ISSN O130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
з
1983

■**•••• vvv **& Tilirtv: z.
-Tfft
► > » «••fc*t • • • •
> •••»t««4 %
^ • ♦ m • * +« * • 4 • 4 « « •
• *♦ •• ♦♦•... . « .
.•«

химия и жизнь
Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР
№ 3
март 1983
ФРИДРИХ ЭНГЕЛЬС О КАРЛЕ МАРКСЕ
2
4
8
15
22
25
26
29
~32
Проблемы и методы
современной нвуки
И. В. Петрянов. УМНОЖЕНИЕ ДЕЛЕНИЕМ
Г. Б. Шульпин. МАТЕМАТИКА БЕЗ ЧИСЕЛ
Г. С. Шимонаев. ПОЧТЕННАЯ ПАРАДИГМА
Ресурсы
Банк отходов
А. Б. Зезин, В. Ю. Барановский. ПОЛИКОМПЛЕКСЫ
В СЕЛЬСКОМ ХОЗЯЙСТВЕ
И. Н. Лозановская. ФОСФОГИПС —
ЭТО ПЛОДОРОДИЕ
И. А. Болотников. КАЛЬЦИЙ, КУРЫ И МРАМОР
Г. Л. Аврех. РЕШЕНИЕ, УСТРАИВАЮЩЕЕ ВСЕХ
Проблемы и методы
современной науки
Что мы едим
Ю. М. Евдокимов. КАК ПРОЧНЕЕ КЛЕИТЬ:
РЕКОМЕНДУЕТ ЖИВАЯ ПРИРОДА
И. И. Брехман, Д. П. Мочалова.
ПРОБЛЕМА САХАРА — ВАРИАНТЫ РЕШЕНИЯ
Г. И. Бондарев, А. Н. Мартинчик. ПРАВИЛЬНОЕ
ПИТАНИЕ ПРОТИВ ЧУЖЕРОДНЫХ ВЕЩЕСТВ
38
43
~48
Проблемы и методы
современной науки
М. Д. Франк-Каменецкий. ГЕНЫ И РАК
Что мы пьем
В. П. Арестов. ЦИМЛЯНСКОЕ ИГРИСТОЕ
54
Вещи и вещества
Л. Кельман. ХРОНИКА БИСЕРА
М. Нейдинг, Р. Короткий. ПЛАСТИКИ ВЫШЛИ
В МОРЕ
58
63
Земля и ее обитатели
Живые лаборатории
В. А. Межжерин. ПРИЛЕГ МЕДВЕДЬ ПОСПАТЬ..
Б. Симкин. ЛОТОСЫ
66
65
Болезни и лекарства
Ю. И. Наумов. НОСИТЬ НЕ ПЕРЕНОСИТЬ
72
Гипотезы
В. Полищук. ЧЕТЫРЕ ДНЯ С ГАЛИЛЕЕМ
(окончание)
Ю. Симаков. ИНФОРМАЦИОННОЕ ПОЛЕ ЖИЗНИ
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ИНФОРМАЦИЯ
КОНСУЛЬТАЦИИ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
КНИГИ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
82
88
6
20
21, 35
30
36, 53
75
76
93
94
96
НА ОБЛОЖКЕ — рисунок
А. Астрина к статье
Г. С. Шимонаева
«Почтенная парадигма»
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — вышитая
бисером женщина
(Россия. XIX век) вышивает
бисером... К статье
«Хроника бисера» в этом
номере журнала

С "
■ет-я 165 лет со дня рождения
4 ого >м# ун i: а;
^■**
V4I
\ !
!**.
I'
«>.

Фридрих Энгельс —
о Карле Марксе
ИЗ ПРЕДИСЛОВИЯ К II ТОМУ
«КАПИТАЛА»
Как это случилось, что теория
прибавочной стоимости Маркса произвела такое
впечатление, как удар грома с ясного
неба, и притом во всех цивилизованных
странах, тогда как теории всех его
социалистических предшественников^ том числе
и Родбертуса, не оказали никакого
действия?
История химии может пояснить нам
это примером.
Как известно, еще в конце XVIII века
-осподствовала флогистонная теория, со-
-ласно которой сущность всякого горения
гостоит в том, что от горящего тела
отделяется другое, гипотетическое тело,
эбсолютное горючее вещество, получившее
название флогистона. Эта теория была до-
:таточна для объяснения большей части
известных тогда химических явлений, хотя
) некоторых случаях она объясняла их не
Зез большой натяжки. Но вот в 1774 г.
Пристли описал разновидность воздуха,
(которую он нашел настолько чистой или
настолько свободной от флогистона, что
:равнительно с ней обыкновенный воздух
1редставлялся уже испорченным». Он
назвал ее: дефлогистированный воздух.
$скоре затем такую же разновидность
юздуха описал Шееле в Швеции и доказал
;е наличие в атмосфере. Шееле нашел
акже, что она исчезает, если в ней или
( обыкновенном воздухе сжигать какое-
тбудь тело, и назвал ее поэтому огневым
оздухом [Feuerluft].
«Из этих данных он вывел такое заключе-
[ие, что соединение, образующееся при соче-
ании флогистона с одной из составных частей
.оздуха» {следовательно, при горении}, «есть не
то иное, как огонь или теплота, которая уле-
учивается через стекло»*.
Пристли и Шееле описали кислород,
о они не знали, что оказалось у них в
>уках. Они «оставались в плену» флогистон-
ых «категорий, которые они нашли у своих
|редшественников». Элемент, которому
уждено было ниспровергнуть все флоги-
1ервый советский памятник основоположнику
аучного коммунизма, сооруженный в
(етрограде (фото 1918 года),
кульптор А. Т. Матвеев
* Roscoe und Schorlemmer: "Ausfiihrliches
ehrbuch der Chemie". Braunschweig, 1877,1, S. 13, 18.
стонные воззрения и революционизировать
химию, пропадал в их руках совершенно
бесплодно. Но вскоре после этого Пристли,
будучи в Париже, сообщил о своем
открытии Лавуазье, и Лавуазье, руководствуясь
этим новым фактом, вновь подверг
исследованию всю флогистонную химию и
впервые открыл, что новая разновидность
воздуха была новым химическим
элементом, что при горении не таинственный
флогистон выделяется из горящего тела,
а этот новый элемент соединяется с телом,
и таким образом, он впервые поставил на
ноги всю химию, которая в своей
флогистонной форме стояла на голове. И если
даже Лавуазье и не дал описания
кислорода, как он утверждал впоследствии,
одновременно с другими и независимо от
них, то все же по существу дела открыл
кислород он, а не те двое, которые только
описали его, даже не догадываясь о том,
что именно они описывали.
В теории прибавочной стоимости
Маркс по отношению к своим
предшественникам является тем же, чем Лавуазье
по отношению к Пристли и Шееле.
Существование той части стоимости продукта,
которую мы называем теперь
прибавочной стоимостью, было установлено задолго
до Маркса; точно так же с большей или
меньшей ясностью было высказано, из чего
она состоит, именно: из продукта того
труда, за который присвоивший его не
заплатил никакого эквивалента. Но дальше
этого не шли. Одни — классические
буржуазные экономисты — самое большее
исследовали количественное отношение,
в котором продукт труда распределяется
между рабочим и владельцем средств
производства. Другие — социалисты —
находили это распределение
несправедливым и выискивали утопические средства
для устранения несправедливости. И те и
другие оставались в плену экономических
категорий, которые они нашли у своих
предшественников.
Но вот выступил Маркс. И притом
в прямую противоположность всем своим
предшественникам. Там, где они видели
решение, он видел только проблему. Он
видел, что здесь перед ним был не
дефлогистированный воздух и не огневой воздух,
а кислород, что здесь речь шла не о
простом констатировании экономического
факта, не о противоречии этого факта с
вечной справедливостью и истинной
моралью, но о таком факте, которому
суждено было произвести переворот во всей
политической экономии и который давал
ключ к пониманию всего
капиталистического производства,— давал тому, кто
сумел бы им воспользоваться.
Руководствуясь этим фактом, он исследовал все
установленные до него категории, как
Лавуазье, руководствуясь открытием
кислорода, исследовал прежние категории
флогистонной химии.

Проблемы и методы
современной науки
Умножение
делением
Академик
И. В. ПЕТРЯНОВ
Научные открытия бывают двух видов.
Одни — предсказуемые, закономерно
возникающие как результат суммирования,
как диалектический переход количества в
качество. Другие появляются вроде бы на
пустом месте, никак не следуя из
прежних наших представлений о той или иной
части окружающего мира. Как правило,
именно они ведут за собой каскады новых
открытий и столь же неожиданных выходов
в практику. Происходит не суммирование,
а умножение знания.
К явлениям такого рода, безусловно,
относятся два открытия в ядерной физике,
сделанные незадолго до войны:
вынужденное деление атомных ядер — ядер урана
под действием нейтронов (О. Ган и
Ф. Штрассман, 1939 г.) и
самопроизвольное, спонтанное деление ядер — того же
урана (К. А. Петржак и Г. Н. Флеров,
1939—1940 гг.).
Возможность раскола тяжелого ядра
нейтроном никак не вытекала из тогдашних
представлений об атоме. Ядро казалось
чрезвычайно плотным сгустком, крепко
связанной системой протонов и
нейтронов, разбить которую очень и очень
трудно. Мало кто из физиков того времени
верил в возможность его деления. Даже
гениальный Энрико Ферми прошел мимо
такой возможности, исследуя результаты
нейтронной бомбардировки урана в опытах
1934 года. Но вот — случилось, и
последствия не заставили себя ждать.
Деление тяжелых ядер нейтронами
легло в основу атомной энергетики, это
общеизвестно. Менее известно, что
способность к делению оказалась универсальным
свойством атомных ядер. Воздействие
извне способно расколоть многие
сравнительно легкие ядра элементов середины
менделеевской таблицы, например, серебра.
Пытаются поделить даже ядра такого
относительно легкого элемента, как никель. Чтс
же до спонтанного деления, то оно, как
выяснилось позже, оказалось доминирующим
видом распада для далеких трансурановых
элементов. Именно это явление определяет
предел возможных ядерных образований.
Судите сами: в ядерной физике широкс
пользуются так называемым параметром
деления — отношением Z"/Af где буквой
Z обозначен заряд ядра, а А — массовое
число.
Для всех ядер тяжелее серебре
Z"/A > 17, и этим ядрам энергетически
выгодно деление, пусть вынужденное. При
Z 2/А>35 (уран и трансурановые элементы)
появляется вероятность спонтанного
деления. Появляется и стремительно нарастает.
Если для ядер урана период полураспада
по спонтанному делению — величина
порядка 1016 лет, то для курчатовия — уже
доли секунды.
А может быть, не это — главное.
Пионерская работа двух молодых
советских физиков потянула за собой длинную
цепь исследований и открытий,
обогативших наше знание о внутриядерной природе
вещества. Большинство этих открытий
сделано через двадцать и более лет после
работы, послужившей для них отправной
точкой. Большинство их сделано в Дубне, в
Объединенном институте ядерных
исследований, группами физиков, которыми
руководил один из первооткрывателей
явления, ныне академик Г. Н. Флеров.
Причины временного разрыва
понятны. В 40-х годах предстояло прежде всего
решить атомную проблему № 1 —
проблему обороноспособности, проблему бытия.
Для этого нужно было проделать
огромную работу — организовать коллективы
исследователей, решить сотни научных,
технических и технологических проблем.
А кому-то предстояло своими руками
сложить пирамидку окисноурановых блоков,
чтобы, рискуя жизнью (и не только своей),
определить критическую массу урана...
А еще нужно было, чтобы в распоряжении
физиков появились новые методы и
инструменты, позволяющие глубже заглянуть в
4

ядро. Нужно было, в частности, получить
возможность воздействовать на него не
только легким нейтроном или протоном,
но и более тяжелыми заряженными
частицами — ионами различных элементов.
Нужно было, наконец, познать в деталях, что
же происходит с ядром при делении,
спонтанном или вынужденном.
Атомн ое ядро представл яет собой
динамичную систему, постоянно
испытывающую флуктуации и колебания, в ходе
которых меняются его размеры и форма.
В этом смысле его можно уподобить
пульсирующему сердцу. Но только ни одно
сердце не выдержало бы такой частоты
колебаний: 1021 за секунду. Амплитуда этих
колебаний растет с ростом энергии
возбуждения, зто естественно, и тогда
увеличивается вероятность разрыва — деления.
В нормальном (физики говорят —
основном) состоянии сердце атома, даже
радиоактивного, может существовать многие
годы. Ядро урана, например, 1016 лет.
Нетрудно подсчитать, сколько колебаний
испытывает ядро прежде чем разделится:
число с 44 нулями после значащей,
отличной от нуля цифры. В то же время ядро,
поглотившее нейтрон, испытывает после
этого лишь миллион колебаний. Вот почему
«поймать» спонтанное деление ядра урана
было куда сложнее, чем вынужденное.
Но вот ядро поделилось,
образовались два, редко — три осколка. Однако
и массы их — неодинаковы, и энергии, и
направления разлета. Все это нужно было
изучить, обследовать досконально и точно.
Только после этого могли быть открыты
неизвестные прежде, еще более редкие,
но очень важные для понимания сути
ядерных превращений новые виды деления.
Одно из них — деление изомеров.
Явление ядерной изомерии открыто
раньше, чем спонтанное и вынужденное
деление, в 1935 г. И. В. Курчатовым, Б. В.
Курчатовым, Л. И. Русиновым и Л. В. Мыс овским-
Облучая бром нейтронами, они
обнаружили две разновидности изотопа бром-ВО:
у большинства ядер период полураспада
составлял 18 минут, у меньшинства — 4,5 часа.
Это была первая достоверно
обнаруженная пара ядер-изомеров, за ней
последовали другие, но не о них сейчас речь. В 60-х
годах Г. Н. Флеров и его сотрудники
установили, что относительно долго живущие
изомеры делятся легче, чем их
сравнительно короткоживущие аналоги. А ожидалось
обратное: структура изомерных состояний
такова, что она должна бы, казалось,
затруднить и обычный радиоактивный распад,
и тем более деление. К этому выводу
пришли на основе опытов. Но, вопреки
опыту, вопреки нормальной логике,
вероятность деления ядер изомеров оказалась
i в миллионы раз больше.
Теоретики, конечно, в конце концов,
1 все объяснили. Примерно по такой схеме:
i ядра в обычном состоянии подобны шари-
4 кам, а изомеры — эллипсоидам с
соотношением осей 2:1. Естественно, вытянутым
ядрам легче разделиться — как легче
разорвать заранее натянутую резинку.
Открытие деления изомеров прямо
связано с открытием спонтанного деления.
Только через его глубокое понимание
можно было увидеть алогичную логику
поведения изомерных ядер.
Другое открытие с того же древа
(и тоже дубненское) — это запаздывающее
деление или деление после бета-распада.
Оно позволило обнаружить большую
область новых ядер, делящихся
нетрадиционным путем. Сначала в них идет классическое
радиоактивное превращение —
бета-распад, а уж затем — деление, вроде бы
спонтанное, и все же вынужденное. При
бета-распаде выделяется энергия и порой
— довольно значительная. Часть ее
расходуется на возбуждение ядра и ускоряет его
деление. Но делится-то в конечном счете
не то ядро, какое попало в руки
экспериментаторов. Отсюда и запаздывание...
Третье важное открытие с того же
древа — это квазиделение или, как его
называют, реакции глубоко неупругих
передач. Благодаря слову «передача» здесь
уместна автомобильная или даже
футбольная параллель. Футболист ведет мяч на
большой скорости, его встречает защитник,
и представьте себе, мяч отобран чисто,
без грубости. Нападающий бежит по
инерции дальше, но уже без мяча, а защитник
с мячом двинулся вперед. Нечто подобное
происходит и в ядерных реакциях с
участием тяжелых ионов: за короткий миг
столкновения часть нуклонов («мяч»)
перейдет от иона к ядру. Возможна, впрочем,
и обратная комбинация.
Открытие квазиделения еще больше
усложнило и расширило наши
представления о ядрах, внесло новые оттенки в
понятия о ядерных оболочках и вязкости
ядерного вещества.
И напоследок — о самом известном.
Открытия новых химических элементов с
атомными номерами от 102 и далее
произошли благодаря ядерным реакциям с
участием тяжелых ионов. Это, как правило,
реакции полного слияния ядер мишени и
«снарядов». Очевидно, их можно
рассматривать как процессы, обратные делению.
Но, как читатели, очевидно, знают, мало
получить новое ядро — нужно еще точно
опознать, идентифицировать его. И вот
тут-то спонтанное деление выступает в роли
визитной карточки нового ядра, и чем
дальше за уран, тем чаще приходится
прибегать к этому методу опознания.
Этот метод идентификации во всем
мире считается «визитной карточкой»
Г. Н. Флерова и его школы. Георгию
Николаевичу недавно исполнилось 70 лет. Вся
его жизнь в науке прошла под звездой
спонтанного деления. Деления,
умножающего наше знание о природе атомного
ядра.

последние известия
Гелий-10:
еще одна
попытка
В 0«-ъе~:.-.. ном
ститутс ядегных -следовани*
|Дубн_») прг ;при *та ещ.;
на nor э л~ чить -верк
тяжелый изотмп гелия —
лии-10, на этот раз в яд<
ных реакциях с уч стие-
жепых ионов.
В 1980 г. в сборнике «Нейтронная физика»,
выпущенном в Киеве, было напечатано сообщение, что при
тройном распаде ядра калифорния-252 наблюдалось
несколько событий, которые по некоторым признакам
можно было бы приписать долгожданному гелию-10. Еще
в 60-х годах в Дубне был открыт самый пока тяжелый
изотоп гелия Не, он же — своего рода образчик сверх-
перегруженного нейтронами ядра: на каждый протон
три нейтрона. Многочисленные попытки довести это
соотношение до 1:4, то есть получить ядра гелия-10, долгое
время не приносили результата. До работы, описанной
в киевском сборнике. Однако авторы этой публикации
предупреждали, что результаты их эксперимента
нуждаются в дополнительной проверке с использованием
более совершенных методик и техники.
Чрезвычайно чувствительная установка для
регистрации легких радиоактивных ядер появилась недавно
в распоряжении физиков ОИЯИ. После этого группа
сотрудников Лаборатории ядерных реакций во главе с
доктором физико-математических наук Ю. Ц. Оганесяном
предприняла попытку обнаружить гелий-10 в различных
ядерных реакциях с тяжелыми ионами (напомним, что
физики считают тяжелыми ионы всех элементов, кроме
водорода и гелия). Исследовали выход изотопов гелия —
всех без исключения — в реакциях между ионами бора-10
и бора-11 с мишенями из титана и тория. Эксперименты
проводили на циклотроне У-300.
После первой серии экспериментов пришли к
выводу, что образование гелия-8 и гелия-10 наиболее вероятно
при реакции тория-232 и бора-11.
Редчайшие события распада уникальных ядер
намеревались зарегистрировать полупроводниковыми
детекторами, расположенными на выходе большого магнитного
спектрометра, информация от которых моментально
передавалась на ЭВМ. Были выработаны критерии отбора
нужных событий, а для большей надежности на пути
частиц ставили еще и детекторы из специальной
пластмассы (амилдигликолькарбоната), в которой оставляют
треки сравнительно легкие частицы. Ядра гелия-10 и
продукты их распада оставили бы здесь зримые (в
микроскоп) следы строго определенной конфигурации. В итоге
удалось бы выделить одно событие образования гелия-10
среди миллиарда частиц, попавших в регистрирующие
устройства.
За время эксперимента «поймали» в общей
сложности около полутора миллионов ядер гелия-8 и ни
одного — гелия-10. Это позволяло предположить, что столь
перегруженные нейтронами ядра (соотношение
нейтронов и протонов 4:1) слишком нестабильны; они если и
образуются, то лишь на неизмеримо короткое время. А
может быть, они распадаются в момент образования из-за
того, что в этом «осколке» слишком велик запас
энергии? Если так, то вывод о принципиальной
нестабильности ядер гелия-10 не столь однозначен...
Во всяком случае, экспериментаторы пока не
оставляют надежд открыть гепий-10. Намечены новые опыты,
думают испытать еще некоторые ядерные реакции.
Приведут ли они к открытию гелия-10, покажет будущее.
6
В. СТАНИЦЫН

последние известия
Молекула —
лента
Мёбиуса
Синтезировано органи
чес кое соединение, молекулы
которого обладают
топологией ленты Мёбиуса.
Начало химической топологии положено более двух
десятков лет назад, когда был синтезирован катенан —
молекула, в которой два цикла соединены подобно звеньям
цепи. С тех пор появились узлы, ротаксаны* —
топологические системы, с каждым разом достававшиеся химикам
все труднее. Летом прошлого года на этом пути был сделан
очередной 'чрезвычайно важный шаг. При циклизации
соединения, в молекуле которого к жесткому, содержащему три
этиленовые связи фрагменту присоединены два гибких
«хвоста», получена смесь двух изомеров, и в одном из них (М)
хвосты соединились накрест (D. M. Walba, R. M. Richards,
R. С. Haltiwanger. Journal of American Chemical Society,
1982, v. 104, № 11, p. 3219).
Второй изомер — кристаллическое вещество, в
котором цепочки расположились параллельно, то есть его
молекула — цилиндр (Ц). Строение Ц полностью доказано с
помощью как спектроскопии, так и рентгеноструктурного
анализа. Изомер М, к сожалению, представляет собой масло,
превратить его в кристаллы и изучить рентгенографически
пока, не удалось. Однако при исследовании спектров
ядерного магнитного резонанса на ядрах ,аС выявилась важная
особенность: при добавлении к образцу оптически активного
вещества B,2,2~трифтор-9-антрилэтанола) сигналы олефиновых
атомов углерода расщепились, что однозначно
свидетельствует о хиральности молекулы. А как раз хиральность
(несовместимость со своим зеркальным отражением) — это
и есть, как известно из топологии, отличительное свойство
ленты Мёбиуса.
В случае изомера Ц никакого расщепления сигналов
не было.
Чг
но^л<Г\'~\^/-(Г\г\
но
Л 1
т
NaOHl диметилформамид
О 'OTs
OTS
Схема синтеза, избранная авторами, уже встречалась в
литературе в качестве гипотезы: пять лет назад автор этих
строк предлагал получить ленту Мёбиуса принципиально тем
же способом, но в качестве жесткого центра
предполагались не олефиновые фрагменты, а бензольные кольца
(Введение в теоретическую стереохимию. М.: Наука, 1979, с. 193).
Реализованная же схема имеет то преимущество, что
этиленовые «перемычки» можно избирательно перерезать,
например окисляя озоном, то есть проделать на молекулярном
уровне классический опыт занимательной топологии, в
котором разрезают бумажную полоску ножницами. Лента Мёбиуса
не развалится на две, а превратится в другую ленту,
перекрученную вокруг себя дважды.
Доктор химических наук
В. СОКОЛОВ
* См. «Химию и жизнь», 1979, № 4, с. 21.
7

- -9 Г
ш*ь*
хЖ1'л'^#,%& *%
If'Г
11 * »
•w»"'r - *rfWim'TTr n^;e?"Wfnутр-"лгн »лищщг таяvf гний w.inw"'
-•**»** y«wrm>W «mw '
■»/-» w*. ., „rfw^miir^-rD r» i» ^■".■mmryyTf ?»»>»

Проблемы и методы
современной науки
Математика без
чисел
Кандидат химических наук
Г. 6. ШУЛЬПИН
КАЧЕСТВЕННАЯ ГЕОМЕТРИЯ
Сегодняшняя химия не может
существовать без математики — это факт.
Прежде всего, она не может существовать без
вычислений, которых в одних разделах
химии больше, в других меньше, но без
которых никак не обойтись. А эти
вычисления основаны в свою очередь на
использовании методов арифметики и алгебры,
геометрии и тригонометрии, различных
разделов математического анализа.
Химику кажется, что число — основа
основ математики. И все же в великой
математической науке есть разделы, где
совершенно не интересуются такими
отношениями между предметами, которые
можно выразить в виде чисел. Один из
эдих разделов называется топологией
(от греческих толов — «место» и Xoyos —
«наука»).
В узком смысле слова топология —
это часть геометрии, изучающая свойства
форм и взаимного расположения фигур,
совершенно не зависящие от каких-либо
размеров. Например, топология не делает
различий между прямой и кривой: ведь
прямая линия — это кривая с бесконечно
большим радиусом кривизны, а числа, пусть
даже и бесконечно большие, топологию не
интересуют. Но вот то, что кривая
замкнута,— это уже топологическое свойство.
По этому признаку с точки зрения
топологии и окружность, и эллипс, и квадрат
эквивалентны, или (в соответствии с
терминологией топологов) гомеоморфны.
У гомеоморфных фигур все
топологические свойства одинаковы. Окружность
и квадрат замкнуты, не имеют точек
самопересечения и, следовательно,
принадлежат к одному топологическому типу.
Статью о математике без чисел открывает
рисунок доктора физико-математических
наук А. Т. Фоменко. На рисунке —
закодированный в зримых символах
случайный процесс, развернутый в строки,
подобно изображению на телеэкране. '
В результате такого построения получается
число, последовательность цифр в котором
столь же случайна, как во всем известных
числах If и е...
А вот лемниската (восьмерка) и две
соприкасающиеся в одной точке
окружности (даже если одна из них лежит
целиком внутри другой) имеют только
одну точку самопересечения и входят в
другой топологический тип. Но какое
отношение к химии может иметь топология? Ведь
тут вроде бы всегда важны размеры
молекулы, а также расстояния и углы между
атомами, выражаемые числами. Ведь от
этих величин в первую очередь и зависят
многие свойства веществ и их
реакционная способность.
И все же существует категория
химиков, которых совершенно не интересуют
величины, выражаемые в ангстремах или
в угловых градусах: если по просьбе
такого ученого вещество и подвергают рент-
геноструктурному анализу, то лишь с
одной целью — чтобы выяснить
относительное расположение атомов в'-гнространстве
.и форму молекулы. Речь идет о стереохи-
миках, исследующих такие свойства...
Далее читайте данное выше определение
топологии, заменив слова «формы» на
«молекулы», а «фигуры» на «атомы».
ТОПОЛОГИЧЕСКАЯ ХИМИЯ
Итак, стереохимия — это
топологическая химия (или химическая топология —
как вам угодно). Действительно, хорошо
известно, что достаточно окружить атом
углерода четырьмя различными
заместителями, образующими тетраэдр, как
получится вещество, способное существовать
в виде двух особых, зеркальных
изомеров, или антиподов. Размеры тетраэдра
тут не играют ровно никакой роли. Точно
так же тетраэдр может быть хоть правиль -
ным, хоть сколько угодно
деформированным,— важно лишь, чтобы деформация
не дошла до того, что все четыре
заместителя окажутся в одной плоскости и
тетраэдр превратится в квадрат.
По сути дела, стереохимия — это
наука о многогранниках, материализованных
в формах реальных молекул. Потому-то
и неудивительно, что стереохимия
оказывается как бы частью топологии,
представляющей собой в свою очередь часть
математики, называемой неметрической, не
связанной с измерениями.
Тут самое время вспомнить об еще
одном разделе неметрической
математической науки. Эту ветвь — так
называемую теорию графов — также
характеризует геометрический подход к изучаемым
вещам и явлениям.
Не очень строгое, но достаточно
понятное определение графа таково. Граф —
это множество точек (вершин графа),
соединенных отрезками прямых или кривых
линий (ребер графа). Простейший пример:
посмотрите на схему метрополитена
большого города — в конечном счете это не
что иное как граф. Станции,
символизируемые точками,— это вершины графа,
9

Изображение в виде графов двух возможных
способов проведения шахматного турнира
а рельсы, обозначенные линиями,— его
ребра.
Такая схема-граф очень удобна, с
ее помощью легко сообразить, как от
одной станции проехать до любой другой и
где сделать пересадку (станции
пересадок — это вершины, в которых
сходится больше двух ребер). При этом не
имеет никакого значения то обстоятельство,
что схема метрополитена не отражает ни
истинных расстояний между станциями,
ни реального расположения этих станций
в пространстве: граф описывает лишь
взаимоотношения между ними.
Графы удобны для наглядного
изображения взаимоотношений между
объектами и негеометрического характера.
Например, ход шахматного состязания,
проводящегося по олимпийской системе
(победители играют с победителями),
удобно изображать схемой-графом (рис. 1,а).
Такой граф иногда называется деревом
(сходство очевидное). Если же шахматисты
захотят сыграть обычный турнир, граф их
взаимоотношений будет выглядеть совсем
10
иначе (рис. 1,6); ну а если игра будет
проводиться в два круга, то в графе каждые
две вершины придется соединить двумя
ребрами.
Как видим, графы не менее
разнообразны, чем явления, которые отражают.
В графах, соответствующих
метрополитену и шахматному турниру, все
вершины, в общем-то, неравноценны — каждая
станция имеет свое название, каждый
шахматист имеет фамилию. На абстрактных
графах, чтобы показать эту
неравноценность, проще всего обозначить вершины
разными номерами.
МОЛЕКУЛА И ЕЕ ГРАФ
Теперь читатель легко может
согласиться с утверждением, что
шестиугольник — это не что иное, как граф
молекулы бензола: вершины этого графа
соответствуют группам СН, а ребра
показывают, что каждая такая группа связана с
двумя соседними.
Бензол — плоская и довольно простая
молекула. А как обстоят дела с
молекулами, построенными в трех измерениях?
Возьмем, например, тетраэдр. Мы уже
знаем, что с точки зрения стереохимии
совершенно безразлично, каких он размеров и
насколько искажен. Главное, что четыре
фрагмента тетраэдрической молекулы
определенным образом расположены в
трехмерном пространстве.
В принципе может существовать как
минимум четыре типа таких молекул. Во-
первых, это когда атом какого-нибудь
элемента Э окружен четырьмя
заместителями (рис. 2,а); элемент Э может быть
четырехвалентным углеродом, но можно
вместо углерода использовать атомы
олова, молибдена, титана или циркония. Во-
вторых, в центре тетраэдра вовсе не
обязательно находиться какому-либо атому:
так, недавно синтезированы кластеры, в
которых тетраэдр образован тремя
атомами железа и атомом свинца (рис. 2,6).
В-третьих, это может быть
пирамидальная молекула типа циклопропенильного
л-комплекса переходного металла (рис. 2,в)
Наконец, возможны и более сложные
случаи, типа того, что встречается в ферро-
ценильном карбокатионе (рис. 2,г): на
первый взгляд тут трудно обнаружить, что атом
железа находится в вершине пирамиды.
Однако силой воображения сдвинем атом
металла и поместим его под атомом
углерода, несущим положительный заряд. При
этом мы изменим расстояния и углы
между фрагментами молекулы, но не изменим
ее топологических свойств.
Итак, все четыре типа молекул мы
представили в виде тригональной
пирамиды. Давайте теперь выберем в каждой
системе атом или несколько атомов,
которые в нашей пирамиде будут
соответствовать главной вершине. Для тетраэд-
рического соединения в качестве такой
вершины можно выбрать сам атом элементе

Все молекулы, показанные и
в верхнем ряду, хотя н
сильно отличаются друг
от друга, относятся к одному
стереохимическому типу
и изображаются одним
графом-колесом
Э вместе с одним из заместителей.
Главная вершина кластера — атом свинца. В
циклопропенильном комплексе это атом
металла М, в карбокатионе — атом
железа. Теперь не составляет труда
преобразовать пирамиду в соответствующий ей
плоский граф (на рисунке этот процесс
показан стрелками); в конце-концов
получится граф, который принято называть
«колесом» (главная вершина пирамиды
стала осью этого колеса).
Так мы перешли от реальной
молекулы к абстрактному графу. Осталось
сделать еще один шаг, чтобы
окончательно порвать с «химической реальностью».
Пока мы ничего не говорили о том,
какие заместители присоединены к верши--
нам нашей пирамиды. Например, в
простейшем случае атом углерода может быть
связан с четырьмя атомами водорода, как
в метане. Но ведь в общем случае
атомы водорода могут быть замещены
на метил, хлор, ацетил...
Возьмем нашу абстрактную пирамиду
(как бы скелет молекулы) и обозначим
вершины индексами st, sL>, sir Sj,
подобно тому как мы в свое время числами
обозначили шахматистов. Самый
последний индекс S,, присвоим главной
вершине пирамиды, то есть оси графа-колеса.
Теперь будем прикреплять к вершинам
скелета какие-то заместители. Пусть мы
имеем набор из четырех разных
заместителей lj, 12, 13 и 14. Оказывается, что
прикреплять заместители можно
несколькими различными способами: например,
к вершине Si прикрепить заместитель
li, к вершине Sj — заместитель I * и т. д.
3
Различные молекулы можно
изобразить одним и тем же
графом, разным вершинам
которого присвоены
различные номера.
В результате каждой
молекуле дается
определенный шифр,
отражающий ее
стереохимические
особенности
Математики называют набор (или
множество) предметов (или чисел),
расположенных в определенной
последовательности, перестановкой. Например,
одна из перестановок наших заместителей
выглядит так: l| I3 '4 '2- Можно поставить
в соответствие каждому элементу из
одного множества (пусть это будет набор
вершин скелета s, ) свой элемент другого
множества (в нашем случае это
заместитель 'i ). Такое отображение множества
заместителей на множество вершин
скелета называется подстановкой и
обозначается следующим образом:
(Si\ /SIS2S3-I-S4 .
l,)=(llU2+l4 )
Здесь мы отделили знаком «плюс»
индексы главной вершины и
прикрепленного к ней заместителя. Не имеет смысла
менять последовательность расположения
номеров вершин скелета, поэтому запись
подстановки можно упростить: (I1I3I2+U),
памятуя всегда последовательность
индексов в верхней строке. Еще проще, если
мы запишем только номера заместителей:
A32+4). Мы получили удобный шифр,
формулу нашей молекулы, точнее, одного из
изомеров.
Какие же перестановки возможны,
скажем, для четырех заместителей? Эти
заместители могут быть все разные, но могут
среди них быть и несколько одинаковых.
В самом простом случае, когда
центральный атом углерода тетраэдра
соединен с тремя одинаковыми заместителями
(рис. 3,а), полученный граф можно записать,
1 ci
1
1
Н
а
*
О'
А
\\J v^
[И1+21
CI
1
1
O^rJ н
н
б
О1
■ А
A12+3)
CI
|
1
С6Н5^/ >1
сн3
в
О1
> &°ч
[123+4]
CI
с§н5-*у ^сн3
н
г
Q1
#®ц|
[132+4]
<м

например, символом A11+2), так как
четвертый заместитель может быть любым.
Заменим теперь в молекуле СНзО
один из водородных атомов, скажем, на фе-
нильную группу и присвоим ей номер 2.
Тогда формулу молекулы С6Н5СН2С1
(рис. 3,6) можно условно записать так:
A12 + 3), поскольку в этом случае хлору
будет соответствовать номер 3, если
условиться начинать счет так, чтобы в итоге
получалось наименьшее число. Наконец, заменим
еще один атом водорода на группу СН3;
это можно сделать уже двумя способами
(рис. 3, в, г), так как при этом
получатся два зеркальных изомера (условимся,
что графы молекул можно поворачивать
как угодно, но нельзя выводить из
плоскости рисунка).
ЗАМАСКИРОВАННАЯ
НЕРАВНОЦЕННОСТЬ
Подведем некоторые итоги наших
рассуждений. Мы выяснили, что граф
молекулы и шифр, код, которым такой граф
можно записать,— это как бы дополнение
к обычным структурной и брутто-форму-
лам вещества. Важно, что одним шифром
графа описываются свойства совершенно
различных молекул. Какие же еще
«выгоды» дает применение таких графов?
Вот один пример.
Недавно один солидный зарубежный
журнал сообщил, будто в некоем
соединении фосфора методом ядерного
магнитного резонанса (ЯМР) обнаружена
заторможенность вращения одних частей
молекулы относительно других. Основой
для этого заключения послужило то
обстоятельство, что в спектре ЯМР два одинаковых
протона давали два разных сигнала.
Однако уже через несколько месяцев
в том же журнале появилась статья
других авторов, отметивших, что никакой
заторможенности в действительности нет:
Представив молекулу глицерина в
двух графов, нетрудно увидеть
неэквивалентность атомов водорода,
отмеченных номерами 1 и Г
С E) ОН
протоны давали разные сигналы ЯМР
просто потому, что находились в несколько
различном окружении, чего не заметили
авторы первой публикации.
Не стоит, впрочем, очень строго
судить авторов ошибочной работы — далеко
не всегда сразу удается разглядеть хитро
замаскировавшуюся стереохимическую
неравноценность атомов, так называемую ди-
астереотопию*. Однако это явление
гораздо легче вывести на чистую воду,
если представить молекулы в виде графов.
Для этого на рисунке надо сблизить и
разместить вдоль одной оси два фрагмента
одной молекулы: тогда сразу станет ясно,
какие одинаковые на первый взгляд
заместители становятся неэквивалентными под
влиянием соседнего фрагмента.
Рассмотрим довольно простой,
казалось бы, пример — молекулу глицерина
(рис. 4). Ее можно представить в виде
трех тетраэдров, каждый из которых
содержит в центре по атому углерода; при
этом два концевых тетраэдра
оказываются совершенно идентичными,
поскольку атомы углерода окружены в них
одними и теми же заместителями — Н, Н, ОН и
СН(ОН)СН2ОН. А вот средний тетраэдр
отличается от крайних: он окружен
заместителями Н, ОН, СН2ОН и СН2ОН. Как
видим, ни в среднем, ни в крайних
тетраэдрах нет асимметрических центров —
они содержат по два одинаковых
заместителя.
Но изобразим один из двух крайних
тетраэдров графом-колесом, причем осью
колеса сделаем связь С — С,
соединяющую тетраэдр с остальной частью
молекулы (на рисунке она выделена цветом); тогда
«спицы» колеса будут связаны с двумя
атомами водорода (отметим их номерами
1 и 1') и гидроксилом B). Ниже этого
графа изобразим граф среднего тетраэдра:
«спицы» этого колеса окажутся связанными
с НC), ОНD) и целым фрагментом,
который обозначим номером 5.
Вот теперь хорошо видно, что, как ни
вертеть всю молекулу или
соответствующий ей ансамбль двух графов, положения,
в которых находятся атомы водорода,
отмеченные единицами, никак не станут
одинаковыми — ведь выводить граф из
плоскости рисунка не разрешается.
Какой из этого можно сделать
вывод? Оказывается, что в молекуле
глицерина два вроде бы совершенно равноценных
атома водорода оказываются различными.
Эту неравноценность можно выявить с
помощью спектра ЯМР; скажется она и при
взаимодействии глицерина с
асимметрическими реагентами.
КОМБИНАТОРИКА ИЗОМЕРОВ
Итак, мы установили, что различные
подстановки заместителей в наших
абстрактных схемах-графах соответствуют раз-
* См. «Химию и жизнь», 1978, № 10.
12

A23+4)
О:
23
A32+4J
-о
\
13 \
>QA12+3]
6
1A11+2]
Граф взаимоотношений веществ, молекулы
которых могут быть представлены
тригональной пирамидой. Сплошной лниней
соединены изомеры (двойная черта
показывает, что две вершины соответствуют
зеркальным антиподам), пунктир
символизирует процесс роста, т. е. введение
заместителя нового сорта. Рядом с ребрами
записаны номера заместителей, которые
заменяются при операции
личным вполне реальным изомерам
реальных молекул. От одной подстановки
к другой (а на химическом языке — от
одного изомера к другому) часто можно
перейти путем перемены мест двух
заместителей. Такое действие называется
транспозицией. Например, от подстановки
A23+4) к подстановке A32+4) переходим
при помощи транспозиции заместителей
2 и 3 (запишем это как 23).
Давайте теперь рассмотрим граф
взаимоотношений между изомерами
молекулы, имеющей форму тригональной
пирамиды. Каждому соединению поставим в
соответствие вершину графа, отметив ее
шифром, и будем соединять отрезками
вершины, отвечающие тем соединениям,
которые переходят друг в друга при
транспозиции заместителей или при введении
заместителя нового сорта (в последнем
случае происходит как бы рост графа,
например 12).
Получающийся в результате граф
изображен на рис. 5. Такой граф
взаимоотношений изомеров позволяет легко
установить число изомеров, возможных для
данной системы, а также выяснить, какие
из них относятся друг к другу как
зеркальные двойники. При этом важно, что
такой анализ проводится одновременно для
любых молекул, даже совершенно
различных на первый взгляд. Например, из рис.
5 ясно, что у зеркальных антиподов все
заместители должны быть разными. Но
если в случае тетраэдрического атома
углерода это условие возникновения
зеркальной изомерии было установлено уже
много десятилетий назад, то оптически
активные кластеры и ферроценилкарбоние-
вые ионы получены совсем недавно, а
стереохимией циклопропенильных
комплексов вообще пока никто не занимался.
Мы описали самую простую систему,
для которой граф взаимоотношений
изомеров выглядит весьма примитивно. Но
вот что получается, если мы займемся
другими системами. Рассмотрим лишь один
пример — этилен, несущий два разных
заместителя и соединенный
координационной связью с атомом какого-нибудь
переходного металла. Стереохимия таких
л-комплексов представляет огромный
интерес, поскольку они, в частности,
являются промежуточными соединениями в
асимметрическом гидрировании ненасыщенных
соединений, в результате которого в чистом
виде получаются оптические антиподы
аминокислот и других ценных веществ.
Действуя уже привычным методом,
преобразуем молекулу комплекса сначала
в тетрагональную пирамиду, а затем в
плоский граф (рис. 6). Чтобы выделить
направление, задаваемое двойной связью, на
графе соединим кратными ребрами две пары
вершин, а в шифре изомера направление
двойной связи изобразим при помощи
черточки: A2—31+4).
Граф взаимоотношений всех
возможных в этом случае изомеров показан на
рис. 7. Он имеет вид октаэдра. Ясно,
сколько всего изомеров может быть в
данном случае и сколько пар зеркальных
двойников может получиться. Если в я-комплек-
се олефина все четыре заместителя в
этилене разные, граф выглядит сложнее
и напоминает граф шахматного турнира,
изображенный на рис. 1, б.
И ВСЕ-ТАКИ СНОВА ЧИСЛО...
Для того чтобы было удобно следить
за ходом шахматного турнира, используют
таблицу: в строках и в столбцах такой
таблицы развертывают фамилии
участников, и цифры, стоящие на пересечении
строки и столбца, отражают результаты
встреч шахматистов. Как видим,
взаимоотношения между шахматистами можно
одинаково успешно отразить и графом, и
таблицей. Действительно, в общем случае
Молекулу л-комплекса
металла с замещенным
этиленом можно
представить в виде
тетрагональной пирамиды
и затем в виде графа
1?

[13-21+4]
7 v^h-32+4)
Граф транспозиционных взаимоотношений
изомеров выглядит как октаэдр. Некоторые
транспозиции переводят изомер сам в
себя (петли на графе), две пары изомеров
переводятся друг в друга двумя
транспозициями (вершины соединены
двойными ребрами), три пары представляют
собой зеркальные двойники (ребра
перечеркнуты двойной чертой)
любому графу можно поставить в
соответствие таблицу, называемую матрицей.
Запишем, например, в виде матрицы
граф л-олефинового комплекса,
изображенный на рис. 6. В данном случае нас
будет интересовать то, какие вершины
графа непосредственно связаны между собой
и сколькими ребрами. Для этого
расположим по горизонтали и вертикали
номера вершин графа, а на пересечении
строк и столбцов поставим числа,
показывающие, сколькими ребрами соединены
соответствующие вершины:
Si
S-2
Si
S-i
S1)
S, S2 Sa Si Sf,
f0 1 0 2 1\
1 1 0 2 0 1 \
10 2 0 1 1 J
12 0 1 0 1/
V 1 i i i o/
Эта матрица описывает, так сказать,
скелет молекулы. Но можно написать
матрицу другого типа для каждого изомера.
Возьмем, к примеру, соединения A23-|-4)
и A32-J-4). Будем по горизонтали
развертывать номера вершин молекулы, а по
вертикали — номера заместителей,
прикрепляемых к этим скелетным вершинам.
Если в данной вершине графа находится
заместитель с данным номером, то на
пересечении ставим единицу, в противном
случае — ноль. Матрица для первого
изомера имеет вид:
Si S2 S3 S4
A 0 0 0\
0 10 0 1
0 0 1 О I
о о о \'
Матрица второго изомера несколько
отличается:
• 1 0 0 0\
j 0 0 1 0 1
I 0 1 0 0 I
vo о о \'
Чтобы из матрицы первого соединения
получить матрицу его зеркального
двойника, нужно отбросить первую и последнюю
строки, а затем в оставшемся блоке как
бы отразить все цифры в зеркале,
рассекающем блок по вертикали пополам.
Значит, в структуре матрицы
отражаются стереохимические взаимоотношения
соединений!
Матрицами можно выражать не
только структуру скелета молекулы, не только
строение и стереохимию конкретных
соединений, но и взаимоотношения между
изомерами; более того, матрицами можно
записывать даже стереохимию реакций.
Так благодаря матрицам появляется
возможность перевести структуру молекул или
особенности химического превращения на
строгий язык чисел, а после этого —
ввести эту структуру или реакцию в мозг
электронно-вычислительной машины.
Но обратите внимание: мы много
говорили о том, что топология — это
нечисленная математика, о неметричностк
стереохимии, а сами пришли к числу. Нет
все-таки математика — это наука о числе
И математику, и химию можно
изобразить в виде деревьев (а дерево —
это разновидность графа). Ветви каждогс
дерева — особые большие или
маленькие области каждой из этих наук, и обе
эти дерева тесно переплелись ветвями.
Откройте на первых странциах любой
учебник органической химии. Вы прочтете,
например, что насыщенный углеводород
С15Н32 существует в виде 4347 изомеров и
что число изомеров тетраконтана C^Hei
выглядит просто устрашающе, но точно
известно: 62491178805831. Однако задумы
вался ли читатель, как удалось узнать эт<
число? Простым перебором? На это уйде
не одна жизнь... А задача была решен*
еще в прошлом веке английским математи
ком А. Кэли, который изобразил изомерь
парафиновых углеводородов в виде корне
вых графов-деревьев. Например, граф шах
матного соревнования, показанный н<
рис. 1,6, с неменьшим успехом може
выступать графом одного из изомерог
упомянутого нами пентадекана С|.,Н^
Другие точки соприкосновения ветвеР
химического и математического
деревьев — химическая кинетика, квантовая
химия. Применение графов в этих областям
основано на различных принципах, но мь
уже видели, что графы можно
использовать для весьма разнохарактерных це
лей. Тем и замечательна математика
что ее методы позволяют сближать
области знания, находить похожее в различ
ном и различное в похожем.

