Текст
                    ISSN 0130-5972
химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
п
1984


> ' >5 IV- -. ••л* fc •* > ^Sfc> л ^
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Е Издается с 1965 года } (Г СССР f _ -' 1 л ~ - , . ; М. Кривич. ПРОДАТЬ НЕ МОЖЕМ. МОЖЕМ ПОДАРИТЬ Е. Н. Цветков. О КРАУН-ЭФИРАХ, ИЛИ НЕКОТОРЫЕ ОГОРЧЕНИЯ ПО ПОВОДУ СЧАСТЛИВЫХ СЛУЧАЙНОСТЕЙ В. Станцо. НА ПЕРВОЙ АЭС ТРИДЦАТЬ ЛЕТ СПУСТЯ М. А. Стырикович. ТРУДНОЕ ТОПЛИВО Б. Л. Мильман. ГОДЫ И УГЛЕВОДОРОДЫ ы А. Семенов. «МИР УСТРОЕН ПРАЗДНИЧНО И МУДРО...» Л. К. Эрнст. ЖИВОТНОВОДСТВО СЕГОДНЯ И ЗАВТРА И. М. Скурихин. КОНДИТЕРСКИЕ ИЗДЕЛИЯ Б. Е. Симкин. САКСАУЛ В. Б. Прозоровский. «КИНКИНА»,ИЛИ КОРА ВСЕХ КОР Ж. де Лафонтен. КИНКИНА ИНТЕРВЬЮ С ПАТРИАРХОМ А. Ф. Бочков. МИКРО-ЭВМ ДЛЯ ХИМИКОВ (занятие III) А С. Старикович. МОХНАТЫЙ ДРОВОСЕК С ЧЕШУЕЙ Ч. Дарвин. ПРОИСХОЖДЕНИЕ ВИДОВ ПУТЕМ ЕСТЕСТВЕННОГО ОТБОРА ИЛИ СОХРАНЕНИЯ ИЗБРАННЫХ ПОРОД В БОРЬБЕ ЗА ЖИЗНЬ К. Булычев. АГЕНТ КФ (продолжение) 2 9 15 18 22 30 40 45 48 50 54 62 64 70 78 86 НА ОБЛОЖКЕ - рисунок И. Мельникова к статье «На первой АЭС тридцать лет спустя». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — наскальное изображение, найденное на территории современной Франции. С тех пор, как люди стали заниматься разведением скота, прошли тысячелетия, но лишь недавно в этой отрасли сельского хозяйства возникли принципиально новые методы работы. О них рассказывает статья «Животноводство сегодня и завтра». ИНФОРМАЦИЯ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ПРАКТИКА ОБОЗРЕНИЕ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК книги ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 13. 14, 47. 69 27, 83 28 38, 77 56 84 85 94 94 96
^^TiLr4 V ^ Л тмштг' ,?a ^мШййЁЛшштт
Ресурсы Продать не можем, можем подарить МАЛЫЕ КОЛИЧЕСТВА — БОЛЬШИЕ ХЛОПОТЫ Минеральные удобрения, моторное топливо, кислоты и щелочи, пластмассы, каучук, полупродукты для органического синтеза — это так называемая большая химия. Ее продукция исчисляется десятками миллионов, миллионами, сотнями тысяч тонн в год, А есть химия малая. Настолько малая, что огромной стране на целый год с лихвой хватает одной железнодорожной цистерны продукта А, одной бочки продукта Б, одной стеклянной банки вещества В. Больше просто не нужно. И не было бы с малой химией никаких забот, если бы на все эти вещества хватало букв алфавита. Не хватает. Продуктов малой химии десятки тысяч: ингибиторы и промоторы, аналитические реактивы и присадки, оптические отбеливатели и выравниватели, активаторы реакций и их антиподы — стопперы, катализаторы уникальных процессов и инсектициды против редких, но зловредных вредителей, вспениватели и пено- гасители, добавки к тому и этому... Одних только неорганических сорбентов и носителей, о которых пойдет речь в этих заметках, насчитывают что-то около 1200. Все это необходимо выпускать. Потому что чуть ли не каждый из десятков тысяч малотоннажных продуктов может оказаться для какой-то отрасли тем гвоздем, которого вовремя не нашлось в кузнице. Без этих веществ становится невозможным выпуск жизненно важных для экономики страны вещей или, в лучшем случае, снижается их качество. А выпускать продукты малой химии сложно, порой невыгодно. И потому, что гиганты химической индустрии привыкли иметь дело с миллионами тонн продукции, и потому, что ассортимент малотоннажных продуктов подвижен и переменчив. Суперфосфат, серную кислоту, бензин, полиэтилен наверняка будут выпускать еще не меньше полувека, а названия новых и сверхновых добавок и присадок мелькают как в калейдоскопе. Впрочем, не все обязательно выпускать. Можно и покупать — за рубежом, на валюту. Но эти покупки влетают в копеечку, ибо произведенное в малых количествах чаще всего продается втридорога: по нескольку тысяч долларов за килограмм вещества А, Б или В. Таковы в самых общих чертах проблемы так называемой малой химии, которые можно свести к простой формуле: малые количества — большие хлопоты. Общего рецепта, как эти хлопоты свести к разумному минимуму, какие организационные меры и экономические стимулы позволят обеспечить все отрасли народного хозяйства всеми необходимыми малотоннажными продуктами, по-видимому, еще нет. И потому особенно ценен опыт тех, кто сумел добиться некоторых успехов в столь деликатном деле. В данном случае отправимся за опытом в небольшую ереванскую организацию, аббревиатура названия которой несколько напоминает очертаниями крепостную стену: ЕрОНеМ. Расшифровывается это так: Ереванский отдел неорганических материалов. Входит он в состав Всесоюзного научно-исследовательского института химических реактивов и особо чистых веществ — ВНИИ ИРЕА. МЫ ПОПРОБОВАЛИ И СДЕЛАЛИ Отношение к организационным проблемам малотоннажной химии, так сказать, деловое кредо научного учреждения изложил при первой нашей встрече заведующий отделом доктор химических наук Степан Григорьевич Бабаян: «Для нашей продукции — прецизионной, деликатной — требуется особая квалификация людей, уникальное оборудование, уникальные приборы. Какое производство может выпускать узко фракционированный силикагель, килограмм которого стоит на мировом рынке 15 тысяч долларов? Передавать такое заводам — дело безнадежное. И вот что еще важно. В большой химии от новой разработки до промышленного внедрения проходит 5—6, а то и 10 лет: нужно построить пилотную установку, дать ей поработать, спроектировать установку про- I* 3
мышленную, построить ее, пустить, вывести на проектную мощность. Мы столько ждать не можем, наши материалы за это время морально устареют, взамен им потребуются новые. Но у нас есть возможность опустить многие традиционные стадии. Лаборатория заканчивает синтез, строится укрупненная установка, пусть даже в стекле, утверждается временная цена — можно начинать выпуск. На все про все год- полтора. Это даже нельзя назвать внедрением. Внедрение — когда свое пробивается у других. Мы же хотим выпускать сами, самим у себя ничего внедрять не надо. Это и есть наша идея, как решать проблемы малотоннажной химии. Иной раз нас одергивают: слишком многого, мол, хотите, нет, мол, прецедента. А мы уже вложили больше двух миллионов в корпуса полупромышленных установок — вот они стоят за окном. И хотим, откровенно говоря, многого: уже в этой пятилетке обеспечить нуждающиеся в нашей продукции отрасли особо чистыми материалами, цеолитами, сорбентами. Сырье? Вот оно.— И Степан Григорьевич протянул мне увесистый камень салатного цвета.— В Армении его целые горы, добрых полмиллиарда тонн». Из страстного монолога заведующего отделом предельно ясна основная организационная концепция ереванских неоргаников: делать все от начала до конца, от науки до производства. Ясно также, что разделяют ее далеко не все. Но прежде чем разбираться в этом, посмотрим, что разработали в отделе и что собираются выпускать. Во всех научных лабораториях ЕрОНеМа мне приходилось слышать схожие истории: есть некий материал, который позарез нужен там-то и там-то; его пытались синтезировать, но безуспешно; мы тоже попробовали — и сделали. КАМЕНЬ САЛАТНОГО ЦВЕТА Салатного цвета камень вновь оказался у меня в руках в лаборатории экспериментальной минералогии и петрографии. Вручая его, завлаб, кандидат геолого-минералогических наук Сираж Габриело- вич Гамбарян, пояснил, что это цеолито- вый туф, или клиноптилолит Ноемберян- ского месторождения и что его действительно не меньше полмиллиарда тонн. До сих пор его используют так же, как и другие здешние туфы,— строят из него дома. А салатный камень на 85 % состоит из природного цеолита, правда, уступающего по главному показателю — емкости цеолитам синтетическим, материалам дорогим и дефицитным. Впрочем, с помощью определенной физико- химической обработки можно раскрыть поры клиноптилолита, увеличить его внутреннюю поверхность, и тогда появится возможность получать полный набор необходимых в различных отраслях промышленности молекулярных сит. Попробовали и сделали. Опустим технологические подробности, не о них здесь речь. Сделали молекулярные сита, по сути дела аналоги синтетических цеолитов, которые могут хотя бы частично заменить в производстве синтетических моющих веществ, мягко говоря, далеко не безупречный с экологической точки зрения триполифосфат натрия. А из отходов, которые образуются при физико-химической переработке салатного камня, получили еще синтетические цеолиты высочайшего качества. Сейчас много говорят об эффективности молекулярных сит в самых различных процессах: от химии до биотехнологии, от очистки сточных вод до катализа. Говорят много, а попробовать цеолиты даже в опытных установках доводится мало кому — цеолитов не хватает. В ереванском отделе строят опытно- промышленную установку по комплексной, безотходной переработке салатного туфа, ее производительность 100 т цеолитов в год. Для всей страны этого недостаточно. Но на пилотные установки на первое время хватит — чтобы попробовали и убедились в чудодейственных (с технологической точки зрения) свойствах молекулярных сит. Вся будущая продукция этой установки разобрана, что называется, на корню — на год вперед. КРЕМНЕЗОЛЬ ДЛЯ ЦВЕТНОГО ТЕЛЕВИЗОРА Здесь уже упоминались вещества, которые для определенной отрасли могут оказаться тем гвоздем, что не нашелся в кузнице. Для телевизионных заводов один из таких гвоздей — модифицированный кремнезоль. На каждый цветной телевизор нужны граммы этого вещества, но без них не обойтись, по- 4
скольку кремнезоль входит в состав люминофорного покрытия, которое наносят на поверхность кинескопа. Не будет кремнезоля с необходимыми характеристиками — люминофор станет быстро отслаиваться, яркие цвета на экране померкнут, кинескоп выйдет из строя, совершенное произведение электроники превратится в бесполезный предмет мебели. Потому что в кузнице не было гвоздя... Попробовали — и сделали. Как сделали и делают, мне рассказывали и показывали заведующий лабораторией инструментальных методов анализа кандидат химических наук Жан Хоренович Гюльбекян и руководитель группы высокодисперсных систем кандидат химических наук Гамлет Гургенович Балаян. Но поскольку эти заметки не о технологии, скажем коротко, что синтез модифицированного кремнезоля сложный, в несколько стадий: от грубого куска природного диатомита до нежно- голубого коллоидного раствора, состоящего из частиц — полимеризованных молекул SiCb с молекулярной массой до нескольких миллионов. По сути дела, это тончайшая лепка крошечных, невидимых шариков строго заданных размеров. Чтобы частицы росли равномерно и были одинаковыми, необходима предельная точность режимов: предельно узкий коридор температуры, давления и рН. И венец синтеза — модифицирование кремнезоля: замещение на поверхности частиц четырехвалентного кремния трехвалентным алюминием, ионы которого, увеличивая электроотрицательность поверхности частиц, препятствуют их ассоциации, не дают им слипнуться. У кремнезолей множество полезнейших применений. Их выпускают и у нас — для производства катализаторов, для смазки ковшей, в которые разливают металл. Но тонких, модифицированных, высокостабильных золей никто до сих пор не делал. Поэтому первые килограммы продукта, которые отправляли на испытания, собственноручно нарабатывали кандидаты наук Гюльбекян и Балаян. Испытания прошли успешно, ереванский кремнезоль оказался по меньшей мере не хуже импортного. В отделе построена установка, производительность которой позволяет обеспечить потребителей добротным материалом, которого надо так мало, но от которого так много зависит. И еще кое-что останется другим отраслям, где крем незолям найдется весьма и весьма полезное применение. В ЭПИЦЕНТРЕ ХРОМАТОГРАФИИ «Неожиданно мы очутились в эпицентре хроматографии»,— сказал мне заведующий лабораторией физико-химических исследований кандидат химических наук Алик Аветикович Бегларян. Химики среднего поколения хорошо помнят недалекие еще времена, когда хроматографическое разделение считалось лабораторной экзотикой. А сейчас хроматографические методы стали рядовым, можно сказать, рутинным способом анализа на многих производствах — химических, фармацевтических, пищевых, даже в сельскохозяйственном, где для экспрессного определения состава почв, содержания тех или иных веществ в органах растений все чаще прибегают к тонкослойной хроматографии. В заводских и институтских лабораториях работают тысячи точных приборов, появились и хорошо зарекомендовали себя и отечественные хроматографы «Цвет», «Милихром», «Ох- та». Для хроматографии всех видов и разновидностей необходимы сорбенты, и в них, сорбентах, сконцентрированы все типичные для малой химии проблемы. И острота этих проблем, утверждает заведующий лабораторией неорганических сорбентов кандидат химических наук Арам Минасович Арутюнян, с каждым годом возрастает. Хроматографи- ческих колонок и пластин для тонкослойной хроматографии не хватает. В поисках их хроматографисты ездят по стране, институты и лаборатории стремятся закупить их за рубежом, пытаются мастерить их своими силами, налаживают у себя синтез, измельчение, фракционирование сорбентов. И самодеятельность зачастую приводит к невоспроизводимости результатов, к невысокой эффективности хроматографиче- ского разделения. По приблизительным расчетам, для науки и производства нужно ежегодно 50 тысяч хроматографическчх колонок, в каждую из которых набивают 2—3 .- сорбента; для экспресс-анализов требуется несколько миллионов хроматог- рафических пластин, на каждой из которых не больше миллиграмма сорбирую- 5
щего вещества. Итого 2—3 т в год, такого количества хватит пока на всю страну, а в перспективе потребуется еще от силы 10—20 т. Самый известный и распространенный хроматографический сорбент — силика- гель, гель кремниевой кислоты. Его у нас выпускают, но, как и в случае кремне- золя, совсем для других целей, для которых ни чистота, ни фракционный состав особой роли не играют. Чтобы снарядить этим силикагелем' хроматог- рафические колонки, его надо очищать в лаборатории, отмывать, фракционировать. Впрочем, есть подходящие зарубежные сорбенты, но цены, как говорится, кусаются: килограмм обычного хроматографического силикагеля стоит на мировом рынке 10— 11 тысяч долларов, модифицированного органическими радикалами — до 30 тысяч долларов, колонка с силикагелем (напомним, всего 2—3 г сорбента) — до 500 долларов. Вот в такой обстановке, сложившейся в хроматографической практике, ереванские неорганики в очередной раз попробовали свои силы и приготовили силикагель, который, по оценкам далеко не благожелательно настроенных зарубежных фирм, не только не уступает, но даже превосходит их полудрагоценные сорбенты. Ереванский силикагель уникален. Высочайшая химическая чистота, механическая прочность частиц, однородная структура пор, узкий фракционный состав. И как результат — завидная эффективность хроматографических колонок, заполненных ереванским силикагелем: 60, 80, 100 тысяч теоретических тарелок. Ознакомив меня с этими цифрами, показав ничем не примечательный с виду белый порошок, А. А. Бегларян извинился и заспешил в корпус полупромышленных установок (помните — тот, что за окном?) нарабатывать силикагель, который буквально расхватывают хроматографисты со всех концов страны. Вместе с несколькими помощниками завлаб может наработать за год все 2—3 тонны, что нужны сегодня отечественной хроматографии. Потому-то он и считает, что находится в ее эпицентре. По-моему, считает справедливо. В корпусе полупромышленных установок нам еще предстоит побывать. А пока некоторые промежуточные выводы. НЕКОТОРЫЕ ПРОМЕЖУТОЧНЫЕ ВЫВОДЫ Не хотелось бы, чтобы у читателя сложилось впечатление, будто ереванские неорганики решают свои сложные научные и технологические задачи в одиночку. Они пользуются неизменной поддержкой и помощью всесоюзного объединения «Союзреактив» и своего института — ВНИИ ИРЕА, у них самые тесные связи с несколькими десятками других институтов, заводов, конструкторских бюро, научных советов, вузовских кафедр. Но поддержкой и помощью, возможностями кооперации и научного содружества тоже еще надо суметь воспользоваться. Цеолиты, кремнезоль для цветных телевизоров, сорбенты и колонки для хроматографии — лишь примеры научной продукции, научного выхода ЕрОНеМа за те десять с небольшим лет, что он существует (для точности: в 1972 г. была организована лаборатория неорганических сорбентов, в отдел она превратилась спустя пять лет). Есть и другие завершенные разработки: свинцовый сурик высокой чистоты и дисперсности (до 2 мкм), из которого готовят пьезокерамические фильтры для тех же цветных телевизоров; носители для катализатора синтеза винилацетата; оксид алюминия особой чистоты; тончайшие полировальные и шлифовальные порошки, позволяющие обрабатывать поверхности по самому высокому, четырнадцатому классу точности... Из экономии места прекратим этот перечень и сформулируем общие черты, характерные для каждой работы, которая в него входит. Во первых, ереванские неорганики неизменно брались за дела, которые надо было начинать с нуля, за разработку веществ и материалов, которые в стране практически не выпускались, а закупались втридорога. Во-вторых, они неизменно ориентируются на дешевое и легкодоступное местное сырье: цеоли- товый туф, диатомиты, бентониты. В-третьих, и из дешевого сырья они неизменно стремятся получить высококачественные, дорогие, выгодные для производства вещества и материалы. Характерный тому пример: недавно разработанный способ утилизации одного из отходов Канакерского алюминиевого завода. При травлении конденсаторной фольги образуется и отправляется в отвал гидроксид алюминия. В качестве 6
коагулянта его можно продавать по 7—10 руб. за тонну. ЕрОНеМ разработал простую технологию превращения отхода в реактив марки ЧДА, цена которого почти полтора рубля за килограмм, передал эту технологию Кана- керскому и другим алюминиевым заводам, а у себя строит установку по выпуску того же продукта, но особой чистоты, необходимой для волоконной оптики, и стоить этот чистейший продукт будет уже несколько десятков рублей за килограмм. Вернемся, однако, к характерным чертам. Четвертая: не уступая зарубежным аналогам, а то и превосходя их качеством, здешние материалы в несколько раз дешевле, например модифицированный сорбент для высокоэффективной хроматографии, тот, что стоит на мировом рынке под 30 тысяч долларов, ереванцы готовы продавать по 1300—1400 руб. за килограмм. Наконец, из числа черт, которые* кажутся мне особо важными, последняя, пятая. Ереванские неорганики неизменно доводят дело до опытно-нара- боточной установки именно такой производительности, которая сегодня обеспечивает самые неотложные потребности отрасли или всей страны в разработанном здесь веществе или материале. КОРПУС НА ЗАМКЕ «Мы построили корпус полупромышленных установок и сразу же навесили замок на его двери»,— сказал Степан Григорьевич Бабаян. Как часто бывает с людьми горячими и увлеченными, он не заметил очевидного противоречия: упомянув замок, заведующий отделом вежливо посторонился и дал мне пройти в эти самые двери. Они были широко распахнуты, и через них деловито сновали люди в белых и темных халатах. Бабаян был бы неважным хозяином, если бы и впрямь закрыл на замок просторный, под стать заводу средней мощности, добротно построенный и хорошо оборудованный корпус. Ибо в нем находит логическое завершение вся научная деятельность отдела. ...Под яркими лучами ламп, отраженными зеркальными рефлекторами, медленно ползет алюминиевая лента, окунается по пути в ванночки с растворами, подсушивается и приползает к хитроумным гильотинкам, которые вырубают пластины заданных размеров. Это и есть установка, на которой можно выпускать ежегодно 2 млн. пластин для тонкослойной хроматографии. А рядом монтируют еще две такие же установки. Где кончается работа исследователя? Можно было вручную слепить несколько сот образцов, получить положительные заключения и передать технологию другим. В отделе мне показывали хвалебные заключения, демонстрировали свои пластины и пластины известной зарубежной фирмы со следами проведенных экспресс-анализов — красными, синими и зелеными пятнами. На импортной пластине пятна мутные и расплывчатые, на ереванской — четкие и ясные; не надо быть специалистом, чтобы заключить, чья продукция лучше. На этой стадии исследователь может поставить точку, и никто его не осудит. А можно строить установку, которая снабдит всю страну пластинами, а потом искать типографию получше, где напечатают яркие многоцветные наклейки для коробочек с готовой продукцией,— чтобы подать товар лицом. Оказавшись в эпицентре хроматографии, можно разработать превосходный сорбент и колонки для нее и этим ограничиться. А можно, работая в три смены, выпускать его собственными руками, как это делают ереванцы. Наверное, здесь-то им было самое время поставить точку. Но С. Г. Бабаян, А. М. Арутюнян и их коллеги идут дальше: подбирают спецстали для хро- матографических колонок, вытачивают их у себя (и гайки к ним, и переходники), достают прецизионные станки, на которых можно обрабатывать внутренние поверхности колонок по высочайшему классу точности, заполняют колонки сорбентом, тестируют их, выписывают на каждую паспорт, то есть доводят дело до последней стадии, когда готовую продукцию можно из рук в руки передать хроматографистам. Ереванские неорганики убеждали меня, что их деликатные синтезы, их уникальные вещества нельзя передавать в чужие руки. Не берусь судить, правы ли они. Полагаю, что найдется у нас не один завод с высокой культурой производства, способный выпускать и силикагели, и кремнезоли, и хроматографические колонки с пластинами. Только зачем передавать это в чужие, пусть даже самые квалифицированные и доброжелательные руки? Сколько нремени, сил и средств уйдет на передачу! 7
