторых животных,
которая не является, однако, настоящей «обратимой смертью». Жизненные функции —
кровообращение, дыхание, обмен веществ — замедляются, но не прекращаются.
Помимо этого, такое состояние выходит за пределы регулирования физиологических
механизмов фенотипа. Возможность зимней спячки должна быть запрограммирована
наследственно. Но состояние это является крайне ценным — особенно в эру
http://chemistry-chemists.com
< 654 >

Химия и Химики № 1 (2011)
космонавтики, причем наиболее ценным в том виде, в каком оно проявляется у летучих
мышей.
К моменту появления летучих мышей все экологические ниши были уже как будто
заполнены. Насекомоядные птицы заполняли время дня и ночи (сова), и казалось,
будто нет убежища для нового вида ни на земле, ни на деревьях. Эволюция ввела
тогда летучих мышей в «нишу» сумерек, когда дневные птицы уже засыпают, а ночные
еще не вылетели на охоту. Меняющиеся плохие условия освещенности делают в это
время глаз бессильным, и эволюция создала ультразвуковой «локатор» летучих
мышей. И наконец, убежищем им часто служат своды пещер — также пустая до тех пор
экологическая ниша. Но самым совершенным является гибернационный механизм этих
крылатых млекопитающих: температура их тела может опускаться до нуля. Тканевый
обмен в это время практически приостанавливается. Животное выглядит не как
спящее, а как мертвое. Пробуждение начинается с усиления обмена в мышцах. Через
несколько минут кровообращение и дыхание уже восстановлены, и летучая мышь
готова к полету.
В весьма сходное состояние глубокой гибернации можно ввести человека,
применяя соответствующую фармакологическую технику и охлаждающие процедуры.
Это чрезвычайно интересно. Мы знаем случаи, когда врожденные болезни, которые
являются результатом мутаций и заключаются в том, что организм не вырабатывает
каких-то жизненно важных веществ, можно компенсировать, вводя эти вещества в
ткани или в кровь. Но таким образом мы лишь временно восстанавливаем
физиологическую норму. А гибернационные процедуры выходят за эту норму,
превышают возможности реакций организма, запрограммированные в генотипе. Но
оказывается, что регуляционные потенции, хотя они и ограничены наследственностью,
можно расширить, применяя соответствующие процедуры. Здесь мы возвращаемся к
вопросу о «генетическом засорении» человечества, вызванном косвенно тем, что
цивилизация приостановила действие естественного отбора, а непосредственно —
результатами

цивилизации,

увеличивающими

мутабильность

(ионизирующее

излучение, химические факторы и т.п.). Оказывается, что возможно медикаментозное
противодействие наследственным заболеваниям и недомоганиям, не изменяющее
дефектные генотипы, поскольку лекарственные препараты влияют не на зародышевую
плазму, а на созревающий или взрослый организм. Это лечение имеет, правда, свои
пределы. Дефекты, вызванные ранним проявлением повреждений генотипа, например
талидомидовые, лечению не поддаются. Кстати, лекарственно-фармакологическое
воздействие представляется нам сегодня самым естественным, поскольку оно
отвечает медицинским традициям. Однако устранение «ляпсусов» наследственного
http://chemistry-chemists.com
< 655 >

Химия и Химики № 1 (2011)
кода окажется, может быть, процедурой более простой (хотя отнюдь не невинной) и,
конечно,

более

радикальной

в

своих

последствиях,

чем

поздняя

терапия

поврежденных систем.
Перспективы

этой

«антимутационно-нормализующей»

автоэволюции

трудно

переоценить. Преобразования наследственного кода сначала сократили, а потом
свели бы на нет возникновение врожденных соматических и психических дефектов,
благодаря чему исчезли бы эти толпы несчастных калек, число которых достигает
ныне многих миллионов и будет расти и дальше. Тем самым терапия генотипов, или,
точнее, их биотехника, привела бы к спасительным последствиям. Но каждый раз,
когда удаление мутантного гена окажется недостаточным и необходимо будет
заменить его другим, проблема «компоновки признаков» встанет перед нами во всем
своем грозном величии. Один из нобелевских лауреатов, удостоенный премии именно
за

изучение

наследственности,

то

есть,

казалось

бы,

непосредственно

заинтересованный в подобных успехах, заявил, что не хотел бы дожить до их
реализации ввиду ужасной ответственности, какую примет на себя тогда человек.
Хотя творцы науки заслуживают самого большого уважения, эта точка зрения
кажется мне недостойной ученого. Нельзя одновременно совершать открытия и
стараться уйти от ответственности за их последствия. Результаты такого поведения,
хотя и в других, не биологических областях, нам известны. Они плачевны. Напрасно
ученый старается сузить свою работу так, чтобы она носила характер добывания
информации, отгороженного стеной от проблематики ее использования. Эволюция, как
мы это уже explicite и implicite указывали, действует беспощадно. Человек, постепенно
познавая ее конструкторские функции, не может притворяться, будто он накапливает
исключительно теоретические знания. Тот, кто познает результаты решений, кто
получает полномочия принимать их, будет нести бремя ответственности, — бремя, с
которым Эволюция как безличный конструктор так легко справлялась, ибо оно для нее
не существовало.

(h) Глазами конструктора
Эволюция

как

творец

является

несравненным

жонглером,

исполняющим

акробатические номера в ситуации, чрезвычайно сложной из-за своей технологической
узости. И, несомненно, она заслуживает чего-то большего, чем просто восхищение, —
она заслуживает, чтобы у нее учились. Но если отвлечься от своеобразных трудностей
инженерной деятельности Эволюции и сосредоточиться исключительно на ее
http://chemistry-chemists.com

< 656 >

Химия и Химики № 1 (2011)
результатах, то возникает желание написать пасквиль на Эволюцию. А вот и упреки —
от менее общих к более общим.
1. Несогласованная избыточность в передаче информации и строении органов. В
соответствии с закономерностью, открытой Данкоффом, Эволюция поддерживает
избыточность передаваемой в генотипе информации на самом низком уровне, который
удается еще примирить с продолжением рода. Таким образом, Эволюция подобна
конструктору, который не заботится о том, чтобы все его автомобили достигли
финиша: его вполне устраивает, если доедет большая их часть. Этот принцип
«статистического конструирования», в котором успех решает преобладание, а не
совокупность результатов, чужд всему нашему психическому укладу, особенно когда за
низкую избыточность информации приходится расплачиваться дефектами не машин, а
организмов, в том числе и человеческих: ежегодно 250000 детей рождаются с
серьезными наследственными пороками. Минимальная избыточность свойственна
также конструкции индивидуумов. Вследствие несогласованной изнашиваемости
функций и органов организм стареет неравномерно. Отклонения от нормы происходят
в разных направлениях; обычно они носят характер «системной слабости», например
слабости систем кровообращения, пищеварения, суставов и т.п. И, в конце концов,
несмотря на целую иерархию регуляторов, закупорка одного лишь кровеносного
сосудика в мозге или дефект одного насоса (сердце) вызывает смерть. Отдельные
механизмы, которые должны противодействовать таким катастрофам, например
артериальное объединение венечных сосудов сердца, в большинстве случаев
подводят, поразительно напоминая «формальное выполнение правил» на какомнибудь предприятии, где противопожарных инструментов так мало (хотя они и
находятся в должном месте) или же они «для парада» так закреплены, что в случае
экстренной надобности ни на что, собственно говоря, и не годны.
[Примечание автора:

Рассмотренная в тексте «антистатистическая позиция»

конструктора ныне, по существу, уже устарела. Надежность устройств нельзя
рассматривать независимо от статистических методов. К этому с неизбежностью
привел технологический прогресс, при котором серийное (массовое) производство
сопровождается ростом сложности изготовляемых устройств. Если каждый элемент
системы, состоящей из 500 элементов, надежен на 99%, то система в целом надежна
всего лишь на 1% в предположении, что все элементы жизненно важны (для
функционирования системы). Максимально достижимая надежность пропорциональна
квадрату числа элементов, в результате чего получение надежного продукта
невозможно, особенно когда он представляет собой систему высокой сложности.
http://chemistry-chemists.com

< 657 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Системы, «подключенные» к человеку как к регулятору (самолет, автомобиль), менее
чувствительны к повреждениям, поскольку пластическое поведение человека часто
позволяет компенсировать нарушение функций. В то же время в «безлюдной» системе,
такой, как межконтинентальная ракета или какая-то автоматическая система вообще
(скажем, цифровая машина), не может быть и речи о подобной пластичности. Меньшая
их надежность вызвана не только большим числом составляющих их элементов и не
только новизной реализуемой технологии, она вызвана также отсутствием человека,
выполняющего роль амортизатора случайных нарушений. Теория надежности в связи с
лавинообразным прогрессом в области конструирования является ныне обширной
областью науки. Методы, какими она сегодня пользуется, являются, как правило,
«внешними» по отношению к конечному продукту (расчеты, многократные испытания,
изучение среднего времени между отказами и времени старения элементов, контроль
качества и т. д.). Эволюция также применяет «внешний контроль» (им является
естественный отбор), а кроме того, и «внутренние» методы: дублирование устройств,
встраивание в них тенденции к самоисправлению (как локальной, так и подчиненной
вспомогательно-управляющему

контролю

центров,

стоящих

на

более

высокой

иерархической ступени). И, пожалуй, важнее всего, что в качестве регуляторов
Эволюция использует устройства, обладающие максимальной пластичностью. И если,
несмотря на принципиальную эффективность всех этих способов, организмы так часто
оказываются ненадежными, то виновно в этом в значительной мере «нежелание»
Эволюции пользоваться большой избыточностью при передаче конструкционнотворческой информации (как гласит правило Данкофа).
По сути дела, 99% всех страданий и старческих заболеваний связано с
проявлением ненадежности все большего числа систем организма (потеря зубов,
упругости мышц, зрения, слуха, локальная атрофия тканей, дегенеративные процессы
и т.д.). В будущем главное направление борьбы с ненадежностью устройств в технике
будет, очевидно, сближаться с эволюционным, однако с тем существенным различием,
что Эволюция скорее «встраивает» в свои творения конструкции, «преодолевающие
ненадежность», а человек-конструктор более склонен к применению методов,
«внешних» по отношению к конечному продукту, чтобы не усложнять его чрезмерным
количеством элементов. Критерии деятельности в обоих случаях весьма различны.
Так, например, «материальные затраты» для Эволюции не играют роли, поэтому
количество расходуемого наследственного материала (спермиев, яйцеклеток) не имеет
значения, лишь бы его хватило для сохранения непрерывности вида. Изучение
эволюции отдельных технических устройств показывает, что рост эффективности
(повышение надежности) является процессом, происходящим значительно позже, чем
http://chemistry-chemists.com
< 658 >