S \:
iir.-'ttV ..
yfi t л
<1
•л: „...,._
Iipr ir иы u ц с
t.o|j . "ЧОЙ Hi_/.»H
Почтенная
парадигма
>*пНО ЛИ i. it „i
4E j<_. da ilbni aTEJI'
LJilf ,.1M ЛИ I
'IFCKMW -*Al ;uOMEPHOC «iV,
I icbPbiA» ХИМИЧЕСКИМИ'
Доктор технических наук
Г. С. ШИМОНАЕВ
Горение — чрезвычайно сложный,
быстро протекающий химический процесс,
взаимодействие горючего и окислителя,
сопровождающееся появлением пламени,
которое излучает тепловую и световую
энергию. Сложность горения обусловлена
тем, что химические реакции идут при
непрерывно изменяющихся температурах и
концентрациях реагентов, причем на
температуру и градиент концентрации влияют
протекающие одновременно процессы
тепло- и массообмена, различные
газодинамические возмущения.
В тепловых двигателях, которые
работают на жидком топливе, горение
осложняется также испарением капель
топлива, смешением его паров с воздухом.
Рассматривать теоретически столь
запутанную картину, детально изучать
механизмы отдельных актов, кинетику
химических реакций на фоне диффузии,
теплообмена и других многочисленных факторов
едва ли возможно, так что исследователи
вынуждены прибегать к упрощающим
допущениям. Широкое распространение,
например, получила модель горения,
которая основана на таком представлении:
скорость химической реакции горения в
двигателях ограничена медленно
протекающими физическими процессами —
испарением распыленного топлива,
смесеобразованием, теплообменом и т. д. Один из
наиболее последовательных сторонников
этой (назовем ее физической) модели
Л. Н. Хитрин в монографии «Физика
горения и взрыва» A957 г.) писал: «...во
многих случаях, имеющих наибольшее
практическое значение, наблюдаемые и
используемые нами процессы горения
подчиняются в первую очередь чисто физическим
закономерностям».
С легкой руки Л. Н. Хитрина
сочетание слов «физика горения и взрыва»,
совершенно исключающее причастность к
горению химии, стало официально
признанным. Появилась научная дисциплина —
физика горения и взрыва. В нашей стране с
1965 г. выходит журнал под таким
названием.
Физическую модель часто
используют для расчета рабочего процесса
тепловых двигателей. На ее основе делают
принципиальные выводы о перспективах
развития двигателестроения. Поэтому еще и еще
раз следует оценить пределы
применимости модели, обсудить, насколько она
корректна.
об иллюзорной справедливости
физической модели и физическом
фундаментализме
Первые попытки теоретически
обосновать физическую модель горения имеют
столетнюю давность. В 1883 г. Маллар и
Ле-Шателье опубликовали тепловую
теорию распространения ламинарного
пламени. По их представлениям, слои горючей
смеси, соприкасаясь с фронтом пламени,
непрерывно нагреваются, и при
определенной температуре происходит самовоспла-
15

менение. Скорость горения в этом случае —
функция теплопроводности смеси.
Это представление получило
дальнейшее развитие в многочисленных
тепловых теориях распространения пламени.
Однако ни одна из них не позволяет
рассчитать скорость распространения
пламени без предварительного определения для
каждой горючей смеси тех или иных
эмпирических коэффициентов. Тем не менее
такое «соответствие» тепловых теорий
экспериментальным данным создавало
устойчивую иллюзию справедливости
физической модели.
Спустя полвека Н. Н. Семенов
опубликовал в журнале «Природа» работу «К
вопросу о соотношении между физическими
и химическими процессами»*. В ней
подчеркивалось, что при рассмотрении
процессов на молекулярном уровне
отождествлять химические силы, химические
взаимодействия с физическими невозможно, что
скорость химического процесса зависит от
предыстории реагирующих веществ,
которая во многом определяет их
реакционную способность. Рассматривая газовый
взрыв, сгорание топлива в поршневых
двигателях, Н. Н. Семенов отмечал важность
изучения кинетических закономерностей
для управления рабочими процессами в
двигателях. К сожалению, эта работа не
привлекла внимания двигателистов и
исследователей, работавших в области
горения.
Создание квантовой механики,
значительные успехи, достигнутые при
решении различных задач ее методами,
растущая мощь вычислительной техники — все
это позволяло рассчитывать на
универсальность квантовомеханических подходов, на
возможность выводить с их помощью
химические закономерности. Казалось, что
представления о сводимости химических
закономерностей к физическим получают
фундаментальное обоснование.
В наши дни, однако, возможность
выводить различные законы природы, в том
числе и химические, методами квантовой
механики представляется все более и более
иллюзорной. Эту тенденцию в развитии
науки Г. А. Скоробогатов весьма метко
назвал физическим фундаментализмом*!
ДВА ОБЪЯСНЕНИЯ ОДНОГО ИЗЛОМА
Надо быть справедливым:
представление о том, что медленно протекающие
физические процессы ограничивают
скорость химического превращения топлива
в двигателях, довольно наглядно и
воспринимается как само собой разумеющееся.
Поэтому специальных исследований для
надежного экспериментального
обоснования физической модели никто не проводил.
* Статья перепечатана в 1978 г.
(«Природа», № 2, с. 64—75).
* "«Химия и жизнь», 1981, № 12, с. 50—56.
2.0 1/т.|0,
'00 600 500
1
400
300
200 °С
Температурная зависимость задержки
самовоспламенения
(данные А. И. Серб и нова)
Единственным фактом, на который
принято ссылаться как на доказательство
справедливости физической модели
применительно к горению в дизелях, служит
температурная зависимость задержки
самовоспламенения распыленного жидкого
топлива. На кривой этой зависимости
(рис. 1) есть излом, который
свидетельствует об изменении механизма
самовоспламенения. Энергия активации
самовоспламенения для низкотемпературного и
высокотемпературного участков кривой
неодинакова: для цетена 146 и 26,8 кДж/моль,
Для бензола 209 и 26,8 кДж/моль.
Эти данные можно по-разному
интерпретировать. Сторонники физической
модели считают, что излом обусловлен
лимитирующим влиянием испарения
топлива на самовоспламенение. Если допустить,
что дело обстоит именно так, то энергия
активации в высокотемпературной области
для бензола и цетена должна быть
различной — равной их теплотам испарения
C0,75 и 51,1 кДж/моль), что не
наблюдается в опыте. Кроме того, легко
испаряющийся бензол (tKMn= 80, ГС) должен
воспламеняться при более низкой
температуре, чем цетен (tKMn/=274°C). И это тоже
противоречит экспериментальным данным
(рис. 1).
Представления о лимитирующем
•влиянии испарения на горение
распыленного топлива не подтверждаются и в
непосредственных опытах на двигателях.
16

ЗАПРАВИТ ЛИ
СТОРОННИК ФИЗИЧЕСКОЙ МОДЕЛИ
СВОИ АВТОМОБИЛЬ
ГЕПТАНОМ?
В тепловом двигателе протекают
разнообразные химические процессы,
которые определяют эффективность и
надежность его работы. Это предпламенное
окисление и сгорание смеси, старение
моторного масла, изменение в условиях
эксплуатации свойств пластичных смазок и т. д.
Наука о химических процессах,
протекающих в моторах, получила название
химмотологии. Ввел этот термин доктор
технических наук К. К. Папок.
Химмотология накопила обильный
фактический материал о влиянии
химического и фракционного состава топлив,
о действии топливных присадок, например
анти- и продетонаторов, на рабочий
процесс в двигателе. На основании
накопленного опыта можно сформулировать
критерии, позволяющие судить о возможности
применять физическую модель к рабочему
процессу, протекающему в том или ином
двигателе.
Если при введении в жидкое топливо
незначительного количества активных
присадок, практически не изменяющих
физических свойств смеси, существенно
изменяется работа двигателя, совершенно
очевидно, что физическая модель горения не
работает. Такой же вывод напрашивается
и в тех случаях, когда при работе на двух
топливах, близких по физическим
свойствам, но различающихся по свойствам
химическим, резко различны параметры
рабочего процесса.
У изооктана B,2,4-триметилпентана)
и н-гептана температуры кипения (99,3 и
98,4° С), теплоты испарения C1,0 и
31,7 кДж/моль), давление насыщенного
пара при 100°С A,022 и 1,047 атм) весьма
близки. В то же время у них различные
детонационные свойства, которые зависят
от химического строения молекул.
Октановое число н-гептана принято равным нулю,
а изооктана — 100 единиц. С позиций
физической модели, при работе двигателя
с внешним смесеобразованием на обоих
топливах параметры рабочего процесса
должны быть одинаковы. Однако даже
самый убежденный сторонник
определяющего влияния физических процессов на
горение не рискнет заправить свой автомобиль
н-гептаном — детонация быстро выведет
двигатель из строя.
Когда только появились воздушно-
реактивные двигатели (ВРД), считалось, что
они мало чувствительны к качеству топлива.
Однако последующие испытания не
подтвердили эту точку зрения. И здесь
физическая модель, по сути дела, себя не
оправдала: близкие по своим физическим
свойствам топлива, отличающиеся
химическим составом, вели себя в ВРД по-
разному.
ДВА МЕХАНИЗМА
СГОРАНИЯ СМЕСИ
И ИХ ВЗАИМООТНОШЕНИЯ
Известны два способа сжигания
топлива. Первый основан на свойстве однажды
возникшего пламени распространяться по
свежей смеси. Скорость превращения
топлива в продукты сгорания в этом случае
определяется скоростью распространения
пламени (ии). Значения ин для многих
низкомолекулярных горючих существенно
различны, поскольку зависят от химических
свойств топлива. Например, максимальная
величина ин при сгорании водорода
3,06 м/с, этана — 0,46, этилена — 0,79,
ацетилена — 1,63. В то же время для
насыщенных углеводородов и их смесей — бензина,
реактивного топлива — характерна
довольно постоянная скорость распространения
пламени — 0,39—0,47 м/с.
Второй способ — сжигание горючей
смеси по механизму взрывного сгорания.
Так бывает, когда смесь паров горючего
с воздухом подвергается непрерывному
нагреву. Протекающие в смеси
экзотермические разветвленные цепные реакции
вызывают автоускорение окисления; после
некоторого индукционного периода смесь
самовоспламеняется и мгновенно сгорает.
Скорость взрывного сгорания смеси зависит
от длительности индукционного периода
(т) и температуры самовоспламенения
(Тв). В отличие от первого способа
сжигания топлива, во втором способе скорость
горения чрезвычайно чувствительна к
изменению химического состава,
реакционной способности горючей смеси.
В тепловых двигателях топливо
сгорает в турбулентном потоке. При
достаточно интенсивной турбулентности порции
свежей смеси заносятся в зону пламени
(рис. 2). Их горение начинается с
поверхности. Одновременно в объеме свежей
смеси идут реакции, приводящие к взрыву
смеси, не успевшей сгореть благодаря
распространению пламени. Таким образом,
в турбулентном пламени горение идет по
обоим механизмам, причем, чем большее
количество свежей смеси попадает в пламя
и чем ниже Тв смеси, тем большей
оказывается доля топлива, сгорающего вследствие
взрыва. А скорость взрывного сгорания
много больше скорости распространения
пламени по свежей смеси.
Конструкторы обычно стремятся
достичь максимальной удельной мощности
двигателя. Поэтому они вынуждены
увеличивать долю топлива, сгорающего
вследствие взрыва, до допустимого предела,
определяемого надежностью и
безопасностью работы. Таким образом, в каждом
тепловом двигателе часть топлива сгорает
вследствие распространения пламени,
когда химический состав, как, впрочем, и
физические свойства смеси, не оказывает
существенного влияния на скорость
сгорания. Другая же часть, большая или мень-
17

выгорание свежей смеем с поверхности
стабилизатор пламени
взрывное горение свежен смеси
шая, сгорает со взрывом, и при
постоянных газодинамических параметрах потока
скорость сгорания смеси определяется
главным образом ее химическими свойст -
вами.
Можно сформулировать такое
правило: в тепловых двигателях и других
топочных устройствах при постоянных
газодинамических параметрах потока химический
состав топлива оказывает тем большее
влияние на скорость сгорания смеси, чем
больше доля топлива, сгорающая
вследствие взрыва. Это один из законов
химмотологии.
ЧТО ТАКОЕ
ПРЕДЫСТОРИЯ ГОРЮЧЕЙ СМЕСИ
И ПОЧЕМУ ОНА ВАЖНА
В жидкотопливных двигателях
топливо предварительно распыляется и
испаряется, а воспламенение и сгорание
происходит в газовой фазе.
Долгое время считалось, что
заметное окисление топлива, его химическая
«история», начинается лишь после
испарения топлива в двигателе — при распылении
и испарении никаких химических
превращений не происходит. Оказалось, однако, что
капли горючего, движущиеся в нагретом
воздухе, подвергаются интенсивному
окислению со скоростью, сопоставимой с
газофазным окислением топлива. Таким
образом, у сгорающей смеси есть своего рода
предыстория — химические
превращения, которые протекают в топливе во время
распыления и испарения.
О скорости окисления капель
топлива и ее зависимости от температуры
воздуха можно судить по данным,
приведенным на рис. 3. Эффективная энергия
активации окисления капель топлива в
условиях опыта не превышает 12,6—
16,7 кДж/моль. Высокая скорость
окислительных реакций и малая энергия активации
процесса объясняют изломы на кривых
температурной зависимости 1дт—1 /Т,
приведенных на рис. 1. Время (задержка
воспламенения, или индукционный период)
складывается из времени жидкофазного
окисления капель топлива (тж) и
газофазного окисления (тг). В области высоких
температур, когда т мало, а тж>тг, основной
вклад в задержку воспламенения вносит
жидкофазное окисление, протекающее с
низкой энергией активации. В
низкотемпературной области картина иная: т велико,
тж<тг( и основной вклад в задержку
воспламенения вносит газофазное окисление,
протекающее с высокой энергией
активации.
Таким образом, мы еще раз
убеждаемся, чтв основное допущение
физической модели — отсутствие каких-либо
химических превращений в топливе до его
испарения — противоречит опыту.
ч
2 -
0
5
/ *' "
4 /
/ г. J
г ^Я
^ 1
100
200
300 400
температура воздуха,"С
3
Влияние температуры воздуха в реакторе
иа скорость окисления капель углеводородов,
1 — изооктан, 2 — н-гептан, 3 — циклогексан,
4 — эти л бензол, 5 — и-декан и децеиы B8%).
Начальная температура топлива 25° С,
диаметр капель 1,4 мм, давление в реакторе
700 мм рт. ст.
18

ХОРОШИЙ ДВИГАТЕЛЬ:
ТЕОРИЯ И ПРАКТИКА
«Химия и жизнь» писала в свое время
о двух сторонах научной парадигмы — ее
положительной и отрицательной роли в
развитии науки*.
Негативная роль парадигмы связана
с борьбой против нового. Это и моральное
давление на инакомыслящих, и вето на
публикацию новых идей, не согласующихся
с установившимися представлениями,
и многое другое. Причем, чем почтеннее
парадигма, тем больше у нее негативных
последствий. Рассматриваемая парадигма
Из физической теории следует, что для
экономичной, бесшумной и бездымной работы
двигателя топливо нужно мелко распылять
и равномерно распределять в камере
сгорания (объемное смесеобразование, левая
схема). Однако более эффективным
оказалось пленочное смесеобразование,
при котором факел распыленного топлива
покрывает пленкой стеику камеры сгорания.
Это дает возможность эффективно
воздействовать на предысторию топлива:
в пленке жидкости топливо до испарения
интенсивно окисляется
достаточно почтенна — ей уже больше
века.
Обычно при создании новых
тепловых двигателей конструкторы в большей
степени руководствуются своим опытом и
результатами испытаний, чем
современными теоретическими представлениями
о горении и взрыве. Это несколько
смягчает негативную роль почтенной
парадигмы. И все же физический фундаментализм
теории горения и взрыва безусловно
тормозил и продолжает тормозить
конструкторскую мысль, поиск новых
перспективных путей эффективного использования
химической энергии топ л ив в тепловых
двигателях.
Приведу лишь один пример. Из
теории, основанной на физической модели,
следует, что для экономичной, бесшумной
и бездымной работы дизеля необходимо
достаточно мелко распылять топливо и
равномерно распределять его по камере
сгорания, избегать попадания топлива на ее
стенки (рис. 4). Эффект неизменно
оказывался обратным: снижалась экономичность
двигателей, они стучали и дымили. Когда
поступили иначе — применили более
грубое распыление, ухудшили равномерность
распределения топливного заряда по
камере, факел топлива направили на ее стенку —
получили желаемый эффект. Были созданы
экономичные, бесшумные, бездымные
многотопливные двигатели, надежно
работающие на горючем разного состава.
По-видимому, наступило время
переоценки ценностей в теории горения и
взрыва. Необходимо преодолеть сложившееся
под влиянием парадигмы отношение к
химическим закономерностям горения как
к чему-то второстепенному,
несущественному. Только тогда можно ожидать
принципиально новых идей, которые приведут
к созданию совершенных тепловых
двигателей — экономичных, надежных,
экологически чистых.
На фото,
которым открывается статья,—
фрагмент оформления бензоколонки в Ереване.
Художник Ю. А. Буров.
Чеканка (медь, алюминий)
ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ
о физической модели в теории тепловых
двигателей:
Хитри н Л. Н. Физика горения и взрыва.
МГУ, 1957.
Свиридов Ю. Б. Смесеобразование и
сгорание в дизелях. Л.: Машиностроение, 1972.
о химических закономерностях горения:
Соколик А. С. Самовоспламенение,
пламя и детонация в газах. М.: «Наука», 1970.
Шимонаев Г. С. Исследование реакции
окисления углеводородов в капельном состоянии.—
Химия и технология топлив и масел, 1978, № 4,
с. 47—49.
Ксандопуло Г. И. Химия лламени. М.:
Химия, 1980.
* 1978, № 1, с. 43—49.
19

Информация
р
f '
f '
[
r*-^
!!!'
1
.
L^
^n
N T
1 I
T
^ T ]
^
[!
r^
J ]
;^
t V t j
LLLLI
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
ИЮНЬ
Совещание «ЯМР
тяжелых ядер». Иркутск. Иркутский
институт органической химии
СО АН СССР F64033 Иркутск,
ул. Фаворского, 1, 6-24-00).
II конференция по
химии трансппутониеаых
элементов. Димитровград.
Межведомственный научный совет по
радиохимии при Президиуме
АН СССР и ГКАЭ СССР A17901
Москва ГСП-1, В-71, Ленинский
просп., 14, 237-69-55).
Совещание по химии
органических соединений
непереходных металлов. Пермь.
Пермский университет F14600
Пермь ГСП, ул. Букирева, 15,
33-16-12).
Конференция «Химив
анешнесферных комплексных
соединений». Красноярск.
Сибирский технологический
институт F60049 Красноярск,
просп. Мира, 82, 27-35-42).
III совещание
«Математические методы исследование
полимеров». Пущино Моск.
обл.
Научно-исследовательский вычислительный центр
АН СССР A42292 Пущине,
223-35-58).
Конференция
«Фотографические процессы на основе
гапогенидоа серебра».
Черноголовка Ногинского р-на Моск.
обл. Государственный научно-
исследовательский и
проектный институт
химико-фотографической промышленности
A25167 Москва,
Ленинградский просп., 47, 158-62-54).
Совещание «Добыче,
подготовка и транспортировка
сероводородсодержащих
газов». Свратов. Упрнефтегазо-
добыча Миннефтехимпрома
СССР A13816 Москва, наб.
М. Тореза, 26/1, 231-10-21).
Совещание
«Современные методы гранулирования и
капсупирования минеральных
удобрений». Москва. ЦП ВХО
им. Менделеева A01907
Москва, Кривоколенный пер., 12,
221-68-50).
Совещание «Задачи по
повышению изобретательской,
рационализаторской и
патентно-лицензионной работы».
Москва, 8ДНХ СССР. Управление
по науке и технике Минхим-
прома СССР A01851 Москва,
ул. Кирова, 20, 225-72-60).
Симпозиум «Автовопно-
аые процессы а биологии,
химии, физике». Пущино, Моск.
обл. Институт биологической
физики АН СССР A42292
Пущине, 3-90-01).
Конференция
«Термофильные микроорганизмы в
природе и практике
народного хоэвйства». Москва.
Институт микробиологии АН СССР
A17312 Москва, просп.
60-летия Октября, 7, 135-21-39).
V симпозиум по ультра-
структура растений. Кишинев.
Отдел генетики растений АН
МолдССР B77028 Кишинев,
Академическая ул., 1, 1-72-76).
Конференция
«Фотосинтетическое выделение
кислорода». Пущино. Институт
почвоведения и фотосинтеза
АН СССР A42292 Пущино,
223-35-58).
Конференция
«Исследование природных ресурсов
космическими средствами». Баку.
Институт космических
исследований природных ресурсов
АН АзССР C70141 Баку, ул.
Кецховели, квартал 553,
96-67-12).
Совещание
«Гидрогеохимические исследования на
прогностических полигонах».
Алма-Ата.
Междуведомственный совет АН СССР по
сейсмологии и сейсмостойкому
строительству A09004 Москва,
Ульяновская ул., 51, 272-53-19).
Совещание
«Комплексное изучение ресурсов
твердых горючих ископаемых
Южно-Сибирского региона и их
использование а народном
хозяйстве». Новокузнецк. ЦП
Научно-технического горного
обществе A03006 Москва,
Каретный ряд, 10/18, 299-32-04).
Совещание «Основные
направление развитие техники
и технологии обогащение
полезных ископаемых».
Ленинград. Институт «Механобр».
A99026 Ленинград, 21-я линия,
8-а, 219-99-53).
Конференцив «Фиэио-
пого-генетические проблемы
интенсификации
селекционного процесса». Саратов.
Главное управление
сельскохозяйственной науки и пропаганды
Минсельхоза СССР A07139
Москва, Орликов пер., 1/11,
207-89-75).
Семинар «Способы
повышения эффективности
воспроизводства морских
сельдей». Охотск Хабаровского
края. ВНИРО A07149 Москва,
В. Красносельская ул., 17-а,
364-92-21).
Совещение
«Физическая химия структурирование
пищевых бепиоа». Таллин.
Таллинский политехнический
институт B00026 Таллин, ул. Эхи-
таяте, 5, 53-21-16).
Конференция «Измере-
В 1983 г. ВИНИТИ выпускает
«НОМЕНКЛАТУРНЫЕ ПРАВИЛА ИЮПАК
ПО ХИМИИ», т. III.
Вт. III войдут следующие разделы номенклатуры
органической химии:
D) органические соединения, содержащие не только
углерод, водород, кислород, азот, галогены, серу, селен и теллур,
но также и другие элементы,
E) стереохимия,
F) общие принципы номенклатуры природных соединений
и их производных,
Н) изотопно меченные соединения,
а также номенклатура высокомолекулярных соединений.
1 и II тома «Номенклатурных правил ИЮПАК по химии»,
посвященные неорганической химии, физической химии,
аналитической химии и разделам А, В, С органической химии (А —
углеводороды, В — основные гетероциклические системы, С - -
характеристические группы, содержащие углерод, водород,
кислород, азот, галогены, серу, селен и теллур), были выпущены
ВИНИТИ в 1979 г.
Заявки на т. III «Номенклатурных правил ИЮПАК по
химии» нужно направлять в Производственно-издательский
комбинат ВИНИТИ по адресу: 140010 Люберцы Моск. обл.,
Октябрьский просп., 403, Отдел распространения.
20

иия в медицине и их метропо-
гическое обеспечение». Пос.
Менделеево Моск. обл. ВНИИ
физико-Уехнических и
радиотехнических ; измерений
A41570 пос. Менделеево,
535-93-67).
Конференция
«Фармакологические аспекты обеэбо-
пиаанив». Ленинград. НИИ
фармакологии A25315
Москва, Балтийская ул., 8, 151-18-41).
Научно - практическая
конференция «Леса
будущего». Пушкино Моск. обл.
8НИИЛМ A41200 Пушкино
Моск. обл., Институтская ул.,
15, 184-30-54).
Семи нар « Способы
обезвреживания и сжигания
осадков сточных вод». Усть-
Илимск. Управление охраны
природы и водопользования
Минлесбумпрома СССР
A03045 Москва, М. Кисельный
пер., 13/15, 204-22-02).
ИЮЛЬ
XIX съезд по
спектроскопии. Томск. Научный совет
АН СССР по проблеме
«Спектроскопия атомов и молекул»
A03012 Москва, пр.
Сапунова, 13-15, 298-81-31).
11 совещание по
неорганической кристаллохимии.
Новосибирск. Институт
неорганической химии СО А-Н СССР
F30090 Новосибирск, просп.
Академика Лаврентьева, 3,
65-43-66).
Конференция
«Актуальные вопросы
кормопроизводства». Пос. Дотнува ЛитССР.
ВАСХНИЛ A07814 ГСП,
Москва, Б. Харитоньевский пер., 21,
221-50-38).
Конференция «Пути
повышения эффективности
использования и
воспроизводства пищевых, кормовых и
лекарственных ресурсов леса».
Пенза. ЦП НТО лесной промыш-
Консультации
О ЯДОХИМИКАТАХ,
РАЗРЕШЕННЫХ
К ПРОДАЖЕ
НАСЕЛЕНИЮ
Недавно я купила
книгу М. А. Санина
«Краткий справочник по
ядохимикатам»
(издательство «Московский
рабочий», 19821, где дан
перечень ядохимикатов.
ленности и лесного хозяйства
A03062 Москва, ул.
Чернышевского, 29, 227-19-6В).
Конференцив
«Разработка и внедрение
эффективных методов и средств
контроля загрязнения окружающей
среды». Свердловск.
Уральское территориальное
управление по гидрометеорологии
и контролю окружающей
среды Госкомгидромета СССР
F20327 Свердловск, ул.
Народной Воли, 64, 24-20-22).
А8ГУСТ
V конференция по
физике, химии и техническим
применениям
полупроводников А2Вб. Вильнюс.
Вильнюсский университет B32734 8иль-
нюс, ул. Университето, 3,
61-40-19).
Совещание «Кинетика
фотоси нтетического
метаболизма углерода в С3-расте-
ниях». Таллин. Институт
экспериментальной биологии АН
Эст.ССР B03051 п/о Харку
Харьюского р-на, 51-24-89).
Семинар «Комплексное
агрохимическое обслуживание
полей», владимир. Союэсель-
хозхимия Минсельхоэа СССР
A07139 Москва, Орликов пер.,
1/11, 207-61-95).
Семинар «Внедрение
интенсивных агроприемоа а
рисоводстве и
программированное выращивание риса». Нукус.
Главное управление зерновых
культур и по общим вопросам
земледелия Минсельхоэа
СССР A07139 Москва, Орликов
пер., 1/11, 221-70-32).
Семинар «Достижения и
перспективы исследований по
селекции скороспелых
гибридов кукурузы».
Днепропетровск. ВАСХНИЛ A07814 ГСП
Москва, Б. Харитоньевский пер.,
21, 207-62-83).
Семинар «Состояние и
которые продают
населению. А теперь мне
сказали, что этот список
недействителен. Чем же
теперь
руководствоваться при выборе
препаратов для защиты наших
приусадебных посадок!
И. К. Степанова,
Владимир
Действительно, список,
напечатанный в этой книге и
утвержденный Министерством
сельского хозяйства СССР
4.10.1977 г., в 1981 году был
заменен новым перечнем
препаратов, разрешенных к
продаже населению в 1981 —
1983 гг. Новый список сущест-
перспективы промышленного
разведения орехоплодных
культур». Бен деры
Молдавской ССР. НПО «Молдлес»
B78100 Бендеры, Каховский
тупик, 7, 4-41-59).
Совещание «Пути
совершенствования технологических
процессов,
повышения'качества стоматологических изделий
из фа рфора и полимеров».
Харьков. «Союзмедполимер-
стекло» Минмедпрома СССР
A03823 Москва, Центр, ГСП-3,
пр. Художественного театра,
2, 120-62-21).
Семинар «Состояние
озера Байкал и критерии
оценки антропогенного влияния».
Байкальск. Лаборатория
мониторинга природной среды и
климата АН СССР и ГНТК СССР
A07258 Москва, Глебовская ул.,
20-6, 160-08-50).
НОВЫЙ ЖУРНАЛ
Словацкая Академия
наук (Братислава, ЧССР) издает
с 1982 г. международный
двухмесячный журнал на
английском языке "General Physiology
and Biophysics". 8 журнале
публикуются оригинальные статьи
по экспериментальной
физиологии, биофизике и биохимии
на клеточном и молекулярном
уровне. Обзорные статьи
заказывает редакция. Краткие
сообщения будут публиковаться
вне очереди.
Желающие
опубликовать статьи в журнале могут
получить более полную
информацию по адресу: Dr. 8. Uhrik,
Centre of Physiological Sciences,
Vlarska 3, 833 06 Bratislava,
CSSR, или: 233007 Каунас
Литовской ССР, ул. Эйвеню, 4,
НИИ физиологии и патологии
сердечно-сосудистой системы,
лаборатория биофизики
мембран, тел. 3-21-36.
венно отличается от старого.
В нем отсутствуют препараты
цинеб, хлорофос, формалин,
хомецин, трихлорацетат
натрия, 50%-ный карбофос — они
заменены новыми
химическими средствами защиты
растений. Полностью список 1981 —
1983 гг. был опубликован в
журналах «Защита растений»
A983, № 1, с 60—63) и
«Приусадебное хозяйство» A982,
№ 3, с. 56—65).
8 конце 1983 года
предполагается утверждение
перечня ядохимикатов,
разрешенных к продаже населению
в 1984—1985 гг. Мы
постараемся своевременно познакомить
с ним наших читателей.
21

Ресурсы
Поликомплексы
в сельском
хозяйстве
О новых полимерных соединениях,
которые предназначены для борьбы с
эрозией почвы, корреспонденту «Химии и
жизни» Н. Ефремову рассказывают доктор
химических наук Александр Борисович ЗЕ-
ЗИН и кандидат химических наук
Владимир Юрьевич БАРАНОВСКИЙ.
Почва — такое же достояние страны,
как запасы пресной воды или залежи
полезных ископаемых. Поэтому одна из
важнейших государственных задач
развития сельского хозяйства — борьба с
эрозией, уменьшающей площадь пахотных
земель.
В природе частицы почвы
скрепляются органическими высокомолекулярны-
ь.
А
ми веществами (гуминовыми кислотами).
В последние годы для борьбы с
эрозией человек стал использовать
синтетические полимеры — так называемые
полимерные структурообразователи,
например, латексы. При расходе латексов
100—150 кг/га они защищают землю от
ветра, скорость которого достигает 25 м/с.
Однако у полимерных структурооб-
разователей есть недостатки.
Водорастворимые полимеры легко вымываются из
почвы. А композиции на основе
органических растворителей могут нанести вред
природе. Среди всех полимеров и
полимерных композиций особое место
занимает группа новых, пока еще
малоизвестных среди неспециалистов
соединений — поликомплексы.
ОСОБЫЕ ПРИМЕТЫ
Поликомплексы (ПК)— это
полимерные вещества, молекулы которых
способны притягиваться друг к другу в
результате образования водородных или
ионных связей между отдельными звеньями
цепи. Главная особенность ПК заключается
в том, что они представляют собой
кооперативную систему. Это напоминает
застежку «молнию»— два элемента прочно
скреплены благодаря соседним
скреплениям, и если развести два звена ПК, не
повредив соседние, то они вынуждены
будут сомкнуться вновь.
Кооперативный характер
межмолекулярных связей определяет важнейшую
особенность ПК — устойчивость при
изменении внешних условий. Разрушение ПК
напоминает фазовый переход, как у
кристаллов при плавлении: при нагреве
кристалл остается твердым до тех пор, пока
температура не достигнет точки плавления,
а расплавившись, вновь приобретает
твердость, когда температура уменьшится.
Этот процесс можно повторять
многократно. Точно так же и поликомплекс
может претерпеть многократные
превращения, например химическое разрушение,
но при возвращении к прежним
условиям, при которых ПК должен быть
устойчивым, он реконструируется и вновь
приобретает прежние качества.
Одно из основных свойств ПК —
способность ограниченно набухать в воде,
то есть образовывать гели — двухком-
понентные полимерные системы, которые
содержат собственно полимерный компо-
•£■
rtW-'

нент и воду. Коэффициент их
набухания, то есть способность поглощать воду,
зависит от содержания в воде кислот,
солей, щелочей и других примесей.
Кстати, ПК сначала стали применять в
медицине, в качестве полупроницаемых селектив-
н ых мембран дл я работы в аппаратах
искусственного кровообращения типа
искусственного легкого, почки и печени.
В сельском хозяйстве ПК начали
использовать для борьбы с эрозией
почвы. Это оказалось удобным и
эффективным. Поликомплексы образуются при
смешении двух водных растворов
полимерных компонентов. Если пропитать ими
почву, то почти мгновенно в ней образуется
вязкая пленка, которая прочно сцепляется
с частицами грунта. Глубину пропитки
легко варьировать. Толщина слоя может
быть от миллиметра до сантиметра, даже
больше. Концентрация компонентов
определяет его прочность и способность
пропускать воду и газы — кислород,
двуокись углерода, пары воды.
ПК СЕГОДНЯ
Исследования, связанные с
применением поликомплексов в сельском
хозяйстве, ведутся на кафедре
высокомолекулярных соединений химического
факультета МГУ под руководством лауреата
Ленинской премии, члена-корреспондента
АН СССР В. А. Кабанова. В них
принимают участие различные институты и
ведомства: Московский
автомобильно-дорожный институт, НИИ полимеров
им. В. А. Каргина, Агрофизический
институт (Ленинград), ВНПО «Союзводполи-
мер» (Елгава Латвийской ССР), ВНИИ
виноделия и виноградарства «Магарач»
(Ялта), Ташкентский институт ирригации и
механизации сельского хозяйства и другие.
Одна из практических задач,
решаемых сегодня,— защита от ветровой
эрозии виноградников
Чечено-Ингушской АССР. Виноградные лозы, после
того как собран урожай, надо сохранить
до следующей весны. Их пригибают и
засыпают землей. Но сильные осенние
ветры разрушают укрывные валы и
выдувают лозы вместе с корнями. Если
обработать землю поликомплексом
(примерно 20 кг/га), то виноградникам не
страшны даже ветры, имеющие скорость
до 40 м/с. (Вспомните латексы: при
расходе 100—150 кг/га они устойчивы только
при скорости ветра до 25 м/с.)
Площадь виноградников, нуждающихся в
защите, только в Чечено-Ингушской АССР
достигает 100 тыс. га. Экономический
эффект от применения ПК может быть
около 80 млн. руб. в год.
А есть территории, где в принципе
виноградарство возможно, но не
развивается из-за сильной ветровой эрозии.
Например, Терско-Кумские пески.
Использовать их для виноградников
перспективно еще и потому, что они иммунны к
филоксере (злостному вредителю
винограда). Поскольку надежный и
экономичный способ защиты посадок от эрозии
найден, можно постепенно осваивать новые
земли.
Перспективно использовать
поликомплексы для борьбы с водной
эрозией внутренних откосов мелиоративных
каналов. Эти исследования проводились в
Латвийской ССР, в совхозе,
расположенном близ города Елгава. Мелиоративные
каналы здесь проходят по песчаным
грунтам, и если стенки каким-либо образом
не закрепить, то их быстро размоет.
Строить на небольших, шириной менее
10 м, каналах капитальные защитные
сооружения (например, бетонировать стенки)
невыгодно — затраты себя не окупят.
Обычно в таких случаях откосы закрепляют
дерном. Его либо готовят заранее и
укладывают на откосы, либо завозят почву,
высевают траву и контролируют ее рост.
Все это дорого, трудоемко и не очень
надежно. Работу обычно приходится
повторять каждые два года.
Но если после посева семян травы
ввести в песок ПК, то картина меняется.
Пленка скрепляет откос, прочно
замуровывает семена, но не мешает им расти,
наоборот. Испарение влаги с поверхно-
Ж

сти почвы уменьшается, в результате ее
температура повышается на два-три
градуса. Поэтому трава вырастает быстрее и
гуще. Преимущества этого способа
несомненны. Производительность труда
повышается в 15 раз, капиталовложения
уменьшаются в 9 раз. Экономический
эффект по Латвийской ССР составит около
миллиона рублей. А в Нечерноземье —
несколько десятков миллионов рублей.
Очень важно, что все работы по
защите стенок каналов можно выполнять
теми машинами и механизмами, которые уже
есть у мелиораторов,— потребуется лишь
несколько увеличить их парк.
ПК В БУДУЩЕМ
Когда появляются какие-либо новые
вещества, явно перспективные для
использования в народном хозяйстве, то
исследуются разные возможности их
применения. Довольно быстро выбираются те
направления, которые могут дать эффект
при небольшом расходе веществ,
поскольку широкий выпуск их еще не налажен.
О некоторых таких направлениях мы и
говорили. А теперь представим себе, что
производство ПК налажено настолько
широко, что есть возможность использовать
их везде, где только это нужно.
Уже упоминалось, что способность
пропитанного поликомплексом грунта
пропускать воду зависит от концентрации
полимеров и толщины пропитки. Если в
днище и стенки оросительных каналов
ввести концентрированный ПК, то вода
не будет просачиваться в землю.
Сейчас проблема фильтрации воды в
каналах стоит очень остро — потери ее
огромны. А можно будет их практически
исключить.
Очень перспективная область
применения ПК — мелиорация, осушение
заболоченных земель. Дренажные трубы,
которые укладывают в грунт для
отвода воды, постепенно заиливаются (их
отверстия забивают мелкие частицы почвы).
Вынимать и прочищать трубы дорого.
Сейчас их засыпают галькой, гравием,
либо изолируют пористыми фильтрующими
материалами, например стеклотканью. Это
дорого, непроизводительно и не очень-
то эффективно. Если разрыхлить почву
и сразу же ввести в нее
структурообразующий ПК, который закрепит комки
земл и вокруг дренажн ых труб, то срок
службы дренажной системы увеличится в
несколько раз.
Еще одна перспективная область
применения ПК — земледелие. Полимерная
мембрана может удерживать
микроэлементы (например, ионы некоторых
поливалентных металлов) и с заданной
скоростью дозировать их почву. Кстати, в
качестве компонентов ПК можно
использовать полимеры, содержащие фосфор и
азот. Тогда ПК будет одновременно
образовывать структуру почвы, предохранять
ее от эрозии и подкармливать
растения.
Большой экономический эффект
должно принести использование
поликомплексов в хлопководстве, для защиты
полей от водной эрозии. Здесь есть и
другая выгода: всхожесть семян хлопчатника
повышается на 20—25%, урожай
созревает на 10 дней раньше и увеличивается на
15—20%.
Целесообразно было бы применять
ПК в теплично-парниковом хозяйстве для
структурирования поверхностного слоя
грунта и уменьшения испарения из него
воды. При этом температура почвы
увеличивается на несколько градусов;
соответственно уменьшаются затраты на обогрев
теплиц.
ПРОИЗВОДСТВО
Вещества, которые могут быть
компонентами ПК, делают сейчас в большом
количестве, они вовсе не дефицитны. Но
их производство, естественно,
ограничивается планом, который учитывает заявки.
Будут новые области применения этих
веществ, новые заявки, тогда их выпуск
можно будет увеличить.
Поликомплексы состоят из двух
компонентов. Одним из них могут быть лиг-
носульфонаты — полимеры, которые
сейчас почти не находят разумного
применения. Их получают из лигнина — отходов
деревоперерабатывающей
промышленности. (Древесина состоит из целлюлозы и
лигнина — поровну. Их разделяют
сульфитной варкой, то есть варкой древесины
в сульфитном щелоке, а затем лигнин
вымывают, чтобы получить чистую
целлюлозу.) Стоит лигнин дешево, чаще всего его
используют как топливо. А можно бы
делать из него полиэлектролитный комплекс.
Для поликомплексных соединений
можно использовать и такой доступный
полимер, как карбамидную смолу. Это
продукт поликонденсации мочевины и
формальдегида. В паре с полиакриловой
кислотой карбамидная смола образует ПК,
способный восстанавливать свои физико-
механические свойства при многократном
замораживании — размораживании.
В общем, для химиков и технологов
ничего сверхъестественного в
поликомплексах нет. Исходные компоненты
довольно доступны и дешевы. Нужно только
определить области применения ПК и
потребности в них и решить
организационные вопросы производства и
использования.
24

Фосфо-
гипс — это
плодородие
В восьмом номере
«Химии и жизни» за 1982
год было опубликовано
сообщение, что природный
гипс, старейший и
становящийся дефицитным
строительный материал, можно
заменить фосфогипсом,
бросовым отходом
химической технологии, горы
которого выросли рядом с
предприятиями на
Украине, в Средней Азии, в
Западной Сибири и на
Северном Кавказе. Между
тем гипсование — самый
распространенный прием
улучшения солонцовых
почв. И здесь фосфогипс
может очень и очень
пригодиться.
Солонцы — это
почвы, в которых много
катионов натрия и совсем мало
кальция. А ведь кальций —
важнейший структурообра-
зователь не только на
строительной площадке, но и в
почве. Если почва бедна
кальцием и его место в ней
занимает натрий, почва
теряет структуру, как бы
сплывается в сплошную
массу, непроницаемую для
воды и воздуха. Во
влажном состоянии такие
солонцовые почвы вязкие и
липкие, а в сухом
превращаются в камень. И
кроме всех этих
неприятностей натрий повышает
щелочность почвенных
растворов, что губительно
сказывается на растениях. В
такой почве очень плоха
растворимость соединений
фосфора, важнейшей части
меню растений, а
недостаток кальция,
естественно, вызывает их кальциевое
голодание. Словом, без
мелиорации солонцовые
почвы для сельского хозяйства
мало пригодны.
Такие почвы в нашей
стране занимают около
100 млн. га, главным
образом там, где самый
благодатный климат. Есть
солонцы в Центральном
черноземном районе, на юге
Украины и в Молдавии, на
Северном Кавказе и в
Закавказье, в Нижнем
Поволжье и Западной Сибири,
короче говоря, во всех
основных житницах страны.
Порой ими занято 20%
сельскохозяйственных
угодий.
По самым скромным
подсчетам, страна из-за
пашен на солонцах теряет
около 3 млн. т зерна.
Сенокосы и культурные
пастбища на солонцовых
землях тоже скудные. В лучшие
по увлажнению годы
можно накосить 3—5 ц/га
сена, да и то низкого
качества. Неудивительно, что
рациональным
сельскохозяйственным освоением
солонцов сегодня занимаются
около 40
научно-исследовательских организаций и
опытных станций, работу
которых координирует
совет, созданный в Москве
при Почвенном институте
им. В. В. Докучаева.
Гипс, внесенный в
солонцовую почву, сразу
делает много хорошего:
вытесняет из нее натрий,
что способствует
коагуляции почвенных коллоидов,
улучшает структуру и
водно-воздушный режим
почвы и одновременно
нейтрализует ее щелочность.
Только за две последние
пятилетки в СССР было
загипсовано 1,5 млн. га
солонцовых земель. А ведь
на каждый гектар было в
среднем израсходовано
10 тонн гипса. Фосфогипс
же может не только
заменить природный сыромо-
лотый гипс, но и
превзойти его. Как?
Вот как. В
фосфогипсе (пересчет на сухое
вещество) лишь 80—90%
собственно гипса, остальное
фосфор B—4%) и глина.
Водорастворимый фосфор
не только усиливает
мелиорирующий эффект, но и
служит удобрением. Ведь в
солонцовых почвах
растения угнетает именно
нехватка подвижного,
усвояемого фосфора.
Надо сказать, что все
больше фосфогипса
отправляется на поля.
Например, в Казахстане на
лугово-степных солонцах
при внесении 10 тонн
этого отхода химической
промышленности на гектар
урожай зерновых
возрастает на 3—4 ц/га. В Ку-
станайской области
прибавка урожая травосмеси
(донника, люцерны, житняка и
пырея) при мелиорации
солонцовых почв
фосфогипсом была еще
солиднее — 11 ц/га.
Более 200 тыс. га
солонцовых земель
мелиорировано фосфогипсом в
Ставрополье. Здесь
технология его внесения в
почву такова. Сперва
рыхлят плотный солонцеватый
горизонт, потом вносят
фосфогипс и поле
оставляют под паром. Урожай
с таких полей может
увеличиться на треть. Отходы
лишь одного Невинномыс-
ского объединения «Азот»
позволяют здесь улучшать
по 100 тыс. га солонцов
ежегодно.
А сколько
фосфогипса еще остается втуне!
Доцент
И. Н. ЛОЗАНОВСКАЯ,
Но во черкасский инженерно-
мелиоративный институт
25

Кальций,
куры
и мрамор
О РОЛИ КАЛЬЦИЯ
Со школьной скамьи мы знаем, что
кальций относится к самым
распространенным в природе химическим элементам.
Он входит в состав мраморов, известняков,
мела, доломитов и других пород. Ему же
принадлежит важная роль в обмене
веществ всех живущих на Земле живых
организмов. Кальций составляет основную
массу костей, зубов, он содержится в
хитиновых покровах, чешуе рыб и даже в крови.
Кальций принимает участие в
регуляции сократительной активности мышц, в
деятельности ферментов, во многих
других биохимических процессах. Вот почему
врачи часто рекомендуют своим пациентам
принимать раствор хлористого кальция —
довольно горький, но весьма нужный для
организма препарат.
Этот необходимый всему живому
элемент находится в организме и в виде
ионов, и в связанном состоянии — с
белками и лип идами. Движение кальция в
процессе обмена веществ непрерывно:
часть его ежедневно выводится из
организма, а потери восполняются
поступлением кальция с пищей. Но, пожалуй, самый
напряженный обмен кальция у птиц,
особенно у кур в период яйцекладки. В
организме двухкилограммовой курицы 22 г
кальция, а ежедневный его расход только
на формирование скорлупы яиц 2—2,5 г.
А куры самых яйценоских пород несут до
трехсот яиц в год, а иногда и больше.
Поэтому столь интенсивен кальциевый обмен
у кур, поэтому в их рационе необходимо
достаточное количество легко усвояемого
кальция.
О СУДЬБЕ КУРИЦЫ
Совсем еще недавно во дворе
каждого деревенского и даже городского,
стоящего на окраине дома можно было
увидеть красавца петуха с ярко-красным
гребнем, курицу-наседку с выводком
пушистых желтых комочков-цыплят и
кур-несушек, гордо извещающих кудахтаньем о
снесенном яйце. Можно говорить безо
всякого преувеличения, что у кур было
райское житье: они гуляли где хотели,
клевали что нравилось, раскапывали в земле
червяков, жучков, набивали зоб мелкими
камушками — чтобы лучше перетирался
корм, и несли яйца. Но на столь привольные
условия жизни куры отвечают не очень
высокой продуктивностью — несут яйца через
день-другой, лишь изредка ежедневно.
В домашнем хозяйстве еще можно
мириться с низкой продуктивностью кур-
несушек, но в крупных птицеводческих
хозяйствах так вести дело нельзя —
производство яиц становится
малорентабельным. В 1964 г. ЦК КПСС и Совет
Министров СССР приняли постановление «Об
организации производства яиц и мяса птицы
на промышленной основе». Вскоре начали
работать крупные птицефабрики, и сразу
же стало очевидным, что в домашнем
хозяйстве куры несут воистину «золотые»
яички: чтобы получить десяток яиц,
требуется в 3—5 раз больше затрат, чем в
условиях птицефабрик.
В птицеводческих хозяйствах,
работающих на промышленной основе, кур
содержат обычно в многоярусных — в три-
четыре этажа — клетках. За такое
стесненное существование куры получают
определенную компенсацию: корм и вода
рядом — в кормушке и поилке. Кормление —
строго по часам; продолжительность
светового дня и температура строго
регламентированы для птиц разного возраста.Любые
отклонения от технологии приводят к
снижению продуктивности. И это чуть ли не
26

