Текст
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1973
ёо
.Ъ№Щ,


Так выглядела в начале XVII века аптека. Многими из лечебных средств, уже тогда применявшихся врачами, мы пользуемся и сейчас. Но прежде чем получить одобрение научной медицины, они должны были пройти тщательную проверку: нужно было убедиться, что они не только полезны, но и не оказывают нежелательного побочного действия. Такой же проверке подвергаются и все новейшие препараты. И иногда оказывается, что лекарство хотя и излечивает от болезни, но при этом вызывает в организме какие-то серьезные нарушения. Многие врачи считают, что именно так обстоит дело с витамином С, которым известный американский химик Л. Полинг недавно предложил лечить простуду. О лечении по методу Полинга и о том, к чему оно может привести, рассказывается в статье «Профессор Полинг, простуда и витамин <гС> и в комментарии к ней профессора В. В. Ефремова.
химия и жизнь Что мы пьем Проблемы и методы современной науки Болезни и лекарства Гипотезы Литературные страницы Как делают вещи и вещества Земля и ее обитатели Новости отовсюду Клуб Юный химик Библиотека Словарь науки Консультации 38 41 44 49 53 54 56 60 70 74 80 82 88 89 90 94 96 6 Проблемы и методы 2 современной науки Последние известия 7 Интераью 8 Экономика, производство 12 В лабораториях зарубежных 16 ученых 18 Информация 19 И химия — и жизнь! 20 24 26 Новые заводы 29 Элемент № ... 30 Интервью 36 Г. Л. АВРЕХ, Е. Б. ЦЫРКИН. Как разговорить молчаливого сотрудника Что нам готовит грядущий день? О. АЛЕКСЕЕВ. Новый способ синтеза белков Г. И. МАРЧУК. Необходимо для прогресса... Л. МЕЛЬНИКОВА. Белок из газа A. А. ШАМШУРИН. Профессор Полинг, простуда и витамин С B. В. ЕФРЕМОВ. Возможно побочное действие! Я. ЧУГУНИН, О. ЮГАНОВА. Биологическая защита... Восемь заметок о конкретных делах В. В. ГЕРАСИМОВ. Токи, блуждающие под землей A. И. НЕДЕШЕВ. Стройки Зимы и Явана B. Н. КОСЯКОВ. Амернций Д. СМОЛЕНЬСКИ. «В наших изделиях будет заключен максимум научно-технической мысли» B. В. СТАНЦО. ...Иногда — польские меды A. Ф. ПОЖАРСКИЙ. Игра в молекулы... C. А. СЕВЕРНЫЙ. Поймать нейтрино К. БУРОВИК. Обед в потоке, или поток обедов С. СТАСОВ. Ультразвук в операционной Ф. Ф. ДРАГЕЛЬ. Боль —аити- боль B. ХОТЯНОВСКИИ. Космическая почва на Земле Север ГАНСОВСКИИ. Часть этого мира А. Л. КОЗЛОВСКИЙ. Простой карандаш Н. НОСКОВ. Мудрые симпатии зверей А. Г. ЛАПЧИНСКИЙ. Кирпичики, из которых построены кости Наш язык — язык науки Т. АУЭРБАХ. Найлоиовый век К. САМОПАНЩИКОВ. Не боги горшки обжигают Без меда в старину не обходилось ни одно праздничное застолье. В наши дни отличными медовыми винами славится Польша. НА ОБЛОЖКЕ — рисунок к статье «„.Иногда — польские меды» ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР Июнь 1973 Год издания 9-й Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К. Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. М В. А. О. О. д. В. с. т. В. г. А. Е. д. и. м. н. в. ф. А. Володин, Гуревич, Жвнрблис, Иорданский, Коломийпева, Либкин, Осокина, Станцо, Старикович, Сулаева, К. Черникова © «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», IS73
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Г. Л. АВРЕХ, Е. Б. ЦЫРКИН КАК РАЗГОВОРИТЬ МОЛЧАЛИВОГО СОТРУДНИКА ЭКСПЕРИМЕНТ С АТТЕСТАЦИЕЙ НАУЧНЫХ ИДЕЙ В одном отраслевом институте стало плохо с научными идеями. Сотрудники только тем и занимались, что доделывали начатое несколько лет назад. А программа на будущее — план поисковых работ был бедный, как меню станционного буфета. Конечно же, такой план не устраивал институт. Но где взять хорошие идеи? Только у своих же сотрудников... ДВА ПОДХОДА К РУКОВОДСТВУ Говорят, что управление научными исследованиями состоит в том, чтобы направлять поток идей в нужное русло. В нашем случае требовалось такой поток создать. Любой наблюдательный руководитель знает, что его подчиненные стихийно делятся на тех, кто выдвигает идеи, и на исполнителей. Но разве есть гарантия, что не сам руководитель их так распределил: Иванов, дескать, может, а Петров, увы, нет. А вдруг у Петрова идей в голове даже больше, чем у Иванова, только он их почему-то не высказывает? Чтобы знать конкретные причины молчания потенциальных носителей идей, надо бы иметь в институте психолога. Однако в химических институтах психологи не работают. И бремя забот о перспективном плане лежит на плечах химиков и экономистов. Им, конечно, нелегко вникнуть в тайны упорно молчащих сотрудников, но кое-что осмыслить все же можно. В институте есть достаточное количество «генераторов» идей. Вообще-то есть два подхода к руководству. При первом сотрудникам объясняют, что они должны делать и как, изобретают системы проверки, наказаний и поощрений. Так можно научить сотрудников своевременно отвечать на письма, но так нельзя научить выдвигать идеи. В этом тонком деле более приемлем другой путь. Суть его — в создании обстановки, которая даст сотруднику возможность проявить инициативу. ЦЕЛЬ — ДЕЙСТВИЕ — РЕАЛИЗАЦИЯ Утверждают, что человек действует (Д), если он уверен в полезности цели (Ц) и убежден в возможности ее реализации (Р). Вот формула, заимствованная из специальных книг: Д=(Ц-Р). В нашем случае Д — это высказывание идеи вслух (причем не в кругу семьи, а перед руководством института). Человек бездействует, если хотя бы один из сомножителей равен нулю. Но может ли равняться нулю Ц? Ведь всякий носитель идеи убежден в ее полезности. Это так, но параметр Ц сборный. Он включает полезность идеи не только для организации в целом, но и для самого сотрудника. Вряд ли возможно назвать все причины, по которым тот или иной сотрудник считает, что для него Ц близко к нулю. Вот одна из них, очень распространенная, — ущемление авторского самолюбия. В отраслевых институтах идеи, высказанные Ивановым и Петровым, нередко трансформируются. Они превращаются в идеи лабораторий и целых отделов. «Быть знаменитым некрасиво», но, согласитесь, обидно, если ты высказал дельную мысль, а тебя забыли при патентовании. Сотрудник будет продолжать генерировать идеи (иначе он не может), но станет ли он их высказывать? Теперь о параметре Р — возможности реализации. Применительно к только что высказанной, свежей идее реализация означает проверку идеи и включение ее в план. Однако все это настолько мало зависит от автора идеи — рядового сотрудника, что Р обычно оценивается невысоко. Руководитель стремится даже в план поисковых исследований включать «верные» темы (и его можно понять). Чтобы Ц и Р стали весомыми величинами, нужно дать авторам идей по меньшей мере три гарантии: 1) идеи будут обсуждены; 2) за авторами сохранят приоритет; 3) их не поднимут на смех, если идея окажется абсурдной. 1* 3
ПОСРЕДНИК! Нужен объективный и доброжелательный посредник между молчаливыми сотрудниками и планом поисковых исследований. Этот человек должен быть знаком с химией, но не настолько, чтобы делать в ней открытия: иначе ему трудно будет сохранить объективность. А кроме того, останется, пусть и очень малый, риск, что посредник захочет стать соавтором. Проще всего отыскать такого посредника в экономических лабораториях. Экономисты в химическом НИИ обязаны разбираться в основах химической технологии (во всяком случае, на инженерно-экономических факультетах они в свое время слушали соответствующий курс). Новых технологий экономисты не придумывают, так как достаточно заняты лучшим использованием уже известных, и значит «безопасны» для самых мнительных сотрудников. Поскольку весь эксперимент ведется на общественных началах, то и работа посредника общественная. Правда, выполнять ее придется и в рабочее время... Первым делом посредник беседует с сотрудниками, обязательно с глазу на глаз. И если он сумеет дать им требуемые гарантии, то к нему непременно придут с идеями. Устные заявления не принимаются — идея должна быть отпечатана на машинке. Посредник присваивает идеям номера, он сознательно обезличивает их перед тем, как отдать экспертам. (Объективность вообще-то достижима и при гласности, но при аттестации идей лучше соблюдать инкогнито, чтобы автор, потерпевший фиаско, не свел все к личным симпатиям и антипатиям.) КАК ПОСТУПАЮТ С ИДЕЯМИ Идеи передают экспертам. Посредник просит одного, любого, сотрудника назвать несколько лиц, достойных, по его мнению, войти в число экспертов. А затем каждому из названных посредник задает тот же самый вопрос. Он должен опросить буквально всех, чьи фамилии хотя бы раз упоминаются при таком опросе. При этом одни фамилии упорно повторяются всеми, другие всплывают эпизодически. В число экспертов войдет лишь тот, кто наберет не меньше 70% голосов. («Тут многое откроется», как сказано в одной классической трагедии. Например, как относятся сотрудники одного и того же уровня друг к другу, к признанным ранее авторитетам. Но это побочный результат опроса.) Посредник вручает каждому эксперту обезличенные идеи молчаливых сотрудников, и эксперт дает им оценки, выбирая их из набора стандартных решений. Он определяет следующее: возможность осуществления («да, нет»), степень оригинальности («оригинально, не оригинально, частично оригинально»). Затем дает рекомендации: сразу использовать идею для плана поисковых работ, экспериментально проверить в такой-то лаборатории, отдать идею на суд экономистам, заслушать автора на совете экспертов, использовать идею в качестве темы для аспирантской работы, признать идею вовсе не пригодной. Посредник складывает все оценки и возвращает суммарные результаты экспертам. Тот, чье мнение расходится с мнением большинства, либо меняет точку зрения, либо настаивает на своем. Нескольких туров достаточно, чтобы ликвидировать противоположные оценки. Эксперту-одиночке трудно: либо он гений, либо мало сведущий человек. Вся эта система несколько громоздка, но она объективнее, чем категорические «да» или «нет» какого-то одного, пусть и заслуженного, авторитета. Что же потом? Потом руководство института, раз оно согласилось на эксперимент, проводит в жизнь рекомендации экспертов. Правда, может случиться так, что стоящих идей окажется слишком много для института. Расширить институт до творческого уровня его сотрудников нелегко; но почему бы не передать часть идей на сторону, в родственный институт, где эксперимент не проводился, предварительно оговорив, конечно, авторские права? ОТ СЛОВ К ДЕЛУ До сих пор речь шла о химическом институте вообще. Один вполне реальный НИИ, чей план поисковых работ выглядел вполне достойно, такой эксперимент тем не менее провел. (По просьбе участников эксперимента институт назван не будет.) Результат: за год получено более 70 предложений от 28 авторов, многие из которых принадлежали к когорте молчаливых. Конечно же, цифры хороши тогда, когда их можно сопоставить с другими цифрами—а что было в прошлом и позапрошлом годах? Однако здесь поступить подобным образом невозможно: прежде никто идей не считал... Теперь будут. Среди авторов на первом месте старшие научные сотрудники — кандидаты наук A0 че- 4
ловек). Дглее идут 8 сотрудников без ученых степеней и 5 младших научных сотрудников — кандидатов наук. Высказали свои идеи через посредника и 5 заведующих лабораториями. А вот кто вошел в число экспертов: 6 заведующих лабораториями и 7 научных сотрудников— кандидатов наук E старших и 2 младших). При создании группы экспертов назывались также фамилии нескольких профессоров, но их пощадили: уж больно они заняты в отраслевых институтах. Семьдесят идей — неплохо для начала, если даже четверть из них стоящие. Есть хорошая тематика на завтра, есть чем заняться аспирантам и нет обиженных: идеи отклонялись или принимались уважаемыми людьми и к тому же коллегиально, авторство зафиксировано 1978: Автомобильные выхлопные газы, не загрязняющие среду. 1980: Исследование химических реакций с помощью ЭВМ. Твердотопливный ядерный двигатель. в патентной службе. И раз нет обиженных, ничто не мешает той атмосфере, которую принято называть творческим климатом. Мы далеки от мысли, будто изложенный метод есть панацея от творческого застоя (хотя, конечно, как люди, причастные к эксперименту, всячески ратуем за этот метод). Вполне возможно, что дело, удавшееся в отраслевом институте, окажется бессмысленным в академическом учреждении. Словом, нельзя заранее сказать, как в том или ином конкретном научном коллективе создать условия, при которых интересы общества максимально совпадали бы с интересами носителей идей. А ведь в этом и состоит суть эксперимента. ЭВМ, выдающие данные для управления технологическими процессами. Автоматическое многостороннее медицинское обследование. Эффективные и безопасные средства контроля рождаемости. Обнаружение дефектов внутриутробного развития. Послесловие, оно же предисловие: БУДЕМ ФИКСИРОВАТЬ ИДЕИ Итак, предложенный способ — не единственный. Из других более всего распространена, пожалуй, мозговая атака, она же коллективная генерация идей. Собирают вместе знатоков какой-нибудь проблемы, приглашают «смежников» (скажем, к химикам — математиков, у которых по любому математически описываемому поводу нередко возникают весьма полезные мысли). И предлагают собравшимся высказываться. При этом все идеи, даже те, которые кажутся, мягко говоря, необычными, обязательно фиксируют. Неизвестно, что именно может пригодиться в будущем, но в любом случае вспомнить легче, чем заново создать. Здравый смысл, к которому все мы время от времени апеллируем, есть зачастую всего лишь сегодняшняя точка зрения. Иногда он фильтрует предложения так, что перспективные идеи отбрасываются. Между тем многие химические процессы, которые только сейчас находят применение, основаны на идеях, высказанных двадцать — тридцать лет назад и казавшихся в то время странными — естественно, с позиций здравого смысла... Надо фиксировать все идеи, высказанные сведущими людьми,— так же, как при коллективной генерации. И не только в протоколах и в патентной службе, но и в популярных журналах. В «Химии и жизни» для этого тоже есть подходящие рубрики... Идеи, предложенные вчера и сегодня, еще ждут своего часа. Когда он наступит? По этому поводу высказываются компетентные эксперты и строятся фундаментальные прогнозы. Выдержки из одного такого прогноза, напечатанного в журнале «Chemical Engineering» A972, № 26), мы предлагаем вашему вниманию, не ручаясь, конечно, за его достоверность н точность. Обратите внимание: прогноз построен не только на реальных современных достижениях, но и на идеях, к детальной разработке которых еще никто не приступал. ЧТО НАМ ГОТОВИТ ГРЯДУЩИЙ ДЕНЬ? 5
1982: Электронные источники света. Негорючее, немнущееся, незагрязняющееся искусственное волокно, полностью имитирующее природное. 1983: Газотурбинные автомобили. 1984: Волокна, меняющие цвет. Оконное стекло переменной прозрачности. 1985: Автомобили из пластмасс. Прочный плоский телевизионный кинескоп. Применение обучающих машин. Синтетическая пища. Лекарства для предупреждения или лечения рака. Использование ферментов как катализаторов в некоторых химических производствах. Горнорудные комплексы по добыче металлов из низкосортных, но обширных залежей. Получение пластмассовых изделий непосредственно из мономеров, в одном технологическом процессе. 1987: Производство газа, заменяющего природный. Проектирование предприятий, не загрязняющих среду. 1988: Дешевые пластмассы, легче и прочнее металлов. Применение ЭВМ в быту. Эффективные средства для регулирования веса и аппетита. Централизованное хранение человеческих органов для трансплантации. 1990: Экономичное опреснение воды. Промышленное получение из нефти белка, используемого в пищу. Надежный тридцатидневный прогноз погоды. МГД-генераторы. Электромобиль. Временное заселение базы на Луне. Ракеты на ядерном топливе. Голографические трехраз- мерные телевидение и кино. Искусственные органы человека с электронными элементами. Использование лазеров и ультразвука для добычи горных пород. Контролируемое расслабление и сон. Биохимические препараты для лечения душевнобольных. 1995: Разработка полезных ископаемых на дне океана. Полет человека на Марс. Автомобили с атомным двигателем. Бесшумный самолет. Добыча металлов растворителями. Эффективная иммунизация против микробных и вирусных заболеваний. Пересадка ядер в клетки человеческой ткани. Искусственное зрение для слепых. Электронная связь с мозгом. 1998: Биохимический топливный элемент. Съедобные, питательные полимеры. Искусственный заменитель крови, переносящий кислород. 2000: Постоянная база на Луне. Химические методы улучшения памяти. Атомные двигатели на железнодорожном транспорте. Криогенные кабельные системы. Наручные телевизоры. Постоянные автоматические станции на соседних планетах. Безопасный автомобиль. Химическое регулирование процессов старения. Химическое регулирование некоторых наследственных характеристик на молекулярном уровне. Эффективный иммунитет против радиации. Управляемый термоядерный синтез. 2010: Лекарства для постоянного повышения уровня интеллекта. Анабиоз человека. Движущиеся тротуары. Модель человека для изучения болезней и проверки лекарств. 2015: Создание примитивных форм искусственной жизни. Биохимическое стимулирование роста новых органов человека. 2020: Управление погодой над большими районами. Куполообразные города из пластмасс. 2025: Регулирование пола человека. Использование ракет в общественном транспорте. 2040: Промышленный термоядерный реактор. 2060: Подводные пластмассовые города. 6
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ НОВЫЙ СПОСОБ СИНТЕЗА БЕЛКОВ Предложен принципиально новый, высокоэффективный способ синтеза пептидов, основа которого — разделение продуктов реакции фильтрованием через полупроницаемую мембрану. Одним из самых заметных достижений современной синтетической химии был изобретенный в 1963 году профессором Р. Б. Меррифилдом (США) твердофазный синтез пептидов. С помощью этого метода удалось искусственно синтезировать фермент рибонуклеазу и другие белки. Успех Меррифилда был отмечен Нобелевской премией. Основная идея метода — присоединение исходной аминокислоты, а вслед за ней и всей строящейся пептидной цепочки к нерастворимому носителю, например к б ам полистирола. Это позволяет очень просто выделять синтезированный белок из реакционной смеси. Смесь разделяют обыкновенным промыванием: белок, прикрепленный к бусам, остается в осадке, а растворимые примеси легко удаляются. Метод твердофазного синтеза разрешил главную трудность, с которой сталкивались до сих пор химики, ведя синтез белка в растворе: очень сложно отделить готовый продукт от полупродуктов, например изолировать пептид в 20 аминокислотных остатков от предшествующего ему 19-аминокислотного фрагмента. И все же, при всей простоте твердофазного способа, он не получил широкого промышленного применения. Дело в том, что на промежуточных стадиях синтеза белка накапливаются ошибки в последовательности аминокислот, и безошибочным оказывается только синтез коротких пептидов. Кроме того, присутствие бусинок нерастворимого полимера, способного вступать в побочные реакции, ограничивает выбор растворителей. Есть препятствия стерического (пространственного) характера: к бусине трудно присоединять первую аминокислоту, соседство гидрофобной бусины вызывает иногда денатурацию белка. Недавно удалось сделать новый, принципиальный шаг в белковой химии. Об этом сообщил журнал «Nature» A972, т. 237, № 5357, стр. 512). Исследователи из Тюбингена (ФРГ) Э. Байер и М. Мут- тер предложили присоединять исходную аминокислоту не к твердой бусинке, а к какому-нибудь растворимому высокомолекулярному носителю. Например, к крупной молекуле полиэтиленгликоля или поливинилового спирта. Что это дает? Реакция теперь идет в растворе, и стеричесчие препятствия отсутствуют. Устраняются и прочие трудности, сопутствовавшие твердофазному синтезу. Но как же решается главная задача, как отделяется синтезированный пептид от исходных реагентов и примесей? Оказывается, очень просто, и в этом изюминка метода. Достаточно профильтровать смесь через мембрану, поры которой пропускают примеси, но задерживают молекулы полиэтиленгликоля (или другого высокомолекулярного растворимого носителя). Вместе с полиэтиленгликолем на фильтре собирается чистый продукт, пептид, ковалентно присоединенный к носителю. Авторы работы использовали в качестве фильтра мелкопористую мембрану типа Diaflo. (Эти мембраны широко используются сейчас в молекулярной биологии для разделения смесей.) Так впервые удалось собрать воедино преимущества всех известных ранее принципов синтеза белка. Новый метод, названный жидкофазчым, станет, очевидно, промышленным. Ведь он почти не дает потерь. В модельном синтезе пентапептида потери составили меньше одного процента. При этом удалось получить продукт стопроцентной чистоты. Новый метод позволяет вести как ступенчатый синтез с последовательным наращиванием пептидной цепочки, так и синтез конденсацией фрагментов, когда длинная полипептидная цепь строится из коротких блоков. В связи с появлением нового метода хотелось бы обратить внимание химиков-синтетиков на интересный и практически очень важный объект работы. Недавно эндокринологи выделили два новых низкомолекулярных гормона, способных резко ускорять рост и развитие животных и человека, о чем сообщалось в майском номере «Химии и жиэни». Эти новые гормоны роста — из них особенно интересен соматомедин — доступны для крупномасштабного синтеза, особенно если вести его рассмотренным здесь жидкофазным методом. Объединение двух новейших достижений химии и эндокринологии оказало бы неоценимую услугу не только медицине, но и животноводству. О. АЛЕКСЕЕВ 7
ИНТЕРВЬЮ НЕОБХОДИМО ДЛЯ ПРОГРЕССА... О новосибирском Академгородке известно из прессы, что доктора и кандидаты наук там не носят галстуков, белки бегают по улицам, а студенты-второкурсники запросто решают академикам задачи по математике. Многое из этого верно, однако не экзотика определяет интересы и проблемы сегодняшнего Академгородка, научной столицы Сибири. И поэтому, в некоторое нарушение традиций, мы решили в беседе с заместителем председателя Сибирского отделения АН СССР академиком Гурием Ивановичем МАРЧУКОМ вопросов экзотики не касаться. 8
Г. И. Марчук: Что такое научно-технический прогресс? Некоторые товарищи, в том числе, к сожалению, журналисты, склонны понимать под этим чисто технические усовершенствования. А слово «научно» придается, как они думают, больше для солидности. Это — наивное представление, и прежде всего я хочу подчеркнуть значение фундаментальных исследований и влияние их на производство. Чем же и в какой мере должна заниматься академическая наука? У нас в литературе и прессе фигурируют в основном два ответа на этот вопрос — две крайности, причем обе неправильные. Первая крайность утверждает, что академическая наука должна быть «чистой», должна заниматься только теоретическими исследованиями, не связанными с практическим приложением, а реализацией научных достижений должны заниматься министерства и отраслевые институты. Вторая крайность требует обратного: наука должна непосредственно и как можно быстрее воздействовать на технику, на народное хозяйство, поэтому де в основном надо развивать прикладные исследования, а остальное подождет... Опыт Сибирского отделения Академии наук СССР говорит о том, что обе эти крайности неприемлемы. Фундаментальные исследования, как правило, незримо подпирают всю науку. Однако красна наука приложениями — когда они овеществленными выходят из цехов. Поэтому самое верное и главное — найти гармоническое, естественное для нашего времени сочетание фундаментальных и прикладных исследований. Корр.: Гармоническое или даже естественное — это очень широкое определение. Поясните, пожалуйста, что вы под этим понимаете. Г. И. Марчук: Соотношение между средствами, которые мы отпускаем на фундаментальные исследования и на прикладные, примерно 6:4 или 7:3. И эти 40 или 30 процентов затрат на «практическую науку» дают эффект, который полностью окупает все расходы Сибирского отделения. Это и есть то гармоническое сочетание, которое мы нащупали и теперь директивно проводим в жизнь. Корр.: Почему же директивно, если это естественное сочетание? Г. И. Марчук: Потому что такова, если хотите, диалектика времени. Или, проще, времена меняются. Хорошо известен лозунг первых лет Сибирского отделения, выдвинутый академиком М. А. Лаврентьевым: развитие науки в Сибири должно основываться на трех китах: фундаментальные исследования, их приложения и подготовка кадров. Вторую часть этого лозунга многие не принимали всерьез, желая заниматься только «чистой наукой». И приходилось почти силовыми приемами записывать в планы: столько-то вы должны заработать денег и покрыть часть расходов из бюджета. Тогда в Сибирском отделении было круглым счетом две тысячи научных работников, а научно-исследовательских работ по плану было тысяча, то есть в среднем один^два человека вели какое-нибудь исследование. Прошло десять или двенадцать лет. В нашем плане числится всего 250 работ, но ими заняты 10000 научных сотрудников. Нет такой крупной темы, которой занимался бы один институт. Как правило, их от трех до десяти, и они решают комплексные проблемы, которые записаны в государственном плане. Произошло громадное изменение, произошла колоссальная концентрация усилий. Мы сами, президиум Сибирского отделения, считаем: концентрация науки — это крупное достижение, это этап формирования самой науки. Еще следует подчеркнуть, что связь с народным хозяйством стимулирует постановку таких научных проблем, которые потом, когда над ними начинают работать, оказываются фундаментальными. Именно в этой обратной связи проявляется ценность прикладных исследований для развития фундаментальных. И теперь уже никого не приходится уговаривать заниматься прикладной наукой. Наблюдается даже обратный эффект: президиум Сибирского отделения начинает бороться с теми руководителями, которые стараются превысить нашу более или менее естественную норму прикладных работ. Мы им директивно разъясняем, что это нанесет вред фундаментальным исследованиям, а этот вред будет для науки непоправимым... Корр.: Концентрация усилий тысяч исследователей, о которой вы говорите, предполагает существование еще одной проблемы — производительности труда самих ученых, научных коллективов. Ваше мнение об этой проблеме? Г. И. Марчук: Я хотел бы назвать три главных средства для повышения производительности труда в науке. Во-первых, научное приборостроение. Для научных экспериментов сейчас строятся сложнейшие установки. Ставятся сотни опытов, чтобы выбрать ту крупинку, то зерно, ради которого все это сооружено. И если вы распола- 9
гаете прибором с разрешающей способностью в десять раз большей, или если физические принципы вашего прибора дают более точное измерение некоторого явления, значит вам в десять раз меньше надо измерять, значит в десять раз быстрее вы нащупаете то, что ищете. А без хороших приборов производительность труда ученого не может быть высокой. И поэтому научное приборостроение есть важнейшая часть научно-технического прогресса. Второе важнейшее средство — автоматизация эксперимента, всего исследования. И это тоже вещь для большинства уже очевидная. И, наконец, третье важнейшее средство — математизация. Математическое моделирование физических, химических, биологических процессов, даже социальных процессов, становится совершенно обычным и необходимым приемом научного исследования. Давайте начнем чуть издалека и посмотрим, как сегодня проектируют дом, самый обыкновенный дом. Лет, наверное, сто или даже двести существуют конструкторские бюро и организации доконструкторского периода, которые проектируют дсма. Спрашивается: зачем на этом деле сидят двести-триста тысяч людей? Почему нельзя заложить все справочники в электронно-вычислительную машину и на языке, с помощью которого можно с ней общаться, сказать, что вот здание нужно построить такое-то? А машина должна выдать проект — готовые расчеты и графики. Это не фантастика, а серьезная проблема техники, прозаически называемая автоматическим проектированием. Оно возможно только тогда, когда конструктору, архитектору, химику дан способ вмешиваться в сам процесс переваривания машиной ее математической программы. И такое устройство уже существует, оно выглядит как обычный экранный пульт, как телевизор. ЭВМ рассчитывает, например, дом, и на экране как бы строится дом, то есть он выводится в разных ракурсах на этот экран. Вы можете повернуть его как угодно, осмотреть со всех сторон, внутрь залезть, взять любой размер, любой показатель. Архитектор берет так называемое электронное перо и, прикасаясь им к экрану, исправляет изображение — рисует, скажем, овальный зал заседаний. После этого он требует (возможно, это выражается нажатием кнопки), чтобы машина все пересчитала: прочность, тепловые характеристики и так далее. И на экране появляется тот же дом, но уже со всеми изменениями, необходимыми из-за нашего овального зала. Машина и человек, кооперируясь, информируя друг друга, очень быстро приходят к окончательному проекту — дома, парохода, технологического процесса, вычислительной машины... Корр.: Давайте остановимся на предпоследнем — это ближе к тематике «Химии и жизни». Г. И. Марчук: Хорошо. Если сегодня каталитический реактор для крупного комбината, производящего, скажем, серную кислоту, удается спроектировать методом математического моделирования в нашем Институте катализа в два или три раза быстрее, чем раньше, то это значит, что математика дает огромную прибыль, потому что результат научного исследования быстро реализуется в промышленном продукте. Но пойдем еще дальше: математизация самого научного поиска, самого исследования. Сейчас появляется примерно сто тысяч новых химических соединений каждый год. Кто- то сказал по этому поводу, что уже легче открыть что-нибудь заново, чем отыскать в каталогах. Но что это значит — переоткрыть? Это значит снова затратить интеллект, пони- \ зить производительность труда ученого. Так возникла проблема, которую взялись решать на основах кооперации Институт органической химии и Вычислительный центр Сибирского отделения. Задача представлялась следующим образом: давайте в электронно- вычислительную машину введем всю информацию о спектрах веществ. Но что значит ввести? Спектров много, информативность их разная; надо было развить целое научное направление, называемое эвристическим программированием, распознаванием образов. В конце концов математическая часть задачи была решена, и в машину записали 100 тысяч спектров соединений, изучаемых одной из важных областей химии. Чтобы узнать, имеется ли в памяти машины искомое соединение, нужно набить две перфо- карточки и вставить их в читающее устройство. Тогда машина, осмотрев все и сравнив ваш вопрос с тем, что имеется в ее архиве, отвечает — есть такое соединение или нет. Чтобы идентифицировать по спектрам то или иное соединение самому, научному работнику приходилось обычно тратить до трех месяцев, а машина выдает эти сведения за две минуты. Колоссальный акселератор повышения производительности труда ученого! Сейчас мы обслуживаем этой программой множество организаций, и случаи, конечно, бывают всякие. Однажды в научно-исследовательском институте было открыто некое новое ю
соединение. Открытие было явно нетривиально — в каталогах соединений, которые они исследовали, ничего похожего не было. Свойства нового соединения тоже были очень странными. Приблизительно через полгода эти товарищи приехали со своим нераспознанным веществом в Академгородок. Сделали спектрограмму. Вставили карточки в вычислительную машину. И она выдала ответ:, клей БФ... Вы скажите — курьез? Корр.: Может быть... Г. И. Марчук: Разумеется, клей БФ — это курьез, но ведь это и результат: устранена заурядная, отнимающая силы и время неясность. Вообще же говоря, проделана огромная работа, которая завершилась тем, что в Сибирском отделении АН СССР создан центр информационной химической службы, который может обслуживать и наши работы, и Министерство химической промышленности. А сейчас начато решение еще более интересной, можно сказать, фантастической задачи. Представьте себе, что мы хотим получить химическое соединение с такими-то заданными свойствами. Оказывается, и эту проблему можно решать с помощью вычислительной техники. У нас в Сибирском отделении Академии наук разрабатывается такая программа. Представьте себе, можно спроектировать не только дом или океанский корабль за самое короткое время, работая электронным пером у экрана. Мы надеемся, что через несколько лет точно так же можно будет «спроектировать» новую, еще не существующую молекулу, свойства которой исследователь задаст на экране электронным пером. Корр.: Каковы, с вашей точки зрения, перспективы продвижения таких поражающих воображение возможностей в практику, их использование для научно-технического прогресса, с определения которого мы начали беседу? Г. И. Марчук: Научно-технический прогресс — явление сложное и многообразное, мы не можем охватить в этой беседе все его стороны. Считаю, что самой острой проблемой сегодняшнего дня, самым слабым звеном в системе «наука — промышленность» является переход научного открытия в сферу производства. Если все законченные научные разработки, выданные для использования в народном хозяйстве, принять за 100, то, насколько я себе представляю, до опытно-конструкторских работ доводится примерно 60. А 40 хороших идей, уже материализованных учеными, остаются за бортом. Почему получается так? Наше предложение об усилении слабого звена системы «наука — народное хозяйство» хорошо известно; оно принято, и сейчас вокруг Академгородка созданы и уже работают более десятка конструкторских бюро и научно-исследовательских институтов двойного подчинения (министерство — Академия наук). Мы уже видим плоды этого эксперимента и надеемся, что он приведет к «третьему» недостающему звену между наукой и промышленностью. И еще одно. Первые годы, особенно до экономической реформы, мы шли на любые контакты с заводами, чтобы поднять интерес ученых к промышленности. Теперь же поставлена другая проблема: отдавать научные разработки в народное хозяйство так, чтобы их результаты материализовать не в одном месте, а сразу, скажем, на десяти заводах. Мы долго искали для этого «конструктивную» форму. Началом для нее послужила несколько лет назад передача Институтом гидродинамики авиационному заводу одного устройства для штамповки взрывом — действительно уникальной вещи, которая во много раз улучшила у них важную работу. Очень скоро к нам стали приходить заявки: «Товарищи ученые, мы тоже хотим сделать это у себя». Тогда мы стали отвечать так: «Обращайтесь, пожалуйста, на такой-то завод». Это и был тот путь, который проторил идею: академическим институтам не надо заниматься любым «внедрением»! Им надо иметь посредников, которые могли бы воздействовать на другие предприятия, на всю отрасль. Корр.: В том числе печать, и не в последнюю очередь научно-популярные журналы. Г. И. Марчук: Согласен. Рост производительности труда ученого повышает производительность труда научно-технического работника, потом инженера на предприятии и так далее. Будем всегда помнить об этом, привлекать внимание общественности к этим проблемам. В конечном счете это необходимо для того, чтобы местные органы власти, директора предприятий, Госплан, наше государство могли лучше ориентироваться в решении этих непростых задач, могли как можно своевременней и правильней принимать решения и программы. Это необходимо для прогресса, для движения нашего общества к коммунизму. Записал беседу М. ЧЕРНЕНКО 11
ЭКОНОМИКА, ПРОИЗВОДСТВО БЕЛОК ИЗ ГАЗА Согласно данным Организации ООН по вопросам продовольствия и сельского хозяйства (ФАО), в развитых странах среднестатистический житель потребляет 50 г животного белка в сутки. В развивающихся странах — 9—10 г. Это примерно в 6—7 раз ниже физиологической нормы. К 1980 г. потребность населения Земли в белке составит 42,5 миллиона тонн в год, к 2000 г.— 65 миллионов тонн. Сельское хозяйство не сможет дать столько продуктов. Микроорганизмы растут в 500 раз быстрее самых урожайных сельскохозяйственных культур, в 1000—5000 раз быстрее самых продуктивных животных. Массовое производство микробного белка может восполнить нехватку растительной и животной пищи. Заводы по производству белкэ из углеводородов нефти уже работают. По прогнозам ученых, через несколько лет начнется выпуск белка из газа. Специалисты считают, что этот белок будет самым питательным, самым чистым, самым дешевым. САМЫЙ КОРОТКИЙ ПУТЬ Сейчас природный газ используют в основном как топливо. Однако с каждым годом расширяется его химическая переработка, и из ценнейшего энергетического топлива он становится не менее важным химическим сырьем, ресурсы которого практически неисчерпаемы. По автомобильным дорогам мира движется огромное количество сажи, около 5 миллионов тонн,— каждая шина содержит до 5 килограммов этой непременной составной части резины. А получают сажу из природного газа. Из него же производят ацетилен, метиловый спирт синтетический аммиак, В производстве аммиака, а затем и азотных удобрений химики используют лишь одну элементарную составную часть природного газа — водород, углерод же остается неиспользованным. Это не последняя потеря на долгом пути от газа до белка. Далеко не весь входящий в состав азотных удобрений азот (а следовательно, и связанный с ним водород) полностью усваивают растения. И, наконец, животные используют для построения своей биомассы лишь около 7% съеденного растительного корма. Сегодня ученые просматривают другой, намного более короткий путь, позволяющий миновать по крайней мере химическую (синтез аммиака и получение азотных удобрений) и агрономическую (выращивание кормовых культур) стадии, а в будущем, возможно, и стадию зоотехническую (выращивание и откорм сельскохозяйственных животных). Это самый экономичный путь: полезно используются и водород, и углерод природного газа. Речь идет о получении необходимого человечеству белка — кормового, а в будущем, возможно, и пищевого — непосредственно из природного газа. На схеме — два пути преобразования природного газа. Первый, традиционный: синтез аммиака, производство минеральных удобрений, выращивание сельскохозяйственных культур и так далее. Второй путь, который сегодня только просматривают ученые, намного короче и экономичней. Он позволяет миновать химическую и агрономическую стадии, а в будущем, возможно, исключить и зоотехническую —»разведение сельскохозяйственных животных. Это — производство белка (пока кормового, а потом, наверное, и пищевого) непосредственно из природного газа 13
PSEUDOMONAS, METHANOMONAS И ДР. S природном газе до 99% метана, который при обычных условиях в химическом отношении довольно инертен. Этот бесцветный, легкий, горючий гаэ при комнатной температуре реагирует лишь с хлором. Только при высокой температуре в присутствии кислорода он вспыхивает и сгорает. Инертность метана объясняется прочной химической связью между углеродом и водородом. Однако то, что не по силам самым агрессивным веществам, легко делают бактерии. Существуют микроорганизмы, способные расщеплять связь между водородом и углеродом, и что особенно важно — в обычных условиях. Первые научные сообщения о потреблении метана микроорганизмами появились в начале века. Однако многие исследователи того времени считали, что эта способность присуща лишь небольшому числу почвенных микроорганизмов. Сегодня хорошо известно, что метан, этан, пропан легко окисляют бактерии Pseudo- monas, Methanomonas, Bacillus, Corynebacterium, Brevi- baclerium, Tycobacterium. Вообще же в научной литературе описаны микроорганизмы более шестидесяти видов, способные потреблять газообразные углеводороды. Они размножаются в почве при ничтожных концентрациях газе — Ю-3—10-5%, И самые распространенные среди этих микроорганизмов как раз те, что потребляют самый распространенный из газообразных углеводородов — метан. Бактерии используют метан и в энергетическом, и в конструктивном процессах, иначе говоря, и для дыхания, и для построения своих клеток. Часть метана окисляется кислородом воздуха до углекислого газа и воды— через метанол, формальдегид и муравьиную кислоту. S конструктивный обмен поступает метан, окисленный до формальдегида. По-видимому, около 60—90% формальдегида идет на образование живых клеток, остальное окисляется до муравьиной кислоты, а затем до углекислого газа. Биохимические процессы, которые идут в микроорганизмах, можно представить примерно так: 60-90% . . +0, + 2Н / -фосфотриаза СН4 . СНаон —> снао Q^hcooh —2Н -2Н со9 Конечно, такая схема лишь в самом общем виде показывает микробиологическое окисление метана, она представляет собой всего лишь один из теоретически возможных вариантов процесса. Но именно этот вариант, эта теория подтверждается все новыми и новыми экспериментальными данными. ДВА ПРЕИМУЩЕСТВА Подсчитано, что одна бактеоия. размножаясь в идеальных условиях, способна за пять суток заполнить биомассой все моря и океаны нашей планеты. Пусть это крайний случай, пусть этот расчет не очень реален, он тем не менее подчеркивает неоспоримые преимущества микробиологического метода получения белка. Микробная биомасса, полученная из метана, представляет собой продукт, содержащий 60—70% белка, в котором есть все без исключения необходимые организму аминокислоты. В состав этого продукта входят также углеводы, жиры, немного минеральных солей, много витаминов группы В. И главное, в белковом концентрате, полученном из природного газа, не обнаружено неусваиваемых и вредных соединений. По питательности газовый белок сравнивают с рыбной или соевой мукой. Потребность населения планеты в белке G0 граммов на человека в сутки) можно было бы удовлетворить микробиологической переработкой 43 миллиардов кубометров природного газа в год. Разумеется, речь вовсе не идет о том, чтобы человечество отказалось от мяса, рыбы и овощей и полностью перешло на микробный рацион. Никто так вопрос не ставит. Но если бы применяемые в животноводстве корма можно было заменить белком из метана, количество традиционной пищи резко возросло. Производство белка из природного газа крайне заманчиво. Оно обладает теми же достоинствами, что и производства микробной биомассы из углеводородов нефти: практическая неограниченность сырьевых ресурсов, отличная транспортабельность сырья, независимость производства от климата, капризов погоды, наличия земельных угодий и их плодородия. Но по сравнению с нефтью метан как сырье для получения белка имеет еще два важных преимущества. Преимущество первое, экономическое: природный газ в несколько раз дешевле углеводородных фракций нефти. Преимущество второе, технологическое: на метане можно получать белок без дополнительной очистки. При выращивании бактерий на нефтяных фракциях далеко не все жидкие и твердые углеводороды ассимилируются микроорганизмами. Значит, после завершения процесса неусвоенные углеводороды нужно отделять. Это вызывает серьезные затруднения. Для метана таких проблем не существует. Любое количество не усвоенного микроорганизмами газа легко удалить из ферментера. Казалось бы, преимущества метана очевидны. Тем не менее первое производство белка из угпевс^цородов было организовано не на газе, а на нефти. ДВЕ ПРОБЛЕМЫ При разработке микробиологического синтеза белка на природном газе ученые и технологи столкнулись с двумя весьма серьезными проблемами, от решения которых во многом зависит реализация метода в промышленности, 14