Химия и Химики № 1 (2011)
отыскание решения, оптимального в целом. Так, принципиально, то есть в общем
плане, самолеты тридцатых и даже двадцатых годов очень походили на современные
— это были машины тяжелее воздуха, поддерживаемые подъемной силой крыльев,
приводимые

в

движение

двигателем

внутреннего

сгорания

с

электрическим

зажиганием, машины с такой, как сегодня, системой управления и т.п. Успех
трансокеанских перелетов был достигнут не в результате увеличения размеров (ибо и
прежде строили большие самолеты, иногда даже больше современных), а лишь в
результате повышения надежности функций, в то время недостижимого.
Количество элементов, растущее экспоненциально, резко снижает надежность
очень сложных устройств. Отсюда огромные трудности создания устройств столь
сложных, как многоступенчатая ракета или вычислительная машина. Увеличение
надежности путем дублирования элементов и передачи информации тоже имеет свои
пределы. Устройство с наилучшим резервированием вовсе не обязательно является
оптимальным решением. Это немного похоже на прочность стального каната: если он
слишком длинный, то никакой прирост толщины уже не поможет, ибо канат оборвется
под собственным весом. Тем самым если не вмешается какой-то неизвестный нам
фактор, то сбои в работе, вызванные экспоненциальным ростом ненадежности,
установят предел построению чрезвычайно сложных систем (скажем, электронных
цифровых машин с сотнями миллиардов или биллионами элементов).
Возникает весьма существенный вопрос: станет ли когда-нибудь возможным
производство устройств, способных превысить этот «порог надежности», то есть более
эффективных в этом отношении, чем эволюционные решения? По-видимому, нет.
Аналогичные пределы подстерегают нас, пожалуй, на всех уровнях материальных
явлений, то есть также в физике твердого тела, в молекулярной технике и т.п.
Старение на тканево-клеточном уровне многие биофизики считают кумулятивным
эффектом «элементарных молекулярных ошибок», «атомных ляпсусов», какие живая
клетка допускает в ходе своего существования, причем эти «ошибки» выводят, в конце
концов, систему как целое за пределы обратимых изменений. А если это так, то можно
в свою очередь спросить, не вытекает ли статистичность законов микрофизики, эта
характерная недостоверность результатов, тяготеющая над каждым самым простым
материальным актом (например, над распадом радиоактивного атома, соединениями
атомных частиц, над захватом этих частиц атомными ядрами), из того, что все , что
происходит, «ненадежно». И что, следовательно, даже атомы и их «составные части»
— протоны, нейтроны, мезоны, — понимаемые как своеобразные «машины», то есть
системы, проявляющие регулярность поведения, и сами не являются «надежными»
элементами той конструкции, которую мы зовем Вселенной, а также не образуют
http://chemistry-chemists.com
< 659 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«надежных устройств», входя в состав химических молекул, твердых тел, жидкостей,
газов. Не лежит ли, одним словом, статистическая ненадежность действия в основе
всех вскрываемых Наукой законов Природы? И не построен ли Космос как древо
Эволюции по принципу «Надежная система» (точнее, относительно надежная) из
«Ненадежных

компонентов»?

И

не

является

ли

своеобразная

«полюсность»

космической структуры (материя — антиматерия, положительные частицы —
отрицательные частицы и т. д.) как бы необходимой, поскольку никакой другой космос
не был бы возможен из-за подстерегающей «ненадежности действия», которая стала
бы на пути какой бы то ни было эволюции, навсегда фиксировав мир на стадии
«первичного

хаоса»?

Такая

(надо

признать,

полуфантастическая)

постановка

проблемы может показаться антропоморфической или хотя бы открывающей лазейку
для дискуссии об «Инженере Космоса», то есть «Творце Всего Сущего», но это не так.
Ведь, установив, что Эволюция не имела никакого индивидуального творца, мы можем
все же обсуждать ее конструкторское мастерство, а, следовательно, и упомянутый
выше принцип построения сравнительно надежных систем из весьма ненадежных
компонентов.]
2. Предыдущему принципу экономии или прямо-таки информационной скупости
противоречит принцип, состоящий в том, чтобы не исключать в онтогенезе12 лишние
элементы. Будто механически, по инерции передаются реликты давно исчезнувших
форм,

которые

предшествовали

данному

виду.

Так,

например,

в

процессе

эмбриогенеза плод (например, человеческий зародыш) последовательно повторяет
фазы развития, свойственные древним эмбриогенезам, формируя поочередно жабры,
хвост и т.п. Используются они, правда, для других целей (из жаберных дуг образуются
челюсть, гортань), поэтому, на первый взгляд, это не играет роли. Однако организм
является столь сложной системой, что любой необязательный избыток сложности
увеличивает шансы дискоординации, возникновения патологических форм, ведущих к
новообразованиям и т.п.
3.

Следствием

существование

предыдущего

биохимической

непередаваемость

принципа

«излишней

индивидуальности

наследственной

информации

сложности»

каждой
понятна,

особи.
так

является

Межвидовая
как

некая

пангибридизация, возможность скрещивания летучих мышей с лисицами и белок с
мышами низвергала бы экологическую пирамиду гармонии живой природы. Но эта
взаимная отчужденность разновидовых генотипов находит продолжение также в
12 Индивидуальное развитие организма от момента зарождения.

http://chemistry-chemists.com

< 660 >

Химия и Химики № 1 (2011)
пределах одного вида в форме индивидуальной неповторимости белков организма.
Биохимическая

индивидуальность

ребенка

отличается

от

биохимической

индивидуальности даже его матери. Это имеет серьезные последствия. Биохимическая
индивидуальность проявляется в яростной защите организма от любого чужеродного
белка, из-за чего оказываются невозможными спасающие жизнь пересадки (кожи,
костей, органов и т.д.). Поэтому, чтобы спасти жизнь людям, костный мозг которых
потерял кроветворную способность, приходится сначала подавлять весь защитный
аппарат их организмов и только после этого осуществлять пересадку соответствующей
ткани, взятой у других людей — доноров.
Принцип биохимической индивидуальности в ходе естественной эволюции не
подвергался нарушению, то есть отбору на однородность белков у всех особей одного
вида, поскольку организмы построены таким образом, чтобы каждый полагался
исключительно на самого себя. Эволюция не учла возможности получения помощи
извне. Таким образом, хотя причины нынешнего положения понятны, это не меняет
того факта, что медицина, неся организму помощь, вынуждена в то же время бороться
с «неразумной» тенденцией этого же организма к защите от спасительных процедур.
4. Эволюция не может отыскать решение путем постепенных изменений, если
каждое из таких изменений не оказывается полезным немедленно , в данном
поколении. Аналогично этому она не может решать задачи, требующие не мелких
изменений, а радикальной реконструкции. В этом смысле Эволюция проявляет
«оппортунизм» и «близорукость». Очень многие системы живого отличаются из-за
этого сложностью, которой можно было бы избежать. Мы говорим здесь не о той
«излишней сложности», о которой шла речь во втором пункте, ибо там мы критиковали
избыток сложности на пути к достижению конечного состояния (яйцеклетка — плод
— зрелый организм), и не о том, о чем мы говорили в третьем пункте, указывая на
вредность излишней биохимической сложности. Сейчас, все более впадая в
иконоборчество,
касающихся

мы

всего

критикуем
организма.

уже

основной

Эволюция

не

замысел
могла,

отдельных

например,

решений,

сформировать

механических устройств типа колеса, поскольку колесо с самого начала должно быть
самим собой, то есть иметь ось вращения, ступицу, диск и т.д. Оно должно бы было,
таким образом, возникнуть скачкообразно, ибо даже самое маленькое колесо есть уже
сразу готовое колесо, а не какая-то «переходная» форма. И хотя, по правде говоря, у
организмов никогда не было большой потребности именно в таком механическом
устройстве, этот пример убедительно показывает, задачи какого типа не в состоянии
решать Эволюция. Многие механические элементы организма можно заменить
немеханическими. Так, например, в основу кровообращения мог бы лечь принцип
http://chemistry-chemists.com
< 661 >

Химия и Химики № 1 (2011)
электромагнитного насоса, при этом сердце было бы электрическим органом, который
создает соответствующим образом меняющиеся поля, а кровяные тельца были бы
диполями или имели бы значительные ферромагнитные вкрапления. Такой насос
поддерживал бы кровообращение более равномерно, с меньшей затратой энергии,
независимо от степени эластичности стенок сосудов, которые должны компенсировать
колебания давления при поступлении очередного ударного объема крови в аорту.
Поскольку орган, перемещающий кровь, основывал бы свое действие на прямом
преобразовании биохимической энергии в гемодинамическую, то одна из сложнейших
и, по существу, нерешенных проблем — проблема хорошего питания сердца, когда оно
больше всего в нем нуждается, то есть в момент сокращения, перестала бы вообще
существовать. В схеме, которую реализовала Эволюция, мышца, сокращаясь, в какойто степени уменьшает просвет питающих ее сосудов, в связи с чем поступление крови,
а, следовательно, и кислорода в мышечные волокна временно уменьшается.
Безусловно, сердце справляется со своей работой и при таком решении. Тем хуже для
этого решения — ведь его можно вовсе избежать. Скудный резерв избыточности при
подаче крови приводит в настоящее время к тому, что заболевания коронарных
сосудов являются одной из главных причин смертности в мировом масштабе.
«Электромагнитный насос» так никогда и не был реализован, хотя Эволюция умеет
формировать как дипольные молекулы, так и электрические органы. Но указанный
замысел потребовал бы совершенно невероятного и при этом одновременного
изменения в двух системах, почти полностью изолированных друг от друга:
кроветворные органы должны были бы начать производить постулированные нами
«диполи», то есть «магнитные эритроциты», и в то же самое время сердце из мышцы
должно бы было превратиться в электрический орган. А ведь такое совпадение
слепых, как нам известно, мутаций — явление, которого можно напрасно ждать и
миллиард лет, и так оно и случилось. Впрочем, куда уж более скромную задачу —
закрыть отверстие межкамерной перегородки сердца у пресмыкающихся — и то
Эволюция не решила; худшая гемодинамическая характеристика ей не помеха, да и
вообще она оставляет своим творениям самые примитивные органы и биохимическое
«оснащение», лишь бы с их помощью они управлялись с сохранением вида.
Следует заметить, что на этом этапе нашей критики мы не постулируем решений,
которые эволюционно, то есть биологически, невозможны, например решений,
связанных с заменой некоторых материалов (костяных зубов — стальными или
поверхности суставов из хрящей — поверхностями из тефлона). Немыслимо
представить себе какую бы то ни было реконструкцию генотипа, которая позволила бы
организму