в первую очередь относится к рациону,
в том числе к добавкам кальция, который,
напомним, в большом количестве
расходуется для формирования скорлупы яиц.
Для восполнения потерь кальция в
рацион птиц, составленный зоотехниками по
научно обоснованным для каждой
возрастной группы нормам, вводят ракушку,
иногда мел. Ракушку привозят с берегов
Азовского и Каспийского морей, где запасы
ее казались неисчерпаемыми. Однако по
мере строительства новых птицефабрик
запасы ракушки стали истощаться.
В сутки курица должна получать 6—7 г
ракушки. Значит, ежедневный расход
кальциевой подкормки на средней по мощности
птицефабрике (на 300 тыс. кур-несушек)
приближается к двум тоннам, а годовая
потребность составляет около 720 т. Если
учесть, что в стране сотни птицефабрик,
что разбросаны они по всему Союзу,
включая европейский Север, Сибирь и Дальний
Восток, нетрудно представить, во что
обходится только транспортировка ракушки.
Однако эти расходы считались
неизбежными, и с ними мирились — до тех пор,
пока запасы высококачественной ракушки
не оскудели. В последнее время
птицефабрики стали получать ракушку с
пониженным содержанием кальция, зато с
большим количеством двуокиси кремния. А
возить песок через всю страну явно нелепо.
Работники птицефабрик стали искать
минералы, содержащие легко усваиваемый
курами кальций и способные заменить,
если не полностью, то хотя бы частично,
ракушку в рационе птиц. Выбор пал на
известняки, которые и прежде
использовались в некоторых хозяйствах в качестве
кальциевой подкормки. Но оказалось, что
в составе многих известняков есть фтор,
который в определенных концентрациях
опасен для птицы. Если же фтора мало,
известняк вполне может заменить ракушку.
Известняки для кормления кур применяют
в Хабаровском крае, в Молдавии, Латвии
и в некоторых других районах страны.
Однако подходящие известняки есть
далеко не везде, поэтому поиски
минералов, содержащих кальций, продолжаются.
ПОЛЬЗА МРАМОРНОЙ КРОШКИ
В Карелии местные птицефабрики
полностью обеспечивают население
яйцами, почти на 35% — мясом. Важность этой
отрасли для автономной республики
несомненна. Но в Карелии нет ни ракушечников,
ни известняков. Перед Институтом
биологии Карельского филиала АН СССР была
поставлена задача найти эффективную
местную минеральную добавку. Выбор пал
на мрамор, которым так богата
республика. Разумеется, речь шла не о дорогом
отделочном камне, а об отходах его
добычи и обработки — мраморной крошке.
По своему химическому составу
мраморная крошка, известняк и ракушечник
хорошего качества довольно близки. Во всех
25-
24
23
224
24
204
опытная группа.
контрольная
грулла
февраль март аярель нам нюнь июль
Содержание кальция в сыворотке крови кур.
Опытная грулла, получавшая мраморную
крошку, по этому показателю значительно
превосходит контрольную
трех минералах достаточно кальция, но в
крошке есть еще довольно много
алюминия, железа, магния — элементов,
исключительно биологически ценных. А ракушка
низкого качества, которая последнее время
поступала на карельские птицефабрики, по
всем статьям уступает мрамору: кальция
в ней до 15—20% (в мраморной крошке
— около45%), двуокиси кремния до 80% (в
карельском мраморе — не больше 2%).
Начались опыты на птице. В 1979 г. их
проводили на десятках кур, потом на
сотнях, а с 1980 г. начали широкую
производственную проверку на птицефабрике «Сун-
ская». Крошку размером 0,5—3 мм
скармливали по 3—6 г на курицу в сутки. У
подопытных птиц контролировали содержание
кальция, неорганического фосфора и
витаминов в крови и печени, учитывали
яйценоскость и процент боя яиц.
Все собранные в таблице (на с. 28)
показатели яиц (и остальные, в нее не
вошедшие) свидетельствуют о перспективности
новой кальциевой добавки. Между прочим,
на мраморной крошке куры несколько
увеличили яйценоскость. Все это можно
объяснить только синергическим
действием содержащихся в мраморной крошке
элементов.
И НЕМНОГО ЭКОНОМИКИ
За время производственной проверки
на птицефабрике «Сунская» птице
скормили более пятисот тонн мраморной крошки
и около тысячи тонн ракушки. Тонна ра-
27

s,
%5 '
**b
ВЛИЯНИЕ КАЛЬЦИЕВОЙ ДОБАВКИ
НА КАЧЕСТВО ЯИЦ
Морфологические и биокимические
показатели яиц
J Масса яйца, г
Толщина скорлупы, мм
Содержание каротиноидов в
желтке, мкг/г
Содержание витамина А в
желтке, мкг/г
Содержание витамина В2в
желтке, мкг/г
|с$дерм£аиие витамина В в белке,
Ва^ЗрЁ**^
LaaaaaaaaStSaaU&LrV"-^- '
Добавка
мраморная
крошка
62,4
0,35
29,6
11.9
4,8
4,0
ракушка
60,2
0,30
24,6
9,0
4,1
3,2 ' 1
Х*£
i
■■чй
г>*
*U-a«jrv
л:
Введение в рацион кур-иесушек
мраморной крошки
более чем на 3% снижает бой яиц
5-1
4j
1 А
куш к и обошлась хозяйству в 16 руб. 70 коп.,
а тонна крошки — всего лишь в 70 копеек.
Можно привести и другие цифры.
Благодаря повышению прочности скорлупы
яиц, полученных от кур, в рацион которых
входила мраморная крошка, птицефабрика
увеличила выход яиц первой категории
на 23,87%. За время использования
отходов мрамора средняя яйценоскость
несушки возросла с 224 яиц до 238,2 в год.
При этом надо иметь в виду, что
мраморная крошка — это отход, который
скапливается на камнеобрабатывающих заводах
и чаще всего попадает в отвалы. Правда,
крошку используют в производстве
стройматериалов, но в дело идут лишь крупные
фракции. А мелкой крошке до недавнего
времени найти применение не удавалось.
Так что решаются сразу две проблемы:
куры обеспечены необходимой им
кормовой минеральной добавкой, а у
камнеобрабатывающих заводов становится меньше
хлопот с отходами.
Все экономические выгоды этого
решения еще предстоит оценить.
Доктор биологических наук
И. А. БОЛОТНИКОВ
28

Бани отходов
Решение,
устраивающее
всех
КУМОЛЬНЫЙ ПРОЦЕСС
И ХИМИЗАЦИЯ ЖИВОТНОВОДСТВА
Производство фенола и ацетона из
к у мо л а впервые разработано и пущено
в СССР в 1949 г. Сегодня из 3 млн. т
выпускаемого во всем мире фенола более
90% дает кумольный процесс. Это
действительно очень эффективная технология, но
у нее есть недостатки. Самый серьезный
из них — образование побочного
продукта — фенольной смолы (смеси кумола,
фенола, ацетофенона, альфа-метилстирола
и некоторых других веществ).
Вот уже 30 лет ведутся исследования,
цель которых — избавиться от фенольной
смолы, образующейся в изрядных
количествах — по 150—190 кг на тонну целевого
продукта. В реки ее не выльешь и в землю
на закопаешь.
Самый заманчивый способ
утилизации отходов — выделение из них ценных
веществ. Из смолы можно, в принципе,
выделить товарный фенол, альфа-метил-
стирол, сырой кумол. В разное время
были предложены различные технологии
переработки отходов кумольного процесса
(термическая и термокаталитическая
деструкция, гидрирование), но на наших
заводах они как-то не привились. Главным
образом, потому, что все они недешевы.
Дешевле и проще извлечь под вакуумом
свободный фенол и, сняв таким образом
пенки, использовать оставшиеся ценные
вещества в качестве котельного топлива.
Однако самый лучший путь использования
отходов — найти неприхотливого
потребителя, готового брать их такими, какими
они образуются.
Нефтехимики стали искать
потребителей, которые брали бы смолу не для
того, чтобы сжечь под котлами, а
квалифицированно использовать ее химические
сврйства. Предлагалось, например,
применять ее для получения вакуум-резольных
и фенольно-формальдегидных смол.
Однако дальше проектных проработок дело не
пошло. Возможно, излишне навязчивые
предложения нефтехимиков вызвали
обратный эффект: потребителю почудилось,
что на него хотят попросту взвалить
расходы на переработку отходов. Как бы то
ни было, но и в промышленности
пластмасс фенольная смола пока что не
применяется. И появились опасения, что кумоль-
ная технология увязнет в этой смоле.
Буквально в последние годы
прояснилось новое направление использования
фенольной смолы, которое должно,
наконец, устроить и невольных ее
производителей, и потребителей, а следовательно,
и все народное хозяйство. В Казанском
ветеринарном институте им. Н. Э. Баумана
разработан и всесторонне изучен
препарат для дезинфекции животноводческих
объектов, изготовленный на основе отходов
кумольной технологии. Феносмолин —
так называется препарат — рекомендован
к применению, на него разработаны
технические условия и прочая необходимая
документация.
Дезинфицирующие свойства фенола
хорошо известны. А в фенольной смоле
они усиливаются: многочисленные
примеси придают препарату чрезвычайно
широкий спектр действия. Микроорганизмам
очень трудно к нему приспособиться. С
помощью феносмолина можно бороться с
кишечной палочкой, золотистым
стафилококком, возбудителями паратифа,
бруцеллеза, рожи, некробактериоза,
туберкулеза и болезнью Ньюкасла. Он губительно
действует на вирус ящура, на споры
сибирской язвы, патогенные и токсические грибы,
яйца аскарид. И что весьма важно, этот
препарат за несколько дней разлагается
биологически в навозных стоках.
Главная проблема, которую предстоит
решить, чтобы отходы кумольной
технологии нашли самое широкое применение в
животноводстве,— мелкая расфасовка
феносмолина. Нефтехимические
комбинаты производят продукцию, для отгрузки
которой и железнодорожные цистерны
кажутся иногда слишком мелкой тарой,
а животноводческим комплексам нужны
не цистерны, а бочки препарата, хотя общие
потребности животноводства в новом пре<-
парате воистину «нефтехимические».
По-видимому, эту проблему можно
решить так: образующуюся на
нефтехимических заводах фенольную смолу
следует наливать в обычные цистерны, а в
областях и районах перегружать в
обогреваемые автомобильные емкости и
развозить по животноводческим хозяйствам.
Разумеется, такую цепочку
«нефтехимический комбинат — коровник» тоже
еще нужно организовать. Но дело,
безусловно, стоит того. Нефтехимия
освободится от неприятного отхода, который после
простейшей переработки становится
незаменимым для животноводства и притом
дешевым препаратом. Перечитывая
перечень опаснейших болезней, против которых
действенен феносмолин, вновь приходишь
к выводу: какая все-таки удача, что в ку-
мольном производстве, помимо фенола и
ацетона, образуется и фенольная смола...
Кандидат экономических наук
Г. Л. АВРЕХ
29

ie/нологи
в чан
Жидкость —
выключатель
Магнитные жидкости
находят все большее
применение в различных областях
техники. Появились они и в
бытовых холодильниках:
разработана система автоматического
оттаивания с магнитожидкост-
ным регулятором. Работает
она так. При нарастании слоя
инея разность давления
воздуха до и после
воздухоохладителя возрастает; пленка
магнитной жидкости в регуляторе
растягивается,
деформируется и смещается в сторону от
электродов. Ее место занимает
электропроводная жидкость,
которая замыкает цепь
между электродами и включает
оттаивание.
Преимущества магнито-
жид костного регулирования
очевидны: малые размеры,
простота, надежность, высокая
чувствительность.
«Холодильная техника»,
1982, № 4, с. 36—ЗВ
Система автоматического
оттаивания бытового
холодильника с
магнитожидкостиым
регулятором: а — пленка
магнитной жидкости
покрывает электроды
регулятора; (Уттаиванж
отключено; б — пленка
деформирована и смещена;
электропроводная
жидкость замыкает
электроды, включая
оттаивание
30
Судьба
эмалированных
труб
В нашей стране в
системах горячего
водоснабжения применяются трубы из
углеродистой стали, которая
не очень стойка в горячей
воде. Использовать цинковое
защитное покрытие
достаточной толщины затруднительно,
поскольку цинк дефицитен, а
эмалированные трубы дороги,
к тому же при нанесении
эмали в печах
периодического действия трубы коробятся и
нуждаются в последующей
правке.
Недавно в Донецке
начали готовить эмалированные
изнутри трубы для
теплосетей по новой технологии.
После дробеструйной обработки
внутренней поверхности на
нее наносят эмаль, эмаль
сушат, а затем труба,
непрерывно вращаясь, проходит через
газовую секционную печь, в
которой формирование
эмалевого покрытия происходит
значительно быстрее, чем по
старой технологии. Полученные
таким способом трубы
дешевле оцинкованных, а их
коррозионная стойкость в 5—6 раз
выше. Они уже используются
в системах горячего
водоснабжения Днепропетровска,
Донецка и других городов и
позволяют экономить около
полумиллиона рублей на
каждой тысяче тонн труб.
Основная статья экономии —
уменьшение расходов на ремонт
отопительных систем.
« Во доена бже ние
и санитарная техника»,
1982, № 8, с. 3
Все капли —
в цель
В Англии разработан
портативный
электростатический аппарат для
опрыскивания растений. В распылитель
вмонтированы электроды,
которые положительно
заряжают капли пестицида. Поскольку
растения несут отрицательный
заряд, капли равномерно
оседают на поверхности листьев.
Аппарат экономен: расход
препарата очень мал (всего
0,5 л/га), так как все капли
попадают в цель. Понятно, что
при этом загрязнение
окружающей среды меньше
обычного.
«Защита растений»,
1982, № 10, с. 33
Шомпол —
автомат
В Швейцарии испытано
автоматическое устройство для
чистки стволов стрелкового
оружия. Электродвигатель
приводит обычный шомпол в
возвратно-поступательное
движение; за 2 минуты шомпол
делает 100 ходов, а после
2000 ходов устройство
автоматически отключается для
замены щеток и протирочного
материала. Эту новинку
военной техники предполагают
использовать в арсеналах,
чтобы 'избавить их персонал от
монотонного и
малопроизводительного ручного труда.
Личное же оружие, наверное,
всегда будут чистить старым
способом.
«Neue Zurcher Zeitung»f
1982, № 142, с. 65

Метан
из углекислоты
В Канаде разработан
способ гидрогенизации
окиси и двуокиси углерода,
которые образуются при
газификации угля. Процесс идет при
температуре 260°С и
атмосферном давлении. Смесь
водорода и окислов углерода
D:1) пропускают над
катализатором на основе карбонила
рутения (на подложке из
глинозема) — образуется метан.
Поскольку СО подвергается
гидрогенизации в значительно
большей степени, чем СО,
получается высококалорийное
газовое топливо.
«New Scientist», 19B2f
т. 95, № 1324, с. В31
Бритва
из
металлического
стекла
Металлические
стекла — материалы, получаемые
сверхбыстрым (до миллиона
градусов в секунду)
охлаждением жидких сплавов,
обладают огромной твердостью и
прочностью. Они текучи,
пластичны, стойки к коррозии, у
них прекрасные магнитные
свойства. Естественно, что
таким материалам уготовано
большое будущее в самых
разных областях техники. Из
них, в частности, предлагают
делать лезвия для бритья.
«Design Engineering»,
1981, № 3, с. 53, 54
Разработаны новые
методы получения муравьиной
Кислоты, в которых в качестве
сырья используются
содержащие СО отходящие газы
аммиачных и метанольных
установок, а также
металлургических производств.
«Chemical Engineering»,
1982, № 14, с. 71—73
Ежегодно в стекольной
промышленности ФРГ в
качестве сырья используют около
миллиона тонн стекольного
боя. Добавка боя ускоряет
плавление шихты, это
позволяет экономить до 20%
топлива.
«Umweltmagazin», 19B2,
№ 2, с. 22, 23
В прошлом году в США,
Японии и западноевропейских
странах несколько снизился
интерес к производству
синтетического топлива: отложено
строительство нескольких
промышленных и пилотных
установок газификации угля. Это
связывают со стабилизацией цен
на нефть и некоторым
снижением потребления
нефтепродуктов.
«Chemical Week», 1982,
№ 9, с. 29, 30
Введение солей
металлов в полиамидные пленки
повышает их
электропроводность и адгезионные свойства.
«Polymer News», 1982,
№ 2, с. 41—43
К концу нынешнего
десятилетия мировое
производство электропроводящих
полимеров должно превысить
300 тыс. т в год.
«Science», 19B2,
№ 4544, с. 399
Сообщения
из заводских
газет
Создан новый листовой
полимерный материал,
обладающий высокими
антиадгезионными и
антифрикционными свойствами, способный
выдерживать значительные
ударные нагрузки. Он
предназначен для защиты от наки-
пания, абразивного износа и
коррозии. На лемехи плугов,
облицованные
антиадгезионным материалом, не налипает
грунт. Значит, скорость пахоты
может быть выше.
«Знамя труда»
(Охтинское НПО
«Пластполимер»)
В результате
исследований, проведенных в опытно-
обогатительном цехе
Подмосковного горнохимического
завода и Государственном
институте горнохимического
сырья, создана технология
производства фосфорной
муки из отходов обогащения
фосфоритной руды. Уже
получена опытная партия
дешевых минеральных удобрений.
Эти же отходы можно
использовать для выпуска
облицовочной плитки.
«Горняк Подмосковья»
(Подмосковный
горнохимический завод)
Впервые в содовой
промышленности в качестве
фильтровального материала
для рукавных фильтров вместо
сукна использован войлок.
Войлочные фильтры работают
вчетверо дольше суконных и в
2,5 раза уменьшают выброс
пыли в атмосферу.
« За коммунизм»
(Стерлитамакское ПО
«Сода»)
Что можно
прочитать
в журналах
О мембранной
технологии разделения компонентов
жидких смесей
(«Пластические массы», 19В2, № 9,
с. 49—51).
Об использовании
отходов коксохимического
производства («Кокс и химия»,
19В2, № 10, с. 4В—51).
О смазочных маслах на
основе полиолефинов («Химия
и технология топлив и масел»,
19В2, № 10, с. 42—44).
О коррозионной
стойкости стеклоэмалевого покрытия
(«Химическое и нефтяное
машиностроение», 1982, № 9,
с. 33, 34).
О диспергировании
пигментов в связующих с
использованием магнитного поля
(«Лакокрасочные материалы и
их применение», 1982 № 5
с 45, 46). ' " '
Об измерении
температуры вращающихся
поверхностей («Химическая
технология», 19В2, № 5, с. 2В. 29).
Об электрохимической
очистке сточных вод
производства пирокатехина («Журнал
прикладной химии», 1982, № 9,
с. 2142—2144).
Об автомобилях,
работающих на природном газе
(«Автомобильный транспорт»,
1982, № 9, с. 44—47).
О высокопрочном
цементобетоне для дорожного
покрытия («Автомобильные
дороги», 19В2, № 9, с. 12—
14).
О стеновых панелях для
производственных
сельскохозяйственных сооружений
(«Бетон и железобетон», 19В2,
№ 10, с. 18, 19).
О лабораторной
установке для регулирования
газовой среды («Консервная и ово-
щесушильная
промышленность», 19В2, № В, с. 33, 34).
О фумигации в
контейнерах («Защита растений»,
19В2, № 10, с. 45).
31

ч ♦
Л-Ах» '
Проблемы и методы
современной науки
Как прочнее клеить:
рекомендует
живая природа
В старину склеивание, даже если
понимать его в самом широком смысле
слова (например, как метод соединения
деталей с помощью твердеющих со временем
веществ), применялось главным образом
в строительстве, ибо обычная известка
выполняет, по сути дела, функции клея,
скрепляющего кирпичи.
Высота жилища африканского термита '
Макротермес достигает шести метров.
Это сооружение замечательно не только
размерами, но и завидной прочностью,
которую ему придают клейкие выделения
насекомых
Сейчас метод соединения деталей при
помощи склеивания применяется
несравненно шире: в производстве обуви и
мебели, книг и журналов, одежды и даже в
медицине и самолетостроении. Но хотя к
сегодняшнему дню создано около десятка
различных теорий склеивания, никто не
может гарантировать долговечности клеевого
соединения. А вот древние мастера
никаких теорий не знали, но строили на века.
Кто научил их этому? Скорее всего,
сама природа.
32

ПРИМЕРЫ ДЛЯ ПОДРАЖАНИЯ
Хотя термин «бионика» вошел в наш
словарь не так уж давно, люди с
незапамятных времен заимствовали у живой
природы плодотворные технические идеи.
Недаром же способность к подражанию
считается одной из важнейших
особенностей человека.
Острый обломок камня,
использовавшийся древним человеком в качестве
оружия и рабочего инструмента,— это,
по сути дела, модель зуба. Конструкции
птичьих гнезд могли служить человеку
образцами для создания плетеных корзин
и гончарных изделий.
Более современным примерам нет
числа. Тонкая паутинка, натянутая между
ветвями, навела на мысль строить висячие
мосты. Толчком к развитию
воздухоплавания послужили наблюдения за полетом
птиц. Способность летучих мышей
ориентироваться в темноте подала идею локации.
А выдающийся архитектор Ле Корбюзье
писал, что строит свои здания так хорошо
потому, что знает, как устроен цветок и
как растет дерево...
А у кого можно учиться склеиванию?
Примеров для подражания можно
найти превеликое множество. Вспомним
хотя бы клеевые крепления пчелиных сот,
коконов пауков, осиных ласточкиных гнезд.
С помощью клея строят свои гнезда
термиты; рыбы и лягушки приклеивают свою
икру к подводным растениям; даже
крепление коры к живой древесине, по сути
дела, клеевое.
Живая природа послужила человеку
источником первых клеящих веществ.
Среди них и сок гевеи, и различные смолы, и
выделяемый насекомыми шеллак, и
желатин...
Известно, что свежая древесина
содержит смолистые клеящие вещества:
если подвергнуть древесные стружки
высокому давлению при нагревании, они вновь
превращаются в монолит без
использования каких-либо посторонних клеящих
добавок. А липкие выделения тополей? Они
сохраняют свои свойства на протяжении
десяти дней, в то время как лучшие
искусственные составы, используемые для
изготовления различных липких лент,
сохраняются без изменения от силы два-три дня.
Прекрасными клеевыми свойствами
обладает также так называемая тлевая падь —
липкие выделения тлей, обитающих на
зеленых растениях.
Гнезда одного из видов амазонских
ос достигают размеров взрослого человека
и висят на деревьях, как корзины. Вес этих
гнезд составляет много килограммов, но
держатся они на клею, причем площадь
клеевого соединения весьма невелика.
Европейские осы и их гнезда намного
меньше, но принцип крепления гнезд такой же:
насекомые прикрепляют их с помощью
особых клейких выделений. О прочности
осиного клея свидетельствует такой факт:
если попытаться оторвать гнездо, то
разрушается древесина, а не клей.
Еще более удивительны творения
термитов. По утверждению Реми Шовена,
в Африке встречаются термитники
диаметром до 100 метров и высотой в-несколько
метров — настоящие пирамиды, если
сравнивать их с размерами строителей.
Материалом для изготовления термитников
служат экскременты или некоторые сорта глин,
скрепленные липкими выделениями
насекомых. Термитники обладают
поразительной прочностью и долговечностью: они
стоят годами, и их с трудом берет даже
стальной заступ.
Пчелы строят свои геометрически
правильные соты из воска, выделяемого
особыми железами и грубо обработанного
жвалами. Причем эти комочки они
приклеивают к той или иной подложке под
строго определенными углами.
Коконы пауков висят на паутине.
Прочность самой паутины превышает прочность
стали, а клеевое соединение паутины с
веткой тоже выдерживает огромную
удельную нагрузку: если вес кокона составляет
всего 100 миллиграммов, то в пересчете на
один квадратный сантиметр придется вес
около двух тонн. Это гораздо больше того,
что способно вынести любое искусственное
клеевое соединение.
ОТ ЧЕГО ЗАВИСИТ ПРОЧНОСТЬ
О прочности клеевого соединения
судят по удельной нагрузке, при которой
оно разрывается или расслаивается.
Естественно, что прочность соединения на
разрыв выше прочности того же соединения
на расслаивание: в этом может убедиться
каждый, разматывая рулон липкой и зо-
ляционной ленты или пытаясь сразу
оторвать целый кусок перпендикулярно
поверхности.
Однако действительно ли при работе
клеевого соединения на разрыв все связи
между склеенными поверхностями
испытывают сразу одинаковую нагрузку?
В реальных условиях молекулы клеящего
вещества неизбежно имеют разную форму,
по-разному крепятся к подложке и поэтому
неизбежно испытывают разную нагрузку:
сначала растягиваются и рвутся самые
короткие связи, потом — связи подлиннее
и т. д. Расчет показывает, что если бы все
связи нагружались равномерно, то
прочность клеевого соединения возросла бы в
тысячи раз!
Именно этот метод повышения
прочности склеивания и использует живая
природа. Например, кокон паука подвешен
таким образом, что все нити сразу
испытывают равную нагрузку (кстати, подобная
схема используется для крепления гондол
воздушных шаров и аэростатов). Пчелиные
соты тоже формируются с одинаковой
длиной скрепляющих элементов.
2 «Химия и жизнь» № 3
зз

расслаивание, но и в том и в
другом случаях одновременное
натяжение испытывает лишь часть
связей. В более прочных клеевых
соединениях, создаваемых
живой природой, все связи
нагружаются одновременно
Обычно для того, чтобы повысить
прочность клеевого соединения,
поверхности делают шероховатыми — например,
просто обрабатывая их наждачной
шкуркой, в результате чего общая площадь
контактирующих поверхностей возрастает.
Но так как при обработке шкуркой рельеф
поверхности получается беспорядочным,
повышение прочности не достигает
возможного максимума: при нагрузке в
некоторых точках возникают концентрации
напряжений, и клеевое соединение
раскрывается подобно застежке «молния».
Однако если микрорельеф
склеиваемых поверхностей имеет регулярную
структуру, прочность соединения
оказывается значительно выше обычной.
Например, прочность клеевого соединения
полимерных пленок значительно возрастает,
если макромолекулярные цепи
ориентированы в одном направлении. Для этого
пленку растягивают, насколько возможно, и
потом склеивают; прочность такого
соединения оказывается вдвое большей, чем
прочность соединения пленок из
неориентированного полимера.
В живой природе склеиваемые
поверхности украшены регулярным узором,
представляющим собой конические или
пирамидальные ямки. Геометрически
правильные углубления можно наносить на
подложку и искусственным путем, с
помощью специального резца. Такая
предварительная обработка поверхностей тоже
приводит к значительному увеличению
прочности клеевого соединения.
Заметный эффект дает использование
в качестве клеев полимеров особого
химического строения. Обычно молекулы
полимерных клеев имеют а тактическое
строение: это значит, что боковые цепи
макромолекул ориентированы случайным
образом относительно основной цепи. Результат
тот же, что и обработка поверхности
наждачной шкуркой,— боковые цепи
выполняют роль микрошероховатостей. Но так как
группировки ориентированы хаотически,
эффект повышения прочности
оказывается незначительным.
Иное дело полимеры регулярного
строения — изотактические (все боковые
цепи обращены в одну сторону
относительно основной цепи) и синдиотактические
(боковые цепи расположены поочередно
то по одну, то по другую сторону от
основной цепи). Использование изотакти-
ческих и синдиотактических полимеров
в сочетании с предварительной
обработкой поверхностей, создающей регулярный
микрорельеф, подбором оптимальной
толщины клеевого слоя и использованием
ориентированных подложек позволило
повысить прочность соединений
полистирола с липкими лентами в среднем в 10 раз
(работа выполнена автором этих строк
совместно с А. П. Лучниковым).
Исследование, позволившее
увеличить прочность клеевого соединения, было
стимулировано изучением методов
склеивания, используемых пчелами и пауками.
При этом изучалась лишь техническая
сторона деятельности насекомых; химические
особенности используемых ими клеев не
изучались. Не изучались приемы работы
и других представителей живого мира:
термитов, ласточек, стрижей. Поэтому ни в
коем случае нельзя говорить о том, что
предел прочности клеевых соединений
уже достигнут — по вполне реальным
оценкам, ее можно повысить не в 10,
а в 100—1000 раз.
И тогда, как ни парадоксально,
возникает новая проблема: как повышать не
прочность клеевого соединения, а
прочность самих склеиваемых тел...
Кандидат химических наук
Ю. М. ЕВДОКИМОВ
34

КЗ
ЦВЕТНЫЕ ГАРДИНЫ
В магазинах продают
нейлоновые гардины
в основном белого
цвета. Со временем они
желтеют. Нельзя ли
перекрасить найлон в
какой-нибудь другой цвет,
например, красный,
синий, желтый!
Коллектив женщин
планового отдела
завода «Кондиционер»,
Харьков
Найлон лучше красить
специальными средствами под
названием «Синта» и
«Красители для капрона».
Отечественная промышленность
выпускает их семи цветов:
оранжевый, красный, фиолетовый,
фиолетовый с синим оттенком,
синий, оранжевый с желтым
оттенком, серый. Все эти
красители дисперсные, то есть в
воде не растворяются, а
образуют дисперсию.
Сначала краситель
растирают с небольшим
количеством теплой воды C0—
40°С) до образования пасты
сметанообразной
консистенции. В пасту добавляют 10 г
(столовую ложку) стирального
порошка для шерсти,
растворяют в 6 л воды. Ткань красят
в течение 1—1,5 ч при
температуре 70—75°С, часто
переворачивая и расправляя складки.
Следует помнить, что раствор
нельзя нагревать выше этой
температуры, иначе найлон
деформируется. Затем ткань
промывают сначала в растворе
моющего средства, а затем в
теплой и холодной воде.
Найлон можно красить
и красителями для хлопка и
шерсти. При работе с такими
красителями в раствор
добавляют 2 столовые ложки
уксусной эссенции и 3 столовые
ложки соли на каждый пакет
красителя. Раствор подогревают
до 40' С, опускают в него ткань
на 15—20 минут. Затем раствор
нагревают еще раз до
температуры не выше 75°С и красят
найлон 20—30 мин,
переворачивая и расправляя складки.
Потом изделие оставляют в
остывающей ванне на 15—
20 мин, вынимают, дают стечь
красильному раствору,
полощут и отжимают.
Перед окраской вещи
надо взвесить, чтобы
определить, сколько потребуется
красителя и в каком количестве
воды его следует растворить.
На пакетах указывается масса
сухой ткани, на которую
рассчитано его содержимое
(обычно красителя достаточно
для 400 г сухой ткани). Глубина
получаемого тона как правило
указана на этикетке или на
приложенном к пакетику образцу
выкраски. Если надо усилить
или ослабить цвет, количество
красителя или ткани меняют.
Существует понятие
модуля красильной ванны. Это
отношение количества
раствора к массе сухой ткани.
Обычно рекомендуют модуль
красильной ванны от 10 до 20, то
есть раствора должно быть
в 10—20 раз больше, чем
ткани. Когда нужна равномерная
окраска, то уменьшают
скорость крашения и делают
раствор разбавленным,
увеличивая модуль красильной
ванны.
О ХРАНЕНИИ
ФОТОРЕАКТИВОВ
Расскажите, пожалуйста,
как надо хранить
фотореактивы. В какой
посуде нх лучше держать,
можно ли использовать
вещества, у которых
истек гарантийный срок
годности!
В. Худолей,
Херсон
Почти все реактивы
следует держать в герметической
упаковке, при комнатной
температуре, в сухом темном
помещении. Плотно закрытые
стеклянные банки — наиболее
надежная тара, так как
полиэтиленовые пакеты
газопроницаемы, а пластмасса бывает
химически активной или
недостаточно стойкой. Однако для
устойчивых к кислороду
реактивов (бромистый калий,
гипосульфит) герметическая
упаковка не обязательна, поэтому
эти вещества можно хранить в
заваренных полиэтиленовых
пакетах.
Все вещества
желательно держать в сухом виде;
большинство растворов, даже
концентрированных, портится
довольно быстро. Часто брак при
обработке фотоматериалов
получается из-за низкого
качества проявляющих веществ,
которые окисляются при
повышенной влажности и
температуре. Если вещество частично
окислилось, его можно
использовать для менее
ответственных проявителей (например,
позитивных), увеличив его
количество в рецепте на 20—30%.
При правильном хранении
проявляющие вещества вполне
пригодны и через 10—15 лет
после их изготовления. Сода,
поташ, бура, борная кислота,
бромистый калий, гипосульфит,
едкие щелочи, если они не
отсырели, могут храниться еще
дольше. Больше всего хлопот
доставляет сульфит натрия.
Средний срок его хранения —
около года, причем
кристаллическая соль при разложении
становится подобной
безводному сульфиту, превращаясь
в белый рассыпчатый порошок,
однако химический состав ее
изменяется. Реактив
становится сульфатом и для
приготовления проявителя не годится.
Безводный же сульфит
портится, почти не меняя своего вида.
Перед началом работы
внимательно осмотрите
реактив. Он не должен быть
заветренным, свалявшимся в комки,
расплывшимся. Если такие
изменения все же произошли,
выясните у специалиста,
сохранился ли химический состав
вещества. Например,
гипосульфит, даже если его держать в
картонной коробке или пакете,
свои качества не меняет: он
может выветриться,
превратиться в сухой порошок, но
сохранит фиксирующие свойства.
Часто для работы с
фотоматериалами гораздо важнее
чистота реактива, а не его
гарантийные сроки хранения.
Например, сульфит «Фото»
иногда содержит такую большую
примесь соды (до 6%), что его
использование в
мелкозернистых проявителях и в цветной
фотографии становится
совершенно недопустимым.
И последний совет.
Если вы сомневаетесь в качестве
какого-либо реактива и вам
нечем его заменить, приготовьте
немного рабочего раствора и
обработайте в нем не очень
ценный для вас кусочек пленки.
2*
35

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ЭЛЕМЕНТ № 109:
ВСЕГО ОДИН АТОМ
В прошлом году
исследователям из Национальной
лаборатории в Дармштадте
(ФРГ) удалось, по-видимому,
зарегистрировать
радиоактивный распад одного ядра нового
109-го элемента. Новый
элемент пытались получить в
ядерной реакции железа (элемент
№ 26) и висмута (элемент
№ 83), рассчитывая на полное
слияние ядра мишени и
налетающей частицы. Мишень из
висмута-209 в течение трех
недель облучали ускоренными
ионами железа (изотоп 6eFe).
Зарегистрировано одно
событие с периодом полураспада
пять миллисекунд, которое
можно интерпретировать как
распад ядра 109-го элемента.
Попытки получить в подобной
реакции предыдущий 108-й
элемент успехом пока не
увенчались.
«ПИОНЕР-10»
ДЕСЯТЬ ЛЕТ СПУСТЯ
Космический корабль
«Пионер-10», запущенный
больше десяти лет назад, все
еще находится в пределах
Солнечной системы. Правда,
расстояние от него до Солнца уже
превысило 4 млрд. км, и
сигналы с корабля доходят до Земли
лишь за три с лишним часа.
В ходе полета установлено, что
границы гелиосферы
расположены значительно дальше, чем
полагали, и что во время
вспышек на Солнце они как бы
раздвигаются — потоки
солнечного ветра достигают расстояния
в 8—16 млрд. км от светила.
К концу 19В6 года
«Пионер-10» пересечет границы
гелиосферы, уйдет в
межзвездное пространство и будет
находиться дальше от Земли, чем
любая планета солнечной
системы.
НЕ ТОЛЬКО
КАРТОФЕЛЬ!
«Химия и жизнь» уже
сообщала об успешных опытах
по хранению семян
картофеля в жидком азоте A982, №11).
Во Всесоюзном институте
растениеводства недавно в тех же
условиях были испытаны
семена других овощей — огурцов,
капусты, томатов, лука, а также
дынь и арбузов. Как
выяснилось, все они сохраняют
жизнеспособность в жидком азоте.
Всего были испытаны семена
700 с лишним сортов, и, как
правило, всхожесть их, даже
после пятилетнего срока
хранения, была выше, чем у
контрольных проб, хранившихся
при обычных условиях. Не
вымерзают семена.
В ОРАНЖЕРЕЕ —
СОСНА
И не где-нибудь в
тропической стране, где сосны —
экзотика, а в северной Швеции.
Именно там построен
механизированный лесопитомник под
крышей для выращивания
саженцев сосны и ели. Питомник
состоит из трех оранжерей
общей площадью 2500
квадратных метров. Обслуживают его
десять сотрудников. Считают,
что один этот питомник
позволит увеличить число
выращиваемых в стране саженцев
примерно в полтора раза. Потери
крайне невелики. В
дальнейшем саженцы хвойных
деревьев хотят попробовать
выращивать не в общем
оранжерейном грунте, а каждое
растение — в отдельном горшочке
с землей, обогащенной
перегноем и торфом.
И ПАМЯТНИКАМ,
И ЛЮДЯМ
О губительном
воздействии двуокиси серы на
памятники зодчества — из мрамора,
гранита, известняка —
писалось не раз. Правительство
Индии даже распорядилось
вывести подальше от Тадж-Ма-
хала все заводы, в выбросах
которых есть сернистый газ,
крайне опасный для этого
шедевра индийской архитектуры
периода Великих Моголов. От
S02 страдают не только
камни. По мнению со грудников
службы технических
исследований конгресса США,
«кислотные дожди» в районе
Великих озер ежегодно
укорачивают жизнь примерно 50
тысячам человек. В последнее
время там резко возросло число
тяжелых респираторных
заболеваний. А большинство ТЭЦ
по-прежнему работает на
угле из шахт штата Огайо, в
котором содержание серы
высоко.
«ЕЩЕ НЕМНОГО,
ЕЩЕ ЧУТЬ-ЧУТЬ...»
Группа химиков
Лаборатории ядерных реакций
Объединенного института ядерных
исследований в Дубне (Ю. С
Короткий, Г. М. Тер-Акопьян,
А. Г. Попеко, Т. П. Дробина,
36

НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
Е. Л. Журавлева) закончила
серию опытов по химическому
концентрированию кандидата в
«сверхэлементы». «Химия и
жизнь» уже сообщала об
обнаружении следов такого
элемента в веществе метеорита
Алленде и геотермальных
рассолах Челекена A9В1, № 3 и
др.)- На этот раз стремились
сконцентрировать полученную
активность в образце, весящем
максимум один грамм. Именно
такой образец нужен для
предстоящих опытов, цель
которых — идентифицировать
«сверхэлемент»
ядерно-физическими методами.
Химикам удалось
получить такой образец —
достигнута 5000-кратная степень
обогащения, попутно
проведены разнообразные химические
исследования. Главный вывод:
«Вся совокупность данных по
химическому поведению
нового нуклида, а также анализ на
загрязнение техногенными
спонтанно делящимися
изотопами позволяют утверждать,
что новый природный
спонтанно делящийся нуклид не
относится к известным
техногенным изотопам». И еще:
«Наиболее вероятное устойчивое
валентное состояние нового
нуклида — от +1 до -J-3».
Следующий «ход» — за физиками.
ЭНЦИКЛОПЕДИЯ
С ВИДЕОДИСКАМИ
Гибкие грампластинки,
вкладываемые в
энциклопедические, и не только
энциклопедические, издания — не
новость. Однако очередное
издание «Академической
американской энциклопедии» будет,
как утверждают, дополнено
видеодисками. Открыв статью,
скажем, о Шостаковиче,
владелец энциклопедии сможет
при желании услышать его
музыку и просмотреть телесюжет
о нем. Вдобавок каждый том
намереваются снабдить
набором магнитофонных копакт-
кассет и слайдов. Журнал
«Futurist,, A9В2, № 1), сообщивший
об этом нововведении, не
сообщает, сколько будет стоить
такая «синтетическая»
энциклопедия, но отмечает, что
выпущен пока лишь пробный
комплект и изучается возможный
спрос.
ПРОТИВ НАСМОРКА
Журнал "Science et vie"
A982, т. 131, № 777) сообщил
о сконструированном
профессором А. Львовым из Пасте-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ровского института аппарате
для быстрого и
эффективного лечения насморка. Аппарат
называется «Ринотерм» и лечит
насморк водой. Дважды
дистиллированная вода
подогревается до 43 С и в виде
мельчайших капелек диаметром от
4 до 8 микрон вводится в
ноздри через наконечник. Такие
сеансы водотермотерапии
продолжительностью 30 минут
пациент проходит трижды, с
интервалом в два-три часа.
В эксперименте
участвовало 150 больных, у 10В из
них насморк был излечен
таким способом за один день
G2% — результат хороший).
А 28% неудач профессор
А. Львов объясняет сильной
бактериальной инфекцией.
Очевидно, этот простой,
физиотерапевтический по сути,
метод найдет широкое
клиническое применение.
ЗРИ В КОРЕНЬ!
Углядеть корень,
корневую систему растений, ее
строение и функционирование
и важно, и нужно. Но корневая
система небезразлична к
инструменту исследования. Здесь
непригоден обычный
оптический микроскоп: на свету
корни развиваются плохо, потому
что в них содержится фито-
хром, весьма чувствительный
к излучению в красной
области видимого спектра.
Исследователи из университета в
Глазго разглядывают корни в
инфракрасных лучах.
Разработан инфракрасный микроскоп,
с помощью которого можно
заглянуть и в глубь почвы и на
экране монитора воочию
наблюдать, как растет корень.
ОТ СЕВИЛЬИ ДО...
Испанские медики
всерьез озабочены состоянием
зубов у своих соотечественников:
кариес распространен
чрезвычайно широко. Установки для
фторирования воды пока
существуют лишь в Севилье и
еще одном небольшом город-*
ке неподалеку от нее. Третью
установку намереваются
строить в Мадриде, но когда —
точно не известно.
Специалисты мадридской школы
стоматологии подсчитали, что
сплошное фторирование
водопроводной воды в испанской
столице обойдется в 30 песет в
год (примерно 20 копеек) на
душу населения. Но душ-то
миллионы. И все же когда-то
надо начинать.
*у

Что мы едим
Проблема сахара —
варианты решения
Доктор медицинских наук
И. И. БРЕХМАН,
кандидат экономических наук
Д. П. МОЧАЛОВА
С сахаром человек познакомился,
в сравнении с масштабами его
биологической эволюции, сравнительно недавно —
примерно 2500 лет назад, когда люди
научились получать сахар из высушенного
сока сахарного тростника. Однако еще
многие столетия сахара производилось
мало, он был дорог и служил скорее
лакомством, чем продуктом питания. Свою
потребность в сладком люди все это время
удовлетворяли плодами, фруктами, реже—
медом.
Только за последние 150—200 лет
«сахарный климат» существенно изменился:
стремительно, в 50 раз, увеличилась
валовая продукция сахара, параллельно с этим
усовершенствовались методы его очистки,
в 10—15 раз выросло его потребление
людьми. Выросло в гораздо большей
степени, чем считает полезным медицина:
если физиологическая норма потребления
сахара человеком, по мнению медиков,
составляет 50 г в день, то реальное
потребление в нашей стране сейчас достигло
70—100 г в день, а в других странах еще
выше (например, в Англии — 130 г в день,
а среди подростков в возрасте 15—19 лет —
целых 156 г в день).
Хорошо это или плохо? Скорее плохо.
Именно сахар некоторые врачи считают
причиной многих заболеваний: как писал
американский специалист по питанию
доктор Р. Аткинс, ничто в истории не вызывало
больше болезней, чем открытие, научившее
людей очищать сок сахарного тростника
и получать чистый белый сахар.
Речь идет именно об очищенном
белом сахаре, о рафинированной сахарозе, по
чистоте (99,9%) не уступающей иным
химическим реактивам. Как считал известный
советский диетолог академик АМН СССР
А. А. Покровский, рафинирование сахара
и других продуктов приводит к тому, что
организм человека недополучает сотни,
а возможно, и тысячи разнообразных
биологически активных веществ, которые наши
предки получали с пищей в течение
миллионов лет. К тому же можно
предположить, что человек просто биологически
плохо приспособлен к потреблению хими-

чески чистых продуктов. Вот пример: как
показывает статистика, те народы и группы
людей, которые потребляют меньше
сложных по составу натуральных вин,
содержащих множество природных химических
соединений, и больше — чистого алкоголя,
расплачиваются за это более быстрым
распространением алкоголизма. Еще
пример: многовековое употребление в странах
Востока сырых продуктов опийного мака
не приводило к быстрому и широкому
распространению наркомании — проблема
наркотиков возникла лишь после того,
как люди начали использовать в чистом
виде морфин и другие индивидуальные
алкалоиды опия. Когда люди лечились
отварами трав, сохранявшими сложный
природный комплекс веществ,
содержавшихся в растениях, были редкостью
аллергии, а о лекарственных болезнях, столь
распространенных сейчас, никто и понятия
не имел...
Эти и многие другие факты дают
основание заподозрить, что происходящий
в последние десятилетия неуклонный рост
количества ежедневно потребляемого
сахара — не случайное явление, что оно
сродни нарастанию потребления напитков,
содержащих чистый алкоголь. Видимо, не без
основания в англо-американской
литературе по диетологии появилось понятие «саха-
ролик» — так авторы называют людей,
неумеренно приверженных к сахару.
Наиболее частые и серьезные
последствия избыточного потребления рвфиниро-
ванного сахара — нарушения обмена
веществ, прежде всего углеводов. Не
случайно диабет пожилых людей называли когда-
то «болезнью кондитеров». Но многие годы
оставалось незамеченным, что задолго до
появления диабета и много чаще у людей,
которые едят много сахара, возникает
гипогликемия — понижение уровня сахара
в крови. Это звучит пврадоксвльно, но
объяснить такой парадокс не так уж
трудно. Точно так же, как усиленная физическая
работа развивает мускулы, постоянное
поступление в организм сахара вызывает
усиленную работу ферментных систем, его
утилизирующих, и для поддержания
нужного уровня сахара в крови его требуется
все больше и больше.
При гипогликемии люди чаще всего
жалуются на усталость, слабость,
головокружение, постоянный голод,
раздражительность, вегетативные нарушения
(холодный пот, ощущение жара и пр.), бессонницу,
ухудшение зрения и многие другие
расстройства. Часто неприятные ощущения
удается быстро снять, если съесть немного
сахара, пирожное или сдобную булочку.
Но очень скоро, иногда даже через час,
все неприятные симптомы возвращаются.
И чем больше потребляется углеводов,
особенно очищенных, тем больше
усугубляется состояние гипогликемии.