Проблеме первая. Микроорганизмы, которые потребляют метан, аэробны — они нуждаются в кислороде для дыхания. (У бактерий, окисляющих природный газ, потребность в кислороде значительно выше, чем у микроорганизмов, которые перерабатывают углеводы и парафины нефти. Это связано с тем, что углеводы и парафины окисляются гораздо легче метана.) Поэтому в питательную среду одновременно с метаном необходимо подавать кислород или воздух. А смеси метана и кислорода, метана и воздуха взрывоопасны! Работать с такими смесями нужно чрезвычайно осторожно, чтобы не угодить в область тех концентраций, когда смесь воспламеняется и взрывается. А именно в этих опасных областях наиболее благоприятные для бактерий условия. Если концентрация метана ниже взрывоопасной, микроорганизмам не хватает питания, если для безопасности процесса уменьшить количество кислорода в смеси, они начинают «задыхаться». И в том и в другом случаях микроорганизмы растут медленно, производительность ферментеров невелика. Проблема вторая. Для успешного ведения биосинтеза очень важно, чтобы кислород и метан легко переходили из газовой фазы в жидкость, чтобы пузырьки газов, несущие микроорганизмам топливо и окислитель, быстро подходили к растущим клеткам, а затем проникали внутрь клеток, туда, где сосредоточены ферменты, где происходят обменные реакции. Здесь главный камень преткновения — низкая растворимость метана и кислорода в воде. В присутствии других газов (азота, углекислоты) она еще больше падает. Концентрация жидких углеводородов в питательной среде обычно составляет несколько граммов на литр, а для природного газа исчисляется сотыми долями грамма. Конечно, растворимость метана можно повысить, увеличив давление в аппарате. Но тогда станет дороже оборудование, повысятся и эксплуатационные расходы. Биосинтез белка из газа может потерять свою экономическую привлекательность. Другое решение — вводить в питательную среду метан, растворенный в каком-нибудь органическом растворителе (это также предупреждает образование взрывчатой смеси). Но и такой способ имеет существенный недостаток: микроорганизмы могут предпочесть растворитель метану, и тогда применение природного газа потеряет всякий смысл. АКАДЕМИЧЕСКИЙ ИНТЕРЕС ПЕРЕРАСТАЕТ В ПРАКТИЧЕСКИЙ Один из главных путей решения проблемы газового белка — поиск новых штаммов бактерий, активно окисляющих метан. Эта задача значительно сложнее, нежели выбор микроорганизмов для переработки жидких парафинов. Микроорганизмы, способные расти на природном газе, выделяются с большим трудом и могут быстро потерять свою активность. Природный газ содержит кроме метана и другие низшие алканы (до 3%), а также примеси азота @,2— 3%), двуокиси углерода @,1—0,3%), следы сероводорода @,01—0,03%). Эти примеси не только не способствуют росту микроорганизмов, но в некоторых случаях даже подавляют его. Например, небольшая добавка этана G%) может полностью остановить рост бактерий. Поэтому для микробилогического окисления природного газа надо выбирать микроорганизмы, противостоящие воздействию ингибиторов. Выращивая подобные штаммы микроорганизмов, микробиологи столкнулись с любопытным фактом. Чистые культуры, которые хорошо усваивают природный газ, нередко сосуществуют с бактериями, абсолютно не окисляющими метан. Более того, без этих как будто бы вредных примесей полезные микроорганизмы отказывались усваивать газ. Было установлено, что смешанные популяции зачастую растут более активно, чем выделенные из них чистые культуры, что смешанные популяции устойчивы: на протяжении многих пассажей (пересевов) в них поддерживается постоянное соотношение видов. Конечно, если на смешанных системах изучать механизмы микробного окисления метана, получится, как говорят исследователи, микробиологический кошмар. Однако для промышленного использования сложные искусственные популяции могут быть весьма полезными. Возможности работать со смешанными культурами микроорганизмов уделяется сейчас большое внимание. На то есть несколько причин. Прежде всего: получить смешанные популяции легко, а теоретически такие системы обещают немалые выгоды. Например, можно создать искусственную микробиологическую систему, в которой основной вид будет окислять газ и вырабатывать белок, а другие бактерии-спутники обогащать эго аминокислотами и витаминами. Результаты последних исследований, а также проведенный на их основе экономический расчет устранили сомнения в целесообразности получать белок из метана. И примерно с 1968 года стали появляться патенты на способы микробиологического окисления природного газа и аппараты для этого процесса. Значит, чисто академический интерес к предмету перерос в практический. По некоторым прогнозам, массовое промышленное производство белка из газа начнется уже в конце десятилетия. Л. МЕЛЬНИКОВА 15
В ЛАБОРАТОРИЯХ ЗАРУБЕЖНЫХ УЧЕНЫХ Кандидат химических наук А. А. ШАМШУРИН ПРОФЕССОР ПОЛИНГ, ПРОСТУДА И ВИТАМИН С Имя выдающегося американского ученого и общественного деятеля Лайнуса Полинга широко известно. Полинг — ученый необычайно широкого диапазона, автор фундаментальных исследований по квантовой химии, кристаллохимии, молекулярной биологии. В последние годы мы как-то меньше слышали о Полинге, и только специалисты знали о его исследованиях по публикуемым время от времени печатным трудам. И вдруг имя его снова с большим шумом появилось на страницах газет и журналов США и Западной Европы. Что же произошло? Оказывается, Полинг выступил с заявлением о том, что массивные дозы витамина С, по его мнению, способны предупреждать и излечивать простудные заболевания. При первых признаках простуды он рекомендовал принимать почти по грамму витамина С через каждый час до исчезновения простудных симптомов. Для лечения же стойкой простуды Полинг считает полезными еще большие дозы. Свой новый метод лечения Полинг подробно изложил в книге «Витамин С и простудные заболевания», вышедшей недавно в США. Ученый считает, что обычно рекомендуемые нормы потребления витамина С E0—75 мг в день) для большинства людей недостаточны, что они в десять раз ниже оптимального уровня. И в этой книге, и в своих выступлениях Полинг оперирует как собственными данными, так и уже известными сведениями о том, что витамин С способствует процессам обмена, ускоряет заживление ран, мобилизует защитные силы организма, улучшает общее состояние, самочувствие и даже настроение. Высказывалось предположение, что витамин С обладает и противовирусной активностью, так как стимулирует выработку в организме защитного белка интерферона. И теория, и лечебные рецепты Полинга встретили настороженный прием и даже скептицизм со стороны медицинских авторитетов. Не убедила врачей и ссылка ученого на то, что благодаря новому методу лечения лично у него и у его жены резко уменьшилось годовое число простуд и их острота. Правда, к концу заседания одной из медицинских ассоциаций, где Полинг делал об этом доклад, там в аптечном киоске исчезли все запасы витамина С... С тех пор в зарубежных медицинских и общенаучных журналах то и дело появляются краткие сообщения и письма в редакцию, касающиеся рекомендаций Полинга. Выводы делаются разные: и за, и против. Впрочем, пожалуй, больше «за». В последних попавшихся мне информациях («Medical News-Tribune», 1972, № 29 и 45) сообщалось, например, следующее. В университете Стратклайда (Глазго, Шотландия) 50 испытуемых в течение 15 недель каждый день после завтрака получали пэ 1 г витамина С, а другие 50 — безвредный за- ПОЛИНГ Лайнус Карл (род. 1901) — выдающийся американский химик. Еще в 30-х гг. он на основе квантовомеханических представлений разработал теорию химической связи и сформулировал фундаментальные закономерности, определяющие структуру молекул (за эти работы он в 1954 г. был удостоен Нобелевской премии по химии). Исследовал строение молекул биополимеров — в частности, показал, что молекулы белков могут иметь форму спирали (а-спираль). Впервые ввел в науку представление о молекулярных болезнях и доказал, что причиной одной из них — серповидноклеточной анемии — является аномалия в строении гемоглобина. Выдвинул гипотезу о строении и механизме действия антител, создал молекулярную теорию общего наркоза. Известен также своей многолетней активной борьбой за мир% против испытаний ядерного оружия; в 1962 г. удостоен Нобелевской премии мира. В 1970 г. Полингу присуждена Международная Ленинская премия «За укрепление мира между народами» 16
мснптель: лактозу с добавкой лимонной кислоты, причем только руководитель опыта знал, кто что получает. В обеих группах регистрировались случаи простуды и отмечалась их длительность. И что же? В опытной группе заболеваемость и в самом деле была на 49% ниже, чем в контрольной! А в Торонтском университете (Канада) зимой 1971 —1972 гг, было обследовано 818 добровольцев: в течение 14 недель 407 из них принимали профилактически по I г витамина С в день, а при появлении признаков заболевания — по 4 г, в то время как другие 411 человек получали безвредный заменитель. Во второй группе заболело 82% испытуемых, а в первой — только 74%, причем общая продолжительность заболевания была у них на 30% меньше. Выходит, Полинг прав? Или это лишь его «ктричуда», как утверждают некоторые оппоненты, и следует больше доверять результатам других экспериментов, в которых прямой зависимости между приемом витамина и простудой обнаружить не удалось? Что и говорить, Полинг — большой ученый, человек оригинальных взглядов, которые в любом случае заслуживают внимания. С другой стороны, простудные заболевания — это, казалось бы, банальное явление — пора бы уж научиться лечить. Ведь как-никак на дворе двадцатый век... По просьбе корреспондента «Химии и жизни» заметку «Профессор Полинг, простуда и витамин С» комментирует руководитель отдела витаминологии Института питания АМН СССР, председатель комиссии по витаминам Фармакологического комитета Министерства здравоохранения СССР профессор В. В. ЕФРЕМОВ. ВОЗМОЖНО ПОБОЧНОЕ ДЕЙСТВИЕ! Начнем с того, что витамин С, или аскорбиновая кислота, действительно повышает сопротивляемость организма человека простудным заболеваниям и даже эпидемическому гриппу. В основе такого защитного действия лежит многообразное стимулирующее действие аскорбиновой кислоты на процессы обмена веществ, на образование стероидных гормонов и т. д. Организм человека не может сам синтезировать витамин С, поэтому потребность в нем должна удовлетворяться за счет аскорбиновой кислоты, поступающей с пищей. Основные естественные источники аскорбиновой кислоты — это продукты растительного происхождения (зелень, овощи, фрукты, ягоды). Зимой потребление этих продуктов снижается. К тому же при хранении овощей запасы витамина С в них уменьшаются. Именно поэтому зимой и особенно к весне — в самое «простудное > время — v многих людей нередко наблюдается недостаток витамина С в организме, что в конечном итоге ведет к ослаблению его защитных сил и увеличивает вероятность заболевания. Поэтому мы рекомендуем искусственно обогащать пищу в зимний период аскорбиновой кислотой или принимать ее препараты — правда, в сравнительно небольших количествах: 50—70 мг в сутки, а для детей до 7 лет — 30—50 мг. В тех детсадах и яслях, где это широко практикуется, дети болеют меньше. При этом нужно иметь в виду, что прием аскорбиновой кислоты отнюдь не заменяет хорошо известных всем мер специфической профилактики гриппа, в частности, применения интерферона или оксо- линовой мази. Это лучшие профилактические средства против гриппа, которые сейчас имеет в своем распоряжении медицина. Что же можно сказать о предложении профессора Полинга принимать массивные дозы витамина С — до !0 г в сутки — в качестве специфического средства против простуды? Как учеиый-ви- таминолог, занимающийся этой проблемой значительную часть своей жизни, я считаю, что такие дозы не только излишни, ио и вредны. Дело в том, что массивные дозы витамина С могут вызывать нежелательные сдвиги в организме. Под действием их нарушается нормальная функция ферментных систем, уменьшается выработка инсулина, что приводит к длительной и стойкой глюкозурни (выделению сахара с мочой); наблюдаются нарушения функциональной способности печени, почек, сердечно-сосудистой системы. Все эти явления могут появляться уже при приеме всего 0,5—1,5 г аскорбиновой кислоты в сутки. А предлагаемые Полингом дозы в 8—10 г могут вызвать еще более серьезные побочные явления — и в результате такое «лечение» может принести больше вреда, чем пользы. Так что при всем моем уважении к профессору Полингу я не MOrv согласиться с его рекомендациями. 18
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ О МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ 24-й международный конгресс по теоретической и прикладной химии. Сентябрь. ФРГ, Гамбург. 3-я международная конференция по химической термодинамике. Сентябрь. Австрия, Баден. 3-я международная конференция по молекулярным ситам. Сентябрь. Швейцария. Цюрих. 3-й конгресс Международной ассоциации по радиационной защите. Сентябрь. США, Вашингтон. Международный симпозиум по макромолекулам. Сентябрь. Великобритания, Абердин. 7-й международный симпозиум по химии горячих атомов. Сентябрь. ФРГ, Юлих. 4-я международная выставка и конференция по защите человечества и окружающей его среды. Сентябрь. Франция, Париж. Конференция по новому оборудованию для переработки пластмасс. Сентябрь. Великобритания, Соли- халл. Ф книги В ближайшее время выходят в издательствах «М и р»: Г. Пиментел, р. Спратли. Как квантовая механика объясняет химическую связь. 1 р. 81 к. «X и м и я»: Ал. Ал. Берлин, С. А. Вольфсон. Кинетический метод в синтезе полимеров. 2 р. 24 К. Г. Ф. Борисович, М. Г. Васильев, А. Г. Дедов. Девятая пятилетка химической промышленности. Экономические проблемы. 1 р. 30 к. Р. 3. Магарил. Образование углерода при термических превращениях индивидуальных углеводородов и нефтепродуктов. 1 р. 44 к. С. С. Миндлин. Технология производства полимеров и пластических масс на их основе. 94 к. Б. В. Некрасов. Основы общей химии. Т. I. Изд. 3-е. 4 р. 97 к. Новые химические волокна технического назначения. Сборник. 1 р. 66 к. A. В. Панкратов. Химия фторидов азота. 1 р. 74 к. П. Райт, А. Камминг. Полиуретано- вые эластомеры. 2 р. 74 к. Справочник по охране труда и технике безопасности в нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности. Техника безопасности. 2 р. 36 к. Л. Д. Стонов. Дефолианты и десиканты. Изд. 2-е. 77 к. B. М. Татевский. Классическая теория строения молекул и квантовая механика. 2 р. 13 к. Г. Тельг. Элементный микроанализ. 96 К. Технология обработки корда из химических волокон в резиновой промышленности. 1 р. 04 к. И. И. Хаин. Теория и практика фосфатирования металлов. 1 р. 50 к. • ВДНХ СССР В павильоне «Химическая промышленность» в июле будут проведены встречи: «Мембранные методы разделения смесей», «Новый ассортимент красителей для крашения химических волокон в массе», «Применение пневматического транспорта для доставки фосфатного сырья». Передвижные выставки: «Новые товары бытовой химии». Владивосток (июль), Вильнюс (декабрь). «Опыт работы нефтеперерабатывающей и нефтехимической промышленности по экономии электрической и тепловой энергии». Москва (июль), Ярославль (август), Уфа (сентябрь), Новокуйбышевск (октябрь), Баку (ноябрь). • НАГРАЖДЕНИЯ Золотая медаль имени А. П. Карпинского 1973 года присуждена академику А. Л. ЯНШИНУ за работы в области геологии. Немецкое физическое общество (ФРГ) присудило свое высшее отличие — золотую медаль имени Макса Планка — советскому ученому, директору Объединенного института ядерных испедований в Дубне академику Н. Н. БОГОЛЮБОВУ. • СООБЩЕНИЕ В Москве организована Центральная библиотека АН СССР по естественным наукам на правах научно-исследовательского учреждения при Президиуме АН СССР. Директором библиотеки назначен кандидат технических наук А. Г. ЗАХАРОВ. • УЧЕНЫЕ СОВЕТЫ Утвержден состав Объединенного ученого совета по химическим и техническим наукам при Уральском научном центре АН СССР. Председатель ученого совета — доктор химических наук С. С. СПАССКИЙ, заместитель председателя — доктор химических наук В. Г. ПЛЮСНИН Ф ВЫБОРЫ, НАЗНАЧЕНИЯ Член-корреспондент АН СССР В. Е. СТЕПАНОВ избран председателем Президиума Восточно-Сибирского филиала СО АН СССР. В. А. ЛИВАНОВ утвержден заместителем директора Новосибирского института органической химии СО АН СССР. Кандидат биологических наук Ю. А. ЛЕОНОВ утвержден заместителем директора Биологического института СО АН СССР. Избраны директорами научных учреждений Академии наук Белорусской ССР: кандидат химических наук Ф. Н. КАПУЦКИЙ (Институт физико-органической химии); доктор технических наук И. И. ЛИШТ- ВАН (Институт торфа); академик АН БССР К. И. ЛУКАШЕВ (Институт геохимии и геофизики); кандидат биологических наук В. И. ПАРФЕНОВ (Институт экспериментальной ботаники): член-корреспондент АН СССР А. А. ШЛЫК (Институт фотобиологии). • ОБЪЯВЛЕНИЕ 5-я химическая олимпиада учащихся техникумов Миннефтехимпрома СССР состоится в июле в Ярославле. Программа олимпиады включает конкурсы по химическим и химико-технологическим дисциплинам. 2* 19
И ХИМИЯ — И ЖИЗНЬ! БИОЛОГИЧЕСКАЯ ЗАЩИТА: ИСПОЛЬЗУЯ ЭКОЛОГИЧЕСКИЕ РЫЧАГИ, МОЖНО СОКРАТИТЬ ЧИСЛЕННОСТЬ ВРЕДНЫХ НАСЕКОМЫХ 20
Долгое время человек оберегал посевы, не вдаваясь в изучение экологических тонкостей, — убивал вредителей и переносчиков болезней растений самыми доступными средствами: давил насекомых, сжигал их гнезда, прогревал почву и почвосмеси, уничтожал больные растения. Люди заметили, что вредители наваливаются на поля не каждый год, а с определенной периодичностью. Сначала в этом видели перст божий. Перста, конечно, не было — его заменяла саморегуляция биоценоза: взаимоотношения организмов в сообществе всегда саморегулируются. По мере роста численности вредных насекомых плодятся соответствующие паразиты и хищники, расцветают болезни. И вредители один за другим погибают. Наибольшую помощь земледельцам оказывали болезни насекомых. Болезнетворное начало в виде спор и других покоящихся стадий долгое время хранится в трупиках погибших жуков, тлей, клещей (два-три года сохраняют жизнеспособность споры бактерий, до пяти лет — споры грибков). Поэтому вредитель после вспышки массового размножения в течение пяти-шести лет очень малочислен: плодиться не дают болезнетворные споры, скрытые где-то в почве или под ксрой дерева. А если массовую вспышку размножения насекомых остановил вирус, то следующая будет лет через 15—18 — таков срок консервации вируса в природе. ЯДОХИМИКАТЫ ВЫПУСКАЮТ ДЖИННА ИЗ БУТЫЛКИ Но вот на поля пришли ядохимикаты, и, как ни странно, вредители не исчезли. Наоборот, они все чаще губили урожай. С экологической точки зрения ядохимикаты — это лишь более совершенная модификация древнего механического способа борьбы с вредителями: убивать их теперь можно было не ладонью, а с самолета. Но ядохимикаты не разбирают, кто прав и кто виноват, уничтожают и полезных насекомых. Тем самым яды снимают пресс с вредителей, выпускают джинна из бутылки... Нарушается саморегулирование сообщества. И именно поэтому число вредителей не убывает, как хотелось бы думать, а наоборот, массовых вспышек размножения вредителей становится все больше. И как следствие — все растет площадь сельскохозяйственных угодий и лесов, которые необходимо обрабатывать ядами. Если и дальше бездумно расширять химический метод защиты растений, то может наступить время, когда потребуется ежегодно обрабатывать все сельскохозяйственные угодья и леса. Да еще по нескольку раз в год. И все это произойдет потому, что химия изымает из биологического круговорота труп вредителя. Когда жук или другое насекомое погибает от паразита, жившего в его теле, то нарождается один, а то и несколько новых паразитов, которые в дальнейшем остановят нарастание армии вредителей. Тельце насекомого, умершего от болезни, тоже таит опасность для соплеменников: оно служит консерватом ино- кулюма — заразного начала, способного сохранять вирулентность по многу лет. То есть и по- еле смерти насекомые влияют на круговорот вещества, сдерживают размножение собственных потомков. Ядохимикаты как бы прореживают популяцию и тем самым помогают вредным насекомым, оставшимся в живых. Среди них появляются устойчивые к ядам формы, что заставляет заменять одни яды другими. Но сколько бы мы ни меняли яды, убить все 100% вредителей невозможно, а для оставшихся в живых получается нечто вроде рая — еды сколько хочешь зато нет болезнетворных вирусов и микробов, нет насекомых-хищников, которые тебя съедят, нет наездников, которые отложат яйца в твоем теле... Плодись да и только. Вот и получается, что, объявив вредителям химическую войну, мы не можем устроить даже перемирия. Например, в садоводческой практике дерево ежегодно по 12—15 раз опрыскивают ядохимикатами, и прекратить эти опрыскивания нельзя ■— вредители тотчас уничтожат урожай. То же происходит и с азиатской перелетной саранчой. Вот уже 47 лет, начиная с 1925 года, ежегодно поливают ядами ее гнездилища в плавнях южных рек, и прекратить это нельзя. Саранча немедленно вырвется на поля. А ведь вначале отряды по борьбе с саранчой называли экспедициями, потому что думали, будто достаточно один раз истребить ее поголовье и экспедиции можно будет свернуть. К сожалению, многие специалисты все еще не обращают внимание на то, что как бы мы ни совершенствовали химический метод защиты растений, мы не избавим его от чисто биологического недостатка — изъятия из круговорота трупов погибших вредителей. Когда применение ядохимикатов было локальным, они давали возможность защитить урожай, а набор местной фауны восстанавливался за счет притока полезных видов с окружающей, не обработанной химикатами территории. Но как только химикаты для защиты растений начали применять в глобальных масштабах, выявились негативные черты этого явления. 21
ПОМОГАЮТ МИКРОБЫ И ВИРУСЫ Правда, некоторые разновидности химического метода защиты растений, например протравливание семян, еще долго будут полезны. Яд, нанесенный на семена для защиты их от бактерий, грибов и вредных насекомых, не в состоянии разрушить сложившийся природный комплекс растительных и животных организмов. Н\жно только подобрать такие вещества, которые бы не содержали ртуть, надолго загрязняющую среду. Конечно, с биологической точки зрения целесообразно защищать семена антибиотиками от грибных и бактериальных болезней, а микробиологическими препаратами— от насекомых и клещей. К сожалению, Всесоюзный институт защиты растений пок^ создал лишь один микробиологический препарат— триходермин. Изготовленный на основе паразита триходермы, он уничтожает болезнетворные грибки. Микробиологическая защита урожая — вещь перспективная. Она стихийно применяется исстари. Даже система севооборотов зиждется на этой биологической основе: срок возврата культуры на старое поле зависит от времени, необходимого для уничтожения микробами-антагонистами спор болезнетворных бактерий или грибков в почве. Скажем, для гибели возбудителя фитофторы картофеля требуется три года. Из этого расчета и устанавливается севооборот, с возвратом картофеля на старое место через гри года. Конечно, лучше не ждать милости от микробов-антагонистов, а самим погубить заразу, например внеся в почву свежий павоз. Он содержит микроорганизмы, которые за несколько месяцев разрушают заразное начало фитофторы. Еще более действенными могут оказаться микробиологические препараты из грибов ил^ бактерий-антагонистов. Вместо трех-пяти лет, которые нужны для естественного восстановления плодородия почвы, загрязненной паразитными грибами или бактериями, антагонисты уничтожат их за несколько месяцев. Это позволило бы вести бессменную монокультуру. Но самое лучшее оружие из арсенала биологической защиты растений — вирусы насекомых. Ведь они годами сохраняются в окружающей среде при отсутствии насекомого-хозяина. Насыщая поля таким болезнетворным для вредителей началом, мы избавимся от их нашествия на длительный срок. Если же десятки тысяч вирусных частиц собрать в пакеты в виде гранул, то они будут охранять поля 15 лет. Достаточно одной гранулы, чтобы ере дн вредителей вспыхнул мор, эпизоотия. Среди сельскохозяйственного биологического оружия вирусы вне конкуренции. Например, наши союзники — болезнетворные для насекомых бактерии — терпят ущерб со стороны фагов еще в процессе производства. Фаги-пожиратели нападают на них и во время хранения. Это чрезвычайно усложняет технику приготовления бактериальных препаратов. А грибные препараты для защиты растений страдают от сапрофитных бактерий, грибов, клещей, тогда как вирусы, залитые глицерином, хранятся очень долго. Есть у вирусов и еще одно преимущество: они нечувствительны к ядохимикатам и в случае нужды могут применяться в комбинации с ними. Жаль, что изготовление вирусных препаратов — дело новое и как следует не налаженное. Еще в 1950 году нами была предпринята попытка спасти крымские леса от непарного шелкопряда с помощью микробиологического препарата из погибших от болезней гусениц и куколок. Гусениц мы высушивали и растирали в порошок, который потом разводили в воде. Опрыскивание вели из расчета четыре грамма на гектар. С самолета было обработано 1000 гектаров леса. Через месяц непарный шелкопряд полностью погиб. Сейчас наша промышленность выпускает аналогичный усовершенствованный микробиологический препарат энто- бактерин-3. Опрыскивание растений однопроцентной суспензией энтобактерина-3 спасает их от непарного шелкопряда, кольчатого шелкопряда, златогузки, боярышницы, яблоневой моли, американской белой бабочки и листоверток. Биологические препараты, вызывая мор среди вредителей, не разрушают биоценоза, сохраняют саморегулирующееся равновесие. Есть у них и еще одно важное преимущество перед ядохимикатами: они безвредны для теплокровных животных и человека. РАСТЕНИЯ САМИ СЕБЯ ЗАЩИЩАЮТ В больших лесах вредители даже в годы вспышки могут заселить не более 10% угодий, пригодных для их выкормки. А очаги с полной гибелью деревьев охватывают обычно несколько десятков, в крайнем случае сотни, гектаров. Почти всегда такие очаги возникают на месте пожарищ или интенсивного выпаса скота, где деревья ослаблены. Леса, храня заразное начало болезней наших врагов (насекомых-вредителей) и давая приют их пожирателям— энтомофагам, в конечном итоге снижают число и полевых вредителей: вирус или микроб всегда могут выйти на поле. В лесных полосах кормятся листогрызущие насекомые, 22
которые в своих тельцах накапливают заразу, губящую полевых вредителей. Вот и выходит, что лесополосы спасают урожай не только о г засухи. А деревья е плавнях рек не дают размножаться саранче: она плодится только в плавнях тех южных рек, где нет древесной растительности (Кубань, Терек, Дон, Волга, Урал, Сырдарья, Амударья). Гнездилищ нет в плавнях Днепра и Днестра — их берега поросли деревьями, где таятся вирусы, микробы и прочая саранчовая смерть. И не возникнет ли новый саранчовый очаг в низовьях Днепра? После постройки водохранилищ деревья могут там гибнуть одно за другим от засоления почвы. Даже этот маленький пример показывает, как мы заинтересованы в экологических исследованиях. Всякий знает, что растениям мешают жить не только насекомые-вредители, а и болезни. Болезни отступят, если на культурных угодьях появятся устойчивые сорта. Практика убедила, что бороться со ржавчиной злаков, фитофторой картофеля и помидоров, ложно-мучнистой росой табака и подсолнуха можно, только выводя устойчивые к этим болезням сорта. К сожалению, устойчивость — как и всякое биологическое свойство — динамична, изменчива. Происходит это потому, что через несколько поколений среди паразитов появляются расы, способные преодолевать уже достигнутую степень устойчивости. И селекционерам приходится создавать все более и более выносливые растения, которые могли бы противостоять все более агрессивным расам паразитов. Не надо забывать, что с помощью иммунитета не уничтожаются ни вредитель, ни болезнь. Они просто ждут удобного случая. Например, чтобы спастись от подсолнечниковой моли, вывели специальные панцирные сорта подсолнечника. Но моль не погибла, а только отступила. Когда в 1970 году в учхозе «Приозерное» Херсонского сельскохозяйственного института решили оставить на семена астры, то поголовно все цветы оказались пораженными подсолнечниковой молью.... Есть в арсенале биозащиты и живые инсектициды — животные, паразитирующие на вредителе, которого в этом случае принято называть хозяином. К сожалению, паразит или хищник не может существовать в природе, когда нет еды, когда нет хозяина. И численность нашего помощника будет снижаться вместе с численностью хозяина. Саморегуляция в сообществе приводит к тому, что паразиты и хищники обычно выедают хозяина на 90%, а оставшиеся 10% быстро плодятся. И все начинается сначала. Но вредитель размножается первым и может успеть сделать свое черное дело. Поэтому живые инсектициды — энтомо- фаги трихограмма, фитосейулюс и златоглазка — должны быть всегда под рукой — их надо выращивать в лаборатории или на заводе... Пора подводить итог. А он, с нашей точки зрения, весьма обнадеживающий: химический метод защиты растений не вечен. Используя экологические рычаги, можно будет так уменьшить численность насекомых и других вредителей, что они перейдут в разряд обычных зоологических объектов, перестанут наносить существенный урон хозяйственной деятельности человека. Доктор сельскохозяйственных наук Я- ЧУГУНИН, кандидат сельскохозяйственных наук О. ЮГАНОВА 23
И ХИМИЯ — И ЖИЗНЬ! ВОСЕМЬ ЗАМЕТОК О КОНКРЕТНЫХ ДЕЛАХ ЧИСТЫЙ ЗАПСИБ Схема ликвидации сбросов крупнейшего металлургического комбината — Запсиба (Новокузнецк), разработанная учеными Сибгипро- меза, позволила полностью прекратить загрязнение природных вод отходами производства. Комбинат пока еще сбрасывает воды — чистые, но теплые. Они тоже наносят некоторый ущерб природной среде и поэтому будут ликвидированы к 1980 году, после чего комбинат превратится в бессточное предприятие. А еще через несколько лет он сможет принимать и использовать для своих нужд до 10 тыс. м3 в час бытовых стоков города, что еще больше сократит расход свежей воды. НЕ ЖЕЧЬ, А ИСПОЛЬЗОВАТЬ! Газовые выбросы аммиачного производствj Щекинского химкомбината содержат 20—30% окиси углерода. СО не улучшает воздуха в районе комбината, поэтому каждый год 163 млн. м3 его сжигается в факеле. Сжигают ежегодно и 4 тыс. т диметилового эфира, который образуется при производстве метанола. А сейчас центральная заводская лаборатория комбината разрабатывает технологию получения из этих отходов весьма дефицитной уксусной кислоты — по примерным подсчетам, это дасг 33 миллиона рублей прибыли в год. ВОДООБОРОТ НА ПОЛЯХ Оборотные системы водоснабжения могут найти применение и в сельском хозяйстве — в тех его отраслях, которые требуют особенно больших количеств воды на орошение. Например, в рисоводстве можно повторно закачивать в рисовые чеки отработанную воду — это существенно снижает ее расход. Такая система уже введена в действие на Кзыл-Ординском Левобережном рисовом массиве. МОРСКАЯ ВОДА ВМЕСТО ПРЕСНОЙ В Азербайджане мало воды. Чтобы напоить Баку, приходится прокладывать многокилометровые водоводы. Азербайджанские ученые задумались над тем, нельзя ли использовать морскую воду хотя бы для технических целей — ведь на долю промышленности здесь приходится 70— 80% общего потребления воды. Институт АзИНЕФТЕХИМ разработал новый метод глубокого умягчения морской воды — термохимический. С помощью различных химикатов и ионообменных смол из воды удаляется значительная часть солей (которые сами по себе представляют ценность: их стоимость почти покрывает все затраты на умягчение). После этого вода, правда, еще не годится для питья, но вполне пригодна для технического водоснабжения. ГРЭС «Северная» в окрестностях Баку уже питается такой водой. НОВЫЙ АЭРАТОР Микроорганизмы, очищающие промышленные стоки, нуждаются в кислороде. Чтобы обогащать им сточные воды, на очистных сооружениях устанавливаются аэраторы. Недавно в Институте химии АН Латвийской ССР разработан новый механический аэратор, работа которого основана на эффекте кавитации. Это ускоряет растворение кислорода в воде. Расход электроэнергии на килограмм растворенного кислорода на новой установке втрое меньше, чем на старых. МОРЕ СТАЛО ЧИЩЕ Претворяются в жизнь решения правительства о спасении Каспийского моря, которому в результате загрязнений грозила опасность превратиться в мертвый водоем. В морском городке Нефтяные Камни введена в строй мощная водоочистная установка производительностью 10 тыс. м3 в сутки. Поступающие из 24
недр земли вместе с нефтью пластовые воды, которые раньше сбрасывались в море, теперь очищаются и закачиваются обратно в пласт. На эту же установку сдают загрязненные нефтью балластные воды и танкеры, приходящие сюда за грузом. ВЫЧЕРПАТЬ ДО ДНА! За последние годы стала гораздо чище вода в Москве-реке: на десятках предприятий города установлены очистные сооружения, строже контролируется сброс сточных вод. Но окончательно очистить реку мешает... сама река. Вернее, ее дно, где за много лет накопился слой ила, пропитанного всевозможными загрязнениями: теперь он в свою очередь загрязняет воду. Мощность этого слоя местами достигает 11 метров! Единственный выход из положения — убрать загрязненный грунт. Проект механической очистки русла Москвы-реки разработал институт «Мосинжпроект». По этому проекту грязь вычерпывается со дна и увозится на береговую свалку, а на ее место подсыпается 70-сантиметровый слой чистого песка. Чтобы очистить таким способом весь 71-километровый отрезок реки в пределах кольцевой автодороги, придется извлечь 6,5 млн. кубометров грунта и засыпать вместо него 750 тыс. кубометров песка. В таких масштабах подобные работы проводятся впервые в мире. Сейчас вывезено уже больше миллиона кубометров грунта. УЧАТ ОХРАНЕ ПРИРОДЫ Биогеоценология — наука о факторах, обеспечивающих нормальные условия для жизни на Земле, преподается сейчас на кафедре охраны природы Казанского государственного университета. После окончания университета молодые специалисты будут работать в государственных комитетах по охране природы, созданных в ряде союзных республик, в плановых органах республик, краев и областей, в отделениях Общества охраны природы, заповедниках, высших учебных заведениях и школах. По материалам газет «Правда», «Известия», «Советская Латвия», «Баку», «Кузбасс», «Коммунар» (Тула) и журнала «Городское хозяйство Москвы» •ИНХЕБА» 73 СОЗЫВАЕТ ГОСТЕЙ В последнюю неделю июня все дороги Чехословакии ведут в Братиславу. В Братиславе в эти дни работает крупнейшая международная химическая ярмарка ИНХЕБА. В этом году ИНХЕБА организуется в пятый раз. ИНХЕБА-73—это 25 тысяч квадратных метров выставочной площади, отданной 480 предприятиям, фирмам двадцати стран мира. Цель ИНХЕБА —расширение международных торговых связей. В прошлом году на ярмарке были заключены торговые сделки почти на два миллиона крон. В этом году в Братиславе будут предложены к продаже: оборудование и приборы для химической промышленности; лаки, краски, сырье для химических производств; все, что принято относить к сфере бытовой химии; лекарства и сырье для фармацевтической промышленности; патенты, лицензии, новейшая литература и «ноу хау» — секреты производства. С каждым годом растет популярность братиславской ярмарки. Пожелаем ей успешной работы и в этом году! 25
токи, БЛУЖДАЮЩИЕ ПОД ЗЕМЛЕЙ ЗАВЕРШАЛАСЬ ПОСТРОЙКА на плаву океанского танкера, монтаж и сварочные работы подошли к концу. Осталось совсем немного: нанести на подводную часть корабля антикоррозионные и противообрастающие краски. Когда кораблестроители приступили к этой операции, они, к великому удивлению, обнаружили, что вся подводная часть танкера, которым не успел совершить ни единого рейса, покрыта глубокими коррозионными язвами. Техническая экспертиза указала причину — блуждающие токи! Откуда эти токи берутся и почему их прикосновение разрушает металл? ОСНОВНЫЕ ИСТОЧНИКИ блуждающих токов — железные дороги на электрической тяге и сварочные генераторы. Постоянный ток через контактную сеть идет к электродвигателю электровоза или трамвая, а потом но рельсам должен вернуться на тяговую подстанцию. Однако эта нехитрая электрическая цепь всего- навсего идеальная схема. Электрический контакт на стыке между 26
Так образуются блуждающие токи при электросварке на борту судна рельсами нередко ослабевает: в зазор может забиться пыль, угольная крошка, мусор... И сразу же возрастает электрическое сопротивление цепи, возникает препятствие. Вполне естественно, что ток стремится его обойти. Земля неплохой проводник, часть тока ответвляется от основного русла — стального рельса — и отправляется блуждать в грунте. Нередко чувствительные электрические приборы фиксируют блуждающие токи в десятках километров от железнодорожного полотна. Такая схема образования подземных токов предельно проста. Еще проще дело обстоит с нашим танкером. В технике довольно распространен способ электросварки с одним проводом. Один из полюсов электрического генератора заземлен, ток с другого полюса подается на сварочный электрод. Понятно, что у «отра ботавшего» тока остается единственный способ замкнуть цепь — пройти через корпус судна, через воду, через грунт... В общем, опытный эксперт без труда найдет источник блуждающих токов и пути их следования. Значительно сложнее понять, почему их сравнительно небольшая энергия приводит к катастрофическим последствиям. СТАРЫЙ СТУДЕНЧЕСКИЙ АНЕКДОТ. На вопрос профессора — что такое электрический ток? — студент отвечает: вчера знал до тонкостей, а вот сегодня совсем забыл. Очень жаль, иронизирует профессор, ибо человечество лишилось очень важной информации. И в самом деле: электрические явления порою столь сложны и запутаны, что добраться до тонкостей их механизма бывает очень непросто. Чтобы разобраться в механизме коррозионного действия блуждающих токов, необходимо совершить далекий экскурс — в электрохимию. В металле и растворе электролита ток переносится различными частицами. Очевидно, через границу металл — раствор он должен переправляться каким-то своеобразным способом: с помощью электронов и ионов одновременно. При этом изменяется заряд, а иногда и природа частиц, то есть происходят химические превращения. Вырывая атом из кристаллической решетки и удаляя положительно заряженный ион от отрицательно заряженной поверхности металла, необходимо произвести определенную ра- Если электрический контакт на стыках рельсов ненадежен, часть тока ответвляется и уходит в грунт Электрический дренаж — один и? способов уничтожения блуждающих токов. Обойдя электрическое сопротивление — межрельсовыи стык, ток по дренажному штырю вновь возвращается в рельс Катодная защита газопроводов от блуждающих токов. Газопровод электрически связан с положительно заряженными щ металлическими пластинами, которые приносятся в жертву коррозии 27