вырабатывать

тефлон (фтористое соединение
http://chemistry-chemists.com

углерода). Зато
< 662 >

Химия и Химики № 1 (2011)
программирование

в

наследственной

плазме

таких

органов,

как

упомянутый

«гемоэлектрический насос», возможно хотя бы в принципе.
«Оппортунизм» и близорукость, или, вернее, слепота, Эволюции означает на
практике принятие решений, которые случайно появились первыми, и отказ от этих
решений лишь тогда, когда случай же создаст другую возможность. Но если однажды
принятое решение блокирует путь ко всяким другим, будь они самыми совершенными и
несравненно более эффективными, то развитие данной системы замирает. Так,
например, челюсть хищников-пресмыкающихся десятки миллионов лет оставалась
системой механически очень примитивной; это решение «протаскивалось» почти во
все ветви пресмыкающихся, если они происходили от общих предков; улучшение
«удалось» ввести только у млекопитающих (хищники типа волка), то есть чрезвычайно
поздно. Как не раз уже правильно отмечали биологи, Эволюция является прилежным
конструктором только в разработке решений, неоспоримо важных, лишь в том случае,
когда они служат организму в фазе полной его жизнеспособности (до полового
размножения). Зато все, что не имеет столь критического значения, оказывается более
или менее заброшенным, пущенным на произвол случайных метаморфоз и слепой
удачи.
Эволюция не может, конечно, предвидеть последствий своего конкретного
поступка, хотя бы он заводил целый вид в тупик развития, а сравнительно мелкое
изменение позволило бы избежать этого. Она реализует то, что возможно и выгодно
тотчас же, нисколько не заботясь об остальном. Более крупные организмы имеют и
более крупный мозг с непропорционально большим числом нейронов. Отсюда и
кажущееся

пристрастие

к

«ортоэволюции»

—

медленному,

но

непрерывному

увеличению размеров тела, которое, однако, очень часто оказывается настоящей
ловушкой и орудием будущей гибели: ни одна из древних ветвей гигантов (например,
юрские пресмыкающиеся) не сохранилась до наших дней. Таким образом, Эволюция
при всей своей скупости, проявляющейся в том, что она берется лишь за самые
необходимые «переделки», является самым расточительным из всех возможных
конструкторов.
5. Далее, Эволюция как конструктор хаотична и нелогична. Это видно, например,
из способа распределения ею регенерационных потенций среди видов. Организм
построен

не

по

принципу

сменных

макроскопических

частей,

свойственному

человеческой технике. Инженер проектирует так, чтобы можно было заменять целые
блоки устройств. Эволюция же осуществляет принцип «микроскопических сменных
частей»; этот принцип проявляется непрестанно, так как клетки органов (клетки кожи,
волос, мышц, крови и т.п., за исключением немногочисленных категорий клеток,
http://chemistry-chemists.com
< 663 >

Химия и Химики № 1 (2011)
например нейронов) все время заменяются путем деления; дочерние клетки и
являются «сменными частями». Это был бы отличный принцип, лучше инженерного,
если бы практика не противоречила ему так часто, как обычно случается.
Человеческий организм построен из триллионов клеток; каждая из них содержит
не только ту генотипическую информацию, которая необходима для выполняемых ею
функций, но и полную информацию — ту же самую, которой располагает яйцеклетка.
Поэтому теоретически возможно развитие клетки, скажем, слизистой оболочки языка
во взрослый человеческий организм. На практике это невозможно, поскольку этой
информацией не удается воспользоваться. Соматические клетки не обладают
эмбриогенетической потенцией. По правде говоря, мы не очень хорошо знаем, почему
это так. Быть может, здесь играют роль некоторые ингибиторы (агенты, тормозящие
рост), ибо этого требует принцип взаимодействия тканей; возникновение раковых
опухолей, согласно новейшим работам, связано, как полагают, с исчезновением этих
ингибиторов (гистонов) в клетках, подвергшихся соматической мутации.
Как бы то ни было, все организмы — или, во всяком случае, находящиеся на
одной и той же ступени развития — должны были бы в более или менее равной мере
проявлять

способность

к

регенерации,

коль

скоро

у

них

почти

одинаковая

избыточность клеточной информации. Но это не так. Нет даже тесной связи между
местом, которое вид занимает в эволюционной иерархии, и его регенерационными
возможностями. Лягушка очень неважный «регенератор», почти столь же никудышный,
как и человек. А это ведь не только невыгодно с точки зрения особи, но и нелогично с
конструкторских позиций. Разумеется, такое положение было вызвано в ходе эволюции
определенными причинами. Однако мы сейчас не занимаемся поисками соображений,
которые оправдали бы недостатки Эволюции как творца органических систем.
Конечное состояние каждой эволюционной ветви, то есть современная «модель»,
запущенная в «массовое производство», отражает, с одной стороны, фактические
условия, с которыми она должна справляться, а с другой — тот длившийся миллиарды
лет путь слепых проб и ошибок, какой прошли все ее предки. Таким образом,
компромиссность

теперешних

решений

отягощена

дополнительно

грузом

всех

предыдущих конструкций, которые также были компромиссными.
6. Эволюция не накапливает опыта. Она — конструктор, забывающий о прошлых
достижениях. Каждый раз ей приходится искать заново. Пресмыкающиеся дважды
«вторгались» в воздушное пространство, первый раз как голокожие ящеры, а второй
раз — образовав оперение. И каждый раз им приходилось заново вырабатывать
адаптацию к условиям полета — адаптацию исполнительных органов и нейральную
адаптацию. Позвоночные покидали океан ради суши и снова возвращались в воду, и
http://chemistry-chemists.com
< 664 >

Химия и Химики № 1 (2011)
тогда выработку «аквальных» решений им приходилось начинать с нуля. Проклятие
любой совершенной специализации в том, что она является приспособлением только к
данным условиям; чем лучше специализация, тем с большей легкостью ведет к гибели
изменение этих условий. А ведь самые лучшие конструктивные решения разбросаны
по разным боковым, крайне специализированным линиям. Орган кобры, реагирующий
на инфракрасное излучение, обнаруживает разницу температур порядка 0.001°.
Электрический орган некоторых рыб реагирует на падение напряжения порядка
0.01 микровольта на миллиметр. Слуховой орган моли, поедаемой летучими мышами,
реагирует на колебания ультразвуковой эхо-локации последних. Чувствительность
осязания некоторых насекомых находится уже на пороге приема молекулярных
колебаний. Известно, как развит орган обоняния у бабочек китайского шелкопряда.
Дельфины имеют систему гидролокации; приемным экраном для пучка посылаемых
ими колебаний служит вогнутая лобная часть черепа: покрытая жировой подушкой, она
действует как собирающий рефлектор. Человеческий глаз реагирует на отдельные
кванты света. Когда вид, который сформировал такие органы, гибнет, вместе с ним
пропадают и «изобретения» Эволюции, подобные перечисленным выше. Мы не знаем,
как много их погибло за минувшие миллионы лет. Если же такие «изобретения» и
продолжают существовать, то нет возможности распространить их вне пределов вида,
семейства или хотя бы разновидности, где они образовались. А в итоге старый человек
— существо беззубое, хотя проблема была решена уже десятки раз, причем каждый
раз несколько иначе (у рыб, у акул, грызунов и т.п.).
7. Менее всего мы знаем о том, каким образом Эволюция совершает свои
«великие открытия», свои революции. А революции она совершает, и заключаются они
в создании новых типов. Конечно, и здесь она действует постепенно, ибо иначе не
может. Но с учетом этого ее можно упрекнуть в том, что она действует в высшей
степени случайно; типы возникают не благодаря адаптации или старательно
подготавливаемым изменениям, а в результате игры на эволюционной лотерее, в
которой очень часто главного выигрыша вообще нет.
Мы столько уже говорили об эволюции генотипов, что то, о чем я расскажу вслед
за Дж. Симпсоном13, будет, пожалуй, понятно без объяснений. В больших популяциях
при низком давлении отбора образуется резерв скрытой генетической изменчивости (в
рецессивно мутировавших генотипах). И напротив, в малых популяциях может
произойти случайная фиксация новых генетических типов; Дж. Симпсон называет это
13 О.G. Simpson. The Major Features of Evolution, N.Y., Columbia, 1953; см. также Дж.Г. Симпсон, Темпы и
формы эволюции, ИЛ, 1948.

http://chemistry-chemists.com

< 665 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«квантовой эволюцией» (скачок этот, однако, менее революционен, чем тот, который в
свое

время

постулировал

Гольдшмидт,

назвав

результаты

гипотетических

макрореконструкций генотипа hopeful monsters — «многообещающими чудовищами»).
Происходит это за счет скачкообразного перехода мутаций из гетерозиготного
состояния в гомозиготное; скрытые прежде признаки вдруг проявляются, причем сразу
для довольно большого количества генов (такого рода явления чрезвычайно редки и
могут происходить, скажем, один или два раза за четверть миллиарда лет).
Изоляция и сокращение численности популяции происходят чаще всего в
периоды резкого повышения смертности, вызванного какими-либо бедствиями и
катастрофами. Тогда-то на фоне миллионов гибнущих организмов вдруг всплывают на
поверхность не подвергавшиеся действию отбора формы — новые «пробные» модели;
они возникают, как говорилось выше, скачкообразно, и только дальнейший ход
эволюции подвергает «практической проверке» эти модели. Поскольку выбор
Эволюции

всегда

случаен,

обстоятельства,

благоприятствующие

«великим

изобретениям», вовсе не должны приводить к ним с необходимостью или хотя бы с
какой-то вероятностью. Правда, рост смертности и изоляция облегчают «всплывание
на поверхность» большого числа фенотипических мутантов из скрытого ранее в
гаметах «аварийного» резерва, но сам этот резерв может оказаться не столько
спасительным