Заведующий лабораторией процессов и аппаратов кандидат технических наук Рудольф Самвелович Мартиросян сетует на то, что промышленность не выпускает аппаратов для малотоннажной химии, особенно дефицитны коррозион- ностойкие фторопластовые и винипла- стовые реакторы. На чужом заводе только это может затормозить внедрение на неопределенные сроки. В своем же цехе, что в пяти минутах ходьбы от лаборатории исследователя-разработчика, всегда найдется решение, найдется выход: нет фторопластового реактора — подберут фарфоровый, нет винипласто- вых труб — обойдутся стеклянными. Да и переход от лабораторной установки к полупромышленной зачастую чисто условен. Пример: производство модификатора для хроматографических сорбентов (на всю страну его нужно каких-то 100 кг в год) всего в 15—20 раз больше лабораторного масштаба. Зачем же, спрашивается, куда-то передавать? Но что же имел в виду заведующий отделом, когда говорил о запертой двери производственного корпуса? Вот что. Работать в нем, по сути дела, некому. Получив в свое распоряжение завод, отдел не располагает производственным персоналом для выпуска продукции. Нет у него ни аппаратчиков, ни технологов, ни слесарей-ремонтников. Потому-то и спешат кандидаты наук к полупромышленным установкам, чтобы вести разработанные в своих лабораториях тонкие синтезы. И это уже наверняка за гранью, где должна заканчиваться работа исследователя. НЕСООБРАЗНОСТЬ Парадоксальный факт: успешно решив несколько сложных научных задач, разработав технологию необходимых народному хозяйству веществ и материалов, построив и пустив установки для их выпуска, ереванский отдел формально ничего не внедрил и потому не получает никаких благ, которыми пользуются научные учреждения, успешно взаимодействующие с промышленностью. Трезво, без ереднепотолочных цифр подсчитаны многомиллионные экономические эффекты, продукция отдела поступает к потребителям, а внедрения нет. «От нас требуют товарную продукцию,— говорит С. Г. Бабаян.— Мы даем ее. Но продать не можем, можем только дарить». Это не преувеличение — дарят. Потому что отпускать дорогие материалы по названным здесь, уже утвержденным вполне умеренным ценам ЕрОНеМ не имеет юридического права. Разумеется, у отдела есть бюджетные средства на развитие исследований, и работает он на промышленность не бесплатно — по восьми хозяйственным договорам получает свыше 600 тыс. рублей в год. Но продавать свою продукцию не может, ибо вырабатывается она не на заводе производственниками, а невесть где и невесть кем. Не посвященному в тонкости хозяйственной жизни это покажется более чем странным. Не частная лавочка, а крупный отдел солидного всесоюзного института, не кустари какие-то, а исследователи и инженеры, состоящие на всеми уважаемой государственной службе. Почему же невесть где и невесть кем? Ереванские неорганики называют простой, на их взгляд, выход из создавшегося положения: создать на основе отдела организацию с более широкими правами, например технологическое конструкторское бюро — но обязательно с опытным заводом. Такому бюро новые люди не понадобятся, новому заводу потребуется несколько десятков рабочих и специалистов. Но ведь завод, если он будет создан и наделен правами завода, сможет сразу, без раскачки начать выпуск продукции на несколько миллионов рублей — одних хроматографических колонок на миллион в год... Есть грубоватая по форме, но меткая и точная по существу пословица, предписывающая некомпетентным лицам не вмешиваться в дела знающих, умудренных опытом, а главное, наделенных полномочиями. Так что корреспонденту вроде бы и неуместно давать советы, как устранить несообразность с правами и обязанностями ереванского отдела. Быть ему институтом или СКТБ, а может быть, есть какая-то иная организационная форма, которая несведущему человеку не сразу придет в голову,— решать это тем, кому доверено решать. Но решать надо. И ереванские неорганические материалы нужны, что называется, позарез. И ереванский опыт нужен всей нашей малой химии. М. КРИВИЧ, специальный корреспондент «Химии и жизни» 8
Открытие макроцикли чески х полиэфиров (краун-эфиров), сильных и избирательных комплексообразователей по отношению к катионам щелочных и щелочноземельных металлов, оказало мощное воздействие на органическую химию и смежные с ней области науки. Не будет преувеличением сказать, что наряду с созданием межфазного катализа* открытие краун-эфиров вошло в число наиболее значительных достижений химии за последние полтора-два десятилетия. Если не считать некоторых малодоступных антибиотиков, то до краун- эфиров эффективных комплексообразователей такого рода не было. Между тем щелочные и щелочноземельные металлы занимают особое место в химии, ибо входят в состав большинства неорганических и металлоорганических реагентов, применяемых в органическом синтезе. Комплексообразование с катионами меняет физические и химические свойства таких соединений (в частности, повышает реакционную способность анионной части молекулы, ослабляя ее связь с катионом) и позволяет * См.: «Химия и жизнь», 1983, № 1, с. 23. регулировать или видоизменять химические превращения с участием этих веществ. Кроме того, щелочные и щелочноземельные металлы играют выдающуюся роль в биохимических реакциях. Комплексообразователи в данном случае могут стать инструментом воздействия на те процессы жизнедеятельности, которые связаны с переносом ионов металлов через биологические мембраны. «Химия и жизнь» не раз писала о краун-эфирах*. Напомним, что они катализируют анионные реакции, увеличивают растворимость солей, даже таких «безнадежных», как сульфат бария; помогают в экстракции солей, катализируют межфазный перенос, способствуют транспорту катионов через мембраны... Здесь хотелось бы коснуться другой стороны проблемы и обратить внимание на одно удивительное обстоятельство — на случайность открытия эфиров, оказавшихся столь важными. КАК ЭТО ПРОИЗОШЛО Краун-эфиры были открыты сотрудником химической компании «Дюпон де * 1980, № 2, с 14; 1981, № 9, с. 24. 9
Немур» Чарлзом Педерсеном. Первая и весьма обстоятельная публикация по этому вопросу появилась в 1967 году. Позднее Педерсен рассказал, как был найден новый тип комплексообразова- телей, которые, подобно короне, венчают связываемый катион металла (отсюда и название, предложенное Педерсеном; термин привился, хотя пространственная структура комплексов оказалась иной). Педерсен изучал стабилизацию нефтяных масел и резин, в частности соединения, которые предотвращали бы каталитическое действие следов металлов на автоокисление нефтяных продуктов и распад антиоксидантов. Такими дезактиваторами металлов (например, меди, ванадия) оказались некоторые комплесообразующие вещества, которые, связывая катион металла, подавляли его каталитическую активность. Пытаясь подобрать дезактиватор для катиона ванадила (катализатор полимеризации олефинов, нередко остающийся в составе резины), Педерсен предпринял синтез полиэфирного бис-фенола конденсацией ди (р-хлорэтилового) эфира с натриевым производным моноалкилиро- ванного пирокатехина (R на схеме — защитная группа, остаток тетрагидро- пирана): Если бы в этом синтезе Педерсен не нарушал каноны органического эксперимента и использовал чистое исходное соединение, то открытие бы не состоялось. Однако моноалкилирован- ный пирокатехин содержал примерно 10 %-ную примесь свободного пирокатехина, каковой с выходом 0,4 % и дал побочный продукт — как оказалось впоследствии, макроциклическое производное пирокатехина (по утвердившейся вскоре номенклатуре — дибензо-18- краун-6): Другой счастливой случайностью оказалось то, что, подтверждая феноль- ный характер исследуемых соединений, Педерсен использовал УФ-спектроско- пию. Известно, что полоса УФ-погло- щения фенолов при действии щелочи сдвигается в длинноволновую область (образуется фенолят-анион). Добавление щелочи к полученному побочному продукту увеличивало его растворимость в метаноле, что, казалось бы, свидетельствовало о его фенольной природе. Однако УФ-спектр менялся незначительно. Растворимость, следовательно, не была связана с образованием фенолята. Более того, она возрастала при добавлении не только щелочи, но и любой растворимой в метаноле соли натрия, то есть отвечал за нее не гидроксид-анион, а катион. Так была открыта комплексообразующая способность полиэфирного макроцикла. Следует отдать должное Педерсену: он сумел сделать правильные выводы и з эти х фактов, тут же на мети л и реализовал обширную программу синтеза и изучения примерно шестидесяти макроциклических полиэфиров. Они-то и стали первыми синтетическими комплек- сообразователями для катионов щелочных металлов. Это открытие получило широкий резонанс, вызвало мощную волну синтеза новых макроциклических полиэфиров и их аналогов, применения их в самых разнообразных областях науки и технологии. Все прекрасно — но почему же для того, чтобы это стало возможно, пришлось ждать счастливой случайности? ИХ МОЖНО БЫЛО «ВЫЧИСЛИТЬ»! Ценность случайного, эмпирического открытия определяется степенью его непредсказуемости. К непредсказуемым относятся те из них, которые принципиально невозможно предвидеть на основе существующих представлений. Подобные события приводят к ломке старых понятий и возникновению новых. Пример такого рода — открытие радиоактивности, которое нельзя было предсказать, опираясь на представление о неделимости атома. По-видимому, это наиболее ценный вид открытий, которые поднимают науку на новый качественный уровень. Существует другой вид открытий, в принципе предсказуемых,— к ним приходят логическим путем, анализируя, обобщая известные факты. Хорошо известный пример подобного рода — открытие планеты Нептун французским 10
астрономом Леверье, который, изучая возмущения в движении планеты Уран, вычислил орбиту и указал положение планеты Нептун, где она и была обнаружена астрономом Галле. Назовем такие открытия логическими или «интеллектуальными». Открытие краун-эфиров не относится к этому разряду. Но его нельзя отнести и к типу непредсказуемых, ибо предпосылки для предсказания были, и притом весьма основательные. Существовало несколько направлений, которые могли привести к «интеллектуальному» открытию краун- эфиров. Начнем хотя бы с сольватирующих растворителей. Те, кто работал в химии 25—30 лет назад, наверное, хорошо помнят, какой переворот произвело введение в практику органиков тетрагидро- фурана, какие широкие возможности открыл новый растворитель в области металлоорганического синтеза. Именно тогда ясной, осязаемой стала идея о том, что растворитель не просто среда, разбавитель, но и активный участник процесса, оказывающий влияние на его скорость и направление как своей полярностью, так и способностью сольвати- ровать молекулы, промежуточные частицы, переходные состояния. Из растворителей, способных сольва- тировать катионы, особую популярность приобрели вещества двух типов: простые полиэфиры (в первую очередь эфиры этиленгликоля и его олигоме- ров, так называемые глимы) и апро- тонные биполярные растворители, содержащие в молекуле группировки С=0, S=0, P=0. Для нас наиболее интересны глимы, которые задним числом можно рассматривать как фрагменты краун- эфиров. Широкое распространение получил диглим (в сущности, половинка «18-крауна-6», содержащего 6 атомов кислорода): ^°~г ILt0 "^ -° d^Hsc*' tAA*VLs с ) В лабораториях исследовались и высшие глимы, от которых уже рукой подать до краун-эфиров. Однако последний шаг, то есть замыкание молекулы в цикл, так и не был сделан, хотя сейчас он кажется очень естественным. Может быть, логика такого перехода была трудна из-за отсутствия природных или иных прототипов? Нет, это не так. Принцип макроциклического связывания катионов был хорошо известен. В первую очередь следует упомянуть природные комплексные соединения, в основе которых лежит порфиновый макроцикл (гем крови, хлорофиллы) или родственная ему корриновая система (витамин В12 и др.): nMvijh ■*UL Доказательство строения и синтез этих природных соединений — блестящая страница биоорганической химии, давным-давно отмеченная Нобелевскими премиями. Известны и синтетические комплексные макроцикли чески е соединения, так называемые фталоцианиновые красители — медные или никелевые комплексы фталоцианина и его производных: Фу^Шл^Щ^и^Нл^Н^ Эта система родственна порфиновой. Случайно открытые еще в тридцатые годы фталоцианиновые красители (голубые и зеленые пигменты) не потеряли значения и в настоящее время из-за своей высокой свето- и хемостой- кости. Однако, несмотря 'на успешное развитие указанных направлений, сам принцип макроциклического связывания металла не получил широкого распространения в химии комплексных соединений. Здесь господствовали «клеш- 11
ни» — хелатные лиганды, захватывающие металл не в кольцо, а лишь в клещи. Это еще не все. В пятидесятых- шестидесятых годах интенсивно исследуются макроциклические антибиотики полипептидного типа, содержащие иногда сложноэфирные группировки (например, валиномицин), а также макроциклы эфирно-сложноэфирной природы. Здесь уже близость к краун-эфирам явная: ^—/ о ■с ■с ЩЩ. Но и этого мало. Некоторые поли- этиленгликолевые макроциклы были синтезированы задолго до повторного их открытия Педерсеном, одни за 10, другие даже за 30 лет, но тогда их замечательных свойств попросту не заметили. Таким образом, идея макроцикличе- ского комплексообразования в течение многих лет буквально стучалась в умы исследователей, налицо были мощные научные предпосылки для логического открытия краун-эфиров. Имелась потребность («социальный заказ»), такие вещества были остро необходимы. Подтверждение того — лавинообразное развитие исследований по химии макроцикл ических комплексообразователей после того, как краун-эфиры, наконец, появились. Однако при наличии всех предпосылок не было только одного — самого предсказания. Возможно, оно и появилось бы, но его опередил случай. Таким образом, открытие краун-эфиров,— если его вообще можно назвать таковым,— нельзя причислить к разряду «интеллектуальных», а жаль, ибо эти комплексообразователи можно было — и следовало бы — предугадать. ПОЧЕМУ ЖЕ ИХ НЕ «ВЫЧИСЛИЛИ»? В чем причина того, что потенциально «и нтеллектуал ьное» открытие нередко делается «неинтеллектуальным» путем? Можно сослаться на случайность. Однако нет ли здесь некой печальной закономерности? Две стороны познания — эмпирическая и интеллектуальная — связаны неразрывно, без них наука не наука. Однако не всегда они шли рука об руку. В кругу философов древности господствовал второй из названных методов. Специальных экспериментов для выяснения истины тогда еще не ставили, познавая мир размышлением. С появлением современной науки стал развиваться эмпирический метод. Его производительность быстро возрастает, он становится мощной индустрией, поставляющей все новые и новые факты. Между тем производительность интеллектуального метода (логические анализ и синтез) меняется мало. Возникает диспропорция между скоростью добывания фактов и скоростью их теоретической обработки. Мысль не поспевает за экспериментом. Вычислительная техника в какой-то мере помогает снять это противоречие, но не устраняет его полностью, ибо машины в основном облегчают первичную обработку материала. В результате относительная роль логики в познании, как ни странно, снижается. Огромное количество производимого знания (информационный взрыв) и, как следствие этого, неизбежная узкая специализация ученых в определенной мере затрудняют широкие научные обобщения и предсказания, препятствуют «интеллектуальным» открытиям. Можно сказать, возросшее знание порождает незнание. Ученые не успевают до конца осознать полученные факты и «выжать» весь заключенный в них смысл. С этой точки зрения число «неинтеллектуальных» открытий с развитием науки, с увеличением объема знания должно возрастать. И случай с краун-эфирами уже не должен казаться чем-то исключительным, парадоксальным. Изменился характер познания, перешли от «кустарного» способа производства знаний к массовому, «индустриальному» — и на размышления, на логический синтез у ученого стало не хватать времени. Основные его усилия посвящены производству все ч новых 12
сведений, ознакомлению с тем, что произвели другие в его узкой области. В этих условиях многое из потерянного может быть скомпенсировано случайными «счастливыми» экспериментальными находками, делаемыми по ходу планомерных исследований. Многое, но все ли? МОЖНО ЛИ БОРОТЬСЯ С УЩЕРБОМ? С мыслью об относительном снижении роли интеллекта в самой интеллектуальной сфере деятельности человека смириться трудно. Можно ли бороться с этой печальной тенденцией, которая тормозит развитие науки, или хотя бы смягчить ее действие? В определенных пределах — да. И это необходимо делать, ибо ущерб от того, что некоторые возможные логические открытия приходят с запозданием, видимо, достаточно велик, хотя исчислить его затруднительно. Есть простое средство, которое до некоторой степени может ослабить действие указанной тенденции. Оно заключается во всевозможном поощрении обобщающих работ-размышлений, в создании климата благожелательности и интереса к подобным начинаниям. Под обобщающими работами здесь* понимаются не спрессованные обзоры-компиляции (хотя они тоже нужны), а статьи с логическим анализом и интеллектуальным синтезом, с поиском закономерностей, с идеями, которые, может быть, еще не нашли достаточного экспериментального обоснования, с предсказаниями и т. д. Такие плоды размышлений, которые авторы не сумели еще убедительно доказать из-за недостатка фактов, а может быть, по каким-либо причинам не сумеют сделать этого и в будущем, могут побудить к действию других. И идеи не умрут. Сейчас производительность труда научного сотрудника оценивается по количеству статей, докладов, авторских свидетельств, числу новых соединений, испытаний, измерений и т. д., то есть сугубо конкретно, количественно. Это естественно, так как у исследовательского учреждения есть план, а план необходимо выполнять. Конкретные идеи идут в дело, а более широкие, не связанные с планом обобщения оценивать трудно, они, получается, • не представляют непосредственного интереса. Плановые достижения поощряются, а обобщающие идеи приносят лишь моральное удовлетворение авторам. Подобные работы не всегда удается даже опубликовать, ибо большинство химических журналов предпочитает размышлениям конкретные экспериментальные или расчетные результаты. Вероятно, Дмитрий Иванович Менделеев в наше время не без затруднений опубликовал бы свое истинно интеллектуальное открытие, которое Энгельс определил как «научный подвиг». Такое положение нельзя считать нормальным. Обобщающие работы необходимо не только печатать, но и стимулировать, пропагандировать различными путями (например, конкурсами, специальными докладами, премиями). Следует будить мысль исследователей, поощрять их усилия в этом направлении. Можно с уверенностью сказать, что даже эти несложные и недорогие мероприятия окажутся действенным способом повышения эффективности нашей науки. Доктор химических наук Е. Н. ЦВЕТКОВ Информация Г V W W W 1 Г1111! Гтттт4 г ТТ т▼' IIIII' г I * 7 Т ^ *- А А х х А *т1 MfaJ В ПРЕЗИДИУМЕ АН СССР В составе Института высоких температур АН СССР создан Центр данных о термодинамических свойствах индивидуальных веществ АН СССР (ТЕРМОЦЕНТР). Этот специализированный научно-исследовательский и информационный орган, входящий в систему Государственной службы стандартных справочных данных, будет проводить рас четно-теоретические и экспериментальные исследования, направленные на создание системы согласованных и достоверных данных о термодинамических свойствах веществ, а также оперативно обеспечивать этими данными народное хозяйство с целью повышения эффективности научно- исследовательских, опытно-кон структорских и проектных работ. 13