боту, затратить некое количество энергии. Затраченная работа идет на увеличение потенциальной энергии каждой частицы. Оторванный от поверхности ион металла находится в окружении молекул воды и ионов вещества, в ней растворенных. И он немедленно вступает в новые связи, отдавая в качестве вступительного взноса часть своей потенциальной энергии. ПРОЦЕССЫ, в результате которых энергия системы уменьшается, идут самопроизвольно. Недаром большинство металлов в природе находится в ионном состоянии в виде окислов и солей. Для обратного процесса — превращения руды в металл—необходимо затратить энергию в металлургических печах. Но для того чтобы ион образовался, атом на поверхности металла должен, как уже говорилось, вначале приобрести дополнительную энергию, называемую энергией активации. Выражаясь фигурально, прежде чем свалиться в энергетическую яму, атом должен забраться на энергетическую гору. На границе металла и раствора, в так называемом двойном электрическом слое, который напоминает плоский конденсатор, идет непрерывный обмен энергией. Атомы взбираются в энергетические горы, ионизируются и сваливаются в ямы. Другие ионы получают освобожденную энергию и совершают обратный путь в кристаллическую решетку металла. Словом, в двойном электрическом слое устанавливается динамическое равновесие: сколько атомов ионизируется, столько же ионов превратится в атомы. Однако в этом процессе могут участвовать не только ионы металла, но и кислород, растворенный в электролите, и ионы водорода. При этом количество ионизированных атомов может превысить число разрядившихся на поверхности ионов металла. Значит, преобладает растворение металла, иными словами, коррозия. Явление это крайне неприятное, но с учетом возможности нанести на металл защитное покрытие, изолирующее металл от электролита, вполне терпимое. НО ВОТ В УСТАНОВИВШЕЕСЯ РАВНОВЕСИЕ врывается блуждающий ток! Привычный порядок в двойном электрическом слое нарушен. Изменяется ход электрохимических реакций, увы, далеко не в благоприятную сторону. Равновесие в двойном электрическом слое нарушается, и это приводит к разрушению металла. Происшествие с танкером крайне неприятно: пришлось снимать проржавевшую обшивку, обшивать судно заново. Были затрачены большие, непредусмотренные сметой суммы, сорваны сроки строительства. Но катастрофы не было — в конце концов танкер был готов. Разбив, как полагается, о борт бутылку шампанского, судно отправили в первый рейс. Далеко не так благополучно оканчивается дело, когда блуждающие токи атакуют газопроводы. Коррозия буравит стальные трубы, газ вырывается из своего русла. Газовая струя проникает через грунт, электризуется от трения. Далее следует электрический разряд ч взрыв со всеми вытекающими последствиями. И вновь технические эксперты вынуждены констатировать аварию по вине блуждающих токов... МОЖНО СЛЕДИТЬ за надежностью электрического контакта между рельсами, можно отказаться от сварки одним проводом, можно надежно изолировать подземные трубопроводы. Но полностью избавиться от блуждающих токов, полностью исключить их коррозионное воздействие на металлы не удается. Нет-нет да нарушится контакт, прорвется изоляция. За всем не уследишь. Клин вышибают клином: с электрической коррозией борются электрическими методами. Если не удается удержать ток в рельсе, можно заставить его течь рядом с железнодорожным полотном, далеко не отпускать. Для этого применяют электрический дренаж, попросту говоря, отводят от рельсов близ стыков металлические штыри. Столкнувшись с плохим контактом и уйдя в грунт, блуждающий ток наткнется на эти штыри и вновь вернется в рельс. А для безопасности газопроводов и судов используют проверенный способ — катодную защиту. В общем, как и все благопристойные истории, борьба коррозионистов с блуждающими токами идет к благополучному концу. Необходимые меры, как говорится, приняты... Доктор технических наук В. В. ГЕРАСИМОВ 28
НОВЫЕ ЗАВОДЫ СТРОЙКИ ЗИМЫ И ЯВАНА Учитывая наличие более дешевых энергетических ресурсов в Сибири, Казахстане и Средней Азии, размещать новые энергоемкие промышленные производства преимущественно в этих районах. Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы ПЯТЬ ЛЕТ НАЗАД в небольшом городе Зима Иркутской области был заложен крупнейший электрохимический комбинат. Сейчас на комбинате заканчивается строительство завода железобетонных изделий, домостроительного и деревообрабатывающего комбинатов, Ново- зиминской ТЭЦ, заводов металлоизделий и асфальтобетонного, мощной автобазы. В этом году начнется монтаж главных объектов — многотоннажного производства хлора и каустической соды. СЫРЬЕ ХЛОРНОГО ПРОИЗВОДСТВА — раствор поваренной соли, полученный на глубине 1600 метров методом подземного выщелачивания, будет разлагаться в электролизерах. Каустическая сода поступит на химические предприятия Восточной Сибири и Дальнего Востока, а хлор предполагают использовать на комбинате— в производствах полихлорвиниловой смолы, дихлорэтана, перхлорэтилена и четыреххлористого углерода. ЗИМИНСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ проектировали советские специалисты и специалисты ГДР. По проекту, на комбинате будут работать крупные автоматизированные агрегаты, всеми производствами будет управлять автоматизированная система управления. Сейчас институт «Водоканаппроект» заканчивает разработку систем водоочистки и газоочистки. Проектом предусматривается полная очистка всех стоков, полная нейтрализация отходящих газов или сжигание их в герметичных аппаратах. ЯВАНСКИЙ ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЙ КОМБИНАТ строится в Таджикистане, где сосредоточены большие запасы поваренной соли, известняков и другого минерального сырья, где с пуском Нурекской ГЭС появилась дешевая электроэнергия. Вместе с новой электростанцией и алюминиевым заводом Яванский комбинат образует Южно-Таджикский территориально-производственный комплекс, создание которого предусмотрено директивами XXIV съезда КПСС. ОДНОВРЕМЕННО С КОМБИНАТОМ в Яванской долине строится новый город Яван. Он уже связан со столицей республики Душанбе автомобильной магистралью и газопроводам. Завершается сооружение железной дороги Термез—Яван. ОСНОВНЫМ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИМ ПРОЦЕССОМ, как и на Зиминском комбинате, здесь будет электролиз растворов поваренной соли, полученных подземным выщелачиванием. Каустическую соду предполагают перерабатывать на химических заводах Сибири, Средней Азии и Казахстана. Переработка хлора будет организована на комбинате. НА БАЗЕ ЯВАНСКОГС ХЛОРА создаются производства метиленхлорида, перхлорэтилена, четыреххлористого углерода, винилхлорида. В производстве органических продуктов будет использован местный природный газ. Для его переработки проектировщики предполагают применить один из наиболее прогрессивных технологических процессов: пиролиз метана в низкотемпературной водородной плазме. К КОНЦУ ПЯТИЛЕТКИ электрохимические комбинаты в Зиме и Яване дадут первую продукцию. А. И. НЕДЕШЕВ 29
ЭЛЕМЕНТ №... Кандидат химических наук в. н. косяков, Институт атомной энергии имени И. В. Курчатова АМЕРИЦИЙ Вначале — несколько слов об одном из самых приятных парадоксов науки. Так бывает довольно часто: попытки исследователя преодолеть экспериментальные трудности приводят к результатам, намного более важным, чем решение первоначальной задачи. О. Ган и Ф. Штрассман открыли деление урана нейтронами, пытаясь получить первые трансураны. С другой стороны, изучение процесса деления урана привело Э. Мак-Миллана к открытию первого трансуранового элемента — нептуния. И подобных примеров множество. Расскажем еще об одном. РОЖДЕНИЕ АКТИНОИДНОЙ ТЕОРИИ 1944 год. Работа, связанная с получением и химическим выделением элемента № 94 — плутония, завершена. Группа ученых Металлургической лаборатории Чикагского университета * во главе с Гленном Т. Сиборгом (в нее входили также А. Гиорсо, Р. Джеймс и Л. Морган) переключилась на поиски следующих — трансплутониевых элементов. Чтобы получить их, образцы плутония бомбардировали нейтронами и дейтронами, а затем, исследуя облученные мишени, пытались * Сейчас это Аргоннская национальная лаборатория — один из ведущих исследовательских центров США в области ядерной физики. обнаружить характерное для нового элемента альфа-излучение. Новые элементы могли и должны были образоваться — и при непосредственном взаимодействии ядер плутония с бомбардирующим дейтроном (заряд увеличивается на единицу), и при бета-распаде «перегруженных» нейтронами новых изотопов. Серия последовательных бета-превращений могла «сдвинуть вправо» номер элемента на несколько единиц. Таким образом, бомбардируя плутоний нейтронами, физики уповали на бета-распад как средство достижения цели. А на альфа-распад — как на своего рода индикатор, ибо для надежной ядерно-физической идентификации нового изотопа нужно знать не только период полураспада его атомных ядер, но и энергию испускаемых альфа- частиц. Для радиоактивного изотопа это почти такая же индивидуальная характеристика, как для элемента линии рентгеновского спектра. Ориентация прежде всего на физическую идентификацию новых элементов объяснялась главным образом аномальными химическими свойствами первых трансуранов. Вопреки ожиданиям, нептуний и плутоний оказались больше похожи на уран, чем на рений и осмий. А ведь по логике периодической системы (как представлялось в то время) элементы № 93 и 94 должны были занять места в VII и VIII группах. 30 }*
Впрочем, еще в тридцатых годах великий датчанин Нильс Бор высказал предположение, что и в седьмом периоде таблицы Менделеева должна быть группа очень близких по свойствам элементов, подобная группе ланта- нидов в VI периоде. Но где, с какого элемента, начнется второй «интерпериодический узел» периодической системы, этого не знали ни Бор, ни Сиборг — никто. Судя по свойствам нептуния и плутония, полагали, что, видимо, эта группа начинается с урана. Для ее членов — уранидов — самая характерная валентность 6+. Именно эту ва- лентность обычно проявляли элементы № 93 и 94. А раз так, то и новый элемент № 95 должен быть шестивалентным. Следовательно, выделить его из массы плутония химическими способами окажется в высшей степени сложно и надежд на химическую идентификацию нет. Надо искать новый альфа-излучатель в плутониевой фракции и довольствоваться физической идентификацией, по крайней мере на первых порах... Эксперименты, основанные на таких или примерно таких рассуждениях, продолжались уже несколько месяцев, но никаких новых альфа-излучателей в плутониевой фракции зафиксировано не было. В июле 1944 года решено было использовать другую ядерную реакцию — бомбардировать плутоний ядрами гелия, чтобы «перешагнуть» через неполучаю- щийся элемент № 95 — может, 96-й окажется более доступным. Так впоследствии и оказалось. Кюрий действительно обнаружили немного раньше америция, но открыть оба новых элемента помог не новый физический подход, а новая радиохимическая концепция, сформулированная Сиборгом и вначале казавшаяся противоречащей здравому смыслу. Размышляя о втором интерпериодическом узле таблицы Менделеева, Сиборг не мог не проанализировать логику построения первого. В VI периоде этот узел начинается с лантана— отсюда идет застройка предпоследней — 4Ьэлектронной подоболочки. В VII периоде аналог лантана — элемент № 89, актиний. Если и у элементов, следующих за актинием, «добавочные» электроны пойдут в предпоследнюю оболочку f Ef), то эти элементы образуют ряд актиноидов, и для всех их, как и для редких земель и для актиния, характернейшая валентность будет 3+... Однако чуть ли не все известные экспериментальные факты противоречили такому построению, а факты — вещь упрямая, хотя с ними можно спорить, интерпретируя их иначе, чем это делали прежде. — Лауреат Нобелевской премии профессор Гленн Т. Сиборг, Фотография 1952 года Первый из предполагаемых актиноидов — торий — типично четырехвалентный элемент. Но и первый лантаноид — церий чаще проявляет валентность 4-|-, нежели 3+. Для следующего элемента — протактиния известны соединения, в которых он трех-, четырех- или пятивалентен. Правда, существование трехвалентного протактиния в растворах не доказано, в то время как соединения Ра5+ вполне устойчивы. Уран, нептуний, плутоний чаще всего проявляют валентность 6+, но и для них известны другие валентные состояния — 5+, 4-|-, 3+! Эта «тройка» есть у всех элементов, начиная с актиния. Не всегда она бросается в глаза, но пренебречь ею тоже нельзя. За очевидными «деревьями» экспериментальных фактов Сиборг увидел «лес» новой теоретической концепции, и неудачные попытки открыть элемент № 95 привели к созданию ак- 31
тиноиднои гипотезы (впоследствии теории), сыгравшей важную роль в науке о трансурановых элементах. Спустя много лет в популярной книге «Элементы Вселенной» Сиборг так опишет финал этой истории и подведет итог: «...В пересмотренной периодической таблице наиболее тяжелые элементы составляют второй ряд «редких земель», и эти тяжелейшие элементы — для них было предложено название актиноиды — были вынесены в особую строку, как и уже известный ряд редкоземельных лантаноидов... С точки зрения новой концепции, 95-й и 96-й элементы должны иметь ряд свойств, общих для актиноидов, и некоторые свойства, роднящие их с редкоземельными «братьями» — европием и гадолинием. Как только были поставлены эксперименты, основанные на этой новой концепции, элементы № 95 и 96 были тотчас открыты, то есть химически идентифицированы. Америций, элемент № 95, был назван так в честь Америки, подобно тому как его редкоземельный «брат» европий получил свое название в честь Европы...» К этому следует добавить, что оба новых элемента были выведены из раствора плутония с редкоземельными носителями, что оба эти элемента проявляли валентность 3+ и что классическая схема получения америция выглядит так: 239 Ри J-1 и Т 24° Dn J_ 1 и *Р~ 241 A m g^rU -\-Qtl —> 94 HU -J- о ft —> 95АГП. «АД» И «БРЕД» При облучении америция-241 нейтронами образуется изотоп кюрий-242 (в результате бета- распада америция-242). Дозировать нейтроны таким образом, чтобы образовывался только один новый элемент — № 95, практически невозможно. Отсюда неизбежность проблемы разделения элементов № 95 и 96. Они, в полном соответствии с актиноидной концепцией Сиборга, оказались очень похожими по химическим свойствам. А с редкими землями сходство было настолько велико, что долгое время разделение носителей и новых элементов представлялось неразрешимой задачей. Более полугода ушло на безуспешные попытки разделить америций и кюрий. Естественно, все это время уже открытые элементы оставались безымянными — приведенные выше названия появились позже. Кто-то из сотрудников Сиборга (определенно химик, а не физик) предложил назвать их пандемониумом и делириумом, что в переводе с латыни означает «ад» и «бред». Но рано или поздно бред и ад должны были кончиться. В начале 1945 года в лаборатории был освоен метод ионообменной хроматографии, и на катионите «Дауэкс-50» новые элементы удалось разделить. В качестве элюен- та — жидкости, последовательно смывающей комплексы сходных элементов, был применен альфа-оксиизобутират аммония, который обладал наибольшей избирательной способностью для данной системы. Тогда же был впервые определен период полураспада америция-241. Установили, что половина его ядер распадается за 498 лет. Более поздними измерениями эта характеристика была уточнена — 458 лет. Изучению химических свойств элемента № 95 мешала высокая удельная активность америция-241. В растворе шел радиол из, одни соединения превращались в другие; вопреки желанию экспериментаторов, менялись скорости и даже направления реакций... Для современной радиохимии это дело достаточно обычное, так же как и работа с микроколичествами веществ. Но в те времена это было довольно серьезной проблемой. Первый препарат чистого америция, полученный Б. Каннигемом и Л. Эспри в сентябре 1945 года, весил 20 микрограммов. Для того чтобы получить их, пришлось проделать 29 разделительных операций. Спустя полгода были переработаны 200 литров сбросных растворов плутониевого производства, и из них выделили первую радиохимически крупную порцию америция-241 — 10 миллиграммов. Этого оказалось достаточно, чтобы провести полный цикл физико-химических исследований нового элемента. Что же знают радиохимики об элементе № 95 сегодня? Прежде всего, что общие закономерности не всегда абсолютны. Этот закон науки особенно справедлив, когда имеешь дело с радиоактивными химическими объектами. В РАЗНЫХ СОСТОЯНИЯХ Уже упоминалось, что, как правило, америций проявляет валентность 3-К Впрочем, радиохимики обычно предпочитают говорить не о валентности, а о «степени окисления» и обозначать ее римскими цифрами. Воспользуемся этой возможностью — она поможет избежать повторений, а практически эти понятия очень близки. 32
В степени окисления (III) америций образует довольно многочисленные соединения — и обычные и комплексные. Однако в окислительной среде америций (III) довольно легко отдает еще один, два или три электрона — три легче, чем один или два. Чтобы получить америций (VI) из америция (III), достаточно слегка нагреть исходное соединение с персульфатом аммония в слабокислой среде (обычно в 0,01-молярном растворе азотной кислоты). Переход Am (III) —Am (VI) происходит сразу же, минуя промежуточные стадии окисления. Окислительно-восстановительный потенциал этой пары несколько меньше, чем пары Am (III) —Am (V), и потому окислить трехвалентный америций до шестивалентного проще, чем до пятивалентного. Последний получается лишь в тех случаях, когда образуемое соединение америция (V) сразу же выводится из реагирующей системы, например выпадает в осадок. Так, если процесс окисления происходит в среде карбоната калия, образуется малорастворимая двойная соль пятивалентного америция КАгЙ*02С03. Обратите внимание, что в высших степенях окисления (V) и (VI) америций входит в состав катиона в той же форме кислородсодержащего «ил»-иона, как уран, нептуний и плутоний. У америция два «ил»-иона: (Ат02)+, если америций пятивалентен, и (Ат02J+, когда его валентность равна шести. У пятивалентного америция обнаружено одно очень интересное химическое свойство — способность к диспропорционированию. Это значит, что для химического взаимодействия в кислых растворах ему не нужны партнеры-реагенты. Окислительно-восстановительная реакция идет между ионами пятивалентного америция: один из них присоединяет два электрона, облагая данью двух соседей. В системе появляется ион америция (III) и два иона америция (VI). Причиной этого необычного явления считают уже упоминавшуюся аномальную разницу окислительно-восстановительных потенциалов пар Am (III) —Am (VI) и Am (III)— Am (V). Подобным же образом в водных растворах ведет себя и четырехвалентный америций, только при его диспропорционировании соотношение Am (III) к Am (VI) равно 2: 1, а не 1:2. Удержать нестойкий америций (IV) в растворе чрезвычайно трудно. Впервые это удалось сделать радиохимикам из Лос-Аламоса— уже упоминавшемуся в этом рассказе Л. Эслри и Р. Пеннеману. Они установили, что в присутствии большого количества фтор- ионов америций (IV) образует прочный комп- [н Li No К Rb Cs [Fij fee Mg Co Sr Ba Rg Sc Y i i 'Ac 4— Ti Zr Hf Th V Nb To Pa Cr Mo W и Mn Tc Re 93 Fe Ru Os 94 Co Rb lr 95 Ni Pd Pt 96 Си A* Au 97 Zn Cd H9 98 В At Go tn TI 99 С Si G« Sn Pb too N P As Sb Bi 0 S Se Те Po F a Br J At He] Ne Arl Kr Xtf Rn |Lo|Ce[Pr|Nd|Pm[SmJEulGd|Tb|Dy|Ho|Er|Tu|Yb|Lu Таким представлялось строение таблицы Менделеева е начале сороковых годов леке, и получили его в концентрированном A3М) растворе фтористого аммония/ В прошлом году синтезированы первые соединения двухвалентного америция. Очень важно, что каждый из америциевых ионов дает ярко выраженный и характерный только для него спектр поглощения. Это позволяет очень эффективно использовать спект- рофотометрический метод для исследования окислительно-восстановительных процессов, происходящих с ионами америция в растворах. А это важно не только для химии трансурановых элементов, но и для понимания механизма окислительно-восстановительных реакций вообще. Лично я вижу в этом одно из важных практических применений искусственного элемента америция. ЕСТЬ И ДРУГИЕ ПРИМЕНЕНИЯ Сейчас уже точно известно, что америций — металл серебристо-белого цвета, тягучий и ковкий. Больше всего он похож на металлы редкоземельного семейства, но вряд ли когда-нибудь удастся использовать на практике металлические свойства америция. Поэтому, говоря о применении элемента № 95, хотим мы того или нет, разговор пойдет лишь о его индивидуальных изотопах. Самый долгоживущий изотоп америция — 243Ат, и из долгоживущих, пожалуй, самый неинтересный. Он живет почти 8000 лет (точнее 7930) и используется пока главным образом для радиохимических исследований и для накопления более отдаленных трансураков, вплоть до фермия; Мишени из америция-243 применяли в Дубне при синтезе некоторых изотопов элементов № 102, 103 и 105. Значительно многообразнее применение самого первого изотопа америция — 24|Ат. Этот 3 Химия и Жизнь, Jsfe 6 33
изотоп, распадаясь, испускает альфа-частицы и мягкие, малоэнергичные гамма-кванты. Их энергия (кстати, строго постоянная; можно говорить о монохроматическом по энергии пучке гамма-квантов) — всего 60 килоэлектронвольт. А энергия жестких гамма-квантов, например испускаемых кобальтом-60, измеряется Мэвами, миллионами электрон-вольт. Защита от мягкого излечения америция-241 сравнительно проста и не массивна: вполне достаточно сантиметрового слоя свинца. В этом одна из причин появления многочисленных приборов с америцием-241. В частности, предложена конструкция просвечивающего аппарата размером чуть больше спичечного коробка для медицинских целей. Америцие- вый источник гамма-излучения — шарик диаметром 3—4 сантиметра — основа такого аппарата, которому, кстати, в отличие от рентгеновской установки не нужна громоздкая высоковольтная аппаратура — трансформаторы, выпрямители, усилители и т. д. Доктор П.Хофер (США, Аргоннский национальный госпиталь) использовал источник мягкого гамма-излучения с америцием-241 для изучения болезней щитовидной железы. Стабильный йод, присутствующий в щитовидной железе, под действием гамма-лучей начинает испускать слабое рентгеновское излучение. Его интенсивность пропорциональна концентрации йода в исследуемой точке. Такая установка позволяет получить сведения о распределении йода в железе, не вводя радиоактивный изотоп внутрь организма. Суммарная доза облучения пациента намного ниже, чем при радиойодном способе обследования. Промышленность нескольких стран мира уже освоила выпуск различных контрольно- измерительных и исследовательских приборов с америцием-241. В частности, такими приборами пользуются для непрерывного имерения толщины стальной (толщиной от 0,5 до 3 мм) и алюминиевой (до 50 мм) ленты, а также листового стекла. Аппаратуру с америцием-241 используют также для снятия электростатических зарядов в промышленности пластмасс, синтетических пленок и бумаги. Полагают, что найдет применение и более короткоживущий A52 года) изотоп 242Ат, которому свойственно очень высокое сечение захвата тепловых нейтронов — около 6000 барн. ОТ ПРОШЛОГО К БУДУЩЕМУ Было время, когда приходилось проявлять массу изобретательности для того, чтобы найти америцию хоть какое-то применение. Предлагалось, например, использовать его в светящихся палочках уличных регулировщиков... Сейчас положение иное: на изотопически чистый америций спрос, пожалуй, даже превышает предложение. В виде индивидуальных изотопов америций очень дорог, во много раз дороже золота. По прейскуранту Комиссии по атомной энергии США, грамм америция-241 оценивается в 150 долларов, а ведь это самый доступный из изотопов элемента № 95. Но по мере развития атомной техники америций должен стать дешевле. Подсчитано, что к 1980 году в США будут ежегодно получать примерно 200 килограммов америция, и стоимость основных изотопов элемента № 95 снизится до 20—50 долларов за грамм... Мы так подробно рассказали о практической пользе америция — одного из искусственных трансурановых элементов — для того, чтобы показать, что и трансурановые исследования, которые обычно кажутся наукой для науки, могут и должны иметь свой практический эквивалент. ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ГДЕ КУПИТЬ МОДЕЛИ СТЮАРТА-БРИГЛЕБА В № В «Химии и жизни» зе 1972 год в ответе читателю, опубликованном на стр. 95, сообщалось о модепях Стюарта-Бриглеба и в частности указывалось, что в СССР выпуск наборов деталей для этой модели не налажен. В действительности же эти детали в различных наборах (больших, средних и малых) выпускают учебно-производственные мастерские Одесского государственного университета им. И. И. Мечникова по чертежам, разработанным СКБ Института органической химии им. Н. Д. Зелинского. Большой набор, содержащий 217 деталей, стоит 650 рублей. Чтобы приобрести нужный набор, необходимо оформить письмо-заказ, подписанное руководителями предприятия или учебного заведения и главным бухгалтером с указанием расчетного счета. Письмо-заказ следует посылать в мастерские по адресу: 270 000 Одесса, ул. Советской Армии, 24. Ректор Одесского государственного университета, член- корреспондент АН УССР профессор А. В. БОГАТСКИЙ, младший научный сотрудник отдела химии азотистых гетероциклов Института органической химии АН УССР А. С. ЯВОРСКИЙ 34
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ДЕЛИКАТНЫЙ ГАММА-КВАНТ Некоторые реакции, называемые фотохимическими, идут лишь при облучении веществ светом с определенной длиной волны, когда энергия поглощаемых квантов оказывается в точности равной энергии, необходимой для перевода атома или молекулы в возбужденное реакционноспособное состояние. До сих пор считалось, что такие реакции могут вызываться лиш& видимым или ультрафиолетовым светом: кванты более длинных электромагнитных волн имеют слишком малую энергию и потому не способны вызывать превра- Источник направленного когерентного гамма-излучения (газер, или гамма-лазер) пока еще не создан. И не удивительно: чтобы получить гамма-лазерный эффект, предлагается, например, облучать длинные стержни, изготовленные из бериллия, содержащего тантал, потоком нейтронов, образующихся при атомном взрыве («Химия и жизнь», 1973, № 2). Однако уже делаются реальные попытки создать лазер, работающий в рентгеновском диапазоне. Как сообщает журнал «Physics Today» A972, № 10), сотрудники университета штата Юта (США) пытаются получить когерентное рентгеновское излучение, направляя свет неодимового лазера мощностью 30—40 джоулей с продолжительностью импульса 20 наносекунд на тонкий слоч желатинового студня, содержаще- щения, а рентгеновские и у~кван~ ты имеют слишком большую энергию и приводят лишь к образованию свободных радикалов, которые затем реагируют весьма причудливым образом, давая сложные смеси продуктов. Сейчас появилось сообщение («New Scientist», 1972, № В21) о том, что открыта реакция, которая протекает направленно как раз под воздействием *у-квантов; облучение же обычным или ультрафиолетовым светом в этом сл/- чае приводит, как то ни парадоксально, к сложной смеси продуктов. го сульфат меди в концентрации 0,001 моля на литр. Свет лазера концентрируется на поверхности слоя в виде прямоугольника размером 10 X X 0,1 мм; если с торца этого прямоугольника на расстоянии до 100 см поместить фотопленку, завернутую в 4 слоя черной бумаги и 4 слоя алюминиевой фольги, то после вспышки лазера (желатиновый слой при этом разрушается) на проявленной пленке обнаруживается темное пятно диаметром 0,1—0,2 мм. Авторы работы считают, что наблюдают рентгеновское излучение Ка —линии меди, кванты которого должны иметь энергию, как раз достаточную для преодоления слоя воздуха толщиной 100 см и четырех слоев бумаги и фольги. Не правда ли, хочется поздра- Это реакция распада так называемых N-окисей ароматических аминов на исходный амин и кислород. Оказывается, реакция идет лишь в том случае, если кислород находится в возбужденном триплетном состоянии (см. «Химия и жизнь», 1972, № 10), для чего ему необходимо поглотить мощный Y-KBQHT- Если же молекула поглощает квант видимого или ультрафиолетового света, кислород остается в обычном, синглет- ном состоянии и превращение протекает по иному пути. М. БАТАРЦЕВ вить исследователей с крупной победой? Настоящий рентгеновский «гиперболоид» — и так просто! Но сотрудники другой лаборатории — фирмы «Bell» — рассчитали, что для возбуждения Ка —линии меди и возникновения лавины рентгеновских квантов необходима энергия, в миллион раз превышающая ту, что использовалась в описанных экспериментах. Кроме того, сами опыты после внимательного анализа начинают вызывать глубокие сомнения. Судите сами: высохший студень почему-то вообще не дает эффекта, но и в том случае, когда воды в студне достаточно, положительные результаты получаются только в одном случае из десяти... В. БАТРАКОВ ЛЕГКО ЛИ СДЕЛАТЬ РЕНТГЕНОВСКИЙ ЛАЗЕР? з» 35
ИНТЕРВЬЮ ПРОФЕССОР Д. СМОЛЕНЬСКИ: «В НАШИХ ИЗДЕЛИЯХ БУДЕТ ЗАКЛЮЧЕН МАКСИМУМ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКОЙ МЫСЛИ» 1973 год объявлен в Польской Народной Республике «Годом польской науки». Три знаменательных даты пришлись на этот год: 500-летие со дня рождения Николая Коперника, 200-летие «Эдукационкой комиссии» — первого в Европе государственного учреждения по вопросам народного просвещения— и 100-летие Польской академии наук. В Польской академии наук шесть отделений, из них самое большое — Отделение математико-физических, химических и геслогс-географических наук. В его учреждениях работают около 2500 человек, практически каждый четвертый сотрудник академии. Чисто химических институтов — два: Институт физической химии и Институт органической химии. Кроме того, есть Лаборатория физико-химии катализа и поверхностных явлений и Научно-исследовательский центр молекулярных и макромолекулярных процессов. 26 июня в Варшаве открывается II Конгресс польской науки, который наметит важнейшие направления развития науки в ПНР на ближайшие 10—15 лет. Об этом конгрессе, о настоящем и будущем науки в ПНР рассказал в интервью нашему корреспонденту вице-президент Польской академии наук профессор Дионизы Смоленьски. Первый вопрос —о целях и зада- Очевидно, у каждого юбилея есть две стороны — торжест- чах проведения Года польской венная и деловая. Мы, конечно, хотим достойно отметить и науки, о предстоящем конгрессе... 500-летие нашего гениального соотечественника, и 200-летие первого государственного органа народного просвещения, и 100-летие нашей академии. В то же время мы хотим, чтобы главным итогом Года польской науки стало усиление роли науки в жизни нашего общества, чтобы из фактора культурного развития нации наука превратилась в движущую силу экономического развития страны. У наших ученых есть достижения, и немалые. Есть институты и научные школы, пользующиеся мировой известностью. Есть примеры четко налаженного сотрудничества между наукой и промышленностью. (В качестве примера сошлюсь на опыт сотрудничества Института органической химии — академический институт, Фармакологического института — отраслевой— и Объединения фармацевтической промышленности «Польфа».) Однако мы хотим» чтобы в самом близком буду- •щем можно было говорить не об отдельных положительных 36
Расскажите, пожалуйста, об особенностях научно-технической революции в конкретных условиях современной Польши? Вы упомянули об узловых проблемах. Нельзя ли подробнее об узловых (для польских ученых) проблемах химии? Какие из узловых и не узловых проблем сегодняшней химии особенно интересны лично вам? примерах, а об оптимальной системе взаимодействия науки и производства. Важнейшей задачей II Конгресса польской науки мы считаем всесторонний анализ тенденций общественного развития и развития науки с тем, чтобы на этой основе разрабатывать перспективные планы развития страны. Польша как страна средней величины, обладающая скромными материальными ресурсами, только тогда сможет занять прочную позицию на международных рынках, когда в наших промышленных изделиях будет заключен максимум научно- технической мысли. Нам нельзя распыляться, заниматься всем понемногу или пытаться объять необъятное. Максимум сил и средств должен быть сосредоточен на решении наиболее важных для Польши проблем. Составляя планы нынешней пятилетки, мы сформулировали 66 таких узловых проблем и трудимся сейчас над их разрешением. Не менее важна для нас международная кооперация научных исследований и международное — в рамках социалистического содружества — разделение научного труда. Мы активно сотрудничаем с учеными братских стран во многих областях, в том числе и в химических исследованиях. Формы сотрудничества—самые разные, как в рамках СЭВ, так и по двусторонним программам. Таких проблем несколько. Одна из них — создание новых полимеров на базе имеющегося в Польше коксохимического и — в меньшей мере — нефтехимического сырья. Одновременно— совершенствование уже известных полимерных материалов, увеличение их прочности, химической и термической стойкости. Не всех полимерных материалов (нельзя объять необъятное), а строго очерченного круга материалов. Пусть меньше, но лучше. Другая узловая проблема: развитие физико-химических основ научного и промышленного приборостроения — без этого невозможен прогресс технолбгии. Третья важнейшая узловая проблема — катализ. Конечно, нам, как и ученым других стран, очень хотелось бы создать единую теорию катализа, но, видимо, эта задача пока непосильная, и мы работаем над теоретическим обоснованием действия определенных видов катализаторов в определенном диапазоне химических производств и процессов... В этой области исследований наши ученые активно сотрудничают с Институтом катализа Сибирского отделения Академии наук СССР. Прежде всего, проблемы горючего и проблемы горения. Важно ведь не только хорошо знать, как построено топливо, но й как правильно его сжечь... Хотя как химик я отлично сознаю, что сжигание минеральных топлив — невосполнимого химического сырья — это варварство. Пока неизбежное, но варварство. А раз топливо приходится жечь, делать это нужно с наибольшей пользой для человека и наименьшим вредом для его окружения, для биосферы. Так что сегодняшние топливные проблемы — это целый клубок проблем — экономических, химических, биологических, социальных. Наша страна богата углем. Поэтому проблемы химическое переработки угля, превращения его в жидкое топливо, для 37
нас особенно важны. По американским данным, производство искусственной нефти из угля в промышленных масштабах начнется не раньше восьмидесятых годов. Хотелось бы сократить эти сроки... Правда, лично я думаю, что те способы (пиролиз), которыми пытаются это сделать сейчас, не дадут кардинального решения проблемы. Более перспективными представляются процессы на иной физико-химической основе— окислительные и экстракционные. Особенно интересны фторокислительные процессы, но это дело будущего... И последний вопрос: обществен- В наши дни наука почти повсеместно стала делом больших ные запросы и личные интересы творческих коллективов. В то же время научное творчество ученого —как их, говоря слова- всегда индивидуально... Чтобы наука приносила ощутимую ми Маяковского, «увязать и со- практическую пользу, взаимодействие ученых (и практиков) гласовать» разумнее всего? сегодня совершенно необходимо. Поэтому всем нам нередко приходится отставлять на второй план свои «хочу» и «мне интересно» ради достижения общих целей. И ближних и дальних. ЧТО МЫ ПЬЕМ ...ИНОГДА- ПОЛЬСКИЕ МЕДЫ И я там был, мед-пиво пил... Присказка Предупреждаю заранее: про пиво здесь не будет ни слова. Этот рассказ только о меде, медовом вине, без которого у наших предков не обходилось праздничное застолье. Помните у Пушкина: «...С друзьями, в гриднице высокой Владимир-солнце пировал; Меньшую дочь он выдавал За князя храброго Руслана И мед нз тяжкого стакана За их здоровье выпивал». В наши дни отличными медовыми винами, «ме- дами питными», славится Польша. ^ТНТ^ч 33
МЕД—ВИНО НАТУРАЛЬНОЕ Один из героев Г. Сенкевича — Заглоба мог одним духом опорожнить литровый жбан меда. Наверное, это не рекорд — напиток действительно хорош. Но как и всякое хорошее вино, нынешний польский мед не вызывает желания (во всяком случае у нормального человека) пить его лошадиными дозами. Необычный вкус и аромат бодрящего медового напитка лучше всего ощущаешь, когда пьешь его почти по-дегустаторски, небольшими медленными глотками. Именно так советуют пить мед руководители лабораторий варшавского Института ферментологии Ежи Кушлик и Збигнев Василевский, а они знают в этом деле толк: при их непосредственном участии в институте расшифрованы многие старинные рецептуры медов и созданы новые. От них я узнал, что, несмотря на все превратности технологии, мед питный сохраняет практически все целебные свойства пчелиного меда и приобретает новые — тонизирующие. И что мед питный — натуральное вино. Как и в производстве столовых виноградных вин, в медоварении используют только природные продукты. Главный из них, разумеется, мед. На бутылках с медами питными обязательно стоит одно из трех обозначений: «двой- няк», «тройняк» или «четверняк». Это означает, во сколько раз на первой стадии производства разбавлен пчелиный мед. От того, какой мед идет на приготовление напитка, зависит очень многое. Марочные медовые вина делают (в зависимости от маркие только из гречишного, или только из липового, или только из цветочного меда, или только из верескового... Но об этом, последнем, разговор особый. Мед разбавляют водой или фруктовым соком. После этого начинается собственно медоварение. Раствор варят, кипятят, чтобы уничтожить в нем все посторонние микроорганизмы. Иначе ферментативные процессы, которые позже превратят раствор в мед питный, пойдут не так, как нужно, и получится ерунда, а не мед. На этой же стадии в мед вводят пряные добавки: в кипящий раствор опускают полотняные мешочки с заранее отмеренным количеством хмелр, гвоздики, корицы, фиалкового корня и других душистых веществ. У каждой рецептуры свой набор пряностей, но есть и чистые меды — без всяких приправ. Когда раствор приготовлен и схлажден, в него, как и в виноградное сусло, вводят культуру винных дрожжей. Начинается брожение. Как и в производстве виноградного вина, брожение здесь — совокупность многих химических реакций, из которых основная — это превращение сахара в этиловый спирт. Мед бродит в больших емкостях из дерева, бетона или металла примерно месяц. Температура все время поддерживается в пределах 30—33° С. По достижении определенного соотношения между спиртом и сахаром процесс брожения прекращается сам собой. Можно сказать, что изготовители алкоголя — дрожжевые микроорганизмы — от алкоголя и гибнут. 15% С2Н5ОН — смертельная доза для любой из используемых дрожжевых культур. Так что 15% —тот естественный предел, который достижим в натуральном не крепленом меде пит- ном, да и то обычно лишь в двойняке и изредка в тройняке. А мед-четверняк содержит всего 9—12% С2Нг>ОН — как сухое виноградное вино. Но продукт брожения это еще далеко не мед. (Уже не мед и еще не мед!) Его, как и вино, не меньше года выдерживают в дубовых бочках. За время выдержки в меде происходят превращения, опять-таки подобные классическим процессам виноделия. В частности, эте- рификация — взаимодействие спиртов и органических кислот, приводящая к образованию душистых эфиров. «Букет» меда по-настоящему созревает именно на этой стадии... Последние стадии производства — фильтрация и розлив. Как видим, технология приготовления меда в чем-то абсолютно оригинальна, а в чем-то почти не отличается от технологии приготовления виноградного вина. ОПРОВЕРЖЕНИЕ БАЛЛАДЫ Вероятно, многим читателям с детства памятна грустная баллада Роберта Стивенсона «Вересковый мед», прекрасно переведенная С. Я. Маршаком: «Из вереска напиток Забыт давным давно, А был он слаще меда, Пьянее, чем вино...» А дальше рассказывается о том, как шотландский король покорил племя, умевшее готовить неповторимый вересковый мед. Он хотел любыми средствами выведать секрет чудесного напитка, но последние оставшиеся в живых медовары — «старый горбатый карлик и мальчик пятнадцати лет» — приняли смерть, но не открыли секрета. 39
«А мне костер не страшен. Пускай со мной умрет Моя святая тайна —• Мой вересковый мед!»,— бросает старик королю в последней строфе баллады. В те времена, когда я впервые прочел «Вересковый мед» (а было мне, наверное, лет восемь), старый медовар не вызвал у меня сим- , патий: он же велел бросить в море собственного сына только потому, что не верил «в стойкость юных, не бреющих бороды»! Нам, детям последней войны, воспитанным на примерах юных героев, такое неверие казалось кощунственным. И насколько помню, ни у кого из моих тогдашних друзей поступок старика не вызывал положительных эмоций. Но баллада задела в памяти и выплыла из ее глубин, когда , Збигнев Василевский сказал: «А теперь проде- ' густируем один из самых своеобразных напит- 1 ков — вересковый мед». 1^^Что~сказать об этом напитке? Он действительно необычен: золотистого цвета, с чуть горьковатым привкусом, как у кахетинского вина... Но, главное, знакомство с нынешним вересковым медом заставило обнаружить в I старой балладе, в первой же ее строфе, три неправды. Во-первых, он не слаще меда, и это естественно: при брожении часть содержащегося в растворе сахара превратилась в спирт. Во-вторых, он не пьянее, чем вино. «Пья- ность» напитка определяется в основном со- I держанием в нем алкоголя. В меде питном, / как мы уже знаем, его не больше 15% (вере- | сковый мед — не исключение), а в заурядном портвейне— 18—19. Наконец, неправдой оказалось и то, что с гибелью последних медоваров был навсегда | утрачен секрет напитка: сотрудники варшав- i ского Института ферментологии сумели его I «вспомнить»... Впрочем, Роберт Стивенсон [ знать об этом, естественно, не мог... Вересковый мед оказался настолько хорош, что автор этих строк решился уподобиться шотландскому королю и предпринял попытку выведать рецептуру. Пусть не обязательно верескового, но непременно старинную. «Пожалуйста, — сказал Ежи Кушлик, — мы дадим вам рецептуру одного из самых знаменитых старинных медов — «Бернардинско- го». Правда, воспроизвести ее ваши читатели, вероятно, не смогут. Для этого им как минимум пришлось бы учредить монашеский орден бернардинцев, ибо для получения ста ли гроз этого меда-двойняка нужно: 40 50 литров чистой родниковой воды, 50 литров бернардинского меда (собранного монахами-бернардинцами), 20 граммов фиалкового корня и 2 капли розового масла»... Старинная датская хроника времен Гамлета (XII век) повествует о славянских племенах, живущих «в одре Щетина» и не знающих вина, но зато умеющих готовить из меда «самый лучший напиток». Речь здесь, безусловно, идет о предках нынешних польских медоваров, которые сегодня делают лучшие в мире меды. Эти меды экспортируются в нашу страну, и у нас есть возможность украсить иногда праздничный стол бутылкой польского меда. В. В. СТАНЦО ПОСЛЕСЛОВИЕ АВТОРА Готовя эти заметки к печати, я обнаружил в них явно завышенную концентрацию поэтических строк. Но, наверное, это правильно: продукты виноделов должны вызывать в человеке возвышенные и добрые чувства. Только! Иначе — с ними не стоит иметь дела.