изобретением,

новой

формой

организма,

сколько

комком

бессмысленных и вредных признаков. Ведь давление отбора вовсе не обязано
совпадать по направлению с мутационным; материк может превращаться в остров, а
бескрылые насекомые — совершенно случайно — в крылатых, что еще более
ухудшает их положение. Одно столь же возможно, как и другое; только тогда, когда
векторы обоих давлений, мутационного и селекционного, указывают в одну и ту же
сторону, возможен поистине значительный прогресс. Но такое явление, как нам теперь
становится понятным, — редчайшая редкость. В глазах конструктора эта ситуация
равносильна такому снабжению провиантом спасательных шлюпок корабля, когда
потерпевших

после

крушения

будут

ожидать

сюрпризы,

ибо

в

ящике

с

«неприкосновенным запасом» может оказаться пресная вода или соляная кислота,
банки с консервами или с камнями. И хотя это звучит гротескно, нарисованная картина,
по существу, как раз и соответствует методу Эволюции, тем условиям, в которых она
совершает свои самые грандиозные деяния.
О том, что мы не ошибаемся, свидетельствует монофилетичность возникновения

http://chemistry-chemists.com

< 666 >

Химия и Химики № 1 (2011)
земноводных, пресмыкающихся и млекопитающих.14 Ведь они сформировались
только однажды, каждый из классов возник только один раз на протяжении всех
геологических эпох. Очень интересно получить ответ на вопрос, что случилось бы,
если бы 360 миллионов лет назад не возникли первые позвоночные? Пришлось ли бы
ждать еще сто миллионов лет? Или же повторить это мутационное творение эволюция
могла бы лишь с меньшей вероятностью? И не исключило ли это изобретение другую
потенциально возможную конструкцию?
Это неразрешимые вопросы, ибо что произошло, то произошло. Правда, — и мы
уже об этом говорили — мутация почти всегда является сменой одной организации
другой, хотя часто и «адаптивно бессмысленную». Таким образом, высокий уровень
организации генотипа создает условия, при которых серия случайных испытаний
достаточно большой длины делает вероятность появления более прогрессивной
разновидности или ветви, сколь угодно близкой к единице. (Под «прогрессивной» мы
понимаем, следуя Дж. Хаксли, такую форму, которая не только доминирует благодаря
своей организации над существовавшими до нее, но представляет собой также
потенциальный переход к дальнейшим этапам развития.) На примере «великих
переворотов» Эволюции мы снова столкнулись, и очень резко, с бесповоротно
статистическим характером «природного» конструирования. Организм — наглядный
пример того, как можно построить надежную систему из ненадежных компонентов. А
Эволюция — демонстрация того, как посредством игры с двумя ставками — жизнью и
смертью — можно решать инженерные задачи.
8. Мы переходим ко все более фундаментальной критике Эволюции, поэтому
следует хотя бы вскользь подвергнуть критике ее метод управления. Обратная связь,
контролирующая генотипы, допускает серьезные погрешности, из-за чего и происходит
«генетическое засорение» популяций.
Главной

нашей

темой

будет

теперь

одна

из

исходных

и

наиболее

фундаментальных предпосылок Эволюции — выбор строительного материала.
Ретортами и лабораториями Эволюции являются крохотные клейкие капельки белка.
Из них она изготовляет скелеты, кровь, железы, мышцы, мех, панцири, мозг, нектары и
яды.

Поражает

узость

«производственных

возможностей»

по

сравнению

с

универсальностью конечных продуктов. Если, однако, не учитывать ограничений,
накладываемых холодной технологией, если нас интересует не совершенство
14 Монофилетическая эволюция — одна из форм эволюционного процесса, которая заключается в длительном
направленном (не обязательно прямолинейном) сдвиге средних значений признаков популяции. Основная черта
этого процесса состоит в том, что наблюдается не разделение популяции, а ее изменение в целом (см.
Дж.Г. Симпсон, Темпы и формы эволюции, ИЛ, 1948).

http://chemistry-chemists.com

< 667 >

Химия и Химики № 1 (2011)
молекулярной и химической акробатики, а скорее общие принципы рационального
проектирования оптимальных решений, то открывается поле для упреков.
Как можно представить себе организм более совершенный, чем биологический?
Как система детерминированная (похожая в этом смысле на живые организмы) это
может быть система, поддерживающая ультраустойчивость благодаря притоку
наиболее производительной, то есть, конечно, ядерной энергии. Отказ от окисления
делает излишними кровеносную и кроветворную системы, легкие, всю пирамиду
центральных регуляторов дыхания, весь химический аппарат тканевых энзимов,
мышечный обмен и сравнительно небольшую и крайне ограниченную силу мышц.
Ядерная энергия допускает универсальные преобразования; жидкая среда не является
лучшим ее носителем (но можно было бы построить и такой гомеостат, если бы комуто это было уж очень нужно). Ядерная энергия открывает разнообразные перспективы
действия на расстоянии — будь то действие по проводам, дискретное («кабели»,
подобные нервам), будь то аналоговое (когда, например, излучение стало бы
эквивалентом

несущих

информацию

аналоговых

гормональных

соединений).

Излучения и силовые поля могут действовать также и на окружающую гомеостат среду,
а тогда примитивная механика конечностей с их подшипниками скольжения становится
излишней. Разумеется, организм «на ядерной энергии» выглядит в наших глазах столь
же гротескно, сколь и бессмысленно, но достаточно представить себе ситуацию, в
какой находится человек на стартующем космическом корабле, чтобы правильно
оценить всю хрупкость и узость эволюционного решения. При усиленном тяготении
тело,

состоящее

главным

образом

из

жидкостей,

подвергается

резким

гидродинамическим перегрузкам: подводит сердце, в тканях то недостает крови, то она
разрывает сосуды, появляются экссудаты15 и отеки, мозг перестает действовать почти
сразу же после прекращения доступа кислорода, и даже костный скелет оказывается в
этих условиях конструкцией слишком слабой, чтобы противостоять действующим
силам. Человек является сегодня самым ненадежным блоком в созданных им
машинах, а также самым слабым — в механическом отношении — звеном
реализованных им процессов.
Но даже отказ от ядерной энергии, силовых полей и т.п. не обязательно приводит
нас назад к биологическим решениям. Совершеннее биологической будет система,
обладающая одной дополнительной степенью свободы — в выборе материалов;
система, вид и функция которой не предопределены. Система, формирующая по мере
надобности приемный орган или эффектор, новый орган чувств или новую конечность
15 Экссудат, или выпот, — жидкость, выступающая из мелких сосудов в ткани или полости тела.

http://chemistry-chemists.com

< 668 >

Химия и Химики № 1 (2011)
либо же вырабатывающая новый способ передвижения. Одним словом, система,
которая прямым путем благодаря власти над своей «сомой» достигает того, чего мы
сами достигаем окольным путем, с помощью технологий, пользуясь регулятором
второго порядка, то есть мозгом.
Окольность наших действий можно было бы, однако, устранить; имея впереди три
миллиарда лет, можно так углубиться в тайны материи, что она, эта окольность
действий, станет излишней.
Проблему строительного материала можно рассматривать двояко: либо в аспекте
немедленного приспособления организмов к Природе — и тогда решение, принятое
Эволюцией, имеет много положительных сторон, либо же в аспекте перспективных
потенций — и тогда на первый план выдвигаются все ограничения строительного
материала. Самое важное для нас — ограничение во времени. Располагая
миллиардами лет, можно сконструировать почти бессмертие, если, разумеется, кто-то
в нем заинтересован. Эволюция же проявила здесь полное безразличие.
Почему мы обсуждаем проблему старения и смерти в разделе, посвященном
недостаткам строительного материала? Может быть, это скорее вопрос организации
строительного материала? Ведь мы же сами говорили, что протоплазма, по крайней
мере, потенциально, бессмертна. Она — непрестанно обновляющий себя порядок,
поэтому в самом принципе ее конструкции не заложена неизбежность обрыва
процессов из-за рассогласования. Это сложный вопрос. Если мы и понимаем, что
происходит в организме в течение секунд или часов, то о закономерностях, каким он
подчиняется во времени, исчисляемом годами, мы не знаем почти ничего. Наше
невежество довольно успешно маскируют такие термины, как «рост», «созревание»,
«старение», но это лишь полуметафоры — туманные названия состояний, а не точные
их описания.
Эволюция

является

конструктором-статистиком;

это

мы

уже

знаем.

Но

усредняющей, статистической является не только ее видообразующая деятельность;
на том же принципе основано и построение отдельного организма. Эмбриогенез — это
управляемый лишь в общем химический взрыв с телеологическим прицелом, также
подчиненным статистике, ибо ген не определяет ни количества, ни расположения
отдельных

клеток

«конечного

продукта».

Ни

одна

отдельно

взятая

ткань

многоклеточного организма умирать не обязана, такие ткани, выделенные из
организма, можно годами выращивать на искусственных питательных средах. Итак,
смертен организм как целое, но не его составные части. Как это понимать? Организм
подвергается в течение жизни различным возмущениям, травмам. Некоторые из них
обусловлены окружением, другие же невольно вызывает он сам. И последнее
http://chemistry-chemists.com
< 669 >

Химия и Химики № 1 (2011)
является, пожалуй, наиболее существенным. Мы говорили уже о некоторых видах
«выхода» жизненных процессов «из колеи». В сложном организме они являются,
прежде всего, потерей корреляционного равновесия. Имеется несколько главных типов
подобного «выхода из колеи»: стабилизация патологического равновесия (как при язве
желудка), порочный круг (как при гипертонии) и, наконец, лавинообразные реакции
(эпилепсия).
К таким реакциям можно отнести cum grano salis16 и новообразования. Все эти
возмущения ускоряют процесс старения, однако этот процесс идет и у лиц, которые
почти никогда не болеют. Можно предположить, что старость проистекает из
статистической природы жизненных процессов. С какой бы точностью ни был
изготовлен ствол ружья, после выстрела дробинки все больше расходятся по мере
возрастания пройденного ими пути. Старение — этой такой же разброс процессов и
вызванный им постепенный выход из-под центрального контроля. А когда этот разброс
достигает критического значения, когда резервы всего компенсирующего аппарата
оказываются исчерпанными, наступает смерть.
Поэтому-то и можно подозревать, что статистика, которая столь безотказна в
качестве

исходного

принципа

возникновения

подвижного

равновесия

(Fliessgleichgewicht — Л. Берталанфи17), безотказна, пока организмы, конструируемые
из этих принятых как данное элементов, являются простыми. Эта же самая статистика
приводит к сбою, как только мы переходим определенную грань сложности. В этом
понимании клетка — творение более совершенное, чем многоклеточный организм,
сколь бы парадоксально это ни звучало. Мы должны, однако, понять, что, говоря так,
мы пользуемся совершенно иным языком, точнее, занимаемся совсем иным вопросом,
чем тот, который был важен для Эволюции. Смерть является ее многократным
следствием, она и продукт непрерывного изменения, и итог растущей специализации,
и, наконец, результат того, что для работы был употреблен именно этот материал, а не
какой-нибудь иной, — тот единственный материал, который можно было создать.
Поэтому на самом-то деле мы вовсе не сочиняем пасквиль на эту нашу безликую
создательницу.