По мере истощения от чрезмерной
нагрузки мехвнизмов переработки сахара
гипогликемия может переходить в
гипергликемию и диабет, которые нередко
осложняются другими нарушениями обмена
веществ, приводящими к ожирению,
атеросклерозу, сердечно-сосудистым
заболеваниям.
Фундамент этих болезней часто
закладывается в детском и юношеском
возрасте, когда потребление сахара особенно
велико. А последствия этого могут
сказаться много лет спустя. Как считает известный
диетолог Г. Кэмпбелл, человек может
выдержать разрушительное действие
избыточного потребления чистого сахара не
более 20 лет, в затем у него скорее всего
возникнет диабет.
Подобных данных накапливается все
больше, и все чаще представители
медицинской науки указывают на насущную
необходимость сократить потребление
чистого сахвра. Но это, видимо, совсем не
просто. Трудно преодолима инерция
промышленного производства свхвросодержащих
продуктов высокой степени очистки, велика
и сила привычки. Как это так —
отказаться от свхара, этой идеальной,
калорийной, быстро насыщающей сладости...
Но может быть, наиболее вредный —
наиболее чистый сахар можно чем-то
заменить?
ДЕТИ СИНТЕЗА И ДЕТИ ПРИРОДЫ
Выход из трудных положений люди
начинают искать обычно лишь тогда, когда
ситуация становится критической: «пока
гром не грянет...» Так было и с
заменителями сахара: они долгое время
предназначались не для всех, а только для
больных диабетом, которым сахар
категорически противопоказан в любом виде.
Первые такие заменители были
синтетическими веществами. Это прежде всего
сахарин, синтезированный в 1879 г. Он в
400—500 раз слаще свхара, но при этом он
горчит, а к тому же после него во рту
остается неприятный вкус (специалисты
называют это послевкусием). Сахарин лишен
калорийности и выводится из организме
в неизменном виде. В малых дозах он
безопасен даже при длительном
пользовании, хотя потребление больших его
количеств приводит к желудочно-кишечным
расстройствам.
Самым удвчным из синтетических
продуктов, заменяющих сахар, оказался
сорбит — может быть, потому, что этот
шестиатомный спирт был подсмотрен у
природы: впервые его выделили из ягод
обыкновенной рябины. Сорбит примерно
вдвое менее сладок, чем сахароза, но зато
не вызывает повышения уровня сахара в
крови. Больные диабетом могут потреблять
до 30 г сорбита в сутки.
Некоторые сладкие вещества
извлекают из природных источников, чаще
всего растений. Наиболее распространенный
I сн2он ~— I
Н\Л—°\$ НОСН2/О.Н
н он он н
| ^ глюкоза ~ фруктоза J |
сахароза
СО — NH
II I
I сахарим
rYso*
и
н он н н
I I I I
I 1 1 I I
НОНоС—С С С С—СН2ОН
1 1 1 1
1 1 1 1
он н он он
сорбит
он н он
III
III
НОН2С С С С СНоОН
III
III
н он н
| ксилит
НОСНг/О он
к нvl
н ^ г сн2он
он н
фруктоза
из них — ксилит, пятиатомный спирт,
который содержится в березовом соке, малине,
клубнике, других ягодах и фруктах, даже в
кукурузных кочерыжках, из которых его
можно получать на действующих
сахарных заводах. Ксилит в два раза слаще
сахара, не токсичен, не оквзывает
отрицательного действия на обменные процессы,
он даже полезен: его потребление заметно
снижает поражение зубов кариесом.
Однако ксилит хотя и дешевле сорбита, но в
10 раз дороже обыкновенного сахара и
поэтому вряд ли сможет найти более
широкое применение, чем в диетическом
питании при диабете и ожирении.
Существуют и другие природные
источники сладких веществ. Листья
парагвайского кустарника Stevia rebaundiana,
издавна употребляющиеся в Южной Америке
для подслащивания чая и в консервном
производстве, содержат тритерпеновый
гликозид стевиазид — он в 300 раз слаще
сахара, но пока официально не разрешен
к употреблению в пищу. В 2000 раз
слаще сахарозы протеин моннелин,
выделенный из ягод Dioscoreophylum cumminsii.
ЛП

Близкий к нему протеин тауматин,
выделенный из плодов западноафриканского
растения Thaumatococcus daniellii, еще слаще —
он в 4000 раз слаще сахарозы. Известно и
много других сладких и сверхсладких
веществ, содержащихся в растениях, но ни
одно из них не получило широкого
распространения из-за дороговизны
производства, ограниченности природных
запасов нужных растений, отсутствия опыта их
культивирования.
Все описанные выше вещества,
которые предлагаются в качестве заменителей
сахара, имеют один общий недостаток. Как
и сахароза, все они представляют собой
индивидуальные химические соединения
и очищены от разнообразных по своему
составу природных сопутствующих веществ.
Выделяя их в чистом виде, мы сновв
вместе с водой выплескиваем ребенка...
САХАРА-РОДСТВЕННИКИ
Один из важнейших природных
Сахаров — фруктоза, которая содержится во
многих ягодах и фруктах. Большая сладость
фруктозы — она в 1,7 раза слаще
сахарозы — позволяет обходиться меньшим ее
количеством. Фруктоза — наиболее легко
усвояемый из всех Сахаров. Очень важно и
то, что при ее утилизации организм
обходится без инсулина, поэтому даже
избыточное потребление фруктозы не приводит к
тем изменениям клеток поджелудочной
железы, которые под влиянием излишков
сахарозы становятся причиной диабета.
Казалось бы, фруктоза — именно тот
сахар, который нужен людям. Однако, по
мнению ведущего специалиста по гигиене
питания профессора К. С. Петровского,
вопрос о ее массовом использовании требует
еще серьезного изучения. Производство
фруктозы — дело новое и сложное,
опытно-промышленный выпуск ее по
отечественной технологии начнется у нас только в
конце текущей пятилетки. К тому же
фруктоза, при всех ее достоинствах,—
опять-таки чистое соединение! С этой точки зрения
немногим отличается от фруктозы и ин-
вертный сахар — смесь фруктозы и
глюкозы, получаемая путем гидролиза сахарозы
(об инвертном сахаре «Химия и жизнь» пи-
свла в статье «Сахарные близнецы» — в № 6
за 1982 г.).
Другое дело производимый в
некоторых странах глюкозо-фруктозный сироп,
который по сладости и питательной
ценности аналогичен инвертному сахару, но
производится не из сахврозы, а из
природного сырья: пшеницы, картофеля, риса или
сорго. Сироп содержит 52% глюкозы и
42% фруктозы; оствльные же 6% его сухих
веществ, по-видимому, представляют собой
смесь разнообразных природных
соединений, которые могут придавать ему
дополнительные полезные свойства. Этих веществ,
переходящих из исходного сырья, в
инвертном сахаре нет.
К концу 80-х годов в развитых
капиталистических странах на долю кукурузного
глюкозо-фруктозного сиропа будет
приходиться, вероятно, около 10% общего
производства сладких пищевых веществ. В
нашей стране предусмотрена разработка
технологии и налаживание в XI пятилетке
опытного производства глюкозо-фруктозного
сиропа из крахмала.
Однако заменить привычный всем
сахар ни инверт, ни глюкозо-фруктозный
сироп, скорее всего, не смогут: слишком
непохожи они ни на сахарный песок, ни на
сахар в кусках, чай с ними не попьешь
ни вприкуску, ни внакладку.
СЛАДКИЕ ПОРОШКИ
Исключительно большой интерес
представляют сахаросодержащие
концентраты, получаемые из скоропортящихся
фруктов и овощей, а также из отходов
их переработки,— принципиально новая
технология производства таких
концентратов создана учеными из Института
технической теплофизики АН УССР.
Прежде всего, это порошок из
яблочных выжимок, которые остаются после
производства сока. Такой порошок
содержит (в пересчете на сухой вес) 6—11 %
сахарозы, 16—27% фруктозы, 5—12%
глюкозы, 4—11 % пектина и,— что очень важно,—
много других веществ, среди которых
органические кислоты, ароматические и
дубильные вещества, витамины, макро- и
микроэлементы. По расчетам украинских
ученых, тонна порошка эквивалентна 5 тоннам
яблок.
Масштабы производства с ах ар ос
содержащих порошков могут быть очень
большими. Ежегодно в нашей стране при
производстве соков и вин образуется
больше 3 млн. тонн яблочных, виноградных
и других фруктовых выжимок, из которых
может быть выработано 500—600 тыс. тонн
порошка, и вдобавок не менее 300 тыс. тонн
его можно получить из
нетранспортабельных фруктов.
Сахаросодержащие порошки из
выжимок в перспективе могут заменить при
изготовлении пищевой продукции
значительное количество сахара. Наша
промышленность уже выпускает разнообразные
кондитерские изделия с такими
порошками: например, предприятия
Краснодарского края выпускают шоколадные конфеты
«Аксайские», «Кубанские зори», ирис «Но-
вочеркасский», пряники «Тихий Дон»;
кондитерские фабрики УССР освоили выпуск
вафель «Яблочко», «Солнышко», конфет
«Яблоневый цвет».
В 1983 году предприятия Минпище-
прома СССР выработают более 1200 т
порошков из яблочных выжимок, а в будущем
их производство предполагается
значительно расширить.
Вторая, не менее важная
разработке украинских ученых — порошок из сахар-
41

ной свеклы, который получают после
отжима из нее части сока. Порошок
содержит до 70% сахарозы, а также витамины
и различные полезные органические и
неорганические компоненты. Технология,
созданная Институтом технической
теплофизики, помогает сохранить большое
количество сахарной свеклы, которую сейчас
заводы не успевают вовремя
переработать на сахар. Полученный из части
урожая порошок можно использовать для
частичной замены сахара в кондитерской и
хлебопекарной промышленности, а можно
впоследствии переработать его и на сахар.
Опыты на животных поквзали, что
потребление сахаросодержащего
свекольного порошка не оказывает отрицательного
влияния на организм. Вместе с тем для
полного установления безвредности
порошка для человека нужны еще
дополнительные исследования. Сейчас строится
опытно-промышленная линия для
переработки свеклы на порошок мощностью
200 тонн в сутки,— это позволит оценить
экономические показатели новой
технологии и гигиенические свойства продукта.
...И СТАРЫЙ, КАК МИР,
ЖЕЛТЫЙ САХАР
Каких-нибудь сто лет назад почти весь
производимый сахар остввался недоочи-
щенным. Это был, по современной
терминологии, сахар-сырец, или желтый сахар.
Такой сахар потребляется и сейчас во
многих странах. В Индии, например, как и
много веков назад, используется гур — сахар-
сырец, получаемый из сока сахарного
тростника или некоторых видов пальм и
имеющий окраску от кремовой до темно-
коричневой. Он идет на производство
сладостей, кондитерских изделий и некоторых
напитков. В Индии высоко ценят полезные
свойства и вкус гура, считая его и пищей, и
лекарством (по некоторым данным, в
странах, где широко используются недоочищен-
ные виды сахвра, и в самом деле реже
встречаются заболевания
сердечно-сосудистой системы).
Желтый сахар наряду с белым
употребляет и население стран Западной
Европы и Америки — он продается в магазинах,
подается к столу в кафе и ресторанах. Этот
желтый сахар представляет собой
промежуточный продукт сахарного производства.
На сахаро-рафинадных заводах из сахара-
сырца получается 85% рафинада и 15%
полуфабриката, который потом возвращается
в начало производственного цикла и
подвергается повторной очистке,— это и есть
желтый сахар.
Ученые Дальневосточного научного
центра АН СССР и руководство
Приморского сахарного комбината им. М. И.
Калинина предложили не возвращать на до-
очистку эти 15% желтого сахара, а
использовать его наравне с белым. Безвредность
и некоторые полезные свойства желтого
сахара установлены десятилетними иссле-
42
дованиями многих научных учреждении
страны (Дальневосточный научный центр
АН СССР, Владивостокский и Одесский
медицинские институты, Лаборатория
высокогорных медико-биологических
исследований АН Таджикской ССР и др.). Желтый
сахар лишен недостатков рафинада, о
которых говорилось выше, вызывает
существенно меньшие изменения в углеводном и
липидном обмене. При многомесячном
скармливании его лаборвторным животным
в количествах, составляющих 30—50%
калорийности кормового рациона, у них реже
наблюдается кариес зубов, повышается
сопротивляемость стрессу.
Вот некоторые экспериментальные
данные, полученные профессором
К. А. Мещерской на кафедре
фармакологии Владивостокского медицинского
института. Из трех групп крыс одна,
контрольная, на протяжении трех лет получала
обычный рацион, у второй 30%
калорийности рациона составлял белый сахар, а у
третьей — желтый. У контрольных
животных средняя продолжительность жизни
составляла 20 месяцев, у крыс, которым
давали белый сахар, сократилась до 17,5
месяцев, а у питавшихся желтым —
увеличилась до 27,5 месяцев.
Были проведены и наблюдения с
заменой части белого сахара на желтый в
рационе человека. Оказалось, что такая
замена улучшает адаптацию к условиям
высокогорья, приводит к снижению уровня
холестерина в крови. Есть основания полагать, что
полезные свойства желтого сахара
обусловлены комплексом природных биологически
активных веществ, содержащихся в его
несахарной части — патоке, на долю которой
приходится 3—6% веса продукта.
Желтый сахар не только полезен, но,
по мнению многих людей, и вкуснее
рафинада. Правда, широкому внедрению его в
производство препятствует некоторая
«нетехнологичность» (более высокая
гигроскопичность, склонность его растворов к
вспениванию, затруднения в
использовании пневмотранспорта). Но к этим
особенностям желтого сахара не твк уж
трудно приспособиться. При этом не следует
забывать, что производство желтого сахара
даст большой экономический эффект
благодаря сокращению производственного
цикла, снижению затрат сырья и
энергии. При использовании же желтого сахара
как в общественном питании, так и в быту
никаких особых трудностей не возникает.
Мы не сомневаемся, что со временем
желтый сахар станет продуктом столь же
универсального использования, как и белый.
В заключение еще раз подчеркнем,
что описанные в статье варианты решения
проблемы сахара и подслащивающих
веществ могут принести пользу людям —
таким путем можно будет сократить
массовое потребление рафинированного сахара,
что будет иметь большое значение для
здоровья населения.

Правильное питание
против
чужеродных веществ
Профессор
Г. И. БОНДАРЕВ,
кандидат медицинских наук
А. К МАРТИНЧИК,
Институт питания АМН СССР
Современный человек вводит в
обиход огромное количество химических
веществ. Уже установлены структуры более
6 миллионов соединений, полученных
синтетическим путем и добытых из природных
источников; это число каждый год
увеличивается примерно на 200 тысяч.
Пища, ежедневно нами
употребляемая,— это чрезвычайно сложный
химический комплекс, содержащий тысячи
компонентов. Конечно, столь сложный состав
сам по себе не означает, будто
традиционные продукты питания опасны,— до
той поры, пока нет искусственного их
загрязнения техногенными включениями.
Именно эти включения таят в себе угрозу,
бороться с которой помогает в первую
очередь правильно построенное питание.
ПОТОК ХИМИЧЕСКИХ ВЕЩЕСТВ
Поиски новых источников и резервов
питания, совершенствование
сельскохозяйственного производства и пищевой
индустрии порождают поток неизвестных ранее
веществ — гербицидов, инсектицидов,
стимуляторов роста, пищевых добавок,
консервантов и т. д. Можно по-разному
относиться к этому процессу, однако, если
смотреть объективно, на сегодняшний день
ему нет альтернативы: без всех этих
веществ человечество уже не нвкормить.
Разумеется, в химическом потоке
есть не только вредные, но и полезные
соединения, играющие важную роль в
жизни человека — как биологического, так
и социального существа. И все же очень
и очень многие соединения, особенно
порожденные развитием промышленности,
чужеродны для человека и других
живых существ.
В ходе эволюции человек имел
контакт только с теми веществами, которые
rJrfftfrf
входят в состав пищи, питьевой воды и
воздуха. Именно эти соединения формировали
системы метаболизме (обмена веществ)
и детоксикации (нейтрализации опасных
веществ). И вот сотни тысяч лет спустя
появляется и бурно развивается
производство совершенно новых веществ, ранее не
встречавшихся живому организму.
Независимо от их назначения, выгодности, уровня
опасности (или безопасности) все они
истинно чужеродны для человека. Поэтому
их называют ксенобиотиками, от греческих
слов к сен ос — «чужой» и биос — «жизнь».
Чистота окружающей среды —
необходимая предпосылка чистоты
внутренней среды организма. В нашей стране
делается очень много для предохранения
воздуха, почвы, водоемов от загрязнения
техногенными веществами. Однако
проблеме слишком сложна, чтобы можно было в
короткие сроки решить ее полностью.
А кроме того, надо помнить и о том,
что многие люди неизбежно подвергаются
воздействию чужеродных веществ при
производственной деятельности — на
заводах, фабриках, рудниках.
Безусловно, на промышленных
предприятиях стараются создать условия,
исключающие или сводящие к минимуму
вредное воздействие тех или иных веществ
на здоровье людей в процессе трудовой
деятельности. Но даже при строгом
соблюдении правил охраны труда далеко не
всегда можно достичь полной чистоты
производственной среды. Не будем обсуждать
причины, большей частью технического
характера, а отметим, что во всех подобных
случаях возникает необходимость в
индивидуальной защите внутренней среды.
В том числе — ив правильном
профилактическом питании. Статья 64 Основ
законодательстве Союза ССР и союзных
43

республик о труде предусматривает
бесплатное лечебно-профилактическое
питание на работах с особо вредными
условиями труда.
ПРОТИВ НАТИСКА КСЕНОБИОТИКОВ
Лечебно-профилактическое
питание — это прежде всего рациональное
питание. Оно должно улучшить
сопротивляемость организма к определенному
веществу или группе веществ, ограничить
накопление ядов, ускорить их
обезвреживание и выведение из организма. То есть
в конечном счете если не предотвратить
полностью, то заметно ослабить те
нарушения, которые могут возникнуть в
организме под влиянием хронического
воздействия вредных факторов.
Бесплатно выдавая
лечебно-профилактическое питание, государство идет на
значительные затраты; следовательно,
должны существовать веские
доказательства того, что правильно составленное
питание способствует обезвреживанию
ксенобиотиков. У современной медицины такие
доказательства есть.
Пищевые вещества — источник
энергии и тот пластический материал, из
которого строятся клетки органов и тканей.
То, что мы съедаем, определяет в конце
концов метаболический фон, на котором
действуют чужеродные вещества.
Естественный вывод заключается в том, что пища
может ослаблять, но может и усугублять
воздействие ксенобиотиков.
Но это не все. Пища сама по себе
способна изменять активность систем,
которые отвечают за обезвреживание
чужеродных веществ. Она может усиливать
или ограничивать этот процесс, повышать
или снижать устойчивость оргвнизма и
наиболее поражвемых органов.
Очень часто для обезвреживания
требуются дополнительные биологически
активные вещества; очевидный путь их
поступления — с пищей. Вообще говоря,
нехватка практически любого пищевого
вещества влечет за собой нарушение
нормального хода обменных процессов.
Наконец, у некоторых составляющих пищи есть
очевидные антидотные свойства, иначе
говоря, они могут служить противоядием.
Короче: точно подобранное питание
помогает организму противостоять натиску
ксенобиотиков. Принципы
лечебно-профилактического питания были
сформулированы академиком АМН СССР А. А.
Покровским. Этих принципов семь. Вот они:
использование антидотных свойств
тех или иных компонентов пищи;
ускорение или замедление
метаболизма ядов (в зависимости от того, что
токсичнее — исходное вещество или его
метаболиты);
ускорение выведения ядовитых
веществ из организма;
замедление их всасывания в
желудочно-кишечном тракте;
повышение общей устойчивости
организма;
благотворное воздействие отдельных
пищевых веществ на состояние наиболее
поражаемых органов;
компенсация повышенных затрат
биологически активных веществ, связанных с
воздействием яда.
Нынешние рационы
лечебно-профилактического питания учитывают далеко
не все эти принципы, ограничиваясь,
как правило, лишь тремя последними.
Это означает, что работа по созданию
наилучших рационов далека от завершения.
Но и для того чтобы сделать первые
шаги, потребовалось детальное знание
процессов, происходящих с
ксенобиотиками в оргвнизме. Этим процессам
посвятим отдельную главу.
ЦЕЛЫЙ НАБОР ФЕРМЕНТОВ
Почти все чужеродные вещества,
попадающие в организм человека, гидро-
фобны, то есть хорошо растворимы в
жирах и плохо — в воде. Это, конечно,
затрудняет их выведение из организма.
Тем не менее они все же покидают
организм — благодаря тому, что в клетке
есть особые структуры, превращающие
гидрофобные молекулы в
водорастворимые. Эти структуры — так называемый
эндоплазматический ретикулум,
мембранная система сообщающихся между собой
цистерн и канальцев, пронизывающих всю
клетку.
Эндоплазматический ретикулум
входит в состав всех клеток организма,
за исключением эритроцитов. При
измельчении клеток он превращается в
замкнутые пузырьки — микросомы, с
которыми и имеют дело биохимики, изучая
превращения чужеродных веществ in vitro.
В микросомах находится целый набор
ферментов, способных превращать множество
разнообразнейших соединений, в том числе
и чужеродных.
Для биотрансформации
ксенобиотиков наиболее важна оксидазная система,
основным звеном которой служит
фермент цитохром Р-450, благодаря чему
система носит длинное, зато точное имя:
«микросомальная цитохром-Р-450-содер-
жащая монооксигеназная»...
Самая мощная монооксигеназная
система — в микросомах печени.
Немудрено, что там происходит почти 90%
всех превращений чужеродных веществ.
Свой, пусть и более скромный вклвд в это
важное дело вносят желудочно-кишечный
тракт, почки, легкие и кожа.
Если мы обозначим окисляемый
субстрат через S, а донор электронов
через АНг, то гидроксилирование
чужеродных веществ в микросомах можно
записать так:
S+AH2+02 — SOH + A + H20.
44

Это и есть монооксигеназнвя реакция.
Донором электронов в ней служит
восстановленный никотинамидадениндинук-
леотидфосфат (НАДФН2): он необходим
для активации кислорода.
Однако превращения чужеродных
веществ в эндоплазматическом ретикулуме
не ограничиваются такими реакциями.
В микросомах печени содержатся и такие
ферменты, которые способны
восстанавливать чужеродные вещества, в частности
отщепляя атомы галоидов. Возможны
также реакции с веществами,
вырабатываемыми самим организмом, так называемая
конъюгация: с глюкуроновой кислотой,
с глицином и т. д.
Отличительное свойство подобных
реакций — очень широкая
специфичность, в то и вовсе отсутствие
специфичности. Это значит, что в них могут быть
вовлечены самые разные, порою
химически несхожие вещества. Например, те
же ферменты-оксидазы необходимы для
биохимических превращений стероидных
гормонов, простагландинов, тироксина,
жирных кислот. Следовательно,
чужеродные вещества оказывают действие не
только сами по себе, не только через свои
метаболиты, но и косвенным образом,
нарушая нормальную работу ферментных
систем. К тому же многие из них резко
изменяют активность ферментов.
Наиболее сильно, в несколько раз, повышают
активность ферментов снотворное
фенобарбитал (он же люминал), инсектициды
ДДТ и гексахлоран, 3,4-бензпирен, 3-метил-
холантрен, полихлорированные дифенилы.
Другие вещества, используемые в
промышленности (четыреххлористый углерод,
диметилформамид, метилформамид,
бромбензол и т. д.), нвпротив, снижают
активность ферментов обмена чужеродных
веществ.
Возможно, читателю показалось, что
мы несколько ушли от темы статьи. Но это
не так. Дело в том, что на активность мик-
росомальных ферментов можно
воздействовать пищевыми веществами. Одни
компоненты пищи ограничивают, другие —
ускоряют индукцию микросомальных
ферментов. Есть вещества, которые
предупреждают ингибирование, а есть и такие,
которые усиливают его.
НА ПРИМЕРЕ БЕЛКА
На примере белка, важнейшего
компонента пищи, убедимся в том, что питание
способно регулировать физиологические и
патологические процессы, в том числе и
обмен чужеродных веществ.
Исключительная роль белка в
превращении ксенобиотиков явствует из того,
что он — тот самый материал, из
которого строятся и мембраны микросом, и все
белки-ферменты, в том числе цитохром
Р-450. Нехватке белкв в пище резко
снижает способность печени обезвреживать
чужеродные вещества и лекарства. Так,
токсичность инсектицида каптвна при
отсутствии белка в корме экспериментальных
животных усиливается в 2100 раз!
Токсические свойства такого популярного
лекарства, как аспирин, также значительно
возрастают при недостаточном потреблении
белка.
Однако не следует думать, будто,
чем больше белка, тем лучше. Отнюдь.
Избыточный белок, скажем, в количестве
30—50% от общей калорийности
дневного рациона, также неблагоприятно
сказывается на обезвреживании чужеродных
веществ, включая лекарства. Крысы лучше
всего справляются с ядами и лекарствами,
когда в их корме содержится 10—20%
белка. В правильно построенном рационе
человека его должно быть 11—13% — это
количество оптимально для поддержания
всех функций организма. Нельзя забывать
и о качестве белка. Особо важна
профилактическая функция серосодержащих
аминокислот — метионина и цистеина — при
интоксикации веществами, которые
вызывают поражение печени. Значит,
необходимо, чтобы белки пищи содержвли
достаточные количества этих (и других)
незаменимых аминокислот, которые не
синтезируются в организме человека.
Тот факт, что интенсивность
превращений зависит от количества белка,
потребляемого с пищей, наглядно
проявляется в случае так называемой биоактивации
чужеродных веществ (другое название
этого явления — «токсификация»,
«летальный синтез»). Суть его в том, что по мере
обмена токсичность большинства
соединений все более усиливается, если в пище
не хватает белка. Иными словами, при
неадекватном поступлении белковых веществ
организм не успевает нейтрализовать
опасные молекулы. Но в то же время, как
это ни странно, токсичность некоторых
соединений (среди которых есть и
промышленные яды), напротив, снижается,
когда в пище или корме мало белка.
Правда, пока это установлено только в
экспериментах нв крысах. В частности, при
мвлом поступлении белка уменьшается
токсичность четыреххлористого углерода,
сероуглерода, гептахлорана и октаметил-
пирофосфамида. По-видимому,
токсичность этих соединений растет в ходе
метаболизма. Когда белков не хватает, то
активность микросомальных ферментов
снижается, ядовитых метаболитов становится
меньше и организм быстрее справляется
с опасностью.
Эти примеры могут показаться
противоречивыми; однако они просто
иллюстрируют разные процессы и разные
возможности белков.
ЖИРЫ, УГЛЕВОДЫ, ВИТАМИНЫ...
Для нормальной деятельности
микросомальных ферментов, для быстрого
метаболизма ксенобиотиков необходимы также
жиры. Они, у ак 1 Оел си входят в состав
45

мембран эндоплазматического ретикулума
(и других мембран клетки). Безжировой
корм вызывает у экспериментальных
животных заметное снижение количества
цитохрома Р-450.
Чтобы обезвреживать чужеродные
соединения, нужны полиненасыщенные
жирные кислоты, в первую очередь те,
что содержатся в растительных маслах.
А вот окисленные жиры и стероиды,
которые образуются при длительном
хранении или долгом и сильном нагревании
масел, приводят к обратному результату.
Так, кукурузное масло, окисленное
интенсивным нагреванием, усиливает
превращение 2-ацетиламинофлюорена в
канцерогенный метаболит N-оксиацетиламино-
флюорен. И здесь мы сталкиваемся с
биоактивацией, но совершенно иного
свойства: из химически неопасного вещества,
обрвзуется канцерогенный продукт, и'
окисленные жиры способствуют этому. ■
Углеводы, окисляясь в организме,
превращаются в доноры электронов, не-'
обходимые для гидроксилирования и вос-t
становления ксенобиотиков. Кроме того, из
них образуется глюкуроновая кислоте,
которая вступает в реакцию конъюгации с чу-,
жеродными веществами и их
метаболитами; конъюгаты в отличие от исходных
веществ нетоксичны и легко выводятся
из организма с мочой.
Теперь о витаминах и
микроэлементах. Их роль в данном случае (как и во
многих других случаях) велика: многие из
них входят в состав ферментных систем
в качестве обязательных кофакторов. Так,
витамин В/ входит в состав флавопротеина,
который служит промежуточным
переносчиком электронов на цитохром Р-450.
Никотиновая кислота (витамин РР)
участвует в образовании донора электронов.
Эксперименты показывают, что при
исключении железа из рациона животных
заметно снижается активность монооксиге-
наз, а после того как оно вновь введено
в рацион, активность ферментов приходит
в норму. То же справедливо и для магния.
Хотя участие аскорбиновой кислоты
(витамина С) в гидроксилировании не
установлено, тем не менее этот витамин
определенно снижает токсичность многих
ксенобиотиков — ДДТ, линдана, диэлдрина,
гексахлорофена, бензола, фенола и т. д.
Известно, что некоторые животные в
отличие от человека и обезьяны способны
синтезировать аскорбиновую кислоту в
своем организме и не нуждаются в
поступлении ее с пищей. К таким животным
относятся, например, крысы. Так вот, многие
химические соединения (ДДТ, хлордан,
фенобарбитал и т. д.) заметно
стимулируют биосинтез аскорбиновой кислоты у
подопытных крыс. А если и дополнительно
назначить витамин С, токсическое
воздействие еще более ослабляется, несмотря
на усиленный синтез самим организмом.
Это свидетельствует о повышенной
потребности в аскорбиновой кислоте. Кстати, у
цинготных морских свинок активность мик-
росомальных ферментов и содержание
цитохрома Р-450 заметно снижены, а
витамин С, излечивая цингу, одновременно
нормализует работу ферментов.
Уникальна роль витамина Е в
защите живых организмов от действия
чужеродных веществ. Некоторые
соединения, в частности четыреххлористый
углерод, стимулируют перекисное окисление
липидов в клетках печени. При этом
образуются свободные рвдикалы жирных
кислот, которые повреждают
биологические мембраны. Витамин Е — наиболее
эффективный природный антиоксидант,
нейтрализующий свободнорадикальные
продукты; тем самым он защищает
биологические мембраны от повреждения.
Подобным образом действует и витамин С
в физиологических дозах. Однако большие
дозы, рекомендованные некоторыми ввто-
рами, вряд ли оправданы, поскольку
аскорбиновая кислота способствует также
образованию перекисей, представляющих
собой потенциальную опасность.
Мы не ставили перед собой задачу
дать конкретные рекомендации по
питанию при контакте с теми или иными
химическими веществами (да и следует ли
делать это в популярной статье?). Но было
бы, наверное, неправильно вовсе ничего не
сказать о тех или иных особенностях
профилактического питания. Некоторые
сведения по этому предмету читатель
сможет почерпнуть из напечатанной ниже
заметки.
Шесть
полезных
рационов
Чтобы исключить
вредные воздействия на здоровье
людей во время трудовой
деятельности, необходимо и
санитарное благоустройство
предприятий, и строгое
соблюдение правил техники
безопасности, и, конечно,
лечебно-профилактическое питание — в тех
случаях, когда оно показано.
Бесплатное питание на
работах с особо вредными
условиями труда регламентируется
постановлением Госкомтруда и
Президиума ВЦСПС от 7
января 1977 г., в котором
перечислены рационы, нормы
витаминных препаратов, правила
бесплатной выдачи питания.
Рационов на
сегодняшний день шесть:
№ 1 — дл*я работающих
46

с рентгеновскими лучами и
радиоактивными веществами;
№ 2 — для рабочих,
контактирующих с
неорганическими концентрированными
кислотами, щелочными
металлами, хлором и его
неорганическими соединениями,
фтором и его неорганическими
соединениями, цианистыми
соединениями, фосгеном и т. д.;
№ 3 — для тех, кто
работает со свинцом и его
неорганическими соединениями;
№ 4 — для
профилактики интоксикаций нитро- и
аминосоединениями бензола и
его гомологов,
хлорированными углеводородами,
соединениями мышьяка, теллура,
селена, фосфора, кремния и т. п.;
№5 — для работающих
со ртутью и ее
неорганическими соединениями, тетраэтил-
свинцом, бромированными
углеводородами,
сероуглеродом, тиофосом, соединениями
марганца, бериллия, бария и
т. п.;
наконец, № 2а
предназначен для тех, кто имеет дело
с химическими аллергенами,
в частности с хромом и его
соединениями.
Продукты в каждом
рационе подобраны направленно,
замена их допускается только
в исключительных случаях и в
пределах норм
взаимозаменяемости (эти нормы
утверждены Министерством
здравоохранения СССР). Не
рекомендуется использовать жирные
сорта мяса и рыбы, солонину,
соленые и копченые продукты,
а также заменять ими
продукты, входящие в рацион.

Лечебно-профилактическое питание выдают в виде
горячих завтраков или обедов
перед началом работы.
Все рационы в
совокупности с общим, обычным
питанием должны полностью
удовлетворять потребность в
энергии и основных пищевых
веществах. ••
Блюда-для
лечебно-профилактического питания
дополнительно обогащают
витаминами в следующих
количествах:
рационы № 1 и № 3 —
150 мг витамина С;
рацион № 2 — 2 мг
витамина А и 100 мг витамина С
(на работах со щелочными
металлами, хлором и его
неорганическими соединениями,
цианидами и окислами азота), или
2 мг витамина А и 150 мг
витамина С (на работах с
соединениями фтора), или 100 мг
витамина С (на работах с
фосгеном);
рацион № 2а — 100 мг
витамина С, 2 мг витамина А,
15 мг витамина РР и 25 мг
витамина U;
рацион № 4 — 150 мг
витамина С, а на работах с
соединениями мышьяка, фосфора,
ртути и теллура — еще 4 мг
витамина Bt;
рацион № 5 — 150 мг
витамина С и 4 мг витамина В|.
Помимо специального
лечебно - профилактического
питания, рабочим,
контактирующим со многими
токсическими веществами, бесплатно
дают молоко. Оно весьма
полезно при работе с
веществами, которые нарушают
функции печени, белковый и
минеральный обмен, оказывают
резкое раздражающее
действие на слизистые оболочки
верхних дыхательных путей, а
также при работе с
радиоактивными веществами. Однако
надо иметь в виду, что
молоко — отнюдь не
универсальное профилактическое
средство. Тем не менее оно
способно несколько повышать
сопротивляемость организма к
неблагоприятным факторам
производственной среды
благодаря нормализующему влиянию
на обменные процессы.
Развитие науки о
питании позволяет на основании
точных знаний о путях
метаболизма целенаправленно
воздействовать на выведение
токсичных веществ. Большие
надежды возлагаются на
антидот ные свойства отдельных
компонентов пищи (антидот —
противоядие). В этом
отношении весьма интересна
аминокислота цистеин, входящая в
состав глутатиона, который при
участии специфического
фермента способен вступать в
реакцию со многими электро-
фильными соединениями.
Образующиеся меркаптуровые
кислоты нетоксичны и легко
выводятся из организма. Цистеин
проявляет профилактическое
действие при интоксикации
нитрилом акриловой кислоты,
бромбензолом, некоторыми
пестицидами; эти вещества или
их метаболиты вступают в
реакцию конъюгации с глута-
тионом.
Некоторые
составляющие пищи способны
регулировать процессы всасывания и
выведения токси ческих веществ
из организма. Такая
возможность уже реализуется
практически — в профилактике
отравлений свинцом. Соединения
свинца выводятся из
организма через кишечник, а поэтому
для профилактики надо
использовать вещества, которые
образуют со свинцом
комплексные соединения,
мешающие его всасыванию в
кишечнике. К таким веществам
относятся хорошо известные
пектины.
Главный источник
пектина — это фрукты, ягоды и
овощи. В 1979 году
Министерство здравоохранения
СССР рекомендовало выдавать
рабочим, имеющим дело со
свинцом, 2 г пектина
ежесуточно — в виде обогащенных
или консервированных
растительных продуктов. А иногда
в виде мармелада.
По мере того как
проясняется молекулярная
сущность охраны внутренней
среды, профилактическое питание
становится все более
обоснованным и точным. Весьма
обнадеживают исследования,
посвященные влиянию пищевых
веществ и их комбинаций на
биотрансформацию
промышленных вредных веществ в
специализированных структурах
печени — в эндоплазматиче-
ском ретикулуме. Надо
твердо выяснить в каждом
конкретном случае, как идет и к чему
ведет превращение исходного
вещества: к нетоксичным или
малотоксичным метаболитам
или же посредством
биоактивации к еще более опасным
продуктам — ядовитым,
канцерогенным, мутагенным. И в
то же время надо учесть и
использовать антидотные
свойства пищевых веществ,
связывающих опасные молекулы и
облегчающие выведение
метаболитов из организма.
Такого рода
исследования ведутся сейчас в
Институте питания АМН СССР. Надо
надеяться, что они позволят
создать новые, особо полезные
продукты сугубо
профилактического назначения, а на их
основе — новые рационы
лечебно-профилактического
питания, более действенного и
лучше сбалансированного.
Пусть блюда, приготовленные
по последнему слову науки,
помогут обезвредить опасные
вещества и пусть — тоже не
последнее дело — они будут
вкусными...
47

<*3£
<,№'<^
Проблемы и методы
современной науки
Гены и рак
Профессор
М. Д. ФРАНК-КАМЕНЕЦКИЙ
КРЕПКИЙ ОРЕШЕК
Есть болезни, природа которых давно
выяснена, и они уже не пугают, по
крайней мере специалистов. А есть болезни,
которые до сих пор ставят в тупик всех. К ним,
конечно, прежде всего относится рак.
Приходится лишь поражаться тому, что,
несмотря на распространенность этой
болезни и огромные усилия, затрачиваемые на
борьбу с ней, природа ее все еще
остается загадкой. Воистину рак оказался
крепким орешком. И все же исследования
последних лет дают основания надеяться,
что разгадка близка. Многим, кто
работает в этой области, кажется, что она
буквально рядом. Правда, так бывало уже не
раз, и надежды сменялись острым
разочарованием. Но похоже, что сейчас
оснований для оптимизма больше, чем когда-
либо.
Что же произошло? Чтобы понять
это, нам придется вернуться далеко назад,
в двадцатые годы, когда еще интенсивно
изучалась природа «простых» болезней,
таких как воспаление легких.
Возбудители пневмонии были
известны — это бактерии, называемые
пневмококками. Но не все пневмококки
способны вызывать болезнь. Есть среди них и
безвредные. Чем же одни отличаются от
других? Сделали такой опыт:
болезнетворные бактерии убили нагреванием, а
затем добавили к ним живых,
безвредных пневмококков. И вот оказалось, что
некоторые из добавленных клеток после
контакта с убитыми почему-то научились
вызывать болезнь. Причем это свойство
передавалось от материнской клетки к
дочерним при делении, то есть
наследовалось. Явление, состоящее в передаче
наследуемого признака от одних
бактерий к другим, назвали трансформацией.
Было ясно, что при трансформации
что-то переходит из убитой бактерии в
живую. Но что? На этот вопрос удалось
ответить сотруднику Рокфеллеровского
института (США) О. Эвери в 1944 году.
Эвери выяснил, что способность вызывать
болезнь передается от убитой бактерии
к живой только с одним веществом. Это
вещество — ДНК. Ни белки, ни какие-либо
другие компоненты клетки в передаче
признаков при трансформации никакой
роли не играют. Эта работа Эвери,
собственно, была первой работой, в которой
удалось прямо показать, что вещество
наследственности есть именно молекула
ДНК.
Впрочем, чтобы все стало на свои
места, потребовались еще годы. Главной
вехой на пути к истине была, конечно,
модель ДНК, предложенная Уотсоном и
48

Криком в 1953 г. Но так или иначе,
теперь, с высоты нашего сегодняшнего
знания, делается совершенно ясным, что
Звери выявил сразу два обстоятельства.
Первое: существуют гены болезнетворности,
которые присутствуют в болезнетворных
пневмококках и которых нет в
безвредных бактериях. И второе: веществом
наследственности выступает молекула ДНК,
которая состоит из генов. Так работа по
выяснению природы болезнетворности
пневмококков привела к открытию,
значение которого выходит далеко за рамки
исходной частной проблемы. Интересно,
что совсем недавно были поставлены
эксперименты, подобные опытам Эвери, но
связаны они уже с проблемой рака. Об
этих новых исследованиях мы расскажем
в конце статьи. А пока зададим вопрос:
чем отличается рак от других болезней,
таких как воспаление легких или грипп?
Большинство болезней вызывает
какой-либо чужеродный нам микроб. Это
либо бактерия, то есть одноклеточный
организм, либо вирус, то есть ДНК
(или РНК), помещенная в белковый чехол.
Вне клетки вирус — зто просто сложный
комплекс молекул. Он не способен
самостоятельно размножаться, да и вообще
подавать какие-либо признаки жизни. Но
попав в клетку, он начинает плодиться
в ней, используя клеточные ферменты и
энергетические ресурсы. Для борьбы с
чужаками у нас в организме имеется целый
арсенал средств, главное из которых —
иммунная система.
Рак стоит среди других болезней
особняком потому, что раковая клетка —
зто своя же клетка, но ведет она себя как
чужак. Это, если угодно, «пятая колонна»
в организме. До поры до времени такая
клетка ничем не отличается от других. Она
строго подчиняется правилам общежития,
принятым в многоклеточном сообществе.
Согласно главному из этих правил, во
взрослом организме деление клеток
происходит строго контролируемо, в разных
тканях по-разному, а в некоторых (например,
в нервных тканях) вообще запрещено.
Иначе нельзя, ведь если бы каждая клетка
делилась, как ей вздумается, то организм
быстро превратился бы в бесформенный
сгусток клеток.
В какой-то момент такая послушная
клетка перестает подчиняться правилам
и начинает безудержно делиться, то есть
превращается в раковую. Причем это
свойство передается всему ее потомству.
Отсюда и метастазы — множественные
очаги болезни, возникающие в результате
деления раковых клеток, разнесенных
кровотоком от исходной опухоли. И все
это — результат перерождения,
наступившего в одной-единственной клетке.
Дьявольское коварство
клетки-предательницы состоит в том, что для «сил
безопасности», для иммунной системы, эта
клетка — своя, вроде бы такая же, как и
все остальные клетки. Вот почему
организм, способный с помощью своей
иммунной системы успешно бороться с
вторжением всевозможных бактерий и вирусов
извне, часто оказывается беспомощным
перед лицом «внутреннего врага».
Что же служит причиной столь
резкого изменения в поведении клетки? Так
как это поведение передается по
наследству, то первое, что приходит в голову,—
предположение, что имеет место какое-то
изменение в ДНК данной клетки, которое
превращает нормальную клетку в
«сумасшедшую». Впрочем, это
предположение, которое не вызывало бы никаких
возражений применительно к бактериям
(вспомним опыты Эвери), в отношении
клеток высших далеко не столь очевидно.
Мы знаем, что клетки
многоклеточного организма обладают способностью
резко менять программу своего поведения
и без изменения в ДНК. Так из одной-
единственной оплодотворенной яйцеклетки
возникает целый организм, построенный
из клеток, весьма отличающихся друг от
друга по свойствам и функциям (скажем,
клетки печени и кости). Процесс
образования специализированных клеток
называют дифференцировкой. Но во всех
(точнее, почти во всех) этих клетках
содержится вся исходная информация.
Как правило, дифференцировка
клеток связана с изменением активности
генов при неизменности самих генов и
вообще последовательности ДНК. Просто в
одних клетках многоклеточного организма
работают одни гены, в других — другие.
Так почему в одном месте
растущего организма образуются клетки печени,
в другом — клетки сетчатки, в третьем —
кожи, хотя все эти клетки содержат
одинаковую ДНК? Эту проблему, проблему
клеточной дифференцировки, никак не
удается решить уже многие десятилетия.
Эта проблема тесно связана, оказывается,
и с вопросом о природе рака. Раз
дифференцировка идет без изменения самой
молекулы ДНК, то, по-видимому, и рождение
раковых клеток вовсе не обязательно
связано с изменением на уровне ДНК.
Можно думать, что раковая клетка — это
клетка, забывшая о том, что она
«взрослая», дифференцированная и
вернувшаяся в «младенческое» состояние. Быть
может, она просто потеряла какой-то
неведомый пока нам сигнал
дифференцировки, а ее ДНК ничем не отличается от ДНК
остальных клеток? Такая точка зрения
вполне логична, и она импонирует многим.
Если она верна, то выяснение природы рака
придется отложить до тех пор, пока не
будет понят механизм
дифференцировки клеток. А будет это, похоже, не скоро...
ВИРУСНАЯ ТЕОРИЯ РАКА
У весьма стройной, хотя и несколько
безрадостной теории, согласно которой
49

рак — это просто нарушение дифферен-
цировки клетки, происходящее по каким-
то внутренним причинам, есть свои
трудности. Главная из них выявилась еще в начале
нашего века в опытах на животных.
Эти опыты показали, что рак можно
вызывать извне, в частности заражая
животных вирусом. Вирусы, способные
вызывать рак у животных, были названы
онкоген нылл и вирусами. Их в настоящее время
известно множество.
Пожалуй, наиболее плодотворной
идеей, выдвинутой за всю долгую историю
изучения рака, была вирусно-генетическая
теория, предложенная в сороковых годах
нашим замечательным ученым Львом
Александровичем Зильбером A894—
1966). На современном языке эту теорию
можно сформулировать так. Попадая в
здоровую клетку, ДНК онкогенного вируса
встраивается в клеточную ДНК и
изменяет ее, из-за чего клетка начинает
безудержно делиться. Встроенная вирусная ДНК
удваивается вместе с ДНК клетки и
передается следующим поколениям.
Вирусная теория с большим трудом
пробивала себе дорогу. Конечно, то, что
некоторые опухоли, наблюдаемые у
животных, вызываются вирусами, никто не
отрицал. Но относительно общности этой
концепции и ее применимости к
опухолям человека имелись серьезные сомнения.
Ведь хорошо известно, что рак можно
вызвать самыми разнообразными
воздействиями — физическими и химическими.
Известно огромное разнообразие веществ,
называемых канцерогенами, которые
резко повышают вероятность образования
раковой опухоли. При чем же здесь вирусы?
Наиболее сильный удар по вирусной
теории был нанесен, когда выяснилось,
что у многих онкогенных вирусов
генетическим материалом служит не ДНК, а
РНК. Но РНК не может встраиваться в ДНК.
Что же в таком случае встраивать РНК-со-
держащему вирусу? То, что по РНК может
синтезироваться ДНК, необходимая для
встраивания, считалось совершенно
невозможным. Получалось, что изменения,
приводящие к раку, могут не затрагивать ДНК,
а значит, вирусно-генетическая теория
оказывалась несостоятельной.
Все же некоторые биологи н икак
не хотели расставаться с идеей Зиль-
бера. Она импонировала своей простотой
и конкретностью, да и эксперимент
упорно показывал: онкогенные вирусы могут
вызывать рак. И хотя это явно
противоречило представлениям молекулярной
биологии того времени, все же
продолжались поиски причин, которые позволяли
бы РНКовым вирусам передавать свою
генетическую информацию клетке. Особенно
упорным был Говард Темин. И его
настойчивость была вознаграждена. В 1970 г. он
и Дэвид Балтимор обнаружили в РНКовых
онкогенных вирусах фермент, названный
ревертазой. Ревертаза синтезирует ДНК по
вирусной РНК, как только вирус
попадает в клетку. «Вирусная» ДНК
встраивается в ДНК клетки, что и вызывает
злокачественное перерождение.
Это открытие, которое вообще было
знаменательной вехой в молекулярной
биологии, стало триумфом вирусно-генети-
ческой теории рака. Казалось
несомненным, что вирусная природа рака
доказана. Действие канцерогенов и многие
неясности вирусной теории отступили на
второй план. Главное — выделить вирусы,
отвечающие разным видам рака, и
научиться бороться с ними.
Но время шло, а реальные
успехи не приходили. Прежде всего, очень
трудная ситуация сложилась с вирусами
рака человека.
Вообще-то значительному отставанию
исследований в области рака человека
по сравнению с раковыми заболеваниями
животных не приходится удивляться.
Конечно, можно попытаться выделить вирус из
удаленной опухоли или из крови больного
лейкемией. Но как проверить, что это <
действительно вирус рака? Нельзя же
заражать здорового человека! Правда, зту
трудность, хотя и отчасти, удалось преодолеть.
Уже довольно давно биологи научились
культивировать клетки человека и других
животных вне живого организма. Растить
такие клетки несравненно труднее, чем
бактериальные или дрожжевые. Но зато это
позволяет ставить эксперименты,
невозможные в иных условиях.
Обычные дифференцированные
клетки и в пробирке ведут себя
цивилизованно, подчиняясь тем правилам,
к которым они приучены в
многоклеточном организме. Они, например,
образуют на дне стеклянного сосуда с плоским
дном лишь один слой, после чего их
рост прекращается.
Не то раковые клетки. Делясь, они
начинают вылезать из монослоя, образуя
хорошо видимый под микроскопом очаг,
уплотнение. Так что раковое
перерождение клеток вполне успешно изучают in
vitro, вне организма.
И все же вирусы рака человека
никак не удавалось обнаружить. Недостатка
в сообщениях об их открытии не было. Но
оказывалось, что эти сообщения были
чересчур поспешными. Они не
подтверждались. Правда, в последние годы удалось
все же надежно доказать вирусную
природу некоторых, впрочем довольно редко
встречающихся, опухолей человека. Но
вместе с тем стало ясно, что наиболее
распространенные виды рака имеют
определенно не вирусное происхождение.
А значит, скорее всего эти случаи не
связаны с изменениями в ДНК.
Да, не прошло и десяти лет со
времени торжества вирусной теории рака, как
все опять сползло к старым вопросам и к
старым аргументам. Вновь заговорили о
канцерогенах и других внешних факторах