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ ИГРА В МОЛЕКУЛЫ, ИЛИ ЕЩЕ РАЗ ОБ УДИВИТЕЛЬНЫХ УГЛЕВОДОРОДАХ Кандидат химических наук А. Ф. ПОЖАРСКИЙ УСПЕХИ И НЕУДАЧИ ХИМИЧЕСКОЙ ГЕОМЕТРИИ За последние годы создано немело удивительных углеводородов. Это, например, призман, молекула которого имеет форму трехгранной призмы: Кубан, молекула которого имеет форму куба (четырехгранной призмы): Фрагмент кристаллической решетки алмаза, благородный адамантам: Его ближайшие родственники — диамантан (или конгрессан): и триамантан *: То, что эти молекулы выглядят именно так, а не иначе, явствовало из методов, какими они были синтезированы; подтверждения были получены также с помощью различных физико-химических методов исследования вещества. А теперь на повестке дня — новые синтетические проблемы. Например, делаются попытки синтезировать углеводород тетраэдрам, молекула которого имеет форму правильного тетраэдра: Наиболее оригинальный и, казалось бы, беспроигрышный подход к синтезу этой структуры предложил Г. А. Штааб (ФРГ). Он * Подробно об этих углеводородах рассказывалось в № 7 «Химии и жизни» за 1966 год. 41 получил экзотический углеводород, в молекуле которого две ацетиленовые связи лежат крест- накрест, одна над другой: Этот углеводород интересен тем, что может существовать и в виде другого изомера, отличающегося от предыдущего как предмет и его отражение в зеркале: Подобные изомеры обычно способны превращаться друг в друга. Как показывает теория, в данном случае при таком превращении должна непременно возникать промежуточная структура производного тетраэдрана: Увы, все попытки провести подобную реакцию до сих пор так и не увенчались успехом. Причина этих неудач, вне всякого сомне-
ния, кроется в том, что в молекуле тетраэдрана углы между углерод-углеродными связями резко отличаются от обычных, в результате чего вся конструкция должна обладать огромным избыточным запасом энергии. По расчетам, для тетраэдрана эта энергия равна 138 ккал/моль на шесть связей, в то время как, например, в ку- бане на восемь связей приходится значительно меньшая избыточная энергия—80 ккал/моль. Также еще не удалось синтезировать углеводород додекаэдран, молекула которого должна иметь форму правильного додекаэдра: Пока что получен важный фоаг- мент этой молекулы, углеводород названный перистиланом (от греческого леркттЫюу — окруженный колоннами): В перистилане такими колоннами служат пять пятичленных колец, образующих в основании еще один пятичленный цикл. Чтобы это здание стало молекулой до- декаэдрана, его нужно накрыть пятичленной же крышей. К сожалению, эта завершающая стадия синтеза пока что так и не осуществлена. Кстати, синтез перистилана, выполненный создателем кубана П. И. Итоном (США), был ошибочно воспринят («Химия и жизнь», 197*2, № 8) как сообщение о синтезе додекаэдрана. можно ли получить ПЛОСКИЙ МЕТАН? Мы только что говорили об успехах и неудачах синтеза углеводородов, молекулы которых имеют причудливые геометрические очертания, и не снившиеся органикам прошлого. Но сейчас на повестке дня стоит синтез структур, представляющихся, на первый взгляд, просто ошибочными. Например, мы знаем, что молекуле метана имеет пространственное строение. Если студент ьа экзамене объявит, что эта молекула плоская — такая, какой ее изображают на бумаге, — то наверняка получит двойку. Однако преподаватель будет не вполне прав: сейчас ведутся вполне серьезные разговоры о синтезе именно такой удивительной структуры. На принципиальную возможность создать плоский метан указывает следующее обстоятельство. Если в молекуле метана атомы водорода заменить на различные группировки, то молекула приобретет способность существовать в виде двух изомерных форм, относящихся друг к другу как предмет и его отражение в зеркале. И подобно тому как в случае углеводорода с перекрещивающимися тройными связями в ходе превращения одной зеркальной формы в другую должно возникать производное тетраэдрана, в случае производных метана молекула хоть на мгновение должна становиться плоской. К сожалению, остановить это мгновенье необычайно трудно — по-видимому, куда труднее, чем остановить на полпути зонтик, выворачиваемый наизнанку порывом ветра... Пока что о предполагаемых свойствах плоского метана знают только теоретики, специалисты по квантовой химии. Они рассчитали, что молекула плоского метана должна иметь необычную электронную структуру. Восьми электронам связей С—Н очень трудно ужиться в одной плоскости в результате действия сил электростатического отталкивания. Единственный выход — размещение в одной плоскости только шести электронов, обслуживающих все четыре связи С—Н. А куда денутся еще два валентных электрона? Расчеты предсказывают, что они должны остаться свободными, неподеленными и расположиться так, как показано на рисунке: Вообще говоря, соединения с подобной электронной структурой известны (например, диборан В2Н6), причем они могут быть достаточно устойчивыми. Но молекула метана с плоским расположением заместителей будет иметь огромный запас избыточной энергии — от 150 до 200 ккал/моль. Поэтому рассчитывать на особую устойчивость таких веществ не приходится. Больше всего шансоз за то, что сначала удастся получить какое-нибудь достаточно сложное производное плоского метана. Например, одно из следующих: н3& ханз Si NS( ex.) & И если подобные вещества удастся создать, преподаватель снизит студенту оценку, когда тот не будет знать, что метан может быть и плоским. КАКАЯ УГЛЕРОД-УГЛЕРОДНАЯ СВЯЗЬ САМАЯ ДЛИННАЯ? 1,54... 1,40... 1,34... 1,20... Что это за набор чисел? Очередной психологический тест или вариант послания внеземным цивилизациям? Вообще говоря, этот набор цифр можно было бы использовать и в том и в другом назначении. Любой химик-органик (в том числе и внеземной) поймет значение этого ряда. Ведь это выраженные в ангстремах длины наиболее типичных углерод-углеродных связей. 1,54 А — это длина простой углерод-углеродной связи, скажем, в молекуле этана: Остальные величины характеризуют длины связей в бензоле, этилене и ацетилене: I.AOA \ 1.34А / \ / L20A н-с=с-н 42
Пружинками, стягивающими углерод-углеродную связь в бензоле, этилене и ацетилене по сравнению с этаном, служат л-элект- роны. Чем больше их принимает участие в образовании связи, тем она короче. В бензоле на одну связь приходится один л-элект- рон, в этилене — два, в ацетилене — четыре. Более четырех л- электронов разместить между двумя углеродными атомами невозможно, и поэтому углерод-углеродная связь не может быть короче 1,20 А. А можно ли растянуть связь С — С так, чтобы она стала длиннее 1,54 А? Так как с увеличением расстояния между атомами прочность связи резко падает, многие химики весьма скептически относились к разговорам о возможности существования удлиненных связей. И все же соединения с такими связями в конце концов удалось получить. Некоторое время рекорд по длине углерод-углеродной связи держало производное бицикло- пентана (длина связи 1,62 А): Но недавно этот рекорд был побит сначала производным так называемого дьюаровского бензола (длина связи 1,63 А): ев а затем своеобразным мостико- вым углеводородом Длина связи С — С, общей для всех трех колец в этой структуре, составляет 1,80 Al Удастся ли получить углеводороды с еще более длинными связями? Ответить на этот вопрос категорическим «да» или «нет» невозможно. Ясно лишь, что работа в этом направлении будет продолжаться. ПАРАД УГЛЕВОДОРОДОВ Если изготовить модели углеводородов, созданных за последние годы, то можно было бы устроить неплохую выставку. В число ее экспонатов наряду с призманом, кубаном, адамантаном и другими углеводородами, молекулы которых имеют форму геометрических фигур, следовало бы включить и многие другие углеводороды с необычными структурами и звучными именами. Вот, например, пропеллан, напоминающий по форме пропеллер: Баскетан, имеющий форму корзинки: Астеран, похожий на детскую вертушку из бумаги: Радиален, напоминающий мель иичное колесо: / — Или углеводород, неофициально именуемый «птичьей клеткой»: Не удовлетворившись спиралями молекул белков и нуклеиновых кислот, химики-органики синтезировали спиралевидные структуры, не встречающиеся в природе. Это гелицены — углеводороды, состоящие из спаянных между собой бензольных колец, закрученных в спираль: Интересное свойство гелиценов заключается в том, что они, как и некоторые другие упоминавшиеся углеводороды, способны существовать в двух формах, относящихся друг к другу как предмет и его отражение в зеркале: ведь спираль может быть закручена как в правую, так и в левую сторону. Глядя на все эти структуры, невольно задаешься вопросом: что двигало их создателями? Научное ли озорство (свойственное, кстати, многим ученым) или строгая научна0 необходимость? Скорее всего, и то и другое. Говорят, что для многих (а может быть, для всех?) исследователей органическая химия представляет площадку для игр, где находят себе выход фантазия и изобретательность. Но ведь удовлетворяя свое стремление к необычному, химики раздвигают границы возможностей науки. Они разрабатывают новые методы синтеза, новые методы исследования вещества, проверяют новые выводы теории... ЧТО ЧИТАТЬ О НОВЫХ УГЛЕВОДОРОДАХ 1. Б. М. Михайлов, Л. С. Поваров. «Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева», 1967, № 1. 2. L. N. Ferguson, «Journal of Chemical Education», 1969, v. 46, №7. 43
ПОЙМАТЬ НЕЙТРИНО Солнце — колоссальный источник энергии, но откуда эта энергия берется! Чтобы ответить на этот вопрос, нужно заглянуть в глубь Солнца. Однако все известные до сих пор методы позволяли получать информацию лишь о том, что происходит на поверхности нашего светила; есть ли способ проникнуть в его недра! Летом прошлого года в Венгрии на Международной конференции, посвященной физике нейтрино, были представлены новые результаты экспериментов, которые заставляют пересмотреть сложившиеся гипотезы. 44
Если бы можно было создать нейтринный телескоп, подобный оптическому, Солнце выглядело бы в нем маленькой точкой, в одну сотую того диска, который мы видим с Земли. Ведь оеакции с испусканием нейтрино идут в самом ядре Солнца Все дети задают вопросы, которые начинаются со слова «почему». И наверняка рано или поздно они спросят: «Почему светит Солнце?» Вы ответите, что Солнце светит потому, что оно очень горячее. Но если ребенок любознателен, он обязательно задаст следующий вопрос: «А почему оно горячее?» Вы знаете, как ответить? Вот вам совет: отвечайте уклончиво. Потому что современная наука еще не может совершенно определенно сказать, что есть источник солнечной энергии. В прошлом веке известный английский ученый лорд Кельвин предположил, что к нагреванию звезд, и в частности Солнца, приводит гравитационное сжатие. Однако одного сжатия, даже несмотря на колоссальную массу Солнца, оказалось явно не достаточно для того, чтобы оно могло светить на протяжении всего времени существования Земли. Предлагались и другие гипотезы, но ни одна из них долго не жила; лишь с появлением ядерной физики удалось объяснить (конечно, только на бумаге) происхождение энергии звезд и Солнца. В 1935 г. известный немецкий физик Г. Бете высказал гипотезу о том, что в недрах Солнца протекают термоядерные реакции: водород превращается в гелий. Поскольку эта гипотеза хорошо объясняла происхождение солнечной энергии и ни в чем не противоречила фактам, она стала общепринятой. Однако любой гипотезе нужно экспериментальное подтверждение; у гипотезы Бете такого подтверждения не было — как, каким образом проникнуть в недра Солцца? Есть ли вообще такая возможность? Есть: поймать солнечные нейтрино. коротко о нейтрино Чтобы стало понятно дальнейшее, надо хотя бы коротко сказать о том, что это за частица. В 1931 г. знаменитый швейцарский физик В. Паули сказал своему коллеге В. Бааде: «Я сделал1 сегодня что-то ужасное. Физику- теоретику Никогда не следует так поступать. Я предложил такое, что никогда нельзя будет проверить экспериментально». Речь шла о нейтрино. Вот что привело Паули к мысли о нейтрино: при бета-распаде многих ядер нарушались законы сохранения энергии, импульса и момента количества движения. Однако законы есть законы, и нарушениям надо искать объяснение. Поэтому Паули предположил, что при распаде испускается нейтральная частица с массой, близкой к нулю; эта частица и уносит недостающую долю энергии. Э. Ферми произвел тщательные расчеты, подтверждающие гипотезу. Частица получила имя «нейтрино», что по-итальянски означает «нечто маленькое, нейтральное». Однако в течение долгого Еремени все попытки обнаружить ее, как и предсказывал Паули, кончались неудачей. Лишь четверть века спустя американские физики К. Коуэн и Ф. Райнес поймали нейтрино— им помог один из первых атомных реакторов. Вероятность взаимодействия нейтрино с веществом оказалась необыкновенно малой. Практически все виды материи прозрачны для нейтрино. Эта частица свободно пролетает через всю толщу Земли, не поглотившись и не рассеявшись, и если бы понадобилось поставить защиту от нейтрино, то пришлось бы взять слой свинца толщиной почти в 10 триллионов километров. Если в недрах Солнца действительно идут термоядерные реакции, то они обязательно должны сопровождаться испусканием нейтрино. Эти (и только эти!) частицы могут вырваться из глубин, беспрепятственно выйти на поверхность и дойти до Земли. Только сии позволят нам однозначно ответить на вопрос, идут ли на Солнце термоядерные реакции, потому что все остальные частицы не могут прорваться из недр Солнца наружу. Но после всего сказанного о способности нейтрино проникать через что угодно можно ли надеяться поймать его на Земле? Ведь частицы эти бесследно пройдут и через регистрирующий прибор... А ЕСЛИ ВСЕ-ТАКИ ПОПЫТАТЬСЯ? Вероятность взаимодействия нейтрино с веществом очень мала, но она все же существует! И этот ничтожный шанс можно использовать, если поток нейтрино от Солнца достаточно велик. Из огромного множества частиц хоть одна да провзаимодеиствует с мишенью... Сколько же этих частиц приходит на Землю? По расчетам, каждый квадратный санти- 45
Так впервые поймали нейтрино от мощного атомного реактора. Нейтрино сталкивалось с мишенью из растворов солей кадмия. Оно поглощалось протоном (точка 1), и при этом появлялись нейтрон и позитрон. Позитрон сталкивался с электроном среды (точка 2) и аннигилировал, испуская два гамма-кванта. А нейтрон захватывался ядром кадмия (точка 3) — также с испусканием гамма-квантов. Эти кванты и регистрировались сцинтилляционными счетчиками метр земной поверхности ежесекундно пронизывают около -60 миллиардов нейтрино, в основном от Солнца. За жизнь человека через него проходит 1023 нейтрино (и Лишь одно может поглотиться). И ночью, и днем поток солнечных нейтрино на Земле одинаков — ведь Земля для них прозрачна. Мы постоянно пребываем в нейтринном море, абсолютно этого не ощущая. Информация проходит мимо нас... Академик Б. М. Понтекорво предложил улавливать солнечные нейтрино с помощью хлора. Если вдруг нейтрино провзаимодей- ствует с атомом хлора-37, тот превратится в атом аргона-37. Этот изотоп аргона нестабилен, он распадается с периодом полураспада 35 дней, что и можно зарегистрировать. Но для того чтобы было что регистрировать, надо взять огромное количество вещества, содержащего хлор. Так и было сделано. Результаты этого эксперимента докладывались на Международной конференции американским физиком Р. Дэ- висом. В качестве детектора нейтрино был взят перхлорэтилен (С2С14)—та самая жидкость, которую обычно используют в химчистках. А взято ее было 380 000 литров! Если в жидкости появятся единичные атомы аргона-37, то их можно извлекать радиохимическим способом: продуть через жидкость гелий, пузырьки которого захватят атомы аргона-37 и доставят их к счетчику. Однако такие атомы могут образоваться в жидкости и без помощи нейтрино — просто под действием космических лучей. Как избавиться от этой помехи? Естественно было бы окружить детектор каким-нибудь веществом, которое позволило бы лишь нейтрино проникнуть в детектор. Но для того чтобы надежно задержать космические лучи, понадобилась бы защита толщиной по меньшей мере в километр. Так не проще ли поместить установку глубоко под Землей — там, куда космические лучи не проникают. А для нейтрино земная толща — сущие пустяки... Мы привыкли, что для наблюдения светил и планет астрономы стараются забраться как можно повыше. Парадокс нейтринной астрономии в том, что, исследуя небесные объекты, приходится забираться поглубже в Землю. Колоссальный хлорный детектор солнечных нейтрино помещен в полуторакнлометровой глубины шахте на золотом прииске. Этот эксперимент проводился в течение многих лет, и результат его оказался крайне неожиданным: нейтрино от Солнца зарегистрировано не было! Впрочем, если принять во внимание чувствительность установки, то совершенно отрицать существование солнечных нейтрино нельзя; можно лишь уверенно сказать, что их поток во всяком случае в десять раз меньше, чем предсказывала теория. Максимальная температура в недрах Солнца при таком потоке должна быть почти на миллион градусов ниже, чем считали до сих пор. Возможно, придется пересматривать теорию строения и эволюции Солнца... НО МОЖЕТ БЫТЬ, ТЕОРИЯ ВЕРНА? Впрочем, пересмотреть теорию всегда успеется; не лучше ли поискать другие объяснения малому потоку солнечных нейтрино? Уже появились работы, объясняющие слабый поток тем, что, возможно, в недрах Солнца вещество перемешивается. Это может уменьшить температуру, а следовательно, и 46
поток нейтрино. Построены и теоретические Земли в прошлом. К сожалению, этих ядер модели Солнца, учитывающие это предположение. Другое объяснение: температура в центре Солнца, а значит, и скорость ядерных реакций непостоянны. Они могут периодически меняться. И как раз сейчас, в наши дни, температура слишком мала, чтобы можно было наблюдать поток нейтрино. Но как узнать, менялась ли в прошлом температура Солнца? Может быть, по изменению температуры на Земле? В тепловой истории Земли были периодические колебания средней температуры. Однако где гарантия, что эти колебания вызваны ядерными реакциями в центре Солнца, а не какими-то сугубо земными процессами? Вот если бы как-нибудь удалось проследить нейтринное облучение Земли в прошлом... В принципе и это возможно. Солнечные нейтрино могут вызвать процесс, который называется двойным бета-распадом (ядро с за^ рядом Z переходит сразу в ядро с зарядом Z + 2, испуская два электрона). Так вот, если такие ядра обнаружить в старых природных образцах, то можно было бы сказать хоть что-то определенное о нейтринном облучении улавливать нейтрино различных энергий и образуется настолько мало, что нынешними приборами найти их нельзя. И объяснение повисает в воздухе. Совсем недавно появилась еще одна гипотеза: неожиданный результат подземных опытов можно объяснить нестабильностью нейтрино. Считается, что масса нейтрино равна нулю. Но экспериментально установлено лишь, что она меньше 60 электрон-вольт. И никто на опыте не доказал, что масса и в самом деле нулевая. Если так, то нейтрино может быть нестабильной частицей. И тогда значительная часть солнечных нейтрино по пути к Земле успеет распасться. Какая из этих (и многих других) гипотез верна и верна ли хоть какая-нибудь? Не будем забегать вперед. Во всяком случае, не стоит пока отрицать термоядерные реакции на Солнце. ЧТО ДАЛЬШЕ? Солнечные нейтрино сейчас усиленно ищут. Кроме хлорных предполагают ставить мишени из галлия и лития — это позволит Крабовидная туманность появилась в результате взрыва сверхновой. Такие события происходят очень редко, раз в несколько столетий. Их можно предсказать с помощью нейтрино: поток этих частиц предшествует световому излучению %•*&:•■ 47
получить спектр солнечных нейтрино. Задача необычайно сложная, требующая и усилий, и средств; однако информация того стоит. Сейчас Солнце — объект номер один в нейтринной астрофизике. Видимо, скоро придет черед тех нейтрино, которые испускают взрывающиеся звезды. В звездах запасы ядерного горючего рано или поздно подходят к концу. И тогда, в последней стадии своей эволюции, звезда может испытать катастрофическое сжатие — коллапс. Он может быть тихим, а может сопровождаться яркой световой вспышкой. Такая вспышка — взрыв сверхновой. Но сверхновые появляются в нашей Галактике в среднем через несколько сотен лет, а число тихо коллап- сирующих звезд достигает десяти в год. При коллапсе звезд должны испускаться колоссальные потоки нейтрино; чтобы наблюдать их на Земле, нужны детекторы, содержащие несколько сотен тонн сцинтиллирую- щего вещества, помещенного глубоко под Землей. При взаимодействии нейтрино с атомами этого вещества возникнут позитроны, которые вызовут вспышку света в сцинтилля- торе. Ее и можно зарегистрировать. Нейтринное излучение от коллапсирующей звезды длится недолго, примерно 0,01 секунды: за этот короткий промежуток времени будет зарегистрирована целая серия импульсов. А если расположить несколько установок в разных точках земного шара, то можно определить направление на коллапсирующую звезду. Ну а если нам повезет и в ближайшее время в нашей Галактике вспыхнет сверхновая, то еще до того, как мы это увидим, взрыв можно будет предсказать по нейтринному излучению: оно предшествует испусканию света. Правда, на взрыв сверхновой отреагирует и хлорный детектор — в нем появится больше атомов аргона-37. Однако мы не сможем точно установить время, когда произошла эта вспышка, ведь хлорный радиохимический метод дает суммарный результат за определенное время, обычно за несколько месяцев; нейтринная же вспышка сверхновой длится доли секунды. ЧТО ВАМ ИЗВЕСТНО О СТАРИННОМ СВИНЦЕ? В Институте ядерных исследований Академии наук СССР сейчас ведется подготовка к нейтринным экспериментам. Строится подземная лаборатория, где будут установлены «ловушки» для нейтрино, пришедших из космоса. Все лабораторные помещения, хотя они и защищены от посторонних излучений скальными породами, надо дополнительно окружить добротным металлическим слоем, чтобы ничто не проникло в приборы, кроме нейтрино. Такой металл, естественно, должен быть сверхчистым— с точки зрения радиоактивности. Лучшая защита — из традиционного свинца. Но в свинце есть радиоактивный изотоп 2!0РЬ. Правда, очень мало, но даже слабое излучение,- которое сопровождает его распад, может спутать все карты или направить исследователей по ложному следу. Однако выход все же есть. Период полураспада этого изотопа 20 лет; значит, если взять свинец, изготовленный 200 лет назад, изотопа-210 в нем практически не будет — он весь распадется. Такой старинный свинец и нужен для новой лаборатории. Автор, причастный к нейтринным опытам, обращается с просьбой к читателям журнала: если вам известно, где есть старый, по меньшей мере двухсотлетней давности, свинец, сообщите об этом Институту ядерных исследований АН СССР или напишите в журнал. Возможный источник — крыши (в особенности соборов и монастырей), которые в старину покрывали свинцовыми листами. На вклейке — схема детектора солнечных нейтрино. Бак диаметром 6 м содержит около 400 тысяч литров перхлорэтилена. Если нейтрино провзаимодействует с атомом хлора, то образуется атом аргона-37. Раз в несколько месяцев в бак подают гелий, который захватывает атомы аргона. В ловушке-конденсаторе пары перхлорэтилена, охлаждаясь, превращаются в жидкость , а гелий с аргоном поступает в следующую ловушку\ наполненную активированным углем и охлажденную до —196° С. При такой температуре атомы аргона адсорбируются углем, а гелий нет. Гелий возвращается в цикл; ловушку с атомами аргона нагревают, и радиоактивные атомы освобождаются. Вместе с небольшой порцией газа-носителя их подают в миниатюрный счетчик, который в течение полугода регистрирует распады атомов аргона-37. Счетчик миниатюрен, потому что если он будет велик,, то через него пройдет слишком много посторонних (фоновых) частиц. Он окружен специальной трехслойной защитой из материалов с низкой собственной радиоактивностью: дважды дистиллированная ртуть, медь, свинец. А бак с перхлорэтиленом защищен слоем воды, которая задерживает нейтроны, идущие от радиоактивных загрязнений в грунте. Вся установка спрятана от космических лучей под землей, на полуторакиломстровой глуби не 48
дейтронов руоалика. Цистерна. с ъерхуюрэтшенощ
tftf//ttffffftW. WMW>*J**A>4WA>M&WmA
АарйШиш делают rem: оторлъно дтяршф $' тЬы ёЬЩенек уклшЩщают чариьш стерженьки ц. пракмШииуг в трую ёощечку* А нрюм ёлок распиливают яа ахд-аыШ^ карнтдищи, кртррьщи & и :мы.^ \щ\ кала до велит - /j£* ц6яь^&М%- Правда, дети Ще8Мчтак>т обычно- цветные кщашШШ^ ^ ^^тные грифвт * ъс&бйя f-ьке, журнала пап to e прогтолг
ОБЕД В ПОТОКЕ, ИЛИ ПОТОК ОБЕДОВ В СССР к концу 9-й пятилетки услугами общественного питания будут пользоваться более 100 миллионов человек. Примерно такая же картина и в других крупных странах. Жители США в 1975 году станут расходовать вне дома около 40% своего продовольственного бюджета, а в ФРГ, где живет примерно 60 млн. человек, уже сейчас около 20 млн. — ежедневные завсегдатаи кафе, столовых и ресторанов. Такой оборот дела ставит серьезные проблемы, решить которые можно будет, лишь превратив общественное питание в настоящую индустрию, то есть поставив изготовление обедов на поток. ИЗ ЧЕГО СЛАГАЕТСЯ ПОТОК Первые попытки применить индустриальные методы в производстве обедов были предприняты более полувека назад. В результате появились так называемые фабрики-кухни. Здесь многое уже было механизировано, например обработка овощей и мяса и приготовление из них полуфабрикатов. Правда, фабрика-кухня еще мало отличалась от оборудования кухонь обычных столовых, просто котлов стало больше, да вмещали они больше; и все же масштабы дали себя знать — производительность фабрик-кухонь была неплохой, для того времени, конечно. Но в меню разнообразия не было, а по вкусу такой обед оставлял желать лучшего, особенно когда готовые блюда по нескольку часов томились в термосах, ожидая тех, кто будет их есть. У фабрик-кухонь было еще много недостатков, и с ними все труднее и труднее становилось мириться. К концу пятидесятых годов стало ясно, что необходимо сделать, чтобы превратить приготовление обедов в настоящую индустрию. Нужна была особая посуда, позволяющая заменить котлы, термосы и многие другие сосуды, в которых обед кочует, пока не попадет на обеденный стол, нужны были установки, которые могли бы непрерывно готовить еду, а также — способ консервирования готовых блюд и полуфабрикатов. В результате усилий инженеров, проектировщиков и многих других специалистов появились более совершенные предприятия, которые за рубежом окрестили меню-фабриками; это уже настоящие фабрики, где есть все признаки современного производства. Их пока немного, отдельные меню-фабрики работают в США, Франции, Швеции и ФРГ. Опытный цех меню-фабрики, готовящий мясные блюда, есть и в нашей стране — в городе Алитус (Литовская ССР). ЛОТОК ИЛИ ТАРЕЛКА? Кому-то пришла в голову идея — нагрузить тарелку что называется производственной функцией. Раньше она появлялась лишь на финише — в тарелке обед подавали к столу. Потом решили, что удобнее будет, если в ней пища будет и готовиться. Новая роль тарелки изменила ее вид: она превратилась в прямоугольный лоток — незамысловатую форму с одним или несколькими отделениями; в лоток можно поместить сразу обед из трех блюд. Говорят, что меню-фабрика держится на этом лотке. Сначала лотки стали делать из пластмассы. Дешевизна и гигиеничность в сочетании с На вклейке *—> путь цыпленка от меню-фабрики к обеденному столу. Из трансфер- автомата A), где цыпленок жарился, он следует в морозильную башню- B). Своего часа замороженный цыпленок ждет в специальных холодильниках Чтобы он снова стал аппетитным и ароматным, его помещают в конвекционный шкаф C); оттуда цыпленок с помощью контейнеров-авточатов и транспортера D), наконец, попадает на стол к едоку 49
прочностью поставили, казалось бы, новую посуду вне конкуренции. Более того, началась эра посуды одноразового использования. В нашей стране на предприятиях общественного питания сейчас около четверти миллиона человек заняты мойкой посуды. Поэтому понятно, насколько велик был соблазн применять посуду, которую можно не мыть, а просто выбрасывать. Но пластмасса снимала одни проблемы и ставила другие. Что делать с горами выброшенных тарелок, стаканов и блюдец? Пока не найден способ их утилизации, поэтому количество подобного мусора начало бы вскоре угрожающе расти. В конце концов обратились к упаковке из алюминия. Этот достаточно эластичный и прочный материал в отличие от пластмассы хорошо проводит тепло, и его можно сделать довольно чистым. Из листов толщиной от 20 до 100 микрон, покрытых специальным безвредным жировым составом, штампуют готовые лотки. ТРАНСФЕР-АВТОМАТЫ НА ВСЕ РУКИ Настоящий поток обедов удалось получить лишь тогда, когда были созданы трансфер-автоматы (от английского transfer — переносить) — специальные устройства, способные непрерывно готовить пищу. Состоит трансфер-автомат из рабочей камеры, где, собственно, и готовится пища, и транспортера. В одних автоматах сырые продукты прямо в лотках со всеми приправами транспортер ввозит в камеру; через некоторое время готовые блюда тот же транспортер выдает с другого конца. Чтобы приготовление обеда ускорить, трансфер-автомат герметизируют и заставляют работать под избыточным давлением пара. Существуют самые различные трансфер-автоматы; одни варят только в кипящей зоде, в них готовят рис, клецки, яйца; другие обжаривают крупные куски мяса, птицу; есть и такие, что жарят во фритюре — кипящем масле. Жарящие автоматы оборудованы инфракрасными нагревательными элементами. Их излучение обладает высокой проникающей способностью, мясо всегда получается мягким и с розовой аппетитной корочкой. Трансфер-автоматы не только хорошо готовят, у них еще завидная работоспособность: в час такой агрегат способен выдать примерно полтонны готовых продуктов — будь то зарумянившиеся цыплята или рассыпчатый рис для начинок и гарниров. ЖИДКИЙ АЗОТ ВНЕ КОНКУРЕНЦИИ, НО... Работоспособность трансфер-автоматов не имела бы никакого смысла, если бы не нашли достаточно эффективный способ консервирования всего того, что готовит автомат. Наилучшим оказался способ замораживания. Но каким должно быть замораживание, чтобы все усилия тех, кто придумывает вкусные блюда, не пропали даром? Еще недавно холодильная техника позволяла замораживать продукты при —18° С. В таких условиях процесс идет медленно, поэтому в мясе или овощах образуются довольно крупные кристаллики льда, которые нарушают целостность клеточных мембран. После размораживания продукт теряет много клеточного сока, а потому его вкус, аромат и внешний вид не восстанавливаются достаточно полно. Однако до поры до времени с этим приходилось мириться. Собственно, мирятся и по сей день, хотя известно, что при быстром замораживании до более низких температур (—30° С) получаются куда более доброкачественные продукты. В таких условиях клеточный сок замерзает в виде микрокристаллов, мембраны не разрушаются, и поэтому размороженный шашлык, клубничный или яблочный соус так же хороши, как и до охлаждения. В свое время переворог в холодильной технике совершили сжиженные газы. Замораживание в них называют криогенным. В пятидесятых годах пищевые продукты пытались замораживать в жидкой закиси азота. Потом применяли гелий, водород, криптон, жидкую углехислоту, фреоны. Сейчас предпочитают жидкий азот. При температурах, которые вполне удовлет- 50
воряют пищевикоЕ, азот химически инертен и потому абсолютно безвреден. Но главное — температура кипения его при атмосферном давлении —196° С. На замораживание обеда в жидком азоте уходит не больше двух минут. Не случайно поэтому и название метода — мгновенное замораживание. В преимуществах мгновенного замораживания убедились довольно быстро. Сначала пробовали замораживать продукты простым погружением в жидкий азот. Потом выяснилось, что удобнее орошать жидким газом по принципу противотока: блюда движутся внутри морозильного туннеля прямо навстречу парам кипящего при распылении азота. Многие зарубежные фирмы осваивают криогенное замораживание, но дело продвигается медленно, прежде всего потому, что азот дорог. В США криогенное замораживание стало промышленным только в 60-е годы, когда накопились большие запасы жидкого азота — побочного продукта при получении кислорода для ракетного топлива и металлургии. В промышленных условиях предпочитают пока применять конвейерные системы, в которых быстрое замораживание ведется холодным воздухом. Например, меню-фабрика «Ап- петито» (ФРГ) замораживает по сто тысяч обедов в сутки с помощью системы «гиро- фриз». Многоярусная вращающаяся башня обвита внутри спиралью поднимающегося вверх транспортера. По нему лотки с обедами двигаются от основания башни до ее вершины. Испарительные батареи холодильных установок дают холод, мощные вентиляторы прогоняют через батареи воздух, и он охлаждается до —40° С. Холодные потоки обдувают все закоулки башни, и пока лотки движутся снизу вверх, обеды в них замораживаются; на вершине аппарат выдает замороженные блюда: в час около двух тонн мясных продуктов в упаковке. Лотки с замороженной пищей, упакованные в короба, отправляются в холодильные камеры, где постоянно поддерживается температура —24° С. Это склады, откуда в любое время готовые комплексные обеды могут быть взяты для столовой, кафе или ресторанов. УНИФИКАЦИЯ ПЛЮС РАЗНООБРАЗИЕ Индустриализация общественного питания потребовала больших усилий не только от инженеров. Оказалось, что необходимо изучить самые различные аспекты питания — физиологические, психологические и даже национальные. Пока в столовой готовят на один день, вполне достаточно и традиционного набора блюд. Когда же число порций в час достигает тысяч и речь идет о значительных запасах готовых обедов, можно подумать и о меню на неделю и больше; традиционной кухни становится недостаточно. Унификация приводит, как это ни парадоксально, к разнообразию. Кроме того, унификация меню привела к пересмотру сложившихся норм питания вообще. Выяснилось, что средний статистический едок где-нибудь в центре Европы ежедневно перегружает свой рацион: минеральных веществ он съедает на 6% больше, чем нужно, жира на 64% (!). белков — на 22% и, наконец, углеводов на 19%. Подсчитали, что эта средняя потребительская душа ежедневно переводит зря 445 ккал. Достаточно умножить это на сотни миллионов жителей индустриально развитых стран, чтобы понять, почему наш век называют иногда веком расточительства, не говоря уже о том, что такое расточительство приносит вред здоровью тех, кто переедает и перепивает. Возможно, унифицированные комплексные обеды, составленные в расчете на возраст и даже профессию едоков, помогут упорядочить питание и позволят людям строже следить за своим рационом, АВТОМАТ ПОДАЕТ К СТОЛУ Появление меню-фабрик изменит многое, и первым, вероятно, изменится облик столовой. Самый распространенный метод проектирования раздаточного оборудования — модульный. За модуль удобнее всего взять контейнер на колесиках. В таком контейнере лотки попадают сначала в шкаф для разогрева, а потом на раздачу. Контейнер оборудован устройством, 51