Мы

имеем

в

виду

совсем

другое.

Просто

мы

хотим

быть

конструкторами более совершенными, чем она, и должны поэтому остерегаться
повторения ее ошибок.

16 Дословно: с крупицей соли (лат.) , то есть с крупицей понимания, с учетом обстоятельств.
17 L. Вertalanffу, Theoretische Biologie, Berlin, 1932 (2 тома).

http://chemistry-chemists.com

< 670 >

Химия и Химики № 1 (2011)
(i) Реконструкция человека
Наша проблема заключается в усовершенствовании человека. Здесь возможны
различные подходы. Можно придерживаться «консервативной техники», которая
является попросту медициной. Тогда норма, то есть то, что считается средним
здоровьем, является образцом, и действие предпринимается для того, чтобы каждый
человек мог достичь такого состояния.
Область таких действий мало-помалу увеличивается. Она может даже включать в
себя встраивание в организм параметров, в генотипе не предусмотренных (как
упомянутая выше возможность гибернации). Постепенно можно будет перейти ко все
более универсальному протезированию, к преодолению защитных сил организма с
целью

эффективной

пересадки

органов.

Все

это

реализуется

уже

сейчас.

Осуществлены уже первые пересадки почки и легкого. В значительно более широких
пределах осуществляется пересадка органов у животных («резервное» сердце). В США
существует даже общество «замены органов», координирующее и поддерживающее
научные исследования в этой области. Итак, можно постепенно перестраивать
организм, меняя отдельные его функции и параметры. Этот процесс под давлением
объективной необходимости и по мере роста технологических возможностей будет,
вероятно, идти по двум направлениям: в направлении биологических изменений
(пересадки для устранения дефектов, увечий и т.п.) и в направлении протезирования
(когда механический

«мертвый» протез

является

для «потребителя» лучшим

решением, чем пересадка естественного органа или ткани). Протезирование в таких
пределах не может, разумеется, вести к какой-то «роботизации» человека. Вся эта
фаза, которая охватит, очевидно, не только конец нашего столетия, но и начало
будущего, предполагает согласие с основным «конструктивным планом», данным
Природой. Таким образом, ненарушенными останутся директивы по построению тела,
органов, функций вместе с первоначально принятой предпосылкой белкового
строительного материала и его неизбежными следствиями — старостью и смертью.
Статистическое
существования

продление жизни, то есть средней продолжительности

индивидуума,

за

пределы

ста

лет

без

вмешательства

в

наследственную информацию представляется мне нереальным. Многие мудрецы
говорили нам уже не раз, что «собственно-то», «принципиально» человек мог бы
прожить и 140—160 лет, поскольку так долго живут отдельные люди; эта аргументация
достойна той, в которой утверждается, что «собственно-то» каждый из нас мог бы быть
Бетховеном или Ньютоном, ибо и они были людьми. Конечно, они были людьми, так же
как ими являются долгожители — кавказские горцы, но, говоря по правде, для
http://chemistry-chemists.com
< 671 >

Химия и Химики № 1 (2011)
популяционного среднего отсюда ничего не следует. Долголетие есть результат
действия определенных генов; кто распространит их в популяции, тот сделает ее
статистически долговечной. Какую бы то ни было программу более радикальных
изменений ни сегодня, ни в течение ближайшего столетия, очевидно, реализовать не
удастся. Можно только размышлять о программе революционной инженерной
переделки организма. Примитивно, наивным образом, но все же можно.
Прежде всего, надо задуматься над тем, чего мы хотим. Подобно тому как
существует

шкала

пространственных

величин,

ведущая

от

метагалактических

туманностей через галактики, локальные звездные системы, планетные системы,
планеты, их биосферы, живые организмы, вирусы, молекулы, атомы вплоть до
элементарных частиц, существует и шкала величин времени, то есть разных его
протяженностей. Вторая в целом аналогична первой. Наиболее продолжительно
индивидуальное существование галактик (10—20 миллиардов лет), затем по порядку
следуют звезды (около 10 миллиардов), биологическая эволюция как целое (от
четырех до шести миллиардов), геологические эпохи (150—50 миллионов лет), секвойя
(около 6000 лет), человек (около 70 лет), муха-однодневка, бактерия (около 15 минут),
вирус, цис-бензол, мезон (миллионные доли секунды).
Сконструировать разумное существо с индивидуальным долголетием, равным
протяженности геологических эпох, представляется совершенно нереальным. Либо
такая особь должна быть по размерам подобна планете, либо мы должны отказаться
от непрерывности памяти о прошлых событиях. Здесь, естественно, открывается поле
для гротескных выдумок в духе научной фантастики: долговечные существа, память
которых расположена, например, в гигантских подземных «мнемотронах» города и
которые связаны с резервуарами своих юношеских воспоминаний 100000-летней
давности ультракороткими волнами. Таким образом, пределом реального роста
долголетия представляется биологический потолок (секвойя, то есть около 6000 лет).
Какой должна быть самая характерная особенность этого долговечного существа?
Ведь долголетие не может быть самоцелью; оно должно чему-то служить. Без
сомнения, никто ни сегодня, ни через сто тысяч лет не может достоверным образом
предвидеть будущее. Поэтому основным свойством «усовершенствованной модели»
должна

быть

ее

автоэволюционная

потенция.

Чтобы

это

существо

могло

преобразовывать себя таким образом и в таком направлении, какое ему понадобится в
связи с создаваемой им цивилизацией.
Итак, что же возможно? Почти все — с одним, пожалуй, исключением.
Представим себе, что люди, договорившись, в один прекрасный день года эдак
двадцатитысячного решат: «Хватит, пусть будет так, как теперь, пускай впредь так уже
http://chemistry-chemists.com
< 672 >

Химия и Химики № 1 (2011)
будет всегда. Давайте не изменять, не находить, не открывать ничего, ибо лучше, чем
теперь, быть не может, а если бы даже и могло, то мы не хотим этого».
Хотя в этой книге я говорил о многих малоправдоподобных вещах, эта мне
кажется самой неправдоподобной из всех.

(j) Киборгизация
Особого рассмотрения заслуживает единственный известный ныне, пока чисто
гипотетический, проект реконструкции человека, выдвинутый учеными. Это не проект
универсальной перестройки. Он должен служить определенным целям, а именно
адаптации к космосу как «экологической нише». Это так называемый киборг
(сокращение слов «кибернетическая организация»). «Киборгизация» заключается в
удалении системы пищеварения (кроме печени и, возможно, части поджелудочной
железы), в связи с чем излишними становятся также челюсти, их мышцы и зубы. Если
проблема речи решается «космически» — постоянным применением радиосвязи, —
исчезает и рот. Киборг имеет ряд биологических элементов, таких, как скелет, мышцы,
кожа, мозг, но этот мозг сознательно управляет непроизвольно осуществлявшимися
ранее функциями тела: в ключевых точках организма расположены осмотические
насосы,

впрыскивающие

в случае

надобности

то питательные

вещества,

то

активизирующие тела — лекарства, гормоны, препараты, повышающие или, наоборот,
снижающие основной обмен и даже вводящие киборга в состояние гибернации. Такая
автогибернационная готовность может серьезно увеличить шансы на сохранение
жизни в случае какой-то аварии и т.п.
Кровеносная система задумана довольно «традиционно», хотя киборг может
работать и в бескислородных условиях (но, естественно, с запасом кислорода в
скафандре). Киборг — это уже не частично «протезированный» человек. Это частично
реконструированный

человек,

с

искусственной

пищеварительно-регуляционной

системой, допускающей приспособление к различным космическим средам. Однако он
реконструирован не микроскопически; иначе говоря, живые клетки продолжают
оставаться основным строительным материалом его тела; кроме того, разумеется,
изменения его организации не могут передаваться потомству (не наследуются). Надо
полагать, что «киборгизацию» удалось бы дополнить переделкой биохимизма. Так,
например, весьма желательно сделать организм независимым от непрерывной подачи
кислорода. Но это уже путь к той «биохимической революции», о которой мы говорили
выше. Впрочем, для того чтобы сравнительно долго обходиться без доступа воздуха,
вовсе не обязательно искать вещества, аккумулирующие кислород эффективнее
http://chemistry-chemists.com

< 673 >

Химия и Химики № 1 (2011)
гемоглобина. Киты могут находиться под водой более часа, что является результатом
не только увеличения емкости легких. Они имеют специально развитые для этого
системы органов. Поэтому и «у кита» можно было бы в случае надобности
позаимствовать элементы требуемой переделки.

Мы ничего не говорили о том, желательна киборгизация или нет. Упоминаем мы о
ней, лишь чтобы показать, что проблемы этого рода вообще рассматриваются
специалистами. Следует, однако, заметить, что в наши дни подобный проект,
вероятнее всего, не удалось бы реализовать. И не только по соображениям врачебной
этики, но и из-за ничтожного шанса на выживание при столь массированном
хирургическом вмешательстве и замене столь жизненно важных органов разными
«осмотическими насосами». И это несмотря на то, что по существу проект довольно
«консервативен».
Наиболее уязвим для критики не состав предлагаемых операций, а их конечный
результат. Киборг вопреки тому, что может показаться на первый взгляд, вовсе не
является человеком более универсальным, чем «существующая модель». Киборг —
это «космический вариант», предназначенный вовсе не для всех небесных тел, но
скорее всего для тех, которые напоминают Луну или Марс. Итак, довольно жестокие
процедуры

дают

на

деле

результат,

ничтожный

http://chemistry-chemists.com

в

смысле

универсализма
< 674 >

Химия и Химики № 1 (2011)
адаптивности.