как о главных причинах рака. Получалось,
что от проклятой проблемы дифференци-
ровки никуда не уйти.
Правда, надежда все же оставалась.
Что если канцерогены все-таки действуют
на ДНК, изменяя ее текст? Иными
словами, что если канцерогены — это на самом
деле мутагены?
КАНЦЕРОГЕНЫ
Проблема канцерогенов уже давно
привлекает внимание науки, и вовсе не
только в связи с теоретическими
исследованиями природы рака. Она стоит перед
специалистами в очень многих областях,
но в особенности, конечно, перед
химиками. Каждое новое химическое соединение,
с которым сталкивается человек, должно
быть проверено на канцерогенность.
История знает слишком много примеров того,
как легкомысленное отношение к этой
проверке приводило через много лет к
гибели людей.
Но как проверить, канцероген данное
вещество или нет? Вот уже многие годы
предпринимаются попытки разработать
быстрые и достаточно дешевые методы
тестирования химических веществ на их
канцерогенность. Собственно, именно зта
проверка оказывается сейчас самой
дорогой и самой длительной процедурой при
испытании любого нового лекарства.
Считается, что необходимо
подвергнуть подопытных животных воздействию
препарата, а потом проследить за ними и за
контрольными животными, вплоть до их
естественной (или неестественной — в
случае, если испытываемое вещество
окажется канцерогеном) смерти. Нельзя ли
эту процедуру упростить?
Обширный материал, накопленный в
результате трудоемких испытаний
химических соединений на канцерогенность,
позволил Б. Эймсу (Калифорнийский
университет) разработать и обосновать весьма
эффективный тест на канцерогенность.
В 1975 г. Эймс предложил проверять
вещества не на канцерогенность, а на
мутагенность. Мутагенами называют
любые вещества, под действием которых
изменяется текст ДНК, то есть происходит
наследуемое изменение генов.
Для проверки на мутагенность не
нужно возиться с животными и даже с
культурой их клеток. Можно взять бактерии,
для которых существуют давно
разработанные методы быстрого подсчета темпа
мутирования, то есть изменения ДНКового
текста. Эймс еще усовершенствовал эти
методы. И он постарался проверить гипотез
зу, по которой мутагенность и
канцерогенность — это на самом деле одно и то
же.
Казалось бы, для проверки надо
было брать химические соединения,
известные как канцерогены, и проверять их на
мутагенную активность.
Но нет, так просто поступать
нельзя. Ведь в организме химические
соединения претерпевают перестройку,
циркулируя в крови. Это происходит в печени,
где есть множество ферментов,
способных проводить самые разные модификации.
Вполне может быть (и в ряде случаев
показано, что это так), что рак вызывают
не сами исходные вещества, а продукты
их метаболизма в организме. Поэтому,
прежде чем испытывать вещества на
мутагенность в своем тесте, Эймс
обрабатывал их экстрактом из печени животных.
Эймс проверил на мутагенность 300
веществ, среди которых были как известные
канцерогены, так и вещества, вполне
безобидные. Эта проверка показала, что
между канцерогенностью и мутагенностью
существует совершенно явная корреляция.
В девяноста случаях из ста
канцерогены оказывались и сильными мутагенами.
В то же время только 13% соединений,
не имеющих канцерогенных свойств,
проявили мутагенную активность.
Это очень убедительный результат.
Он показывает, что тест Эймса эффективен,
во всяком случае для массовых испытаний
химических соединений. Ведь Эймс вместе
с одним всего лишь помощником сумел
за короткое время испытать 300
соединений. Чтобы накопить сведения о канцеро-
генности этих веществ обычными методами,
потребовались десятилетия упорного
труда многих людей.
Цель работы Эймса была сугубо
практической: разработать эффективный и
дешевый тест на канцерогенность. Но
результаты работы имели большое значение для
понимания природы рака. Реально они не
оставляли сомнений в том, что канцерогены
вызывают рак именно потому, что
изменяют ДНК клетки.
Получалось, что первичные события,
приводящие в итоге к раку,
разыгрываются в генетическом материале, в ДНК. А раз
так, то проблемой рака вновь занялись
молекулярные биологи. Только на этот раз,
спустя десять лет после работ Темина и
Балтимора, они были уже во всеоружии
мощных методов манипулирования с
ДНК — методов генной инженерии.
ОНКОГЕН
Сперва методы генной инженерии
применили к онкогенным вирусам.
Рассуждали при этом так. Если вирус
вызывает рак, то, может быть, за это
свойство вируса ответствен небольшой участок
ДНК (или РНК) вируса. Этот участок
можно было бы назвать геном рака, или
онкогеном. И действительно, такие гены были
выделены и изучены (об этих работах
было рассказано на страницах «Химии и
жизни» — см. 1980, № 11). Сейчас известно
уже более двадцати различных онкогенов.
Более того, установлено, что онкогены
РНКовых вирусов «прихвачены» ими у клет-
51

ки, они клеточного происхождения, хотя,
наверное, как-то изменены по сравнению со
своими клеточными «предками».
Ну, а как быть с теми опухолями,
которые не связаны с вирусами? Что их
вызывает? Ведь именно к такому типу
относятся практически все формы рака
человека. Так что это центральный вопрос
для всей проблемы.
Чтобы ответить на него, Роберт Вайн-
берг (Массачусетсский технологический
институт) приступил в 1979 г. к серии
экспериментов, приведших к открытиям
первостепенной важности. Принципиально эти
опыты не отличались от опытов по
генетической трансформации у пневмококков,
которыми занимался Эвери сорок лет
назад. Вайнберг рассуждал так. Из
экспериментов Эймса следует, что канцерогены
должны что-то менять в ДНК, после чего
|Она приобретает способность превращать
нормальную клетку в раковую. Если это
действительно так, то, выделив ДНК из
раковых клеток и перенеся ее в здоровые
клетки, мы должны (с некоторой
вероятностью, разумеется, как и при любой
трансформации) наблюдать превращение
здоровых клеток в раковые.
Вайнберг выделил ДНК из мышиных
опухолевых клеток, перерождение которых
было вызвано действием мощного
канцерогена. Затем он провел опыты по
генетической трансформации. Раковая ДНК
была добавлена к культуре здоровых
клеток мыши, известной под кодовым
названием NIH/3T3.
Результаты опыта были таковы. В
пяти случаях из пятнадцати клетки NIH/3T3
превратились в опухолевые. Ни в одном из
десяти контрольных опытов, в которых к
культуре NIH/3T3 была добавлена
нормальная ДНК, злокачественного перерождения
не происходило.
Свойства клеток, перерожденных
способом трансформации, были проверены
на животных. Опухолевые клетки NIH 313
были приживлены здоровым мышам, и у
тех образовались самые настоящие
злокачественные опухоли.
Но это еще не все. Перерождение
клеток NlH/ЗТЗ в опухолевые удалось
вызвать не только с помощью ДНК, взятой из
опухолевых клеток мыши, но и с помощью
ДНК, выделенной из раковых клеток
человека! ДНК из здоровых тканей человека
не приводит к злокачественному
перерождению клеток NIH/3T3.
Вот на этом этапе к работе
подключились генные инженеры. Раз ДНК
человека вызывает трансформацию, значит, в ней
есть онкоген — участок, ответственный
за роковое событие. И значит, надо было
попытаться выделить из всей молекулы
ДНК наименьший участок, еще
обладающий трасформирующим свойством. Этот
участок и будет тем, что смело можно
назвать геном рака, или онкогеном.
Цель была ясна. Генные инженеры
52
сплошь и рядом сталкиваются с задачей
выделить определенный ген. Обычно они
поступают так. ДНК, в которой
содержится искомый кусок, режут на куски рестрик-
тазами — ферментами, узнающими
короткие последовательности ДНК и рвущими
сразу обе нити молекулы в этих местах.
Получается набор фрагментов разной
длины. К раствору, где плавают эти
обрывки, добавляют так называемый переносчик,
или вектор. Обычно это ДНК
какого-нибудь фага или кольцевые молекулы-плаз-
миды. Фрагменты, плавающие в растворе,
случайным образом встраиваются в
молекулу вектора. После чего векторы
размножают и разделяют, получая многие
тысячи вариантов молекул-переносчиков,
несущих разные фрагменты исходной ДНК.
Каждый вектор проверяют на искомую
активность. В поисках генов рака это была
бы проверка на способность превращать
нормальные клетки в раковые.
Описанный метод крайне трудоемок.
Поэтому в 1981 году М. Виглер и его
сотрудники из лаборатории Колд Спринг
Харбор в США, которые тоже охотились
за генами рака человека, воспользовались
другим способом. Давайте проследим за
ходом их работы несколько подробнее.
Ведь как-никак в этой работе впервые
было выделено конкретное начало
«болезни века».
Сначала подобрали вектор
(бактериофаг), у которого в ДНК имелся
легко опознаваемый ген, назовем его S-геном.
Ген этот был выделен в изолированном
виде, то есть в виде кусочков ДНК,
и имелся в лаборатории в большом
количестве. Этот ген было решено сделать
как бы крючком при ловле онкогена.
ДНК человека (выделенную из клеток
рака мочевого пузыря), вызывающую
злокачественное перерождение клеток
NIH/3T3, разрезали рестриктазой на
кусочки. Где-то среди этих кусочков был и
онкоген. К смеси фрагментов добавили S-гены,
причем в избытке по сравнению с числом
фрагментов, и сшивающий фермент ДНК-
лигазу. Лигаза пришивала к каждому
фрагменту по S-гену, значит, и онкоген
получил довесок в виде S-гена. Затем смесь
фрагментов с пришитыми генами
добавили к культуре мышиных клеток NIH3T3.
К радости исследователей, часть
клеток превратилась в опухолевые.
Очевидно, в ДНК этих клеток встроился
онкоген. Но, скорее всего, в нее встроился
и примыкающий к онкогену S-ген. Во
всяком случае, если в ДНК обнаружится S-ген,
то где-то поблизости от него обязательно
должен быть и онкоген. Итак, онкоген
оказался «наживлен» на крючок — S-ген.
Наступил второй этап ловли. ДНК
была нарублена на куски, и полученные
фрагменты были встроены в фаг-переносчик,
из которого предварительно удалили
S-ген. Затем фаг размножили, чтобы
набрать побольше материала для исследова-

ния, а потом стали отбирать только те
фаговые частицы, которые несли в себе
S-ген. Из таких фагов была выделена ДНК
и опять испытана на способность
превращать клетки NlH/ЗТЗ в раковые. В одном
случае такая способность была
обнаружена. Значит, эта фаговая ДНК наряду
с S-геном содержит и примыкающий к нему
онкоген! Только на сей раз онкоген
вписан уже не в гигантскую ДНК человека,
а в короткую фаговую ДНК, из которой его
легко можно выделить в чистом виде —
в виде участка ДНК.
Дальнейший анализ показал, что
встроенный в фаговую ДНК фрагмент ДНК
человека содержит около шести тысяч
пар нуклеотидов. И в этом фрагменте
есть кусок (длиной около трех тысяч пар
нуклеотидов), который вызывает
злокачественное перерождение клеток. Это
и есть тот онкоген, за которым шла охота.
Так что же представляет собою
онкоген? Поскольку нормальная клетка
может превратиться в опухолевую под
действием канцерогена, то есть в результате
мутации, то онкоген должен быть
практически нормальным геном, за исключением
некоей малости — в нем несколько
изменена последовательность нуклеотидов.
И действительно, из нормальной
клетки удалось выделить участок ДНК,
который почти идентичен онкогену. Его
назвали протоонкогеном. Он не превращает
мышиные клетки в опухолевые. А
онкоген превращает. И протоонкогену, и
онкогену, как и полагается генам,
отвечают какие-то белки, структура которых
определяется последовательностью
нуклеотидов в этих генах. Кроме того, тот
фрагмент ДНК из шести тысяч нуклеотидов,
который был выделен по ходу ловли
онкогена, содержит регуляторные или какие-то
еще участки. Возможно, что изменение в
ДНК произошло именно здесь, а не в той
части, называемой структурным геном,
где записано строение самого белка.
В этом случае злокачественное
перерождение было бы связано не с «порчей»
белка, а с искажением в регуляции его
производства.
Однако, сколько ни пытались Вайн-
берг и его коллеги найти отличия в
неструктурной части протоонкогена и онкогена,
ничего обнаружить им не удалось. Здесь
онкоген и протоонкоген оказались
идентичными. Но вот, к своему величайшему
удивлению, они обнаружили, что в
структурной части, где записана белковая
последовательность, онкоген и протоонкоген
отличаются! И отличие-то это совсем
мизерное — оно сводится к замене одного-
единственного нуклеотида. Результат этой
замены таков: в белке, производимом
онкогеном, на двенадцатом месте стоит
не глицин как у протоонкогена, а валин.
Итак, выделен и охарактеризован
ген рака человека. Единственное отличие
от его нормального аналога заключается
в замене одного нуклеотида, что ведет к
замене одного аминокислотного остатка
в белке — продукте этого гена.
Как и всякое замечательное
достижение, работы Вайнберга и его коллег, давая
четкий ответ на вопрос о первопричине
некоторых опухолей, порождают
множество новых вопросов. Прежде всего,
конечно, что это за белок — продукт
протоонкогена? Что он делает в нормальной клетке
и что происходит, когда в нем в
двенадцатой позиции вместо глицина оказывается
валин? Пока об этом ничего не известно.
А как обстоит дело в других случаях?
Виноват все тот же онкоген или нет? И так
далее... Пока не получены ответы на эти
и многие другие вопросы, рано еще
говорить о возможных способах борьбы с
болезнью, следующих из этих работ.
В то же время нет сомнений, что
достигнут самый значительный прогресс
в понимании природы «болезни века» за
всю историю борьбы в ней.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ГЕЛИОРЕАКТОР
ДЛЯ ХЛОРЕЛЛЫ
В Туркмении
атмосферных осадков много меньше,
чем в других наших
республиках, и луга зеленеют там
лишь два месяца в году.
Но сельскохозяйственные
животные, как и везде, все
двенадцать месяцев года
нуждаются в полноценных
кормах (полноценных прежде
всего по белку). В поисках
таких кормов специалисты из
научного объединения
«Солнце» обратились к богатой
белком микроводоросли
хлорелле. Были разработаны,
построены и испытаны несколько
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
вариантов трубчатых
реакторов, освещаемых и
подогреваемых солнечными лучами.
Лучшие результаты получены
в горизонтальной установке с
параллельным соединением
солнечных батарей.
НЕ ИНФАРКТ,
А АПНОЭ
Апноэ — так медики
называют одну из
распространенных причин смерти,
возможно, даже более
распространенную, чем думали до сих
пор. Это слово — греческое
и дословно переводится как
отсутствие дыхания, однако
врачи понимают его более
конкретно — как временную
остановку дыхательных
движений, прекращение вдохов и
выдохов по той или иной
причине. Причиной может быть
запада ние языка в результате
полного расслабления его
мышц во время сна,
особенно у пожилых людей. Это
может привести к апноэ и —
к смерти. Доктор Р. Картрайт
из Чикаго допускает, что апноэ
стало причиной многих
смертей, объяснявшихся сердечной
недостаточностью. Она же
предлагает простое устройство
из пластика (наподобие
боксерского протектора),
которым могли бы
воспользоваться большинство
страдающих от апноэ.
S3

Что мы пьем
Цимлянское
игристое
6ЕКТ au» pin UdSSR
ове/пског
Аши.чнсксс
/ u?fjw тог

Приготовь же, Дон заветный,
Для наездников лихих
Сок кипучий, искрометный
Виноградников твоих.
А. С. Пушкин Дон. 1829
Поэтам свойственно задавать
загадки современникам и потомкам. Самое
известное исследование И. Л.
Андроникова называется «Загадка Н. Ф. И.»
Есть загадка и в приведенном чуть
выше пушкинском четверостишии: о каком
напитке идет в нем речь?
Современникам поэта ответить на этот вопрос,
очевидно, было нетрудно. Нам — куда
сложнее, и все же попробуем.
«Сок кипучий, искрометный...» Если
нет явной метафоры, то речь, видимо,
идет о вине, причем игристом
(«искрометный» же!).
В пятой главе «Евгения Онегина»
еще одно, на этот раз весьма
конкретное упоминание о донском вине:
«Да вот в бутылке засмоленой.
Между жарким и блан-манже,
Цимлянское несут уже...»
Можно предположить, что и в
стихотворении «Торжество Вакха» Пушкин
описывает то же вино — пенистое
(«брызжет пена») багрового цвета... В
пушкинские времена красное игристое вино
готовили только в России, на Дону, и это
было Цимлянское игристое.
СВИДЕТЕЛЬСТВУЮТ ДОКУМЕНТЫ
В 1968 году во Франции как
большой национальный праздник отмечали 300-
летие появления на свет знаменитого
Шампанского. За тонкий и сложный
букет, легкий и освежающий вкус оно по
праву завоевало мировую славу. Но
Шампанское всегда — белое вино, а
среди красных игристых вин нет и не было
равных Цимлянскому игристому. Известно,
что на рынках городов России оно
появилось значительно позже шампанского.
Однако виноградарство и виноделие
возникли на Дону еще в VII или VI вв. до
н. э., когда здесь появились первые
греческие колонии. Древнегреческий
географ и историк Страбон писал, что во
время своих путешествий посетил устье
Дона (Танаиса) осенью и дивился
варварскому обычаю: виноградные лозы на
зиму засыпали землей. В родной его
Греции так не поступали — но ведь
и климат там значительно мягче...
Официальной датой возникновения
виноделия на Дону считают начало XVIII
века. Как будто Петр I во время
пребывания в станице Цимлянской сказал: «Да
здесь, как на Рейне, можно виноград
растить». Позже в церкви станицы
Цимлянской был якобы найден указ царя,
в котором он повелевал завезти на Дон
виноградные лозы из Астрахани и из
некоторых европейских стран — Венгрии,
Германии, Франции. Из этого, однако,
не следует, что появление Цимлянского
игристого следует датировать
петровскими временами.
В IV томе «Ежемесячных
сочинений к пользе и увеселению служащих»
(С.-Петербург, 1756 г.) неизвестный автор
предлагает «принять за образец состояния
в Донских казаках город Черкасск, а
особливо там же так называемую Ведер-
никовскую станицу, в которой ныне
виноградные сады приведены в такое
размножение, что тамошние жители, при всем
своем довольствии сего фрукта, еще
продажею его пользуются, а итого лучше,
с немалым успехом упражняются в
делании вина с особливым искусством, так
что оно в рассуждении доброты
Крымскому, Волахскому и некоторым другим
европейским винам не уступает, а во вкусе
не совсем, однако несколько
шампанскому равняется, несмотря на то, что не
более тому пятнадцать лет, как к сему
у них охота вкоренилась».
А вот цитата из следующего
десятилетия A768 г.). Известный натуралист
Самуэль Готлиб Гмелин, племянник
академика И. Г. Гмелина, совершивший по
поручению Академии наук путешествия в
низовья Волги и Дона, пишет: «В
Нагатинской продавали красное донское вино
нарочитого вкусу, которое сюда
привезено из Цимл>1... 21 числа приехал в Цим-
лю. От сего места до Черкасска садят
виноград, а виноградные лозы привезены
сюда через Черное море из Греции. По
моему мнению, не можно
способнейшего места избрать к насаждению
винограда, как западный берег Дона».
По-видимому, к «нарочитому вкусу»
вина автор относил наличие в нем
остаточного сахара и углекислоты, что и
теперь не свойственно обычным столовым
винам. Обратим внимание на слова:
«продавали красное донское вино... из Цим-
ли». «Цимлянское»— и означает из Цимли.
ЦИМЛЯНСКОЕ — НЕ ШАМПАНСКОЕ
Многие считают красные и мускатные
игристые вина разновидностями
шампанского. Это неверно. Есть три
равноправных типа игристых вин, каждый из них
отличается и технологией, и своеобразием
букета и вкуса.
В основе производства
шампанского — вторичное брожение (шампаниза-
55

ция) белого сухого вина. В виномате-
риале при этом должно быть 22—24 г/л
сахарозы. Брожение прекращается после
того, как дрожжи используют
практически весь сахар. При этом в бутылках
(или других емкостях для брожения)
возникает избыточное давление углекислоты,
которое необходимо для формирования
пенистых и игристых свойств вина.
При производстве игристого муската
классическим способом (начало 1856 г.,
Италия) используется только собственный
виноградный сахар (глюкоза и фруктоза),
который частично остается и в готовом
игристом вине. В этом случае брожение
прекращается из-за значительного
уменьшения содержания азотистых веществ в
сусле.
Технология цимлянского
первоначально была крайне примитивна.
Виноград собирали в конце сентября или в
середине октября, когда в нем
накапливалось 24—28% Сахаров. Затем виноград
еще подвяливали под навесами или на
чердаках и лишь после этого
перетирали на деревянных .терках. Мезгу —
раздробленный виноград — помещали в
чаны. Из-за низкой температуры
(глубокая осень!) брожение протекало
медленно, а вскоре вовсе прекращалось. Когда
температура воздуха падала до плюс 1 —
2°С, вино уже достаточно
самоосветлялось. Его переливали в чистые
бочки и выдерживали там до весны.
Перед наступление весеннего тепла
вино разливали в бутылки, закупоривали
корковыми пробками, обвязывали
горлышко бутылок проволокой или шпагатом и
заливали смолой. Бутылки укладывали
в подвале и накрывали соломой.
Проходило 5—6 месяцев, процесс
брожения продолжался в бутылках (как и
шампанского), после чего вино можно
было пить. Однако качество вина,
полученного таким способом, было далеко не
одинаковым: были и великолепные
образцы, и примитивный винный уксус. Много
вина пропадало из-за плохой герметизации
или из-за взрыва непрочных бутылок.
Часто вино оказывалось не игристым,
поскольку вторичного брожения не
происходило — дрожжевые микроорганизмы
погибали от холода. Но постепенно приходил
опыт, и, наконец, в 20—40-х годах
прошлого столетия производство
Цимлянского игристого приобрело промышленный
размах. В середине XIX века в
городах России продавали до миллиона
бутылок Цимлянского. Однако виноделие
Цимлы периодически приходило в
упадок — в суровые зимы лоза гибла.
Во второй половине XIX ив начале
XX века и на Дону стали применять
баллонную углекислоту взамен
образующейся при вторичном брожении. Такое
вино нельзя называть Цимлянским
игристым. Это было простое красное
шипучее вино.
56
ЦИМЛЯНСКОЕ В НАШИ ДНИ
Сейчас выпускается Цимлянское
игристое трех марок, и всем им присвоен
Государственный знак качества. На
международных и всесоюзных дегустациях оно
было награждено 11 золотыми и 18
серебряными медалями, и впервые в
практике советского виноделия в 1958 году
в Брюсселе на международной
дегустации вин Цимлянское игристое было
удостоено кубка Гран-при.
Сейчас в производстве используются
две технологические схемы, в которых
одинаковы процессы переработки
винограда и приготовления виноматериалов, но
вторичное брожение протекает различно.
Из винограда раннего сбора с
сахаристостью 19—22% готовят красные
сухие виноматериалы, а из винограда
более позднего сбора с сахаристостью 22—
26%—десертные слабоградусные A3—15
объемных процента алкоголя и 12—18%
сахара) и еще так называемые недобро-
ды (8—12% алкоголя и 6—12% сахара);
последние хранят при температуре,
близкой к нулю, поскольку они неустойчивы:
случайно попавшие дрожжи вызывают
незапланированное брожение.
Из слабоградусных десертных вино-
материалов и сахарозы готовят так
называемый тиражный ликер, который
содержит 55% сахара.
Все виноматериалы и ликер
осветляют рыбьим клеем, охлаждают,
фильтруют. При этих операциях из полупродукта
удаляются посторонние включения,
дрожжи, различные микроорганизмы,
избыточное количество солей винной кислоты.
Жидкость становится прозрачной. Из нее-то
и делают Цимлянское игристое.
Основную часть его, как, кстати, и
Шампанского, теперь готовят в больших
герметизированных емкостях. Здесь
смешивают сухие виноматериалы и сладкий
тиражный ликер из расчета, чтобы в
готовом Цимлянском сахаристость была 7%.
Сюда же вводят культуру дрожжей B—
3 млн. клеток/см ). Аппараты брожения
имеют охлаждающие рубашки. Брожение
протекает в течение 20—25 дней при
температуре 15—16°С. Превращение
сахара в спирт сопровождается образованием
углекислоты, давление которой достигает
тех же величин, что и в старинном
цимлянском.
Вино, прошедшее процесс
вторичного брожения, охлаждают до минус 3—5°С,
выдерживают 48 часов и при такой же
низкой температуре фильтруют и
разливают в бутылки. После пятидневной
контрольной выдержки бутылки с
доброкачественным вином оформляют —
наклеивают фольгу, кольеретки и этикетки и
отправляют в магазины. Так готовится
90% цимлянского, которое наряду с
шампанским мы охотно разливаем в
бокалы под Новый год.

Около 10% Цимлянского
игристого (и это, на мой взгляд, лучшая часть
тиража) готовят, как и прежде,
«старым казачьим способом». В этом случае
используют только красные сухие
слабоградусные десертные виноматериалы и
недоброды — без тиражного ликера.
В бродильной смеси должно быть
9,0—11,0% сахара, дрожжевых клеток до
20 тыс/см3. После тщательного
перемешивания бродильную смесь разливают в
бутылки и в них сбраживают при
температуре 10—15°С. Примерно через 35—
40 дней, когда содержание сахара
снижается на 2,0—2,2%, бутылки с вином
переносят в холодильные камеры. При 1—2°С
брожение в бутылках прекращается, и их
устанавливают вниз горлышком — следующая
операция называется рюмаж, или сведение
осадка на пробку. Выпавший в горлышке
бутылок осадок выбрасывают, бутылки
доливают до нужного уровня таким же, но
уже чистым вином. И снова
закупоривают. Вино проходит пятнадцатидневную
контрольную выдержку, после чего
бутылки оформляют и передают на продажу.
Естественно, что Цимлянское
игристое, приготовленное классическим
способом,— достаточно редкое вино. В его
букете дегустаторы находят тонкий аромат
чайной розы или шиповника, по вкусу оно
бархатистое, с терново-вишневыми тонами.
Оно пользуется огромным спросом не
только в нашей стране, но и за ее
пределами.
ПЕРСПЕКТИВЫ
Промышленное производство
Цимлянского игристого было начато в 1937
году на Ростовском заводе шампанских вин,
а с 1966 года работает специально
построенный для этих целей Цимлянский
завод игристых вин. *
В 1966—1977 гг. производство
Цимлянского игристого (вместе с Донским
игристым розовым, в состав которого вводят
50% цимлянских виноматериалов и 50%
белых сухих) колебалось от 1,06 до 2,7 млн.
бутылок в год. С 1978 года производство
этих вин резко упало. Причина — в
недостатке сырья.
Высококачественные игристые вина, в
том числе шампанское, готовят из
винограда всего лишь нескольких сортоа.
Цимлянское игристое раньше делали из 3—4
сортов, а в последние годы только из двух —
Цимлянского черного и Плечистика.
Цимлянский черный используют
больше полутора веков. Плечистик же
появился в станице Цимлянской лишь в конце
прошлого столетия. Этот сорт имеет цветы
женского типа и потому обязательно
требует опылителя. В годы с влажной и
прохладной весной его цветки остаются не-
опыленными, плодовые завязи не
образуются. К тому же Плечистику свойственна
низкая сопротивляемость к грибковому
заболеванию — милдью. Оно бывает
причиной гибели соцветий и завязей. А
внешне Плечистик и Цимлянский черный весьма
сходны. Посадки их — издавна смешанные.
Периодическое бесплодие
Плечистика стало причиной образования множества
вегетативных побегов. Заготовка
посадочного материала в смешанных посадках, как
правило, шла без учета сортов. В результате
Плечистик расплодился, стал преобладать
над Цимлянским черным. Урожайность
смешанных посадок резко упала,
культивирование цимлянских сортов винограда
стало убыточным. Поэтому многие
виноградарские хозяйства стали от них
отказываться, несмотря на то что закупочная цена
на эти сорта винограда удвоилась.
Начавшееся распространение
филлоксеры на Дону (см. статью «Столетняя
война на виноградниках» — «Химия и
жизнь», 1980, № 10) тоже осложняет
работу виноградарей.
Сотрудники Всероссийского научно-
исследовательского института
виноградарства и виноделия имени Я. И. Потапенко
и виноградари-производственники
предпринимают большие усилия, чтобы
повысить урожайность и увеличить сбор сортов
винограда, пригодных для приготовления
Цимлянского. Выделены и широко
размножаются высокоурожайные клоны сорта
Цимлянский черный. Получен естественный
гибрид Плечистика и Цимлянского черного
с обоеполым типом цветка. Этот гибрид
обладает повышенной устойчивостью к
грибным заболеваниям и дает стабильно
высокие урожаи. Начата работа по
выведению морозоустойчивых аналогов
цимлянских сортов.
Донское промышленное
виноградарство — самое северное в нашей стране.
Оно всегда было сопряжено с большими
трудностями из-за особенностей климата.
Очевидно, необходимы усилия по созданию
надежной сырьевой базы для
Цимлянского игристого в более южных районах
РСФСР, где лозу не надо укрывать на зиму.
Цимлянское игристое того стоит. Многое
для этого уже сделано — научный задел
есть.
Кандидат сельскохозяйственных наук
В. П. АРЕСТОВ
57

Вещи и вещества
Хроника
бисера
Так в бисере стекло, подобяся
жемчугу,
Любимо по всему земному ходит
кругу,
Им красится народ в полуночных
степях
Им красится Арап на южных
берегах...
М. ЛОМОНОСОВ.
Письмо о пользе стекла
Сравнение бисера с
жемчугом — не просто
поэтический троп. Под
ним — реальное сходство
этих материалов
декоративного искусства: по
форме — небольшие зерна
со сквозным отверстием,
технике применения —
шитье и низание,
художественному эффекту. Да
и по стоимости они были
вполне сопоставимы.
Крылатое выражение
Margaritas ante porcos — «не
мечите жемчуга (бисера)
перед свиньями» — тоже
не делает между ними
различия. Попутно
заметим: то, что это латинское
выражение — перевод
\ с древнегреческого, есть
свидетельство давности их
применения.
Бисер на Руси стали
использовать не позже
X столетия. Об этом
говорит такая деталь в арабском
описании жизни руссов
того времени: женщины
предпочитали зеленый
бисер (кстати, и сам термин,
по свидетельству БСЭ,
арабского происхождения:
буера — бисер;
этимологический словарь
переводит слово «буера» как
фальшивый, поддельный
жемчуг, чем еще больше
подчеркивается сходство
этих материалов). Видимо,
украшение пришло
торговыми путями из
Византии, где тогда началось
его изготовление.
О жемчужном шитье
упоминает Переяславская
летопись (XI в.),
пересказывая сон древлянского
князя Мала. Привиделось
ему, будто княгиня Ольга
одарила его шитой
жемчугом одеждой: « Себо
пришед Ольга дааше ему
порты многоценны,
червлены, вся жемчюгом изсаж-
дены».
Жемчуг долго
первенствовал: его не надо
было привозить из
заморских стран, как бисер,—
он в изобилии водился
в северных русских реках.
С тех пор «слезы
моллюска» сильно поиссякли,
и сегодня не так уж часто
встречаются на улицах
женщины в одежде, шитой
жемчугом.
Итак, бисер.
Окрашенные в разные цвета
стеклянные и
металлические зерна (средняя
величина — 1,5 мм), круглые
или многогранные, с
отверстием для продевания
нитки. Наш рассказ — о
стеклянном бисере:
металлический используется реже,
технология его
изготовления проще, да и жизнь

Дамская сумочка.
Шитье бисером.
Первая половина XIX в.
Дамская сумочка.
Шитье бисером
по полотну.
Первая половина XIX в.
Кошелек.
Шнтье бисером
по полотну.
Первая половина XIX в.
в декоративном искусстве
короче и не столь
интересна. Поэтому о нем
вскользь. Металлический
бисер штампуют. Иногда
для облагораживания его
покрывают амальгамой
(сплав свинца, олова и
висмута в десятикратном
количестве ртути) или
расплавленным оловом (при
этом в тонких слоях
покрытия возникают цвета
побежалости, создающие
дополнительный
декоративный эффект) — это
«серебряный» бисер;
«золотой» получают
погружением в слабый раствор
железного купороса, а после
высыхания — в слабый
раствор хлористого золота.
Как изготовляют
стеклянный бисер? О крашен-
Кисет.
Шнтье бисером.
Первая треть XIX
Государственный
Русский музей
ное окислами металлов
(процесс аналогичен тому,
который применяют для
эмалей,— см. «Финифть»,
«Химия и жизнь», 1979,
№ 9) прозрачное или
эмалевое («глухое») свинцово-
щелочное стекло
вытягивают в нагретом
состоянии в толстостенные
трубки малого диаметра, от
которых на станке
гильотинного типа или другим
механическим способом
отсекают колечки.
Полученное бисерное сырье
отсеивают от осколков
и обрабатывают
шлифовальной смесью (толченый
уголь с известью или
глиной) во вращающемся
барабане, после заполнения
отверстий бисера барабан
нагревают в печи при не-
S&'J
59

прерывном вращении.
Размягченные стеклянные
колечки округляются, причем
вращение не дает им
сплющиться, а порошок —
заплыть отверстиям.
Освобожденный от
шлифовальной смеси бисер в
полировальном порошке вновь
обретает блеск,
утраченный при нагревании.
Стеклянный бисер —
производное стеклянных
бус, которые в качестве
украшений сами пришли
на смену раковинам, зубам
животных, глиняным
шарикам. Материал
декоративно-прикладного
искусства, существующий, что
называется, с незапамятных
времен, украшавший
египетских фараонов и уже
тем самым «приобщенный
к лику» материалов
драгоценных.
Родиной
европейского бисера считается
Венеция. Правда, поначалу
мастерские возникли в
Галлии и Германии, где вместе
со стеклянной посудой
стали вырабатывать и бисер.
Но он здесь не прижился —
уровень культуры в этих
варварских тогда странах
был недостаточен для
ассимиляции этого тонкого
искусства. Производство
бисера переняла и освоила
Византия — преемница
эллинизма. И уже оттуда,
из-за моря, он проник в
молодую '• Венецианскую
республику.
Венеция надолго, на
века, стала единственным
центром производства
бисера, отсюда он
расходился по всему миру. На
Востоке его обменивали на
ткани, пряности, золото;
туземцы Африки
использовали его как разменную
монету.
Развитие стеклоделия
вело к все более узкой
специализации. Поначалу
мастера были «на все
руки»: делали бусы, бисер,
стеклянные пуговицы,
буквицы; позже — только
бисер. Наконец, и среди
бисерщиков образовались
группы соответственно
видам продукции.
Венецианское стекло
и бисер приносили
огромные доходы. Но, чтобы
сохранить монополию,
необходимо было
предотвратить, как теперь говорят,
утечку информации. В
1275 г. правительство
республики под угрозой
конфискации запрещает вывоз
сырья, необделанного
стекла, даже осколков —
чтобы нельзя было определить
состав стекольной массы.
Два века спустя сенат
республики отдает
производство стекла под особый
надзор Совета десяти. Для
закрепления «на рабочих
местах» мастерам
предоставлена совершенно
исключительная привилегия —
их дочерям разрешено
выходить замуж за
патрициев, их внуки уже
патриции. И это в строго
аристократической
Венеции! Социальный статус
мастеров и вообще был
весьма высок — это
обеспечивала их
принадлежность к очень сильной
корпорации стеклоделов,
сложившейся в XIII веке.
Баснословные
прибыли породили своего рода
промышленный шпионаж.
Вокруг острова Мурано в
Адриатике — туда из
противопожарных
соображений было выведено
сначала производство стекла,
а затем и бисера —
кипели страсти. Когда
Людовику XIV удалось
сманить нескольких мастеров
во Францию, сенат Венеции
объявил их
государственными изменниками. Был
издан новый указ: от
стекольного мастера, вывезшего
секреты производства за
границу, требовать
возвращения; при
неподчинении — его родных и
близких сажать в тюрьму; если
преступник продолжает
упорствовать — убить его
и только тогда
освободить заложников.
Но и стеклоделы не
отличались кротостью. Ка-
занова в своих мемуарах
рассказывает, что
приезжему небезопасно было оста-
« Охотничья сцена»,
вышивка бисером

ваться в Мурано на ночь —
это могло стоить не только
кошелька, но и жизни:
правительство не решалось
раздражать репрессиями
стеклоделов,
промышлявших «по совместительству»
разбоем.
История
венецианского бисера изобилует
такими детективными
подробностями. Но вот
любопытная деталь совсем
иного рода. Знаменитый
венецианец Марко Поло был
сыном известного
бисерного мастера, и большой
спрос на бисер в заморских
странах стал для него
поэтому не просто одним из
путевых впечатлений.
Рассказы мореплавателя о
популярности украшений из
стекла дали новый импульс
развитию этого
производства в Венеции.
Еще больший размах
оно приобрело после
открытия Америки, когда
появился новый, индейский
рынок сбыта. Европа, и в
частности Россия, тоже
поглощала большое
количество бисера; во многих
странах проходили
специализированные ярмарки, а в
Нюрнберге был
постоянный склад венецианского
бисера.
Такая популярность
не могла не привлечь
внимания художников. На
картинах того времени можно
увидеть бисерные
ожерелья, подвески, уборы в
прическах женщин —
бисерные украшения
проникли во все слои общества.
Даже само производство
стало предметом
изображения. На одном из
полотен показана мастерская,
где часть мастеров занята
резкой стеклянных трубок,
а другие шлифуют бисер в
тиглях (по тогдашней
технологии). Если же говорить
о «живых» изделиях, то,
скажем, те из них, что
сохранились от эпохи
Ренессанса, изготовлены из
венецианского бисера.
Венеция, оберегая
свою монополию,
тщательно хранила секрет
получения соды — обязательной
добавки к песку, из
которого варят стекло (кстати
сказать, возникновению
стеклоделия в Древнем
Египте способствовало
наличие природной соды,
которую добывали в долине
Нила), и до конца XVII в.
венецианский бисер
господствовал безраздельно.
Но любая монополия
рано или поздно кончается.
Так было в свое время с
производством бумаги и
фарфора, так произошло
теперь со стеклом.
Стеклоделы Богемии (Южная
Чехия) создали технологию
так называемого «лесного
стекла», в котором вместо
соды использовали поташ
(древесную золу —
отсюда и название). Работать с
таким стеклом труднее: в
отличие от легкоплавкого
венецианского (которое
обрабатывают в нагретом
состоянии) чешское стекло
тугоплавко. Зато поташ
придает ему великолепные
оптические свойства, зато оно
тверже, а холодная
обработка позволяет применять
шлифование. Бисер из
такого стекла (натриево-калие-
вого, по-научному) можно
делать не только круглым,
но и граненым, а это
увеличивает игру света...
Чешское стекло стало
конкурентом венецианского.
В XVIII в. и в самой
Италии, и по ту сторону
Альп бисер стали делать
бежавшие из Венеции
мастера или те, кто купил
секрет его производства.
Они погибали' от руки
убийц, посланных
Венецией, но остановить
процесс возникновения новых
мастерских было уже
невозможно. Спрос на
венецианский бисер падал,
приходилось искать способы
его совершенствования —
так появился, например,
бисер с металлическими
нитями (их вводили в
стеклянную массу). Но в это же
время на Мурано стали в
большом количестве
изготовлять дешевый
искусственный жемчуг, так
называемый Perle da Murano.
На бисере это сказалось
губительно.
И все-таки он выстоял
и даже испытал новый
взлет, правда, теперь, по
Чернильница
в бисерном чехле.
Конец XVIII в.
Государственный Эрмитаж
всей видимости, уже
последний в своей истории. Во
второй половине XVIII в.
появились машины для
вытягивания стеклянных
трубок и бисер значительно
подешевел. С другой
стороны, растущее
соперничество главных центров
производства бисера —
Венеции и Богемии — привело
к тому, что он достиг
невиданного еще
разнообразия цветов и размеров.
Новый виток спирали для
61

бисера — начало XIX в.,
когда после
наполеоновских войн наступил покой,
появились условия,
дававшие выход романтическим
настроениям, условия для
неспешных занятий, для
тонкого художества.
В России
производство стекла возникло в
первой половине
XVII
в., но
изготовление бисера
началось лишь столетие спустя,
при Ломоносове. Толчком
послужило то, что импорт
не в силах был
удовлетворить спрос —
популярность бисерных изделий
быстро росла. А тут еще
вошел в моду стеклярус —
удлиненная модификация
бисера. В 1748 г. только
через Петербургский порт
было ввезено из-за
границы 472 пуда бисера и 2 пуда
стекляруса, а через 4
года — 2126 пудов бисера
и 29 — стекляруса. И все
же дефицит был велик.
Ломоносов решил
наладить выпуск
отечественного бисера. По указу
Сената он получил землю и
4 тыс. рублей
безвозмездной ссуды на устройство
фабрики «для делания
изобретен ных и м
разноцветных стекол и из них бисеру,
принизок и стекляруса и
всяких других
галантерейных вещей и уборов, чего
еще поныне в России не
делают, но привозят из-за
моря великое количество
ценою на многие тысячи»,
как сказано в
«Определении Мануфа к тур-кон торы о
выдаче Ломоносову в счет
разрешенной ему Сенатом
для устройства фабрики
казенной ссуды».
Ломоносов перенес
из лаборатории на
производство свои опыты по
созданию цветного стекла для
смальтовой мозаики, и уже
в 1754 году фабрика в
Усть-Рудицах выпустила
первую продукцию.
Великий ученый не успел
развернуть производство,
фабрика после его смерти
была закрыта, и потребности,
как и прежде, покрывались
за счет ввоза из Венеции
и Богемии.
«Бедная Лнза»,
вышивка бисером
(фрагмент)
Вторая половина
XVIII и первая половина
XIX столетия были
«золотым веком» бисера в
России. Его использовали очень
широко: украшение
одежды, бытовавшее на Руси с
древности, церковное
шитье, чехлы на вещи
бытового и декоративного
характера — кошельки,
чубуки, чернильницы,
шкатулки, подсвечники — и
многое другое. Красота
изделий, сочность красок,
несложная техника
применения сделали бисер
чрезвычайно популярным*.
Рассказ будет
неполным, если хотя бы коротко
не остановиться на
стеклярусе. Этот младший
отпрыск благородного, но
обедневшего семейства би-
серов тоже блистал когда-
то, тысячами стеклянных
цилиндриков заполняя фон
вышитых сюжетных панно
на стенах дворцовых
апартаментов. Вышивки эти
родились в XV III в. во
Франции, почему их и
стали именовать
французскими обоями. В России
в XVI11 же столетии такими
«обоями» был отделан
кабинет Китайского дворца в
Ораниенбауме,
получивший название
стеклярусного. Любопытная
подробность : в создании компо-
зиций участвовала
императрица. Вот выдержка из
описи: «Стеклярусная
комната с богатым цветным
парадом, на стенах обои,
вышитые Екатериной II...».
Кстати, лабораторный
анализ показал, что стеклярус
для этого кабинета
изготовлен неподалеку, на
фабрике, основанной
Ломоносовым.
В некоторых районах
страны шитая бисером
одежда, головные уборы,
украшения есть и сегодня,
но их бытование скорее
этнографическое, а не
повседневное. Хотя, впрочем,
«Энциклопедия домашнего
хозяйства» во всех изданиях
дает советы, как
обихаживать платье с бисером, а в
магазинах галантереи не в
дефиците бисерные
кошельки и бусы в
несколько цветных нитей. Другое
дело — осчастливит ли
женщину такой подарок к
8 Марта или к дню
рождения...
До былых высот
искусство бисера вряд ли
сможет подняться: времена
не те, «пик формы»
пройден. Но это «малое
искусство» — неотъемлемая
часть Искусства, одна из тех
деталей, которые нужны
для полноты картины.
Л. КЕЛЬМАН

Пластики вышли
в море
В июне 1818 года на дорогах,
ведущих к английскому порту Клайд, царило
оживление. Сотни людей пешком, верхом,
в каретах устремились к причалам, чтобы
своими глазами увидеть необычайный
корабль, построенный -из железа!
С тех пор как стал известен закон
Архимеда, прошло больше двух тысяч лет..
Но и задолго до его открытия, и спустя
столетия после того, как прозвучало
знаменитое «эврика!», суда строили- .только
из дерева. Строили и тогда, когда в
распоряжении корабелов появилось в
достаточном количестве железо — материал более
прочный,.долговечный, удобный в
обработке. Железными листами еще в средние века
обшивали деревянные судовые корпуса,
но построить целый корабль из железа
никто не решался — ведь железо в воде
тонет! Только в начале прошлого века
началось победное шествие железа по морям
и океанам нашей планеты. Однако не
прошло и полутора столетий, как у корабельного
железа появился конкурент, пока еще не
угрожающий его вытеснить, но тем не менее
подающий немалые надежды. Это
синтетические полимерные материалы.
Первые пластмассовые суда вышли в
море вскоре после окончания второй
мировой войны. Это были тральщики — на их
долю выпала труднейшая задача очистки
морских фарватеров, на которых за время
войны были установлены тысячи
разнообразных мин. Многие были «с
сюрпризами» — например, бесконтактные
магнитные и акустические взрывные устройства,
реагировавшие на шум двигателей или на
магнитное поле судового корпуса. Для
борьбы с ними нужны были корабли с
малым уровнем собственного магнитного,
электрического и акустического полей. Так
появились в составе военно-морских сил
многих стран тральщики сначала с
деревянными, а потом и с пластиковыми
корпусами. А вскоре пластмассы, доказавшие
свои мореходные качества, стали все шире
применяться в качестве конструкционных
материалов и для мирных судов.
СУДА, ПОСТРОЕННЫЕ ИЗ СТЕКЛА
Подавляющее большинство
современных пластмассовых судов построено из
стеклопластиков — полимеров,
армированных стекловолокном для увеличения их
прочности. При этом используется
способность хрупкого стекла резко изменять
свои свойства при вытягивании в
тончайшие нити. Из одного кубического
сантиметра стекла можно получить 450
километров блестящего волокна, похожего на шелк,
но прочнее его в 3—4 раза.
Правда, приобретя новое столь
ценное качество, стекло нажило и некоторые
недостатки. Одним из самых неприятных
для судостроителей оказалась его
невысокая водостойкость: как выяснилось,
стекловолокно легко растворяется в воде. Под
действием ее происходит химическое
разложение основы стекла — силикатов:
Na2Si03+2H20-->2NaOH+H2Si03.