которое по сигналу автоматически выдает лоток за лотком. Такие же контейнеры подают подносы, столовые приборы, хлеб. Одна из самых современных систем раздачи обедов выглядит так. Ленточный транспортер. На одном конце его — электронное считывающее устройство. По обе стороны транспортера — выдающие контейнеры, они связаны электрически со считывающим устройством. Посетитель (или официант) опускает в него карту, на которой кодом записано меню обеда и адрес посетителя — стол, место. Считывающее устройство подает контейнерам команды. Первый выдает поднос, затем действуют остальные контейнеры — по мере того, как транспортер подвозит к ним поднос. Полный яств поднос с транспортера подается на специальную тележку, на ней, обед доставляют по адресу. А можно и не ходить в столовую. Замороженный обед покупают в торговом автомате. Дома его помещают в микроволновую печь; электромагнитные колебания сверхвысокочастотного диапазона за тридцать секунд сделают горячими порцию жареных цыплят или бифштекс. Причем автомат вместе с замороженным блюдом выдает жетон — зеленый, если на разогрев нужно 20 сек., красный, если 40. Как правило, цвет жетона соответствует цвету кнопки на разогревателе. Все это не фантастика, меню-фабрики есть, услужливые автоматы тоже; их очень мало, многие только в виде экспериментальных образцов. В нашей стране над созданием такого оборудования работают во многих институтах, например во Всесоюзном научно-исследовательском институте мясной промышленности, ВНИИторгмаш, Институте холода. Дело идет к тому, что меню-фабрики станут обычным делом. Ведь женщин все меньше и меньше увлекает работа на кухне, а число желающих быстро и вкусно поесть растет. К. БУРОВИК ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ ЕЩЕ РАЗ О ТОМ, «ЧТО ТОЛЬКО НЕ ПОДСКАЗЫВАЕТ ВООБРАЖЕНИЕ» В № 2 «Химии и жизни» за этот год помещено весьма полезная статья А. Локермана «Что только не подсказывает воображение!..» К сожалению, в нее вкралась одна грубая ошибка. На стр. 64 автор, очевидно, перепутал размеры внутренних, облицованных малахитом, колонн Исаакиевского собора с размерами его наружных, гранитных колонн, подпирающих фронтон с барельефами. Колоссальные наружные колонны, как известно, были высечены целиком из гранита и доставлены гужевым путем из Финляндии в Петербург, ценою нечеловеческих усилий рабочего люда. Облицованные же малахитом колонны, украшающие собор внутри, конечно же, гораздо тоньше, чем колонны наружные. В этом может убедиться каждый, посетив Исаакиевский собор. Да и трудно представить себе малахитовые колонны в полтора метра толщиной... П. Л. АДАМОВИЧ, Харьков КАШМИЛОН В ДОМАШНИХ УСЛОВИЯХ КРАСИТЬ НЕ РЕКОМЕНДУЕТСЯ В восьмом номере «Химии и жизни» за 1972 год дается совет, как перекрасить свитер из каш- милона. Простота метода нас удивила, и наши специалисты по красителям решили воспроизвести способ крашения, так как это избавило бы нас от производства специальных красителей для по- лиакрилнитрильных волокон — нитрона, кашмилона. К сожалению, нас постигла неудача: с помощью красителей для шерсти (кислотных красителей), о которых говорится в заметке, нам не удалось получить ткань хорошей окраски. Кроме того, предварительная обработка щелочью, как предлагал консультант, не пойдет на пользу материалу, в подобных условиях может произойти деформация трикотажа. Для таких волокон, как нитрон и кашмилон, нужны специальные катионные красители, обычно именно этими веществами красят изделия на производстве. В. КАРПОВ Научно-исследовательский институт органических полупродуктов и красителей От редакции: К сожалению, действительно, способ крашения кашмилона, описанный в журнале, оказался малоэффективным. А поскольку катионных красителей пока в продаже нет/ читателям, вероятно, лучше повременить с окраской полиакрилнитрильного трикотажа в домашних условиях. 52
БОЛЕЗНИ И ЛЕКАРСТВА УЛЬТРАЗВУК В ОПЕРАЦИОННОЙ Государственная премия СССР 1972 года присуждена группе ученых и инженеров за разработку и применение в клинической практике методов ультразвукового соединения костей, воссоздания костной ткани при заболеваниях и дефектах костей, а также ультразвуковой резки живых биологических тканей. - ^ ^ .. Случилась беда: человек сломал ногу. Перелом оказался сложным, со смещением костных обломков. Как помочь пострадавшему? До недавнего прошлого такому больному была уготована нелегкая судьба. Сначала нужно было поставить на место и зафиксировать, укрепить обломки кости. Иначе кость не срастется вообще или же срастется неправильно. Но что значит зафиксировать? Обычно сломанные кости скрепляли в точности так же, как в технике скрепляют детали машин: специальными металлическими штифтами, пластинами, гвоздями, болтами, проволокой. Потом — гипс и долгие дни ожидания, пока срастется кость. А потом — новая операция: введенный в кость и мягкие ткани металл не безразличен для организма, поэтому его необходимо извлечь... В технике на смену болтовым, резьбовым и прочим соединениям все чаще приходит склеивание. Клеящие вещества на основе полимеров и смол — эти «сверхклеи» так прочно соединяют склеиваемые поверхности, что при испытаниях металл разрывается где угодно, но только не в месте склейки. Склеивать обломки кости хирурги пытались уже давно. Но успеха не имели: ни один синтетический клей не прилипал к живой кости, не склеивал ее. Решить эту проблему помог еще один метод, применяемый в технике,— сварка. Первым эту идею высказал еще в 1964 г. заведующий кафедрой травматологии Центрального института усовершенствования врачей (ЦИУВ) профессор В. А. Поляков. К ее разработке он привлек инженеров — как раз тогда на кафедре автоматизации сварочных процессов, МВТУ, которой руководил профессор Г. А. Николаев, создавался новый метод ультразвуковой сварки пластмасс и металлов. В том же 1964 г. начались эксперименты по сварке костей ультразвуком. Вначале опыты производили на препаратах костей, потом перешли к опытам на животных. Кроликам полностью перерезали кость, наносили на обломки «припой» — слой жидкого полимера циакрина и с помощью специального волновода обрабатывали кость ультразвуком. Во всех опытах кость уже через несколько секунд оказывалась накрепко приваренной. А спустя две недели рентгенограммы показывали, что на месте сварки образуется собственная костная ткань. К этому времени кролики уже начинали ступать на оперированные лапки. Результаты были столь же успешными и в тех случаях, когда кость была раздроблена. Мелкие костные кусочки, залитые небольшим количеством жидкого припоя, после обработки ультразвуком превращались в единый костный конгломерат. Таким способом удавалось полиостью восстанавливать утраченную часть кости: дефекта словно не бывало. Одновременно разрабатывался и прямо противоположный метод применения ультразвука— для резки живых тканей. Новые хирургические инструменты — ультразвуковой скальпель и пила — были предложены сотрудником Института физиологии АН СССР В. П. Лебедевым. Эти инструменты оказались очень удобными: они быстро резали и мягкие ткани, и кости, не требовали от хирурга больших физических усилий, почти не вызывали кровотечения и меньше травмировали больных. В 1967 г. в клинике ЦИУВ профессор В. А. Поляков и доцент Г. Г. Чемянов впервые успешно провели операцию с применением и ультразвуковой резки, и ультразвукового соединения костей — остеосинтеза. А сейчас эти методы уже начинают широко использоваться в травматологической практике, в ортопедии (особенно при операциях у детей), в грудной хирургии. Уже с нынешнего года в стране будет налажен серийный выпуск ультразвуковой медицинской аппаратуры. С. СТАСОВ 53
wm ' A I Ф ^Щ ГИПОТЕЗЫ Кандидат медицинских наук Ф. Ф. ДРАГЕЛЬ БОЛЬ-АНТИБОЛЬ БОЛЬ как реакция организма на воздействия внешней среды появилась одновременно с возникновением на Земле живых существ. Но одновременно в организме неизбежно должен был появиться и противоположный процесс — «антиболь», анальгезия. Иначе человек и его предшественники, не знавшие обезболивающих средств, неизбежно погибали бы от самой ничтожной боли, которая из-за этого потеряла бы свой биологический смысл целесообразного сигнала об опасности. На самом же деле даже при очень сильной боли организмы если и погибают, то лишь после того, как у них выходят из строя жизненно важные органы и системы. ОРГАНИЗМЫ СПАСАЕТ ТОРМОЖЕНИЕ — фундаментальное свойство центральной нервной системы, впервые обнаруженное еще в прошлом веке. Но что такое торможение? Этот вопрос задавали себе многие выдающиеся физиологи мира. Пытался раскрыть сущность торможения, например, И. П. Павлов — и все же незадолго до смерти вынужден был констатировать, что «мы совершенно не знаем, что такое внутреннее торможение». И до сих пор биохимия и биофизика не помогли физиологии в разрешении этого, по выражению Павлова, «проклятого вопроса». Как же происходит процесс торможения в нервной клетке — нейроне? Другими словами, как организм переводит боль в антиболь? ИЗВЕСТНО, ЧТО БОЛЬ вызывает в организме самые разнообразные реакции. Это и повышенная активность, и гипертонус мышц, и усиленная работа желез (в том числе слюнных и потовых), и выделение в кровь боль- 4 54
птих количеств гормонов, и повышение температуры тела... Нельзя ли выделить в бесконечном разнообразии этих реакций нечто общее? Вот, например, реакция со стороны дыхания. Болевое раздражение заметно изменяет его характер. Как только боль возникает, а также в те моменты, когда изменяется ее интенсивность, дыхание ослабевает, вплоть до полной задержки. Возникает так называемая гиповентиляция: содержание кислорода в крови и внутренних органах снижается. Это доказано прямыми измерениями. Но к такому же конечному результату приводит и наблюдающееся гораздо чаще усиление дыхания под действием боли — гипервентиляция: при этом тоже снижается содержание кислорода в головном мозге, то есть возникает дефицит кислорода, гипоксия. ОЧЕНЬ ВАЖНОЕ обстоятельство: в головном мозге нет защитных механизмов, которые позволили бы ему компенсировать гипоксию, вызываемую гипервентиляцией; более того, сопутствующие ей явления (в частности, артериальная гипотония) не только не компенсируют гипоксию, но, наоборот, направлены на ее углубление. Иначе говоря, в условиях повышенной активности организма, одним из симптомов которой является гипервентиляция, мозг как будто оставлен без всякого прикрытия от активно развивающейся гипоксии. Что это, ошибка природы? Случайность? Но нет сомнения, что в ходе эволюции такое явление не могло закрепиться, если оно было случайным. Не проявляется ли здесь какая- то важная закономерность работы мозга? С гипоксией связано и другое явление, столь же постоянно возникающее в организме в ответ на боль. Это повышение содержания сахара в крови — гипергликемия. Импульсы, усиленно поступающие от раздражаемого болью рецептора нейрона, приводят к тому, что в нейроне резко ускоряется биохимическая реакция между глюкозой и кислородом, при которой выделяется энергия. Подобные процессы под действием боли происходят во всем организме, и если бы не торможение, они продолжались бы вплоть до сгорания всей глюкозы. В ходе этой реакции возбуждения в нейронах мозга быстро возникает дефицит кислорода. Он-то и приостанавливает дальнейшее развитие реакции всего организма на боль, тормозя в нейронах восприятие боли и формируя состояние антиболи. Именно поэтому организму не нужен другой специальный механизм, регулирующий пределы гипоксии и степень гипергликемии в нейронах мозга. МОЖНО СКАЗАТЬ, что и многие другие связанные с выделением и потреблением больших количеств энергии явления, происходящие в организме под действием боли, также способствуют возникновению в «болевых» нейронах активного дефицита кислорода и торможению боли. Именно для того, чтобы был возможен такой избирательный процесс торможения, природа в ходе эволюции организмов поставила все нейроны головного и спинного мозга в совершенно определенные условия, необходимые для возникновения антиболи. В частности, с этой точки зрения становится ясно, почему только аэробное окисление глюкозы служит для нейрона единственным источником энергии, почему в нейронах отсутствуют запасы кислорода и глюкозы. НА ЭТОЙ ОСНОВЕ можно высказать предположение и о том, каков механизм действия обезболивающих средств — анальгетиков. По- видимому, они, подобно боли, действующей на наружные рецепторы, действуют на внутренние рецепторы и ускоряют возникновение в болевых нейронах дефицита кислорода, а значит, и торможение боли. Давая больному обезболивающее средство, анестезиологи отнюдь не создают в организме новый, не свойственный ему процесс, как до сих пор было принято думать. Они лишь способствуют ускорению происходящего в организме процесса образования антиболи, и в этом отношении их действия ничем не отличаются от действий терапевтов, которые усиливают слабительными средствами естественную перистальтику кишечника. Рассмотренный здесь механизм анальгезии также хорошо объясняет тот общеизвестный, до сих пор непонятный факт, что анальгетики в обычных дозах избирательно выключают лишь сам очаг боли, а не обезболивают весь организм, а также то, что такое местное действие оказывается тем успешнее, чем интенсивнее боль. Дело в том, что возникшая боль немедленно сама вызывает в раздражаемом нейроне процесс «антиболи»; анальгетики, ускоряя эту реакцию, лишь помогают организму. В тех же нейронах, которые в этот момент не подвергаются болевому раздражению, антиболь не возникает и не может быть усилена анальгетиком. А чем интенсивнее очаг боли, тем ближе затронутые ею нейроны находятся к состоянию антиболи и тем успешнее и быстрее сработает анальгетик, вызвав в этих нейронах уже достаточное торможение. 55
n с, с в. хотяновскии КОСМИЧЕСКАЯ ПОЧВА НА ЗЕМЛЕ Прошло не так много времени с тех пор, как в нашей стране состоялся известный эксперимент «Земной звездолет». Три исследователя прожили целый год в условиях, максимально приближенных к космическим: цель эксперимента заключалась в том, чтобы доказать возможность длительного пребывания человека в космическом корабле. В земном звездолете была оранжерея, где росли хибинская капуста и кресс-салат, огуречная трава и укроп... В качестзе заменителя обычной земной почвы, как сообщала тогда «Правда», использовались ионообменные смолы, предварительно насыщенные необходимыми для растений минеральными веществами. За год эксперимента в оранжерее удалось по- 56
лучить десять урожаев без смены и регенерации почвенного субстрата! ЗАЧЕМ РАСТЕНИЮ нужна почва? Вопрос, казалось бы, праздный: разумеется, как среда, на которой оно закрепляется и из которой извлекает необходимые питательные вещества— минеральные соли. А много ли их там? Нет, всего доли процента. Может показаться, что эти соли только растворены во влаге, образуя питательный почвенный раствор. Но с точки зрения химика почва — это в первую очередь ионит, химическая губка, которая не просто впитывает в себя питательный раствор, а вступает в химическое взаимодействие с ионами содержащихся в нем веществ, образуя своего рода соли. Извлечь из ионита захваченные им вещества можно, лишь поменяв ион на ион. Обычная почва — далеко не идеальная среда для жизни растений. Ее состав изменяется в широких пределах в зависимости от многих факторов. Запасы питательных веществ, которые почва может удержать, невелики. За многие тысячелетия существования биосферы растения просто приспособились к существованию на полуголодном пайке. Есть такое понятие — обменная емкость ионита. Плодородная почва имеет большую обменную емкость, неплодородная — меньшую. И ценность, скажем, навоза как удобрения заключается прежде всего в том, что он служит не столько поставщиком, сколько носителем ионов, увеличивая обменную емкость почвы. В сравнении с естественным ионитом, почвой, искусственные полимерные иониты выглядят куда выигрышнее: они обладают огромной обменной емкостью — именно это их свойство первым делом и вспомнилось молодому минскому ученому, ныне доктору химических наук Владимиру Сергеевичу Солдатову, заведующему лабораторией термодинамики ионообменных процессов Института общей и неорганической химии АН БССР, когда он впервые услышал о проблеме космической почвы. Когда Солдатов и его коллеги начинали сбою работу, они еще не знали, что попытки использовать иониты для создания искусственной почвы предпринимались и раньше. Авторы этих попыток поступали так. Воспользовавшись данными о минеральном составе растений, которые обычно клались в основу расчетов солевого состава растворов, используемых в гидропонике^ они насыщали разными ионами отдельные порции ионитов: одну — ионами кальция, другую — ионами натрия, третью — ионами, содержащими азот... Но высаженные на такой субстрат растения погибали, несмотря на вроде бы полный пищевой рацион. Причина этих неудач, как выяснилось позже, заключалась в том, что для получения одного и того же количества различных веществ растению необходимо затратить разные усилия, поскольку ионы удерживаются носителем по-разному. Одни ионы растение может заполучить, затратив меньше энергии, на другие ее требуется больше. Растение идет по пути наименьшего сопротивления и усваивает избыточное количество слабо связанных ионов в ущерб другим. Например, добыть кальций из ионита растению во много раз труднее, чем калий. Чтобы растение не страдало, казалось логичным пересытить смесь ионитами, несущими кальций. Но тут-то и сказывалась ошибочность методики, при которой отдельные порции ионитов насыщались каким-то одним питательным веществом: пересыщение смеси кальцием приводило к тому, что корень не добирался до зерен, содержащих другие нужные ионы. На его пути повсюду вставал кальциевый ионит. ПРЕДШЕСТВЕННИКИ минских ученых (это были биологи) всего этого не учли и пытались решить задачу путем эмпирических поисков нужного состава смеси ионитов. Как мы уже знаем, это не дало положительного результата. Солдатов же мыслил как химик, специализирующийся в области термодинамики процессов ионного обмена, и это ему помогло. В термодинамике известен принцип: если одна система находится в равновесии с другой, а другая — с третьей, то первая и третья системы тоже должны находиться во взаимном равновесии. Первая система — корень растения, вторая — питательный раствор, третья — твердый субстрат, носитель ионов... Система растение — питательный раствор — почва находится в состоянии, близком к термодинамическому равновесию. Другое дело система, содержащая вместо обычной почвы ионит. Именно последний и следовало привести в равновесие с раствором, вполне удовлетворяющим растение. Этого можно было достичь следующим образом: не делить ионит на части, насыщая каждую из них какими-то одними ионами, а через всю его массу пропустить применяющийся в гидропонике питательный раствор. Момент наступления термодинамического равновесия ионита и раствора определить несложно: нужно дождаться, пока концентрация 57
раствора, входящего в емкость с заряжаемым ионитом, становится равной концентрации раствора, выходящего из нее. При этом, по мере приближения к насыщению, ионит сам забирает вещества в количествах, обеспечивающих их равную доступность для растения. КОНЕЧНО, РЕШИТЬ ПРОБЛЕМУ-в принципе— важнее всего. Но попутно возникли и некоторые другие задачи. Главным образом это относилось к выбору носителя ионов. Во-первых, обмен растения с ионитами должен идти быстро. Во-вторых, иониты не должны быть токсичными. В-третьих, они должны удерживать влагу и пропускать воздух к корням, как говорят, обеспечивать их аэрацию. Иониты хоть и сильно набухают в воде, но не слипаются, структура ионитной почвы всегда обеспечивает хорошую аэрацию корней. Подобрать нетоксичный ионит тоже нетрудно. Но когда все эти задачи были решены, возникло главное технологическое затруднение. Если взять все необходимые растению вещества, то окажется, что соединить их в один достаточно насыщенный раствор нельзя, они просто выпадут в осадок... Выход был один: использовать сильно разбавленный раствор с весьма низкой концентрацией необходимых веществ. Для того чтобы превратить в искусственную почву килограмм ионитов, пришлось, в первоначальном варианте, пропустить через них 700 килограммов раствора, в котором было всего 0,2% необходимых растению веществ. К большей концентрации прибегать было нельзя. Тем не менее ионит насыщался питательными веществами настолько сильно, что в обычной почве или жидком гидропонном растворе это вызвало бы солевой ожог, повреждение клеток корня и гибель растения. Пересыщенная же солями ионитная почва такого ожога не вызывала. Захваченные ионитами вещества упакованы достаточно крепко и не вымываются водой, как это бывает в обычной почве. Растение должно постараться само добыть себе еду. Но каким образом? Корень выделяет в виде ионов продукты своей жизнедеятельности. Тем самым он как бы дает знать иониту, что ему нужно. Ионы — продукты жизнедеятельности растения — вступают в контакт с ионитом, который захватывает их, а взамен дает растению то, в чем оно нуждается: ион за ион. Сколько чего корень требует, столько того и получает. Вот образец идеального соотношения между спросом и предложением! ТОЛЬКО КОГДА НА ПЕРВОЙ в мире полноценной синтетической почве уже цвели цветы, сотрудники лаборатории узнали о работах своих предшественников. Поэтому им удалось оформить как изобретение не саму идею принципиально нового использования ионитов, а практический способ превращения их в искусственную почву. Казалось бы, все-таки все хорошо. Почва создана, эксперимент в земном звездолете удался наилучшим образом. Но исследователи не были удовлетворены. Способ был недостаточно технологичным: чтобы получить тонну искусственной почвы, требовалось пусть не 700, но все же 500 тонн раствора... Но вскоре, после усовершенствования технологии, это затруднение отпало. Потом были созданы новые типы субстратов на основе волокнистых ионитов. Они обладали не только высокой обменной емкостью, но и непрерывной структурой, высокой влаго- емкостью и воздухопроницаемостью. Волокнистым ионитам можно придавать любую форму: скажем, по виду — ткань, а по сути — почва... Представьте себе ворсистый коврик из волокнистого ионита. Вы можете прибить его к стене и высадить на нем вьющиеся растения! Итак, была создана искусственная почва, способная много лет работать без перезарядки в любых условиях, даже при отсутствии гравитации. Почва, состав которой можно точно контролировать и регулировать. Почва, о которой любой биолог или практик-растениевод может только мечтать... Но не будем обольщаться перспективами применения космической почвы. Дело в том, что изобретение, предназначенное для космоса, не может найти поддержки на Земле. Более того, существует реальная опасность, что минским химикам вообще придется свернуть работы в этом направлении... ОТРАБОТАННЫЙ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЙ регламент промышленного производства ионитной почвы был передан двум химическим заводам — Нижне-Тагильскому и московскому имени Войкоза. Оба завода прислали в Минск акты внедрения, ко ионитная почва ни на одном из них до сих пор так и не выпускается. Возникло, увы, обычное препятствие. На полпути между лабораторной разработкой и промышленным производством ружно выпустить экспериментальную промыщленную партию продукта, реализация которой может дать точные ответы на вопросы об экономической эффективности новинки и спросе на нее. 58
Такую партию до сих пор выпустить некому. На Урале согласны изготовлять ионитную почву лишь сотнями и тысячами тонн. А размер экспериментальной партии не должен превышать десятков тонн, а это невыгодно. В Москве были бы готовы взяться за выпуск ионитной почвы даже в сравнительно скромных количествах, но и тут помешала экономика. Заминка произошла из-за цены. Сейчас ионитная почва стоит примерно 80 копеек за литр. (Это сыпучий материал, и поэтому его измеряют объемной мерой.) «Росхозторг» решил, что 80 копеек — дорого и не хочет брать на себя реализацию нового товара, даже в тех количествах, которые бы позволили этот товар испытать. Так замкнулся круг: не начав производство, не узнаешь, каким может быть спрос, а не зная спроса, боязно начинать производство... Но так ли уж сложно прикинуть — каким окажется спрос? В перспективе у ионитной почвы могут быть три основные категории потребителей. Первая — любители-растениеводы. Каждому из них требуются килограммы искусственной земли. Вторая категория — научно-исследовательские учреждения, которым нужны уже десятки тонн синтетической почвы с точно контролируемым химическим составом. Третья категория потенциальных потребителей — промышленные овощеводческие и цветоводческие хозяйства, способные потреб- лять ионитную почву тысячами и десятками тысяч тонн. Третья, самая солидная категория потребителей, не может, однако, пойги на риск и начать пользоваться новой почвой, пока нет результатов широко поставленных экспериментов в исследовательских институтах и опытных хозяйствах. А такие эксперименты никто не делает: нет достаточного количества почвы. Земной звездолет прекратил свое существование пять лет назад, и никто не знает, может ли ионитная почва дать больше десяти урожаев. ПОСЛЕ ПОЯВЛЕНИЯ в печати первых коротких сообщений о синтетической почве в институт посыпался поток писем. Их авторы просят выслать ионитную землю или хотя бы указать адрес завода-изготовителя. География писем простирается от Норильска до Ташкента, от Молдавии до Сибири. Пишут работники исследовательских институтов и колхозов: пишут строители транссибирского газопровода, которым земля нужна для теплиц на трассе; пишут любители кактусов, домохозяйка с севера Пермской области, цветовод из Крыма... Ближайшая помощница и соавтор Солдатова, кандидат фармацевтических наук Наталья Григорьевна Перышкина, едва успевает отвечать на эти письма, и лишь очень немногим счастливцам высылается килограмм-другой ионитной почвы из скудных лабораторных запасов. Ну, а как же ученые? Неужели они сложили оружие? Нет, по мере возможности они продолжают работу, невзирая не только на крайне сложные условия, но и на моральные щелчки, в которых, увы, тоже нет недостатка. Например, минские химики передали заводам технологический регламент на производство ионитной почвы. Когда же документация вернулась на утверждение, то оказалось, что в числе создателей технологии значился десяток новых лиц, среди которых не было... авторов изобретения. Даже институт, в котором было сделано изобретение, не упоминался. Институт живет тесно, даже готовые иониты здесь хранить негде. Вот и пошла полупромышленная установка для изготовления искусственной почвы кочевать. Сначала ее, как говорится, из милости приютили на Минской ТЭЦ-2. Потом пришлось перебраться за город, на опытное предприятие Института торфа. Когда оттуда выгнали — перебрались на Минскую овощную фабрику. Долго ли установка сможет там пробыть — никто не знает. Еще хуже положение с испытательной установкой. Полгода монтировали ее в одном из пригородных хозяйств. Только кончили монтаж, как в хозяйство пришел новый начальник, который велел немедленно убрать посторонние предметы... Сейчас испытательную установку, опять-таки из любезности (читай —из милости), разрешили поставить в принадлежащее Ботаническому саду АН БССР помещение, где нет ни окон, ни дверей, ни естественной вентиляции. К тому же нет никакой гарантии, что через некоторое время и оттуда не предложат уйти. На волоске висит и работа с волокнистыми ионитами. Дело в том, что в технологической цепочке их получения есть процесс, который выполнялся с помощью сотрудников Белорусского государственного университета. Но в этом году университетские химики отказались возобновить договор со своими коллегами из Академии наук, хотя объективно возможности для продолжения сотрудничества были. Словом, космические испытания синтетическая почва выдержала. Но вынесет ли она земные ухабы? 59
ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ Север ГАНСОВСКИЙ ЧАСТЬ ЭТОГО МИРА НАУЧНО-ФАНТАСТИЧЕСКАЯ ПОВЕСТЬ ...Чья-то рука схватила за пояс, крепко притянула. Он забился, пытаясь вырваться. Вагоны мелькали в его боковом зрении, рука не отпускала... Когда ветер стих, тот, кто держал Кисч а, ослабил свою хватку. Кисч отступил на шаг. В нише стояла Ниоль. Секунду они смотрели друг на друга. — Ловко, — сказала девушка. — Знаете, я не сомневалась, что мы встретимся. Здорово, да? — Ну и рука у вас.— Кисч чувствовал, что его физиономия расплывается в самой глупейшей улыбке. Он оглядел девушку. Ниоль была вся измазана маслом и почти обнажена. Под его взглядом она пожала плечами. — Все скинула с себя, чтобы дать вам знак. Серьги, туфли, брюки... Вы нашли что- нибудь? — Кофточку. А как вы попали вниз? — Полезла вас искать. Заблудилась и решила, что вы тоже будете спускаться. Так просто это у нее прозвучало: «Полезла вас искать». Как будто не бывает на земле ни страха, ни предательства. — Жуткое место, да? Он кивнул. — Вы, наверное, не знаете, куда ведет эта дорога... Никуда. В этих краях начали строить пригород, потом вдруг прекратилось поступление денег. А откуда они шли, никто не может разобраться, потому что все в компьютерах, в блоках памяти, да еще каждая фирма держится за свои секреты. Даже неизвестно, где искать документацию. А вот дорога продолжает работать. — Кто нибудь все же ездит здесь? — спросил Кисч. — Никто."Но энергия поступает. Кажется, даже идет строительство новых дистанций. Эти переходы, где мы с вами плутали,— служба дороги... Да, слушайте, ваши часы] Я их подобрала у бункера, где переворачиваются вагонетки! Она подняла руку с браслетиком. — Вы прелесть, — сказал Кисч. — Я-то, честно говоря, уже начал тут отчаиваться. Но вы действительно чудо. Девушка порывисто прижала его к себе. В ту же секунду в уши ударил свист. Вагоны летели за спиной Кисча, ураганный вихрь тянул за рубашку, пытался раздеть, вырвать из объятий Ниоль. Шаря рукой по стене ниши, Кисч наконец схватился за решетку. Поезд проскочил, они разъединились. Ниоль, отдуваясь, сказала: — Эти штуки не рассчитаны на двоих... Вы сколько пролетов пробежали? Я два. Если за вами больше, давайте в вашем направлении. А я пропущу три состава и за вами. Станция показалась после пятнадцатого пролета. На гладкой стене возник коротенький выступ платформы. Кисч успел добежать и нырнуть под нее как раз к моменту, когда вдали материализовался, приблизился и остановился поезд. Наверху в полную мощь сияли люстры, лоснился искусственный мрамор, блики неподвижно сияли на геометрических узорах пола. Центр просторного зала занимала двойная дорога эскалатора. Неподвижная, застывшая. Кисч подошел к эскалатору. Его нити поднимались в бесконечность. Заныли все усталые мышцы, когда он подумал о пешем подъеме. Рядом в стене была приоткрытая дверь, оттуда донесся шум. Кисч вошел, сделал несколько шагов в пещере с дикими, неровно вырубленными стенами, ступил на металлическую платформу. Внизу, в скудно освещенной яме, возился какой-то механизм, всхлипывая и вздыхая. Из слитной массы деталей протянулся щуп, уперся в скалу, убрался. Механизм помедлил, накренился, с громыханьем отъехал, убравшись из поля зрения Кисча, Продолжение. Начало — в № 4 н 5. 61
появился, вытянул другой щуп. Машина действовала здесь заброшенная, пренебрежен- ная, как римский невольник, навечно прикованный во мраке серебряного рудника. Кисчу даже стало жаль ее. В лабиринте ему довелось услышать непринужденный разговор машин-конторщиц. На поверхности земли — он знал — благоденствовали основные компьютеры в светлых залах с кондиционированным воздухом и стабильным тепловым режимом. А этот злосчастный механизм-раб одиноко рылся тут в грязи. Содрогнувшись, Кисч вернулся на перрон, подошел к неподвижному эскалатору. — Алло! Девушка стояла рядом. Она задрала подбородок, показывая вверх. — Представляете себе, какая высота?.. Думаю, что больше километра. И по высоким ступенькам... Давайте доедем до другой станции— все равно терять нечего. Посмотрим заодно. Очередной состав, прозрачный, весь из стекла, металла, искусственной кожи, бесшумно подошел. В унисон прошелестев, раздвинулись стены пустых вагонов, сдвинулись. Девушка и Кисч блаженно попадали на мягкие скамьи. Поезд стремительно набирал скорость, обоих властно потянуло вбок — только это и показывало, что они не стоят на месте. — Поспать бы, — мечтательно сказала Ни- оль. — Знаете, сколько мы уже путешествуем? Восемь часов. В коридоре встретились в одиннадцать, а сейчас семь... Интересно, приближаемся мы сейчас к нашему городишку или наоборот? Впрочем, нам только выбраться наверх. Кисчу-то казалось, что не восемь часов, а месяцы прошли с тех пор, как он подъехал на своем мобиле к железнодорожному переезду. Собственно, первый раз в жизни он увидел истинное лицо технологии. — Странно, — сказал он. — Никому не нужная дорога. Сама для себя. Когда цивилизация прибыли лопнет, туннель останется памятником бесцельного труда. Это, между прочим, тоже форма закабаления общества — гигантские бесполезные работы. Вроде Хеопсо- вой пирамиды. Если б таких не предпринимали, у всех решительно было бы решительно все необходимое... Какой удивительный парадокс: каждый экономический элемент рационален, приносит доход, а все вместе создают массу никому не нужных вещей. — А здесь люди не работали. — Ниоль подняла палец.-—То есть где-то там сзади есть человеческий труд, но сама подземка спроектирована и построена почти без участия человека. Теперь ока сама себе развивается, куда-то движется, обходит препятствия. Причем никто не знает, из каких источников поступает энергия. То есть раньше знали, а потом кто-то умер, кто-то перешел в другую фирму. И получилось, что сейчас дешевле предоставить ей самостоятельность, чем разыскивать, что откуда идет. Потому что идет-то по инерции, а розыски — квалифицированный труд, дорогой. — А если сломать? Взять да и взорвать какой-нибудь узел? Например, депо. — Во-первых, это частная собственность. Правда, сейчас не определить, чья именно, поскольку все ужасно запутано. А кроме того, она сама чинится, ремонтируется. И наконец, кто этим будет заниматься? Вы же не придете сюда с взрывчаткой, и я не приду. Поэтому проще не обращать внимания на нее, считать как бы природным явлением... Да и вообще ее потеряли. Я расскажу в отделе, что ездила тут, на меня вот такими глазами будут смотреть. Состав замедлил ход, двери-стены раздернулись. Кисч с девушкой вышли, их сразу обрадовал глуховатый рокот. Как и на предыдущей станции, безлюдный перронный зал сиял чистотой. С правого конца эскалатор шел наверх, с левого —вниз. Они ступили на гибкую ступенчатую ленту, их повлекло. Геометрические узоры на полу быстро уменьшались. Сначала Ниоль и Кисч стояли, потом сели на ступеньки. — Вот вы предлагаете взорвать, — девушка вернулась к начатому разговору. — Но ведь это даже опасно, если не изучишь предварительно. Куда пойдет огромное количество энергии, если ее не потребит дорога? Тут вы взорвали — а в Мегаполисе выход из строя каких-нибудь существенных агрегатов или что-то совсем неожиданное вроде валютного кризиса. Один мой приятель считает, что технологию уже вообще нельзя трогать, поскольку у нее свои экологические цепи и циклы. Как у нас было в позапрошлом году — вдруг все уровни института остались без воды. Устройства в порядке, механизмы нормально функционируют, а воды нет. Создали комиссию. Пока она судила-рядила, прошли сутки и вода появилась. Система сама себя исправила. — Мораль, — заметил Кисч, — состоит в том, что технологию можно развивать только до той степени, пока она поддается контролю. Но не дальше. — Факт... Или взять положение специали- 62
стов. Большинство работает, представленья не имея, чем они, в конце концов, заняты. Когда нового человека принимают в фирму на должность, его знакомят с непосредственными обязанностями. А объяснять, зачем он будет делать то или иное, слишком долго или вообще немыслимо из-за секретности, из-за того, что не каждый поймет. Мура, одним словом. Как-то это все должно кончиться, потому что всем опротивело. Назад и вперед туннель эскалатора сходился в точку. Они ехали уже восемь минут, ощущение подъема прекратилось. Только прикоснувшись к гладкой стене, можно было убедиться, что лестница бежит. Да еще по вздрагиванию ступенек. — В желудке зверски гложет, — сказала девушка. Она посмотрела на Кисча. — В ресторанчик бы сейчас... Да, между прочим, нам пора бы познакомиться... — Лех... Вернее, Сетера Кисч. — Как?.. Сетера ведь... — Видите ли, дело в том... — У вас с ним был обмен, да? А родились Сетерой Кисчем именно вы? — Ага... Впрочем, даже лучше, если вы будете звать меня Лехом. Больше привык к этому имени. — Лех так Лех. Очень приятно. Знаете, когда я вас первый раз увидела, вы мне почему- то напомнили Хагенауэра. — Какого Хагенауэра? — У Моцартов был такой друг, добрый, скромный. Все время им одалживал деньги. Они никогда не отдавали, а он опять. Это я недавно прочла роман о жизни Вольфганга Моцарта. У меня постоянно в голове мелодия из Тридцать восьмой. Помните? Диковато прозвучало имя Моцарта в этой обстановке. — Вы, наверное, неспособны долго сердиться?— спросила девушка. — Пожалуй... А по-вашему, это плохое качество? — Наоборот, замечательное. Я, впрочем, тоже не умею. Обозлишься на кого-нибудь, а потом думаешь: «Черт с ним!» Наверху показался, наконец, потолок. Лех и Ниоль встали. Устье туннеля ширилось, приближаясь. Ступеньки сглаживались, лестница с урчаньем ушла в гребешок приемника. Они сделали несколько шагов в большом круглом зале, отделанном под красный мрамор. Осмотрелись. Из зала не было выхода. То есть была высокая дверь. Но заваленная песком до самой притолоки. Ловушка. Продолжение кошмара. Девушка нахмурилась. — Да. Неудачно.— Она посмотрела на бегущую лестницу.— Похоже, что спуститься будет нелегко. И действительно, теперь механика эскалатора выступала против них. Воспользовавшись ею, они поднялись, но спускаться пришлось бы, преодолевая ее бездушную силу. По-сумасшедшему нестись против хода ступенек и знать, что малейшая задержка, несколько секунд отдыха, отберут все, что завоевано. Не стеной, а встречным движеньем их заперло в круглом зале. На миг у Леха мелькнуло в глазах виденье запыленных коридоров, путанницы труб. Только не туда!.. Он бросился к груде песка. — Слушайте! Песок-то рыхлый. Надо копать. Наверное, тут рядом выход. Полез наверх, с каждым шагом обрушивая маленькие лавины. Под верхним сухим слоем и в самом деле было влажно. Лех ожесточенно рыл, песок струился. Наверху образовалась дырка. Пахнуло свежестью. Отверстие ширилось. Хлынул поток дневного света. — Сюда! Скорее! Помогая друг другу, они выбрались из-под притолоки и оказались в центре небольшого песчаного кратера. А над ними было вечереющее, но еще светлое, беспредельно глубокое небо. Они стояли на краю кратера. Перед ними, покуда хватал глаз, простирались канавы, поваленные краны, груды щебня и бетонных плит, котлованы, торчащие из земли трубы — первобытный хаос строительства. Все это уходило к горизонту, и на всем пространстве не было заметно ни кустика, ни деревца, ни признака жизни. — Величественно!—сказала Ниоль. Лех повернул голову и, покачнувшись от удивленья, чуть не съехал вниз. Всего лишь метрах в ста от того места, где они находились, тонкую синеву неба косо прорезала высоченная башня, подпертая сбоку кружевом лесов. Та, -которую он видел с дороги еще рано утром. Все окна здания светились электрическим светом. — Это гостиница.— Ниоль переступила с ноги на ногу.— Честное слово. Мне рассказывали, что, хотя города нет, гостиница существует. У великолепного подъезда — он тоже был 63