Наибольший

протест

вызывает,

однако,

сама

концепция

«дегенерализации» человека, то есть формирования различных человеческих типов
более или менее по образу и подобию специализации муравьев. Может быть, эти
аналогии не приходили на ум проектировщикам, однако они напрашиваются, даже если
подходить к проекту без всякой предубежденности. Находиться в состоянии
гибернации можно и без осмотических насосов; подобно этому можно снабдить
космонавта рядом микроприставок (автоматических или же управляемых им самим)
для введения в его организм соответствующих препаратов. А уж это отсутствие рта у
киборга кажется мне эффектом, предназначенным скорее для широкой публики, чем
для специалистов-биологов. Я не могу не признать, что в области таких или подобных
им переделок легче ограничиться общими словами о будущей их необходимости, чем
предлагать

хотя

бы

технически

и

нереальные

сегодня,

но

конструкторски

убедительные усовершенствования. Ведь пока промышленная химия безнадежно
отстает от биохимии организмов, а молекулярная техника вместе с ее приложениями к
переносу информации еще находится в пеленках по сравнению с молекулярной
технологией организмов. Однако те средства, за которые Эволюция хваталась, если
так можно выразиться, скорее «от отчаяния», чем за неимением выбора, стесненная в
силу объективных причин «холодной технологией» и весьма узким составом элементов
(практически она пользовалась только углеродом, водородом, кислородом, серой,
азотом, фосфором и следами железа, кобальта и других металлов), не могут
представлять собой высших достижений в области конструирования гомеостатов в
масштабах всего космоса. Когда синтез химических соединений, теория информации,
общая теория систем продвинутся далеко вперед, человеческое тело окажется
наименее совершенным элементом такого мира. Человеческое знание превзойдет
биологическое — знание, накопленное в живых организмах. Тогда планы, почитаемые
ныне за поклеп на совершенство эволюционных решений, будут реализованы.

(k) Автоэволюционная машина
Поскольку возможность перестройки человека представляется нам чем-то
чудовищным, мы склонны полагать, что чудовищными должны быть и применяемые
для этого технические процедуры. Хирургия мозга, зародыши, выращиваемые в
«колбах» и развивающиеся под контролем «генетической техники», — вот картины,
которые рисует нам фантастическая литература. На самом же деле процедуры могут
быть совсем незаметными. Уже несколько лет в США работают (немногочисленные
пока) цифровые машины, запрограммированные для подбора супружеских пар.
http://chemistry-chemists.com

< 675 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«Машинная сваха» подбирает пары из лиц, наиболее соответствующих друг другу в
физическом и умственном отношении. По скудным пока данным прочность брачных
союзов, заключенных с помощью машины, примерно в два раза выше, чем прочность
обычных браков, В последние годы в США снизился средний возраст лиц, вступающих
в брак, и 50% браков расторгается в течение первых 5 лет. Отсюда — множество
разведенных «двадцатилетков» и детей, лишенных нормального родительского ухода.
Пока что не найден способ заменять чем-либо семейную форму воспитания, ибо
проблема — не только в средствах на содержание соответствующих институтов
(детских домов). Родительские чувства не имеют замены, а раннее и продолжительное
их отсутствие приводит не только к отрицательным воспоминаниям о детстве, но и к
необратимым иногда дефектам в так называемой «высшей эмоциональной сфере».
Так выглядит дело в настоящее время. Люди образуют пары случайным методом,
который можно было бы назвать броуновским, так как соединяются они после
некоторого числа мимолетных контактов, встретив, наконец, «настоящего» партнера (о
чем, казалось бы, должно свидетельствовать взаимное влечение). Но такое узнавание
как раз и является достаточно случайным (коль скоро в 50% случаев оно оказывается
ошибочным).

«Машинная

сваха»

изменяет

это

положение.

Соответствующие

исследования снабжают машину данными о психосоматических признаках кандидатов,
после чего она подбирает пары из лиц, оптимально подходящих друг другу. Машина не
ликвидирует свободы выбора, так как она представляет не единственного кандидата.
Действуя вероятностным методом, она предлагает выбор в пределах отобранной
группы, заключенной в доверительном интервале. Такие группы машина может
отбирать среди миллионов людей, тогда как индивидуум, поступая традиционно,
«случайным методом», может встретить в жизни самое большее несколько сот
потенциальных супругов. Итак, машина реализует по существу древний миф о
мужчинах и женщинах, предназначенных друг для друга, но напрасно друг друга
ищущих.18 Дело только за тем, чтобы общественное мнение хорошо усвоило этот
факт. Правда, это аргументы только рациональные. Машина расширяет возможности
выбора, но делает это опосредованно, через голову индивидуума, лишая его права на
ошибки и страдания и вообще на всякие невзгоды совместной жизни. Но ведь кто-то
может как раз жаждать таких невзгод или, по меньшей мере, желает иметь право на
риск. Господствует, правда, убеждение, что брак заключают для того, чтобы в нем
состоять, но, быть может, кто-то предпочитает выбрать партнера легкомысленно и
пройти с ним через все перипетии с фатальным финалом, чем жить «долго и
18 См. Платон, Пир, Избранные диалоги, изд-во «Художественная литература», 1965.

http://chemistry-chemists.com

< 676 >

Химия и Химики № 1 (2011)
счастливо» в гармоничном супружеском союзе. Однако при массовом усреднении
польза от подбора супругов с позиции «лучшего знания», каким располагает машина,
столь преобладает над недостатками такого подбора, что подобная практика имеет
значительные шансы на распространение. Когда эта практика станет культурной
нормой, брак, отвергаемый машинной свахой, будет, возможно, чем-то вроде
запретного и потому манящего плода, а общество окружит его атмосферой, похожей на
ту, какая раньше сопутствовала, например, мезальянсам. Впрочем, может случиться,
что подобный «отчаянный шаг» будут считать в некоторых кругах «проявлением
особого мужества», прямым «провоцированием опасности».
Применение «машинных свах» может иметь очень серьезные последствия для
нашего вида. Когда индивидуальные генотипы будут расшифрованы и введены наряду
с установленными «личными психосоматическими профилями» в машинную память,
задачей «свахи» станет подбор не только лиц, но и генотипов. Отбор будет, таким
образом, двухступенчатым. Сначала машина выделит класс партнеров, подходящих
друг другу психосоматически, а затем произведет отсев второй ступени, отбрасывая
кандидатов, которые с существенной вероятностью могли бы произвести на свет детей
по некоторым соображениям нежелательных, например неполноценных (такой отсев
мы без всяких возражений одобряем) либо обладающих низкими умственными
способностями или психически неуравновешенных (что уже вызывает, по крайней мере
сегодня, некоторые возражения). Такая процедура представляется желательной для
стабилизации и защиты наследственного вещества нашего вида, особенно в эпоху,
когда

в

цивилизационной

среде

возрастает

концентрация

мутагенов.

От

стабилизирования генотипов популяции недалеко до управления их дальнейшим
развитием. Мы вступаем здесь в сферу такого планируемого воздействия, которое
означает уже плавный переход к управлению эволюцией вида. Ибо подбирать
генотипы к генотипам — это все равно, что управлять эволюцией вида. Подобная
техника

представляется

наименее

радикальной,

поскольку

она,

по

существу,

незаметна. Но именно поэтому она и создает щекотливую моральную проблему.
Согласно канонам нашей культуры, общество должно быть осведомлено обо всех
важных переменах, а ведь именно такой переменой был бы, скажем, некий
«тысячелетний автоэволюционный план». Однако осведомлять, не приводя при этом
аргументов, значит навязывать планы, а не убеждать в необходимости их реализации.
Но аргументы могут должным образом понять только лица, обладающие широкими
познаниями в области медицины, теории эволюции, антропологии и популяционной
генетики. Другая особенность такой техники состоит в том, что эффективность ее
зависит от того, к каким признакам организма ее применяют. Сравнительно легко,
http://chemistry-chemists.com
< 677 >

Химия и Химики № 1 (2011)
например, распространять высокие умственные способности как естественный видовой
признак, хотя и не столь часто встречаемый, как было бы желательно. Это имело бы
огромное значение в эпоху умственного соревнования людей и машин. Труднее всего
было бы достичь указанным методом глубоких изменений в структуре организма. О
каких изменениях может идти речь? По мнению некоторых исследователей (таких,
например, как Дарт), мы «наследственно обременены», а точнее, отличаемся
асимметрией стремлений к «злу» и «добру» из-за того, что наши предки три четверти
миллиона лет практиковали каннибализм, причем не как исключение — перед лицом
голодной смерти (так поступают «обыкновенные» хищники), — а как правило. Об этом
было известно уже довольно давно, но сейчас каннибализм признают иногда
творческим фактором антропогенеза. При этом рассуждают следующим образом:
растительная пища не максимизирует «разумности», ведь бананы не заставляют
ищущего их разрабатывать ни тактику молниеносной оценки ситуации, ни стратегию
нападений врасплох, борьбы и погони. Поэтому антропоиды как бы задержались, а
прачеловек гораздо быстрее прогрессировал в своем развитии, так как охотился на
равных себе по сообразительности. Благодаря этому интенсивнее всего отсеивались
«нерасторопные», ибо умственно ограниченное травоядное в худшем случае иногда
постится, в то время как недостаточно проворный охотник на себе подобных должен
быстро погибнуть.
Итак, «изобретение каннибализма» явилось ускорителем умственного прогресса,
поскольку

из-за

внутривидовой

борьбы

выживали

только

особи

с

наиболее

сообразительным умом, то есть таким, который способен к универсальному переносу
жизненного опыта на новые ситуации. Впрочем, австралопитек, о котором идет речь,
был

всеядным.

Ведь

культуре

камня

предшествовала

культура

остеодонтокератическая19, ибо первой, случайно — после обгрызания — возникшей
палкой была длинная кость; поэтому первыми сосудами и палицами австралопитека
были черепа и кости, а испарения крови сопутствовали возникновению первых
обрядов. Из этого не вытекает, что мы унаследовали от предков «архетипы
преступности», так как вне области инстинкта не наследуется никакое готовое знание,
направляющее к определенным действиям, и можно предполагать только, что мозг и
тело человека сформировались благодаря непрестанной борьбе. Заставляет также
задуматься «асимметрия» истории культуры, в которой добрые намерения довольно
регулярно обращались во зло, до обратной же метаморфозы дело как-то не доходило,

19 Остеон — кость, одон — зуб, кераэ — рог (греч.)

http://chemistry-chemists.com

< 678 >

Химия и Химики № 1 (2011)
а в одной из господствующих религий — в доктрине пресуществления20 — до сих пор
особую роль играет кровь. Если подобные гипотезы имеют под собой реальную почву,
если глубины нашего мозга сформировались под влиянием этих сотен тысяч лет, то
некоторое улучшение вида — в области так называемой «асимметрии» — было бы и в
самом деле желательным. Конечно, сегодня мы не знаем, нужно ли приниматься за
него; мы также не знаем, как следовало бы это делать. Матримониальные машины
могли бы привести к желательному состоянию только через много тысяч лет, так как
они могут лишь ускорить естественный, очень уж медленный темп эволюции.
Итак, ввиду столь революционного плана следует, возможно, прибегнуть к
«ускоренным» методам. Во всяком случае, протест, который вызывает в нас
перспектива

автоэволюционных

преобразований,

определяется

не

только

их

размерами, но и плавностью постепенного перехода к ним. «Перекройка» мозга и тела
вызывает отвращение, «матримониальная машинная консультация» выглядит как
довольно невинная процедура, а ведь эти пути отличаются лишь длиной и могут вести
к аналогичным результатам.