Собственно говоря, этому процессу
подвержено любое стекло: понемногу
растворяются и стаканы, и оконные стекла.
Но у стекловолокна удельная поверхность
в десятки тысяч раз больше, чем у
стакана,— во столько же раз ускоряется и его
разложение. Поэтому в судостроении
используют не всякое, а только
малощелочное стекловолокно, содержащее как можно
меньше натрия,— оно более водостойко.
Дополнительно его обрабатывают кремний-
органическими соединениями, которые
придают его поверхности
водоотталкивающие свойства.
Стекловолокно служит как бы
скелетом стеклопластика. На этот скелет
наращивают «мясо» — различные фенолфор-
мальдегидные, эпоксидные и другие смолы.
Для судостроения пригодны лишь те из них,
которые водонепроницаемы, не токсичны и
в процессе работы с ними не нуждаются
в подогреве. Чаще всего используются для
постройки судов полиэфирные смолы
холодного отверждения.
Соединять стекловолокно со смолами
можно разными способами, но все они
могут быть разделены на четыре основных
типа.
Первый способ: волокно смешивают
со смолой без всякой предварительной
подготовки. Жгут из волокон мелко рубят
в своеобразной «мясорубке», смешивают
со смолой и непрерывным потоком
выдавливают на шаблон. После нескольких
проходов на шаблоне образуется скорлупа
необходимой толщины. Этот способ
высокопроизводителен, позволяет добиться
равномерности свойств материала,
обойтись без слабых мест — стыков. Но у него
есть изъян: использование волокон
небольшой длины понижает прочность
стеклопластика.
Второй способ: из волокон делают
войлок — стекло мат, нарезают его
кусками, укладывают на шаблон и послойно
пропитывают смолой, укатывая каждый слой,
чтобы смола заполнила все промежутки.
Третий способ: вместо стекломатов
укладывают куски стеклоткани, нити
которой получены путем скручивания
нескольких стекловолокон. В зависимости от вида
ткани получаются стеклопластики с
разными показателями прочности и упругости.
Однако добиться наибольшей
прочности позволяет четвертый способ: на
шаблон непрерывно наматывают стеклонити,
увлажняемые смолой. Если же при этом
заменить стекловолокно углеродными
волокнами, как сейчас делают все чаще, то
прочность материала увеличивается еще
в полтора-два раза.
Нужное число, шаблонов зависит от
размеров судна. Для шлюпок берут два
шаблона: для корпуса и для скамей.
Большие же суда собираются из левого
борта, правого борта, палубы и рубки. В
принципе можно устроить и балки,
укрепляющие корпус,— для этого достаточно
прорезать углубления в шаблоне. Однако при
этом трудно добиться плотного и
надежного заполнения углублений, поэтому
балки обычно изготовляют отдельно и потом
приклеивают на нужные места.
Широкое применение получили в
пластмассовом судостроении трехслойные
конструкции: внешние слои делают из
прочного, но тяжелого пластика, а средний —
из пенопласта. При этом сначала
изготовляют две скорлупы, вкладывающиеся
одна в другую, а потом пространство
между ними заполняют пластиковой пеной,
например полиуретановой. Помимо простоты
такой способ позволяет создавать
непотопляемые суда: легкая пена сохраняет
плавучесть даже тогда, когда в корпусе есть
пробоина.
СТАРТЫ ПЛАСТМАССОВЫХ «НАДЕЖД»
Судостроители все чаще используют
пластики для изготовления не только
шлюпок, но и судов среднего
водоизмещения, в первую очередь предназначенных
для рыболовного флота. Так, для
крупнейшего в мире советского плавучего рыб-
завода «Восток» была построена целая
флотилия пластмассовых судов типа «Надежда»,
которые на переходе или во время шторма
размещались на борту судна-матки.
Корпуса этих судов длиной 17 метров были
изготовлены из пластика на основе
полиэфирной смолы, а емкости для рыбы —: из
стеклопластика на эпоксидной смоле.
Металл на «Надеждах» присутствовал лишь
в двигателе и вспомогательных
механизмах. Прочность судов типа «Надежда»
не вызывает сомнений. Правда, признания
у рыбаков они так и не получили: при
работе в открытом море (а добывать рыбу
сейчас все чаще приходится вдали от
берегов, за пределами 200-мильных
экономических зон) недостаточными оказались их
мореходные свойства. Легкому 17-метровому
суденышку не под силу бороться с
океанской волной, с которой не всегда
справляются и 400-метровые гиганты...
Однако большие серии
пластмассовых рыболовецких судов длиной 20—
30 метров сейчас строятся на верфях
многих стран. Каждый год спускают на воду
почти 20 тысяч малых судов из
стеклопластиков. О прочности их свидетельствует
такой случай. Южноафриканский траулер
«Тритон» с корпусом из стеклопластика
врезался в борт стального судна, пробил
его и застрял в пробоине; при этом на
«Тритоне» оказались поврежденными
только деревянный привальный брус и
металлические леерные ограждения.
Конечно, даже самым большим
пластмассовым судам пока еще далеко до
стальных океанских гигантов. Однако и в
конструкции последних пластмассы играют
все большую роль. Из них на судах делается
больше половины всей изоляции,
внутренней обшивки, мебели. Канаты и паруса
64

из синтетики пришли на смену
классическим смоленым тросам из пеньки и
льняным парусам. Все шире применяются
стеклопластики в изготовлении рубок,
переборок, легких палуб.
Используются синтетические
материалы и в судоремонте. Покрытие
стеклопластиком «омолаживает» старые
конструкции, позволяет проводить ремонт без
дорогостоящего демонтажа. Так
постепенно, по мере старения судна, сталь на нем
все больше заменяют стеклопластики.
ПЛЫВУЩИЕ ПО ВОЗДУХУ
Еще в 1927 году вышла книга
К. Э. Циолковского «Сопротивление
воздуха и скорый поезд», в которой шла речь
о создании транспортных средств, не
требующих «ни колес, ни крыльев». Однако
такие вездеходы получили
распространение не на суше, а на воде — это суда на
воздушной подушке. Вполне понятно, что
именно здесь должны были найти широкое
применение прочные и легкие пластмассы.
По контуру судна на воздушной
подушке свисает вниз одна из главных его
деталей — юбка, удерживающая под судном
воздушный пузырь повышенного давления.
Такие юбки бывают «английского» и
«французского» фасонов. В «английском» по
периметру судна уложена полая «колбаса»,
а под ней подвешена плотная бахрома из
полых же сегментов с отверстиями внизу;
сжатый воздух направляется сначала в
«колбасу», раздувая ее, а затем переходит в
сегменты, из которых струйками бьет вниз,
создавая плотную завесу. Юбка
«французского» фасона состоит из
перекрывающихся, как черепица, полотнищ,
расположенных концентрично; помимо общей — по
периметру судна — есть и внутренние,
вокруг каждого вентилятора.
Юбке любого фасона приходится
работать в одинаково тяжелых условиях: она
должна выдерживать удары, вибрацию,
разнообразные деформации. Поэтому на
изготовление юбок идут особо прочные
синтетические материалы — обычно
нейлоновая ткань, покрытая износостойкой
искусственной резиной, чаще всего на основе
хлоропренового каучука. А суда на
воздушной подушке, применяемые в Арктике,
должны иметь юбки не только
износоустойчивые, но и морозостойкие.
Например, на паромах, которые ходят (или,
точнее, летают) через реку Юкон на
Аляске, юбки сделаны из пластика,
который не теряет своих качеств даже при
—100° С.
ПРЕДЕЛЫ РОСТА
Любители самоделок знают, что
сейчас выпускается множество сборных
пластмассовых моделей судов. Купив такую
модель, всякий может, сверяясь с
чертежом, склеить собственный океанский
лайнер и водрузить его на телевизор или шкаф.
К сожалению, судостроители не
могут таким же способом собирать из
стеклопластика, скажем, большие пассажирские
теплоходы. Преграда этому — свойства
самого материала.
Структура стеклопластика такова, что
отдельные волокна его могут под
нагрузкой проскальзывать — перемещаться
относительно друг друга. При длительном
воздействии нагрузки происходит удлинение
материала, он «ползет». И если на
поведение маленького катера миллиметровые
изменения его длины мало влияют, то для
большого теплохода деформации будут
уже сантиметровыми, что недопустимо.
Второе препятствие — горючесть.
До 180—200°С стеклопластик не горит,
но с превышением этой температуры
начинается разложение смолы, иногда с
выделением ядовитых газов. А когда смола
выгорает, от стеклопластика остаются
только рваные лохмотья.
Существенное значение имеет для
больших судов и старение
стеклопластика — от влаги, как мы уже говорили,
разрушается стекловолокно, а от
ультрафиолетовых лучей и озона распадаются
молекулы смол — связующих. (Правда, этот
процесс существенно замедляют
гидрофобные присадки и окраска.)
Так или иначе, о строительстве
крупных цельнопластиковых судов говорить,
по-видимому, пока еще рано. Однако
постоянно появляются новые типы пластмасс
с улучшенными свойствами. Можно
надеяться, что в будущем судостроители
получат и такие материалы, из которых смогут
построить океанские суда.
М. НЕЙДИНГ, Р. КОРОТКИЙ
ЧТО ЧИТАТЬ
О СТЕКЛОПЛАСТИКОВЫХ СУДАХ
Аврух' М. Г. Пластмассы в речном
судостроении. Л.: Судостроение, 1970.
Благов В. А. Легкие судовые конструкции
из пластмасс. Л.: Судостроение, 1969.
X а р и н А. А., Генов Э. В. Производство
судовых конструкций из пластмасс. Л.: Судостроение,
1975.
3 «Химия и жизнь» № 3
65

^'fW^mM
///Г
Земля и ее обитатели
Прилег медведь
поспать...
Еще со страниц детских книжек нам
врезалось в память, что медведь,
завалившись в берлогу, начинает сосать свою
мохнатую лапу. К лицу ли это солидному
зверю, давайте обсудим потом, а сперва
поговорим о других вещах, которые, однако, к
сосанию лапы имеют самое прямое отношение.
Ибо у медведя нет настоящей зимней
спячки.
Главная черта подлинной зимней
спячки животных — это снижение температуры
тела почти до температуры окружающей
среды: уменьшение частоты сердцебиений в
10 и даже в 40 раз, а обмена веществ в
организме — в 20—100 раз. Дышит же
пребывающая в спячке живность еле-еле. Причем,
если на улице или в норе чересчур
похолодает, то млекопитающие распрощаются со
спячкой. У них есть некий механизм, который
спасает от губительного замерзания. Этим
спячка млекопитающих кардинально
отличается от так называемого холодового
оцепенения, свойственного холоднокровным
существам. У тех при неудачном месте
зимовки оцепенение может перейти в
замерзание. Например, так нередко расстаются
с жизнью змеи.
Спячка млекопитающих разительно
отличается от простого холодового
оцепенения еще и тем, что в это время в их
организме идет физиологическая подготовка к
размножению. Более того, при одних и тех же
зимних температурах млекопитающее
существо может спать или бодрствовать.
Например, у мохноногих тушканчиков,
живущих среди подвижных барханов, зимней
спячки нет. Ибо здесь залегших в спячку
тушканчиков губило бы перемещение
барханов. Зверьков либо погребала бы
огромная толща песка, либо, наоборот, они
совсем лишались бы песчаного покрывала,
оказывались снаружи. Поэтому мохноногие
тушканчики зиму напролет пребывают в
покое лишь там, где им песок не угрожает.
Тушканчиков, ежей и прочих зверьков,
залегших в спячку, невозможно разбудить,
используя звуковые и даже болевые
раздражители, а вот медведя можно. Среди
физиологов популярен рассказ про коллегу,
который потерпел фиаско, пытаясь измерить
температуру в прямой кишке бурого медведя.
Забравшись в берлогу, физиолог не смог
поставить термометр, ибо ворчащий медведь
упорно садился на задние лапы. Тем, что
медведя легко разбудить, издавна
пользовались охотники. Ведь его огромную ту-
ШУ трудно извлечь из берлоги. Поэтому
его сперва будили, а когда могучий зверь
выбирался наружу, убивали.
В берлоге медведица рожает
детенышей и кормит их молоком. А у белых
медведей в состоянии зимнего покоя пребывают
только беременные самки, остальные же
гуляют среди снегов и льдов. Все это и дает
весомые основания утверждать, что зимний
покой медведей вовсе не спячка, а лишь
продолжительный сон.
Конечно, настоящая спячка
энергетически выгоднее зимнего сна: в берлоге у
медведя высокая температура тела C1 —
34°С), что требует немалого расхода энер-
66

.чЧ^^^
л *щ
гии. Однако подумаем: действительно ли
медведям была бы предпочтительнее
спячка, нежели сон? Настоящая спячка лишила
бы медведицу возможности родить и
выкормить детенышей в берлоге (их надо
обогреть, да и молоко «придет» лишь при
надлежащем обмене веществ). Первое, что
приходит в голову, это посоветовать
медведицам выбрать другое время для родов. Но
такой совет, пожалуй, хуже любой
«медвежьей услуги». Сдвиг в сроках
деторождения резко сократил бы благоприятный
период года для роста медвежат, что
неминуемо отразилось бы на их выживании. А
сама медведица вряд ли успевала бы
накопить жировые резервы для холодной и
голодной зимы. Ибо передвинулись бы и
сроки кормления медвежат молоком. Но даже
это отнюдь не главная причина странного
зимнего сна медведей.
Все проще и в то же время сложнее.
Здесь действует своего рода закон:
млекопитающие, которые впадают в настоящую
спячку, невелики по размерам. Например,
сурки, вес тела которых около 10 кг, среди
них великаны. И размеры сурков можно
считать критическими. В пользу этого
свидетельствует не только то, что у зверья
покрупнее спячки нет, но и особенности зимнего
времяпрепровождения самих сурков. Во
время спячки у них довольно высокая
температура тела, выше, чем у мелких
зверьков. Скопление в одной норе по 10—
12 сурков как бы обогревает помещение,
что благоприятствует более быстрому
разогреву тела и весеннему пробуждению.
В этом-то как раз и камень преткновения.
Можно ли вскипятить ведро воды с
помощью свечи? Каждому ясно, что такое
занятие бесперспективно. А выход из
спячки возможен только с помощью «свечи», в
роли которой выступает бурая жировая
ткань, располагающаяся около сердца,
диафрагмы и между лопатками.
По весне благодаря химической
активации бурой ткани, очень богатой жирными
кислотами, в ней начинаются бурные
окислительные процессы, при которых
выделяется много энергии. Разогрев тела
начинается с грудной клетки. От бурой жировой
ткани, в которой «горят» триглицериды, тепло
поступает к сердцу и с током крови
распространяется в передней части тела (в
задней половине тела сосуды суживаются).
Разогревая только часть тела, мелкие
животные быстро «из искры воздувают пламя».
Увеличение размеров тела серьезно
усложняет задачу. Вот факты. Сурку для
пробуждения требуется 4 часа 30 минут; суслик
поменьше, и ему нужно 2 часа, а крохотной
летучей мыши хватает и 15 минут. Сурок за
час может поднять температуру тела лишь
на 6,4°С, а суслик — на 13,5°С.
Конечно, и малым пламенем можно
согреть большой сосуд. Но интенсивность
«горения» бурой ткани животных снижается
по мере увеличения размеров их тела. Вот и
выходит, что объемистое тело не позволяет
медведю впадать в спячку. Иначе он
никогда не проснется.
Нам почему-то всегда кажется, что у.
громадных животных множество
преимуществ перед мелкими земными тварями. Но
гиганты зачастую утрачивают то, на что
способны малозаметные обитатели планеты,
которые, кстати, куда многочисленнее
гигантов. Так что всем существам приходится
придерживаться оптимальных для вида
размеров тела.
3'
67

За месяц до своего долгого зимнего
сна медведь становится прямо-таки
ненасытным — ест без разбору по 20 часов в
сутки, потребляя вместо обычных 7000 по
20 000 ккал в день. И к моменту залегания в
берлогу увеличивает свою массу на 45 кг.
И все же медведь может лишь пять
месяцев переваливаться в берлоге с боку на
бок — на большее время не хватит жировых
запасов. Ведь температура его тела мало
снижается, и поэтому в берлоге он
ежедневно расходует около 4000 ккал. В берлоге
медведь не ест, не пьет и не выводит из
организма мочу и экскременты. Это медвежье
свойство весьма интересует физиологов,
которые полагают, что познание сущности
такого феномена проложит новые пути
лечения почечной недостаточности, нарушения
сна и даже ожирения.
Людям с почечной недостаточностью
эти исследования уже подарили диету с
низким содержанием протеинов и жидкости.
Теперь больные могут выдержать 10 дней без
почки вместо трех, прежде чем приходится
обращаться к услугам искусственной почки.
Полагают, что физиологическая реакция
медведя на зимний сон немного схожа с
реакцией организма человека на голодание.
Правда, медведь в берлоге «голодает»
идеально. А голодающие люди,
прикованные к постели, все же кое-что выводят из
организма и тратят не только свои жиры,
но и белки, что ослабляет мускулатуру и
даже скелет. У медведя нет таких нарушений,
хотя он сильно теряет в весе.
Биохимические реакции медведя во
время голодного зимнего сна
сбалансированы удивительно: зверь вырабатывает ровно
столько метаболической воды, сколько
теряет при дыхании. В берлоге скорость
белкового круговорота у него увеличивается
впятеро, однако количество протеинов в
теле не возрастает и не уменьшается.
Поэтому зверь не накапливает излишков
мочевины, которая образуется при разрушении
белков. Во время зимнего сна почки медведя
выделяют так мало мочи, что она повторно
абсорбируется в кровь через стенки
мочевого пузыря.
Настройка медведя на голодный
зимний сон так совершенна, что большинство
лабораторных анализов, взятых в период
зимнего сна и летом, одинаковы.
Единственная разница в том, что у лохматого зверя
зимой повышается уровень холестерина и
других жирообразных веществ. Это
следствие использования жиров для
поддержания постоянной температуры тела.
Кладезем энергии служат триглицериды, а не
холестерин. Не из-за этого ли резко
увеличивается его концентрация?
А теперь давайте поговорим о
попытках ввести медведя в состояние длительного
сна в разгаре лета. Простое перемещение
зверя в холодное и темное место ничего
не дает. Это вполне естественно. Ведь
к зимнему сну медведи готовятся загодя,
настраивая свой организм на состояние
равновесия.
Перед тем как залезть в берлогу,
медведи глотают корни растений, стебли
или мох; в анальном отверстии появляется
крепкая волокнистая затычка, выпадающая
только после выхода из берлоги. Это
пробка позволяет медведю заполнить кишечник
слизью, которая необходима для
поддержания физиологического равновесия во
время сна. Желудок тоже заполняется
слизью; она давит на стенки и тем самым
снимает чувство голода. Всасывание слизи
кишечником тоже как бы утоляет голод,
и тот не терзает зверя. Однако из-за
всасывания слизь в кишечнике убывает.
Бесконечное посасывание лапы вызывает
интенсивное слюноотделение, и слюна
поступает в кишечник и желудок. Так что
посасывание лапы — не причуда, а способ
поддержания круговорота воды в
организме, ведь леденцов в берлоге нет.
По-моему, такое толкование зимней
медвежьей привычки предпочтительнее
других версий, гласящих, будто медведи
сосут лапу потому, что на подушечках
трескается кожа и лапы зудят или что на лапе есть
железы, выделяющие секрет, и зверь
слизывает этот секрет. А может, посасывая
лапу, медведь единым махом устраняет
сразу многие неудобства? Ведь «замкнутый
цикл водоснабжения» с помощью сосания
лапы способствует круговороту и других
веществ в теле дремлющего мохнатого
зверя.
Прежде чем распрощаться с
берлогой, давайте обратимся к началу статьи,
чтобы сделать вот такое резюме: сосание
лапы медведю не только к лицу, но и
к животу и всему прочему.
Кандидат биологических наук
В. А. МЕЖЖЕРИН
68

J&i [ф
Живые лаборатории
Лотосы
Это один из самых древних цветков
на земле — существовали лотосы уже в
меловом периоде, больше 100 млн. лет
назад. Их ископаемые останки находят и в
Северной Америке, и на Дальнем Востоке,
и даже в Арктике.
В наше время насчитывают, строго
говоря, всего два вида «чистокровных»
лотосов. Лотос желтый (Nelumbo lute а)
обитает на атлантическом побережье Северной
и Центральной Америки, на Гавайских
островах. Индейцы местных племен называют
его «чинкепин», или маленький водный
каштан,— это за его плодики, которые по
вкусу напоминают каштаны. Совсем
недавно расцвел желтый лотос и у нас,
правда, пока только в специальном водном
саду на Окраине Алма-Аты, где в каскаде
бассейнов поселены многие редкие
водяные растения.
Лотос индийский, или орехоносный
(N. nucifera),— обитатель восточного
полушария, он живет в теплых и жарких
областях Южной и Восточной Азии, на юге
Японии, в Индии и Китае, на
Филиппинах и северо-востоке Австралии. Растет этот
лотос и в нашей стране — на Дальнем
Востоке, в Закавказье и в дельте Волги.
Правда, если уж быть скрупулезно точным, то
следует заметить, что некоторые ботаники
присваивают лотосу Прикаспия статус
самостоятельного вида — N. caspicum.
Дельта Волги — самая северная точка
распространения лотоса и единственное
место в Европе, где еще можно увидеть
легендарный цветок растущим на свободе.
Общая площадь, которую он здесь
занимает,— около 60 гектаров. Тем, что до
сих пор можно любоваться лотосом на
Волге, мы во многом обязаны созданию
Астраханского заповедника — первого
советского заповедника, учрежденного в
1919 г., когда лотосу здесь грозило
полное исчезновение.
Интересно, что в конце 60-х годов
заросли лотоса стали вдруг быстро
увеличиваться. Сначала это вызвало удивление,
но потом все прояснилось. Из-за падения
уровня Каспия образовалось много
лиманов, заводей, мелководных озер, где вода
очень хорошо прогревалась, создавая
лотосу условия, близкие к родным и привычным:
он любит мелководье.
И все-таки лотосу приходится трудно,
он все еще требует заботы и охраны.
Нередко гибнут его цветы в букетах
любителей экзотики. Редеют лотосовые поля и
тогда, когда уходит влага при осушении
земель. Питательные корневища растения с
удовольствием поедает разная местная
живность, особенно дикие свиньи («даже
у навозного жука есть желание поесть меда
из лотоса»,— гласит бенгальская
поговорка). Да и домашний скот не проходит мимо
аппетитных стеблей и корневищ лотоса.
69

Приходится всеми мерами его оберегать,
чтобы не исчез на нашей земле
прекрасный цветок.
А лотос очень красив, особенно в
период цветения, которое на Волге
происходит в августе. Бутоны его
раскрываются с первыми лучами солнца. Сначала
лепестки ярко-розовые, но постепенно
бледнеют, и цветущие заросли алеют всей
гаммой оттенков розового цвета. Головки
цветков, пышные и крупные, размером
около 30 см, сидят на длинных изогнутых иож-
ках, вытягивающихся в высоту почти на два
метра. А под ними на длинных
черешках — листья, щитовидные, в поперечнике
более полуметра, покрытые серо-зеленым
восковым налетом, с глубокой впадиной
посередине. Часть листьев — плавающие,
часть — подводные.
Цветки лотоса всегда обращены к
солнцу: они, как говорят ботаники,
обладают положительным гелиотропизмом. Чуть
ниже того места, где цветок прикреплен
к цветоножке, располагается своего рода
чуткий приемник светового излучения.
Именно в этом месте и меняет цветок
свое положение, следуя за плывущим по
небосклону светилом.
Когда лепестки лотоса опадают,
цветоложе разрастается и становится похожим
на воронку домашнего душа, только с
отверстиями, обращенными вверх, и в каждой
дырочке — по плодику. Созревшее
соплодие отламывается, падает в воду и
плавает, пока не сгниет. Тогда-то орешки и
выпадают, опускаясь на дно. Здесь они
могут пролежать очень долго — недаром
лотос называют рекордсменом по
живучести семян. Однажды в Японии, в торфяном
болоте, нашли три семени лотоса, возраст
которых, как показал радиоуглеродный
анализ,— около 2 тысяч лет! Их окружили
заботливым уходом, и два плодика
проросли, зацвели и выросли в здоровые
растения...
Индийские легенды гласят, что Будда
сразу же после рождения самостоятельно
сделал семь шагов — и там, где ступала
ножка младенца, расцветал лотос. Цветки
лотоса индийцы почитают как символ
вечной молодости, ими украшают самые
великолепные храмы, и бог-творец Брахма
всегда изображается на фоне священного
цветка.
Лотос занимает центральное место в
популярном буддийском магическом
заклинании: «ом мани падме хум». Оно
начертано на каждом предмете культа, оно
заполняет молитвенные мельницы, и
каждый правоверный буддист постоянно его
повторяет. Первоначальный смысл
заклинания многим верующим даже неизвестен,
а ведь «падме» означает не только
«лотос», это и женское начало. И явственно
прослеживается в заклинании тема единения
мужского («мани) и женского («падме»)
начала, рождающего новую жизнь. С этим
связано и легендарное свойство лотоса —
он якобы помогает человеку, предав
забвению прежние горести, возродиться в
новом качестве.
Даже в своих космологических
представлениях не могли древние индийцы
обойтись без лотоса. В виде семилепест-
кового его цветка изображали они
обитаемый мир: центр его располагался где-то
в подпирающих небо Гималаях и в горах
Тибета, там же, в верховьях Ганга,
высилась священная гора Меру — столица богов,
а оттуда, как лепестки лотоса из центра
цветка, в разные стороны тянулись
материки.
Лотосу не только
поклонялись — им кормились. Человек обратил
внимание на лотос еще на самой заре
своей истории. Семена лотоса
археологи при раскопках встречают в стоянках
людей, которые жили 50—70 тыс. лет назад.
Он всегда был надежным подспорьем в
питании бедняков стран Востока. У
бенгальцев и сейчас бытует поговорка: «Говорят,
что живут хорошо, а у самих от корней
лотоса даже зубы почернели».
Многовековое поклонение лотосу во многом
объясняется тем, что в трудные годы он спасал
от голода население. Корневища лотоса,
богатые крахмалом, повсеместно
употребляли в пищу. Их варили и жарили,
подсушивали и перемалывали в муку, из
которой готовили лепешки. До сих пор из семян
и корневищ лотоса крестьяне Китая,
Японии и Индии делают муку, готовят
крахмал, вываривают сахар, отжимают масло.
Полным обедом из лотоса могут угостить
жители этих стран: первое блюдо — суп из
корневищ, второе — с*Ми же в вареном
виде как гарнир, великолепно заменяющий
картофель, а на третье — экзотическое
лакомство: засахаренные ломтики тех же
корневищ, по вкусу очень похожие на
мармелад. Из подсушенных семян лотоса
готовили и готовят вкусный заменитель кофе, а
во Вьетнаме любят пить чай с семенами
лотоса— они придают напитку особый
аромат. В Китае и Японии лотос даже
разводят на специальных плантациях. Не
случайно сейчас существует много культурных
форм лотоса.
Но не только в пищу употребляли
лотос народы Востока. В китайской
медицине все части растения считаются
целебными и используются против лихорадки,
накожных язв, ожогов. Немалое внимание
уделяет лотосу и тибетская медицина. В
одном из фундаментальных лечебных
трактатов сказано, что лотос следует отнести к
той группе лекарств, которые излечивают
болезни «бадкан» с лихорадкой. При
расшифровке этого трактата, проведенной
учеными Бурятии, выяснилось, что в эту
группу лекарств входят те, которые помогают
при нарушении обменных процессов и при
различных воспалительных явлениях.
70

Слово «лотос» своими корнями
уходит в древнегреческий язык, куда пришло
из древнееврейского. Перекочевав в
латынь, оно разошлось по многим странам
и даже в весьма далеких друг от друга
языках — славянских, романских,
германских — сохранило свой первоначальный
вид.
Однако и греки, и римляне
называли «лотосом» совсем не тот (или не только
тот) цветок, о котором идет речь. Вот
«лотосы» из древнегреческо-русского
словаря: «лотос греческий» — разновидность
клевера; «лотос киренейский» — дерево
со сладкими плодами, отождествляемое
с одним из представителей семейства
крушиновых (о нем упоминают и Гомер, и
Геродот, и Страбон, они же говорят о
племени лотофагов, питавшемся плодами этого
дерева); «лотос египетский, или
нильский» — разновидность кувшинки; «лотос
африканский» — дерево с черной
древесиной. Так что исторически «лотосы» —
это совсем не то, что мы имеем в виду
сейчас. Видно, такое смешение понятий
произошло из-за того, что эти растения
живут в сходных условиях, чаще всего в
воде (кстати, по-латыни lofio означает
«купание», «омовение»).
Что касается подлинного лотоса, то он
совсем не «лотос». Его родовое и видовое
имя — Nelumbo — взято из языка
сингалов, коренного населения острова Шри
Ланка. Под таким именем это растение и
вошло в науку. Интересно, что еще в
«Словаре иностранных слов, вошедших в русский
язык» издания 1894 года имеются такие
разъяснения: «Нелюмбий — растение из
семейства того же названия, индийская
водяная лилия... Лотос — растение из
семейства кувшинковых...»
Прочие же растения, которые
называются лотосами, имеют к ним весьма
отдаленное отношение.
Самый знаменитый однофамилец
лотосов — белый нильский лотос (Nimphaea
lotus) из совсем другого семейства — ним-
фейных. Он и внешне очень напоминает
лотос индийский. Тысячи четыре лет назад
рядом с ним появился на Ниле и его
индийский тезка. Кто его завез в эти края
и как, неизвестно. Но и ему понравились
новые места, и он пришелся по душе
египетским феллахам. И стал он вместе с
уже давно привычным местным лотосом
разнообразить бедняцкий стол. Скорее
всего, потому и не дожил он до наших
времен на Ниле. Да и лотос-абориген тоже
встречается там сейчас все реже. А ведь
он, как в Индии — индийский лотос,
всегда был для египтян священным цветком:
по старинным верованиям, главный
египетский бог Солнца родился из цветка
лотоса в зарослях Великого Нила. Культ
лотоса глубоко проник в египетскую жизнь.
Его цветок символизировал Нижний Египет,
украшал герб страны, чеканился на
монетах. И высший атрибут власти — жезл
фараона, и колонны пирамиды Джосера
были скопированы со стеблей священного
цветка. Переплетения его стеблей
бесконечно варьировались на мебели, на
рукоятках опахал и посохах, на вазах и
кувшинах из фаянса, камня и золота. Залы, где
пировала египетская знать, украшались
гирляндами любимого цветка, и участников
торжественных церемоний одаривали
венками из белого лотоса. Иероглиф,
изображавший цветок лотоса, читался как
«радость» и «счастье».
Из семян лотоса египтяне
приготавливали муку, и она часто спасала бедняков
от голода. Из волокон лотоса ткали ткани.
Жизнь у цветка лотоса недолгая, и, если
лотосы расцветали одновременно, египтяне
считали это счастливым
предзнаменованием: значит, год наступает плодородный.
Глубоким почитанием пользовался и
другой вид этого же семейства — голубой,
или египетский, лотос — Nimphaea coeru-
1еа. Его небесно-голубые цветки
расцветают днем, словно приходя на смену
ночному цветению белого нильского лотоса.
И его цветки были частым мотивом в
живописи и резьбе. Когда ученые вскрыли
гробницу Рамзеса II и принцессы Нси-Хон-
су, то на полуистлевшей ткани покрывала
они увидели несколько иссушенных бутонов
и цветков голубого лотоса. Эти трехтыся-
челетние цветы сохранили почти
первозданную голубизну...
Лотос настолько прекрасен, что,
рассказывая о нем, невольно впадаешь в
некоторую сентиментальность. Что
поделаешь — во все времена, у всех знавших его
народов лотос был символом чистоты и
любви; можно ли говорить о нем
холодными, равнодушными словами?
В память о своей безвременно
погибшей жене воздвиг могущественный Шах-
Джахан три с половиной столетия назад
близ Агры, по берегу реки Джамны,
мавзолей Тадж-Махал. Теперь во всем мире
называют его легендой о любви и
лебединой песней в мраморе. В самом центре
мавзолея — гробница, украшенная
цветками лотоса, каждый из 64 драгоценных
камней. Перед мавзолеем, дополняя
беломраморный ансамбль, раскинулся
огромный пруд — и он усеян цветками лотоса,
только живыми. В поэме Рабиндраната
Тагора «Дары любимого» так сказано о
Тадж-Махале: «...Бесформенную смерть ты
увенчал бессмертной формой». И купол
мраморной жемчужины Индии венчает
обращенная к звездам перевернутая чаша
цветка индийского лотоса.
Б. СИМКИН
71

Болезни и лекарства
Носить
не переносить...
О ~ЕЩ^ГВАА -
:F -iru ,KAX ЛЕКАРСТВ
Поговорим о мазях — они
заслуживают этого хотя бы из-за почтенного
возраста. Врачи назначают их больным,
а косметологи — и здоровым. Но во
всяком случае, независимо от того, какие
лекарственные вещества введены в мазь,
она имеет вязко-пластическую
консистенцию, что и отличает ее от других
лекарственных форм.
Мази, естественно, оказывают
местное, локальное действие: болит, к
примеру, палец — мажем палец. Однако
местным влиянием дело не ограничивается.
Всасываясь через кожу, компоненты мази
попадают в кровяное русло;
следовательно, они способны оказывать и общее
действие на патологические процессы в
организме.
СКВОЗЬ ДВЕ ТЫСЯЧИ СЛОЕВ
Можно считать доказанным, что
некоторые лекарственные мази способны
конкурировать с таблетками и даже с
препаратами, предназначенными для
инъекций. Последнее особенно важно, ибо,
несмотря на общеизвестную
эффективность уколов, число любителей острых
ощущений невелико.
Сразу же, справедливости ради,
заметим, что мази, оказывающие на
организм общее действие, пока можно
пересчитать по пальцам (мази с сульфаци-
лом натрия, анестезином и колхамином,
с гормонами и с комбинациями
антибиотиков). Но дело тут не в лекарстве, а в
коже.
Кожный покров можно уподобить
слоеному пирогу с верхней корочкой —
эпидермисом. Но не в пример самому
замысловатому пирогу, число слоев
(точнее, мембран) в коже измеряется не
штуками и даже не десятками: их
около двух тысяч. И проницаемость их для
разных веществ неодинакова. Немудрено,
что скорость проникновения лекарств
через кожу невелика. Поэтому фармацевты
У веществ-переносчика в весьма несхожее
химическое строение
72
вынуждены вводить в мази примерно в
десять раз больше действующего вещества,
чем его требуется для лечебного
эффекта.
Между тем известны соединения,
способные увеличивать проницаемость
мембран; строение некоторых таких
веществ показано на рисунке. Как видите,
среди них есть и традиционные
органические растворители (этанол, ацетон),
и гликоли, и мыла, и другие, самые
разные, соединения.
Если под рукой у вас есть диме-
тилформамид или диметилсульфоксид, то
вы можете поставить очень простой, но
достаточно наглядный опыт,
демонстрирующий способности
веществ-переносчиков. Кожный покров и его мембраны
будет моделировать стопка из 10—15
листков фильтровальной или промокательной
бумаги, плотно соединенных, скажем,
скрепками. Нанесите на стопку одну-две
капли раствора иода из домашней
аптечки и оцените проницаемость «кожи» по
числу мембран, окрасившихся иодом. На
вторую точно такую же стопку капните

после иода еще каплю диметилформа-
мида или диметилсульфоксида и вновь
посчитайте окрашенные иодом слои: их
будет существенно больше.
Но далеко не каждое из веществ,
ускоряющих перенос через мембраны,
можно использовать в качестве
переносчика лекарств. Некоторые недостаточно
эффективны, а другие (в частности,
упоминавшийся выше диметилформамид)
излишне токсичны и вызывают
раздражение кожи.
Заметим, что переносчик
действует тем лучше и быстрее, чем легче
он сам проникает через мембраны (при
прочих равных условиях этот номер
журнала был доставлен из почтового
отделения в вашу квартиру не быстрее,
чем его нес почтальон). Однако скорость
в данном случае не может быть
самоцелью; так, у натриевых солей жирных
кислот скорость переноса достигает
максимума, когда в углеводородной цепи
12 атомов углерода, но именно такое
поверхностно-активное вещество наиболее
сильно раздражает кожу.
Одним словом, к выбору
переносчиков лекарств надо подходить с
осторожностью.
УНИКАЛЬНЫЙ ДМСО
Пора перейти к
диметилсульфоксид у, он же у фармацевтов «димек-
сид», а у химиков — ДМСО. В
отличие от многих других переносчиков
ДМСО практически нетоксичен (во
всяком случае, он менее токсичен, чем
поваренная соль), в разбавленных водных
растворах не раздражает кожу и, наконец,
сам по себе оказывает терапевтическое
действие. В частности, он нашел уже
применение при лечении радикулита,
поскольку во многих случаях снимает боли;
ДМСО оказывает также противоспалитель-
ное, жаропонижающее и антимикробное
действие, ускоряет заживление ран и
возвращает активность антибиотикам в тех
случаях, когда микроорганизмы
вырабатывают к ним устойчивость.
Перечень возможных лечебных
свойств диметилсульфоксида достаточно
солиден; как фармацевтический препарат
его выпускают во многих странах, в том
числе в СССР. Пока — только для
наружного применения. Главное, воистину
уникальное его свойство — это
поразительно высокая транспортирующая
способность. Вот два примера для
иллюстрации.
Первый пример. Спустя несколько
минут после нанесения ДМСО на
любой участок кожи, выдыхаемый воздух
начинает слегка пахнуть чесноком. Так
пахнет диметилсульфид, который в
небольшом количестве образуется в организме
как один из метаболитов ДМСО.
Кстати говоря, фармакопейный, не чистый
химически диметилсульфоксид также
слегка пахнет чесноком — из-за примеси
того же диметилсульфида, сырья для
изготовления ДМСО.
Второй пример. Если ввести в мазь
с преднизолоном около 20% ДМСО, то
без снижения лечебного эффекта только
благодаря улучшению проницаемости кожи
можно уменьшить концентрацию предни-
золона примерно вдесятеро.
Диметилсульфоксид — отнюдь не
новинка: его синтезировал А. М.
Зайцев еще в 1866 г. Но лишь спустя
семьдесят лет это вещество
заинтересовало химиков и его стали применять
в промышленности. Сейчас ДМСО
используют преимущественно в сельском
хозяйстве (для стимуляции роста картофеля
и свеклы) и в промышленности
пластмасс. Что же касается биологических
свойств диметилсульфоксида, то их
изучение началось сравнительно недавно, в
1964 г. С тех пор число публикаций
по этой проблеме растет год от года;
в 1980 г. оно превысило 600.
Вызывает некоторое удивление, что
авторских свидетельств и патентов по
применению ДМСО в фармации немного и
еще меньше используемых с ним
лекарств; однако надо принять во внимание
традиционную осторожность врачей по от-
Диметилсульфоксид
переносит через
биомембраны лекарства
с самыми разными
молекулами — от
стрептоцнда(М-=288) до
гепарина (М 18 000)
73

I
ношению к новым препаратам и их
компонентам. Тем не менее в СССР
проведено немало клинических исследований по
диметилсульфоксиду (лидеры в этой
области — специалисты Львовского
медицинского института).
Установлено, что ДМСО
значительно ускоряет проникновение через кожу
множества соединений, далеко не полный
список которых включает иод, гепарин,
стрептоцид, глюкозу, бутадион, инсулин,
салициловую кислоту, гидрокортизон,
нитроглицерин, пенициллин и фторурацил.
Различие в природе, свойствах и
действии на организм этих лекарств
настолько велики, что возникает
естественное подозрение: а есть ли единое
объяснение, общий механизм транспорта
различных лекарств диметилсульфоксидом?
доверяй, но проверяй
Уникальные транспортные свойства
ДМСО подтверждены многочисленными
экспериментами. Однако ни одной из
гипотез, пытающихся эти свойства
объяснить, нельзя отдать предпочтения: у
каждой из них уязвимые места. Тем не
менее хотя бы некоторые гипотезы надо
вкратце упомянуть.
Несмотря на различие в
химической структуре ДМСО и таких
многоатомных спиртов, как этиленгликоль,
глицерин и сахароза, их проницаемость в
альбумине бычьей сыворотки (а в состав
биомембран входит и альбумин)
примерно соответствует размерам молекул. У
сахарозы проницаемость мала, у ДМСО
с ее маленькой молекулой —
максимальна. Однако решительных выводов из
этого факта сделать нельзя, так как
совершенно непонятно, как молекула ДМСО
может протаскивать через мембрану и
малютку стрептоцид (молекулярная
масса 288), и великана гепарин
(молекулярная масса 18 000).
Известны комплексы ДМСО с водой,
фенолами, неорганическими солями*.
Предполагают, что диметилсульфоксид
транспортирует лекарства, образуя с ними
донорно-акцепторный комплекс по такой
схеме:
К,
m[(CH3JSO]+nHX ^Г [(CH3JSO]m(HX)n,
Легкость образования и прочность
комплекса определяются соотношением
констант К, и К—1. Первая из них
должна быть тем больше, чем сильнее кислые
свойства партнера ДМСО (то есть НХ). Сам
же ДМСО — основание, но, словно не
зная об этом, он с равным
успехом переносит через мембраны и кислоты,
и основания. Чтобы комплекс ДМСО —
лекарство мог пронизать множество
мембран кожи, он должен быть достаточно
* О свойствах некоторых комплексов
ДМСО и близкого к нему по свойствам диме-
тилформамида «Химия и жизнь» писала в № 12
за 1980 г.— Ред.
прочным. Для этого требуется, чтобы
константа К| (ее называют константой
устойчивости комплекса) была больше, чем
К t. Однако не совсем ясно, каким
образом, проникнув сквозь слоеный кожный
покров, комплекс благополучно
распадается на лекарство и переносчик...
Еще одна гипотеза основана на
способности ДМСО образовывать
водородные связи (весьма, кстати,
распространенные в биологических системах) с
пептидными группами белков. Предполагают,
что благодаря такой способности
диметилсульфоксид проникает сквозь кожный
барьер, не изменяя существенно его
многообразных функций. Однако эта
гипотеза, объясняя причину проникновения через
мембраны самого ДМСО, оставляет
непонятным, каким образом он
прихватывает с собою еще и лекарство. В конце
концов, возможности образования любых,
в том числе и водородных, связей не
беспредельны: два пассажира, руки
которых заняты чемоданами, едва ли смогут
протянуть друг Другу руку помощи...
Чтобы не перечислять, пусть и
бегло, другие гипотезы, скажем, что
наиболее распространена точка зрения,
объясняющая уникальные способности ДМСО
не одним каким-либо фактором, а всем
комплексом его физико-химических и
биологических свойств, каждое из которых
участвует в изменении мебранной
проницаемости. Поэтому автор не рискует
прибавлять к чужим гипотезам
собственные, не проверив их предварительно со
всей тщательностью.
Из-за того, что точно не известен
механизм действия, составление мазей с
переносчиками лекарств приходится вести
порой вслепую, методом перебора, что,
конечно же, замедляет работу и делает
результат непредсказуемым. Однако
исследования необходимо продолжать. Во-
первых, потому, что изучение механизма
переноса нельзя считать сугубо
практической проблемой — это часть важнейшей
для биологии проблемы проницаемости
биомембран. А во-вторых, такие
исследования могут принести весьма
значительный экономический эффект.
Вернемся к примеру с преднизо-
лоном, дозировка которого в сочетании
с ДМСО может быть уменьшена в
десять раз. Тонна преднизолона стоит
около 10 миллионов рублей. Нетрудно
подсчитать, что каждый недовложенный в
мазь — без снижения лечебного
эффекта!— килограмм преднизолона
позволит сэкономить 10 тысяч рублей.
Сколько таких килограммов можно сберечь,
сколько сил и средств сэкономить...
Кандидат химических наук
Ю. И. НАУМОВ,
1-й Московский
медицинский институт
74