несколько набок — стоял молодой мужчина. На приближающихся он смотрел без улыбки. Его лицо, загорелое, словно вырезанное из темного камня, обращало на себя внимание неподвижной определенностью черт. Индивидуальность лезла наружу четко, как на портретах Возрождения,— бери ее рукой, словно огурец. — Здравствуйте»— сказала Ниоль.— Мы убежали, чтобы не попасть в Схему. Можно у вас передохнуть? — Конечно.— Мужчина был странно одет. Нечто вроде рубахи из жесткого серого материала, такие же штаны, неуклюжая, бесформенная обувь.— Отель к вашим услугам. Я здесь и смотритель и хозяин практически... Откуда вы взялись? — Из подземки. — Из подземки? Она что — близко? — Конечно. Вон там дыра. Мужчина посмотрел в указанном Ниоль направлении. Вблизи было видно, что лицо его не так уж пышет здоровьем, как показалось вначале. Под глазами зияли отчетливые черные круги — знак нервного расстройства или хронического недосыпанья. — Жалко,— сказал он.— Только что ушла в пустыню экспедиция на ее розыски. — В какую пустыню? — В эту.— Мужчина кивнул на горизонт.— Три дня копошились здесь со своей аппаратурой, а в той стороне не были... Ну идемте. Я вас накормлю, вымоетесь, переоденетесь. Вестибюль был огромен, как большой готический собор или ангар для малой ракеты. Стены, облицованные алюминиевыми плитами цвета старого золота, колонны рельефного окрашенного кигона, имитированный под паркет темно-коричневый пол, диваны и кресла с гнутыми в старинном стиле ножками. Все горизонтальные и вертикальные плоскости сместились под углом градусов в пятнадцать. Идти приходилось подогнув одну ногу, как вдоль покатой крыши. — Отель собирали на земле в лежачем положении,— пояснил смотритель.— Начали поднимать, немного недотянули, когда все кончилось. Но службы работают. Они вошли в косой лифт. Мужчина нажал кнопку. — Я вас устрою на пятнадцатом этаже. У меня свечи приготовлены только там. — А зачем свечи? — Что-то перепутано в механике освещения. Днем включено и светит. А когда становится темно, гаснет. Наоборот.— Объясняя, мужчина скромно отводил глаза от Ниоль, почти обнаженной.— Я пытался разобраться» но не вышло. — Вы что — один на весь отель? — Уже восемь лет. Но дел не так много. Уборка автоматизирована, белье и посуда одноразового пользования.— Смотритель глянул на Леха и девушку с подозреньем.— Вам как, в одном номере или в разных? — В разных,— сказала Ниоль.— Только, знаете, мы совсем без денег. Все как-то случайно вышло. — Не имеет значения. Я вам говорю, что, хотя никто не живет, все службы действуют. Доставка продуктов и прочее. Даже товары регулярно поступают в универмаг. У меня половина времени уходит на то, чтобы все это закапывать и сжигать. Вообще, гостиница принадлежит к другой системе, отдельно от строительства, и функционирует нормально, за тем исключением, что нет постояльцев. В косом коридоре стены были декорированы сложным выпуклым узором на голубом фоне. — Сейчас заканчивает ежегодную проверку комиссия из НОРГА. Можете поужинать вместе с ними. Но консервированными продуктами.— Смотритель посмотрел на Ниоль.— А если хотите настоящих свежих овощей или мяса, готов приготовить. Что вы предпочитаете? Девушка вздохнула. — Нам бы что скорее. — Тогда с комиссией. Поставлю еще два прибора в пляжном зале и скажу им подождать. Это здесь на этаже. Номер, куда мужчина впустил Леха, оказался двойным. Из окна открывался широкий вид на пустыню. У противоположной стены разделенные туалетным столиком стояли две кровати — Лех сообразил, что смотритель переставил их так, чтобы скат получался как бы килевым, не бортовым. На столике высился грубо сделанный подсвечник с серой свечой. Над ним — встроенный аквариум, где меланхолично скользили красные рыбки. Обнаружив в ванной несколько личных полотенец и два купальных, Лех зарычал от удовольствия. Правда, из-за уклона резервуар можно было наполнять только на треть. Когда Лех сел в глубокий угол, то погрузился с головой, а в мелком был вынужден сидеть на обнаженном дне. Вымывшись и отмякнув, он вернулся в комнату и нашел там синий безразмерный костюм с такими же ботинками. Тут же в дверь постучался смотритель. — Ну как, подходит?.. Девушку я впустил в 64
универмаг, чтобы сама выбрала. Как ее зовут? — Ее? Ниоль. — Хорошая девушка. Меня зовут Грогор. — Лех. Рад познакомиться. Пожав друг другу руки — Леху при этом показалось, что его пальцы попали в осторожные стальные тиски,— они вышли в голубой коридор. Опускающееся солнце окрасило в желто-розовый цвет условных акул и тритонов на стене. Было понятно, что убранство эгажа подчинено морской тематике. Прогулялись. Из-за наклонности пола Лех то и дело натыкался на своего спутника. Тот сказал: — Если бы все время в одном направлении, тут перекосило бы позвоночник. Но когда идешь куда-нибудь, потом все равно обратно. — Не тоскливо без людей? — Без людей? — Смотритель вдруг остановился, прислонившись к стене, уткнулся в нее лбом, закрыл глаза. Потом, через секунду, поднял голову.— Что вы сказали? — Я спросил, не скучно ли одному?.. Вы что, нездоровы? — Почему? Просто заснул.— Мужчина тряхнул неровно подстриженной светлой шевелюрой.— Не скучно. У меня есть занятие. Но главное — свобода. — Часто бываете в городе? — Ни разу за все время. — Но тут есть дорога?... Какая вообще связь с городом? — Дорога была. Ее как раз начали расширять, когда все остановилось. Теперь там не проехать — загорожено и завалено. Поэтому гостиничная фирма перешла на снабжение по воздуху. Так и будет, пока у компьютера не кончится программа. Но когда это произойдет, неизвестно. Комиссию, кстати, тоже должен вертолет забрать — они на три дня приехали. Ниоль появилась в красном комбинезоне под бархат. Ее окружало облако духов, глаза сверкали. — Как в сказке. Никогда не видела такого выбора. Неужели вы все уничтожаете? — Куда же девать? — Грогор пожал плечами.— Приходится как-то обеспечивать место для новых партий. За продуктами вот только приходят дикие племена из пустыни. Но вещей не берут. — Дикие племена? — Тут их три, по-моему. Оседлое и два кочевых. Оседлые мощно едят. У них, впрочем, и народу больше. Канон они себя называют. Особенно-то я не интересовался. Пляжный зал был и впрямь похож на пляж. 65 Пол из клеенной гальки и голышей, длинный стол армированного песка, составленное из световедущих нитей солнце на потолке. В центре помещения фонтанчиком извергалась синяя вода, образовывала лужу и вдоль стены утекала в угол. Потягивая глютамионный коктейль, за столом сидело четверо членов комиссии. Полный мужчина, вежливо приподнявшись, сказал: — Мы от НОРГа. Национальное Объединение Ресторанов и Гостиниц. — Инспекция из ТЧК,— бойко отрекомендовалась Ниоль.— Собственно, ТЧК и ЗПТ. Расшифровке не подлежит. Полный мужчина с пониманием наклонил голову. Закусили несмеяновской зернистой икрой из газа, весьма пикантной. Доставая все из специального устройства в стене, Грогор подавал синтетические отбивные, бактериальный крем, всевозможные гарниры. Смотритель, помещавшийся во главе стола, был единственным, не принимавшим участия в трапезе. Лех заметил, что время от времени он клал голову на руки и засыпал. Черные круги под глазами как будто стали еще отчетливей к позднему часу. Посуду все выкидывали в синюю воду, где она тотчас расходилась без следа. Из-за наклонности стульев сидеть надо было напряженно, согнув корпус, упираясь в пол одной ногой. Поверхность жидкости в стаканах и тарелках стояла под косым углом к стенкам сосуда. Сбив первый голод, заговорили. Полный мужчина подвинул ближе к Леху чашу с искусственной картошкой. — Обратили внимание на орнамент в коридоре? Производит впечатление объемности, а на самом деле полифотографическая живопе- чать. Тоньше папиросной бумаги. Вся стена прибыла одним рулоном, который весил семьсот граммов. — Моя гордость,— подхватил другой,— бойлерная система. Вростные трубы без единого шва, представляете себе? — Да,— начал Лех,— но вот эта кри... Ниоль поперхнулась с набитым ртом, сделала Леху большие глаза и поспешно глотнула. — Отличные трубы. Я их не видела, но уверена. — Абсолютно исключена возможность утечки.— Тот, который гордился бойлерной системой, проворно подхватил заскользивший по скату стола стакан. — Как представитель архитектурного надзора,— начал третий,— могу сказать, что ремонтные скрытные работы документированы превосходно.
В коридоре после ужина девушка накинулась на Леха. — Послушайте, что вы там хотели устроить? — Но это же сумасшествие. Рассуждать о трубах и орнаменте в такой ситуации. — Почему? Люди на работе, не знают, кто мы с вами такие, и, конечно, выглядят болванами. Но попробуйте потолковать в другой обстановке, каждый может оказаться умнейшим человеком. Просто они вынуждены поддерживать ритуал. — Да... Может быть, вы правы. — Кроме того, толстяк, возможно, сам конструировал стену. Изобретал, вдохновлялся, мучился. Ему нужно хоть слово похвалы услышать, тем более, если его произведение попало в такое место, где его вообще никто не видит.— Ниоль дотронулась до белой линии узора.— Смотрите-ка, в самом деле оно не выпуклое. Лех попробовал взяться за то, что казалось рельефной завитушкой, но рука скользнула по гладкому. Он посмотрел сверху и снизу — иллюзия объема сохранялась. Приложил щеку к стене, и белый узор слился в сплошное. — Черт его разберет. — Ну, отлично.— Ниоль подавила зевок.— Давайте отдыхать, а? Возвращаться надо будет, видимо, прямо через пустыню пешком. Я тут поговорила с нашим хозяином. Он считает, что до городка километров тридцать пять. Придется выйти с восходом. Компаса у него, к сожалению, нет, но говорит, что не собьемся, если будем шагать на солнце. Все- таки это лучше, чем обратно в подземку. — Еще бы! — Тогда — спокойной ночи. Однако, едва Лех успел блаженно вытянуться и забыться, как почувствовал, что его трясут за плечо. Рядом с кроватью стоял Грогор. — Извините. — Угу_ — Я стучал, но вы не откликнулись. — Да. А что? — Вы не хотели бы посмотреть мое хозяйство? Я вам могу показать. Лех встал, шатнувшись, еще не вполне понимая, чего от него требуют. С горечью оглянулся на выдавленное и согретое его телом углубление в постели. — Ладно, пойдемте. То есть я хочу сказать, что с удовольствием. Возле лифта смотритель остановился. — Что если нам пригласить Ниоль? — Давайте. — Может быть, вы тогда постучите к ней? Скажете? — А почему вы не хотите постучать? Скажите сами. Резное лицо Грогора покраснело под загаром. Он опустил глаза. — Стесняюсь Почти не приходится общаться с женщинами. Тем более такая девушка. — А-а-а... Ну хорошо. Ниоль еще не успела лечь и, к удивлению Леха, отозвалась на предложение без всякой досады. Солнце клонилось к горизонту, когда трое вышли из величественного подъезда. Огромная тень здания изломанно лежала на грудах мусора. Вечерний ветерок поднял, пронес, бросил обрывок древнего чертежа. Следуя за смотрителем, Лех с девушкой обогнули отель По россыпям кигоновых обломков Грогор шагал, как горец, с детства привыкший к своим крутым дорожкам. Они миновали сборище полуразрушенных кирпичных колонн, пробрались сквозь толпу застывших бульдкранов, чьи полуистлевшие кабели змеились под ногами. Влезли на гребень щебеночной дюны. Здесь Лех и Ниоль восхищенно замерли, потом Лех выдохнул: — Вот это да! Прямоугольный котлован со сторонами метров на пятьсот был затоплен зеленью. В первый момент ковер растений представился однообразным, но тут же взгляд начал различать там лужок, здесь рощицу, в одном месте вольную заросль кустарников, в другом — аккуратную посадку. Примерно посреди участка к небу тянулась тонкая труба, укрепленная тяжами, рядом краснела черепицей крыша небольшого дома. Ни дать ни взять крестьянская усадьба двухсотлетней давности. И труба не портила эффекта благодаря своему легкому светлому цвету. — Оазис среди пустыни.— Ниоль покачала головой. — Посмотрите на меня,— быстро сказал Грогор, пользуясь произведенным впечатлением. Он оттянул ворот своего неуклюжего одеяния.— Вот эта рубаха! Полностью своя. Вырастил хлопок, спрял нитку и соткал... Или вот обувь. Знаете, из чего сделано?.. Из кожи. — Понятно, что из кожи.— Ниоль недоуменно посмотрела на странной формы ботинок.— Вальзамит, наверное. Или что-нибудь углеродистое. — В том-то и дело, что нет. Просто кожа. — Я вижу, что кожа. Но из чего она? — Из свиньи. Свиная. Прочел в старинной 66
книге, как дубить и сделал. На мне нет ничего искусственного. Это принцип... Они вступили в зеленое царство. Воздух был наполнен острым, пьянящим запахом тмина, липы, сосны. Крупная тяжелая пчела на глазах снялась с цветка, полетела, гудя, пропала на фоне листвы. Под стволом одной из сосенок высилась игольчатая рыжая куча, вся переливающаяся точками. — Муравейник,— объяснил Грогор.— Это один, а там дальше второй. Вообще насекомых много — без хвастовства. Вредители даже есть. Бабочки-капустницы, яблочные тли... Вредителей, правда, трудно доставать. Хотел на картофельном поле развести колорадского жука Но не добудешь. Уничтожили во всем мире. Только по военным лабораториям и удержался где-нибудь в небольших количествах. — Зачем вам колорадский жук? — спросил Лех. — Для естественности... Вот это поле пше- рузы. На чистом черноземе, между прочим. А знаете, как делал? Все своими руками. В этой местности почвенного слоя совсем не осталось. Какой раньше был — перемешали со щебенкой, цементом, кирпичом. Поэтому я сначала покрыл котловину смесью из клочьев волнопласта с песком и глиной. Высеял люцерну, три года подряд поливал раствором фосфора, калия, азота, весь урожай скашивал, оставлял тут же. И потом только начал сажать кусты, всякое такое. Сейчас у меня перегноя девять сантиметров. Они вошли во фруктовый сад. Вишневые деревья были густо покрыты ягодами, ветви яблонь согнулись, и трава под ними была усеяна паданцами. — Вам нравится? — Грогор обращался только к девушке.— Ешьте, пожалуйста. Вы же видите, что все пропадает, гниет. — Спасибо.— Ниоль передала яблоко Леху, сорвала другое. — Вы тоже ешьте... Понимаете, когда человек высадил сад, у него уж во всяком случае есть уверенность, что тот кислород, который он сам потребляет из атмосферы, возмещается растениями, им выращенными. Но главное—что я полностью обеспечен. Если этот компьютер вдруг прекратит обслуживать отель и подвозить продукты, если вся наша технологическая цивилизация вообще даст трещину, я тут прекрасно прокормлюсь. — А вам кажется, что все треснет? — спросил Лех. — Ничего не кажется. Просто хочу быть самостоятельным. Вот представьте себе: раньше люди гораздо меньше зависели от природы, чем теперь от технологии. Не выщло с одним, спокойно брались за другое. Предположим, десять тысяч лет назад, в неолите. У кого-то поле не уродило, мог прокормиться охотой; дичи нет — перебивался, собирая дикие плоды, грибы, жуков, лягушек. А теперь?.. Попробуйте в городе хотя одну службу остановить— подачу воды или, скажем, уборку мусора. Через месяц миллионы погибнут, я не говорю, что такое может случиться — система многократно гарантирована. Но все равно противно сознавать, что твое существование подчинено исправности водопровода... А у меня на участке ручей и, кроме того, цистерна закопана. — Ой, глядите! — Ниоль протянула руку.— Микки-Маус. Меж космами травы маленький зверек, вытянувшись столбиком, ткал воздух острым носом, затем свернулся в шарик, укатился. — Мышей много,— сказал Грогор удовлетворенно.— Одно время даже крыс развел. Риккеттиозом от них заразился, еле выгребся... Так о чем мы говорили — о самостоятельности? Он подвел Ниоль и Леха к алюминиевой трубе, которая, стоя, уходила вверх метров на двадцать. Основание покоилось на кигоно- вом постаменте, от него в землю шел кабель. — Во-первых, энергия. Внутри трубы из-за разности температур воздуха сверху и снизу постоянный ветер. Я туда поставил двигатель с генератором. Воду качать, трактор вести — пожалуйста. Причем штука безотказная при любой погоде... Щетки сотрутся, у меня запасных ящик. Подшипник расплавится, найду, чем заменить... Теперь питание. Пшерузной муки, овощей, фруктов участок дает раз в десять больше, чем я могу использовать. Кроме того, оранжерея и пруд, где карпы, а в подвале шампиньонная плантация. Про свиней я уже говорил. К этому прибавить коровье стадо на шесть голов и два десятка овец. Замкнутый цикл. Если меня накрыть колпаком, могу существовать сколько угодно. Грогор победно посмотрел на Леха. — А вы бы хотели накрыться колпаком? Смотритель нахмурился. — Не знаю... Теперь пойдемте в дом. Дом оказался двухэтажным, просторным. Грогор рассказал, как изготовлял огнеупорный кирпич, в одиночку клал стены. Он был уже суетливым, то и дело забегал вперед и возвращался. Его неподвижное лицо оживилось, глаза остро поблескивали. — Вот это синтетическое молоко. Ящики по сто килограммов... Я сначала натаскал про- 67
дуктов из отеля, а сейчас постепенно заменяю тем, что произвожу сам. Молока примерно года на три, если не жалея лить.— Он взял огромную коробку, легко, как подушку с дивана, переложил с одного штабеля на другой.— Под молоком соевое мясо. Тут в углу окорока, свиные, собственного изготовления. Продукты пока в искусственной таре, но у меня план заменить на такую, которую сам сделал. Понимаете, цель в том, чтобы овладеть всеми производствами. Человека ведь что лишило самостоятельности — разделение труда. А у меня не так. Надо проволоку или напильник — учусь тянуть проволоку, насекать напильник. Гончарное дело уже освоил... Лех и Ниоль посмотрели на уродливую, кособокую глиняную бочку. В этом углу подвала стоял тяжелый, удушливый запах. — В чану варю сало для свечей.— Грогор говорил все быстрее.— За чаном прялка. А тот агрегат — ткацкий станок. Вот это тиски — губки сам отливал, а винт нарезал на токарном станке. Верстак пришлось пока сделать пластмассовый, но когда сосны в роще подрастут, распилю на доски... Смотритель двигался уже с такой скоростью, что было даже трудно уследить за его перемещениями. Он открыл дверь в кирпичной стене — за нею был темный коридор. — Здесь у меня подземный ход. Наружу. Туда, за щебенку. Он еще не окончен. Собираюсь стену поставить вокруг участка... — Зачем ход? — Мало ли что бывает. Всегда приятно знать, что можешь незаметно выйти. — А стена? Чтобы дикие не приходили? — Ну да. Которые из канона, сначала наладились было в сад. Но я предупредил, что перестану давать консервы. Тогда они отреклись, потому что консервы-то им удобней. Из подвала поднялись сразу на второй этаж. Там комнаты были тоже завалены припасами — продукцией огорода и оранжереи. Высились горы гороха, сушеных яблок, изюма. Все было грязным, покрытым пылью, и многое — порченным. Из-под ноги Леха выскочила огромная крыса. Смотритель со звериной быстротой прыгнул за ней, нагнулся, сумел поймать за хвост. Стукнул головой об стену и выкинул в окно. Все это произошло в течение секунды, и он уже стоял возле подоконника, показывал на большой луг, где в одном загоне паслись коровы, а посреди другого волнистой массой лежало овечье стадо. Почти треть первого этажа занимала кухня, и почти треть кухни — плита, кирпичная, с металлическим покрытием. На нем, однако, возвышалась высокочастотная печь. — Пока варю на электричестве. Когда будет хворост, удастся плиту иногда протапливать. Зато жестяное корыто естественное — точно как было раньше. Надо только наладить производство мыла, и хозяйка может стирать руками... Тряпка для мытья пола совершенно подлинная, из хлопка. Он тревожно посмотрел на Ниоль. — Как вам кухня? — Ничего..— Девушка сделала неопределенную гримасу.— Никогда, впрочем, не пыталась стирать руками. Наверное, занятно. Смотритель просиял. В начале экскурсии хозяйство Грогора просто-таки очаровало Леха. Но постепенно он начал ощущать в самой личности хозяина что-то натужное, даже злое. Было такое чувство, что он даже ждет мировой катастрофы, которая только и дала бы его затее полный смысл и оправдание. Непонятным оставалось лишь, что откуда идет — то ли убежище сформировало характер Грогора, то ли он сам наложил на созданное им индивидуальное царство отпечаток собственного сознания. Грогор, однако, не замечал настроения гостей. Он повел их в спальню и детскую. — Смотрите, все приготовлено. Люльки для самых маленьких, кроватки, когда подрастут. Вот здесь лекарства.•— Он открыл вместительный шкафище.— Любые. Против каждой болезни. — А где же дети? — спросил Лех.— Вообще семья. —• Видите ли...— Грогор запнулся.— Собственно, нету. Еще не успел. Но должна быть. Это запланировано. Странно было видеть его, крепкого, какого- то по-сыромятному выносливого, вдруг смутившимся, словно школьник. Он бросил исподлобья взгляд на Ниоль. — Я думаю, что тут каждой придется по душе. Обязательно семья и дети. Иначе, что здесь делать одному? В новой комнате, где стены были скрыты за книжными полками, стояли крупногабаритный телесет, электропианино с компьютерной приставкой, письменный стол, несколько кресел. — Тут, в общем, вся мировая культура. Если мир погибнет, она останется. Музыка, литература, искусство... В этом ряду классики: Аристотель, Еврипид, Дюма, Достоевский, Шекспир, Байрон там, Сетон-Томпсон. В таком духе. Книги все бумажные, потому что мини я не признаю. Тот проем — художественные альбомы. Живопись, скульптура, архитектура— представлены все страны, в главных 68
направлениях. А тут,— смотритель присел на корточки,— видеокассеты. Шестьсот пятьдесят фильмов. Вставляй в сет и смотри. Причем на любой вкус — комедии, историческое. Потрудились как следует на участке, а вечером смотри, слушай музыку. И никого не надо. Людей вообще не надо... Вот это, например, что? — Он вынул кассету в коробочке, затем недоуменно глянул в сторону от Леха.— А где же девушка? Лех обернулся. Ниоль не было. Смотритель встал. — Может, она в детской осталась? Он вышел из комнаты, затем его шаги протопали вверх и вниз по лестнице. — В доме нету. И в саду тоже. — Вероятно, пошла спать,— сказал Лех.— Мы за день страшно устали. — Да? — Грогор растерянно осмотрелся. Оживление сразу покинуло его. Он потускнел, даже как-то съежился. Круги под глазами стали еще виднее.— Значит, ей тут не показалось. Почему? Как вы думаете? — Ну... Дело в том, что... — Стараешься-стараешься, и все зря.— С кассетой в руке Грогор присел на стол. Мне же надо семью завести. Что я тут так и буду отшельником? — И заводите. За чем дело стало? — Как завести, если ей тут не понравилось? Она ведь ушла. — Послушайте!—Лех оторопел.— Вы же до этого дня вообще не были знакомы. — Ну и что. Теперь-то познакомились. — Но вы... Но такого знакомства недостаточно. И Kpoiwe того... Что тут женщин никогда не бывает? Сами сказали, что приходят из канона. — Приходят,— уныло согласился Грогор.— Только они нечистые все. У них в племени свободная любовь, групповой брак. Наркотиками занимаются. И ни одна работать не хочет. Только наесться и насчет этого самого... А вот Ниоль мне сразу понравилась.— Смотритель подошел к полке.— Удивительно как-то. Все ведь есть, что может человеку потребоваться. — А вы их сами читаете? — Кого? — Книги. Грогор посмотрел на Леха. — Вы что — смеетесь? Откуда у меня время возьмется и силы? Какое там читать, когда я в сутки часа по три сплю уже несколько лет? Такое хозяйство поднять! Поглядите на руки.— Смотритель швырнул кассету на стол, повернул к Леху ладони, все в янтарных мозолях, как черепаший панцирь.— Кругом же один. Это вам не город, где четыре-пять часов отсидел и пошел развлекаться. Не то что читать— буквы позабываешь, как выглядят. Хозяйство же затягивает, верно? Сделал запас чего-нибудь на год, потом начинаешь думать, отчего не на десять. Чем-то другим занимаешься, а мысль гложет. Взять воду хотя бы. Вон там цистерна на пятьдесят тысяч литров. Для нее сначала котлован подготовил бульдозером, потом ее самое разыскал в пустыне, трактором волок через весь этот хаос. За что ни возьмись — все работа. Голова раскалывается, ходишь очумелый от недосыпа. Я и фильмов-то этих ни одного не видел, альбома ни разу не открывал. Подойдешь только иногда, потрогаешь. — Ну, спасибо,— сказал Лех после паузы.— Пожалуй, мне тоже пора. Долину уже затопило тенью, от земли несло прохладой и влагой. У пшерузного поля Грогор вдруг остановился. — Скажите... — Что? — Может, я с ума сошел? Вам не кажется? — Что вы?—Лех покачал головой. За щебеночной горой бесчисленные окна несуразной гостиницы ярко горели на фоне темного неба. Потом они все разом погасли. В вестибюле смотритель зажег свечу. Шаги обоих гулко раздавались в пустоте. У лифта Грогор отдал подсвечник Леху. — Пойду все-таки к себе. Надо в коровнике налаживать автоматику. Вообще дел невпроворот. Овцы не поены... Если у вас возникнет какая-нибудь надобность, нажмите в номере кнопку возле двери. Снова Лех завалился в постель. Но ему так и не суждено было провести ночь спокойно. В двенадцать его разбудил собачий лай из коридора. В тревоге Лех сел на постели. Дверь отворилась. На пороге были смотритель и высокий мужчина с бакенбардами. В руке он держал белую маску, на нем был жесткий комбинезон с петлицами. — Пришлось привести к вам еще одного постояльца.— Грогор от своей свечи зажег ту, что была на туалетном столике.— Заблудился в подземке, только что вышел. А в других номерах полная тьма. Здоровенная черно-белая собачища протиснулась между ногами вошедших и принялась обнюхивать колени Леха. Голова у нее была больше, чем у человека. Обнюхав, она подняла на Леха внимательный, испытующий взгляд. Окончание в следующем номере 69
№. *», <\S" V КАК ДЕЛАЮТ ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА ««.«SHE ПРОСТОЙ КАРАНДАШ А. Л. КОЗЛОВСКИЙ Графитовые стержни для письма были известны уже в эпоху расцвета древнегреческой культуры, но впоследствии они были забыты. Лишь в XVI веке возродилось старинное ремесло; в трактате Конрада Гесслера о минералах, вышедшем в 1565 г.г есть описание графитовых стержней. Между классической древностью и поздним средневековьем люди, если они не желали иметь дело с чернилами, писали стержнями из свинца и олова. Нам такое занятие не пришлось бы по вкусу. Впрочем, и нашим предкам оно, видимо, не доставляло удовольствия. 70
КАРАНДАШ, ВЫРЕЗАННЫЙ ИЗ КРИСТАЛЛА Именно так он выглядел — карандаш XVI века. В то время в английском графстве Кам- берлэнд открыли необычное месторождение графита. Необычность его заключалась в том, что куски графита были на редкость большими. А чем они больше, тем правильнее кристаллы, тем чище материал. Стержни, которые делали из камберлэндского графита, писали очень хорошо. Делали их так: графит распиливали на топкие пластинки, шлифовали и разрезали на палочки, которые вставляли в дерево или тростник. Месторождение между тем истощалось. Стержни стоили все дороже. Наконец, крупные самородки графита стали такой же редкостью, как алмазы в несколько каратов. И вновь люди стали писать палочками из мягких металлов... Но графиту суждено было покорить пишущий и рисующий мир. Правда, не в чистом виде, а в смеси с глиной. В 1790 г. француз Жак Конте предложил делать карандашные стержни по керамической технологии. Он смешивал порошок графита с пластичной массой из глины и воды, уплотнял массу на прессе и продавливал ее через сапфирное сопло. Получалась темная круглая нить, которую резали на стержни и обжигали, подобно гончарным изделиям, чтобы она стала прочной. Эта технология многократно усовершенствовалась, но до недавнего времени принципиально не менялась. Прежде всего потому, что она удобна. Затем — благодаря доступности сырья: не нужны крупные куски графи - та. Наконец, она дает возможность получать отменные карандаши. Те самые, что в разговорной речи называют простыми, а в изданиях для специалистов — чернографитными. КРАТКИЙ ЭКСКУРС В ОБЛАСТЬ ПОЛИМЕРОВ Графит—полимер. Так же, как и алмаз: оба они кристаллические полимеры. (Ископаемые угли, древесный уголь, сажу считают аморфными полимерами углерода; на самом деле и они построены из очень мелких, деформированных кристаллов.) Графит и ископаемые угли — это как бы углеродные скелеты древних растительных организмов. Синтетический графит и сажа — углеродные скелеты нефтяных углеводородов. И природа, и человек создают графит по единому методу — строя полимерную цепочку из одних только атомов углерода. Впрочем, т^к можно получить и алмаз. Но для этого придется построить трехмерный полимер, структуру которого надо изображать пространственной моделью. Чтобы изобразить структуру графита, достаточно бумажного листа, потому что она двумерна. Атомы углерода в графите образуют гигантские плоские сетки из шести- членных циклов — бензольных ядер. Атомы углерода в плоской сетке графита связаны между собой прочными химическими связями. Но отдельные слои-сетки удерживаются одна подле другой уже не химическими, а гораздо более слабыми молекулярными силами. Поэтому строение графита чешуйчатое, поэтому он мягок и скользок на ощупь. Цвет графита — серо-свинцовый. Чтобы сообщить карандашной массе черноту, в рецептуру вводят немного сажи или древесного угля. Молекулы этих пигментов содержат кроме углерода небольшое количество кислорода и водорода. Только из них сделать карандаш нельзя, потому что строение у черных пигментов не чешуйчатое, они не скользят по бумаге. ПОЧЕМУ КАРАНДАШ ПИШЕТ Собственно, рассказывая о чешуйчатом строении графита, мы уже ответили на этот вопрос, но лишь отчасти: ясно, отчего слои графита легко отделяются один от другого, но почему они остаются на бумаге? Потому, что в целлюлозе, из которой состоит бумага, есть гид- роксильные группы, и когда карандаш скользит по бумаге, между этими группами и отслоившимися молекулами графита возникают водородные связи, более прочные, чем связи между отдельными молекулами-слоями графита. Правда, чернографитный стержень состоит не из одного графита. В нем, как уже говорилось, есть связующее — глина. Но это существа дела иг меняет. У глины, как у графита, слоистая структура, и на бумаге остается след обоих веществ. Чтобы закончить разговор о молекулярных связях — один абзац о том, почему карандашная линия стирается резинкой. При механическом воздействии — трении — нарушаются силы, соединяющие отдельные частицы графита. В то же время возникают временные и непрочные молекулярные связи графита с поверхностью резинки. В результате резинка попросту вытаскивает графит из бумаги, в идеальном случае не нарушая вовсе бумажной поверхности. 71 i
ОТ 6Т ДО 6М Все наверное, знают эти обозначения. 6Т — самый твердый карандаш, 6М —самый мягкий. А между ними есть еще 5Т, 4Т, ЗТ, 2Т, СТ, ТМ, М, 2М, ЗМ, 4М и 5М. Велика ли разница между градациями твердости и что служит причиной разной твердости карандашей? Ответ на первый вопрос: нет, невелика. Все карандашные стержни не выходят за пределы двух ступенек шкалы твердости Мооса (№ 1 — тальк, N° 2 — гипс). Определяют же твердость стержней, царапая ими эталонные плитки из сплава свинца с оловом или измеряя износ на специальном приборе. А вот чтобы ответить на второй вопрос — отчего карандаши получаются разной твердости,— надо коротко рассказать, как делают стержни. МЕЛЬЧЕ САМОЙ ТОНКОЙ ПУДРЫ Самая ответственная операция в производстве стержней — помол графита. Чем мельче будут частицы, тем более гладкими получатся стержни, тем лучше они будут писать. Механические способы помола требуют длительного времени, и все равно достаточно мелких частиц не получается. Поэтому применяют механо-химические методы: в вибрационную или струйную мельницу вводят поверхностно- активное вещество, которое смачивает измельченные частицы и не дает им вновь слипаться. В результате размеры частиц графита получаются ничтожными — около одного микрона. Для наглядности хотелось бы сравнить их с чем-нибудь известным, но даже самая тонкая пудра грубее, чем карандашный графит. А вот глину измельчать не надо, она и так достаточно мелка: у ее частиц субмикроскопические размеры. Графит смешивают с глиной. Карандашные дощечки с профрезованными пазами для стержней В карандашном стержне графит удерживается в каркасе из глины От того, в каком соотношении смешивают, и зависит твердость будущего стержня. Самый твердый получится из чистой глины, самый мягкий — из чистого графита. Конечно, обе этп крайности абсурдны; просто в 6Т очень мало графита, в 6М его очень много. Смесь графита с глиной продавливают через сопло и непрерывную черную змейку автоматически режут на отдельные стержни. А потом отправляют в печь. Глины для карандашей состоят из каолинита. При высоких температурах из него выделяется вода и образуется плотный полимер. Поэтому стержень становится прочным, водостойким и более упругим, твердость его возрастает на одну — полторы градации. Но из-за испарения воды стержень после обжига буквально насыщен мельчайшими сообщающимися между собой порами, проведенная им линия прерывиста и неравномерна. Приходится пропитывать обожженный стержень воска- ми — горным, японским, карнаубским — или воскоподобными веществами вроде стеарина. Кстати, такие вещества заодно улучшают сцепление написанного с бумагой и уменьшают трение при письме. ОДЕЖДА КАРАНДАШНОГО СТЕРЖНЯ Стержень нельзя облачать в любую древесную одежду — ни ель, ни береза для этого не подходят. К древесине для карандашной оболочки предъявляют очень жесткие требования. Мягкость, легкость и прочность — вещи очевидные. Помимо этого волокна должны быть прямыми и плотными. Древесина должна хорошо обрабатываться на станках, не крошиться, строгаться ножом или бритвой, полироваться. Теперь, видимо, будет ясно, почему лишь немногие древесные породы годятся для карандашей. 72