последние известия Лишь бы завелась хиральность. Краун-эфиры асимметричного (хирального) строения с различной скоростью транспортируют через жидкую мембрану стереоизомеры валина. Споры о происхождении жизни неизбежно упираются в проблему асимметрии биомолекул. Как получилось, что почти каждое органическое соединение в составе клетки существует в виде одной, и только одной из присущих ему пространственных форм? Допустим, когда-то каким-то образом выделился индивидуальный стереоизомер некоего сахара или аминокислоты... Что же дальше? Природа ждала, пока такое же чудо приключится с остальными классами соединений? Вероятно, нет. Такой ответ становится обоснованным в результате опытов, выполненных в одесском Физико-химическом институте под руководством недавно скончавшегося академика АН УССР А. В. Бо- гатского (А. В. Богатский, Н. Г. Лукьяненко, Н. Ю. Назарова, С. С. Басок, А. В. Лобач, Т. В. Кузьмина. Доклады АН СССР, 1984, т. 275, № 3, с. 633): хиральность может передаваться подобно инфекции. Авторы синтезировали семь краун-эфиров, имеющих в составе молекулы асимметричные группировки, и изготовили из их растворов в хлороформе мембраны, огражденные тонкой целлофановой пленкой. По одну сторону мембраны помещалась камера с раствором аминокислоты (L- или D-валина) в соляной кислоте, по другую — камера с чистой водой. Скорость проникновения аминокислоты измеряли с помощью спектрофотометра по приросту концентрации во второй камере. Выяснилось, что все краун-эфиры отнюдь не безразличны к пространственному строению валина: скорости, с которыми просачивались L-и D-форма, заметно различались. Объяснить это можно тем, что «краун-группировка», сцепляясь с ка- тионной частью молекулы, возникающей в результате присоединения протона соляной кислоты к аминогруппе, чувствует и природу асимметричного «хвоста» аминокислоты. Надежность сцепления зависит от того, удачно или неудачно стыкуется этот хвост с асимметричным же фрагментом эфира. В той же серии опытов, однако, выяснилось, что чем выше скорость проникновения, тем ниже избирательность. Этот недостаток удалось устранить, добавив в обе камеры немного хлористого калия. Катион калия связывается с краун-эфирами куда надежнее, чем аммонийная группа, а остаток аминокислоты, который тащится за ним в качестве противоиона, все равно чувствует хиральность транспортной молекулы. Таким приемом удалось добиться и достаточно быстрого переноса, и 2—2,5-кратного различия в подвижности стереоизомеров. Конечно, это еще не позволило бы разделить разом и полностью рацемическую смесь. Но разве трудно соорудить каскад из таких мембран? И разве, добавим, не могло что-то подобное такому каскаду когда-то возникнуть в естественных условиях? 14 В. ЗЯБЛОВ
Репортаж На первой АЭС тридцать лет спустя Неизменная черта всех атомно-исследо- вательских городков — слитность их с природой. Нет или почти нет озеленения в традиционном, геометрически правильном и притом однообразно-скучном исполнении. Корпуса лабораторий с циклотронами, реакторами и прочими хитрыми машинами физиков, не говоря уже о жилых кварталах, встроены в лес. Вокруг спелые сосняки, иногда перемежаемые березовым белоствольем. Так — в ставшей привычной Дубне, так — в институтском районе Димитровграда, так и в Обнинске, куда впервые попал лишь прошлым летом... Здесь, на территории Физико-энергетического института, расположена первая в мире атомная электростанция. Она и сегодня работает. Работает и на исследователей, и на простых смертных. Она и сегодня атомная: производит удобную в употреблении энергию, «сжигая» за сутки около 30 г урана. А вот электростанцией, производителем электричества, она быть перестала. Уже давно, с 1971 года. Однако, повторяю, реальная польза от нее есть и сегодня. ЧТО БЫЛО Была сенсация. 1 июля 1954 г. на первой странице «Правды» появилось сообщение «О пуске в СССР первой промышленной электростанции на атомной энергии». В нем, в частности, говорилось: «27 июня 1954 г. атомная электростанция была пущена в эксплуатацию и дала электрический ток для промышленности и сельского хозяйства прилежащих районов... Вводом в действие атомной электростанции сделан реальный шаг в деле мирного использования атомной энергии». Полезная мощность первой АЭС была невелика — 5000 квт. Новых турбин столь малых размеров и производительности в то время уже не выпускали, параметры пара, полученного «на выходе» первой АЭС, тоже были отнюдь не наивысшими. Подходящую турбину (турбинку, если хотите) нашли на одной из московских ГРЭС, но у нее был погнут вал. Позже президент Академии наук Анатолий Петрович Александров вспоминал, что нашелся умелец, выправивший этот вал, и в расчетное время, когда пар из реактора стал крутить турбину, все пошло как по писаному. Разумеется, это деталь, и, очевидно, не самая важная. Пусть была старенькой турбина — современен был главный узел, то, что называют сердцем АЭС, ее реактор. Прорабатывали два варианта. Предлагалось для первой АЭС построить реактор в форме шара, а теплоносителем должен был стать интереснейший из газов — гелий. Другой проект, предложенный академиком Николаем Антоновичем Доллежалем, предусматривал во- дографитовый реактор традиционной четырехугольной формы. Теплоносителем в нем должна была стать обычная вода. Замедлителем нейтронов и в том и в другом проекте служил графит, как и в самом первом отечественном реакторе, пущенном под руководством Игоря Васильевича Курчатова еще в 1946 году. Курчатов руководил и подготовкой к пуску реактора первой АЭС, и станции в целом. ЧТО ЕСТЬ Мы приехали на станцию ровно через тридцать лет и один день после ее пуска. В Обнинске шла научная конференция, посвященная юбилею. Прессу встречал начальник первой АЭС Виктор Сергеевич Северьянов, проработавший здесь все эти тридцать лет. Облачили в белые халаты и первым делом повели на пульт управления. Пульт как пульт — этим удивить сегодня трудно. Правда, вдоль стены лежат настоящие тепловыделяющие элементы в шестигранных графитовых оболочках. То, что раньше видели лишь в кино и на фотографиях, здесь можно увидеть воочию, даже потрогать руками. В вырезе видно, что внутри замедляющей нейтроны графитовой оболочки проходят тонкие многометровые металлические трубки, удалено из них только горючее — обогащенный уран, содержа- 15
щий не 0,7 % как природный, а 5 % ура- на-235. Рядом стальная палка потоньше и покороче — регулирующий стержень из бористой стали. Бор, как известно, активно захватывает нейтроны. Такими стержнями оборудован реактор первой АЭС. Управляет работой станции один инженер, раньше было два... Идем дальше — непосредственно в реакторный зал. Реактор, между прочим, работает. Отделяет его от людей трехметровая бетонная кладка, а сверху — защитная стальная плита. Собственно, идем мы не к реактору, а в зал над ним, но все равно проход узкий, лабиринтный. На подходе к залу смотровые окошки. Видно все, только, как на макете,— Это здание знакомо всем. 27 июня 1954 г. в нем начала работу первая в мире атомная электростанция. Справа, на стр. 17, река Протва, на берегу которой построен Обнинск слишком ярко все раскрашено: и оборудование, и стены, да и выглядит все чрезвычайно миниатюрно. Стекла в круглых оконцах оптические, уменьшающие, оттого и кажется, будто макет или даже картинку показывают. Кто-то даже не поверил, что не макет, но спустя несколько минут нас провели в зал- Железная лесенка спускается вниз. Там слева ярко-красная плита, защищающая реакторный зал от излучения. Справа — закрытый бассейн с цилиндрическими отверстиями для предварительной дезактивации отработавших твэлов. Сейчас все отверстия пусты. Зато вся правая торцевая стена увешана новенькими твэлами, точно такими, какой мы видели на пульте, только снаряженными. Они абсолютно безопасны: слабое излучение самого урана способна задержать даже полиэтиленовая пленка. В нее, кстати, подобно тривиальному ширпотребу, облачены главные действующие лица цепной ядерной реакции. По словам 16
4^V л^;> ^S^^V Северьянова, это запас на три года вперед. Твэлы заменяют по мере выгорания в них урана. Наверху под потолком два мостовых крана. Они ведают загрузкой и перегрузкой. Больше ничего нет, если, конечно, не считать приборов радиометрического контроля и сигнализационной техники. Раньше здесь стояла и турбина- Свое она отработала — и до Обнинска, и в Обнинске. Выработала ресурс, и ее сняли. Сегодня первая в мире атомная АЭС работает как станция теплоснабжения, давая примерно четверть пара, нужного для отопления Обнинска, подогревая воду, что идет в дома и в теплицы. В свое время работа первой атомной станции помогла накопить опыт для сооружения новых, куда более мощных АЭС. Сейчас, когда идет строительство атомных теплоцентралей в Горьком и Воронеже, небезынтересен опыт, накопленный на первой АЭС при эксплуатации ее в качестве первой атомной ТЭЦ. ЧТО БУДЕТ Скромное трехэтажное здание в глубине территории Физико-энергетического института по фотографиям знакомо очень многим. Оно стало частью нашей истории, и в этом качестве наверное переживет большинство читающих этот короткий репортаж. Станция и впредь будет работать, приносить реальную пользу. Будет, как и сегодня, вносить свой скромный вклад в Энергетическую программу. Будет работать на науку. Не случайно именно здесь были проведены исследования, приведшие к сооружению на Чукотке первой атомной станции, дающей электричество и тепло одновременно, Билибинской АТЭЦ. Началось сооружение АТЭЦ большой мощности в 25 км от Одессы, на очереди подобая же станция близ Минска. Опыт Обнинска и там пригодится. «Ядерная энергетика многим обязана коллективу Обнинской АЭС». Это слова председателя Государственного Комитета по использованию атомной энергии СССР, академика АН Армянской ССР А. М*. Петросьянца. Думаю, под ними охотно подписались бы многие ученые и специалисты этой своеобразной отрасли. На этом можно было бы поставить точку. Но поскольку речь идет о явлении слишком нетривиальном, то пусть нетривиальной будет и последняя точка. Это фото привезенного из Обнинска, с первой АЭС, сувенира. Он станет одним из экспонатов будущего музея нашего журнала. В прозрачный шестигранник из оргстекла помещен кусочек графита с первой атомной станции — памятник материальной культуры и истории XX века. В. СТАНЦО, специальный корреспондент «Химии и жизни» 17
Ресурсы Трудное топливо MIUMUUMINlttlllltUIIUIIUllI Необходимость создавать сверхмощные агрегаты для сжигания высокозольного угля ставит перед теплоэнергетикой новые, сложные задачи. О путях их решения рассказывает по просьбе редакции академик М. А. СТЫРИКОВИЧ. Сегодня атомные электростанции дают 8— 10 % вырабатываемой в мире электроэнергии, 70 % приходится на долю тепловых станций. Несомненно, вклад атомной энергетики будет непрерывно расти, и можно рассчитывать, что к 2010 г. он превысит треть мирового энергопроизводства. Но и тогда 55— 60 % электроэнергии и тепла человечество будет получать, сжигая органическое топливо. Всем памятен крутой рост цен на нефть последние 10—15 лет; недавно, правда, они несколько снизились, но это скорее всего ненадолго. Поэтому сейчас резко возрастает роль природного газа — экологически самого чистого органического топлива. Но он будет прежде всего сжигаться в небольших установках, где сложно организовать очистку выбрасываемых газов, и на городских ТЭЦ. Что же касается крупных электростанций, то надежды мировой теплоэнергетики связаны в основном с твердым топливом. Сегодня на наших тепловых электростанциях в топливном балансе 38 % приходится на мазут. На газомазутных блоках его надо по возможности быстрее заменять природным газом, поскольку, как известно, мы располагаем неплохими запасами этого энергетического сырья. Но нельзя забывать, что запасы газа, как и нефти, существенно меньше угольных, поэтому углеводородное сырье следует использовать в качестве моторного топлива. А новые электростанции в основном должны быть рассчитаны на твердое топливо, прежде всего на угли, запасы которых у нас весьма велики. И что особенно важно, многие наши угольные месторождения, прежде всего в восточных районах страны, можно разрабатывать дешевым открытым способом, добывать уголь в карьерах или же в неглубоких шахтах с благоприятными горно-геологическими условиями. В определенных случаях такое топливо еще долгое время будет давать более дешевую электроэнергию, чем получают на атомных электростанциях. Однако на пути использования твердого топлива в теплоэнергетике есть серьезное препятствие: при сжигании углей возникают трудности, особенно при сжигании некоторых самых дешевых углей — тех, что добываются открытым способом. Можно сказать так: твердое топливо — более трудное топливо, чем жидкое и газовое. В свое время в Советском Союзе проводилась большая исследовательская и технологическая работа по освоению особенно трудных для сжигания горючих ископаемых — подмосковного угля, антрацитового штыба, сланцев. К сожалению, в дальнейшем эти исследования, у которых не было аналогов в мировой теплоэнергетике, постепенно свернули: запасы нефти и газа казались неисчерпаемыми, а жидкое топливо было в то время значительно дешевле угля. 18
Теперь, когда отношение к нефти и газу резко изменилось, когда потребовалось строить сверхмощные энергоблоки, работающие на угле, проблемы сжигания трудного топлива встали особенно остро. Что это за проблемы и почему так трудно сжигать твердое топливо? При переходе с жидкого или газообразного топлива на твердое устройство котельных агрегатов значительно усложняется: появляются новые устройства и целые системы приготовления угольной пыли, очистки газов от золы. Но дело не только и не столько в этом. Сами процессы сжигания пылевидного твердого топлива, неизбежно содержащего различные минеральные компоненты, неизмеримо сложнее горения жидких • или газообразных углеводородов. В топке котлоагрегата идут три взаимосвязанных процесса: гидродинамический процесс — быстрое истечение из горелок потоков воздуха с угольной пылью и их замедленное движение по всему громадному объему топочной камеры; процесс воспламенения и горения; процесс охлаждения газов — передача тепла радиацией (излучением) на настенные экраны топки, ширмы и пучки труб (рис. I). Каждый из этих процессов сам по себе достаточно сложен, а все вместе они образуют столь сложную картину, что сколько-нибудь точный расчет котлоагрегата без применения эмпирических коэффициентов, полученных на подобных промышленных установках, становится практически невозможным. Гидродинамическая оценка явлений, происходящих в топке, сложна прежде всего потому, что угольная пыль и воздух подаются через десятки горелок, каждая из которых создает трехмерный (и двухфазный — газ, содержащий твердые частицы) поток. Потоки сталкиваются, взаимодействуют друг с другом, их плотность, а значит, и скорость резко изменяются после воспламенения пыли. При этом нельзя рассчитывать, что температура потока будет более или менее равномерной. А температурная неравномерность может привести к шлакованию ширм и конвективных поверхностей нагрева. О шлаковании мы поговорим несколько позже, пока же заметим, что неравномерность температур уменьшается при тангенциальном размещении горелок в топке (рис. 2). Такое их расположение позволяет слить пылевоздушные потоки от каждой из них в один закрученный вихре вый поток, в котором температура изменяется только от центра к периферии по мере продвижения к выходу из топки. Но рассчитать такой поток, чтобы надлежащим образом расположить горелки, чрезвычайно сложно. Еще сложнее рассчитать теплопередачу к стенкам топочной камеры. При огромном объеме топки картина осложняется тем, что происходит не прямое излучение тепла от факела на экраны и ширмы, а послойная радиационная передача: из внутренней зоны факела на его периферию, на внешние слои и только потом — на поверхности нагрева. Сейчас у большинства энергоблоков тепловых электростанций, работающих и на мазуте, и на газе, и на угле, электрическая мощность составляет 200—300 МВт. Это крупные и высокопроизводительные агрегаты. Однако и сейчас уже работают энергоблоки мощностью 500—800 МВт, и среди строящихся таких блоков большинство. При сжигании мазута или газа укрупнение агрегатов не вызывает принципиальных трудностей. Совсем иная картина с твердым топливом. И главная сложность — образование шлаков, ибо любое твердое топливо, как уже говорилось, содержит значительное количество минеральных, негорючих веществ. Энергоблок мощностью 500—800 МВт вырабатывает от 1600 до 2600 т пара в час, сжигая при этом 160—260 т твердого топлива. Таков расход хорошего каменного угля, а бурого угля требуется уже 300—500 т в час. Сотни тонн твердого топлива содержат десятки тонн золы (в экибастузском угле ее около 50 %), которая плавится в факеле пламени, а потом застывает, образуя шлак. Частично он выпадает в топке, но в основном уносится в виде летучей золы с газовым потоком. Если эти частицы попадают в конвективную шахту на трубы, тесно упакован- Схема крупного современного котлоагрегата с топкой для сжигания твердого топлива. При встречном многоярусном расположении вихревых горелок температура в объеме топки распределяется не очень равномерно 19
ные в пучки, еще не застывшими, то забивают газоходы, прилипают к трубам и на долгое время выводят из строя весь агрегат. Чтобы этого не произошло, чтобы агрегат мог долго работать, расплавленные частицы должны застыть еще в топочной камере. Для этого продукты сгорания необходимо охладить, а охлаждение, как уже говорилось, достигается благодаря тепловой радиации на настенный экран и на ширмы. Когда агрегат работает на кузнецком, эки- бастузском или донецком угле, которые образуют тугоплавкие шлаки, газы в топке достаточно охлаждать до 1100—1200 °С. При такой температуре теплопередача излучением еще интенсивна и необходимое для охлаждения время пребывания в топке продуктов сгорания относительно невелико, значит, и объем топки не так уж велик. Значительно хуже обстоит дело с бурыми углями Канско- Ачинского бассейна: их зола застывает при более низкой температуре, и газы перед ширмами нужно охлаждать уже до 1000—1050 °С. Радиационная теплоотдача резко уменьшается, возрастает требуемая для охлаждения газов поверхность, неимоверно разрастаются размеры топки (высота — 70—80 м, сечение — 25 на 25 м, объем — 30—35 тыс. кубометров) и соответственно металлоемкость всего агрегата. В одиннадцатой пятилетке началось интенсивное освоение Канско-Ачинского угольного бассейна — добыча бурых углей, которые содержат золу с неприятными свойствами, и — что еще более осложняет дело — эти свойства изменяются по мере разработки месторождения. Уголь в Канско-Ачинском бассейне залегает близко к поверхности мощными пластами толщиной 20—70 м, в нем много окиси кальция; зола такого угля довольно тугоплавкая. Но к пластам примыкают породы, состоящие в основном из силикатов и алюминатов, которые образуют низкоплавкие эвтектические смеси. Разумеется, приходится проектировать котлоагрегаты на самую трудную, самую низкоплавкую золу. Справедливости ради надо сказать, что подобные проблемы появились и на старых угольных месторождениях, на которых многие десятилетия добывали высококачественное твердое топливо. В Донбассе, например, уже разрабатывают предельно тонкие пласты (на глубине L000—1200 м), поэтому зольность добываемого угля с каждым годом увеличивается, а калорийность уменьшается. Антрацитовый штыб, который давно уже научились эффективно сжигать в теплоэнергетических установках средней мощности, становится все труднее использовать. Вернемся, однако, к канско-ачи неким углям. Это твердое топливо самое дешевое не только в нашей стране, но, пожалуй, и во всем мире. Но переменчивые свойства золы делают его и самым трудным топливом, для сжигания которого требуются топки-гиганты. Сейчас уже началось сооружение первого энергоблока Березовской электростанции, которая будет работать на канско-ачи не ком угле. При разработке этого энергоблока учитывались и особенности энергетики восточных районов нашей страны, и специфика местного топлива. В Сибири много гидроэлектростанций, которые из-за недостатка воды мдгут работать на полную мощность лишь часть времени, поэтому тепловые станции должны постоянно нести полную нагрузку, их агрегаты должны действовать исключительно надежно, останавливаться на короткий ремонт как можно реже. Чтобы обеспечить надежную работу котла, не допустить выпадения шлаков на конвективных поверхностях, температура в верхней части топки не должна превышать 1000 °С, а у пучков труб она будет еще ниже — около 800 °С. При такой температуре зола уже застывает и на конвективных поверхностях образуются рыхлые отложения порошка, которые можно периодически сдувать с помощью специальных обдувочных аппаратов. Однако этот порошок содержит много окиси кальция, а в газообразных продуктах есть окислы серы; при их взаимодействии образуется сульфат, отложения быстро цементируются, и плотную массу уже нельзя сдуть. Чтобы котел не вышел из строя через несколько недель работы, трубы приходится обцу- 2 Топочное устройство с тангенциальными многоярусными щелевыми горелками, которые создают общий вихревой поток 20