(l) Экстрасенсорные явления
Многих существенных проблем мы вообще в этой книге не коснулись. Многие
рассмотрели более бегло, чем они того заслуживают. И если, приближаясь к концу, мы
вспомним о телепатии и родственных ей внечувственных явлениях, то лишь для того,
чтобы избежать упрека в том, что, посвятив столько внимания делам будущего мира и
механизировав с такой неукоснительностью проблемы духа, мы впали в слепоту. Ведь
если телепатия уже сегодня возбуждает столь значительный интерес даже в
некоторых научных кругах, то не является ли весьма вероятным, что более подробное
ее познание приведет к радикальному изменению наших физических взглядов? И быть
может, явления этого типа даже станут доступными конструкторскому вмешательству?
Если человек может быть телепатом, а электронный мозг — полноценным
«заместителем» человека, то напрашивается простой вывод, что и такой мозг, лишь бы
он был надлежащим образом построен, проявит способность к внечувственному
познанию. Отсюда уже — прямой путь к представлениям о новых методах передачи
информации с помощью «телепатических каналов», «машинных телепатронов»,
«телекинеторов», а также к кибернетическому ясновидению.
Я довольно подробно знаком с литературой, посвященной ESP (Extra-Sensory
20 Претворения хлеба и вина в тело и кровь Христа во время обряда причащения.

http://chemistry-chemists.com

< 679 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Perception

—

экстрасенсорному,

внечувственному

восприятию).

Аргументы,

выдвигаемые против результатов исследований таких ученых, как Раин или Соул, и
собранные в язвительной, но разумно написанной книге Дж. Спенсера Брауна21,
представляются

мне

довольно

убедительными.

Как

известно,

вызываемые

«спиритическими медиумами» феномены начала нашего столетия, с таким интересом
исследовавшиеся тогдашним научным миром, прекратились почти одновременно с
появлением инфракрасного оптического устройства, которое позволяло наблюдать
все, что делается даже в тщательно затемненной комнате. Видимо, «духи» боятся не
только освещения, но и инфракрасных биноклей.
Явления, исследуемые Райном и Сеулом, не имеют ничего общего с «духами».
Под телепатией они понимают передачу информации от мозга к мозгу без
посредничества чувственных каналов. Под криптэстезией они понимают получение
мозгом информации о материальных предметах, спрятанных любым способом и
находящихся на расстоянии, также без посредничества органов чувств. Психокинезом
они называют пространственные манипуляции с материальными объектами с
помощью чисто умственного усилия, опять-таки без материального эффектора. И
наконец, под ясновидением они понимают способность предвидеть будущие состояния
материальных явлений без умозаключений на основе известных фактов («взгляд
духом в будущее»).22 Такие исследования, особенно проводившиеся в лаборатории
Раина, дали большой статистический материал.
Соблюдаются строгие условия контроля, статистические результаты получаются
довольно весомыми. При изучении телепатии часто пользуются так называемыми
картами Зенера, а при изучении психокинеза — машинкой для бросания игральных
костей: экспериментирующий пытается увеличить или уменьшить число выпадающих
очков.
Спенсер Браун критикует статистические методы, утверждая, что в длинных
сериях

случайных

испытаний

некоторые

маловероятные

последовательности

результатов могут повторяться, и притом с тем большей вероятностью, чем длиннее
серия. Всем играющим в азартные игры известны такие явления, как «полоса везения»
21 G.S. Brown, Probability and Scientific Inference, Longmans, London, 1958. Вопреки мнению автора критика
статистической стороны экспериментов Раина и Соула, приведенная Дж.С. Брауном, является неубедительной. См.
в этой связи также Дж. Томсон, Предвидимое будущее, ИЛ, 1958, стр. 167—168; А. Тьюринг, Может ли машина
мыслить, Физматгиз, 1960, стр. 48.
22 Автор неточен в терминологии; криптэстезия — «разновидность» ясновидения. То, что автор называет
ясновидением, называется в парапсихологической литературе проскопией. Аналогично ретроскопией называют
способность «видеть» прошлые события, а психометрией — способность считывать информацию о владельце с
принадлежащих ему личных вещей. — Прим. ред.

http://chemistry-chemists.com

< 680 >

Химия и Химики № 1 (2011)
(или невезения). Браун считает, что по воле чистейшей случайности в процессе
проведения длинной серии испытаний может возникать сколь угодно большое
отклонение от среднего значения. И действительно, этот тезис подтверждается
фактом, известным всем, кто занимался составлением так называемых таблиц
случайных чисел: не раз аппаратура, которая должна выдавать такие числа с
совершенно хаотическим разбросом, выдает серию из десяти, а то и из ста нулей
подряд (или любой другой цифры). Это как раз и есть результат случая.
Статистический аппарат, используемый учеными в экспериментах, никогда не бывает
«пустым», поскольку он «заполнен» материальным содержанием явлений. В то же
время длительное наблюдение за совершенно пустой, то есть лишенной связей с
какими бы то ни было материальными явлениями, серией случайных испытаний может
приводить к появлению весьма «многозначительных», казалось бы, отклонений. Их
несущественность,

то

есть

акцидентальность,

можно

доказать

тем,

что

они

невоспроизводимы и через некоторое время «сами» расплываются и исчезают, после
чего дальнейшие результаты снова очень долго колеблются вблизи ожидаемого
статистического среднего. Таким образом, если мы ожидаем явления, которого нет в
природе, и используем с этой целью в эксперименте серию случайных испытаний, то
на самом деле мы просто фиксируем поведение этой серии, оторванной от каких бы то
ни было материальных явлений. При этом время от времени возникают «весомые
статистические отклонения», чтобы потом пропасть без следа. Аргументы Брауна
исчерпывающи, однако я не буду приводить их полностью, так как в том, что
рассматриваемые явления не существуют, меня убеждает нечто другое.
Если бы телепатические явления были реальностью, если бы они служили
своеобразным каналом передачи информации, не зависящим от всех тех помех и
шумов,

которым

подвержена

информация,

принимаемая

органами

чувств,

то

биологическая эволюция, несомненно, воспользовалась бы таким феноменом,
поскольку он очень серьезно увеличил бы шансы вида на выживание в борьбе за
существование. Насколько легче было бы вожаку наводить на след стаю хищников
(скажем, волков), которая преследует жертву в темном лесу и рассеивается во время
бега деревьями; насколько легче было бы ему это делать, если бы он находился со
стаей в телепатическом контакте, который, как нам говорят, не зависит ни от
атмосферных условий, ни от видимости, ни от наличия материальных преград. И уж, во
всяком случае, Эволюции не приходилось бы прибегать к хлопотливым и хитроумным
способам для того, чтобы помочь партнерам обоих полов найти друг друга. Обычный
«телепатический зов» заменил бы обоняние, зрение, гидролокационное чувство и т.д. и
т.п.
http://chemistry-chemists.com

< 681 >

Химия и Химики № 1 (2011)
Единственный случай, который заставляет задуматься, это casus одной ночной
бабочки, привлекающей половых партнеров на расстоянии в несколько километров. Из
других

источников

известно,

однако,

сколь

чувствительны

обонятельные

или

тактильно-обонятельные органы на усиках насекомых. Ночная бабочка приманивает
партнеров, будучи помещенной в клеточку из сетки. Ничего не известно, однако, о том,
повторяется ли явление, если бабочку закрыть в герметическом сосуде. Ранее мы
показали на примерах, какой чувствительности достигают отдельные органы чувств
животных. Эти достижения Эволюции были бы излишними, если бы телепатические
явления не подчинялись законам естественного отбора. Пока действует этот отбор, нет
никаких признаков организма, которые, однажды проявив себя, могли бы ему не
подчиняться. И коль скоро какие-то ночные бабочки, люди или собаки демонстрируют в
экспериментах телепатию, то, значит, она свойственна живым организмам и
телепатические явления должны были проявляться уже у их мезозойских предков.
Если же Эволюция за два-три миллиарда лет не сумела аккумулировать это
явление сверх этой едва обнаружимой во многих тысячах экспериментов меры, то и
без анализа самого аппарата статистики можно прийти к выводу, что вся эта
проблематика никаких перспектив на будущее не открывает. Впрочем, в какую бы
среду мы ни заглянули, мы везде заметили бы чрезвычайную потенциальную
полезность телепатических явлений и в то же время полное их отсутствие.
Глубоководные рыбы живут в полной темноте. Так не предпочтительней ли им
воспользоваться телепатической локацией вместо примитивных люминесцентных
органов, которыми они лишь в небольшом радиусе освещают место своего
нахождения, чтобы избегать врагов и искать партнеров? Не должны ли существовать
исключительно сильные телепатические связи между родителями и их потомством?
Однако самка, если спрятать ее детенышей, будет искать их зрением, нюхом, но
только не «телепатическим чувством». Не должны ли были выработать сильную
телепатическую связь ночные птицы? Летучие мыши? Таких примеров можно привести
сотни. Поэтому мы с чистой совестью можем не касаться перспектив развития
«телепатической технологии». И даже если в статистических сетях протоколов увязла
какая-то крупица объективной истины, какого-то неизвестного явления, то она не имеет
ничего общего с внечувственным познанием.
[Примечание

автора:

Ввиду

значительного

интереса

к

проблемам

внечувственных явлений нелишним будет, пожалуй, добавить следующее. Люди очень
любят повторять истории о «вещих снах» или рассказывать о происшедших с ними и с
их близкими случаях, доказывающих будто бы существование телепатии, криптэстезии
http://chemistry-chemists.com