Лучшие из лучших — южный красный кедр, растущий в Калифорнии, и кипарис. Не будем даже задерживать внимание на этой экзотике; в нашей стране используют древесину сибирского кедра, реже — липы, тополя, ольхи. Казалось бы, запасы такой древесины огромны. Но если бы деревья рубили только ради карандашей... К тому же в карандашном производстве древесина расходуется очень неэкономично: до 90% ее идет в отходы. Вот почему во многих странах ведутся исследовательские работы по синтезу оболочек для карандашей. Пожалуй, дальше всего продвинулись эти работы в безлесной Японии. Однако вернемся к привычной, деревянной сболочке. Древесину — обязательно по радиусу— распиливают на дощечки и облагораживают: у натурального кедра выравнивают его темно-коричневый цвет, а остальные, менее благородные сорта пропитывают красителем под цвет кедра. А еще древесину пропитывают воскоподобными веществами, чтобы она лучше резалась и в заточенном виде была гладкой. Как в дощечки вставляют стержни — показано на вклейке между страницами 48 и 49. Наконец, заключительные операции, отделочные. Первая из них — окраска. Не только дети, но и взрослые обгладывают карандаши. Поэтому краска должна быть абсолютно нетоксичной. Обычно используют нитролаки, по сути своей — растворы целлулоида. Из него делали и делают детские игрушки, так что в безвредности можно не сомневаться... (Может быть, одной из причин, по которой даже взрослые держат иногда карандаш во рту, служит освежающий запах камфары, содержащейся в целлулоиде.) Последнее дело — поставить маркировку. На карандаш накладывают бронзовую фольгу (бумага, слой воска, слой клея, бронзовый порошок) и ударяют нагретым штампом с выгравированной надписью. Воск плавится, покрытие отделяется от бумаги и приклеивается к карандашу. ЦЕЛЬНОСИНТЕТИЧЕСКИЕ КАРАНДАШИ Честно говоря, процесс изготовления карандашей выглядит несколько громоздким. И больше всего возни с глиной: сначала ее надо отмучивать, потом из-за нее вести обжиг... Между тем можно найти и не глиняный каркас для графита. Уже выдано немало патентов на синтетические связующие для карандашной массы. (Между прочим, первые стержни с фе- ноло-альдегидными полимерами были изготовлены на московской фабрике им. Красина в годы войны.) Сейчас можно уверенно говорить о том, что глина в карандаше — анахронизм и что в самом недалеком будущем ее заменят полимеры, не требующие обжига. Еще более серьезная проблема—уже упомянутые нами дощечки из ценной древесины. Переводить на них леса в наши дни по меньшей мере бесхозяйственно. Чем же можно заменить сибирский кедр? Поропластами. Пористые ориентированные полимеры (например, на основе полипропилена) прочны, они прекрасно чинятся бритвой. И что очень важно, оболочку из них можно делать одновременно со стержнем, на одной машине, но с двумя головками: первая выдавливает графитовый стержень, другая облачает его в полимер. И поскольку графит сейчас тоже бывает синтетическим, то, видимо, мы вступаем в эпоху цельносинтетических карандашей. Фото Л. ЧИСТОГО 73
ЗЕМЛЯ М ЕЕ ОБИТАТЕЛИ МУДРЫЕ СИМПАТИИ ЗВЕРЕЙ Доктор ветеринарных наук н. носков В прошлом считали, что все, к чему животные испытывают влечение — симпатию, полезно для их здоровья, а то, к чему они относятся отрицательно, вредно или бесполезно. Еще Клавдий Гален — римский врач и натуралист II века нашей эры — решил выяснить симпатии и антипатии новорожденного козленка, ни разу не пившего молока и не сосавшего вымя. Перед козленком поставили пять одинаковых чаш. В первую было налито молоко, во вторую — вино, в третью—масло, в четвертую — мед, пятую наполнили мукой. Тщательно обнюхав все чаши, козленок стал пить молоко. Гален пришел к выводу, что козленок симпатизирует молоку, что оно для него полезно. И в самом деле, не стал же козленок пить вино... Кошка от вина тоже откажется, но зато от валерьянки прямо-таки сходит с ума. Не меньшую симпатию кошки испытывают и к рыбьему жиру, хотя он и не возбуждает их нервы. Может, какое-то неведомое чувство говорит им, что они нигде больше не найдут столько витаминов А и D-? Есть свои симпатии и антипатии и у собак. Например, они ненавидят перец, махорку, керосин, бензин и дихлорэтан. Запахи этих веществ снижают чутье, и служебные собаки теряют след. А зато как собаки любят кости! Это и понятно: им нужно много кальция, и их желудочный сок быстро растворяет самые крепкие кости. И другая симпатия: натуралисты, описывающие поведение медведей, их любовь к малине или овсу, не преминут упомянуть о неистребимой страсти медведя к меду. Особенно тянет медведя к меду осенью перед зимней спячкой. И страсть эта действительно очень полезна. Естествоиспытатели прошлого убедились, что медведь использует мед как слабительное средство для освобождения кишечника от гельминтов, чтобы не кормить этих паразитов в зимнюю стужу. Медведь не одинок — свежий мед с древнейших времен люди применяют для этих же целей. Так что в симпатиях животных к той или иной еде и вправду скрыт глубокий физиологический смысл. ЧТО ЛЮБЯТ КОРОВЫ Все знают, что коровы едят траву. А вот какую именно? Крупный рогатый скот любит сладкие луговые злаки и мотыльковые травы. Они хорошо усваиваются организмом, когда сдобрены вкусовыми, ароматическими растениями: тмином, богородской травой, душицей, мятой, цикорием, тысячелистником или чебрецом. Ко- 74
ровы особенно хорошо себя чувствуют, когда эти ароматические добавки составляют не менее пяти процентов луговых трав. И наоборот, чтобы не хворать, коровы избегают болотных трав, сена, скошенного с торфяных низин, поросших хвощами, осока- ми, камышами. Животные, содержащиеся на болотных пастбищах и сене, плохо растут, у них развивается худосочие. Если в корме крупного рогатого скота нет ароматических трав, то молоко и масло становятся невкусными и при оценке по международной шкале теряют до 25 баллов. И неповторимый аромат вологодского масла своим происхождением в немалой степени обязан букету луговых трав Сухоны и других притоков Северной Двины. Среди животноводов Данин бытует поговорка: «Льняные жмыхи создали молочный скот!» И вправду, вареную болтушку из льняного семени или льняных жмыхов коровы могут есть с утра до вечера. А ведь в натуральном виде жмыхи и льняное семя вызывают отравление, начисто отбивают аппетит. Чтобы его подстегнуть, или, как говорят специалисты, усилить пищевой рефлекс, коровам надо дать семена укропа, аниса, морковь или борщевик. Очень хорош силос из левзеи сафло- ровидной — маральего корня. Он стимулирует обмен веществ, благоприятствует оплодотворению. И недаром эту траву стали сеять в колхозах и совхозах Коми АССР. И коровы, и овцы, и козы в любое время года не откажутся от минеральных солей, и особенно от поваренной соли, и не станут есть конский щавель, белену и дурман. Эта антипатия обоснованна: съев сено или силос с ядовитой беленой, можно расстаться с жизнью. Не станут есть коровы и проросший картофель, он тоже токсичен ЧТО НРАВИТСЯ ОВЦАМ И СВИНЬЯМ У овец свои вкусы, несколько отличные от коровьих. Овцы, проживающие в центральных районах страны, с увлечением пережевывают листья кипрея. Курдючные овцы, разводимые на Юго-Востоке СССР, охотно пасутся на участках, поросших кормовой полынью. Помимо полыни они любят богородскую траву, тысячелистник и лебеду. Полынь благотворно воздействует на обмен веществ курдючных овец — она способствует усиленному отложению жира. Кроме того, выпас овец на белой и цитварной полыни — это важное гигиеническое мероприятие: животные освобождаются от гельминтов. Свиньи тоже занимаются самопрофилактикой— жадно едят тыкву в вареном и любом другом виде, ибо семена тыквы обладают ан- 75
тигельминтозными свойствами. Дикие кабаны тоже настойчиво нападают на тыквенные бахчи и предпочитают тыкву нежным зрелым арбузам и даже дыням. Свиньи жадно уплетают речных раков, молодых моллюсков-беззубок, прудовых и садовых улиток. Их они предпочитают своему любимому вареному ячменю или комбикорму. Вероятно, ракушки кроме легкоусвояемых белков снабжают свиней кальцием и другими солями. Во многих районах страны свиньи отъедаются на мордовнике. Весной они съедают все растение, осенью — только нижние сочные листья. Свиньи азартно набрасываются на желтый осот, в особенности если он еще не расцвел, не утратил части физиологически активных веществ. Часто свиньи разыскивают растительное мясо—грибы. К сожалению, их розовые пятаки разрушают грибницы, и те многие годы не восстанавливаются. Во Франции и Японии свиней откармливают богатыми белками шампиньонами и лесными грибами. В нашей стране скармливают грибы поросятам в Кировской, Пермской и Вологодской областях. И поросята, закусывающие вареными грибами, за сутки прибавляют в весе по 700 граммов. С еще большим удовольствием уплетают грибы лоси, несмотря на то, что их меню насчитывает 180 видов растений. При раннем снегопаде они достают грибы даже из-под снега. Животные хорошо отъедаются на грибах, толстеют. И не мудрено, в грибах содержится около 17% сахара, 45% азотистых веществ (на сухой остаток), есть в них и важнейшие витамины (А, В, С, D, РР и др.) и микроэлементы. А ранней весной, когда витаминизированных грибов не раздобудешь, лоси жадно набрасываются на зеленые листочки брусники. Они неуклюже ползают на коленях, оставляя после себя широкие колеи. ЛОШАДИНЫЕ СИМПАТИИ Лошади, крупный рогатый скот и многие дикие животные так и рвутся к поваренной соли. Любят они и древесный уголь. При свободном доступе лошадей к соли и древесному углю они предпочитают употреблять их после обеда, когда живот набит люцерной, клевером или озсом. В силу инстинкта и памяти вида сытые лошади лижут соль и жуют уголь, вероятно, потому, что эти вещества обладают противобродильными свойствами. Но, конечно, соль нужна не только для этого, она нужна для правильной секреции желудочных соков, для обмена веществ. Лошади, как известно, работают как лошади и сильно устают. Уставшая лошадь да- 76
же на ходу отрывает верхушки маральего корня — левзеи сафлоровидной. Если же им дать покормиться ею, то через полчаса у лошадей восстановится работоспособность. В этом нет ничего странного — и мы по рецепту врача пьем жидкий экстракт маральего корня либо в качестве общестимулирую- щего средства, либо для устранения функциональных расстройств нервной системы и при умственном и физическом переутомлении. Но пользу от маральего корня первыми начали извлекать не мы, а копытные. Если маральего корня поблизости нет, то уставшие лошади подбадривают себя полевым осотом. Академик М. Ф. Иванов писал, что молодой полевой осот быстро возвращает животным бодрость, восстанавливает упитанность; лошадиная шерсть начинает лосниться. Лошади очень любят морковку. Она никогда не приедается им. Это и хорошо—морковь, богатая каротином, увеличивает мускульную силу и выносливость, повышает оплодотворяе- мость у кобыл и качество спермы у жеребцов. Если подсосные кобылы систематически получают морковь, то их жеребята не заболевают мытом — инфекционным воспалением носа и глотки. И совсем не зря поговорка утверждает: «Кто съест корец моркови, у того прибудет капля крови». Ну и как все животные, лошадь питает неистребимую симпатию к талой воде, стимулирующей обменные процессы в организме. Натуралисты давно заметили, что весной отощавший за зиму скот быстро восстанавливает упитанность и силу. Об этом сложены поговорки и пословицы: «Лошадь талой воды напьется — все обойдется»; «Как затрепещет лист на осине, конь почует силу». Лошади хорошо осведомлены и о вредных для их организма атрибутах живой природы. Они отворачиваются от белены, дурмана, репейника, лопуха, конского щавеля, болотного и полевого хвощей. Обладая изощренным обонянием, лошади на расстоянии в полтора метра чуют эти ядовитые растения даже в копне сена. Влага притупляет запахи, и с появлением росы или тумана лошади перестают пастись, чтобы ненароком не съесть отраву. ЧТО СЛЕДУЕТ ИЗ ПИЩЕВЫХ СИМПАТИЙ Итак, мы видим, что влечение животных к любимым кормам — это не блажь, а необходимость. Таким способом животные стремятся покрыть дефицит организма в белках, углеводах, витаминах или микроэлементах. Руководимый видовой и родовой памятью, передаваемой по наследству, хищник — кошка обгладывает цветы, растущие на подоконни- 77
ке, а где-то в лесу лосиха ползает на коленях, чтобы своими рыхлыми губами схватить лист брусники, в котором кроме аскорбиновой кислоты много глкжозидов, арбутина и флавано- ла. Эти вещества благотворно действуют на организм маток-лосих, и те рожают крепких детенышей. Ни одно травоядное животное не удовлетворяется одним-двумя видами растений. Даже в течение дня они последовательно меняют свое меню. Одни растения служат основным кормом, другие играют роль соуса, третьи обладают санирующим действием. В ходе длительного эволюционного совершенствования предки домашних животных всесторонне отработали свой ежедневный рацион. Завтрак, обед и ужин были подобраны в полном соответствии с видовыми потребностями организма. Такое экологически сложившееся меню обеспечивало процветание вида. Люди же почему-то забывают об этом и часто держат коров на однообразных кормах, будь то силос, травяная мука или комбикорм. Ну и конечно, корова, стоящая в стойле, не может самостоятельно составить для себя ежедневное меню. Все это приводит к торможению физиологических функций. Кроме того, убогий рацион снижает вкусовую и биологическую ценность молока, мяса и масла, то есть коровье меню влияет и на наше здоровье. Поэтому в животноводческих хозяйствах необходимо засевать пастбища соответственно потребностям скота, где были бы и участки с вкусовыми и так называемыми диетическими и лекарственными растениями. К этим участкам животные должны иметь самостоятельный, свободный доступ. И зимой при стойловом содержании животные должны сами выбирать потребный для них набор трав, которые следует специально заготавливать. Ибо ни один ветеринар пока не может узнать, какие отклонения в обмене веществ животных только что возникли и что скотина инстинктивно хочет пресечь их на корню. Животные сами занимаются профилактикой болезней, не дают им развиться. Лишая домашних животных вкусовых, диетических и профилактических (лечебных) подкормок, мы тем самым учиняем насилие над ними, пренебрегаем экологическими рычагами, которыми животные пользовались миллионолетиями. И это вредит не только скоту, но и нам. 78
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ГИБРИДЫ ЛИМОНА Лимон Мейера Пондероза Лимон принадлежит к числу купь- тур, легко поддающихся гибридизации. Такая работа широко ведется в советских субтропиках, на Черноморском побережье Кавказа, для получения морозоустойчивых сортов цитрусовых. Здесь выведены гибриды лимона с апельсином, мандарином, грейпфрутом и с такими малоизвестными у нас видами, как помпельмус, шеддок, кинкан, понцирус трифолиатэ, цитрус юное. Иногда у нас поступает в продажу лимон Мейера, впервые получивший известность после 1908 г., когда американец Мейер привез этот сорт в США из окрестностей Пекина. Считают, что это гибрид настоящего лимона с апельсином. У него небольшие плоды диаметром око по 60 мм и весом чуть больше 100 г. Отличается он от настоящего лимона не только калибром, но и меньшим содержанием кислоты в мякоти (около 4% по сравнению с 8% у лимона), а также большим количеством Сахаров (до 2,8%, в лимоне же их около 1%, а иногда и меньше). Аромат кожицы у лимона Мейера не лимонный, очень слабый и скорее неприятный, а кислота — со сладковатым привкусом. Тем не менее плоды лимона Мейера считаются одним из лучших заменителей настоящих. Лимон Мейера растет в открытом грунте на Черноморском побережье Кавказа, а в более северных районах годен для кадочной культуры и как комнатное растение. Деревце это очень декоративное, дает в кадке до 80 плодов за сезон. Наоборот, очень крупными плодами отличается завезенный к нам из Италии сорт пондероза, который считают гибридом лимона и помпельмуса (или грейпфрута). Плоды его имеют диаметр до 125 мм и весят больше 700 г! Кожица у пондерозы губчатая, рыхлая, толстая — занимает до трети объема плода. Мякоть содержит до 4% кислот и до 5% Сахаров. Витамина С в пондерозе вдвое-втрое меньше, чем в настоящем лимоне, вкус мякоти кислый, похожий на вкус лимона, но не такой острый. Как заменитель настоящего лимона к чаю пондероза не годится, и вообще для использования в свежем виде плоды пондерозы слишком велики и толстокожи. Но для кондитерской промышленности они очень хороши. Они могут служить приправой, из мякоти можно делать хорошее варенье, а из кожицы — ароматные и вкусные цукаты. Пондероза также растет в кавказских субтропиках. Можно рекомендовать ее и для кадочной или горшечной культуры в комнате. Дерево обильно плодоносит, а его огромные плоды очень красивы. С. ЧИЖЕВСКИЙ 79
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ САМКА ПРЕВРАЩАЕТСЯ В САМЦА В «Химии и жизни» (№ 6 за 1970 год) рассказывалось о том, как можно изменить пол у некоторых аквариумных рыбок, действуя на них стероидными гормонами. Но, оказывается, в природе существуют рыбы, для которых такое превращение — вещь совершенно обычная. Австралийский зоолог Робертсон, изучавший коралловых рыбок Labroides dimidiatus, обнаружил, что в случае гибели самца — хозяина «гарема» из 3— 6 самок его место занимает одна из них, как правило, самая большая и сильная; для этого она должна выдержать единоборство со своими подругами или с «чужим» самцом, оказавшимся поблизости. Вскоре бывшая самка уже успешно выполняет все функции, положенные самцу. Подобные явления объясняются тем, что у рыб генетические механизмы определения пола находятся еще на низкой стадии эволюционного развития и на них могут влиять внешние факторы. ВМЕСТО ЭТИЛЕНА В сельском хозяйстве иногда приходится снимать урожай плодов раньше, чем они окончательно НОВОСТИ ОТОВСЮДУ созреют. Для ускорения созревания их выдерживают в среде, содержащей этилен. Однако, как сообщил журнал «Journal of American Society of the Horticultural Science» A972, т. 97, № 2), этилен можно заменить 2-хлорэтил- фосфиновой кислотой: она заставляет плоды дозревать еще быстрее. Обработанные в течение нескольких минут водным раствором кислоты зеленые плоды салатного перца дозревали (Быстрее, чем прошедшие 96-часовую обработку этиленом. ЧТОБЫ БЫСТРО ПРОТРЕЗВЕТЬ В одном из докладов на конференции Американского химического общества было рассказано об экспериментах по вытрезвлению крыс. Грызунам, получившим немалые дозы алкоголя, делали инъекции витаминов В3 и В5 с аминокислотой цистином. И крысы после витаминных уколов трезвели буквально на глазах. Выяснилось, что глицеральдегид тоже отрезвляет грызунов, причем без всякой инъекции — достаточно проглотить немного этого вещества. Зверьков протрезвляли и с помощью ацетата натрия, эффективность которого превзошла и витамины, и глицеральдегид. 80 НОВОСТИ ОТОВСЮДУ У всех млекопитающих механизм опьянения одинаков, и химическая компания из штата Мичиган, понявшая, какие выгоды сулят эксперименты с грызунами, начала опробование «(человеческой» таблетки, содержащей сухие дрожжи и витамины группы В. Журнал «Science News» (ноябрь 1972 г.) пишет, что такая таблетка за полчаса протрезвля- , ет даже мертвецки пьяных. ЭЛЕКТРОМАГНИТНОЕ ПОЛЕ ПРОТИВ РАКА Группа ученых из Ленинграда и Тбилиси обнаружила, что развитие раковых клеток может приостанавливаться под действием электромагнитного поля. Ученые помещали в катушку электромагнита крыс, которым были привиты опухоли — лимфосаркомы. Под действием переменного электромагнитного поля в опухолевой ткани возникали дистрофические изменения, дальнейшее развитие опухоли подавлялось, и часть клеток погибала Как предполагают авторы, под действием переменного электромагнитного поля проницаемость мембран у опухолевых клеток возрастает настолько, что они теряют заметное коли- • чести о белка.
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЗЕМЛЯНОЙ ЧЕРВЬ ДАЕТ ПОКАЗАНИЯ В Управлении охраны природы США сделали химические анализы земляных червей, взятых с обочин крупнейших автострад страны. Оказалось, что концентрации свинца и цинка в теле придорожных земляных жителей были на уровне, смертельном для птиц, употребляющих червяков в пищу. Среди других неприятных веществ, накопившихся в организме червей, были никель и кадмий. Цинк входит в состав смазочных масел, свинец — в горючее, кадмий — в покрышки, никель — в горючее и смазку. КОСТИ СРАЩИВАЕТ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО У одной женщины в течение года упорно не срасталась сломанная кость лодыжки. Но стоило ввести в кость по обе стороны перелома крохотные электроды и пропускать через них постоянный ток в 3,9 микроампер от обычной батарейки, как в течение нескольких недель кость срослась. Как сообщает журнал «Science et vie», электричество способствует и лечению тяжелого заболевания псевдоартроза — болезни, при которой размягчается костная ткань. ТЕПЛОКРОВНЫЕ ДИНОЗАВРЫ! По общепринятому мнению, динозавры регулировали температуру своего тела так же, как и большинство современных пресмыкающихся: грелись на солнце в холодную погоду и перебирались в тень, когда им становилось жарко. Эту точку зрения оспаривает американский ученый Р. Бэккер («Nature», т. 238, стр. 81). Основываясь на некоторых особенностях анатомии динозавров, он утверждает, что у них значительная доля необходимой для жизнедеятельности тепловой энергии вырабатывалась внутри организма. СИНИЛЬНАЯ КИСЛОТА ЗАЩИЩАЕТ РАСТЕНИЯ Известно, что молодые растения сорго устойчивы к ржавчине — заболеванию, которое вызывают низшие грибы. Индийские ученые обнаружили, что такая устойчивость связана с содержанием в растениях синильной кислоты — концентрация ее достаточна, чтобы подавить прорастание спор грибов. Сами же растения переносят присутствие синильной кислоты безболезненно, хотя это вещество представляет собой обще- 81 биологический яд, блокирующий один из этапов дыхания: он образует прочные комплексы с ферментами последнего звена дыхательной цепи — металлсодержащими оксидазами. Возможно, на раннем этапе развития растений сорго процессы дыхания протекают у них по иному пути, не связанному с этими ферментами. САЛФЕТКА — ИЗ ПУЛЬВЕРИЗАТОРА Хирургические салфетки — обязательная принадлежность всякой операционной. Никто не подсчитывал, во что обходится их стирка и стерилизация после каждой операции, но затраты на это, вероятно, не так уж малы. Сотрудники Центрального института травматологии и ортопедии и Рижского КБ химизации народного хозяйства разработали метод, позволяющий обходиться вообще без салфеток. Они предложили использовать пленкообразующий состав, которым через пульверизатор покрывают операционное поле. Состав быстро сохнет и надежно защищает оперируемую область от проникновения микробов. На одну операцию хватает 4—5 г состава — обходится это в 8—10 копеек.
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК hjm ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ! НЕ ТАК СТРАШНЫ ЗАДАЧИ... Июнь — месяц, когда десятиклассник становится абитуриентом. Попробуем напоследок немного помочь тем, кто решил поступать в химический вуз. Круг вопросов, которые будут задавать на экзаменах, вроде бы всем ясен. Но какие дадут задачи? Конечно, мы не раскроем секретов. Задачи этого года спрятаны за семью печатями. Но почему бы не порешать прошлогодние конкурсные задачи? По крайней мере, вы убедитесь, что не так уж они страшны... Итак, перед вами несколько конкурсных задач по химии, физике и математике, которые предлагались в прошлом году иа приемных экзаменах в Московском химнко-технологическом институте им. Д. И. Менделеева. Вопреки обычаю, мы даем их без решений: накануне экзаменов лучше обойтись без подсказок, ЗАДАЧИ ПО ХИМИИ 1. Сколько уксусной кислоты можно получить из 11,2 л ацетилена (условия нормальные) и какое количество 20%-ного NaOH (плотность 1,20 г/мл) потребуется для ее нейтрализации? 2. Углекислый газ, полученный при брожении 72 г глюкозы, пропустили через 44,8 мл 15%-иого раствора NaOH (плотность !,16 г/мл). Какая соль и в каком количестве образовалась? 3. При сгорании 4,8 г органического вещества образовалось 6,6 г С02 и 5,4 г воды. Плотность паров вещества по водороду равна 16. Определите молекулярную формулу вещества. 4. Определите процентную концентрацию раствора сахара, если в нем на 30 молей воды приходится моль сахара. 5. 15,8 г окиси меди нагревали в токе водорода. После нагревания оставшаяся окись и образовавшаяся медь весили 15 г. Сколько молекул воды при этом образовалось? 6. В воздухе содержится 0,03% углекислого газа (по объему). Определите количество атомов углерода в I м3 воздуха, если I л СОг весит 1,96 г. 7. 10 мл смеси азота с кислородом смешали с 15 мл водорода и взорвали смесь. После взрыва осталось 4 мл газа. Определите процент кислорода в смеси с азотом. 8. Вычислите количество молекул в 200 мл воды и массу одной молекулы. 9. Для заливки свинцовых аккумуляторов требуется раствор H2S04 плотностью 1,27 г/мл, что соответствует концентрации 35,7%. Какой объем серной кислоты (плотность 1,84 г/мл, концентрация 18,8 М) необходим для приготовления 2,4 л кислоты для заливки? 10. Найдите процентный состав смеси меди и цинка, если при обработке 5 г смеси соляной кислотой выделилось 700 см3 водорода (условия нормальные). 11. Ацетилен, выделившийся при взаимодействии 128 г карбида кальция с водой, полимеризуется с образованием бензола. Сколько бензола получится, если выход равен 50% от теоретического? 12. 13 г ацетилена прогидрирова- ли 1,5 г водорода. Какие углеводороды и в каких количествах образовались? ЗАДАЧИ ПО ФИЗИКЕ 1. Конькобежец, стоя на гладком льду, бросает в горизонтальном направлении камень массой 0,5 кг. Спустя 2 с камень падает на расстоянии 20 м. С какой скоростью начинает скользить конькобежец, если его масса равна 60 кг? 2. Автомобиль массой 103 кг трогается с места и, двигаясь разно- ускоренно, проходит путь 20 м за 20 с. Какую максимальную мощность должен развить мотор автомобиля? 3. Температура воды в одном сосуде 20° С, в другом — 100° С. Сколько воды нужно взять из того и другого сосуда, чтобы получить 300 л воды температурой 40° С? 4. Где больше атомов: в стакане воды или в стакане ртути? Плотность воды 1 г/см3, плотность ртути 13,6 г/см3; молекулярная мае- 82
са воды 18, атомная масса ртути 200. 5. В каком случае два последовательно соединенных гальванических элемента, замкнутых иа внешнее сопротивление, дадут меньший ток, чем один из этих элементов, включенный на то же сопротивление? 6. Определите сопротивление шунта к амперметру иа 5 А, чтобы прибор можно было использовать для измерения токов до 100 А.. Сопротивление амперметра 0.4 ом. 7. С самолета, летящего иа высоте 2000 м, надо получить снимки местности в масштабе ! : 4000. Каким должно быть фокусное расстояние объектива? 8. Определите главное фокусное расстояние рассеивающей линзы, если изображение предмета, помещенного перед ней иа расстоя- Спыт, очень простой и в то же время весьма поучительный, опи- сывает Д. И. Менделеев в сОс- иовах химии»: сПрямой опыт, сделанный мною, показывает, что если при обыкновенной температуре взять насыщенный раствор Na2S04 и к нему прибавить безводной соли, то часть соли выделяется из раствора в кристаллах |...|, собрав осадок, получим после прокаливания боль- Конечио же, опыты по электролизу можно ставить дома. Да только не всегда они выходят. Какая- нибудь мелочь — и никак не получится... Перед вами — подробное описание электролиза; если вы выполните все указания, можете быть уверены, что опыт удастся. Электролитической ванной иам будет служить толстостенный чайный стакан. В него мы поместим фанериый кружок, в котором по диаметру сделана прорезь, а по обе стороны от прорези ш илом нии 0.5 м. получается уменьшенным в 5 раз. ЗАДАЧИ ПО МАТЕМАТИКЕ 1. Упростите выражение: ( »-9 х"* + зу/* ,а \х+Зх + 9'х3'2-27/ ' 2. От двух кусков сплава весом m и п кг с различным процентным содержанием меди отрезали по куску равного веса. Каждый отрезанный кусок сплавили с остатком другого куска, после чего процентное содержание меди в обоих сплавах стало одинаковым. Сколько весили отрезанные куски? 3. Основанием пирамиды служит прямоугольный треугольник с острым углом а. Высота пирамиды Н. Все боковые ребра составляю! с ТРИ ВОПРОСА К ПРОСТОМУ ОПЫТУ ше безводной соли, чем было прибавлено». Давайте подумаем: Как объяснить результаты опыта? Какой привес — в процентах к ве- ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ ЭЛЕКТРОЛИЗ В СТАКАНЕ проколоты два отверстия, через которые будут проходить проводки. В прорези вставим два карандаша длиною 5—6 см, очинённых с одного конца. Это — электроды. плоскостью основания одни и тот же угол р. Найдите объем пирамиды. 4. Решите уравнение: 12 4 4х» + 12х + — + -jr - 47. 5. Докажите тождество: tg(90°-a)+tgC0°-a) + +tgA50° — a) = 3ctg3a. 6. Четыре числа составляют арифметическую прогрессию. Бели из иих вычесть соответственно 2, 6, 7, 2, то вновь полученные числа составят геометрическую прогрессию. Найдите эти числа. 7. При каких целых значениях к корни квадратного уравнения кх2 — A — 2к)х + к — 2-0 рациональны? 8. Решите неравенство: х И су затравки — должен был получиться после прокаливания осадка? (Будем считать, что опыт проводился при 20° С; растворимость безводной соли равна 19.) Как изменится результат опыта, если взять насыщенный раствор той же соли при более высокой температуре, скажем, 30 или 40° С? (Ответы — на стр. 87) На их неочищенном конце ножом сделаем зарубки, чтобы обнажились грифели. В эти зарубки намотаем обнаженные концы проводков, скрутим проводки и тщательно обмотаем изоляционной лентой. Хорошая изоляция необходима, поэтому еще лучше закрыть проводки резиновыми трубками, которые можно купить в аптеке. Теперь все детали прибора готовы; остается только собрать его так, как показано иа рисунке (стр. 84). Стакаи поставим на тарелку и нальем в него до краев раствор 83
стиральной соды (Na2C03): 2— 3 чайные ложки на стакан воды. Пробирку-приемник также заполним раствором соды, закроем ее большим пальцем, перевернем вверх дном и погрузим в стакан — так, чтобы ни один пузырек воздуха не попал в пробирку. Затем под водой наденем ее на электрод-карандаш. Так же посту- В двенадцатом номере журнала за прошлый год клуб Юный химик поместил заметку В. Рогожина о том, как переделать для химических работ горелку от обычной газовой плиты. Это предложение остроумно; мие бы хотелось его дополнить. Газовое пламя, необходимое химику, должно иметь определенную структуру (это показано на рисунке). Только тогда достигается максимальная температура. Чтобы иолучить такое пламя, надо отрегулировать приток воздуха в перевернутую горелку. Сделать это можно с помощью подвижной заслонки, которая находится между газовым краном и горелкой. А кроме того, чтобы не было утечки газа, вместо пятака отверстие горелки лучше закрыть резиновой пробкой. Кстати, к газовой плите можно подсоединить и обычную лабора- пим и со второй пробиркой. (Если пробирок иет, можно взять пузырьки из-под пенициллина.) Источником тока наги будут служить батарейки карманного фонарика— не менее трех. Включать их нужно последовательно — «плюо одной к «минусу» другой. Что же происходит при электролизе? Вода будет разлагаться: 2Н20 -»: 2Н2 + 02. Когда соберется полная пробирка водорода, ее можно вынуть и, не переворачивая, поджечь газ. Он загорится с характерным звуком. Пробирку с кислородом надо закрыть пальцем под водой, вынуть из стакана, перевернуть и поднести тлеющую лучинку — она загорится. С этим же прибором можно поставить другой опыт — электролиз насыщенного раствора поваренной соли. Одна пробирка наполнится водородом, а в другой соберется зе- ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ ЕЩЕ РАЗ О ГАЗОВОЙ ГОРЕЛКЕ торную горелку — бунзеновскую. Для этого надо сиять с плиты ее горелку вместе с воздушной заслонкой, а на освободившийся конец трубки, которая подводит газ, надеть резиновый шланг с внутренним диаметром 10—12 мм. Другой конец шланга остается лишь присоединить к бунзеновской горелке. В. П. Москва леновато-желтый газ — хлор. Пробирку с хлором (в ней будет немного раствора соли) закроем пальцем под водой, выием из стакана, перевернем и встряхнем, не отнимая пальца. В пробирке образуется раствор хлора — хлорная вода. Если добавить ее к бледно- синему раствору чернил, то он обесцветится. Ионы галогенов (и хлора в том числе) движутся к аноду и образуют на нем молекулы хлора. А ионы натрия остаются в растворе: образуется щелочь, в чем можно удостовериться, прибавив в стакан (около катода) фенолфталеин. Этот процесс широко используется в промышленности. Ведь сразу получаются три ценных вещества — щелочь, водород и хлор. В. СКОБЕЛЕВ 84
ПАРАДОКСЫ РЕАКЦИИ НАОБОРОТ, ИЛИ КОГДА В ХИМИИ ДВАЖДЫ ДВА — НЕ ЧЕТЫРЕ В математике дважды два не всегда четыре, тут и говорить нечего. Например, в троичной системе исчисления 2X2 = 11. А как обстоят дела с очевидными правилами в химии? Если бы вы заявили иа экзамене, что раствор фенолфталеина может окрашиваться от кислоты н обесцвечиваться от щелочи, то скорее всего экзамен для вас на этом бы и кончился. И тем не менее... ПАРАДОКС 1. КИСЛОТА И ЩЕЛОЧЬ МЕНЯЮТСЯ РОЛЯМИ Всем известный фенолфталеин в присутствии шелочи становится малиново-красным. Но далеко не все знают, что молекула фенолфталеина может, в зависимости от среды, существовать не в двух, а в трех формах: i > I» С О NaOH АЛ0 I I бесцветный HCI NaO \^\ ,o .III \/\cS\f NaOH I I \/ красный COONa NaO. 4cA)H I I /\/ HCI ONa •4/ I II •v бесцветный COONa Вот и выходит, что не только в кислой, но и в сильнощелочной среде фенолфталеин бесцветен. Теперь поставим опыт, очень похожий на фокус. К 1—2 мл концентрированного раствора щелочи добавим 2—3 капли раствора фенолфталеина. Появившаяся было окраска быстро исчезает. Разбавим раствор водой в 10 раз и осторожно добавим в пробирку по каплям раствор соляной кислоты. И от кислоты окраска станет малиновой! В чем фокус, мы уже знаем: среда стала менее щелочной. Если же и дальше добавлять кислоту, то вся щелочь нейтрализуется и, как положено, раствор станет бесцветным. ПАРАДОКС 2. СЛАБАЯ КИСЛОТА ВЫТЕСНЯЕТ СИЛЬНУЮ ИЗ ЕЕ СОЛИ Реакцию можно «вывернуть наизнанку», заставить ее идти справа налево, если вывести продукты реакции в виде труднорастворимого осадка или газа. Вот пример: H2S+CuS04=CuS|-|-H2S04. Другой пример: очень слабая борная кислота Н3ВОз при высокой температуре вытесняет большинство других, даже сильных, кислот из их солей. Это происходит потому, что соли борной кислоты (при высокой температуре они превращаются в соли тетраборной кислоты Н2В4О7) очень устойчивы к нагреванию, тогда как другие вещества улетучиваются и не могут участвовать в обратной реакции: 4H3B03 + 2NaCl = = Na2B407 + 2НС1 + 5H20. ПАРАДОКСЗ. ЙОД ВЫТЕСНЯЕТ ХЛОР ИЗ ЕГО СОЛИ Во всех учебниках приводится такая реакция: С12 + 2KJ = J? + + 2КС1. Тут и сомневаться нечего: более активный галоген вытесняет менее активный. Хлор — окислитель, йод — восстановитель: С1° + + J- = С1- + J0. Но разве что-нибудь изменится, если взять элементарный йод и бертолетову соль, в которой хлор пятивалентен? И в этом случае хлор окислит йод (С15+ + J0 = = Cl°-r-J5+), но посмотрите, как выглядит уравнение реакции: J2 + 2КСЮз = С12 + 2KJ03- Вот и получается, что иол вытеснил хлор из его соединения... ПАРАДОКС 4. ПЕРЕКИСЬ ВОДОРОДА — ВОССТАНОВИТЕЛЬ Перекись водорода — окислитель, тут и спорить нечего. Но иногда она может распадаться не совсем обычным способом: Н202 = 02 + + 2Н. И атомы водорода будут играть роль восстановителя. Когда именно так происходит? Обычно, когда среда щелочная. А привычные окислительные свойства перекись проявляет в кислой среде. Если менять среду, то могут идти довольно курьезные реакции. Так, желтую кровяную соль можно окислить перекисью водорода до красной кровяной соли, а затем той же перекисью восстановить обратно в желтую: 2K4Fe(CNN + 2HC1 + Н202 = = 2K3Fe(CNN + 2КС1 + 2Н20, 2K3Fe(CNN + 2KOH + Н202 = = 2K4Fe(CNN + 2Н20 + 02. Вы заметили, наверное, что ни один из наших парадоксов не противоречит химическим правилам. Так и должно быть: закон остается законом. Но в любой научной системе есть место неожиданностям. Четыре парадокса тему далеко не исчерпали... И. ЛЕЕНСОН 85
ЧТО НОВОГО В МИРЕ НАЭЛЕКТРИЗОВАННЫЙ СОЛОНЧАК Засоленные земли для сельского хозяйства непригодны: ни пшеница, ни хлопок, ни сахарная свекла на ннх не растут. Между тем таких земель есть еще немало. Чтобы выращивать на них урожаи, надо соленую почву обессолить. Как это сделать? Вероятно, так: промыть почву как следует пресной водой. Вода растворит соли и унесет их в дренажную систему. А землю можно будет распахать. Так и поступают. Но ие всегда этот прием удается. Если в почве есть, например, гипс, промывка — не выход из положения. Соли включаются в состав кристаллов гипса (как известно, практически нерастворимых), и вода ничего уже не может с ними сделать. Как же все-таки быть с гипсо- носными солончаками? Подействовать на них электрическим током! Такой эксперимент был недавно поставлен в Голодной степи. Через солончак пропускали воду и электрический ток одновременно. Соли частично растворялись в воде, образуя электролит, хорошо проводящий электрический ток. И по всем законам электролиза гипс начинал растворяться, высвобождая связанные соли, которые вода тут же уносила... Правда, при этом из почвы уходили и полезные вещества — соединения фосфора и калия, гумус. Но их в солончаках все равно мало. Так или иначе приходится вносить удобрения; после электрической обработки земли их понадобится немного больше. Зато солончак не будет пропадать без пользы. Да и кто назовет его теперь солончаком? О. ЛЕОНИДОВ 86