вать очень часто, да к тому же упаковывать их в пучки не очень плотно. И низкая температура на выходе из топки, и неплотная упаковка пучков — все это приводит к увеличению размеров котла. Котло- агрегат первого блока Березовской электростанции будет выше 110 метров, на его изготовление потребуется 20 тыс. т металла. При переходе на трудное топливо, при одновременном переходе с мощных агрегатов на сверхмощные множатся и экологические проблемы. Даже в случае правильной организации рабочего процесса, когда топливо сгорает практически полностью (а сегодня мы уже добились этого на подавляющем большинстве электростанций), в продуктах сгорания, помимо азота, водяного пара и углекислоты, остаются летучая зола, окислы азота и серы. Кальций в золе в значительной мере помогает бороться с выбросами сернистого ангидрида: мельчайшие частицы СаО реагируют с серой, образуя сульфат. По этому механизму при сжигании прибалтийских сланцев связывается 80 % серы, при сжигании канско-ачинских углей — до 50 %. Однако крупные агрегаты все же выбрасывают большое количество SCK В принципе полностью очистить выбросы тепловых электростанций от окислов серы технически возможно. Можно, пропуская отходящие газы через скрубберы, связывать окислы серы известью. Есть проекты получения серной кислоты и элементарной серы из газовых выбросов электростанций. Но во всех этих случаях экономика пока вступает в противоречие с экологией. И теплоэнергетика по-прежнему несет ответственность за отравление атмосферы своими традиционными выбросами. Помимо окислов серы, угрозу для окружающей среды представляют и окислы азота. Они образуются в высокотемпературных зонах топки: кислород воздуха соединяется и с атмосферным азотом, и с азотом, связанным в топливе. Единственная возможность замедлить эти процессы — уменьшить температуру в ядре факела. Для этого в котле первого энергоблока Березовской электростанции предусмотрена рециркуляция отходящих дымовых газов, возвращение части их в горелки. С экологической точки зрения такое решение достаточно эффективно. Но за экологический успех, как всегда, приходится расплачиваться. С уменьшением температуры уменьшается теплопередача излучением — объем топки приходится еще увеличивать. Конечно, электростанция совсем не обязательно должна быть предельно компактной, котел — не подводная лодка, не самолет и не космический корабль. Но огромные размеры котлоагрегатов — это большая металлоемкость, это рост капитальных затрат на строительство. А построить таких агрегатов предстоит немало. На одной только первой Березовской электростанции (вслед за которой вступят в строй еще три) будет восемь энергоблоков. Возможности традиционных методов сжигания твердого топлива, по-видимому, уже исчерпаны. Настало время искать новые пути интенсификации горения. Такие исследования ведутся, однако они еще весьма далеки от завершения. Поэтому следующая после Березовской электростанция на кан- ско-ачинском угле тоже, очевидно, будет оборудована котлами-гигантами нынешней конструкции. Но в дальнейшем они должны уступить место более совершенным, более надежным и более компактным агрегатам для сжигания трудного топлива. Какие же принципы могут быть положены в их основу? Прежде всего это метод сжигания угля в кипящем слое, который уже успешно используется в котлах малой и средней мощности (до 100 т пара в час). В псевдоожиженном слое горение идет при более низких температурах, чем в факеле, зола не плавится, и нет надобности охлаждать топочные газы в топочной камере над слоем и раздувать для этого объем котла. При низкой температуре сгорания образуется ничтожное количество окислов азота. Что же касается окислов серы, то их можно почти целиком связать, добавляя в кипящий слой угля известняк. Так что котлы для сжигания топлива в псевдоожиженном слое могут быть не только компактными, но и экологически чистыми. Но это проверено пока лишь на малых агрегатах, а чисто эмпирическая проверка на агрегатах мощностью 500—800 МВт вряд ли целесообразна. Есть и другие методы сжигания, но они не испытаны в длительной работе на трудных углях даже на опытных установках. Проектирование, строительство и опытная эксплуатация экспериментальных котельных агрегатов — дело дорогое и долгое. Да и переход от экспериментальной установки, даже достаточно крупной (скажем, 500 т пара в час), к промышленному котлу с производительностью, в пять раз большей, всегда связан с существенной неопределенностью. Как известно, в подобных случаях может помочь математическое моделирование. Но мы уже говорили об огромной сложности процессов, которые протекают в топке при сжигании трудных топ л и в. Так что предстоит еще глубже разобраться в механизмах этих процессов, и лишь потом станет возможным применение математических моделей. Поэтому одновременно необходимо строить и опытные блоки нового типа, и мощные электростанции с традиционными котлоагрегатами, сжигать в их котлах трудные угли, накапливать опыт. Иными словами, ключ к решению сложных задач совреме н ной теплоэнергетики очевиден: использование всех достижений практики и всех возможностей фундаментальной науки. 21
Статистика !*>& Годы и углеводороды ы„ *«** Era '<;&г- "***4(и, '&, ■ЙЕ ■Г ;.v. • "^1 . V- иКгГ Ln *~ "** * Ум ■k-U \ h-J—il aerif^*"" /- mm mMUI f~m ,v irfrr^"? f i T: irl ?rtJ T^ZL. <£ X " с^Г> -^M<t. rf т * г x:i_T_t^L "c: 3^Tl in-1 ;r _ir rZ-i » * - J -i -_,м J 'т--.сН hi^ 7~~T rrrtrr^. IT LrrS X ':i: ГТ-ZC II v*».*J| ^a x=c WIS >H* r I i К-Д en Ц-Е u Г I X T
Автор публикуемой ниже статьи сопроводил ее письмом, начинающимся такими словами: «Первые выпуски вашего журнала еще в 60-х годах укрепили во мне желание выбрать профессию химика-исследователя, что вскоре и было реализовано. Поэтому считаю за честь предложить свой первый опыт научной популяризации именно вам». Считая такой результат своей деятельности отрадным, редакция представляет на суд читателей дебют автора. Недавно «Химия и жизнь» A983, № 11, с. 57) сообщила своим читателям, что химики явили миру более семи миллионов веществ. Большинство этих веществ — органические, полученные искусственным путем. Попробуем взглянуть на число соединений как на показатель развития, индикатор нашей науки (это можно назвать упражнением в наукометрии). Рассмотрим «размножение» новых соединений во времени и, чтобы не утонуть в море цифр, ограничимся предельными углеводородами (они же насыщенные, они же парафины или, по- современному, алканы) от бутана С4Н10 до додекана С12Н26- Каждой из таких брутто-формул соответствует не одно соединение, а целое семейство структурных изомеров. Оправдывая выбор модели, вспомним традиционное определение: «Органическая химия — это химия, углеводородов и их производных». И если использовать нередкое сравнение науки с архитектурным сооружением, то вполне можно сказать, что алканы населяют первый этаж здания органической химии. ИЗ ВЕКА МИНУВШЕГО — В НЫНЕШНИЙ Когда и как часто химики получали новые алканы, показано на диаграмме. Этаж предельных углеводородов стал заселяться еще до появления в 1857— 1861 годах работ А. Кекуле, А. Купера и нашего соотечественника А. М. Бутлерова, работ, которые привели к созданию классической структурной теории. Последняя, собственно, и позволила строить здание основательно, четко определив (с последующей стереохимиче- ской поправкой) число и облик «жильцов». Открытие новых изомеров и гомологов в последующие годы подтверждало справедливость теории, в этом ее особая научная значимость. К середине 20-х годов нашего века становятся известными все до одного насыщенные углеводороды С4, Сб и Сб, а также большая часть С7 и Се. Это сравнительно простые структуры — углеводородные цепи с одним, максимум двумя разветвлениями. В то же время принципиальная возможность получения всех предсказанных теорией алканов уже не вызывает сомнений. Объектом систематического интереса исследователей все в большей степени становятся реакции, приводящие к синтезу алканов. Разрабатываются все новые методы (каталитические, металлоор- ганические), а это влечет за собой новые соединения. Благодаря повышению синтетических возможностей (и, может быть, умножению рядов химиков) «рождаемость» новых структур в 20-е и 30-е годы обретает явную тенденцию к росту, впрочем, наметившуюся еще в начале века и прерванную первой мировой войной. Во время второй мировой войны и особенно в послевоенный период на развитии науки начинают все сильнее сказываться внешние, лежащие вне самой науки факторы — запросы промышленности, государственные интересы. Резкое увеличение числа транспортных средств, совершенствование двигателей требует высококачественного топлива, содержащего разветвленные углеводороды. Во многих странах в 40 — 50-е годы реализуются широкие программы по синтезу, выделению из нефти и всестороннему исследованию углеводородов (отметим здесь работы советских химиков А. В. Топчиева, Р. Я. Левиной, А. А. Петрова и других). Неудивительно поэтому, что на диаграмме именно в пятилетие 1946—1950 годов наблюдается наиболее мощный «демографический взрыв», сопровождавшийся появлением всех оставшихся изомеров Сд и значительной части Сю- Впечатляющая активность исследователей, мотивированная запросами практики, отмечается вплоть до 60-х годов, но затем наметился спад. Новый подъем «рождаемости» лет через пять связан прежде всего с изменением облика самой органической химии, с широким внедрением в нее физико-химических методов исследования. В этот период триумфального шествия хрома- 23
f980- C*_Hfr Хронология открытия (первого синтеза или, в единичных случаях, предшествующего ему выделения из нефти) предельных углеводородов. Даты «рождения» (по годам, публикаций) сгруппированы в пятилетия. В скобках после формул указано, сколько изомеров теоретически возможно и сколько получено к 1983 г. тографии и спектроскопии появилась возможность разделять сложные смеси, состоящие из десятков компонентов (например, нефтяные фракции), определять строение веществ вплоть до самых тонких деталей. Это позволило открыть новые изомеры, которые ранее не удавалось ни отделить, ни отличить от своих близких по строению собратьев. Как следствие новые соединения все чаще выявляются в смесях, тогда как их более старшие родственники изначально выделялись в виде индивидуальных соединений. Получение новых веществ стимулировалось и потребностями самих новых методов — исследованием условий и характеристик хроматографического разделения, изучением корреляций типа структура — спектр. Так, довольно отчетливо, отражается статистика новых предельных углеводородов в зеркале истории органической химии... Что еще стоит за этими цифрами? 75 ДЕКАНОВ И ДРУГИЕ РЕКОРДЫ Как раз в «хроматографическую эру» (публикация относится к 1968 году) для нужд газовой хроматографии были синтезированы, с ее же помощью разделены и идентифицированы последние из 15 изомеров декана. Декан можно считать своеобразным рекордсменом: на сегодняшний день это самый тяжелый предельный углеводород, для которого получены все структурные изомеры. Все 75 деканов синтезированы, и только 30 из них найдены в нефти или бензине прямой гонки. Здесь человек, если допустимо отделять его от природы, превзошел ее. Рекорд природы поскромнее: он относится к более легкому алкану — октану CeHi8, все 18 изомеров которого обнаружены в нефти. Немного не дотягивает нонан СдЬЬсь Только три, по-видимому, из его 35 изомеров (наиболее разветвленные, тетраметилпентаны) пока не отысканы в природных источниках. Впрочем, «рекорды природы» известны весьма приблизительно, поскольку она сама о них не оповещает, а роль судей берут на себя химики, которые, вероятно, изучили естественные источники углеводородов не исчерпывающим образом. До сих пор речь шла только о структурных изомерах, которые похожи друг на друга, скажем, как братья- погодки. Но у некоторых из них есть родственники с еще большей степенью подобия (их можно назвать близнецами)—пространственные изомеры, которые встречаются у алканов, имеющих атомы углерода, связанные с четырьмя 24
различными «остатками» (или тремя и атомом водорода). Стереоизомеры в ряду алканов (не учтены на рисунке) появляются начиная с гептана С7Н1В. Два изомера этого углеводорода состоят из пар стереоизо- меров, представляющих зеркальные изображения друг друга. Все они синтезированы. Октану не хватает только двух из одиннадцати, а у нашего структурного рекордсмена, декана, из ста сте- реоизомеров известно лишь четырнадцать. То, что пространственных изомеров получено гораздо меньше, чем структурных, понятно: интерес к стереоизо- мерам алканов пока еще не особенно велик. Это не сахара, не аминокислоты, вообще не те соединения, которые природа предпочитает создавать лишь в одной из стереоизомерных форм, предопределяя тем самым соответствующий интерес у химиков. О ЧЕМ УМАЛЧИВАЕТ БЕЙЛЬШТЕЙН Пожалуй, было бы излишним комментировать библиографический поиск информации для этой заметки, если бы не одно любопытное обстоятельство. С ним я столкнулся, подтверждая, вначале по известному справочнику Бейльштейна, принадлежность изомерного рекорда именно деканам. Отыскав в «Бейльштейне» все 75 изомеров (большинство в 4-м дополнении — литература с 1950 по 1959 год), сделал было вывод, что рекорд установлен еще в 50-е годы. Но обнаружилось: в описании добрых двух десятков изомеров привычные сведения о реакциях получения или природных источниках, из которых добыто вещество, отсутствуют. Возник вопрос, подобный известному: «А был ли мальчик?» И действительно: просмотр первичных источников показал, что тех изомеров в то время еще не было. Точнее, они существовали, но только на бумаге; приведенные в «Бейльштейне» температуры кипения, плотности и показатели преломления, как оказалось, были вычислены в 40-х годах по аддитивным схемам (выражаемая цифрами физико- химическая характеристика рассматривается как сумма отдельных составляющих, инкрементов, относящихся к определенным группировкам атомов или видам связей). В итоге рекорд помолодел на полтора десятилетия. Наличие «вычисленных» изомеров* породило в свою очередь довольно конфузную ситуацию. Указанные в «Бейльштейне» рассчитанные значения физико-химических свойств без уместной пометки типа «теор.» попали и в другие справочники, а потом некритически использовались в некоторых работах для идентификации полученных изомеров декана. Если бы авторы этих работ знали о происхождении данных, они бы вряд ли принимали их во внимание, поскольку такой путь идентификации ненадежен. Ведь различия в свойствах большинства изомеров, конечно, меньше, чем та погрешность, которую дают приближенные расчеты по аддитивным схемам. Научный процесс, как видите, тоже не обходится без накладок. ПРОДОЛЖЕНИЕ СЛЕДУЕТ Вернемся к статистике алканов. Если со структурными изомерами первой декады уже покончено, то у более тяжелых гомологов до конца еще далеко. Так, к 1983 году получено лишь 43 и 26 % возможных изомеров См и С|о соответственно. Среди углеводородов с большей молекулярной массой процент еще ниже. Возможно, когда-нибудь все они будут описаны, но в настоящее время не видно научных или практических проблем, которые могли бы стимулировать требуемый для этого огромный объем работы (веселенькое, должно быть, дело — синтезировать 366319 эйкозанов Сго). Тем не менее синтез некоторых изомеров представляет повышенный интерес. Например, тех, чьи возможности существования, если исходить из современных структурных представлений, не совсем ясны. Перед вами формула наиболее компактного изомера углеводорода С13Н28- «Лохматые» третично-бутильные группировки в нем связаны с одним и тем же центральным атомом углерода и потому соседствуют в тесноте. Следствие такого пространственного напряжения — сильное внутримолекулярное отталкивание соответствующих элект- * Этот пример отражает сохраняющийся в научной литературе дисбаланс между несомненной, принципиальной возможностью получения если не всех, то подавляющего большинства изомерных алканов и самим фактом их получения. Отсюда и то, что крайне редки сведения о полном числе известных изомеров, и то, что во mhoihx статьях, описывающих синтез новых изомеров, этот факт не оговаривается. 25
сл3 I е- QM3 H3t- CH3 MC— С— С— С—CM3 y3i к tHj ронных оболочек. Здесь оно еще не настолько велико, чтобы молекула не могла существовать (синтез описан в 1971 г.). Но определенная дестабилизация налицо — она проявляется в резком удлинении центральных связей углерод—углерод до 0,161 нм против 0,154 нм в ненапряженных алканах. Еще большее растяжение (до 0,163— 0,164 нм) предсказано теорией для четырех третично-бутильных групп, сведенных вместе: Теоретики изрядно поработали с данной структурой и подробно рассчитали геометрию соответствующей молекулы. Однако будет ли устойчив в жизни этот красивый, чрезвычайно симметричный изомер гептадекана С17Н36 — остается неясным. Данных о его синтезе вплоть до 1983 г. не было. Неудачные же попытки известны. Подождем других и, будем надеяться, успешных. История углеводородов продолжается. Кандидат химических наук Б. Л. МИЛЬМАН 26
последние известия Не только антитела... Обнаружены белки-рецепторы, с помощью которых Т-лимфоциты распознают вторгающиеся в организм антигены. Между В- и Т-лимфоцитами — основными видами белых кровяных клеток, защищающих наши организмы от инородных веществ-антигенов, существует своеобразное разделение труда. Любой В-лимфоцит — прямолинейный воитель, вооруженный аппаратом для синтеза антител и нацеленный на уничтожение определенного врага. Функции многих Т-лимфоци- тов — командные. Они лишь распознают агрессора и подают сигнал В-лимфоцитам. Одну из центральных проблем современной иммунологии составляла природа рецепторов, которыми Т-клетки «нащупывают» антигены. С В-лимфоцитами дело обстоит проще. Они опознают противника с помощью антител, встроенных в поверхностную мембрану. Но Т-лимфоциты антител не производят. И попытки обнаружить на их поверхности хотя бы следы чего-то аналогичного антителам к успеху не приводили. Между тем антитела считались единственно возможными агентами, способными обнаружить антиген. Только в этом году одновременно две группы исследователей — одна в Торонто, другая в Калифорнии («Nature», 1984, т. 308 с. 145, 149, 153) — сумели охарактеризовать двухцепочечные белки с молекулярной массой около 45 тысяч, которые, очевидно, и представляют собой те самые загадочные рецепторы. Для этого пришлось пустить в ход почти весь арсенал методических новинок, накопленных молекулярной биологией за последние годы. Для работы одной из групп ключевым оказался успех в получении моноклональных антител, способных избирательно подавлять функции Т-лимфоцитов и при этом, естественно, с ними соединяться. Молекулы, с которыми связывались такие антитела, и оказались упомянутыми белками. То, что они попали в поле зрения не случайно, было подтверждено изящным экспериментом другой группы, использовавшей приемы генной инженерии. Выделив информационную РНК, встречающуюся только в Т-лимфоцитах, создали клоны ДНК, ей комплементарной. А потом «считали» белок, синтез которого должна кодировать эта ДНК. Оказалось, что его молекулярная масса примерно такова же, как и у предполагаемого рецептора. А первичная структура — по крайней мере одной из цепей — довольно сходна с вариабельной частью пептидной цепи антител. Сходна, но не идентична. Таким образом, открыт не просто белок, за которым охотились более десятилетия,— доказано существование наряду с антителами еще одной*, эволюционно сходной с ними, но все же отдельной от них системы опознания антигенов. А. РОСНИН 27