Книги
Высокая проза
эксперимента
Л. А. Остерман.
Методы исследования белков
и нуклеиновых кислот.
Электрофорез и
ультрацентрифугирование. М.: Наука, 1981.
Сведения о
впечатляющих успехах молекулярной
биологии, как правило, доходят
до читателей в сжатой,
предельно обобщенной форме.
Иначе, пожалуй, и нельзя.
Читатель — даже если он сам
занимается исследованиями —
рискует захлебнуться в потоке
бесчисленных технических
подробностей, составляющих в
сумме современный научный
эксперимент. Так, известно, что
А. Корнберг, один из первых,
кто взялся изучать репликацию
ДНК, вместе со своими
сотрудниками затратил свыше
трех лет на выделение одного-
единственного фермента —
ДНК-полимеразы. Чем же
были заполнены эти годы? Да
тем самым — техническими
подробностями, мелочами.
Если для читателя
популярных изданий достаточно вот
такой впечатляющей
справки — трудились, мол, не
покладая рук, целых три года, то
исследователю, который
вознамерился бы включиться,
скажем, в работу над тем же
ферментом, этого явно мало.
Между тем статьи,
публикуемые в научных журналах, как
правило, «мелочей» не
разъясняют, этим же грешит
большинство монографий:
молчаливо предполагается, что
технику эксперимента
просвещенный читатель знает до
тонкостей. Однако так бывает
далеко не всегда, и положение
у исследователя, мало
искушенного в молекулярной
биологии или живущего вдали от
традиционных научных
центров, немногим лучше, чем у
читателя популярных
журналов. Мало того, методы
молекулярной биологии все шире
применяются и в медицине, и
в сельском хозяйстве, и в
пищевой промышленности — в
областях, в которых
наставников, способных сообщить
необходимые методические
подробности традиционным
изустным способом, зачастую не
найдешь.
Книга старшего
научного сотрудника Института
молекулярной биологии АН СССР
Л. А. Остермана может
заметно облегчить жизнь этой,
становящейся с каждым годом
все более массовой, категории
читателей. Немало институтов,
например, приобретает сейчас
ультрацентрифуги. Но где
новичку прочесть, что при
работе в градиенте плотности
пробирка может лопнуть из-за
кристаллизации хлористого
цезия; о том, что ротор
центрифуги нельзя вымачивать,
нельзя водить им по шероховатому
столу; о том, что после мытья
его надо сушить феном? Такого
же рода «кухонные» сведения,
какие может предоставить
только человек, долгие годы
проработавший в лаборатории
своими руками, извлечет из
книги и тот, кто намерен
заняться электрофорезом.
Конечно, это данные житейские,
обыденные — но где будут
без них и высокая проза
эксперимента, и поэзия тех
глубоко философских
заключений, к которым все чаще
приводит ученый мир
молекулярная биология?
Считается, что техника
эксперимента устаревает в
среднем за пять лет — таков
темп современной науки.
Поэтому книга, состоящая из одних
только первичных сведений,
представляла бы интерес разве
что в качестве учебника.
«Однако автор взял на себя
нелегкий труд критически изучить
экспериментальную часть
тысяч журнальных статей,
извлечь из них наиболее ценные
методические новинки — и они
тоже вошли в книгу. Почти все,
что увидело свет до 1981 года.
Последнее тем более уместно,
что именно в области
выделения и фракционирования
биополимеров — того, с чего
неизбежно начинается любое
исследование в молекулярной
биологии, — положение с
методическими пособиями до
сих пор было попросту
драматическим. Человек,
поставивший опыт по стандартной
методике, но не добившийся успеха,
естественно, начинает
подумывать об ее
усовершенствовании. И порой «изобретает
велосипед», потому что
необходимая е/лу модификация
метода, может быть, давным-
давно разработана, но
применительно к другому классу
объектов. А кто же из узких
специалистов читает статьи о
«чужих» объектах? В этом еще
одна сильная сторона книги
Остермана: она насыщена
анализом факторов, влияющих на
результат опыта. Анализом
качественным, не обремененным
претенциозной математикой и
потому особенно ценным для
практиков, не только
начинающих, но и искушенных.
Можно понять
читателей, которые давным-давно
раскупили весь небольшой
(8 тысяч экземпляров) тираж
книги Остермана, но
одновременно стоит задаться
вопросом: много ли в их числе
тех, кому книга нужна
особенно остро? Ведь академическое
издательство «Наука»
распространяет книги только через
свои фирменные магазины
«Академкнига». Тот, кто хочет
наверняка приобрести,
планируемую к выпуску
малотиражную книгу, должен,
заранее познакомившись с
тематическим планом, оставить в
магазине заявку. Но кто из
читателей хорошо знает эту
систему? Разумеется, опытные,
зрелые специалисты, а не
начинающие. А тираж
переизданий определяется по числу
заявок, поступивших в магазины...
Конечно, арсенал
методов молекулярной биологии не
ограничивается
электрофорезом и центрифугированием,
и книга, посвященная только
этим двум предметам,
представляла бы все же
ограниченную ценность, даже если
содержащиеся в ней сведения
дополнялись бы, как это
планируется, каждые пять лет при
очередных переизданиях.
Однако речь идет о серии,
замысел которой куда шире.
В 1983 году планируется выпуск
тома «Исследование
биополимеров
электрофокусированием, иммунным
электрофорезом и радиоизотопными
методами». Далее
предполагаются тома, посвященные
хроматографии, выделению и
очистке белков, генной инженерии...
Сведения об
издательских и авторских планах
редко сообщаются в рецензиях.
Здесь они приведены для тех
самых читателей, запросы
которых пока слабо учитываются
в работе академических
издателей. Надо полагать, такое
отклонение от принятого
стандарта окажется полезным для
обеих сторон.
Ю. Л. ЛЮБЧЕНКО
75

КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
В выпуске:
О пользе теорем
Клад
на свалке
...Из йодной
настойки
Гибкий камень
из цемента
Принцип
не подводит
"^^ftMMU^
О пользе
теорем
Несколько лет назад («Химия и
жизнь», 1979, № 1, с. 73) юным химикам
были предложены задачи, для решения
которых использовались своеобразные
теоремы о молекулярных формулах
углеводородов. В немного измененной
формулировке эти теоремы звучат так.
1. Если простейшая формула
углеводорода совпадает с молекулярной
формулой некоторого алкана, то она представляет
собой и молекулярную формулу
углеводорода.
2. Если простейшая формула
.углеводорода совпадает с формулой алкильного
радикала, то молекулярная формула
углеводорода может быть получена путем
удвоения простейшей формулы.
Пользуясь этими теоремами,
сформулируйте и докажите аналогичные теоремы
о молекулярных формулах галогенпроиз-
водных углеводородов. Примените эти
теоремы к решению приведенных ниже
задач, заимствованных из сборника
«Польские химические олимпиады» (М.: Мир,
1980), исключив из их условий избыточные
сведения.
ЗАДАЧА 1
В результате анализа было
установлено, что некоторое органическое вещество
содержит 15,4% углерода, 3,2% водорода
и 81,4% иода. При определении
молекулярной массы этого вещества по методу
Мейера 0,135 г его паров вытеснило в
эвдиометр 20,9 см3 воздуха, объем которого
определяли при 20°С и давлении 752 мм
рт. ст. Определите молекулярную формулу
исследуемого вещества.
ЗАДАЧА 2
В результате хлорирования
некоторого насыщенного углеводорода в
присутствии катализатора получена жидкость
с молекулярной массой 99, содержащая
24,24% углерода, 4,04% водорода и
71,71% хлора. Определите молекулярную
и структурную формулы хлорпроизводного
и исходного углеводорода и назовите эти
вещества.
(Решения задач — на стр. 81)
Клад
на свалке
В июльском номере
«Химии и жизни» за
прошлый год в заметке
«Осторожней со старыми
лампами!» юным химикам
предлагалось найти применение
отработавшим свой срок
люминесцентным дуговым
ртутным лампам (ДРЛ-250,
ДРЛ-400, ДРЛ-700). Целые
россыпи этих ламп можно
найти на свалках,
расположенных близ больших
городов. Может быть, в
промышленных масштабах
вторичная переработка этих
ламп и нерациональна, но
для юных химиков — это
целое богатство. Ведь в них
есть и вольфрам, и никель,
и молибден, из которых
можно изготовить ценные
реактивы.
Итак, в наших
руках — лампа ДРЛ.
Начнем с того, что с
цоколя отпаяем крышечку
центрального электрода,
чтобы получить доступ к
запаянной трубке, через
76
Юный химик

Ртутная лампа ДРЛ-700
с удаленной стеклянной
колбой: 1 — вольфрамовые
электроды; 2 — кварцевый
баллон; 3 — крепежная
арматура из никелевого
сплава; 4 — молибденовый
узел впая электродов;
5 — остаток стеклянного
корпуса лампы;
6 — молибденовый вывод;
7 — пусковое
сопротивление; 8 —
слюдяной
теплоотражатель;
9 — латунный доколь
которую при изготовлении
лампы откачивался
воздух. Кончик трубки
отломаем кончиком отвертки,
и воздух с шипеньем войдет
в колбу лампы. ( Эта
операция, конечно, излишня,
если колба лампы уже
разбита.) После этого колбу
можно обрезать у цоколя и
добыть из нее белый
порошок — это люминофор,
светящийся под действием
ультрафиолета красным
цветом, вещь тоже
небесполезная в домашней или
школьной лаборатории.
То, что осталось
теперь от лампы, изображено
на фотографии. Кварцевый
баллон можно распилить с
помощью точильного круга
с острой гранью
(ОСТОРОЖНО: содержащуюся в
этом баллоне ртуть нужно
обезвредить порошком
серы или раствором FeCb-)
В результате получатся две
кварцевые кюветы с
электрическими вводами,
которые можно использовать,
например, для
электролиза. Если же кюветы не
нужны, баллон можно
разбить и добыть молибден и
вольфрам; вольфрама
получится немало — масса
электродов составляет 5,7 г.
Держит кварцевый
баллон в стеклянном
корпусе арматура,
изготовленная из сплава, основной
компонент которого —
никель. Масса арматуры
только одной лампы ДРЛ-250
составляет около 12 г.
Кроме того, в лампе есть
еще жаростойкие пусковые
сопротивления на 10 кОм
(ДРЛ-250) или 20 кОм
(ДРЛ-700), а также
слюдяные пластинки, которые
тоже могут пригодиться.
Как использовать все
эти материалы, какие
опыты поставить — дело
фантазии каждого юного
химика. Хочу лишь
предостеречь от попыток
включить найденные лампы в
сеть: это может привести
либо к взрыву, либо к
короткому замыканию,
либо (если лампа почему-то
зажжется) к опасному ожогу
глаз, лица и рук сильным
ультрафиолетовым светом.
С РУСАКОВ
ОПЫТЫ БЕ-. 13РЫВС >
...Из йодной настойки
В 100 мл йодной настойки,
продающейся в аптеках, содержится 5 г иода,
2 г иодида калия и 50 мл этилового
спирта. Можно ли выделить эти реактивы в
чистом виде, чтобы использовать их для
опытов?
Поместите 200 мл 5%-ной йодной
настойки (содержимое 20 пузырьков по
10 мл каждый) в коническую колбу
емкостью 500 мл. Сюда же прилейте.30 мл
продающегося в той же аптеке 10%-ного
раствора нашатырного спирта и 60 мл
добытого тем же путем 3%-ного раствора пе-
Клуб Юный химик
77

рекиси водорода. Тотчас же начнется
реакция, протекающая по уравнению
l2+2NH3+H202=2NH4l +02.
Если иод прореагировал неполностью,
добавьте еще немного перекиси водорода.
Итак, получен раствор, содержащий
иод иды калия и аммония. Чтобы
получить чистый иодид калия, иодид аммония
нужно подвергнуть дополнительной
обработке. Для этого раствор нагрейте на водя-*
ной бане (ОСТОРОЖНО! Опыт делать под
тягой или в хорошо проветриваемом
помещении вдали от открытого огня!) и
добавьте к нему 97 мл раствора 4 г КОН
в 96 мл воды. Раствор следует нагревать
до тех пор, пока он не перестанет пахнуть
аммиаком, образующимся по реакции
NH4l+KOH=KI + NH3+H20.
После этого по каплям добавляйте
оставшийся раствор КОН, пока реакционная
смесь не станет слабощелочной по
фенолфталеину. Эту смесь упарьте в фарфоровой
чашке на водяной бане досуха. В
результате получится 10—12 г иодида калия
(теоретический выход — 17 г).
Иначе готовится из йодной настойки
иод. Поместите в колбу объемом 500 мл
то же количество настойки, что и в
предыдущий раз, и добавьте к раствору 5 г
свежих железных опилок, обезжиренных
ацетоном. Реакционная смесь разогреется,
так как в ней начнет идти
экзотермическая реакция
3Fe+4l2=2Fel3-Fel2.
ЧТО НОВОГО В МИРЕ
Гибкий камень
из цемента
Из цемента делают
дома и плотины, мосты и
покрытия автострад — все
сооружения, которые должны быть
достаточно дешевыми и в тоже
время прочными и
долговечными. Правда, в большинстве
случаев цемент служит лишь
основой для приготовления
строительного материала,
называемого бетоном, поскольку
прочность чистого цементного
камня, так сказать,
односторонняя: он хорошо работает
только на сжатие, но плохо —
на растяжение и на изгиб. К
тому же чистый цементный
камень хрупок.
Цементный камень,
наполненный щебнем и гравием,
становится бетоном, не
раскалывающимся при резких
ударах; если же начинку
бетона составляют металлические
прутья, то такой железобетон
начинает хорошо
сопротивляться любым деформациям.
Но при этом, разумеется, не
приобретает гибкости.
И вот ученые
обнаружили, что чистый цементный
камень, приготовленный особым
способом, может быть и
гибким, и упругим. Выяснилось,
что прочность цементного
камня на растяжение и на изгиб
Когда реакция замедлится и окраска
раствора станет темно-желтой, подогрейте
колбу на водяной бане до появления
зеленой или желто-зеленой окраски. Раствор
упарьте досуха, как и в предыдущем опыте.
В результате вы получите сухую смесь
2Fel3 - Feb и KI.
Теперь нужно из этой смеси
приготовить иод. Иодиды разотрите в тонкий
порошок и тщательно смешайте его с вдвое
большим (по массе) количеством
измельченного бихромата калия. Эту смесь
поместите в жаростойкий фарфоровый
стаканчик, накройте фарфоровой чашкой, в
которую налита холодная вода; стаканчик
нагрейте газовой горелкой до появления
фиолетовых паров иода, образующихся по
реакциям
К2Сг207+2К1=:2К20-|-Сг2Оз+12Н-02,
3K2Cr207+4Fel3- 2Fel2=3K20+3Fe203+
+ЗСг2Оз+812.
Время от времени чашку надо снимать,
прекратив нагрев, и соскабливать с нее
осевшие кристаллы иода. Так можно
получить 6—10 г вещества (теоретический
выход — 1 3 г).
Заметим, что этим не исчерпывается
список веществ, которые можно
получить из йодной настойки. Из нее можно
добыть этиловый спирт, а можно
получить и йодоформ. Предлагаем юным
химикам разработать эти методики
самостоятельно.
Л. ЛЫГИНА,
Н. ПАРАВЯН
зависит от размеров
содержащихся в нем воздушных
пузырьков, которые неизбежно
образуются при замешивании
цементного теста. Обычно
диаметр этих пузырьков
составляет около одного
миллиметра, но, используя специальное
оборудование и вводя
полимерные добавки, можно
добиться того, чтобы размеры
пузырьков уменьшились до
15 микрон. В результате
цементные зерна начинают более
плотно прилегать друг к другу
и прочность цементного камня
на разрыв возрастает в 15 раз,
причем под действием
нагрузки он сначала растягивается,
а потом уж рвется.
Чтобы
продемонстрировать возможности материала,
приготовленного по новой
технологии, исследователи
сделали из него... пружину,
которая сжималась и
растягивалась, почти как стальная.
Английский журнал «Нью Сай-
ентист» A982, т. 95, № 1317,
с. 365), рассказавший об этом
изобретении, утверждает, что
такая пружина изготовлена
впервые в мире.
М. БАТАРЦЕВ
78
Клуб Юный хмммк

РАССЛЕДОВАНИЯ
Принцип
не подводит
Читатель Е. Каштанов из г. Шевченко
задал такой вопрос: «В каких случаях
принцип Ле Шателье можно применять к
химическим системам? Так, растворение КОН в
воде сопровождается выделением тепла;
тем не менее растворимость этого
вещества с повышением температуры
увеличивается, что оказывается в явном
противоречии с указанным принципом».
Обычно принцип Ле Шателье, с
которым знакомятся еще в школе,
формулируется самым общим образом,
позволяющим применять его по отношению к самым
различным системам. В приложении к
химическим реакциям формулировка этого
принципа может варьироваться от
руководства к руководству, но чаще всего
встречается определение такого типа: «Если
химическая система, находящаяся в состоянии
равновесия, подвергается действию
некоторого фактора, то равновесие в системе
смещается так, чтобы действие фактора
ослаблялось».
Обычно вслед за этим определением
авторы демонстрируют справедливость
принципа Ле Шателье примером смещений
равновесия в классической системе
3H2+N2^2NH3+Qf происходящих при
изменении внешних условий. Однако в
наиболее серьезных учебниках по физической
химии читателя предупреждают, что
неосторожное, формальное использование
этого принципа может привести к
неправильному результату. Например, в
фундаментальном руководстве «Курс физической
химии» под редакцией
члена-корреспондента АН СССР Я. И. Герасимова (М-:
Химия, 1969, т. I, с. 148) читаем: «Правило
Ле Шателье — Брауна формулируется
различными, сильно отличающимися
способами, многие из них слишком широки,
нестроги, и применение их может
привести к ошибкам». А в книге Ф. Даниэльса
и Р. Олберти «Физическая химия» (М.:
Мир, 1978, с. 166) указано, что для
совершенно однозначной формулировки
принципа нужно ввести в рассмотрение общие
термодинамические концепции, тогда как
при использовании упрощенных
формулировок могут возникать трудности.
Некоторые авторы указывают даже, что
принцип Ле Шателье метафизичен в том смысле,
что он апеллирует к повседневному
опыту, к «здравому смыслу».
Однако даже в этих учебниках
остается без ответа основной вопрос: когда же
применим принцип Ле Шателье, а когда
его использование может привести к
неверным выводам?
Приведем несколько конкретных
примеров.
1. Рассмотрим равновесие реакции
синтеза аммиака при условии постоянства
давления и температуры. Что произойдет,
если в систему ввести дополнительное
количество азота?
Если следовать принципу Ле Шателье
в обычной формулировке, то ответ кажется
простым и однозначным: чтобы
«противодействовать» вмешательству извне и
частично устранить добавленный компонент,
равновесие сдвинется в сторону образования
некоторого дополнительного количества
аммиака. В действительности же это
произойдет только в том случае, если
азота в исходной смеси было меньше 50%
(мольных или объемных); если смесь
содержала более 50% азота, то добавление
этого газа приведет к разложению
некоторого количества аммиака и содержание
азота увеличится.
2. Рассмотрим химическую систему,
в которой равновесная газовая смесь
находится при температуре Т и давлении Р.
Поместим эту систему в термостат с
температурой Т+ДТ при неизменном давлении.
Через некоторое время система примет
температуру термостата, и при этом мы не
заметим, чтобы какие-либо изменения,
происходящие в системе,
«противодействовали» нагреву.
То есть и в этом случае
формальное применение принципа Ле Шателье в
обычной формулировке приводит в
недоразумению. Правильнее было бы поставить
вопрос так: будет ли фактическое
количество тепла q, перешедшее к системе
из термостата, больше или меньше
гипотетического количества тепла qo, которое
перешло бы к системе, если бы в ней
не шли никакие химические реакции и
равновесие не сдвигалось? Правильный ответ
(q>q0) означает, что повышение
температуры индуцирует эндотермические процес-
Клуб Юный химик
79

сы, так что для нагрева реагирующей
смеси требуется больше тепла, чем для нагрева
до той же температуры смеси, в которой
химические реакции не идут. Таким
образом, смещение химического равновесия
не только не «противодействует»
поступлению тепла извне, но даже
«способствует» этому.
3. Рассмотрим ту же систему, что и
в предыдущем примере, но только
находящуюся в адиабатических условиях, то есть
когда обмен теплом с окружающей
средой отсутствует. Увеличим объем системы
от V до V-j-AV; в этом случае никакие
изменения в системе тоже не будут
«противодействовать» увеличению объема.
А вот на вопрос, будет ли
фактическое понижение давления ЛР больше или
меньше понижения давления ДР0 в
отсутствие химических реакций, ответ будет
таким: ЛР<:ДРо. То есть смещение
равновесия приведет к меньшему изменению
давления, в системе произойдут изменения,
действительно как бы
«противодействующие» снижению давления путем увеличения
числа молекул.
Теперь можно вполне строго
сформулировать принцип Ле Шателье; эта
формулировка оказывается уже не столь простой
для понимания и требует знаний,
несколько выходящих за пределы школьного
курса химии.
Прежде всего, следует совершенно
четко установить, имеем ли мы дело с
открытой системой (то есть системой, в
которую вещество вводится или из которой
вещество выводится) или с системой
замкнутой, не обменивающейся веществом
с внешней средой.
Если система открытая, то в этом
случае следует использовать следующее
правило: реакция идет в таком направлении,
которое способствует понижению
химического потенциала добавляемого вещества.
Химический потенциал — чисто
термодинамическое понятие, его отчасти можно
сравнить с электрическим потенциалом,
который стремится к самопроизвольному
уменьшению; химический потенциал
характеризует энергетическое состояние
того или иного компонента смеси при
определенных внешних условиях.
С замкнутыми системами дело
обстоит тоже непросто. Разделим все
возможные параметры системы на интенсивные
и экстенсивные. К первым относятся
такие величины, которые характеризуют
систему качественно и не имеют аддитивных
свойств, то есть не суммируются; это,
например, температура, давление,
поверхностное натяжение и т. д. Ко вторым
относятся величины аддитивные: масса, заряд,
поверхность раздела, объем и т. д.
Теперь можно дать еще одну вполне
строгую формулировку принципа Ле
Шателье. При воздействии на замкнутую
систему путем изменения экстенсивной
переменной соответствующее изменение
интенсивной переменной будет меньше, если
в системе протекают химические реакции;
при воздействии на такую же систему
путем изменения интенсивной переменной
соответствующее изменение экстенсивной
переменной будет больше, чем при
отсутствии химических реакций.
Спору нет: эта формулировка
воспринимается с достаточно большим трудом.
И поскольку на практике чаще всего
приходится встречаться с изменениями
температуры и давления (интенсивных
переменных), а также объема и количества тепла
(экстенсивных переменных), удобнее
пользоваться двумя так называемыми
правилами подвижного равновесия,
сформулированными известным физикохимиком
Я. Вант-Гоффом, применение которых вряд
ли может вызвать какие-либо затруднения.
1. Повышение температуры сдвигает
равновесие в направлении
эндотермической реакции.
2. Повышение давления при
постоянной температуре сдвигает равновесие в
направлении уменьшения объема системы.
Первое правило Вант-Гоффа как раз и
подходит к системе «КОН — НгО». И так
как это правило должно выполняться
неукоснительно, возникающий парадокс
следует искать в особенностях самой
системы. А именно: все приведенные выше
рассуждения относились исключительно к
равновесным процессам; при отсутствии
равновесия применять эти правила
бессмысленно.
Растворение твердого КОН в воде
действительно сопровождается
значительным выделением тепла. Но этот процесс
не равновесный, так как в нем участвует
безводная щелочь, тогда как осадок,
находящийся в насыщенном растворе,
представляет собой гидраты КОН (главным
образом КОН • 2Н20).
Казалось бы, какая разница:
растворяем ли мы безводный КОН или его
гидраты? Оказывается, разница огромная:
львиная доля тепла выделяется при
гидратации молекулы КОН первыми молекулами
воды. Переход же КОН* 2Н>0 из осадка
в раствор оказывается... эндотермичным
процессом. Поэтому в действительности
никакого нарушения принципа Ле Шателье
(при его правильном применении) не
происходит.
И. ИЛЬИН
80
Клуи Юный химик

Начнем с того, что сформулируем
и докажем теоремы, необходимые для
решения задач.
Теорема 1. Если простейшая формула
галогенпроизводного углеводорода
совпадает с молекулярной формулой галоген-
производного алкана, то она служит и
молекулярной формулой
галогенпроизводного углеводорода.
Поскольку простейшая формула
производного CnHml"k (n^l, m^O, k^l; Г —
галоген) совпадает с молекулярной
формулой галогенпроизводного алкана, то m+k==
=2п-г-2. Пусть СНГ. — истинная моле-
1 * ns ms ks
кулярная формула исследуемого вещества,
а С Н ,. =С Н,., , -. — молекулярная
ns ms+ks n$ Bn+2)s ' ~
формула углеводорода, галогенпроизвод-
ным которого служит исследуемое
соединение. Но углеводорода с молекулярной
формулой Cn5HBn+2)s=CnsH2j +2H2n$_2 при
s>1 не существует, так как в
насыщенной структуре CnsH2 , 2 нет места
дополнительным 2 s — 2 атомам водорода.
Поэтому s—1, и молекулярная формула
производного совпадает с простейшей
формулой СпНтГк.
Теорема 2. Если простейшая
формула галогенпроизводного углеводорода
совпадает с формулой алкильного радикала,
в которой соответствующее число атомов
водорода заменено атомами галогена, то
молекулярная формула такого
производного может быть получена удвоением
простейшей.
Пусть простейшая формула
галогенпроизводного — Cp^m^k' тогДа по условию
т-|-1с=2п-|-1. Истинная молекулярная
формула вещества имеет вид CnsHmsl"ks, и тогда
CnsHms+ks=CnsHBn + i)$ представляет собой
молекулярную формулу того
углеводорода, галогенпроизводным которого
является исследуемое соединение. Но для
молекулярной формулы CnsHBn , f.$
углеводорода простейшая формула £пН2п ,, (числа
п и 2п+1 не имеют общих делителей,
кроме ±1) совпадает с формулой
алкильного радикала; следовательно, в
соответствии с доказанной ранее теоремой
молекулярная формула углеводорода равна
удвоенной простейшей, и поэтому s=2.
Значит и молекулярная формула
производного равна удвоенной простейшей формуле,
то есть имеет вид С2пН2тГ2к.
Эти теоремы могут быть также
доказаны с помощью неравенства, которому
удовлетворяют индексы при С и Н
молекулярной формулы любого углеводорода
СхН : у^2х+2 («Химия и жизнь», 1982,
№ 9, с. 60).
Теперь, используя выведенные
теоремы, решим задачи.
ЗАДАЧА 1
Как обычно, по процентному
составу находим простейшую формулу СпНтГ.
на основании пропорции n:m:k=15,4/12:
:3,2/1:81,4/127, или в целых наименьших
числах n:m:k=2:5:t, что соответствует
простейшей формуле C2H5I- Но, очевидно,
эта формула совпадает с молекулярной
формулой производного алкана СгНб,
в формуле которого один атом водорода
замещен атомом иода. Значит, в
соответствии с теоремой 1, простейшая формула
производного совпадает с молекулярной.
Таким образом, экспериментальные данные
для определения молекулярной массы и
соответствующие громоздкие расчеты в
данном случае оказываются совершенно
излишними.
ЗАДАЧА 2
Исключим информацию о
молекулярной массе вещества; можно еще опустить
и сведение о процентном содержании
одного из элементов, тем более что в условии
неудачно округлены данные, в
результате чего суммарное содержание всех
элементов в веществе оказывается
меньше 100%.
По процентному составу найдем
простейшую формулу СНLCIk на основании
пропорции n:m:k = 24,24/12 4,04/1:
:71,71 /35,5 или в целых наименьших числах
n:m:k—1:2:1. Значит, простейшая формула
производного CH^CI совпадает с формулой
алкильного радикала СНз, в которой один
атом водорода замещен атомом хлора.
Согласно теореме 2, молекулярная
формула такого производного равна удвоенной
простейшей, то есть C2H4CI2. Поскольку
это хлорпроизводное получено путем
присоединения хлора к ненасыщенному
углеводороду, его формула — С2Н4
(этилен), а структурная формула хлорпроиз-
водного — CICH2CH2CI A,2-дихлорэтан).
А. ХРУСТАЛЕВ
Клуб Юный химик
81

Четыре дня
с Галилеем
В. ПОЛИЩУК
ДЕНЬ ВТОРОЙ, ДЕНЬ ТРЕТИЙ.
ОНА МОЖЕТ ВЕРТЕТЬСЯ
Итак, Земля во многих отношениях
подобна остальным планетам. Точнее, эти
планеты, если смотреть на них через
телескоп, оказываются непостижимым
образом похожими на нее. Все планеты
движутся — этого не отрицает и Аристотель.
Так не следует ли признать, согласно его
же законам логики, что Земле тоже не
подобает быть недвижимой?
Вот проблема, с которой начинается
диалог второго дня. Симпличио вынужден
теперь заступаться за Аристотеля
правдами и неправдами — ученье древнего
мудреца трещит по всем швам.
Но в конце концов переходят
спорщики к самому важному — к вращению
Земли. Подумайте только, призывает Саль-
виати, с какой колоссальной скоростью
должна вращаться удаленная от нас
звездная сфера, чтобы успеть завершить
полный оборот вокруг маленькой планеты за
столь короткие земные сутки. Между тем
если, не впутывая в дело грандиозные
светила, заставить вращаться только один
небольшой шар, все пойдет точно так же.
Его вежливо перебивает Сагредо,
каламбуря, что в его голове тоже «вертятся»
кое-какие мысли.
Обращаясь к Симпличио, он
спрашивает, может ли тело участвовать
одновременно и в вынужденном, и
собственном, естественном движении? Симпличио,
обрадовавшись хорошо знакомым
аристотелевым терминам, важно отвечает — нет,
не может. Сагредо не унимается. А как
насчет небесных тел — их движение
собственное или вынужденное? Нет, отвечает
перипатетик, собственным оно быть не
может. Небесные сферы вращаются силою
последней, самой удаленной невидимой
сферы — ее называют «первым
движителем». Но позвольте, простодушно
спрашивает Сагредо, зачем изобретать
невидимую, да еще вращающуюся с
чудовищной скоростью и силой сферу, если
Окончание. Начало см. в № 2.
82
это сложное допущение можно заменить
другим, куда более простым — что
вращается только Земля. Не есть ли она
действительный первый движитель наших
воображаемых сфер?
Симпличио отвечает: «Важно
заставить ее вращаться без тысячи
несообразностей».
И почти весь второй день диалога
уходит на утрясение всевозможных
«несообразностей», какие только может
измыслить инфантильный ум провинциала.
Если Земля вертится — то как же
поспевают за нею летящие птицы? Если
с мачты движущегося корабля сбросить
камень — упадет он прямо к ее
подножию или нет? Если бросить на землю
диск, вращающийся в вертикальной
плоскости, то куда он покатится — по
направлению вращения или наоборот? Какие
«члены» земного шара заставляют его
двигаться?
Каждый из этих вопросов приходится
разбирать в деталях, не уклоняясь от
подробного обсуждения даже самых нелепых
гипотез,— Галилею нужно уломать и
законченных простаков.
Тем не менее к концу второго дня
«Диалога» — самого длинного, если бы
его в самом деле произносили вслух, то
заняла бы, пожалуй, беседа около суток,—
Галилей успевает изложить и свои
блестящие опыты с маятниками, и наблюдения
за скоростью падения тел (здесь впервые
указывается на пропорциональность пути
квадрату времени), и, наконец, с
абсолютной незыблемостью сформулировать
принцип относительности движений.
Однако именно из этого принципа
следует, что никакие обычные
наблюдения, выполненные на Земле, не могут
доказать ее суточное вращение — и это
Сальвиати приходится признать, несмотря
на все желание добиться окончательного
успеха. Конечно, сумма косвенных
соображений внушительна, конечно, картина мира
получается более стройной и гармоничной
(а для человека, пристрастного к музыке,
это немаловажно,) — но все же этого
недостаточно.
На такой напряженной ноте и
начинается третий день, посвященный уже не
суточному вращению Земли, а ее годовому
обращению вокруг Солнца. Сагредо
признается, что провел бессонную ночь,
перебирая в памяти вчерашние споры.
Аргументы поклонников Аристотеля сильны
своей древностью, отработанностью, но
здравое рассуждение порой заставляет
признать их до смешного детскими.
Сальвиати поддает жару, говоря, что иные
доводы позорны не только для совести
их авторов, но и вообще для рода
человеческого.
Тем временем к ним
присоединяется Симпличио, опоздавший из-за того,
что его гондола села на мель во время
отлива,— и Сальвиати переходит к обстоя-

тельному, занимающему два десятка
страниц разбору одного вздорного сочинения,
автор которого силится доказать, что
новая звезда, загоревшаяся на небосводе
в 1572 году, расположена ниже орбиты
Луны. Этот сочинитель — Лоренцини —
знает, чего добиваться: если в высших
небесных сферах возможно что-то новое,
то учение Аристотеля опровергается
чувственным опытом. Вот и мучается синьор
Лоренцини, подгоняя противоречивые
показания десятков наблюдателей под свою
схему.
Сальвиати-Галилей, приводя все
необходимые математические выкладки,
недвусмысленно доказывает, что новая
звезда расположена ничуть не ближе к
Земле, чем древние неизменяемые
светила. Подводя итог его рассуждениям, Сагре-
до острит, что теперь злосчастный
Лоренцини напоминает земледельца, у
которого буря уничтожила весь урожай.
Захватив таким образом очередной
редут обороняющихся перипатетиков,
Сальвиати переходит к построению
картины Солнечной системы. Симпличио еще
раз напоминает, что невозможно вращаться
вокруг центра и одновременно
находиться в центре, но собеседники снова
тычут его носом в данные чувственного
опыта. Разве не известно, что планеты
находятся то ближе к Земле, то дальше?
Если бы они обращались около нее по
окружностям, этого бы не было (Галилей
в течение всех дискуссий не упоминает
о возможности эллиптического движения,
доказанного к тому времени Кеплером,—
это он делает для упрощения картины.
И потом, эллипсов же нет у Птолемея!).
То, что Венера и Меркурий обращаются
вокруг Солнца, доказывается их постоянной
близостью к светилу. Кроме того, у Венеры
есть фазы, совершенно подобные тем,
которые хорошо известны для Луны.
Венера бывает рогатой! (Это тоже установил
Галилей.) Что же касается трех верхних
планет — Марса, Юпитера и Сатурна, то
их видимые размеры изменяются
чрезвычайно резко (Марс, например,
уменьшается при наибольшем удалении от нас в 60
раз) и притом эти три планеты особенно
близки к Земле именно тогда, когда
находятся в противостоянии с Солнцем. Итак,
пять планет несомненно обращаются не
вокруг Земли (Симпличио по указаниям
Сальвиати рисует всем нашим
современникам известный чертеж), а вокруг Солнца.
Что же касается Луны, тут спорить не
о чем — она от Земли неотделима. Но
даже это нельзя признать неповторимой
особенностью нашей планеты: у Юпитера
тоже есть спутники —Медицейские звезды.
Далее простодушный Симпличио
находит место для «неподвижных» звезд,
которые никак не удается разместить на
одной-единственной сфере (он тут же
изобретает дополнительную). А когда все
готово, Сальвиати объявляет ему, что — надо
же! — почтенный перипатетик своей
рукой в точности воспроизвел систему мира
такой, какой ее изображал Коперник.
Остается только пристроить на ней нашу Землю.
Разумно ли предполагать, что и Солнце,
и все планеты, которые — мы только что
в этом убедились — вращаются вокруг
него, и бесчисленные звезды — все это
обращается вокруг неподвижной Земли.
Может быть, все-таки...
Вот только какая незадача. Если
допустить, что Земля вертится вокруг Солнца,
придется признать и ее вращение вокруг
своей оси. Иначе земные сутки равнялись
бы году. Выходит, либо все — либо ничего.
Но почему бы и нет? Планетам не чуждо
вращение вокруг своей оси. Да что там —
само наше Солнце, очевидно, участвует
в такого рода движении. Об этом ясно
говорят многолетние наблюдения за
солнечными пятнами.
И все же нельзя не признать, что
и Аристарх Самосский, и Коперник
совершили немалое насилие над своими
чувствами, допустив разумом то, что
противоречит очевидности. Да и вообще
против их учений есть немало аргументов.
И Сальвиати принимается с жаром
приводить эти аргументы. Что это?
Попытка застраховаться? Добросовестная игра
в праведного католика? Видимо, нет. То,
что заставило Галилея не умолчать ни об
одном серьезном соображении,
противоречащем гелиоцентрическому учению,
называется иначе. Это — научная
объективность, которой он не хотел изменять даже
в «популярном» сочинении,
предназначенном для пропаганды учения, в истинности
коего, разумеется, уже ни на минуту не
сомневался.
ЛЮСТРА, РАСКАЧИВАЕМАЯ
СКВОЗНЯКОМ
Историки науки привычно сравнивают
по значению эту самую люстру со
знаменитым ньютоновым яблоком. Сравнение
справедливо: наблюдая за люстрой,
Галилей без помощи каких-либо приборов
открыл закон изохронности колебания
маятников.
Представьте: ему около 20 лет, он
студент пизанского университета.
Специальность, выбранная по настоянию отца-
музыканта,— ненавистная медицина
(причина настойчивости Галилея-старшего
проста: семья живет в бедности, а ремесло
врача доходно).
Студент аккуратно посещает все
службы в соборе, проводя там немало
времени, однако его голова бывает занята
вещами неожиданными, пожалуй, в святом
месте даже неприличными. Галилей
подолгу созерцает знаменитую люстру
работы Бенвенуто Челлини и при этом почему-
то щупает свой пульс.
Так это было или нет, проверить
теперь невозможно, но предание гласит,
что именно таким способом Галилей уста-
83

новил, что период колебаний люстры не
зависит от того, сильно она раскачивается
или слабо. Иными словами, от амплитуды.
«Поразительно, как одно-единственное
явление вызвало в голове этого ученого
целый поток идей»,— отмечает Г. Липсон,
автор уже упоминавшейся книги «Великие
эксперименты в физике». Перейдя к опытам
с обычными грузиками, подвешенными на
нитке, и продолжая использовать взамен
секундомера биения своего пульса (не зря
его все-таки учили на врача!), Галилей
позднее изучил и зависимость периода
колебаний от длины нити, и открыл явление
резонанса, и додумался до того, что
позднее назвали переходом кинетической
энергии в потенциальную. Открытые им
свойства колебаний пошли в ход при
изучении акустики (мог ли потомственный
музыкант пройти мимо исследований звука?),
а также при совершенствовании часовых
механизмов: вскоре после смерти Галилея
Христиан Гюйгенс изобрел маятниковые
часы.
Вот как много событий породил
простой сквозняк, раскачавший
знаменитую люстру.
А может, все-таки не сквозняк?
Люстры раскачивались в тысячах домов, и
миллионы людей их созерцали. Но взяться
при этом за пульс додумался лишь один...
Еще одно свойство маятника:
плоскость его колебаний постоянна. Это
Галилей знал. И он же в поэтических, ясных
даже профану словах разъяснил принцип
относительности: всякое движение
становится заметным лишь при наличии тела
отсчета, относительно которого скорость
не постоянна. Классическая иллюстрация
этого, помещенная на страницах «Диалога»:
пассажиры, находящиеся в закрытой
каюте, не имеют ни малейшей возможности
установить, стоит корабль на месте или
движется равномерно. Ни по струйке воды,
вытекающей из сосуда, ни по струйке
дыма, поднимающейся в обоих случаях
вертикально, ни по полету мух, бабочек
или бросаемых друг другу фруктов — ни
по каким опытным данным, если только
каюта не имеет окошек, через которые
виден берег.
Оставалось совсем немногое:
догадаться, что плоскость колебаний маятника
тоже постоянна лишь в определенной
системе отсчета. Если исхитриться и
сделать точку подвеса независимой от
земных предметов, то Земля перестанет быть
телом отсчета и ее место займут звезды.
А плоскость колебаний станет постоянной
относительно звезд. Относительно же
Земли, если только Земля вращается вокруг
своей оси... Но нечего забегать вперед.
Эксперимент, который был так необходим
Галилею, удалось поставить намного позже.
Ему же казалось, что никакие опыты,
доступные пассажирам этого громадного
корабля, доказать вращение не могут.
Никакие, если только...
ДЕНЬ ЧЕТВЕРТЫЙ. ОНА ВЕРТИТСЯ!
Если только не учитывать, что
благословенному Средиземному морю — так
же, как прочим морям и океанам нашей
планеты,— свойственно в течение
нескольких часов подниматься, а затем за такой
же срок опускаться — и так без конца.
Приливы и отливы — вот чем
доказывается движение Земли! Разве может
подниматься и опускаться вода в неподвижном
горшке, тазу, цистерне или любой другой
посудине, будь она даже океаном?
Венецианские приливы, при которых
лазурная вода плавно наползает на берег
лагуны, а потом, не остановившись ни на
минуту, начинает так же тихо отползать...
Для Галилея это было больше, чем простое
физическое явление. Он всю жизнь не
уставал любоваться морем, и о нем более
всего тосковал в последние годы жизни,
когда лишился зрения.
Приливы и отливы — к ним
действующие лица «Диалога» возвращаются
постоянно. Даже Симпличио, ученый
сухарь, и тот, запоздав к началу
дискуссии, рассказывает, как вода вокруг его
застрявшей на мели лодки стекала по илу
стремительными ручейками,— и начинает
его вязкая речь вдруг отдавать чистейшей
поэзией. Ну что же — пусть он
закоренелый перипатетик, пусть не приемлет
новых теорий, но, черт побери, Симпличио
ведь тоже настоящий итальянец!
Итак, приливы на неподвижной
планете были бы невозможны. Но разве
возможны они на планете, которая движется
равномерно? Разумеется, нет. Может быть,
тут действует влияние Луны и других
небесных тел? Галилей устами Сальвиати
это энергично отвергает — надоело
слушать о каких-то там таинственных небесных
силах. И проглядывает в этом
темпераментном (хотя и ошибочном) монологе
будущее гордое, ньютоново: гипотез не
измышляю. Сагредо выражает ту же мысль,
но по-своему: «Что касается чуда, то не
будем «...» прибегать к нему, пока не
выслушаем рассуждений, остающихся в
пределах естественного; хотя, пожалуй,
выскажу свое мнение: мне представляются
чудесными все творения природы и бога».
Итак, в пределах естественного...
Сальвиати рисует очередной чертеж.
Земля вращается вокруг Солнца равномерно.
И столь же равномерно — вокруг
собственной оси. Но именно из этого
следует, что в результате сложения обоих
движений точка, находящаяся на ее
поверхности, будет двигаться то быстрее
(когда эти движения суммируются), то
медленнее (когда суточное движение из
годового вычитается). Вследствие этого
вода в море то набегает на берег, то
отступает от него. Совершенно так же, как
в барке, везущей питьевую воду в
Венецию из Фузины. Если барка затормозится,
например сев на мель, то вода, сохраняя
84

свой импульс движения, набежит на нос,
а то и выльется через него. И наоборот,
когда барка ускоряется, набирая ход,
вода прихлынет к корме. Подъем воды,
однако, будет резким только по краям
сосуда, в середине же уровень почти не
изменится. Подобным образом и прилив
заметен только у берегов, но
нечувствителен в открытом море.
Приливы отличаются по высоте у
различных берегов, а также в различные
времена года? Справедливо — но и это
можно объяснить, если принять гипотезу о
вращении Земли. Дело в том, что ось
вращения по отношению к орбите
наклонна. Это приводит к тому, что приливы
подвержены годичным колебаниям, а в
океанах появляются устойчивые течения.
А заодно и ветры, которые дуют вблизи
экватора с удивительным постоянством
с востока на запад — благодаря им
корабли с такой уверенностью достигают
Вест-Индии. Вы говорите, синьор С им п
лично, что мы попадаем в порочный круг:
существование приливов объясняется
вращением Земли, а вращение доказывается
наличием приливов? Но попробуйте-ка
объяснить их другими естественными
причинами.
Она вертится, вертится!
УДАЛОСЬ! НЕУЖЕЛИ НЕ УДАЛОСЬ!
Вот и подошел к концу «Диалог».
Осталось самое малое — присочинить
последнюю страничку. Итак, Сальвиати:
«Я не претендую и не претендовал на
то, чтобы другие признавали за истину
фантазию, с которой я не согласен и
которую я, скорее, мог бы считать пустой
химерой и блистательным парадоксом».
Симпличио — принимая эти
расшаркивания достойно: «Вам незачем
приносить эти извинения (...) Перед моим
умственным взором всегда стоит
надежнейшее и непоколебимейшее учение, некогда
воспринятое мною от особы ученейшей,
имеющей высокий духовный сан».
Ничему он не научился, этот
Симпличио, тут же признающийся, что
рассуждения последнего дня — решающие
доказательства Галилея — так и остались для
него темными.
Итог беседам подводит хозяин дома
Сагредо. Одобряя еще одно
самоуничижение Сальвиати — кому, мол, из
смертных по силам постигнуть сущность деяний
рук божественных — он в то же время
лукаво напоминает о возможности вернуться
к дискуссиям позднее. А пока, синьоры,
не прокатиться ли нам часок на гондоле?
Все сделано как надо. Политес
соблюден, собеседники клянутся в верности
церковному, аристотелеву, только что в пух
и прах уничтоженному учению. Клянутся —
но кому же из имеющих глаза не видно,
что эти смиренные клятвы не более чем
фиговые листки?
Суть дела отнюдь не ускользнула
от недреманного ока инквизиторов,
которых можно было упрекнуть в чем угодно,
только не в наивности. Последовал
знаменитый суд над Галилеем. Перипетии
этого процесса большинству наших
современников известны лучше, чем сама книга,
бывшая его причиной. Напомню их лишь
вкратце. Несмотря на то что «Диалог»
печатался с разрешения церковной цензуры,
Галилея обвинили в нарушении запрета
проповедовать учение Коперника.
Урбан VIII приказал разобрать его дело
без всяких снисхождений к возрасту и
заслугам. Причины этого отчасти коренились
в событиях, далеких и от астрономии, и от
богословия.
Дело было в разгар тридцатилетней
войны, в которой против главы
Священной Римской империи и других
католических монархов выступали силы
протестантов, в частности победоносного шведского
короля Густава-Адольфа, а также
вступившая в союз со шведами как раз в 1632 году
Россия (она стремилась вернуть себе
Смоленск). Урбан VIII, хоть и подобало ему
по долгу службы всемерно поддерживать
христианнейшего императора, был не
только наместником божьим, но и
обыкновенным земным политиком. Чрезмерного
усиления императора он вовсе не желал
и начал было склоняться к безбожному
союзу с Густавом-Адольфом, а тот возьми
да и погибни в очередной битве.
В такой щекотливый момент
лишившемуся поддержки римскому
первосвященнику весьма кстати пришелся бы какой-
нибудь демонстративный жест,
показывающий его твердость в вопросах веры.
И вот бывший поклонник Галилея,
изысканный стихотворец, человек тщеславнейший,
образованный и, вероятно, глубоко
циничный затеял вошедший в историю
громкий и позорный процесс. Верил ли он
всерьез в правоту Аристотеля? Да кто же
его знает... Процесс был ему нужен, а
оправдательный приговор невозможен.
По средневековой иерархии грехов
прегрешение Галилея не принадлежало
к числу смертельных. На основные догматы
веры он не покушался, не отрицая ни
троичности, ни непорочного зачатия, ни
прочих таинств. Тем не менее из его
сочинения косвенно следовало, что учение
непогрешимой церкви в одном, пусть не
самом значительном пункте может быть
неверным. Галилей покушался на авторитет
церкви и тем самым впадал в ересь.
Суд инквизиции припомнил ему и
секретный приговор 1616 года, вынесенный при
покойном Беллармино.
Галилей тут же выложил на стол
решающий козырь, о котором никто из
судей не знал,— записку кардинала
Беллармино, запрещавшую ему только
придерживаться учения Коперника. Но не
обсуждать его как гипотезу. За что же его
судят? Ведь ясно написано на последней
яс