ОТВЕТЫ НА ТРИ ВОПРОСА К ПРОСТОМУ ОПЫТУ (см. стр. 83) Сульфат натрия образует деся- тиводный кристаллогидрат. Если к насыщенному раствору прибавить затравку безводной соли, то она свяжет часть растворителя. А это в свою очередь приведет к выпадению дополнительного количества осадка кристаллогидрата. Теперь понятно, почему после прокаливания получается «больше безводной соли, чем было прибавлено». Ответ иа первый вопрос получен; перейдем к количественной части задачи. Чтобы лучше осмыслить идею решения и избавиться от излишних числовых преобразований, будем вести решение в общем виде. Сначала — уравнение реакции: NaaS04 + 10НаО = NaaS04 . 10НаО М 18К М + 18К (здесь К — коэффициент, а 18 — молекулярный вес воды, величина постоянная для любой аналогичной задачи). Приняв массу затравки т3 г, найдем по уравнению реакции массу связанной воды тв: 18К тв = т3 до . Растворимость безводного сульфата р нам известна; значит, несложно найти ту массу безводной соли, которая соответствует ушедшей из насыщенного раствора воде. Казалось бы, эта масса и есть искомая прибыль. Однако не будем спешить с расчетом: ведь эта порция безводной соли уйдет из раствора «не с пустыми руками», она прихватит с собой и кристаллизационную воду! Но и эта вода уйдет из раствора не одна: как только станет меньше растворителя, так сразу же начнет кристаллизоваться новый избыток соли... Словом, вода следует за солью, а соль — за водой. Настоящая сказка про белого бычка... Как же все-таки решить задачу? Давайте учитывать соль и воду не порознь, а совместно, в виде кр исталлогидр ата. Обратимся вновь к уравнению реакции. Если р г безводной соли приходится на 100 г воды, то это значит, что (р -f р -— 1 г кристаллогидрата соответствуют /100 — 18К\ „ —р —— J г воды. Когда эта вода М / будет выведена из раствора, в осадок выпадет кристаллогидрат, который после прокаливания даст р г безводной соли. Значит, на каждый грамм воды, выведенной из раствора, масса осадка безводной соли увеличится на / 18Кр\ рМ - 100М — 18Кр ' А поскольку масса первоначально связанной воды тш нам уже известна, то можно найти и общее приращение массы: рМ Lm = 100М —18КрХ 18К 18Кр Х/и3 м = /и3 ЮОМ—18Кр # Отнесем приращение к массе исходной затравки т3: 18Кр Ш%~ 100М-18Кр х100%- Это и есть иско мая фор мул а. Остается лишь подставить вместо букв их числовые значения: 18X10X19 ьт% = 100x142—18ХЮХ19 Х X 100% =32%. Как видите, привес сухой соли (так сказать, процент на затраченный капитал) получается весьма значительным. Однако «сказка» на этом не заканчивается. Надо еще ответить на вопрос о том, как пойдет процесс при более высокой температуре. Вот, вероятно, самый простой ответ: растворимость твердых веществ при нагревании возрастает; значит, если связать ту же, что и раньше, порцию растворителя, привес осадка увеличится. Такой ответ верен для температуры 30° С, но ие 40° С! В этом температурном интервале пролегает «роковая» черта: 32,4° С. (Эту черту, кстати, можно обнаружить на графике растворимости солей в школьном сборнике задач и упражнений по химии, глава «Растворы».) Выше 32,4° С растворимость сульфата натрия начинает убывать — примерно до 120° С. Если так,— скажете вы,— выше 32,4е С привес осадка начнет убывать. И ошибетесь. Потому что десятиводный кристаллогидрат сульфата натрия довольно неустойчив, и та самая «роковая» черта как раз и кладет предел его существованию. При более высоких температурах осадок, находящийся в равновесии с насыщенным раствором, представляет собой уже не кристаллогидрат, а безводную соль. Следовательно, затравка, брошенная в нагретый выше 32,4° С раствор, дополнительной кристаллизации в нем вообще не вызовет. Г. Б. ВОЛЬЕРОВ 87
Даже в медицинских кругах еще широко бытует представление, что кости, скелет — чисто механическая конструкция, призванная выполнять лишь опорно-двигательную функцию. Но это не так. Кости обладают собственным обменом веществ, они дышат, питаются, развиваются и стареют. Кирпичики, из которых построены кости, которые составляют ее основу,— это огромное количество больших и малых молекул. Большие молекулы: белки, нуклеиновые кислоты, углеводы и другие высокомолекулярные соединения; малые молекулы — минеральный состав кости, органические кислоты. Все мы с захватывающим интересом следим за полетами человека в космос. Однако немногие знают о том, что костная система одной из первых реагирует на состояние невесомости и малоподвижный режим жизни в замкнутом пространстве. У космонавтов во время полета уменьшается содержание кальция в костной ткани, возрастает его выделение из организма. Кость весьма чувствительна к влиянию внешних факторов и может восстанавливаться после повреждений. 28 мая 1962 года в массачусет- ский госпиталь был доставлен двенадцатилетний мальчик, у которого во время аварии оторвало руку. Ребенок и его правая рука, оставшаяся в рукаве куртки, оказались в клинике через тридцать минут после катастрофы. Оторванная рука сохранялась на льду, затем через ее сосуды были пропущены солевые растворы с гепарином, и хирурги приступили к реплантации. Прошло двадцать дней. Мальчика выписали из больницы — у него были две руки. Через три месяца он был снова положен в госпиталь, для операции по сшиванию нервов. После этого в пальцах руки появилась чувствительность, в руке — хороший мышечный тоиус, полноценные движения. Функции руки восстановились. БИБЛИОТЕКА КИРПИЧИКИ, ИЗ КОТОРЫХ ПОСТРОЕНЫ КОСТИ В специальной литературе описаны десятки случаев реплантации конечностей человека. Все мы много читали об операциях по пересадке сердца, пергсадке почек. Но до последнего времени не было выпущено ни одной популярной книги, посвященной жизнедеятельности кости, операциям по реплантации конечностей. Сейчас этот пробел отчасти восполнен. В конце 1972 года в издательстве «Наука» вышла книга Б. С. Касавиной и В. П. Торбснко «Жизнь костной ткани». Там приводится много интересных сведений из нашей области. ...Кость очень прочна, она прочнее дуба; в двадцать раз превосходит по прочности свинец и лишь немного уступает чугуну. ...У взрослых людей скелет весит около 12 кг, то есть составляет примерно 18% общего веса. О возможности замены поврежденных и утраченных органов люди мечтали с тех пор, как существует человек. Долгое время наука была бессильна не только пересадить человеку целый орган, но даже заменить часть поврежденного. Термин «ортопедия» был введен в медицину в 1741 году французским врачом Андри. Так была названа медицинская дисциплина, включающая профилактику, диагностику и лечение заболеваний опорно-двигательного аппарата. Первая ортопедическая клиника в России была создана в 1900 году; сейчас у нас в стране работают двадцать специализированных научно-исследовательских институтов травматологии и ортопедии. Много операций по пересадке отдельных фрагментов кости, полусуставов и суставов проведено в Центральном и Ленинградском институтах травматологии и ортопедии. В опытах на животных удается получить удивительные результаты. Например, приживить крысе пятую ногу или заменить удаленную. Удачные опыты проводятся и на собаках. «Братик» из нашей лаборатории семь лет прожил с лапой, пересаженной от другой собаки — иной масти, породы и возраста. Главная трудность при проведении этих операций — преодоление несовместимости тканей разных организмов. Поиски новых, более совершенных и безопасных методов идут во всем мире. Пока же удается приживлять людям их собственные конечности, и то лишь в первые часы после травмы. Итак, многое сделано, многое еще предстоит сделать. Доктор медицинских иаук А. Г. ЛАПЧИНСКИЙ, Центральный институт травматологии и ортопедии Министерства здравоохранения СССР. 88
НАШ ЯЗЫК- ЯЗЫК НАУКИ Достижения советской науки признаны во всем мире. Одно из свидетельств этого — большой интерес зарубежных ученых к русскому языку. Недавно американский журнал «Bio Science» I1972, № 12) напечатал статью «Растущая важность русского языка как языка науки». Предлагаем вниманию читателей ее сокращенный перевод. Современная наука воистину интернациональна, и ее основным языком общения служит английский. Русский язык — второй. Достаточно сказать, что из 26 000 научных статей, сообщений и книг, рефераты которых за январь 1972 г. опубликованы в журнале «Chemical Abstracts», примерно 70% написано на английском языке, а 20% — на русском. Такое распределение справедливо и для биологических наук: из 11 666 статей, помещенных в январском A972 г.) выпуске журнала «Biological Abstracts», около 70% издано на английском и 18—20% на русском языке. Так было не всегда и не во всех научных дисциплинах. Например, в конце прошлого века главным языком аналитической химии был немецкий. Затем шли французский, английский и только на четвертом месте — русский B,3% опубликованных статей). К середине 50-х годов нашего столетия этот порядок решительно изменился. Английский язык передвинулся на первое место D4,1% статей), вслед за ним встал уже русский B0,2%), немецкий и французский языки переместились на третье место (по 10,7% статей). Теперь русский язык занимает прочное второе место в химии, физике, геологии, математике, биологии. Он стал важнейшим языком науки. Более того, современные тенденции ее развития свидетельствуют о том, что русский язык сохранит свою ведущую роль и в обозримом будущем. Конечно, надо иметь в виду, что важность того или иного языка как средства международного научного об- шения меняется от дисциплины к дисциплине. Например, французский, который в иерархии языков науки занимает сегодня весьма скромное положение, наступает на пятки русскому языку в обширной области дисциплин о растениях, в микробиологии. Немецкий язык по-прежнему весьма влиятелен в науках о животных. Возникает естественный вопрос: если русский язык столь важен, почему в наших (американских — И. Г.) колледжах и университетах и особенно в аспирантуре студенты, посвящающие себя научной деятельности, склонны игнорировать этот язык? По-видимому, главная причина — в традиции. В течение долгих лет американские ученые считали немецкий и французский важнейшими иностранными языками. До самого последнего времени существовало мнение, что это единственные языки, которые вообще следует изучать аспирантам. Понятно, что порядки в аспирантуре устанавливают руководители аспирантов, а они воспитаны на устаревших представлениях. Вот почему только несколько американских ученых всерьез рассматривали русский в качестве научного языка. Так было до октября 1957 г., когда первый спутник вывел американских ученых из состояния благодушия (или самодовольства?). Традиции отмирают медленно. Не составляют исключения и языковые традиции в нашей высшей школе. И все же: лишь 5—7% научной литературы выходит сегодня на немецком и французском языках; должны ли мы требовать от студентов, чтобы они изучали именно эти языки? Итак, традиция — одна из главных причин, почему средний американский ученый не знаком с русским языком. Однако есть и другие причины. Например, глубоко 89
укоренившееся представление (особенно устойчивое среди биологов и медиков), что советская наука—наука второго сорта. К счастью для нашей страны, такое заблуждение понемногу рассеивается. Этому способствуют переводы и рефераты советских статей, полные переводы русских научных журналов на английский язык, участившиеся контакты с советскими специалистами на международных конференциях. Многие американские ученые считают переводные материалы простым способом решения проблемы. Понимая, что игнорировать советскую науку дальше нельзя, они, тем не менее, не хотят учиться читать русские научные публикации в подлиннике. Может показаться, что это и не нужно, поскольку переводы существуют. Но это не так. Ведь переводы запаздывают примерно на год. Ни одни ученый, который стремится идти в ногу со временем и быть в курсе последних событий в своей области, не может так долго ждать. Кроме того, список переводимых на английский язык советских журналов остается еще досадно коротким, а стоимость переводов высокой. Следует ожидать, что переводы советских журналов (финансируемые в значительной степени государством) будут способствовать изучению русского языка в наших научных организациях, школах, колледжах, университетах. Факты свидетельствуют о том, что этот язык — действительно важный инструмент в научных связях, что его роль постоянно возрастает. Когда эти бесспорные факты будут, наконец, осмыслены, студенты, которые в конце концов представляют будущее американской науки, станут более рационально выбирать первый иностранный язык для изучения. Многим, если не большинству, здравый смысл подскажет: этим языком должен быть русский. Перевел с английского И. ГОРЕВ СЛОВАРЬ НАУКИ НАЙЛОНОВЫЙ ВЕК Эти заметки — о синтетических материалах. Заголовок «Найлоно- вый век» выбран не случайно; ио об этом после, а сначала — собственно о синтетике. СИНТЕЗ И СИНТЕТИКА Философский термин синтез, в отличие от химического, живет давно. В русский язык слово вошло через польское synthezys или прямо из латыни, от synthesis. Латинское же слово заимствовано из греческого: сюнтезис означает составление, соединение. Сюн — приставка, а тезис происходит от глагола титемн — сочетать, создать. В родстве, естественно, общеизвестное слово тезис, а также аптека (дословно: место, где что- то поставлено), библиотека (место для книг). Слова синтетика и синтетический, появившиеся совсем недавно, образованы от греческого прилагательного сюнтетикос, которое, как нетрудно догадаться, означает составленный, способный к соединению. ПОЛИМЕР Древнегреческое слово полюмерес переводится как многообразный, многочисленный, точнее — имеющий много измерений. Слово состоит из двух корней. Первый — полю (много)—тот же, что и в русском слове полно, а также в полиглоте и в полиграфии, но не в поликлинике, как предполагают многие: здесь иное греческое слово, полис — город, и поликлиника—это просто городская клиника. Второй корень полимера в объяснениях не нуждается, он очевиден и присутствует во многих русских словах: мера, измерять, мерный — и в немецких (messen — измерять), и в английских (measure — мера). ПЛАСТМАССА Как явствует из названия, первейшее свойство пластических масс — пластичность. Древнегреческое платикос переводится как лепной, гибкий; предмет, способный сохранять приданную ему форму. Это слово восходит к глаголу плассо — образовать, оформить, изготовить, создать. (Столь распространенное 90
сейчас плазма означало сперва: образ, картина.) Если присмотреться к этим словам повнимательнее, можно заметить, что они произведены от того же корня, из которого возникли русские слова плоский, пласт, план. Изначальным значением было, очевидно, понятие плоскость (греческое платюс, латинское planus). И это, наверное, не удивит читателей, привыкших уже к тому, как неожиданно порою слово меняет значение. КАПРОН Когда я услышал о капроновых чулках, то подумал, что так быстро вошедший в обиход неологизм связан со словом каприз — причуда, прихоть. Так ли это, проверить было трудно, потому что этимологические словари капрои будто не замечали. Ну что ж, попробуем без словаря... В капроне совершенно очевидно присутствует латинский корень: сарга по-латыни коза. И от того же корня пошло слово каприз (и, возможно, название итальянского слова Капри). Создатели капрона, придумывая ему имя, вряд ли думали о козе или о капризе. Они дали название по мономеру, из которого был получен капрои. Мономер этот —■ капролактам (вторая часть слова — от латинского же lac, lac- tis — молоко). Капролактам — производное капроновой кислоты, а это вещество встречается, хотя и в незначительном количестве, в козьем молоке. Итак, с капроном вроде бы ясно. Но каприз? Что общего между человеком с причудами и козой? То, что от них в равной мере можно ждать неожиданных выходок, прыжков — в прямом и переносном смысле... ДЕДЕРОН Это синтетическое волокно с точки зрения химии родственно капрону. Дедерон делают в Германской Демократической Республике. Чтобы узиать, откуда взялось название волокна, не надо заглядывать ии в латинские, ни в греческие словари: Dederon образовано от DDR — сокращенного названия страны, которое мы произносим как ГДР. НАЙЛОН Найлои — американское синтетическое волокно, из той же группы полиамидов, что капрон и дедерон. Поскольку все эти слова (да и вообще названия большинства новых волокон) оканчиваются одинаково, можно подумать, что он — суффикс, умышленно выбранный для синтетических волокон. Между тем это не так. Найлон — первое полиамидное волокно — создал американский химик У. Карозерс. Он же придумал и название, известное теперь повсюду: nylon. Карозерс составил его из названий двух городов. Най — это сокращение от Нью- Йорк: в США оно пишется N.Y.; пу произносится най. А лон — просто первый слог Лондона. Именно в этих двух городах Карозерс работал над новым волокном. Итак, хотя словари дают двойное написание — и найлон и ией- лои,— найлон вернее и поэтому предпочтительнее. А историю этого слова не найти в этимологических словарях, даже в английских. Надо бы восполнить этот пробел, чтобы наши потомки не ломали себе голову, откуда вдруг в названиях волокон взялся суффикс он, который вовсе не суффикс. Т. АУЭРБАХ От редакции. До сих пор в нашем журнале принято было писать нейлон. Видимо, сказалось влияние художественной литературы: язык ие поворачивается сказать «найлоновый век». И все же лингвисты утверждают, что писать и произносить найлои — верно. Согласимся и будем так поступать впредь.
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ВНИМАНИЮ ВОДИТЕЛЕЙ И АВТОИНСПЕКТОРОВ! На плакате изображен человек за рулем автомобиля. В руке у него — походная аптечка. Внизу— крупная подпись: «Отправляясь в рейс, не принимай лекарств. Это опасно!» Пока таких плакатов у нас не выпускают. Но надобность в них, вероятно, есть. И вот почему. В последнее время во многих странах мира, в том числе и у нас, значительно растет потребление лекарств. Часто люди принимают их без всякого контроля. И далеко не все знают, что некоторые лекарственные средства могут оказывать влияние на... способность человека управлять машиной. Многие препараты, особенно из группы психофармакологических средств, могут вредно действовать на внимание человека, быстроту его реакции, на способность к критическому мышлению. Недавно в западногерманской печати были опубликованы данные специалистов из Дюссельдорфской медицинской академии, занимающихся вопросами транспортной медицины. Они установили, что около 11 % водителей, совершивших аварии, находились под влиянием различных фармакологических средств. На основании подобных исследований в ФРГ составлены списки лекарств, которые опасны для водителя. Список получился довольно обширный, поэтому мы назовем лишь некоторые из вошедших в него препаратов. Прежде всего, это успокаивающие средства, или транквилизаторы, например широко известные андаксин, триоксазин, элениум, седуксен, которые сейчас стали особенно модными. Водитель должен избегать также антигиста- минных препаратов, таких как димедрол или пипольфен, часто применяемых при аллергических заболеваниях. Дело в том, что они обладают еще и успокаивающими, снотворными свойствами, и когда человек за рулем, они могут стать причиной катастрофы. К числу лекарств, которых нужно остерегаться, относятся некоторые средства от кашля и болеутоляющие таблетки, особенно те, в состав которых входят кодеин и наркотики. Они понижают работоспособность и очень медленно выводятся из организма. Если человек подвергся даже кратковременному наркозу, скажем, по поводу удаления зуба, то он может сесть за руль не ранее чем через сутки. Все эти и многие другие лекарственные средства опасны не только для самого человека, находящегося за рулем, — они создают угрозу и для окружающих. Поэтому дорожные аварии, происшедшие под влиянием лекарств, сейчас в ФРГ приравниваются к преступлениям, совершенным в нетрезвом виде. С. МАРТЫНОВ ПЕЙТЕ КОФЕ... Известно, что кофеин — антагонист алкоголя: он снимает торможение центральной нервной системы, возникающее вслед за коротким периодом алкогольного возбуждения. Недавно было обнаружено еще одно свойство кофеина, делающее это вещество еще более серьезным противником спиртного («New Scientist», 1972, № 825). Если одновременно с алкоголем / 92
крыса получала кофеин, то через 6 часов в ее крови содержалось вдвое меньше спирта, чем обычно. А если крысе давали кофеин на 15 минут раньше, то через 6 часов концентрация спирта в ее крови была в 20 раз ниже! В чем причина этого эффекта? Исследователи заметили, что кофеин не оказывал никакого действия, если его давали через 15 минут после приема алкоголя. Никакого действия он не оказывал и в том случае, если вводился внутривенно. В то же время эффект усиливается, если кофеин вводится внутрибрюшинно. Все эти факты можно объяснить только в том случае, если допустить, что кофеин непосредственно воздействует на желудок, препятствуя нормальному всасыванию алкоголя. Если пересчитать дозы кофеина, которые давали крысам, на живой вес человека, то окажется, что тем, кто вознамерился бы выпить 64 мл спирта, следовало бы за 15 минут до этого выпить 5 чашек крепкого кофе. А еще лучше — пить только кофе... Е. ВОРОБЕЙ ...если прирост населения Земли сохранится неизменным, то 13 июня 2116 года не останется и клочка суши, на который бы мог ступить еще один человек («Eild der Wissenschafb, 1973, с. 116)... ...вывод одного килограмма полезного груза на околоземную орбиту стоит 1330—1550 долларов («Наука и жизнь», 1973, № 3, с. 24)... ...цвет драгоценных и полудрагоценных камней можно изменять, воздействуя на них излучением изотопов плутония, цезия, бария, кобальта, никеля, бериллия, стронция, тантала («Journal of the American Ceramica? Society», т. 55, c. 595)... ...сейчас на месте, где в 1883 году взорвался вулкан Кракатау, возник новый конус высотой 170 метров («Smithsonian Institution Event Notification Cards», 1972, с 1467)... ...за последние 60 миллионов лет насекомые Приморского края СССР претерпели лишь небольшие изменения, особенно в сравнении с млекопитающими («Природа», 1973, № 3, с. 108)... ...если у Луны есть ядро, то оио расположено на несколько километров ближе к поверхности, об- Пишут,что.. ращенной в сторону Земли («Nature», т. 238, с. 260)... ...в США принят законопроект, согласно которому юридические лица, самопроизвольно изменяющие погоду, могут подвергаться штрафу до 10 000 долларов («Science News», т. 102, с. 75)... ...на территории Лено-Анабарского междуречья встречаются частицы золота необычной формы, которые образовались в результате сорбции этого элемента органическими остатками («Доклады Академии наук СССР», т. 205, с. 936)... ...в белково-липидных комплексах митохондрий клеток сердечных мышц крупного рогатого скота, собак, кроликов и крыс, а также в донорской крови человека обнаружен широко распространенный пластификатор — ди-B-этилгек- сил)-фталат («Chemistry», 1972, № 1, с. 25)... ...Луна сформировалась на орбите, лежащей внутри орбиты Меркурия, а затем была захвачена Землей («Nature», т. 240, с. 300)... ...группе сотрудников Института ядерной физики МГУ удалось создать газовый лазер, работающий под воздействием потока тепловых нейтронов импульсного ядерного реактора («Письма в ЖЭТФ», т. 15, с. 637)... ...по данным радиоастрономических наблюдений, поверхность Каллисто, спутника Юпитера, покрыта слоем льда толщиной не менее чем 100 километров («Астрономический вестник», 1972, т. 6, с. 177).„ 93
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ЧТО ТАКОЕ КСИЛИТ Каковы свойства ксилита и можно ли применять его вместо сахара при консервировании — варке варенья и джемов! И. Ф. Барышев, Москва Ксилит — это одно из веществ, которые обладают сладким вкусом. Он не только сладок, но похож на сахар и внешне — тоже белый кристаллический порошок. По химическому строению ксилит—пятиатомный спирт. Получают его из растительного сырья: шелухи хлопковых семян и подсолнуха, кочерыжек кукурузы. Ксилит хорошо усваивается организмом, по калорийности он близок к сахару. Прописывают его вместо сахара больным диабетом, потому что для усваивания его не нужен инсулин. Кроме того, в отличие от сахара и других углеводов ксилит не превращается в жир, поэтому врачи рекомендуют препарат и тем, кто склонен к полноте. У этого заменителя сахара есть и другие полезные лечебные свойства: он предупреждает жировое перерождение печени, развивающееся при некоторых хронических воспалительных процессах, а также обладает желчегонным действием. Известно, что ксилит применяют при изготовлении шоколада и конфет для больных диабетом. Можно с этим препаратом варить и фрукты, но брать его следует меньше, чем сахара, потому что ксилит слаще. Такие джемы и варенья должны быть предназначены только тем, кому врач посоветовал отказаться от сахара. Здоровый организм нуждается в таких углеводах, как сахар, поэтому отсутствие их в пище может привести к нарушени ям обмена веществ. ЦВЕТЫ ГЁТЕ У нас сейчас во многих домах разводят растение под названием цветы Гёте, или домашний женьшень. Почему его так называют и праада ли, что это лечебное растение! Е. А. Огородников, Кострома Ботаники называют это растение виолой трехцветной, а неботаники — по-разному: цветы Гёте, анютины глазки, фиалка трехцветная. У многих народов мира с этим растением связаны красивые легенды. В древнем Риме считали, что в анютины глазки были когда- то превращены чрезмерно любопытные придворные. В Англии и Франции цветы называют «мыслью» и дарят на память. И почти во всех странах фиалка — символ весны, символ оживающей природы. Гёте, на самом деле, очень любил эти цветы. Он собирал в горах семена их и потом повсюду сеял. Говорят, что с той поры каждую весну вокруг Веймара зацветают пестрые ковры фиалок. Их называют цветами Гёте именно там. Анютины глазки — лекарственное растение. Собирают и заготовляют обычно только его верхнюю часть. Из цветов готовят отхаркивающее. В народной медицине примочками цветочного экстракта лечат кожные заболевания — экземы, фурункулез, диатез. Полезны настои на фиалках против цинги, так как в них есть витамины С, рутин и провитамин А. С точки зрения фармакологии неверным было бы отождествлять анютины глазки с женьшенем, но возможно, цветы зовут так потому, что они тоже могут быть полезны. ХЛОРНОЕ ЖЕЛЕЗО ДЛЯ ФОТОРАБОТ Для фоторабот мне понадобилось хлорное железо. Когда же я приобрел банку реактива, то в нем вместо твердых кристаллов оказалась густая жидкость. У меня возникло сомнение — не налита ли в банку вода! Я поставил ее в погреб, после чего жидкость стала еще гуще, а сверху образовался слой коричневатой воды, я ее слил. Почему реактив так выглядит и как готовить из него нужные в фотографии растворы! А также — как его следует хранить! А. К. Золотухин, Харьков Хлорное железо — кристаллическое вещество, но очень гигроскопичное. Поэтому если кристаллик его оставить на воздухе, то вскоре вместо кристаллика образуется капля бурой жидкости — он растворится в поглощенной им же из воздуха влаге. Хранить реактив следует в банке с хорошо притертой пробкой, которую сверху заливают еще слоем парафина. Хлорное железо, которое приобрел читатель, видимо, хранили в банке с неплотно пригнанной крышкой, поэтому оно поглотило довольно много влаги, правда, сколько, точно сказать трудно. Применять в фотоделе подобное вещество все же можно. Проделать точный анализ раствора в домашних условиях вряд ли удастся, а приблизительно оценить концентрацию можно. Для этого следует с помощью ареометра измерить удельный вес раствора при определенной температуре. С помощью этой цифры по таблице, приведенной в книге Ю. В. Карякина и И. И. Анкелова «Чистые химические реактивы», можно установить, какова концентрация жидкости в банке. 94
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ ЗАРУБЕЖНЫЕ РЕАКТИВЫ Как известно, в нашей стране существуют обозначения для химических реактивов: чистые — «ч», чистые для анализа —«чда». химически чистые — «хч» и особо чистые — «осч». Мы часто получаем зарубежные реактивы, и наши снабженцы утверждают, что импортные градации «чда» соответствуют нашим «хч», так ли это! А. И. Савицкая, Вильнюс Работники снабжения правы только отчасти. Импортные реактивы «чистые для анализа» соответствуют советским «хч» лишь в отдельных случаях, в частности когда речь идет о продукции фирмы «Мерк» (ФРГ). Чтобы точно знать, что собой представляют те или иные реактивы, следует познакомиться с их характеристикой по проспектам фирмы. Депо в том, что в некоторых странах система квалификации реактивов существенно отличается от нашей — там вещества подразделяют на различные категории не по количеству примесей, а по пригодности для тех или иных работ. Существуют, например, такие градации — «для хроматографии», «для микроскопии», «для биохимических работ». Кроме того, хотя во многих странах и есть стандарты на химические реактивы, характеристика продукции одной фирмы по этим стандартам все равно отличается от характеристики той же продукции, но выпускаемой другой фирмой. Объясняется это тем, что, конкурируя между собой, фирмы иногда выпускают более чистые реактивы, чем это требуется по стандарту. Кстати, иностранные стандарты не очень уж высоки, советские ГОСТы предъявляют значительно бопее жесткие требования к продукции. Следовательно, чтобы знать, насколько очищено вещество, поступающее к нам из той или иной страны, необходимо сравнивать не стандарты обеих стран, а то, что написано в проспектах фирмы, с ГОСТом СССР. А. КИРИЛИНУ, Свердловская обл.: Металлический цезий впервые получил Н. С. Курнаков в 1906 г.; подробнее об этом элементе рассказано в «Химии и жизни», 1966, М 7. Д. Т. ПОЖАРСКОМУ, Хмельницкая обл.: Чтобы снизить температуру плавления, надо взять не чистую медь, а ее сплав, например с оловом. О. В. АВЕРЬЯНОВУ, Калининград: Трипафлавин входит в число реактивов, поступающих в магазины «Союзреактива», его порядковый номер в каталоге 180930. Б. ГОРИНУ, Харьков: Поливинилацетатная эмульсия и препарат Ои-7 продаются в хозяйственных магазинах и в магазинах бытовой химии. М. А. ПАВЛОВОЙ, Новосибирск: Химическая промышленность выпускает поглотители запахов — дезодораторы (например, «Нодор», «Свежесть», «Ай-Петри»). А. ПЕТРОВОЙ, Красноярск: Если при работе с ионатором возникают трудности, лучше всего обратиться за разъяснениями на завод-изготовитель. В. Н. ЕВГРАФОВОЙ, Горловка: Сушеные трепанги идут не только в пищу, их используют и в медицине. О. НИКИТИНОЙ, Нижний Тагил: Таблетки от аппетита, о которых уже шла речь в нашем журнале, в аптеки поступают и продаются, разумеется, только по рецепту врача. А. И. СВЕТАШЕВУ, гор. Сланцы: Нам известен способ восстановления батареек, описанный в журнале «Изобретатель и рационализатор* A972, № 7), есть, кстати, и другие способы, но все же по-прежнему утверждаем, что батарейки по сути своей предназначены для одноразового использования, в отличие от аккумуляторов. В. ВИНИЧЕНКО, Полтава: Сведений о получении опасных веществ редакция не дает. П. IIL, Гомельская обл.: Республиканские конторы «Посылторга» не высылают по почте запасные части для автомобилей, но почему вы решили задать этот вопрос нам? 95
НЕ БОГИ ГОРШКИ ОБЖИГАЮТ ...Однако чтобы создать посуду, вовсе не обязателен столь сложный процесс, как обжиг. Иногда достаточно только протянуть руку. Вероятно, самая простая посуда у лесных племен: тасадай манубе с филиппинского острова Минданао и кубу с Суматры, Тарелки у них — листья банана и пандануса, а чашки — крупные раковины, в изобилии валяющиеся нч речных отмелях. Варить люди леса не умеют, а когда сырая пища все же надоедает, ее запекают прямо в горячей золе. Горные племена Лаоса — земледельцы ч охотники; они, естественно, умеют и варить и жарить; тем не менее горцы тоже предпочитают нерукотворную посуду. В свое время местные феодалы обложили большим налогом всю кухонную утварь. Тогда горцы нашли остроумный выход. Они варят рис в обрубке бамбука. Это не так уж неудобно: за рисом во время готовки не нужно следить; как только бамбук обуглится — рис готов, чудесный клейкий рис, как любят лаосцы. После обеда посуду выбрасывают, и налог платить не за что. Нет настоящих горшков и у племени бай- нингов с острова Новая Британия. Байнинг- ские женщины плетут из коры отличные сосуды, легкие, прочные и не пропускающие воду. Правда, на огонь такую кастрюлю не поста* вишь, поэтому байнинги кипятят воду и варят пищу по-другому. В костер кладут камни, а когда они раскалятся, их вытаскивают из углей бамбуковыми щипцами и бросают в сосуд с водой. Через некоторое время вода закипает. Иногда посуда, которой пользовались в глубокой древности, продолжает сосуществовать с фаянсовой, фарфоровой, металлической и в более цивилизованных районах нашей планеты. Например, в Средней Азии кумыс нередко хранят в бутылках, сделанных из тыквы. Налитый в такую бутыль напиток не портится очень долго, в обыкновенном же бидоне он бы никуда не годился к концу того самого дня, когда был приготовлен. А бурдюк из бараньей шкуры? Его изображения есть на ассирийских барельефах, но и во времена ассирийцев бурдюк считали древним сосудом, сохранившемся с незапамятных времен. В Италии, Испании, Румынии, Грузии и сейчас в бурдюках пастухи выдерживают посоленный овечий сыр; только в бурдюке сыр приобретает особый пронзительно острый вкус, ценимый жителями этих стран. Так что, действительно, не боги горшки обжигают, во всяком случае, не все горшки... К. САМОПАНЩИКОВ Адрес редакции: 117333, Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-90-20, 135-63-91. Художественный редактор М. В. Шнейдер. Номер оформили художники И. П. Захарова, Е. С. Скрынников. Технический редактор Э. И. Михлии. Корректоры Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина. Т-07052. Сдано в набор 11/IV 1973 г. Подписано к печати 16/V 1973 г. Бумага 84 X I087ie. Бум. л. 3 + вкл. Усл. печ. л. 10,08. Уч.-изд. л. 11,5. Тираж 175 000 экз. Цена 30 коп. Заказ 181 Московская типография № 13 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, 107005. Москва, Б-5, Денисовский пер., 30. 96
VfflStf »u> Г: л: Ц г --:^*^ 1 ^ <******* ЯТГ^ fR •^-^т?
осьминог КАК ОСЬМИНОГ- ГОЛОВА И ВОСЕМЬ НОГ Осьминогам, вероятно, чаще, чем другим морским обитателям, приходилось принимать участие в самых фантастических повествованиях. И неудивительно. Уродилось же такое — голова с огромными светящимися плошками вместо глаз, а вокруг головы — восемь извивающихся щупалец. Все вместе — иногда более восьми метров в поперечнике — может потрясти любое воображение! А осьминоги, как будто нарочно, время от времени и сами подливают масла в огонь. Известен, например, случай, когда совсем уж небольшой осьминожик — всего 20 см в длину — укусил человека, вытащившего его на берег. Укус оказался ядовитым, и через несколько часов укушенный скончался. Вот и попал осьминог в список опасных для человека животных, хотя моллюск лускает в ход свои острые челюсти с железами, выделяющими ядовитую слюну, крайне редко, разве что для защиты. И все же, невзирая на грозную внешность моллюска и на устрашающие рассказы о нем, осьминогов едят, и с очень давних пор. Например, жители средиземноморских стран тушат осьминогов с молодым картофелем, в который добавляют чеснок, гвоздику и лавровый лист. А в Корее, Китае, Японии и на островах Полинезии мясо моллюска предпочитают употреблять безо всяких приправ. В некоторых странах Востока мясо осьминога заготавливают впрок, высушивая на солнце или консервируя в маринаде. Все это заставило научных работников лаборатории технологии рыбных продуктов Тихоокеанского научно- исследовательского института рыбного хозяйства заняться исследованием прославленных моллюсков. Оказалось, что мясо их не только вкусно, но и очень полезно. Химический анализ мяса осьминогов показал, что в нем содержится 18% белков, 0,3—0,9% жира и более 3% минеральных веществ. Кроме того, там есть витамины и разнообразные экстрактивные вещества. По вкусу мясо осьминога очень напоминает крабов и кальмаров, но еще нежнее. Во всем мире ежегодно добывают около миллиона тонн осьминогов и кальмаров, в Советском Союзе промысел осьминога начат совсем недавно — лет шесть назад, и в год вылавливают всего 115 центнеров. Объясняется это прежде всего тем, что и поныне осьминогов ловят по старинке. В сосуд, похожий на глиняный горшок с суживающимся горлом, укладывают приманку — тухлое мясо, после чего cocyi опускают на дно. У осьминогов лрекрасное обоняние поэтому они быстро обнаруживают приманку. Неуклю жий моллюск забирается за пищей в сосуд, а выбрать ся потом не может — вот и вся технология. Таки* способом много не выловишь. И тем не менее несколько лет назад в специализи рованных магазинах продавали консервы из осьмино гов. А вот ленинградский ресторан «Нева» суме] заключить договор с объединением «Дальрыба» н< поставку в Ленинград моллюсков, поэтому пюбител! экзотических блюд могут отведать в ресторане сапа или заливное из осьминогов.