Практика Аппарат с тепловыми трубами В начале прошлого века англичанин Дж. Перкинс предложил использовать в хлебопекарных печах нагреватели, которые, как выяснилось впоследствии, оказались самым совершенным устройством для передачи тепла. Сейчас такие устройства — их называют тепловыми трубами — применяются в буровых установках, в охладителях металлургических конверторов, в хирургическом криогенном инструменте и во многих других устройствах. Тепловая труба — это замкнутая испарительно-конденса- ционная система. В герметизированном металлическом цилиндре находится рабочая жидкость: вода, или органические теплоносители (ацетон, метанол, циклогексан), или жидкие металлы — в зависимости от температуры. К одному концу трубы подводится тепло от внешнего источника, и рабочая жидкость начинает испаряться. Поскольку с холодной стороны давление меньше, туда устремляется пар. Там он конденсируется — выделяется скрытая теплота конденсации, а скон- Устройство тепловой трубы Теплотрубный теплообменник Херсонского индустриального института де ней решавшаяся жидкость по капиллярам фитиля (им может служить ткань или плотная металлическая сетка) возвращается на свое место. Таким образом, в тепловой трубе скрытая теплота фазового перехода как бы непрерывно перекачивается из зоны испарения в зону конденсации. Эффективная теплопроводность тепловых труб (отношение плотности теплового потока к падению температуры на единицу длины) в десятки тысяч раз больше теплопроводности металлов, она достигает 10' Вт/ /м*К. Поэтому по тепловым трубам можно передавать очень большие тепловые мощности при малых температурных градиентах, не расходуя энергию на перекачивание теплоносителя. Естественно, это свойство тепловых труб особенно важно для теплообменной аппаратуры. Теплообменники, собранные из полностью автономных элементов, очень надежны, что исключительно ценно для химических и нефтехимических технологий, в которых смешивание обменивающихся теплом сред может привести не только к порче продуктов, но нередко и к более серьезным последствиям. В Херсонском индустриальном институте разработан теплотрубный теплообменник особенно удобной конструкции: с трубами и трубными решетками, которые состоят из двух частей. Такое устройство аппарата не только облегчает его ремонт и замену вышедших из строя элементов, но позволяет также для каждой части теплообменника подбирать конструкцион- н ые материалы, наиболее стойкие именно в том теплоносителе, который омывает эту часть. Теплообменный аппарат индустриального института успешно прошел производственные испытания в качестве котла — утилизатора тепла, которое несут выхлопные газы судовых дизельных установок. Доктор химических наук М. В. ПОВСТЯНОЙ, В. С. САМОХВАЛОВ Авторское свидетельство СССР № 987355, бюллетень «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки», 1983, № 1, с. 169 На радость живописцам В Харьковском производственном меховом объединении и на заводе «Оргтехника» разработаны новые, не уступающие по качеству беличьим кисти — из остевого волоса норковых, лисьих и песцовых шкурок, который до сих пор был отходом мехового производства и не находил полезного применения. Пучки такого волоса вставляют в пластмассовые трубки, эту операцию легко механизировать. «г Кожевенно-обувная промышленность», 1984, №1.с.6 Hit *f Долговечная копирка В Киевском политехническом институте и на Киевской фабрике технических бумаг разработан новый состав покрытия для копировальных бумаг. В качестве черного пигмента использована паста технического углерода ПУМ 30—10. Для усиления оптической плотности оттисков в краску добавлена 28
кальциевая соль стеариновой кислоты; эта добавка позволяет лучше удерживать мягчители (масла), равномернее распределять их в массе покрытия. В результате удалось повысить стабильность краски без применения парафина и дорогого и дефицитного касторового масла. Испытания опытной партии новой копирки показали, что число получаемых оттисков на 20—50 % превышает требования ГОСТ 489-66 на копировальную бумагу марки MB-16. «Бумажная промышленность», 1984, № 5, с. 24, 25 Выбор идеального быка Канадские фермеры, пользуясь услугами ЭВМ, подобрали для искусственного осеменения двадцати тысяч коров быков-производителей — идеальных для каждой из них. В программе информационной системы хранятся самые разнообразные сведения (свыше 80 характеристик) о быках, сперма которых используется в племенном деле. В ЭВМ вводят данные о корове, и через несколько секунд машина выдает клички четырех кандидатов, способных дать идеальное потомство без генетических недостатков. Окончательный выбор предоставлен хозяину коровы. «Farmers Weekly»* 1984, т. 100, № 19. с. 79 Теплый лед Для искусственных катков разработан синтетический нетаю- щий лед. Это панели, спрессованные из полиэтиленового порошка со специальными добавками, которые снижают коэффициент трения при скольжении конька по поверхности и увеличивают ее сопротивление абразивному износу. А сопротивление износу, кстати, оказалось выше, чем у стали. Полиэтиленовое покрытие можно укладывать на деревянный или бетонный пол, на метлахскую плитку. Уход за катком довольно прост: ежедневная уборка пылесосом и мытье два-три раза в неделю. «Design News», 1984, т. 40, № 12, с. 36 С лазером по винограднику Чтобы было удобно использовать машины для ухода за виноградниками и сбора ягод, виноградную лозу стараются высаживать как можно точнее прямыми рядами. А точную посадку предельно облегчает лазерный луч. Он попадает в приемник, установленный на прицепе для рассады, и тракторист не сбивается с курса. Такая аппаратура позволяет сократить время посадки чуть ли не в десять раз. «Newsweek», 1984, т. 103, № 6. с. 3 Сообщения из заводских газет Производственное объединение «Уралкалий» выпустило опытную партию нового комплексного удобрения амофоскамид с соотношением азота, фосфора и калия 1:1:1. Удобрение вырабатывается в гранулах. «Уральский калийщик» В охтинском НПО «Пластполи- мер» в Ленинграде совместно с московским НИИЦементом разработана футеровка из полиоле- финов, которая препятствует налипанию и примерзанию сыпучих материалов к металлу. Новая полимерная облицовка уже используется на 30 цементных заводах. «Знамя труда» В воскресенском ПО «Минудоб- рения» из отхода производства — фосфогипса выпущено свыше 2500 т наполнителя для бумаги и более 600 т тампонажного цемента для нефтяных и газовых скважин в условиях вечной мерзлоты. «Куйбышевец» Волгоградское ПО «Каустик» выпускает новое средство для ванн «Лесной аромат», в состав которого входят компоненты растительного происхождения. Препарат смягчает воду, обладает тонизирующим действием. «Химик» В Каменском ПО «Химволокно» из отходов полипропилена получена первая партия литых цветочных горшочков ярких расцветок. «Прогресс» Что можно прочитать в журналах О замедлителях горения полимеров («Пластические массы», 1984, № 6, с. 46—48). О пиролизе смесей изобутана с этаном («Нефтехимия», 1984, № 2, с. 214—220). О каталитической и адсорбционной очистке благородных газов, водорода и метана от кислорода («Химическая промышленность», 1984, № 6, с. 53, 54). О радиационно-химическом твердении лакокрасочных покрытий на металле («Лакокрасочные материалы и их применение», 1984, № 3, с. 37—39). Об автоматическом пробоотборнике для вязких и быстро- кристаллизующихся продуктов («Кокс и химия», 1984, № 6, с. 38, 39). О растворителях для удаления серы из промысловых коммуникаций («Газовая промышленность», 1984, № 6, с. И). Об автоклавном ячеистом бетоне на основе песка барханов («Бетон и железобетон», 1984, № 7, с. 25, 26). Об использовании вспененных битумов в дорожном строительстве («Автомобильные дороги», 1984, № 6, с. 9, 10). Об экологических характеристиках автомобилей («Автомобильный транспорт», 1984, № 6, с. 36—38). Об оптических свойствах промышленной пыли в атмосфере («Химическая технология», 1984, № 3, с. 53—55). Об огнезащитных гидратцеллю- лозных волокнах («Химические волокна», 1984, № 3, с. 37, 38). О новом опрыскивателе для внесения гербицидов («Сельское хо- хяйство Молдавии», 1984, № 4, с. 38). Об использовании вегетативной массы хлопчатника в качестве удобрения («Агрохимия», 1984, № 5, с. 54—57). 29
-*s* \rf£b?u Ш&& ш mfiWr
Проблемы и методы современной науки «Мир устроен празднично и мудро...» О КВАРКОВОМ УСТРОЙСТВЕ МИКРОМИРА Всего два десятилетия назад возникло еретическое предположение, что элементарные частицы вовсе не элементарны и построены из еще более простых частей — кварков. За короткий промежуток времени, разделяющий момент рождения «сумасшедшей» гипотезы и наши дни, было отыскано немало свидетельств реал ьности существования кварков, и, по-видимому, только самые отъявленные скептики еще сомневаются в кварковом устройстве мира*. Кварки стали ведущей темой многочисленных конференций, совещаний, семинаров. Одна из таких встреч физиков прошла в Алма-Ате, в апреле 1984 года, она называлась вторым Всесоюзным совещанием по кварковым взаимодействиям и малонуклонным системам. На совещание собрались специалисты из разных областей: ядерной физики, квантовой хромодинамики, ядерной спектроскопии. И хотя никаких сенсационных сообщений на нем не прозвучало, оно оставило ощущение некоторой особенности происходящего. В докладах в явном и неявном виде звучала мысль о том, что в физике частиц наступила новая эра, что события двух-трех последних лет — поворотный пункт в этой науке. Смысл революции, происходящей в наших представлениях, можно коротко передать так: «Ядра состоят не из нуклонов — протонов и нейтронов, а из кварков. Физика переходит на кварковый уровень». СЛЕДЫ КВАРКОВ В пользу существования кварков говорит множество косвенных свидетельств: * См. статью Г. Тахтамышева «Третий шаг в глубь материи» — «Химия и жизнь», 1983, № 5. М. Эсхер. Коловращение их можно нащупать, рассеивая одни частицы на других, по необычайно резким отскокам частиц-снарядов; из кварков, как из деталей конструктора, удается составить несколько сотен известных сегодня сильновзаимодействунощи х частиц (адронов), а все эти частицы очень разные и именно кварковый типовой их состав позволил объяснить это разнообразие и систематизировать эти частицы. Но поиски кварков в свободном виде — в космических лучах, на ускорителях, в земном и лунном грунте — дали отрицательный результат. Осталось предположить, что кварки заперты внутри элементарных частиц. В одной из своих статей известный физик Дональд Перкинс, руководитель отдела ядерной физики Оксфордского университета, привел такую цитату из «Философских писем» Вольтера: «Философы, занятые тайнами строения мироздания, похожи на наших путешественников, которые, побывав в Константинополе, пускаются в рассуждения о серале. Они видели только то, что снаружи, но претендуют на знание того, как поступает султан со своими наложницами». Чтобы не уподобляться осмеянным Вольтером туристам, физики-теоретики должны были найти непосредственные следы кварков в установках физиков- экспериментаторов. В конце семидесятых годов таким несомненным подтверждением стали струи адронов в экспериментах на встречных пучках. Сталкивая встречные пучки элементарных частиц, летящие навстречу друг другу, можно наблюдать высвобождение очень большой энергии. Сравните: лобовое столкновение автомобилей гораздо страшнее и разрушительней, чем наезд на неподвижный телеграфный столб. Но в столкновениях частиц энергия уничтожающая становится созидательной: рождается много кварков и частиц, из них состоящих. Как же углядеть кварки в подобных «микровзрывах»? Припомним, как наблюдают обычные элементарные частицы. В начале нашего века была изобретена камера Вильсона: элементарная частица пролетала через камеру, заполненную туманом, срывала на своем пути электроны с атомов газа и на образовавшихся в камере ионах начинали конденсироваться, водяные капельки. Потом были изобретены 31
/ Рождение элементарных частиц при столкновении встречных пучков. Цветной точкой обозначено место столкновения частиц из встречных пучков — они движутся перпендикулярно плоскости рисунка. От этой точки в разные стороны расходятся следы примерно двух десятков элементарных частиц, возникающих там, где пролетели кварки. Видно, что они отчетливо группируются в две струи другие детекторы частиц — пузырьковые, искровые, эмульсионные, но суть их оставалась прежней: частица ионизировала вещество, через которое пролетала, а на ионной «трассе» возникал уже видимый глазом след пузырьков или искр. Иными словами, экспериментаторы в своих установках «видят» не саму элементарную частицу, а лишь след, который она после себя оставила. Какой же след оставят после себя кварки, родившиеся в столкновении энергичных пучков частиц? Следом кварков оказывается целый сноп, или струя, элементарных частиц — адронов, летящих по направлению движения кварка. Когда частицы сталкиваются, рождаются кварки. Они летят от места рождения в разные стороны, взаимодействуют, и чем больше они удаляются друг от друга, тем сильнее взаимодействуют — такова особенность этого взаимодействия. Концентрация энергии растет, становится огромной, и это приводит к тому, что из вакуума рождаются пары частиц—античастиц, которые и сопровождают разлетающиеся кварки. Так по следу кварка возникает своеобразный трек — струя родившихся из вакуума частиц, а сам вакуум играет роль среды, в которой этот трек появляется*. На рис. 1 можно увидеть струи частиц, зафиксированные на ускорителе PETRA в Гамбурге в эксперименте на встречных пучках. Впервые такие струи обнаружили на стэнфордском ускорителе, а сегодня их «видят» во взаимодействиях на встречных пучках электронов и позитронов всюду, где энергия сталкивающихся частиц достигает десяти или чуть больше миллиардов электрон-вольт. Наблюдение струй стало не только четким экспериментальным доказательством существования кварков. С их помощью стало возможным систематическое изучение свойств кварков, их параметров и особенностей взаимодействия. Изучая, из каких частиц состоит струя, можно определить, какой кварк ее породил. Исследуя закономерности пространственной ориентации струй, можно уяснить, как именно рождаются кварки, какова энергия, затраченная на их рождение, установить размеры самих кварков. Удалось показать, что кварк, как и электрон,— точечная частица. Во всяком, случае, он не больше 10 " см — таково доступное сегодня для измерения расстояние (размер протона — 10 и см). Изучая распределение струй по углу их вылета, впервые удалось непосредственно определить собственный момент вращения кварков — спин. Если бы у кварков спин был нулевой, то струи разлетались бы симметрично — выделенного направления в них не было бы. А в эксперименте в распределении струй просматривалась явная угловая зависимость, как раз такая, какую теория предсказывает для частиц со спином 1/2. Таким образом, экспериментаторы получили надежный инструмент для изучения кварков, и сейчас это изучение развернулось в полную силу. КВАРКИ В ЯДРАХ: НА ПУТИ К СВОБОДЕ Кроме струй — кварковых треков — за два последних года был обнаружен новый эффект, поколебавший абсолютную уверенность в том, что кварки не могут вылетать на свободу. * О рождении частиц из вакуума было рассказано в статье «Что такое пустота?» — см. «Химию и жизнь», 1982, № 7. 32
Припомните стандартную схему постановки опыта в физике элементарных частиц: частицы-снаряды налетают на частицы-мишени, и по особенностям их отскакивания экспериментаторы судят о свойствах как снарядов, так и мишеней. Столкновение ядра-снаряда с яд ром-мишенью: верхняя часть — фотография события, средняя — изображение этой же фотографии на дисплее ЭВМ, а нижняя — схематическая расшифровка всех треков с указанием, что каждый из них означает. Ясно выделяется короткий утолщенный трек — след ядерного фрагмента 2 «Химия и жизнь» № 11 зз
Именно в таком эксперименте Эрнест Резерфорд в начале нашего столетия обнаружил, что в атоме есть очень маленькое и очень плотное ядро. Аналогичным образом через полвека удалось нащупать в элементарных частицах кварки. Но точность экспериментальных установок все растет, и теперь удается определить еще и скорость движения кварков внутри частиц, и размеры области, в которой кварки способны передвигаться (точнее говоря, обычно определяют не скорости элементарных частиц и кварков, а их импульсы — произведение массы на скорость) . Казалось бы, странный вопрос: в каком объеме передвигаются кварки? Частицы остоят из кварков, кварки в свободном виде не встречаются, иначе говоря, не вылетают, значит, и передвигаться они могут только в пределах элементарной частицы... В экспериментах ЕМС — международной группы физиков, в том числе советских, работающих в ЦЕРНе, получены очень интересные результаты. При рассеянии протонов на протонах по отскоку частиц определяли импульс кварка, на который натолкнулась налетающая частица. Зарегистрировав большое число — миллионы таких отскоков, можно составить специальную сводную таблицу: какая в частице доля быстрых кварков, какая помедленней и какая совсем медленных. Но вот в качестве мишеней были выбраны ядра железа (наиболее доступный материал с большим атомным весом), и оказалось, что сводная таблица для скоростей (импульсов) кварков отличается от таблицы, полученной для мишеней-протонов: доля медленных кварков в ядрах гораздо больше. Квантовая механика устанавливает связь между импульсом частицы и размером той области, в которой она может находиться,— это известное соотношение неопределенностей Гейзен- берга. И если в ядре железа доля медленных кварков больше, чем в частице, то изменяются и размеры «клетки», в которой разрешено кваркам перемещаться,— они увеличиваются, и клетка становится больше отдельной частицы. Первые модели ядра представляли его состоящим из протонов и нейтронов — большой шар из шариков поменьше. Потом появилась кварковая гипотеза и модель чуть модифицировалась: ядро (большой шар) из частиц (шаров), а те, в свою очередь, из шариков-кварков. Теперь оказывается, что ядро представляет собой сложное образование из кварков, которые то расползаются за границы протонов и нейтронов, то опять в них собираются. Это значит, что кварки не так уж намертво заперты внутри частиц и, чтобы понять устройство ядра, надо исследовать и рассчитывать взаимодействие кварков. Вот он, важнейший итог развития наших физических представлений. Переход на новый уровень представлений можно сравнить по значимости с тем моментом, когда было понято устройство атома и химические свойства элементов стали объяснять на основе электронного строения атома: активность элемента зависит от того, как распределены электроны по орбитам. Возможно, теперь удастся так же успешно понять свойства ядра, классифицируя кварки внутри него. Оговоримся сразу, что эти допущения, рожденные по аналогии с событиями, которые уже произошли, относятся пока к области чистых гипотез, но возможно, и в таком простом методе аналогий окажется рациональное зерно. Итак, похоже, что внутри ядра кварки могут, хоть и не до конца, слегка, освобождаться из своего заточения. А нет ли еще каких-то опытов, где они демонстрировали бы необычное поведение? Оказывается, есть. АНОМАЛОНЫ Уже более десяти лет умеют разгонять в ускорителях не только элементарные частицы, но и ядра атомов. При ударе таких массивных «снарядов» по ядру мишени высвобождается гораздо больше энергии, чем при столкновении частиц, а это открывает и большие возможности для рождения новых объектов микромира (рис. 2). Иногда при столкновении ядер высоких энергий рождаются осколки, которые взаимодействуют с веществом гораздо активнее, чем им следовало бы. За эту аномальную активность их назвали аномалонами. Аномалон, появившись на свет, пролетает очень малое расстояние (например, один-два сантиметра вместо десяти положенных) и опять взаимодействует с ядром вещества мишени. Это досрочное взаимодействие вызывает удивление. Ведь хорошо изве- 34