\
странице «Диалога»: «не согласен», «пустая
химера», «блистательный парадокс»...
Юридическая почва под ногами судей
становилась довольно зыбкой. Но напомню:
оправдательный приговор был невозможен.
Несмотря ни на блистательную защиту
(с этим заядлым спорщиком нелегко было
тягаться и лучшим казуистам инквизиции),
ни на ходатайства авторитетных лиц, в том
числе и герцога Тосканского, его
признали «сильно подозреваемым в ереси»,
приговорили к отречению и пожизненному
заключению. 69-летнему ученому
пришлось, стоя на коленях и держа руку на
Евангелии, публично признать ложность
учения Коперника, а также свое
непристойное тщеславие — причину того, что
гипотеза о вращении Земли излагается в
книге так, будто она есть истина. Это было
наказание, которое, согласно неписанным
законам инквизиции, в точности, без всяких
послаблений, соответствовало рангу га-
лилеева греха.
Заключение он отбывал вначале во
дворце сиенского архиепископа Пикколо-
мини, затем на своей вилле в Арчетри
вблизи Флоренции. Мягкость эта была
весьма условной: Галилей находился под
строжайшим надзором, и любое
нарушение предписаний инквизиции грозило уже
настоящим застенком. Надзор был
вынужден осуществлять его сын, и осуществлять
со всей строгостью — он сам находился
под неусыпным контролем духовных лиц.
Дьявольски умны были те, кто
изобрел такое затейливое «послабление
режима». Хорошо понимали они и людскую
природу (молва обязательно выставит
Галилея трусом и отступником), и природу
научного сообщества. Ведь наука не может
существовать вне контактов между людьми.
Итак, прикрыть свой дерзкий
замысел лукавым заключением о
фантастичности разных там теорий Галилею не
удалось. Не удалось ему даже произнести
гордые слова насчет того, что «все-таки
она вертится». Вообще никаких слов, не
предусмотренных ритуалом отречения,
он на церемонии не произносил. Мало
подходящее для самоутверждения
место — судилище святейшей инквизиции.
Тот, кто позднее приписал ученому
вошедшие в историю прекрасные слова, сам
там, скорее всего, не бывал.
Тем не менее, несмотря ни на что,
Галилей сумел через два года после
приговора анонимно издать латинский
перевод «Диалога» за границей, куда рука
инквизиции не доставала, а еще через
год, уже теряя зрение,— закончить
«Беседы и математические доказательства».
Книгу, в которой участвуют те же
собеседники (помните обещание Сагредо в
конце «Диалога»?), о вращении Земли,
впрочем, не говорящие ни слова, а
обсуждающие проблемы механики.
Считается, что в «Беседах» заложены основы
теоретической механики.
Еще один нелегкий вопрос: а удалось
ли ему в самом деле доказать, что Земля
вертится? К сожалению, то доказательство,
которое Галилей считал прямым,
окончательным и недвусмысленным,—
существование приливов и отливов — на самом
деле таковым не было. Парадоксальным
образом в этом вопросе оказался прав
некий прелат, теорию которого в последний
день бесед решительно отвергает Сальвиа-
ти. «Луна, странствуя по небу,
притягивает и поднимает к себе водяной бугор,
который идет, непрерывно за ней
следуя» — так излагается им гипотеза
прелата. Но, позвольте, это же и есть
объяснение приливов, позднее высказанное
Исааком Ньютоном и окончательно
утвержденное в науке Кантом.
Почему же Галилей не пожелал
признать связь приливов с Луной? Да
потому, что он ничего не знал и ничего не
говорил о природе сил, заставляющих
Луну вращаться вокруг Земли, а Землю
вокруг Солнца. Они вращаются — вот
вам факты. А почему — гипотез не
измышляю. Нужен был Ньютон и его закон
всемирного тяготения. Но Ньютона еще не
было на свете. Он родился лишь в 1643
году, через год после смерти Галилея.
Ньютон, кстати говоря, тоже
пытался изобрести решающий эксперимент,
доказывающий суточное вращение
Земли. И был этот эксперимент поставлен
его вечным соперником Робертом Гуком.
Тяжелое тело, сброшенное с высокой
башни, однако, отклонилось от вертикали не
к востоку, как предсказывал Ньютон, а к
юго-востоку. На самом же деле при той
высоте, с которой Гук что-то бросал,
никакого отклонения заметить было нельзя.
И каким нюхом он угадал, что
отклонение должно быть действительно юго-
восточным, до сих пор неизвестно.
Стало быть, не удалось?
Как сказать...
В XIX веке, когда во вращении
Земли сомневались разве что совсем уж
дремучие провинциалы, парижский физик Жан
Фуко подвесил маятник — все тот же
галилеев маятник — к шарниру,
изобретенному другим великим итальянцем,
жившим еще раньше,— Джироламо Кардано.
И этот 67-метровый маятник, качаясь под
куполом Пантеона, явным образом
смещал свою незыблемую плоскость
колебаний, привязанную теперь не к земной, а
к звездной системе отсчета, вычерчивая
немалый угол. Величина угла точно
соответствовала простому расчету,
связывавшему ее с широтой города Парижа. Опыт,
по существу, нехитрый. Его могли
придумать куда раньше — никаких новых
принципов или устройств Фуко не применял.
А однако же ждать этого решающего
эксперимента пришлось более двух веков.
Вот как непросто додуматься до гениально
простого.
Другой вопрос — сколько веков
86

пришлось бы ждать, не будь в свое время
во Флоренции опубликован «Диалог о
двух главнейших системах мира», который
и без решающего опыта убедил всех
разумных людей в том, что все-таки она
вертится. Слова эти произнесены не были, но
каждый читатель доходил до них своим
умом. После «Диалога»
гелиоцентрическое учение распространилось весьма
быстро.
В 1717 году в Санкт-Петербурге,
новой столице державы, которую иные еще
по инерции величали Московией, вышла в
свет небольшая книжка «Мирозрение или
мнение о небесноземных глобусах». В ее
предисловии затейливым старинным
слогом написано: «И не буди читателю
российскому чюжо узнать, что наш земный
Глобус, купно с прочими тремя малыми
планеты, Марсом, Венусом и Меркурием, так
зело малыми зернышками против солнца
почитая представлены суть, луна же убо
такова мала и незнатна, что едва видети
можно».
Книжка представляла собой перевод
трактата Гюйгенса «Космотеорос»,
излагавшего гелиоцентрическое учение.
Переводчиком же и автором предисловия был
Якоь Брюс. Чернокнижник и колдун,
делавший, согласно легенде, золото в Москве
в Сухаревой башне... Потомок шотландских
королей, достигший высших чинов на
русской службе... Лихой вояка,
командовавший под Полтавой победоносной
петровской артиллерией... Один из первых на
российской земле ученых нового времени,
сделавший свой перевод по приказу царя-
реформатора.
Что же касается трудов самого
Галилея, то первые их переводы на русский
язык появились лишь в 1931 году, когда
известный советский популяризатор
Я. И. Перельман опубликовал выдержки из
основных его сочинений, в том числе
и из «Диалога». Полный, до сих пор
остающийся образцовым перевод «Диалога»
опубликован в 1948 году А. Н.
Долговым.
То, что переводы появились
сравнительно поздно, не означает, будто в
прошлом русские ученые с трудами Галилея не
были знакомы. Первое упоминание о
спутниках Юпитера и о кольце Сатурна
(сделанное, правда, без указания имени
Галилея) содержится еще в компиляции
«Премудрости Соломоновы», выполненной,
как предполагается, в 1633 году. Прямые
и неоднократные ссылки на труды Галилея
содержатся в работах Ломоносова, Румов-
ского, Соймонова и других русских ученых
XVIII века. Вот что сказано о покаянии
Галилея в книге Эпинуса, изданной в
1770 году: «беззаконие» астронома «в
одном том состояло, что он был умнее
всея Римской синедрии»...
Надо ли уточнять, что все
перечисленные ученые были последовательными
сторонниками гелиоцентрического учения?
Так же, впрочем, как их коллеги
и современники по всему свету.
Удалось?
Удалось!
А Галилей, думаете, в этом
сомневался? Вот какую запись сделал он на
полях своего экземпляра «Диалога», сидя под
домашним арестом,— тогда, когда многие
думали, что он сломлен и уничтожен:
«Берегитесь, теологи, желающие сделать из
вопроса о движении или покое Солнца
и Земли догмат веры; вы подвергаетесь
опасности осудить в свое время как
еретиков всех тех, кто утверждал, что Земля
неподвижна, а Солнце меняет место;
говорю в свое время, когда ясно и
неопровержимо будет доказано, что Земля
движется, а Солнце неподвижно».
Опыт Фуко был осуществлен в
1850 году.
Решение суда инквизиции,
признавшего Галилея «сильно подозреваемым в
ереси», было отменено католической
церковью в 1971.
«Теперь» — это непрерывная связь
времени, оно связывает прошедшее с
будущим и вообще есть граница времени,
будучи началом одного и концом другого...
Цитата, которую я не мог
заключить в кавычки, потому что она сама
начинается с кавычек,— из «Физики»
Аристотеля. Три только что изданных тома
его сочинений стоят на моей полке,
четвертого жду с нетерпением. Сколько на
его страницах рассеяно пророчеств и
непредсказуемо находчивых ходов мысли! Он
не был безошибочным оракулом, этот
мудрец, но может ли он нести
ответственность за ограниченность знаний своего
времени, а также за многотысячную
толпу эпигонов и политиканов,
зарабатывавших его именем на хлеб многие века
после того, как мыслитель, по преданию,
бросился в море, отчаявшись понять,
почему оно приливает и отливает два раза в
сутки?
«Теперь» — это непрерывная связь
времени...
Во всех делах человеческих.
И в науках тоже.
87

К04 **^ I
Гипотезы
Информационное
поле жизни
Кандидат биологических наук
Ю. СИМАКОВ
Человек как должное принимает
гармонию живого, порой восхищается ею
и зачастую не думает, как эта гармония
строится и развивается. Но разве в
генетической программе живых существ не
записаны присущие им и их потомкам черты,
вплоть до крохотного пятнышка на
раковине моллюска или характерного движения
головы у матери и дочери? Записаны!
Однако как эту запись развернуть в
пространстве, в ходе развития организма? Ведь
нужно соблюсти не только размеры,
форму, строение и функции любого органа
растения или животного, но и их
тончайшую биохимию. Даже рост и тот надо
вовремя остановить.
Биологи пока не могут ответить на
множество вопросов, которые перед ними
поставила самая прозаичная картина —
картина развития организмов, или, как
говорят в науке, морфогенез. И вовсе не зря
видный американский биолог Э. Синнот
сказал, что «морфогенез, поскольку он свя-
88

зан с самой отличительной чертой
живого — организацией,— это перекресток,
куда сходятся все пути биологических
исследований».
Какие же знаки есть на этом
перекрестке? Где хранится сама
пространственная запись, которая «переводит»
химический язык генетического кода в реальную
объемную структуру, в тело?
Скорее всего в любой живой клетке
хранится программа ее будущего
месторасположения, клетка как бы «знает»,
где ей надо остановиться, когда перестать
делиться и какую форму принять, чтобы
войти в состав того или иного органа.
Клетки, строящие организм, не только
точно вовремя перестают расти, делиться и
принимают разную форму, они
специализируются или дифференцируются, а порой
даже отмирают, чтобы получилась
необходимая пространственная структура.
Например, так появляются пальцы на
конечностях зародыша — ткани между
будущими пальцами гибнут, а из пластинки —
зачатка кисти формируется пятипалая
рука. Неведомый скульптор ваяя живое
существо, не только перераспределяет,
но и удаляет ненужный материал, чтобы
воплотить то, что намечено генетической
программой.
Молекулярная генетика выяснила
пути передачи информации от ДНК к
информационной РНК, которая в свою очередь
служит матрицей для синтеза белков из
аминокислот. Сейчас тщательно исследуют
влияние генов на обмен веществ в
клетке и на их синтез. Но при воплощении
пространственной структуры, скажем,
клубня редиски или причудливой раковины вряд
ли обойдешься одними генами. Сомнения
такого рода давно будоражат умы
эмбриологов, и именно у них, у людей,
занимающихся пространственной дифференциров-
кой клеток, появилась концепция так
называемого морфогенетического поля. Смысл
множества теорий на эту тему сводится к
тому, что вокруг эмбриона или зародыша
присутствует особое поле, которое как бы
лепит из клеточной массы органы и
целые организмы.
Наиболее разработанные
концепции эмбрионального поля принадлежат
австрийцу П. Вейсу, долгие годы
работавшему в США, и советским ученым А. Г. Гур-
вичу и Н. К. Кольцову (см. А. Г. Гур-
вич «Теория биологического поля», М.,
1944, и главу «Теория полей» в книге
Б. П. Токина «Общая эмбриология», М.,
1968). По мнению Вейса и Гурвича, мор-
фогенетическое поле не обладает
обычными физико-химическими
характеристиками. Гурвич назвал его биологическим
полем. В противоположность этому Н. К.
Кольцов полагал, что поле, командующее
целостностью развития организма, сложено
обычными физическими полями.
Вейс писал, что первоначальное поле
действует на клеточный материал,
формирует из него те или иные зачатки
организма и что по мере развития образуются
все новые и новые поля, командующие
развитием органов и всего тела особи.
Короче говоря, развивается поле, затем
сам зародыш, причем клетки организма
вроде бы пассивны — их деятельностью
руководит морфогенетическое поле.
Концепция же биологического поля А. Г.
Гурвича зиждется на том, что оно присуще
каждой клетке организма. Однако сфера
действия поля выходит за пределы клетки,
клеточные поля как бы сливаются в
единое поле, которое меняется при
пространственном перераспределении клеток.
Согласно обеим концепциям,
биологическое поле развивается гак же, как и
зародыш. Однако, по Вейсу, оно делает это
самостоятельно, а по теории Гурвича — под
влиянием клеток зародыша.
Но мне думается, что если взять за
аксиому самостоятельное развитие
биологического поля, то наши знания вряд ли
продвинутся вперед. Ибо, чтобы хоть как-
то объяснить пространственное развитие
самого биологического поля, нужно
вводить некие поля 2-го, 3-го порядков и так
далее. Если же клетки сами строят себе
такое поле, а затем изменяются и
перемещаются под его воздействием, то
морфогенетическое поле выступает как орудие
для распределения клеток в пространстве.
Но как тогда объяснить форму будущего
организма? Скажем, форму лютика или
бегемота.
По теории Гурвича, источником
векторного поля служит ядро клетки и только
при сложении векторов получается общее
поле. А ведь вовсе неплохо себя
чувствуют организмы, у которых только одно
ядро. Например, трехсантиметровая
одноклеточная водоросль ацетабулярия
обладает ризоидами, напоминающими корни,
тонкой ножкой и зонтиком. Как
одно-единственное ядерное поле дало такую
причудливую форму? Если у ацетабулярии
отрезать ризоид, в котором содержится ядро,
она не потеряет способности к
регенерации. Например, если ее лишить зонтика,
он снова вырастет. Где же тогда заключена
пространственная память?
Давайте поищем выход из всех этих
несоответствий. Почему биологическое
поле непременно должно меняться при
развитии организма, как и сам зародыш?
Не логичнее ли думать, что поле с
первых же стадий развития не меняется,
а служит той матрицей, которую зародыш
стремится заполнить? Но тогда откуда
взялось само поле и почему оно столь
четко соответствует генетической записи,
присущей данному организму?
И не стоит ли предположить, что поле,
управляющее развитием, порождено
взаимодействием* спиральной структуры
ДНК, где хранится изначальная
генетическая запись, с окружающим пространством?
89

Ведь это может дать как бы
пространственную запись будущего существа, будь
то тот же лютик или бегемот. При
увеличении числа клеток в ходе их деления
поля, образованные ДНК, суммируются,
общее поле растет, но сохраняет некую
присущую только ему организацию.
Поле организма, спаивающее
воедино все его части и командующее развитием,
по-моему, точнее именовать
информационным индивидуальным полем. Какова
же его предполагаемая природа? По одним
понятиям, это комплекс
физико-химических факторов, которые образуют единое
«силовое поле» (Н. К. Кольцов). По мнению
других исследователей, биологическое
поле, возможно, вбирает в себя все ныне
известные физико-химические полевые
взаимодействи я, но представляет собой
качественно новый уровень этих
взаимодействий. А так как любому существу
присуща индивидуальность, заданная
генетическим кодом, то и информационное
поле организма сугубо индивидуально.
В 1981 году западногерманский
исследователь А. Гирер опубликовал идею
о том, что роль генетического аппарата
сводится преимущественно к генерации
сигналов для замены одного морфогене-
. тического поля другим. Если это так, то
вокруг любого существа как «рубашки»
меняются поля, когда организм дорастает
до границ очередной «одежды». С этой
точки зрения на развитие морфогенети-
ческого поля можно смотреть как на цепь
скачков в перестройке пространственной
информации.
Никто не отрицает, что ядро любой
живой клетки таит в себе всю
генетическую программу организма. В ходе диф-
ференцировки в разных органах начинает
работать толь ко та часть генети ческо й
программы, которая командует синтезом
белков в этом конкретном органе или даже
в отдельной клетке. А вот у
информационного поля, наверное, нет такой
специализации — оно всегда целое. Иначе просто
не объяснить его сохранность даже в малой
части организма.
Такое предположение не
умозрительно. Чтобы показать целостность
информационного поля в каждой части
организма, возьмем удобные для этого живые
существа.
У слизистого грибка миксомицета —
диктиостелиума любопытный жизненный
цикл. Сначала его клетки как бы
рассыпаны и передвигаются в виде «амеб» по
почве, затем одна или несколько клеток
выделяют вещество акразин, что служит
сигналом «все ко мне». «Амебы»
сползаются и образуют многоклеточный
плазмодий, который выглядит червеобразным
слизнем. Этот слизень выползает на сухое
место и превращается в маленький
тонконогий грибок с круглой головкой, где
находятся споры. Прямо-таки на глазах из
клеток собирается причудливый организм,
который как бы заполняет свое уже
имеющееся информационное поле. Ну, а если
наполовину сократить количество
сливающихся клеток, что получится — половина
грибка или целый? Так и делали в лабораториях.
(Опыты с грибками изложены в книгах
Д. Тринкауса «От клеток к органам», «Мир»,
1971 и Д. Иберта «Взаимодействие
развивающихся систем», «Мир», 1968.) Из
половины «амеб» получается той же формы
грибок, только вдвое меньше. Оставили
1/4 клеток, они опять слились и дали
грибок со всеми присущими ему формами,
только еще меньших размеров.
И не получается ли, что любое число
клеток несет информацию о форме,
которую им надо сложить, собравшись вместе?
Правда, где-то есть предел, и малого
количества клеток может не хватить для
построения грибка. Однако, зная это,
трудно отказаться от мысли, что форма
грибка заложена в информационном поле еще
тогда, когда организм рассыпан на
отдельные клетки. При слиянии клеток их
информационные поля суммируются, но это
суммирование выглядит скорее как
разрастание, раздувание одной и той же
формы.
А плоские черви планарии могут
восстановить облик из 1/300 части своего
тела. Вот что говорится об этом в книге
Ч. Бодемера «Современная эмбриология»
(«Мир», 1971). Если нарезать планарии
бритвой на разные по величине кусочки
и оставить их в покое на три недели,
то клетки поменяют свою специализацию
и перестроятся в целых животных. Через
три недели вместо неподвижных
изрубленных на кусочки плоских червей по дну
кристаллизатора ползают планарии, почти
равные взрослым, и крошки, едва
заметные на глаз. Но у всех, у больших и
малых, видна головка с глазами и
расставленными в стороны обонятельными
«ушками», все они одинаковые по форме,
хотя различаются по размерам в сотни раз.
Каждое существо появилось из разного
количества клеток, но по одному
«чертежу». Вот и выходит, что любой кусочек
тела планарии нес целое информационное
поле.
Сходные опыты я ставил с
одноклеточными организмами, с крупными, в два
миллиметра ростом, инфузориями спи-
ростомами («Цитология», 1978, т. 20, № 7).
Такую инфузорию можно разрезать
микроскальпелем под микроскопом на 60 частей,
и каждая из них снова восстанавливается
в целую клетку. Инфузории растут, но не
бесконечно. Клетки, достигнув
положенного им размера, как бы упираются в
невидимую границу. Вот эту границу и
может поставить информационное поле.
Получается, что информационное
поле одинаково служит одноклеточным,
колониальным и многоклеточным
организмам. И не стоит ли предположить, что еще
90

В теплых морях обитает зеленая водоросль
ацетабулярия — излюбленный объект
исследований ядерно-плазматнческих
взаимодействий. У ацетабулярин лишь одно
гигантское ядро, которое и «задает» форму
зонтика. Если у двух растений с разными
зонтиками пересадить ядра и отрезать
зонтики, то вырастут новые, причем той
формы, которая присуща ядру
до оплодотворения половые клетки несут
готовые информационные поля? А при
оплодотворении, когда сперматозоид и
яйцеклетка сливаются и их генетический
материал объединяется, суммируются и
информационные поля, давая промежуточный
или обобщенный тип, с признаками
матери и отца.
Клетки без ядер могут жить, но
теряют способность к регенерации,
самовосстановлению. Правда, вспомните про
ацетабулярию, у которой новый зонтик
вырастает и без ядра. И хотя такое может
осуществиться лишь один раз, этого уже
достаточно, чтобы предположить
невероятное: информационное поле
некоторое время сохраняется вокруг клетки,
даже если она лишена основного
генетического материала!
Если ресничного червя планарию разрезать
чуть лн не на 300 разных кусочков, то
любой кусочек может превратиться в точную
копию взрослой особи, только меньшего
размера
Размеры живых существ
закреплены генетически. Мышь-малютка и
громадный слон вырастают из яйцеклеток, почти
равных по размеру. Даже существа
одного вида, у которых генетическая
программа развития очень и очень близка,
которые легко скрещиваются, по габаритам
могут быть весьма различны. Сравните, на*
пример, собачку чи-хуа-хуа, которую
можно засунуть в карман, и огромного дога.
Условия для организма могут быть
хорошими и плохими. Организм может
расти быстро или медленно, но в норме он не
переходит невидимой, генетически
закрепленной границы своих размеров.
Право, кроме информационного
индивидуального поля, пока не видно иного
механизма управления ростом, который точно бы
воспроизводил наследственную запись
в ядре любой клетки и в то же время
объединял бы все клетки в единое целое.
Много труда приложили биологи,
чтобы выявить причины, побуждающие
клетку начать деление — митоз. Научись
люди управлять этим процессом, и над
злокачественными опухолями, в которых
пока неудержимы клеточные деления, был
бы занесен меч.
В самом деле, почему в ране, после
того как она заросла, бурная волна
клеточных делений стихает, а в
злокачественных опухолях бушует, пока жив организм?
Сначала для объяснения этого феномена
привлекли теорию раневых гормонов.
Будто бы в клетках есть вещества, которые
при травмировании ткани изливаются в
поврежденную область и заставляют
усиленно делиться клетки, окружающие рану.
Когда рана затягивается, концентрация
гормонов падает и клеточные деления
прекращаются. Увы, теория не оправдалась,
и на смену ей пришла противоположная
идея, выдвинутая В. С. Буллоу, гласящая,
что особые вещества кейлоны при
определенной концентрации подавляют митозы.
После травмы концентрация кейлонов
падает и митозы возобновляются до тех пор,
пока повреждение не восстановится и
концентрация кейлонов не достигнет
надлежащего уровня. Эксперименты показали,
что кейлоны в разных органах различны,
но они отнюдь не видоспецифичны.
Например, препарат из кожи трески может
остановить митозы в коже пальца
человека.
Взгляните на кончик своего пальца,
вы увидите папиллярные линии,
характерные только для вас. При повреждении они
могут быть вовсе уничтожены. Однако, если
не образуется рубца, после регенерации
папиллярный рисунок опять появится.
Неужели на такое изощренное художество
способны кейлоны? Информационное поле
куда лучше подошло бы на роль
живописца.
Не так давно я экспериментировал
с эпителием хрусталика глаза лягушки
91

(«Известия АН СССР», 1974, № 2). Каждый
раз при травмировании хрусталика митозы
появлялись в неповрежденных частях
эпителия, а полоса митозов довольно точно
повторяла конфигурацию травмы. И еще
одна странная особенность: площадь,
ограниченная полосой митозов, не зависит от
величины травмы. Теории раневых
гормонов и кейлонов здесь ничего не
объясняют. При химической регуляции площадь,
охваченная митозами, зависела бы от
величины травмы. Не информационное ли поле
передает форму травмы?
Конечно, выводы делать рано, а
дальнейшие рассуждения могут привести
только к новым вопросам. Но все-таки я верю,
что наступит время, когда на многое в
биологии развития придется взглянуть по-
другому.
Краткий
комментарий
В статье Ю. Г.
Симакова затронуты очень
важные вопросы биологии,
еще не получившие
удовлетворительного решения.
В самом деле, как именно
идет морфогенез и каким
образом многоклеточный
зародыш или даже одна
клетка могут
восстанавливать свою форму и
структуру после иногда очень
глубоких нарушений
целостности? Привлечение к
этому внимания читателей
можно лишь одобрить.
Автор кратко излагает
теории морфогенеза П. Вей-
са, А. Г. Гурвича и Н. К.
Кольцова, правда, не
упоминая о некоторых
существенных сторонах этих
концепций, а затем переходит
к своей гипотезе
«информационного поля».
Основная ее идея в том, что поле
с первых же стадий
развития не меняется, а служит
той матрицей, которую
зародыш стремится
заполнить. Эта мысль
восходит еще к теории «мор-
фэстезии» биолога Нолля,
высказанной во второй
половине прошлого века.
Нол ль утверждал, что
развивающийся организм
ощущает несоответствие
между своей моментальной и
конечной формой и
стремится сгладить это
несоответствие. Разработка этой
идеи есть и в ранних
A912, 1914 гг.) работах
А. Г. Гурвича по так
называемой «динамически
преформированной
морфе».
Гипотеза Ю. Г.
Симакова, на мой взгляд, пока
дает лишь кажущееся
решение проблемы,
наподобие того, как если бы
вместо поиска решения
задачи мы сразу заглянули
бы в ответ, назвали его
и утверждали бы, будто
задача решена. Ответ-то в
данном случае известен:
организм отлично
регулирует свою форму,
структуру и иногда и размеры.
Весь вопрос в том, как
именно он это делает.
В биологии сейчас
намечается, на мой взгляд,
несколько перспективных
подходов к решению этой
проблемы. Первый из них—
дальнейшее развитие
концепций биологических
полей, о которых говорит
автор. В том числе и
разработка принципа
физиологических градиентов,
который ныне воплотился в
понятие так называемой
позиционной информации.
Хотя эта концепция не
безгрешна и не может
считаться универсальной,
игнорировать ее все же
нельзя. Другое
перспективное направление —
разработка центральной идеи
А. Г. Гурвича о том, что
сама форма (геометрия,
топология)
развивающегося организма содержит
в себе достаточные
основания для развития
следующей формы и так далее.
Это направление может
вобрать в себя идеи К. Уод-
дингтона, Р. Тома и других
об устойчивых и
неустойчивых формах.
Недавно зародилось и
интенсивно развивается
совершенно другое
направление, пришедшее в
биологию из математики и
теоретической физики,—
так называемая
синергетика, или теория диссипа-
тивных структур. В
принципе явления регуляции
формы и вообще
феномены морфогенеза могли бы
быть объяснены в терминах
синергетики, хотя и здесь
еще много серьезных
неясностей и несоответствий.
Лично я думаю, что
оптимальное решение проблем
морфогенеза и регуляций
формы лежит, возможно,
где-то между тео р и я м и
биологических полей и дис-
сипативных структур. Не
исключено, что эти
направления сольются.
В любом случае
самый верный путь — это
кропотливое, шаг за шагом
экспериментальное и
теоретическое исследование
проблемы. Я хотел бы
предостеречь и от
соблазнительного нигилизма:
например, отрицания
химических регуляторов роста
и морфогенеза. Конечно,
их действие должно еще
чем-то регулироваться, но
это не значит, что
химических регуляторов вообще
не существует.
И последнее. Термин
«биополе» ныне приобрел
антинаучный привкус: слово
«биополе» в ходу у
некоторых субъектов,
ничего общего с наукой не
имеющих. Отождествлять
их взгляды с научным
наследием крупных ученых
недопустимо. Чтобы была
ясна эта разграничительная
черта, я предлагаю не
употреблять
применительно к Вейсу, Гурвичу и
другим ученым термин
«биополе», который сами
они никогда не
использовали, а употребляли
словосочетание
«биологическое поле».
Доктор биологических
наук,
профессор
Л. В. БЕЛОУСОВ
92

Короткие заметки
Форель идет
по следу
Тонкий собачий нюх давно стал притчей
во языцех: собаки-ищейки ловят преступников,
находят тайники с наркотиками, выискивают
места повреждений подземных газопроводов,
распознают полезные ископаемые. Однако не
только собаки обладают острым обонянием
и даже не только одни обитатели суши: почти
все подводные жители тоже способны
ощущать «запахи» веществ, растворенных в воде
в крайне малых количествах. В частности,
чрезвычайно острым «нюхом» обладает
радужная форель, славящаяся своей любовью к
чистым источникам. Форель старательно избегает
загрязненных участков и, как выяснилось,
способна реагировать на вещества, содержание
которых в воде не превышает десяти нанограммов
на литр — такая концентрация получится, если
в автоцистерну, заправленную чистой водой,
бросить щепотку соли.
Все это представляло бы лишь
познавательный интерес, если бы в мозгу форели не
удалось обнаружить участки, ответственные за
распознавание запахов. Причем запахов веществ,
часто служащих опасными загрязнителями
водоемов — например, пестицидов и веществ,
содержащихся в сточных водах предприятий.
А по характеру электрических импульсов,
возникающих в обонятельном отделе мозга форели,
можно было судить и о том, какое именно
вещество содержится в воде, и о его
концентрации. Так возникла идея использовать форель
в качестве живого датчика загрязнений.
Эта интересная идея была реализована
французскими учеными, вживившими в голову
радужной форели электроды, соединенные с
миниатюрным передатчиком. Сигналы от
передатчика регистрировались приемником,
расположенным на берегу, и затем
расшифровывались с помощью ЭВМ. Результаты оказались
обнадеживающими: форель исправно
сигнализировала о присутствии в воде вредных
примесей, анализ которых с помощью обычных
приборов оказывается весьма затруднительным.
А так как передатчик весит всего около трех
грамм и не мешает форели, считается, что рыба-
ищейка сможет успешно работать не менее
двух лет, а то и более.
Если только не попадется на крючок
какому-нибудь удачливому рыболову...
Г. ГАЕВ
Какой урожай
лучше!
На одном сливовом дереве выросло
пятьдесят слив весом по двадцать грамм.
На другом — двадцать пять слив по сорок грамм.
И там кило, и тут. Спрашивается, какой
урожай лучше?
Оказывается, чем больше диаметр сливы
и соответственно ее вес, тем она вкусней. И
выгоднее: чем тяжелее плод, тем меньше, по
отношению к мякоти, вес косточки. Мало того,
пищевая ценность плодов тоже различается:
у маленьких слив содержание сухих веществ в
клеточном соке меньше. (Точные данные об
этих исследованиях опубликованы в журнале
«Садоводство, виноградарство и виноделие
Молдавии», 1982, № 9, с. 22—25.)
Теперь, если нам предложат выбрать,
мы смело отдадим предпочтение большим
сливам. Но как быть, если выбирать не приходится:
в саду поспел бесконечно большой урожай
бесконечно малых плодов? Может быть,
деревья — под корень, а на их место посадить
новые?
Нет, сад лучше пока не трогать. Размер
плодов на одном дереве колеблется год от году.
То много мелких слив, то крупные, но — мало.
Коэффициент корреляции, то есть, попросту,
зависимость между урожайностью в целом
и весом отдельных плодов колеблется от минус
0,84 до минус 0,99. А вот почему — сказать
трудно. И нет никакой гарантии, что новые деревья
дадут плоды хотя бы на грамм крупнее. Надо
сначала вывести такой сорт, плоды которого
постоянно будут заведомо крупными, а уж потом
заменять старые деревья.
До сих пор мы считали, что используем
в своих цел ях ценнейшее качество дерева:
способность плодоносить, то есть размножаться.
А теперь оказалось, что оно, наоборот, мешает
нам. Ведь для сливы лучше вырастить много
плодов с косточками — больше вероятность
оставить потомство. А для нас лучше бы получить
с дерева только один плод, зато большой и
тяжелый. И есть его было бы удобнее, и
консервировать.
Мудрый Лис из прекрасной сказки Сент-
Экзюпери говорил: нет в мире совершенства.
Но, может быть, селекционерам удастся найти
разумный компромисс?
Н. ПРОШИН
93

Короткие заметки
Тараканам
не по вкусу
Все когда-либо имевшие дело с
тараканами знают, насколько это противные насекомые и
что их невозможно вывести никакими
средствами. Уж больно они пронырливые и плодовитые.
Безуспешно с ними боролись наши бабушки и
дедушки — приманками с бурой; не могут с ними
справиться и современные инсектициды. Пред- '
лаг ал ось даже казнить тараканов электрическим
током, протягивая под плинтусом провод
высокого напряжения, но и эта техническая мера
оказалась неэффективной. Что же, так и
продолжать мириться со всякой нечистью? Конечно,
нет. Поэтому и не прекращаются попытки найти
какое-нибудь радикальное средство.
О последней попытке такого рода
недавно рассказал журнал «Science News» A982, т. 122,
№ 12, с. 183). Один химик как-то заметил, что
шеф-повар разбрасывал по ресторанной кухне
огуречные очистки. На недоуменный вопрос
шеф-повар ответил, что делает это для
отпугивания тараканов от кухни, которую как раз
собралась навестить санитарная инспекция. Химик
рассказал об этой истории своему коллеге,
который воспринял все вполне серьезно: он как раз
занимался тем, что пытался найти
вещества-репелленты, отпугивающие тараканов. Ведь есть же
репелленты, отпугивающие комаров и мошек,—
почему бы не искать такие же вещества,
неприятные насекомым других видов? В частности, он
пытался применять против тараканов, причем
вроде бы вполне успешно, обыкновенный
лавровый лист.
Проверив на лабораторных тараканах
огурцы, химик обнаружил, что и они вызывают у
тараканов желание скрыться подальше.
Исследователю удалось установить, что действующим
началом лаврового листа служит терпен цинеол,
а в огурце роль репеллента выполняет
альдегид т ранс-2-ноне нал ь. Вещества эти не особо
экзотические, и если их чудодейственные
свойства подтвердятся, то их можно будет
использовать и на практике.
Конечно, применять вместо инсектицидов
репелленты, да еще и совершенно безвредные
для человека, очень заманчиво. Но вот вопрос:
а куда денутся тараканы, убежавшие из вашей
кухни? Поэтому одними репеллентами все же
не обойтись, и поиск новых средств против
тараканов придется продолжать.

ороткие ч„^^
Веселит ли
улыбка
Когда-то популярностью пользовалась
теория, согласно которой внешние проявления
эмоций (например, выражение лица) сами по
себе способствуют возникновению
соответствующих переживаний. Иначе говоря, считалось,
что человек печален, потому что он плачет,
боится — потому что бежит. Отсюда родился
и призыв улыбаться всегда, при любых
жизненных обстоятельствах: дескать, улыбка поднимет
вам настроение, и дела пойдут на лад. Но это
чисто умозрительная теория. А что говорит
эксперимент?
Как ни странно, первая деловая попытка
проверить целительное действие улыбки была
сделана лишь в прошлом году.
Экспериментаторы отобрали большую группу студентов-
психологов и научили их поочередно изображать
либо радость, либо состояние испуга, либо
полностью расслабляться, либо сохранять обычное
выражение лица. А когда студенты вошли в
роль и по команде выражали разные душевные
состояния, экспериментаторы включали либо
тихий, либо сильный звуковой сигнал; студенты же
должны были субъективно оценить громкость
звука. Если тихий звук казался громким, а
громкий— тихим, то это служило свидетельством
эмоционального напряжения. Разумеется, при
этом фиксировались объективные показатели —
частота пульса и кожно-гальваническая реакция.
Опыты показали, что частота пульса и
кожно-гальваническая реакция менялись, когда
испытуемые изображали страх или радость.
Но значило ли это, что выражение лица
действительно сказывается на эмоциональном состоянии?
Оказалось, нет: на сделанных испытуемыми
оценках громкости звука никак не сказывалось
выражение лица. Из этого исследователи сделали
вывод, что происходившие изменения
объективных показателей были следствием лишь того,
что, изображая то или иное состояние, студенты
непроизвольно напрягались.
Так стоит ли сохранять радостное
выражение, даже если дела идут плохо? Видимо, стоит:
душевная твердость всегда вызывает сочувствие
окружающих, которое и может помочь
преодолеть неприятности.
Э. РУТЛААН
f Cc\ -»Г\^ - ^

^£&-ril.
S««W^r^:S
Читателям, приславшим зачетные работы по курсу «Эсперанто —
для хамиков>: Все работы без исключения проверены и зачтены',
если вы еще не получили обещанного аттестата, то получите в
скором времени.
А. Б. ИВАНОВУ, Алма-Ата: Чтобы сделать фосфорную кислоту
безводной, ее надо упаривать несколько часов (а еще лучше —
несколько десятков часов) при 32—38°С в вакууме, не более
2 мм рт. ст; после сильного охлаждения выпадут искомые
кристаллы.
С. СЫЧЕВУ, Ленинград: Осадок, состоящий из основных
карбонатов меди, лишь с натяжкой можно назвать малахитом, а вот
использовать этот осадок в химических опытах вместо малахита —
очень правильно.
А. В. АСТАФЬЕВУ, Мончегорск Мурманской обл.: Измерив
объем присланной вами шайбы (примерно 0,095 см3) и взвесив
ее A,87 г), выяснили, что плотность металла (около 19,5 г/см3)
и вправду близка к плотности вольфрама A9,3 г/см3), а
отклонение в 1% при таком исследовании вполне допустимо...
И. А. ЯСУШИНУ. Ряжск Рязанской обл.: Алюминиевую пудру
вполне можно использовать в составах для покраски крыши, в
частности в сочетании с лаком 177.
A. В. ЧУДИЛОВУ, Томск: Неудача, постигшая вас с
водоэмульсионной краской, которая стала отслаиваться, объясняется, по всей
видимости, тем, что краска при хранении была подморожена.
B. П. ВАСЯГИНУ, Якутская АССР: Ни серебряное, ни золотое
кольцо, опущенные в стакан с водой, не смогут уничтожить
находящихся в воде бактерий.
C. С. КУЗЬМИНОЙ, Ленинград: Поскольку вы убедились на
опыте, что костюм из велюра слишком быстро загрязняется и
что антистатик не помогает, то попробуйте гидрофобную
обработку — или в химчистке, или своими силами, с помощью
препарата «Гидрофоб».
Т. С. СЛИНЬКО, Ворошиловград: Как раз в Ворошиловградскои
области, в городе Северодонецке, разработано и выпускается
эффективное средство против слизней — препарат «метальдегид».
К. В. ВАСИЛЬЕВУ, Воронеж: Чтобы превратить эпоксидный
клей в шпатлевку, надо добавить к нему и размешать как следует
достаточное количество какого-нибудь мягкого инертного
наполнителя, скажем, мела, талька, зубного порошка.
Л. ДИЙЧАК> Киев: В малых количествах кремний содержится
в очень многих продуктах, поэтому при разнообразном питании
никаких забот с ним вроде бы не возникает.
С. В. БОНДАРЕНКО, Химки Московской обл.: Стандарт на
лимонную кислоту не оговаривает предельного срока хранения, а
легкая желтизна вполне допустима — если, конечно, сохранился
характерный кислый вкус.
А. А. Ш-ву, Ярославль: Во-первых, вред от курения молоком не
заглушить, а во-вторых, если, по вашему рассуждению, после
каждой сигареты выпивать по стакану молока, то не много ли
жидкости для тех, кто выкуривает в день по пачке?
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
В. Е. Жвирблис
(зав. отделом хим. наук),
М. Н. Колосов,
Л. А. Ко с тан до в,
В. С. Люба ров
(главный художник),
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. АА. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Л. А. Емельянова,
К В. Ефремов,
Ю. И. Зварич,
М. Я. Иванова,
А. Д. Иорданский
A. А. Лебединский
(художественный редактор),
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
B. Р. Полищук,
В. В. Станцо,
С Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
В. М. Адамова,
А. В. Астрин,
Г. Ш. Басыров,
Р. Г. Бикмухаметова
Корректоры
Л. С. Зенович, Л. А. Котова.
Сдано в набор 20.01.1983 г.
Т-05533.
Подписано в печать 11.02.1963 г.
Бумага 70 XI03 1/16.
Печать офсетная. Усл.-печ. л.
Усл.-кр. огт. 7854 тмс.
Уч.-изд. л. 11,4.
Бум. л. 3.0. Тираж 330000 экз.
Цена 6$ коп. Заказ 67
8.4.1
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29.
Ордена Трудового Красного Знамени
Чеховский полиграфический
комбинат ВО «Союэполнграфпром»
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чежов Московской обл.
©И:
1здательство «Наукам,
Химия и жизнь», 1983
96

Про редьку
«Барыня прислала сто рублей, что
хотите, то купите, да и нет не говорите,
черное и белое не называйте...»— помните
эту тихую детскую игру? Фокус был в том,
чтобы выбрать тему для беседы хитрую, но
не заковыристую, чтобы соперник, забыв
про осторожность, сам попался в сеть.
Поговорить, например, о шахматах (черное-белое)
или о любви и дружбе (да-нет)...
Вот еще одна верная и в то же время
незаезженная тема — про редьку. И в самом
деле, названный корнеплод бывает обычно
либо черным, либо белым (даже сорта есть —
Зимняя округлая белая и Зимняя округлая
черная). А отношение редко бывает
неопределенным. Не знаю, не уверен — так можно
отозваться об огурце, но не о редьке. С ней
все яснее: либо да, либо нет, либо с
удовольствием, либо духа ее не выношу.
Поговорим про редьку.
Может быть, не окажись в ней столько
горчичных масел, от которых слезы на глаза
и во рту жжение, мы бы относились к ней
с гораздо большим расположением. Да и
отчего бы редьке не доверять, если Сахаров
и белков в ней больше, чем в родной редиске
и двоюродной репе, а по калию, кальцию и
магнию она вообще не знает конкурентов среди
корнеплодов. Правда, витамина С могло бы
быть и побольше, но тем не менее
серьезная книга по биохимии овощей утверждает,
что «нарезанная редька, маринованная с
уксусом и солью и хранящаяся в воздухонепро-
ппцасмим tot уде, гложет считаться хорошим
источником аскорбиновой кислоты». Есть
сведения, что редька стимулирует синтез
витамина В, в организме, что она хороша против
простуды. Значит — да?
Только в детских играх можно быть
столь категоричным. Ни с того ни с сего
поговорок не выдумывают, а следовательно,
выражение «надоел хуже горькой редьки»
несет объективную информацию. Значит — нет?
Но если эту поговорку слово в слово
перевести, скажем, японцу, он ее или не
поймет вовсе, или воспримет с недоумением: ишь
чего выдумали! Ибо для жителя Восточной
Азии редька — совсем не горький овощ.
Японцы же относятся к ней с особым
пиететом, поскольку на их островах она ходит в
главных овощах и составляет прямую
конкуренцию картошке. Сорт Сакурадзима с
огромными, до 16 кг, сладкими корнеплодами,
выращиваемыми, между прочим, на
вулканических почвах,— этот сорт в книге Н. И.
Вавилова «Селекция как наука» назван среди
шедевров мировой селекции.
Кстати, и у нас в стране,
преимущественно в Средней Азии, выращивают сладкие
редьки, например, многим известную марги-
ланскую — не белую и не черную, а вовсе
зеленую. Именно такие, в прямом смысле
диетические, редьки, почти не содержащие
горчичных масел (ранняя называется лоба,
поздняя — дайкон), могли бы, считают
специалисты, вывести редьку в первые овощные
ряды. Однако, если взять да и посеять семена
заведомо сладких и вкусных редек, из этого
вряд ли выйдет что-нибудь путное. Это
морковку одну и ту же где только ни встретишь,
а редька приспосабливается плохо, да и по
составу такой бывает разброс — только диву
даешься. Словом, непластичный вид. Что ж, тем
почетнее задача для селекционеров...
Итак, в конце концов — да? Безусловно!
Черная ли, белая ли, круглая ли, вытянутая —
все едино: если нет явных противопоказаний,
если она вам по вкусу и по нутру — да, да и
да. Что бы там ни сказала сто рублей прислав-

Вам не жмет!
Двести лет назад голландский анатом
Петрус Кампер заметил, что «ноги наши
портятся с того момента, когда мы
начинаем ходить». Обувщики не преминут
добавить: ничто так не портит ноги, как
неправильно подобранная обувь. А житейский
опыт подсказывает: сапоги или туфли
прежде всего должны быть впору. Модельеры
даже ввели темин «впорность» и считают
S
22 <=>
т * ю
*■** о
w .— -
«е х се « л
4Z0» 4х
xxlxU
'//*
-'/?
щ
W
этот показатель для обуви главным. Чаще
всего страдают от тесной обуви дети —
они быстро растут — и женщины — потому
что стремятся выглядеть изящней.
После столь затянувшегося
вступления перейдем к рассмотрению вопроса,
который волнует всех: что происходит,
когда обувь не впору, тесна. Жмет —
уверенно ответит каждый. А вот как
отвечает на этот вопрос обувная наука.
В научно-исследовательской
лаборатории Общесоюзного Дома моделей обуви
(под руководством кандидата технических
наук Д. Е. Медэерян) было предпринято
такое исследование. Два десятка
добровольцев (с типичными, без анатомических
отклонений стопами) надели точно
подогнанные по размеру туфли, удобные, для
повседневной носки. В каждой туфле были
спрятаны три датчика давления: один —
в толще задника, дв а — в стельке, под
мизинцем и большим пальцем. Следуя
,указаниям экспериментатора, испытатели
с минуту стояли на месте, а потом делали
несколько шагов, причем каждый шаг
записывался иа осциллографе. По
осциллограммам (они на рисунке) было нетрудно
определить давление обуви на стопу.
Оказалось, что и в туфлях по ноге это давление
довольно велико: показание заднего
датчика 5 кг/см2, боковых — до 5 иг/см2 (под
мизинцем) и 20 кг/см2 (под большим
пальцем). Однако добровольцы никаких
неудобств ие испытывали и считали, что обувь
им впору. Но это было только начало
исследования.
В иаждой новой серии испытаний
добровольцы надевали все более и более
тесную обувь. Сначала уменьшали длину
туфель (на 1, 2, 3 мм), потом и полноту
(на 3,6; 6,2; 8,8 мм). Давление в обуви
при этом нарастало. В первом случае —
до 7; 12,2; 14,9 кг/см1. Во втором — до
31,3; 36,5; 41,6 кг/см2. В иоице концов
обычная удобная обувь превратилась для
испытуемых в настоящий испанский сапог —
ступать, даже просто стоять стало
нестерпимо больно.
Впрочем, и при незначительной «ие-
впорности» туфли становятся неудобоно-
симыми: сдавливаются сосуды стопы,
нарушается ировообращение,на ходьбу
затрачивается лишняя энергия, поэтому
подымается температура стопы, человек быстро
устает.
Всего этого вполне достаточно, чтобы
безоговорочно согласиться со старой
русской послов ицей: в ел ик сапог на ноге
живет — а мал сапог под лавкой лежит.
Ч*сссшисе#4<£ ?и?ихг?7Ш, <£у&и.