< 682 >

Химия и Химики № 1 (2011)
и т.п. Поэтому надо разъяснить, что такие рассказы, даже из уст очевидцев, с научной
точки зрения никакого значения не имеют. Отклонение их наукой вовсе не вытекает,
как склонны полагать некоторые, из пренебрежения, якобы проявляемого ученым по
отношению к «простому человеку», оно попросту вытекает из повелений научного
метода. Для начала приведем простой пример, заимствованный у С. Брауна. Пусть 500
психологов в какой-нибудь стране начнут исследовать статистическими методами
наличие телепатии. Согласно статистике, половина из них получит результаты ниже
средних или средние, а вторая половина вследствие отклонения от статистически
ожидаемых результатов — положительные. Пусть теперь сто из этих пятисот
психологов получат исключительно «важные» результаты. Это утвердит их в
убеждении, что «здесь, однако, что-то есть». Среди этих ста половина в ходе
дальнейших исследований получит мизерные результаты, которые склонят их оставить
исследования, но вторая половина еще сильнее утвердится в убеждении, что они
обнаружили телепатические явления. В конце концов, на поле боя останется 5—6
человек, которые несколько раз подряд получили положительные результаты, и эти
уже «потеряны». Им никак уже не объяснишь, что сами они стали жертвами статистики,
с помощью которой воевали.
И совсем уже в общем плане: отдельные случаи не могут иметь значения для
науки, коль скоро простой расчет показывает, что если каждую ночь нескольким
миллиардам людей снятся сны, то содержание этих снов «исполнится» по меньшей
мере, в нескольких ста случаев из этих миллиардов. Если добавить к этому
естественную неясность и туманность снов, а также их эфемерный характер и вкусы
публики,

смакующей

«загадочные»

явления,

то

дальнейшее

распространение

подобных рассказов становится очевидным. Что же касается явлений, совсем уже
непонятных, вроде каких-то видений и т. п., или приостановки законов природы (то есть
«чудес»), то наука склонна скорее признавать их обманом чувств, галлюцинациями,
чем-то, что померещилось, и т.п. Это не должно обижать заинтересованных, поскольку
ученые исходят при этом не из каких-то «академических» соображений, а только из
интересов науки. А наука является сооружением слишком спаянным, воздвигнутым
ценой слишком многих скрупулезных усилий, чтобы ради первого же, второго или
десятого варианта явлений, не соответствующих фундаментальным, открытым на
протяжении столетий законам природы, ученые готовы были бы вышвырнуть за борт
эти достоверные истины и заменить их непроверяемыми — прежде всего из-за их
неповторяемости
повторяемыми

—

феноменами.

Ведь

наука

занимается

явлениями,

и только благодаря этому может предвидеть явления, подобные

исследуемым ею, чего никак уже нельзя сказать о ESP.
Лично я считаю решающим «эволюционный» аргумент. Ибо количество людей,
http://chemistry-chemists.com

< 683 >

Химия и Химики № 1 (2011)
видевших, слышавших или переживавших «телепатические явления», каким бы оно ни
было, близко нулю по сравнению с количеством «экспериментов», какие провела
естественная эволюция за время существования видов, на протяжении миллиардов
лет. И если эволюции не удалось «накопить» телепатических признаков, то это значит,
что нечего было накапливать, отсеивать и сгущать. Здесь нам могут возразить, что эти
явления свойственны якобы не только высшим организмам, таким, как люди или
собаки, но и таким, как насекомые. Но эволюция насекомых продолжалась несколько
сот миллионов лет, и этого времени, по меньшей мере, достаточно, чтобы заполнить
весь класс членистоногих одними без исключения телепатами. Ведь трудно
представить какой-нибудь признак, сильнее помогающий выжить в борьбе за
существование, чем возможность добывать информацию об окружающей среде и о
других существующих в ней организмах, минуя органы чувств, «телепатическим
информационным каналом». Если статистика, собранная Райном или Сеулом, что-то
отражает, то этим «чем-то» являются, вероятно, некоторые динамические структуры
человеческого мозга, подвергаемого испытанию на «угадывание» длинных случайных
серий. Полученные результаты могут свидетельствовать о том, что каким-то
непонятным для нас способом система типа мозга может иной раз «нечаянно» напасть
на след наивыгоднейшей стратегии угадывания последовательностей этого типа и тем
самым поднять получаемые результаты несколько выше среднего. Но, говоря это, я
сказал даже лишнее, поскольку с таким же успехом речь может идти о совпадении двух
псевдослучайных серий (серии «извлечений карт» Зенера23 и серии «извлечений»
испытуемым их мысленных эквивалентов) в результате «везения» и ни о чем более.
Во время чтения корректуры этого издания я познакомился с книгой «Разум во
Вселенной» Макгоуэна и Ордуэйя. Они полагают, что создание «разумных автоматов»
является закономерностью развития всех биологических цивилизаций Космоса. На
Земле же этому будет благоприятствовать антагонистическая ситуация, поскольку
сторона,

которая

подчинится

управлению

стратегической

машины,

обретет

преимущество над противником. Начатое в сфере вооружений и перенесенное в эту
новую область соперничество должно привести к объединению, так как на высокой
ступени уже автономной, то есть планируемой и управляемой этими машинами,
эволюции людей они убедятся в том, что сотрудничать полезнее, чем укреплять
антагонизм. Это должно открыть эпоху всеобщего благоденствия, за которое
биологическим существам придется расплачиваться значительной потерей личных
свобод. Через некоторое время автомат-правитель, установив в конце концов контакт с
23 Карл Э. Зенер, американский психолог, предложил использовать в парапсихологических экспериментах
карты, подобные игральным, но с пятью геометрическими фигурами. Это круг, квадрат, крест, звезда и волнистые
линии. Стандартная колода карт Зенера состоит из 25 карт, по пять карт каждого достоинства.

http://chemistry-chemists.com

< 684 >

Химия и Химики № 1 (2011)
подобными же правителями других планет, покидает своих подданных, дабы
отправиться в «лучшие края» Космоса. Осиротевшее биологическое общество строит
себе очередной автомат, и этот цикл многократно повторяется. Его начало, в
понимании авторов, не лишено признаков «правдоподобия», чего нельзя уже сказать о
следующих этапах (благоденствия под властью машины и ее «исхода» в Космос).
Миграции электронных экс-правителей по Галактике являются вымыслом чистейшей
воды. Правление автоматов носит, согласно этим авторам, черты «просвещеннейшего
абсолютизма», объединяющего интересы обеих сторон. Ведь механический Разум,
будучи рациональным, «во всем разбирается лучше, чем люди», а поэтому управляет
поведением людей также и ради их блага, поскольку оно совпадает с его собственным.
Это идеальное совпадение интересов представляется сомнительным, о чем мы уже не
раз упоминали, к тому же управление людьми, рациональное на 100%, является
занятием рискованным и неблагодарным. В «First and last Men» («Первые и последние
люди») Стейплдон, рассказав об ослепительном начале и катаклитическом конце
правления «Великих мозгов», проявил себя, пожалуй, более проницательным знатоком
психосоциологии. Хотя авторы об этом не упоминают, их фантастическая версия
социальной эволюции представляет собой еще один вариант ответа на вопрос о
причинах «silentlam Universi» (молчания Вселенной). Ведь биологическое общество
(это уже мой вывод) без ведома своего Правителя не могло бы установить контакт с
Другими.

Правитель

же

может

оказаться

незаинтересованным

в

контакте

с

цивилизациями «низшего», то есть биологического уровня, ибо полученная ими
информация, пожалуй, отбила бы у них охоту к продолжению кибернетических работ.
Поэтому Правитель может применять информационную технику, которую цивилизация,
подобная нашей, обнаружить не в силах. Однако вся эта гипотеза подразумевает
детерминизированную «одноколейность» развития с привкусом прямо-таки сказочного
упрощения. В ней больше элементов из области Science Fiction, научной фантастики,
чем трезвого предвидения.]
Что же касается психокинеза, то хватит, пожалуй, и нескольких фраз, чтобы
показать ненужность каких бы то ни было статистических экспериментов. Ведь
достаточно установить струнный гальванометр Эйнтховена должной чувствительности
и попросить какого-нибудь «духовного атлета», чтобы он переместил, скажем, на одну
тысячную миллиметра световой пучок, отраженный от зеркальца гальванометра и
падающий на шкалу. Сила для этого нужна в десять с лишним тысяч раз меньшая той,
которой требует повертывание игральных костей, падающих на стол из стаканчика
(повертывание, достаточное, чтобы изменить результат — увеличить или уменьшить
число выпадающих очков по сравнению с ожидаемым согласно теории вероятностей).
http://chemistry-chemists.com

< 685 >

Химия и Химики № 1 (2011)
«Психокинетический атлет» должен быть благодарен нам за это предложение, ибо на
игральные кости можно влиять лишь краткое мгновение, пока они, выпадая из бокала,
катятся по столу, а сидя перед гальванометром, он сможет сосредоточиваться целыми
часами и даже днями, воздействуя на его кварцевую нить, обладающую несравненной
чувствительностью.

Краков, август 1966 г

http://chemistry-chemists.com

< 686 >

Химия и Химики № 1 (2011)

О журнале Химия и Химики

девиз журнала:

Химия - Жизнь

Основные направления журнала:
•

статьи по химии, физике, астрономии, биологии, медицине и другим
естественным наукам

•

занимательные эксперименты по химии с подробным описанием и
фотографиями

•

материалы для профессиональных химиков

•

обсуждение проблем науки и образования

•

научный юмор

•

литературные произведения близкие по духу науке

•

Материалы, публикуемые в журнале, берутся из любых доступных и легальных
источников.

•

Журнал полностью некоммерческий. Любая реклама на страницах журнала отсутствует.

•

Все

материалы

журнала

предназначены

исключительно

для

свободного

распространения.
•

При использовании материалов журнала не забывайте делать ссылки.

•

Редакция не обязательно разделяет точку зрения автора и не несет ответственности за
содержание опубликованных материалов.

•

Все присылаемые статьи проходят рецензию. Главное требование – актуальность темы
и наличие полезной информации. Любые рецензии, рекомендации и т.п., написанные по
инициативе авторов и прилагаемые к статьям, редакцией не рассматриваются.

•

Любые материалы псевдонаучного содержания отклоняются без рассмотрения.

•

Следующие номера журнала будут выходить по мере накопления материала без
строгого соблюдения периодичности.
Адрес для переписки: chemistryandchemists@gmail.com

Форум журнала:

http://chemistry-chemists.com/forum/index.php

Список замеченных опечаток: http://chemistry-chemists.com/Issues/corrections.html
Редакторы:
В.Н. Витер

Окончательный вариант номера:

Киев, 28.12.2010

А.В. Зубко

http://chemistry-chemists.com

< 687 >