стно, что атомное ядро в десятки тысяч раз меньше самого атома. Поэтому очень странно, что осколок, родившийся в ядерном столкновении, тут же наталкивается на другое ядро, как бы отыскивает его. Так же странно выглядел бы велосипедист, который не может проехать между телеграфными столбами, разнесенными на километр один от другого, не задев их. Если, конечно, никакая сила его к этим столбам не тянет. А мы знаем, что сильные ядерные взаимодействия тут замешаны быть не могут, так как власть их простирается не дальше самого столба — нуклона. Однако призовем на помощь аналогию. Внутри атома действуют электромагнитные силы, но если посмотреть на него снаружи, то выглядит он нейтральным, потому что заряды положительного ядра и отрицательных электронов взаимно нейтрализуют друг друга. Между атомами, сильно удаленными друг от друга, действие атомных сил не заметно. Но если атомы оказываются по соседству, то начинает сказываться пространственное распределение зарядов в атоме и возникают химические связи. Значит, короткодействующие (по атомным меркам) химические связи — это результат сложного наложения дальнодей- ствующих электромагнитных сил. Может быть, и ядерное короткодействие имеет аналогичную природу? Так или примерно так появилось предположение, что странное поведение аномалонов есть одно из первых реальных указаний на то, что сильное взаимодействие может проявлять себя и на больших расстояниях. И доказательство этому было отыскано с помощью кварков. У кварков есть такая необычная характеристика, как цвет, ничего общего с цветом в обыденном смысле этого слова не имеющая, а лишь помогающая отличать разные сорта кварков. Теоретики пока не понимают физического существа этого различия и просто «раскрашивают» кварки в разные цвета, тем самым фиксируя их непохожесть. В обычных нуклонах и ядрах цвет составляющих их кварков скомпенсирован так, что частицы и ядра бесцветны. Может быть, аномалоны — это объединения кварков с некомпенсированным цветом? Иначе говоря, родился ядерный осколок с вполне нормальными массой и зарядом, но вот затесался в него лишний цветной кварк (скажем, вместо компенсирующих друг друга «красного» и «антикрасного» в аномалоне сидят два «красных» кварка). Ядерная активность таких фрагментов резко увеличена. Это как бы «цветные ионы» — по аналогии с ионами металлов. Хорошо известно, что активность атомного иона резко возрастает с ростом его заряда. Так и во взаимодействиях аномалонов, возможно, проявляет себя цветовой заряд. Впервые аномалоны, эти частицы с аномально коротким свободным пробегом, были открыты тридцать лет назад при фоторегистрации космических лучей. С тех пор их научились надежно наблюдать при столкновении энергичных ядер на ускорителях. И все это время эти объекты микромира привлекают пристальное внимание. Их природе, особенностям поведения были посвящены уже два международных совещания. Эксперименты и изучение их результатов идут теперь во многих странах (в СССР, Индии, Италии, ФРГ, Швейцарии, Швеции, США), но надо признать, что единомыслия среди теоретиков нет. Единственное, в чем не сомневается большинство специалистов,— это то, что в поведении аномалонов проявляются какие-то необычные свойства кварков. В ПОИСКАХ КВАГМЫ Если подтвердятся представления о том, что кварки могут освобождаться из своего заточения внутри частиц, то можно представить себе и полное их «раскрепощение». Ядерное вещество в таком случае должно переходить в новое состояние — кварк- глюонную плазму, или, как иногда ее называют, «квагму» (глюоны — это частицы, склеивающие кварки в элементарные частицы). Что же такое квагма? Вспомним обычную плазму. Электроны в атомах сидят на строго определенных орбитах, расположенных внутри атомов, но при достаточно большом разогревании (миллионы градусов) электроны получают энергию, достаточную для того, чтобы оторваться от ядра. Возникает смесь высокоэнергичных электронов и атомных ядер, в которой и те и другие свободно перемещаются. Внутри элементарных частиц энергия связи кварков и глюонов в миллионы раз больше, чем у электронов в атоме. Вполне можно представить себе, что при 2* 35
очень большом нагреве компактное образование из кварков и глюонов — элементарная частица перейдет в новое состояние, квагму. Только надо понимать, что температура этого нагрева должна превышать сотни миллиардов градусов. Это гораздо больше той самой высокой температуры, которая возникает в сегодняшнем космосе только в центре сверхновой звезды и составляет несколько миллиардов градусов. Но квагма могла бы образовываться и в искусственных условиях — в ускорителях, при столкновении пучков энергичных частиц. Некоторая доля кинетической энергии столкнувшихся частиц, порой значительная, переходит в тепло, разогревая сами частицы. Аналогично разогревается кусок металла под ударами молота. Конечно, если бомбардировать ядра-мишени пучками электронов или протонов, то нужного эффекта не получится: эти снаряды будут пронизывать ядра насквозь, теряя лишь малую долю своей кинетической энергии. Расчеты показывают, что желаемый результат удастся получить лишь при столкновении тяжелых ядер, например урана. Но не при любом их столкновении, а лишь при лобовом, когда ядра после соударения останавливаются и вся энергия их движения переходит в тепло — вот тогда и можно ожидать достаточного нагрева. Группа физиков из ФРГ и США провела на ускорителе BEVALAC в Беркли (США) специальные эксперименты с целью выяснить, какая часть энергии соударения ядер переходит в тепло и могут ли в принципе ядра после соударения останавливаться полностью. Результаты опыта показывают, что, например, ядра кальция еще слишком малы и недостаточно плотны для того, чтобы полностью остановить друг друга при столкновении, это удается лишь ядрам тяжелее ниобия. Чтобы дать точный ответ на вопрос о температуре, при которой ядерное вещество превращается в квагму, сейчас ведутся расчеты на мощных ЭВМ. Вот первые результаты: температура должна достичь 200 МэВ A электронвольт — это примерно 12 тысяч градусов). Грубо этот расчет можно провести на основе следующих наглядных рассуждений. Масса протона — примерно 938 МэВ. Масса кварков, из которых он «сделан», очень мала — всего несколько электронвольт. Вся основная масса протона расходуется на энергию связи кварков, примерно по 300 МэВ на каждый кварк, так как их в протоне три. Значит, чтобы разорвать связь кварков в протоне, надо нагреть его до температуры 200—300 МэВ (более тысячи миллиардов градусов). Названные цифры лишь немного превышают возможности существующих ускорителей тяжелых ионов. Уже готовятся эксперименты по поиску и получению квагмы и изучению ее свойств. КВАРКИ И РОЖДЕНИЕ ВСЕЛЕННОЙ Представление о столь необычном состоянии вещества, как квагма, сформулированное на основе нового понимания устройства микромира, позволяет по-новому взглянуть и на макромир. Речь идет не более и не менее, как о рождении Вселенной. Общепринятой сегодня в космологии моделью рождения и развития Вселенной служит модель Большого взрыва. Одно из основных экспериментальных свидетельств в пользу Большого взрыва — микроволновое реликтовое излучение, открытое двадцать лет назад*. Оно пронизывает Вселенную во всех направлениях однородно и изотропно. Сначала эта изотропность радовала астрономов, потому что была аргументом «за» Большой взрыв. Чтобы излучение шло сейчас одинаково со всех концов Вселенной, оно должно было быть испущено из сравнительно небольшого изначального объема, где температура всего вещества в основном одинакова. Это значит, что сегодняшняя Вселенная была когда-то очень сжата и очень горяча, а потом последовал взрыв, разметавший вещество. Но по мере того как точность экспериментальных измерений возрастала, однородность реликтового излучения все более подтверждалась, а радость экспериментаторов таяла. Как говорится, все хорошо в меру: даже при испускании лучей из небольшого объема всегда есть флуктуации температуры вещества в этом объеме, а значит, должны быть флуктуации и у реликтового излучения. А их-то как раз и не было. Из разнесенных далеко друг от друга областей Вселенной приходит излучение одной и той же температуры, и это совершенно * См. статьи «Давным-давно, двадцать миллиардов лет назад» («Химия и жизнь», 1983, № 8) и «Такая замечательная Вселенная» A984, № 1). 36
необъяснимо — ведь Вселенная в первые мгновения после рождения хоть и была гораздо меньше, чем сегодня, но все же достаточно велика, и разные области в ней были нагреты, по всей вероятности, по-разному. И температура самых удаленных ее частей не должна была успеть идеально уравняться хотя бы потому, что эти части очень быстро разлетались. Может, неверна гипотеза Большого взрыва? Нет, такого вывода пока не следует, надо лишь откорректировать ее. Доктор физико-математических наук А. Д. Линде из Физического института АН СССР и независимо теоретики из Пенсильванского университета П. Штейнхардт и Альбрехт предложили такое уточнение: кроме первого взрыва, который привел к возникновению и расширению Вселенной, был и второй, который разметал участки Вселенной с одинаковой температурой на далекие расстояния. По мнению авторов этой гипотезы, на самой ранней стадии расширения после первого Большого взрыва выделилось дополнительно колоссальное количество энергии. Причем не постепенно, как при тепловом расширении, а мгновенно, как при фазовом переходе. Нечто подобное,— естественно, в гораздо меньших масштабах,— происходит при замерзании переохлажденной жидкости, когда выделяется большое количество скрытой теплоты. Основные вопросы, конечно же, таковы: откуда взялась колоссальная скрытая теплота во Вселенной и что это за фазовый переход? Тут и были призваны на помощь новые представления. Вот одно из объяснений: до момента второго взрывного расширения вещество во Вселенной существовало в виде кварк-глюонной плазмы, а фазовый переход — это не что иное, как слипание кварков в элементарные частицы. При расширении Вселенной температура падает, и уже через миллионную долю секунды после Большого взрыва она настолько «мала» (тысячи миллиардов градусов), что кварки начинают объединяться в частицы. После объединения они переходят в новое состояние — «невылетающих», и колоссальная выделенная энергия — плата за это невылетание. Или наоборот, не вылетание — плата за высвобожденную энергию, это уж кому как больше нравится. Нечто аналогичное, но лишь по внешнему проявлению происходит в термоядерной реакции: ядра дейтерия сливаются в ядро гелия, и при этом выделяется огромная энергия. Может быть, и кварки аналогичным образом утратили свободу, слившись в элементарные частицы много миллиардов лет назад? НА ГОРИЗОНТЕ — КВАРКОВАЯ ХИМИЯ Итак, от споров о том, есть кварки или нет, физика микромира перешла к их интенсивному изучению. И это не обычный отвлеченный интерес к очередным экзотическим частицам. Во-первых, совершенно очевидно, что на устройство ядра можно и нужно смотреть теперь совершенно по-новому. Во-вторых, исследование кварков открывает для нас новое состояние вещества — квагму. В-третьих, исследование квагмы может дать ключ к пониманию эволюции нашей Вселенной. В-четвертых, можно помечтать о «кварковой» энергетике — ведь при слиянии кварков выделяется в десятки раз больше энергии, чем при термоядерном синтезе. Однако тут автор должен извиниться: это уже просто мечтания, и рано включать их в круг проблем даже научно-популярной статьи. Хотя заглянуть вперед следует. В прошлом веке Д. И. Менделеев создал Периодическую систему элементов — фундамент современной химии. В наши дни формируется система элементарнейших частиц в природе — кварков и лептонов — фундамент современной физики микромира. Примечательно, что заседания упомянутого в начале статьи Всесоюзного совещания в Алма-Ате проходили в конференц-зале Института химических наук, украшенном портретом Д. И. Менделеева. Это можно считать своеобразным знаком того, что пришло время «кварковой химии» — так, наверное, можно называть теперь ядерную физику. А задача физиков — подумать о том, из чего сделаны кварки, искать пути к следующему уровню материи. Надо честно признаться, что задача эта архисложная и подступить к ней удастся, наверное, не раньше чем в следующем тысячелетии. Л. СЕМЕНОВ 37
- ОЫЗРЕНИЕ Вода становится чище Благодаря внедрению разработок, выполненных по программе Комитета СЭВ по научно- техническому сотрудничеству в области охраны окружающей среды у нас в стране сброс неочищенных стоков сократился с начала этой пятилетки на 10 процентов, а объем оборотного водоснабжения достиг 68 процентов от общего использования воды на производственные нужды. Тишина и зелень «Вертикальное зонирование'территорий (вместе с горизонтальным) — единственный возможный сейчас путь действительного улучшения качества городской среды в старых районах»,— утверждают ленинградские архитекторы А. Ананчен- ко и А. Шендерович. На практике это должно выглядеть так: двор-колодец перекрывается на уровне второго этажа. Внизу сосредоточены все хозяйственные функции (там располагаются подсобные закутки магазинов, помойка и т. д.), а верх отдан людям. Уровень шума на втором этаже двора будет, по расчетам, на 80—90 процентов ниже, чем в обычном дворе. Кроме того, до 80 процентов площади второго этажа можно отвести под зелень. '\)У Л «^ 1 Побочный эффект Как сообщает журнал «Popular Mechanics», в Соединенных Штатах возник неожиданный спрос на... трубочистов. Энергетический кризис и вызванное им вздорожание нефти и электроэнергии заставляет американцев возвращаться к дровяному отоплению. А чтобы содержать в порядке 40 миллионов оборудованных за последние годы печей и каминов, требуется по меньшей мере 20 тысяч профессиональных знатоков 'этого забытого ремесла. ^ tss? Г'< *1 ^|| ш 0Б03РЗНИЕ Холодно, холодно... Тепло! Наша Земля — все-таки холодная планета. В течение последнего миллиона лет длительные периоды оледенения, длившиеся примерно по сто тысяч лет, чередовались с непродолжительными — всего по 10 тысяч лет — оттепелями. К такому выводу пришли английские геологи, изучив образцы пород из 'скважин в Северном море. Дожди и Солнце «В Индии в разгаре сезон дождей. Второй год подряд муссон с океана несет полям и посевам достаточно влаги»,— писали газеты минувшим летом. К сожалению, так бывает не всегда. Урожайные годы сменяются засушливыми. Индийские ученые из Института тропической метеорологии, проанализировав чередование дождливых и засушливых лет с 1891 года, обнаружили существование 22-летнего цикла. Как раз за это время магнитное поле Солнца дважды меняет свой знак. Правда, не ясно, как именно это влияет на погоду, но становится возможным долгосрочный прогноз и соответствующее планирование. Кстати, если расчеты подтвердятся, то следующую засуху надо ждать в начале 90-х годов. Прямой резон Применение микропроцессоров в бытовых стиральных машинах ОБОЗРЕНИЕ дает экономию времени до 23 процентов, а электроэнергии— до 58 процентов, утверждается в журнале «Техническая эстетика» A984, № 6). Убийца известен В документах английского общества «Действия в защиту здоровья и против курения» табак именуется не иначе как «яд», а курение — «злоупотреблением наркотическими средствами». Герцог Глостер, не шекспировский герой, а наш современник, патрон этой организации, привел данные («New Scientist»), 1984, № 1399, с. 42), судя по которым, эти определения — не столь уж большое преувеличение. Из каждой тысячи курящих англичан один умирает раньше отведенного природой срока, пав жертвой убийц, шесть — в автомобильных катастрофах и 250 (!) — из-за болезней, вызванных курением. Цитата Как умственные способности, так и подвижность динозавров значительно недооцениваются. Дж. Л. КЛАУДСЛИ- томпсои. профессор зоологии Лондонского университета, «New Scientist», \ 984, № 1405
Пластмассовые опоры На английских железных дорогах испытываются новые мачты подвески контактной сети, изготовленные из стекловолокна, ламинированного полиэфирной смолой. Трехметровый элемент такой конструкции весит всего 30 кг. Горизонтальный прогон, перекрывающий четыре пути, четверо рабочих собирают вручную всего за 15 минут. Чтобы смонтировать такой же прогон из обычных стальных элементов, требуется двадцать человеко-часов и подъемный кран. Пройдите по половице! Психолог из университета штата Колорадо (США) Р. Пло- мин считает, что все современные способы проверки водителя на трезвость — в том числе лабораторный анализ содержания алкоголя в крови и моче — недостаточно достоверны. Нередко бывает так, что «по науке» испытуемый трезв, а за руль ему лучше все-таки не садиться. Психолог советует сотрудникам автоинспекции в спорных случаях не надеяться на аппаратуру, а попросту предлагать водителю пройти по прямой линии. Протез для барса Снежному барсу не прикажешь сидеть на месте спокойно, и это очень беспокоит ветеринаров из зоопарка канадского города Калгари. Дело в том, что восьмилетняя самка снежного барса из этого зоопарка стала первой представительницей семейства кошачьих, у которой одна из костей левой задней — толчковой! — ноги заменена на искусственную. Обрадовавшись, что ей больше не досаждает артрит, четвероногая пациентка уже через несколько дней прыгала с десятиметровой высоты. Правда, потом она несколько угомонилась — ожидает потомства. Числом поболее, ценою подешевле В 1983 году на земном шаре зарегистрировано 70 землетрясений силой свыше 6,5 баллов по шкале Рихтера — на 14 больше, чем в 1982 году. Вместе с тем во время землетрясений 1983 года погибло в полтора раза меньше людей, чем в предыдущем году. Десять миллионов рефератов В марте нынешнего года реферативный журнал «Chemical Abstracts» опубликовал десятимиллионный реферат. Им стало сообщение под № 95471 в сотом • *• В 1900 г. выпускалось около 10 000 научных журналов, в 1970 —около 100 000, в 2000 г. их будет около миллиона. В 2000 г. доля пластмасс в общем потреблении всех видов материалов составит 78 %. К 2010 г. производство пластмасс сравняется с производством стали (по весу). В 2000 г. 80—85 % населения земного шара будет жить в сверхгородах (мегаполисах). X. БАЙНХАУЭР, Э. ШМАККЕ. Мир в 2000 году. Свод международных прогнозов. 1973 г. 01#ЗРЕнй« 0bC6.Vffi!HE ОЕСЗШГ^- * томе о работе группы ученых из Сеульского университета, описывающей получение и молекулярную структуру комплекса перхлората никеля II с гекса- дентатным макробициклическим лигандом. «Chemical Abstracts» был основан в 1907 году. Первый миллион рефератов набрался за 32 года. Еще 33 года потребовалось, чтобы общее число опубликованных рефератов достигло пяти миллионов. Дальше дело пошло еще быстрей: всего за 13 лет было прореферировано (и следовательно, написано) еще пять миллионов работ. Польза от мышеи английских газетах сообщают: один фабрикант на раз- мотной хлопчатобумажной фабрике своей вместо паровых машин придумал пустить в дело мышей. У него работают до 100 штук этих грызунов под присмотром нескольких рабочих, вертясь в маленьких колесах, вроде белок в клетке. По расчету этого изобретателя новой двигательной силы, каждый мышонок делает в колесе более 15 верст в день и разматывает сотни ярдов бумажных ниток. За всеми расходами на разведение и корм мышей и необходимыми за- ' тратами по фабрике, каждая мышь зарабатывает ему 5 шил-J лингов в год чистого дохода. Вывоз муравьиных яиц за границу Между тем как из России уменьшается или вовсе прекращается вывоз за границу некоторых товаров, на смену им появляются новые предметы, которые ранее вовсе не требовались от нас иностранцами. Так, в самые последние годы стали отпускать из России за границу высушенные муравьиные яйца, которых уже вывозят на 100 000 руб. в год. Вывоз их • мог бы еще увеличиться, если бы торгующие 4 ими умели лучше их сохранять. «Природа и охота», 1884
,.- W -С *•/• •^•ь .? *9 з w» ^-^ O1^ Jx Интервью Животноводство сегодня и завтра «химии и жизни» БЕСЕДА КОРРЕСПОНДЕНТА Н. ПРОШИНА С ВИЦЕ-ПРЕЗИДЕНТОМ ВСЕСОЮЗНОЙ АКАДЕМИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ НАУК ИМ. В. И. ЛЕНИНА, АКАДЕМИКОМ ВАСХНИЛ ЛЬВОМ КОНСТАНТИНОВИЧЕМ ЭРНСТОМ. В Продовольственной программе большое внимание уделяется дальнейшему развитию животноводства: по калорийности наш рацион соответствует физиологическим нормам, сейчас важно улучшить структуру питания, увеличив производство наиболее ценных продуктов, в том числе молока и мяса. Что делает для этого сельскохозяйственная наука?
В животноводстве главное средство производства — животные. От того, как они перерабатывают корма в мясо, молоко и другие продукты, во многом зависит эффективность работы отрасли. Поэтому одна из главных задач современного животноводства — повышение генетического потенциала скота. При современных требованиях к росту производства продукции сельского хозяйства возникла необходимость коренным образом изменить старые, традиционные методы селекции. Раньше этот процесс шел медленно: существовали племенные стада, в них скрупулезно отбирали животных, хорошо себя зарекомендовавших, потом продавали их в товарные хозяйства, там от них получали потомство... Сейчас разработана и широко внедряется так называемая система крупномасштабной селекции. Цель ее — повсеместное и быстрое улучшение пород животных. Система крупномасштабной селекции позволила провести сравнительную оценку разводимых в стране пород. Было установлено, что черно-пестрая порода крупного рогатого скота в большинстве районов страны превосходит по продуктивности и некоторым другим хозяйственным признакам остальные породы. Численность животных черно- пестрой породы достигла сейчас почти 18 млн. голов, темпы роста ее поголовья являются беспрецедентными. В обычных условиях это, как правило, привело бы к снижению генетического потенциала продуктивности. Однако строгий отбор, точная генетическая оценка скота, управление процессами селекции, использование для улучшения потомства лучших быков привели к повышению потенциальной продуктивности породы. Сейчас средний годовой удой коров этой породы на 300—400 кг выше, чем животных других пород. Более активно ведется теперь работа по использованию мировых генетических ресурсов. Пример тому — широкая программа использования голш- тино-фризского скота для дальнейшего улучшения черно-пестрой породы. Это должно увеличить годовой удой коров на 400—600 кг, улучшить приспособленность животных к содержанию в условиях механизированных ферм. Если раньше, при старых методах воспроизводства стада, от одного хорошего быка можно было получить несколько сот потомков, то теперь, применяя методы искусственного осеменения и длительного хранения мужских гамет (половых клеток), — нес колько десятков тысяч потомков. То есть стало реальным иметь стада высокопродуктивных животных в каждом хозяйстве, на каждой ферме. Конечно, перемены коснулись не только биологических методов работы. Возьмем, к примеру, проблему оценки скота. Раньше информацию о животном можно было, так сказать, просчитать на счетах. А сейчас, поскольку из-за малейшей ошибки можно пустить в производство десятки и даже сотни тысяч потомков плохого животного, учет стал строже. Мы имеем всю информацию о предках быка-производителя до пятого поколения. Первое — родители, второе — деды, третье — прадеды... Каждый ли из нас может похвастаться, что знает всех своих прапрадедов? В учетной карточке животного теперь уже около тысячи цифр, переработать такое количество информации о каждом из многих тысяч племенных животных вручную трудно. Поэтому Всесоюзным институтом животноводства и Латвийским институтом животноводства создана и уже действует в Латвии и некоторых других республиках и областях страны система автоматизированного учета «СЕЛЕКС» (селекция — экономика — система). Ее память хранит данные о многих миллионах животных в разных регионах страны. Система может выдавать конкретные рекомендации по селекции с учетом местных условий. В недалеком будущем с помощью этой системы можно будет планировать селекционную работу в масштабах всей страны. . Сколько пород тогда останется в стране: одна-две, десяток? Небольшие страны могут позволить себе уменьшать число пород: например, в Нидерландах сейчас разводят крупный рогатый скот практически только одной породы — черно-пестрой. А страны с большим разнообразием природно- климатических зон вынуждены иметь несколько пород. У нас в стране есть зоны с экстремальными условиями, скот должен быть максимально приспособленным к ним. Например, в среднеазиатских республиках бич молочного скотоводства — кровепаразитарные заболевания. Животные обычных пород — 41
той же черно-пестрой — там быстро выходят из строя. Поэтому для этих районов пришлось вывести новых, устойчивых к определенным болезням животных — гибрид коровы и зебу. Ну а в целом по мере интенсификации и индустриализации отрасли условия содержания скота в какой-то степени выравниваются и животные определенных, более продуктивных пород распространяются быстрее. Это закономерный, экономически обоснованный процесс. Так было всегда в истории животноводства. Если пустить дело на самотек, местные породы могут исчезнуть совсем. Парадоксально, но факт: мы хорошо осознали необходимость сохранения редких видов диких животных и еще не до конца осознали необходимость сохранения наших традиционных пород скота, которые разводят столетиями, над которыми работали и люди, и природа. А ведь генотип животных многих местных пород уникален: они могут быть устойчивыми к некоторым заболеваниям, к экстремальным климатическим условиям. Многих свойств мы пока и не знаем — генотип сельскохозяйственных животных изучен недостаточно. Где сохранять животных местных пород? В хозяйствах? Это нерационально, их задача — получать все большее количество продукции. Держать стада при институтах? Слишком дорогое удовольствие. Сейчас, когда разработаны методы длительного хранения мужских гамет животных, появилась возможность создать экономически обоснованную систему сохранения* генетических ресурсов. Кроме того, в последние годы разработаны методы длительного хранения ранних эмбрионов. Это позволит сохранять генофонд местных пород, решит и некоторые другие проблемы. Например, есть коровы-рекордистки, дающие много молока. Их качества также хочется сохранить в потомстве. А корова за свою жизнь рождает всего 4—5 телят. Если извлекать нехирургическим путем ранние эмбрионы и пересаживать их другим коровам, не столь ценным, от коровы-рекордистки можно будет получать уже несколько десятков потомков. Ведутся у нас в области селекции работы и на перспективу. Например, пока еще мы не можем получать от 42 выдающихся родителей таких же точно выдающихся потомков. Ведь из тысяч сочетаний генов особо удачным бывает только одно, и вероятность того, что оно повторится, ничтожна. Поэтому сейчас стоит задача научиться получать полностью идентичные копии выдаю- v щихся животных. Поиск идет в нескольких направлениях. Например, копировать животных — правда, только женские особи — можно, разработав режим партеногене- тического размножения. Это уже удалось с тутовым шелкопрядом, сейчас проводятся работы на сельскохозяйственных животных. Или другой вариант решения: пересадка ядра оплодотворенной яйцеклетки в обычную клетку. Таким способом давно уже делают генетические копии лягушек. Но подобные операции слишком сложны. Особые надежды возлагаются на методы генной инженерии. Получать определенные гены мы уже научились, теперь важно научиться встраивать их. Генотип позвоночных животных гораздо сложнее, чем одноклеточных организмов, и результат пересадки зависит не только от самого гена, но и от места, куда он встроен. • Еще один вариант копирования — искусственное получение однояйцевых близнецов. Но много животных таким способом не получить, поэтому метод будет использоваться не для массового копирования, а для создания групп одинаковых животных, необходимых при различных опытах (одна группа — объект исследования, другая — контроль). Сейчас из-за генетического разброса приходится держать группы минимум по 15 голов, а можно будет ставить опыт, имея всего несколько пар животных. До сих пор речь шла об увеличении потенциальных возможностей скота. Но надо их еще реализовать... Конечно. Пока потенциальная продуктивность животных на 60 % выше, чем реальная. Этот разрыв необходимо * сокращать. Главное условие, влияющее на реальную продуктивность скота,— это система кормления. Раньше рацион оценивали по 4—5 показателям, теперь считается необходимым учитывать 25—30, вплоть до потребностей по отдельным микроэлементам и аминокислотам. Необходи-
мо обеспечивать животных хорошими кормами, сбалансированными по всем питательным веществам. Впрочем, о производстве кормов надо говорить отдельно. Но есть проблемы и чисто животноводческие, точнее, организационные. Расскажу о главной. Свиньям и птицам нужен корм, содержащий высококачественный белок. Им дают мясо-костную и рыбную муку, другие отходы пищевых производств. А коровы и овцы более неприхотливы к пище, они могут перерабатывать грубые корма, в том числе целлюлозу. Среди продукции растениеводства целлюлозы больше всего. Это огромное богатство может быть использовано. Но нужно совершенствовать структуру животноводства, то есть придерживаться определенного соотношения различных животных. Одно время многие европейские страны чрезмерно развили у себя свиноводство и птицеводство и сейчас вынуждены в огромных количествах закупать зерно и кормовой белок. Причем закупать именно в тех странах, где структура животноводства принципиально иная, например в США, Аргентине. В СССР удельный вес жвачных животных (крупного рогатого скота и овец) значительно выше, чем в США и особенно странах Западной Европы. Это соответствует биоклиматическому потенциалу нашей страны, ведь у нас более 300 млн. гектаров естественных травяных угодий, которые могут быть рационально использованы только жвачными животными. Необходимо и дальше совершенствовать структуру животноводства. Например, там, где много естественных угодий, целесообразно более быстрыми темпами развивать овцеводство. В принципе во многих районах можно значительно уменьшить количество зерна, которое сейчас идет на корм скоту. Кроме травы, существуют и другие потенциально пригодные корма. Есть растительная продукция, содержащая много целлюлозы, но прочно связанной с лигнином. Это солома, отходы древесины и т. п. И у нас, и за рубежом сейчас много работают над тем, чтобы разорвать этот комплекс, обнажить клетчатку. Теперь о другом направлении исследований. Мы хорошо знаем физиологию коровы и других животных, но недостаточно представляем себе то микробное сообщество, которое в этих животных живет и с которым они находятся в симбиозе. А ведь жизнедеятельность коровы во многом зависит от этих микроорганизмов. Благодаря им корова может перерабатывать небелковые азотные соединения — например, мочевину — в белок. Уникальнейшее свойство! Именно микроорганизмы помогают корове переваривать целлюлозу. Почему бы нам не вести селекцию этих микроорганизмов, так же, как мы ведем селекцию самих животных? Практически там происходит естественный отбор. В какой-то степени он идет животным на пользу. Но можно вывести микроорганизмы, которые будут справляться со своей задачей еще лучше, станут более эффективно трансформировать питательные вещества кормов в ту или иную продукцию. Конечно, кормление — главное, но не единственное условие реализации ге- нетичес кого потенциала животных. Нужно внедрять в отрасль современные методы производства. Животноводство — отрасль тяжелая, производительность труда пока невысокая. Нашими учреждениями созданы технологии, позволяющие повысить производительность труда в пять — семь раз, сделать его более привлекательным. Есть хорошие типовые проекты коровников и свинарников, отвечающих всем требованиям современного производства. Надо строить новые, реконструировать и модернизировать старые фермы. «Химия и жизнь» уже писала о современном свинокомплексе на 108 тысяч голов — совхозе «Индустриальный» Краснодарского края A983, № 11). Строительство таких комплексов позволяет решить массу проблем, но, наверное, одновременно возникают новые? Сейчас создалось неправильное впечатление, что индустриализация животноводства заключается в создании ферм- гигантов. Но ведь современная технология может вписаться и в ферму на 200 голов. Преимущества небольших ферм в том, что они максимально приспособлены к сельской местности, для их обслуживания можно найти работников, живущих неподалеку, кроме того, появляется возможность использовать местные корма. Если же возникнут условия для увеличения стада, всегда можно построить рядом еще одну ферму. Типовые проекты коровников и свинар- 43
ников на 200—400 голов уже есть, для них разработаны и высокопроизводительные технологии содержания скота. А проблем на крупных комплексах, да и вообще при современных способах содержания скота, понятно, много. Вот одна из них. Раньше, когда у доярки было, к примеру, восемь коров, она всех их хорошо знала. Сейчас, когда доярка работает с сотней животных, она их, естественно, знает плохо, следить за всеми ей трудно. Получать информацию о продуктивности и состоянии здоровья каждой коровы своевременно мы не можем. И это снижает эффективность работы отрасли. Но, понятно, назад, к ручному труду, возврата нет. Исследователи сейчас идут по более целесообразному пути: разрабатывают датчики и приборы, с помощью которых можно получить объективную информацию о каждом животном. То есть мы от ручной индивидуальной работы перешли к механизированной обезличивающей, а в будущем на базе высокопроизводительного механизированного и автоматизированного труда вернемся к индивидуальной. Но именно в будущем, пока говорить о повсеместном использовании датчиков и приборов рано. Один из недостатков современных ферм — трудность утилизации навоза. Раньше, кажется, такой проблемы не возникало? Сейчас много говорится о необходимости внедрять безотходные технологии. Это относится и к животноводству. Раньше навоз смешивался с соломой подстилки и получалось прекрасное органическое удобрение. Теперь ни о каких подстилках говорить не приходится: где ферме взять соломы на 100 тысяч животных, да и кто будет ее раскладывать, а потом собирать? Значит, при современной ферме нужно строить очистные сооружения. Сейчас у нас пошли по тому же пути, что и при очистке городских стоков: органическое вещество попросту уничтожают. Это вряд ли правильно. Стоки ферм надо использовать. Как? Например, есть работы по орошению ими травостоев, получению биогаза, биоудобрений и даже кормов, например кормовых дрожжей. Или — один из самых перспективных методов — создание биологических комплексов. Отходы ферм попадают в отстойник, где осаждается твердая фракция, потом их перекачивают в пруд, где на них развиваются одноклеточные водоросли и другие простейшие организмы, например амебы, инфузории. Потом размножившихся одноклеточных с более или менее очистившейся водой перемещают в другой пруд, где они становятся пищей для зоопланктона — насекомых, червей, рачков. Здесь вода становится еще чище. А потом зоопланктон перекачивают в рыбный пруд, куда выпускают мальков карпа и толстолобика (эти рыбы не конкурируют друг с другом за пищу). Здесь вода полностью очищается, а рыба вырастает и нагуливается. Таким образом, продукция биологического комплекса — и мясо, и рыба. Очистные сооружения приносят немалую прибыль. Для полной очистки навозных стоков от тысячи свиней требуется, гектар рыбоводно-биологических прудов: 0,25 га под накопитель, по 0,125 га под водр- рослевый и рачковый пруды и 0,5 га — собственно рыбный пруд. И скоро можно будет увидеть такие комплексы? Хоть сейчас. Первые рыбоводно-биоло- гические пруды были опробованы в экспериментальном хозяйстве Всесоюзного института животноводства. Они очищали стоки фермы на 400 свиноматок с приплодом. Сейчас построены и работают рыбные хозяйства при Костромском межколхозном откормочном предприятии на 25 тысяч свиней, при Поволжском комплексе по откорму свиней на 216 тысяч голов. Подытожим нашу беседу: уже создано немало методов и технологий, позволяющих решить многие проблемы отрасли.» Но это лишь первый шаг к увеличению производства продукции и снижению ее себестоимости. Новые разработки необходимо широко применять в деле, иначе, понятно, результатов мы не получим. Элементарная истина? Пока еще нелишне повторять ее почаще. 44
Пожалуй, никакие пищевые продукты не могут конкурировать по разнообразию с кондитерскими изделиями. В магазинах продают конфеты, печенье, торты, пирожные и прочие сладости тысячи названий. А сколько еще делается по домашним рецептам... У этих продуктов есть по меньшей мере два общих свойства: все они высококалорийны и сахаристы. 8 таблице показана для иллюстрации пищевая ценность некоторых типичных кондитерских изделий; как видите, всего 100 г этих продуктов удовлетворяют от 13 до 20 % суточной потребности в калориях и от 9 до 27 % — в углеводах. Коротко рассмотрим самые ходовые у нас сладости. Из конфет больше всего выпускают в нашей стране Из серии «Пища и жизнь». Предыдущие статьи — в №№ 1—Ю. карамели. Она, в зависимости от начинки, состоит на 76—83 % из сахара (сахарозы) и примерно на 10 % из крахмала, то есть 9/10 приходите я на долю усвояемых углеводов. Белков, жиров, минеральных веществ и витаминов в таких конфетах практически нет. Шоколадные конфеты содержат несколько меньше углеводов (в среднем около 50 % сахарозы и 5 % крахмала), при том в них довольно много, 20—40 %, жиров и 200—400 мг% калия. Есть также немного витаминов группы В и от 3 до 7 % белков. Плиточный шоколад — исключительно высококалорийный продукт. Так как влажность его невелика, до 1 %, он не подвергается микробиологической порче и может долго храниться. По этой причине шоколад часто берут в длительные экспедиции и походы как удобный концентрат калорий. Однако надо помнить, что шоколад содержит до 0,6 % теобромина — алкалоида, возбуждающего нервную систему, и до 0,4 % щавелевой кислоты, которая не показана при некоторых внутренних болезнях, например связанных с нарушением обмена веществ. Так что шоколадом и шоколадными конфетами увлекаться не стоит (даже здоровым людям). Перейдем к печеным (мучнистым) кондитерским изделиям. В печенье как таковом содержится 40—60 % крахмала, 15—30 % сахарозы (в сумме 2/3 массы приходится на усвояемые углеводы), 5—10 % жира и столько же белков. Поскольку печенье на 70 % состоит из муки, в него входит соответствующий набор минеральных веществ A00—130 мг% калия, 70— 120 мг % фосфора, 1,0— 1,8 мг % железа) и витаминов группы В (по 0,1 мг % витаминов В| и В2, 0,7— 1,4 мг % витамина РР). Благодаря приятному вкусу, широкой рекламе в жур- 45
Пищевая ценность 100 г продукта (в скобках — примерная доля от суточной потребности, %) Вещества Сахарный лесок Карамель леденцовая Шоколад молочный Печенье сахарное Пряники заварные Пирожное слоеное с кремом налах и книгах и постоянному обмену кулинарными секретами домашние торты и пирожные обрели завидную популярность. Что и говорить, они и вправду вкусны, но не будем забывать о повышенном содержании усвояемых углеводов D0— 70 %) и жиров A0—30 %). Минеральных веществ и витаминов в пирожных и тортах обычно меньше, чем в печенье (пропорционально количеству муки, пошедшей на приготовление теста). Калорийность пирожных и тортов довольно высока — 350—500 ккал на 100 г. Несколько советов для тех, кто предпочитает не покупать готовое, а печь дома. Не храните долго, более 8—12 месяцев, муку: во-первых, она скорее всего начнет прогоркать, во-вторых, в ней могут развиваться личинки хлебных жуков. Некоторые кремы, а особенно заварной,— благоприятнейшая среда для развития болезнетворных организмов, прежде всего стафилококков. На нижней полке холодильника, где температура обычно 4—8 °С, кулинарные изделия с заварным кремом можно хранить не более 6 часов, со сливочным — 26 часов и только с белковым или фруктовым кремом — 72 часа. Как же относиться к кондитерским изделиям с позиций рационального питания? Эпизодически и в небольшом количестве их можно есть всем, даже тем, кто хочет похудеть. Совсем другое дело систематическое потребление, особенно вместо нормального обеда, как говорят, «на скорую руку». В таком случае нарушение энергетического баланса неизбежно, человек быстро будет набирать избыточный вес. Предупредим также чадолюбивых родителей и бабушек против конфетных задабриваний детей. Чрезмерное увлечение сладостями увеличивает риск заболевания кариесом; во вся- Белки, г 0 0 6,* ком случае, после конфет нужно тщательно прополоскать рот водой. В заключение — несколько слов о весьма полезных продуктах, которые рассматривают обычно вместе со сладостями,— об орехах и меде. Из орехов наиболее распространены у нас миндаль, фундук и грецкие орехи. Хотя орехи содержат много A6—22 %) белка, его нельзя считать полноценным, в первую очередь из-за того, что лизина в нем примерно половина от требуемого. Много в орехах и жира, причем богатого высокоценными полиненасыщенными жирными кислотами (особенно выделяются в этом отношении грецкие орехи). Из витаминов отметим токоферолы (витамин Е) — от 23 до 31 мг%; это значит, что 100 г орехов вдвое и даже втрое перекрывают суточную потребность взрослого человека в этом витамине. Отметим также высокое содержание фолацина D0— 77 мкг% при суточной потребности 200 мкг) и минеральных веществ — калия F60—750 мг%), кальция A20—270 мг%) и магния A70—230 мг%). 6,9(8) 7,4(9) 4,8F) 4,1E) >ет Что касается меда, в нем то- только 2 % сахарозы и (в среднем) 36 % глюкозы и не- 37 % фруктозы. Мед сла- 10- ще сахара примерно на »ые треть. В меде есть немного ле- в итами нов группы В ре- A5 мкг % фолацина, 0,2 мг % ниацина) и микро- ас- элементов @,8 мг % желе- ль, за, 0,1 мг % фтора, 2,0 мкг % хи. иода). но- Сейчас много — и не без его оснований — пишут о лечебен- ных свойствах меда. Дей- ?дь ствительно, в натуральном 1ем меде обнаружены антибио- ре- тические вещества, которые : и могут быть полезны при не- со- которых заболеваниях. Од- ен- нако, подчеркиваем, это от- ми носится только к натураль- в ному, а не к так называете мому экспрессному меду *е- (когда пчел подкармливают мн сахарным сиропом). К со- /о"» жалению, такой мед все ча- Ре_ ще встречается не только х>е На рынках, но и в мага- п0" зинах, а отличить его про- ве_ стыми и достаточно быстры- Эт- ми аналитическими спосо- со_ бами затруднительно. Впро- )— чем, сейчас такие методы по- анализа разрабатываются, и, *и- надо надеяться, журнал о ка- них еще расскажет, ль- [аг" Доктор технических наук И. М. СКУРИХИН Жиры, г 0 0 35,7C5) 10A0) 2,8C) 29B8) Углеводы, г Кальций, мг Фосфор, мг Магний, мг Железо, мг Р-каротин, мг Витамин А, мг Витамин В|, мг Витамин В*, мг Витамин РР, мг 99,8 B7) 2«1) 0 0 0,3 B) 0 0 0 0 0 96,7B5) 14B) 6A) 6B) 0,2A) 0 0 0 0 0 52,4A4) 187B3) 235B0) 38A0) 1,8A3) 0 0 0,05C) 0,26A3) 0,55C) 76,3B0) 29D) 90(8) 30(8) 2.1A4) 0 0 0,13(8) 0,09E) 1,44(8) 77,7B0) 9A) 41C) 2«1) 0,6D) 0 0 0,08E) 0,04B) 0,57C) 34,8(9) 28D) 44D) 3«1) 0,5D) 2:11} «»> 0.03B) 0,04B) 0,38B) К алорийность, ккал 379A4) 364A3) 559B0) 424A6) 355A3) 417A5) 46
Mr ань г итрости Наук много, жизнь одна... У каждого журнала — свои разделы и рубрики, и конечно же, мы знаем, что брать чужое нехорошо. Идем на это только из-за исключительности обстоятельств: исполнилось полвека лидеру советской научно-популярной печати, можно сказать, нашему старшему брату (или сестре?) — журналу «Наука и жизнь». А в этом замечательном издании есть не менее замечательная рубрика, которую (в первый и последний раз) мы и позаимствовали. Перечень УДК фиксирует науки в количестве 153 штук, ВАК принимает диссертации по пяти сотням специальностей, подсчет на ЭВМ и на пальцах всех научных направлений, от абазологии до ящероведения, дает числа от 7341 до 7347. Не имея в этом спорном вопросе определенной точки зрения, берем все-таки на себя смелость заявить: MULTAE SUNT SCIENTIAE, VITA AUTEM UNA ET BREVIS, или в примерном переводе (для тех, кто подзабыл латынь): НАУК, В ОБЩЕМ-ТО, МНОГО, НО ЖИЗНЬ, УВЫ, ОДНА, ДА И ТА ДОВОЛЬНО КОРОТКАЯ. И тем не менее вот уже полвека «Наука и жизнь» ухитряется на считанных 160 полосах очень хорошо пропагандировать весь букет современных знаний, добавляя к этому букету один цветок за другим. По нашему мнению, это лежит далеко за пределами человеческих возможностей. Вот мы, на- Zctct/ctt- пример, каких-то два десятилетия все пытаемся сочетать жизнь всего-навсего с одной наукой... Поздравляем юбиляра! С ЛЮБОВЬЮ И ДОБРЫМИ ПОЖЕЛАНИЯМИ — «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ» Информация п Lj п ■ , гт* it! м ± м Т ►< ы м ta г^ ►J м НАГРАЖДЕНИЯ Премия имени В. А. Каргина 1984 года в размере 2000 руб. присуждена академику Н. С. ЕНИКОЛОПОВУ за цикл работ на тему «Кинетика и механизм образования, деструкции и стабилизации кислородсодержащих гетероцепных полимеров». Премия имени А. Н. Баха 1984 года в размере 2000 руб. присуждена доктору биологических наук В. Я. БЫХОВСКО- МУ (Институт биохимии АН СССР) за цикл исследований «Биосинтез и промышленное получение витамина В|2 и его коэнзимной формы». Золотая медаль имени Е. Н. Павловского 1984 года присуждена доктору биологических наук П. В. УШАКОВУ (Зоологический институт АН СССР) за цикл работ по многощетин- ковым червям. Золотая медаль имени В. В. Докучаева 1984 года Присуждена доктору сельскохозяйственных наук Р. В. КОВАЛЕВУ (Институт почвоведения и агрохимии СО АН СССР) за серию работ по генезису, географии почв Западной Сибири и субтропическим почва'м Закавказья, а также за двухтомную монографию по структуре, функционированию и эволюции системы биогеоценозов. Золотая медаль имени И. И. Мечникова 1984 года присуждена академику Г. К. СКРЯБИНУ за цикл работ на тему «Микробиологическая трансформация органических соединений и биосинтез физиологически активных веществ». Премия имени И. И. Мечникова 1984 года в размере 2000 руб. присуждена доктору биологических наук Б. П. МАН- ТЕЙФЕЛЮ (Институт эволюционной морфологии и экологии животных АН СССР) за цикл работ на тему «Экологические и эволюционные аспекты поведения животных». 47
Живые лаборатории Саксаул Есть в нашей стране по крайней мере один большой город, который обязан саксаулу своим спасением. На протяжении столетий саксауловые леса окружали древнюю Бухару. Но в начале XX века они были вырублены — и вот пески, больше не сдерживаемые корнями деревьев, начали наступать на город. Под барханами исчезали целые селения. Но в начале 30-х годов пески были остановлены, и сделал это заслон из черного саксаула: на пути наступавшей пустыни была посажена лесная полоса в добрую сотню километров длиной и 3—4 километра шириной!) И сейчас регулярно и планомерно закла] дываются новые и новые саксауловые лесе Ежегодно десятки центнеров семян сакса^ ла рассеивают с самолетов над тысячами : та ров сыпучих песков в засушливых районах страны. Только в 1981 г. лесоводы Туркмении заложили зеленые полосы на площади 87 тысяч гектаров. Чтобы остановить движение песков, высевают семена саксаула в Калмыцкой АССР, в Саратовской и Астраханской областях. Специальные экспедиционные отряды Центрального ботанического сада АН Казахской ССР заложили первые рощи черного саксаула на солончаках, которые были дном Аральского моря... Удивительно стойкое дерево саксаул. Не так давно был взят под охрану государства редкостный саксауловый лес, обнаруженный в пустыне между Каспийским и Аральским морями. Это совершенно безводный край с каменистой сухой почвой, обильно насыщенной солями. Зимой здесь стоят жгучие морозы, а летом редкие капли дождя, не успевая упасть на землю, испаряются от палящего зноя. Разница между зимней и летней температурой достигает
здесь почти 90 °С. И в таких условиях здесь на площади в 30 тысяч гектаров прекрасно растет саксаул! Этот лес сейчас используют как поставщика «закаленных» семян для закладки посадок в тех районах, где никакие другие растения выжить не в состоянии. Саксаул идеально приспособлен к пустынным условиям. Его корни, переплетаясь, уходят на глубину до 20 м, образуя такую разветвленную систему подземных отростков, что их масса в 20—30 раз больше массы всей надземной части растения: благодаря столь мощной корневой системе дерево и укрепляет почву, останавливая странствующие пески. Корни саксаула, охватывая большое пространство, по крупицам собирают влагу. Его заслуженно называют разведчиком воды в пустынях: внешний вид дерева зависит от размещения грунтовых вод. Там, где они находятся на больших глубинах, саксаул очень низкоросл, ветви его редки, а ствол корявый и изогнутый. Но в местах, где вода подходит к поверхности, он становится стройнее и может вытянуться до высоты 3—4-этажного дома. Но в пустыне мало найти воду — нужно еще ее извлечь, и в огромных количествах: для образования грамма сухого вещества растению требуется до 0,5 л воды с растворенными в ней минеральными веществами. А извлечь воду в пустыне — дело не простое. Чтобы всосать воду, растение, во-первых, должно преодолеть ее собственный вес, а во-вторых, суметь разорвать силы, связывающие частицы воды с частицами почвы. У большей части растений корневое давление, нагнетающее воду в стебель, составляет 2—5 атмосфер, а у саксаула и некоторых других его земляков доходит до 100 атмосфер! Есть у саксаула и еще одно приспособление, которое помогает ему выжить в условиях чрезвычайной сухости. Чтобы как можно меньше влаги испарялось с поверхности растения, эволюция практически лишила саксаул листьев. Они редуцированы, то есть уменьшены до предела. Так, у саксаула черного, который называют еще и безлистым, вместо листьев остались лишь небольшие бугорки. И у саксаула зайсанского листочки такие же недоразвитые. А вот у саксаула белого, или песчаного, растущего только на песках (его тоже используют для их закрепления), игольчатые листья-чешуйки, прижатые к стеблю. Редукция листьев — характерная особенность многих представителей семейства маревых, к которому относятся и саксаул, и всевозможные виды лебеды и мари (а также, как это ни странно кажется на первый взгляд, свекла обыкновенная и шпинат огородный). Саксауловый лес, или саксаульник, не похож на наши тенистые леса. В нем не укрыться от палящих солнечных лучей: деревца разбросаны на значительном расстоянии друг от друга, и их безлистые кроны никогда не смыкаются. Летом с тонких стеблей свисают, словно у плакучей ивы, сочные темно- зеленые веточки. Это хранилища влаги — растерев их в ладонях, можно утолить жажду. Но основное их предназначение — исполнять функцию листьев: в этих веточках и происходит фотосинтез. Зеленые веточки саксаула — любимый корм верблюдов и овец, основа долговременных пастбищ в песчаных пустынях и полупустынях Средней Азии. А кроме того, саксауловые рощи — извечная топливная база для животноводов далеких отгонных пастбищ Средней Азии. Древесина саксаула в пустынных местностях, пожалуй, единственный горючий материал. К тому же это лучшее в мире древесное топливо, по теплотворной способности не уступающее бурому углю. К сожалению, интенсивная эксплуатация зарослей саксаула, прежде всего вырубка их на дрова, привела к тому, что площади, занимаемые в Средней Азии самым ценным — черным саксаулом, сильно поубавились, и теперь требуется интенсивное восстановление саксауловых рощ. Есть у саксаула одна особенность, которая отличает его от большинства других деревьев. Известно, что именно с деревьев начинается история цветковых растений: травы появились позже, они следующая ступенька эволюции. Травы значительно лучше приспосабливаются к климатическим условиям, к их колебаниям, у них быстрее сменяются поколения, а значит, и темп эволюции выше, они более урожайны и жизнестойки — в общем, они совершеннее деревьев. Но превращение деревьев в травы хоть и главное, но не единственное направление эволюции. Параллельно кое-где шел и обратный процесс: некоторые травы снова превращались в кус* тарники и деревья, возникали вторичные древесные формы. Предки саксаула — тоже травы. Может быть, такому двойному-превращению и обязан он своей стойкостью и выносливостью. Б. Е. СИМКИН 'Ч3£.
кШШ- *J#l .Л Щу&Г
Чуть больше 300 лет назад знаменитый баснописец Жан Лафонтен издал в Париже * поэму под названием «Кинкина» — «Ouin- qina», что означает по-французски кору хинного дерева. Эта поэма в нашей стране почти не известна, может быть, потому, что и специалисты по Лафонтену скептически оценивают ее художественные достоинства. Впрочем, об этом читатели могут составить мнение и сами, ознакомившись с напечатанными ниже отрывками из поэмы (переведены на русский язык впервые по тексту собрания сочинений 1815 г.). Здесь, в научно-популярной статье, нас интересует не столько художественная, сколько познавательная ценность поэм к. А она несомненна: Лафонтен первым показал нам ранний этап изучения и освоения одного из самых замечательных лекарств против страшного и распространенного когда-то заболевания — против малярии. В нашей стране малярию ликвидировали более двадцати лет назад, но в жарких странах она по-прежнему свирепствует. В книге «География жизни и смерти», написанной председателем Международного географического союза Д. Стампом, малярия упоминается в разделе «Всемирные убийцы». В 1980 г. в мире насчитывалось 100 миллионов больных малярией, причем около миллиона из них не удалось спасти. Вообще-то малярия известна с древнейших времен, ее клиническую картину описывал еще Гиппократ. Но с настоящей свирепой малярией европейцы столкнулись лишь в период колонизации Африки, Азии и Америки. Сам термин «малярия» появился только в 1560 г. (итальянское mala aria — дурной воздух). Врачи связывали зто заболевание с обитанием вблизи болот — наблюдение в целом верное, поскольку малярийные комары плодятся в болотах. Но особую опасность представляют поймы полноводных рек. Когда Христофор Колумб бросил якорь в устье Ориноко, он открыл не только Южную Америку, но и одну из самых малярийных областей мира. Число больных в то время никто не регистрировал, но мы можем представить себе, что творилось тогда, располагая статистическими данными о более поздних временах. Известно, например, что в конце XIX века на строительстве Панамского канала от малярии и желтой лихорадки в течение года умирал каждый четвертый рабочий. На рубеже нашего века заболеваемость малярией в долине Амазонки достигала 80 %. В 1931 г., через 400 лет после завоевания испанцами страны Перу, в ее столице Лиме один житель из двух тысяч погибал ежегодно от малярии. Однако вернемся к давним событиям. Колонизация Латинской Америки растянулась на двадцать лет, ей препятствовали не только стрелы инков и индейцев-кечуа, но и малярия; в заболоченных поймах тамошних рек было полным-полно комаров, разносчиков заразы. Парадокс заключался в том, что с момента вступления испанцев в Перу и до открытия целебных свойств коры испанские солдаты на протяжении более чем столетия болели и умирали, лежа под деревьями, которые могли бы их спасти. А аборигены — энали они о целебных свойствах коры хинного дерева? Да, но лишь отдельные племена. Французский натуралист Ж. Веддель писал в 1848 г.: «Несомненно, что первые люди, узнавшие действие и силу этого дерева, были индейцы, обитатели деревни Малакатос. Жертвы перемежающихся лихорадок, бывших следствием влажного климата и непостоянства температуры, эти несчастные необходимо должны были искать средства против погубительной болезни; а поскольку во время царствования инков индейцы проникли в таинства познания растений и привыкли открывать их свойства, то опыты, деланные ими над разными растениями, обратились, наконец, на кору кви- наквина, которая оказалась превосходным и единственным средством против перемежающихся лихорадок». Дерево это растет по склонам Анд и в долинах между 10° с. ш. и 19° ю. ш„ то есть на территории Венесуэлы, Колумбии, Эквадора, Перу и Боливии. Индейцы называли его «ква-хукку» — дерево лихорадочной дрожи, а кору — «кина-кина». Ее, согласно преданию, европейцы применили впервые в 1638 г. Вот эта легендарная история. Жена вице-короля Перу графиня Франциска Цинхона заболела малярией. Жена вице- короля — персона первой величины, к тому же, как свидетельствуют очевидцы, графиня Франциска была обаятельной женщиной. Кору для лечения, по одним сведениям, принес солдат, которого за два года до этого исцелили индейцы, по другим — прислал судья из Боливии. В конце концов, не так уж важно как, но кина-кина все же попала во дворец. В те времена и доверяя проверяли, так что настой коры, прежде чем дать его графине, испытали на больных солдатах. Графиня Цинхона хоть и не сразу, но поправилась, а затем сама занялась лечением малярии. К чести вице-короля надо сказать, что он понял важность попавшего в его руки целебного средства и распорядился сделать значительные запасы коры. Однако по возвращении в Мадрид в 1640 г. граф сам заболел «болотной лихорадкой», и кора, увы, ему не помогла. После этого у нового лекарства появились недруги, но графиня настолько была уверена в силе коры, что продолжала свою лечебную деятельность с еще большей энергией, отчего лекарство стали называть «порошком графини». Другое название коре дал уже в следующем веке знаменитый естествоиспытатель Шарль Мари де ла Кондамин, собравший множество сведений о растительном мире Нового Света, в том числе о каучуконосах 51
и лекарственных деревьях. Де ла Кондамин сделал первую попытку вывезти в Европу семена и саженцы хинного дерева; он же стал именовать кору на испанский манер (quina- quina), заимствовав это название у перуанских индейцев. (Помимо семян де ла Кондамин привез легенду о пумах: заболев малярией, они якобы сдирают целебную кору и вскоре выздоравливают. Позже выяснилось, что, во-первых, животные из семейства кошачьих малярией никогда не болеют и, во-вторых, на высоте от полутора до трех тысяч метров, где растут хинные деревья, пумы не живут...) В диссертации лаборанта химической лаборатории Казанского университета Фердинанда Грахе, представленной в 1857 г. на соискание ученой степени магистра фармации, сказано, что слово «кина» на языке кечуа означает просто «кора дерева», а кина-ки- на — «кора всех кор». Вообще же слово писали хоть и сходно, но неодинаково: итальянцы — quina-quina и china-china, позднее просто china, поляки — kwinkinna, шведы и голландцы — kina. Англичане и русские именовали ее либо лихорадочной, либо перуанской корой. Первую книгу о хине написал профессор университета в Вальядолиде П. Барба; она была издана в Севилье в 1642 г. .Затем ученые труды о применении нового лекарства были изданы в Риме A659), Антверпене A659) и Генуе A663). Знаменитый английский врач Томас Сиденхем также высказался в пользу хины в книге, вышедшей в 1679 г. в Женеве. Однако были и другие мнения. Так, доктор Халфециус, лейб-медик австрийского эрцгерцога Леопольда, уверял врачей в том, что «хинная кора не только бесполезна для лечения малярии, но и вредна для здоровья. Лихорадка вызывает брожение соков, и ее надо удалять из тела больного путем кровопускания; принимая порошки, мы загоняем лихорадку внутрь, в результате чего происходит самосожжение кишечника». Пока врачи спорили, монахи развернули бурную деятельность, продавая кинкину. Не отставали самозванные лекари и недобросовестные аптекари. На рынке появлялись в огромном количестве подделки; вместо хины подсовывали любые горькие снадобья, чаще всего ивовую кору. Кстати, много лет спустя из нее получили салициловую кислоту... Особенно отличился некий Роберт Тэлбот, карьера которого началась в британском графстве Эссекс — он служил там скромным помощником аптекаря. Тэлбот заявил, что создал собственное лекарство против малярии, состав которого, разумеется, он не станет разглашать. Аптекаря призвали ко дворцу Карла 11 Стюарта, затем послали в Париж, где он вылечил от лихорадки принца Конде, прозванного Великим, всесильного министра финансов Жана Батиста Кольбера и многих других. За обладание тайной Людовик XIV заплатил аптекарю 40 тысяч луидоров, дал ему дворянство и заодно исключительное право торговли во Франции в течение десяти лет. Велико же было удивление королевского двора, когда выяснилось, что чудесное лекарство — всего лишь хина. Тогда особым указом хина была причислена к числу официальных лекарств и ввоз хинной коры в европейские страны резко увеличился. После того как перуанская кора получила признание официальной медицины, ее стали прописывать больным. Язык рецептов, как известно, латынь, и лекарство выписывалось как Pulviis cortiis chinae — «порошок коры хины». Позже хиной стали называть собственно порошок, а дерево — хинным деревом. Это имя прижилось так прочно, что сейчас лишь специалисты знают, что великий систематик растений Карл Линней назвал дерево иначе, графским именем: Цинхона аптечная (Cinchona officinalis). В 1820 г. французские фармацевты Поль Пеллетье и Жан Каванту выделили из коры хинного дерева два алкалоида и назвали один из них хинином (он и оказывал противомалярийное действие), а другой — цинхо- нином. Поначалу казалось, что это балластное вещество. Вскоре, однако, выяснилось, что цинхонин можно использовать для получения других активных веществ. В начале нашего века цинхонин научились синтезировать, потом на его основе создали первое лекарство против подагры — атофан. 52
У нас его и сейчас выпускают на Челябинском химико-фармацевтическом заводе под названием «цинхофен» — вот куда добралось имя графини... Серьезные фармакологические исследования хинина начались еще в прошлом веке. В 1880 г. А. Леверан обнаруживает возбудитель малярии в крови человека. Пять лет спустя доктор медицины Н. П. Иванов в «Руководстве по фармакологии» относит хинин к жаропонижающим средствам, отмечая при этом, что он особо эффективен при поражении болотным ядом. Еще через два года профессор Ц. Бинц из Бонна описывает способность хины убивать некоторых простейших, однако недоумевает по поводу того, что хинин, в химическом отношении вещество почти индифферентное, производит разрушительное действие на протоплазму низших организмов. А в 1891 г. Д. Л. Романовский защищает докторскую диссертацию, в которой доказывает способность хинина убивать малярийных плазмодиев непосредственно в крови человека. Но только в 1916 г., в учебнике, вышедшем под редакцией выдающегося фармаколога академика Н. П. Кравкова, свойства хинина сформулированы определенно: «Специфическое действие хинина при малярии основано исключительно на том, что он убивает малярийных плазмодиев и тем уничтожает возбудителя болезни. Что касается жаропонижающего действия хины, то при малярии температура падает не столько от вызываемого хинином уменьшения теплопродукции, сколько благодаря тому, что он купирует болезнь, умерщвляя возбудителя*. Собственно, с этого времени и начинается современная история хинина. Но мы-то взяли темой более отдаленные времена. А если так, то вернемся напоследок к началу — к поэме Лафонтена. Что побудило баснописца воспевать хину? Лафонтен жил во времена правления Людовика XIV, а «Король Солнце», говорили, знал лично всех выдающихся людей страны. Однако его знаки внимания не распространялись на Лафонтена. Вольтер полагал, что Лафонтен, зная об интересе короля к хине, хотел добиться королевской милости. Может, и так, но хвала деяниям Людовика выглядит в поэме какой-то иронической. Идею поэмы, скорее всего, подсказал поэту его друг доктор Монжино, который и сам напечатал трактат о модном средстве против лихорадки. Или другие натуралисты, с которыми Лафонтен поддерживал приятельские отношения. Впрочем, не будем гадать. Отрывки перед вами. Не судите автора слишком строго: много ли было известно о хинине 300 лет назад? Доктор медицинских наук В. Б. ПРОЗОРОВСКИЙ
Кинкина Жан де ЛАФОНТЕН (После того как коварная Пандора из любопытства открыла ящик с несчастьями и болезнями, они разнеслись по всему миру. Одно из самых страшных несчастий — болотная лихорадка. От нее, возможно, погибло бы все человечество, если бы не бог солнца Феб.) ...Сей бог, сочувствуя страданиям людским, Лекарство ниспослал, придуманное им. То — древа хинного кора, то — панацея От лихорадки злой. Но — странная затея — За океаном Феб то древо поместил, Чтоб путь к спасению опасен, труден был. А может, он хотел, чтобы корою хины Лечились лишь в стране, где жители невинны? О, древо славное! Как этот дар велик! Не меньше золота он славит Солнца лик. < Болезнь ужасна, ее действие губительно для человечества.) Опасен сей недуг, не знает снисхожденья: И голова, и мозг — в чрезмерном возбужденье, Томимся мы в жару, в горячечном бреду, Сознанье потеряв, несем белиберду. ...Пульс учащается, и дрожь объемлет тело, Бросает нас в озноб, лицо все помертвело, И, в сердце зародясь, несущий гибель жар На тело перейдет, охватит, как пожар. Когда же он дойдет до крайнего излишка — Начнется острая и роковая вспышка. Любому органу грозит она бедой: Вот нёбо — черное, язык — совсем сухой, %, Одышка мучает, дыханье преграждает, И вскорости душа больного покидает. (Но Феб дал в руки людям прекрасное лекарство, которое может противостоять недугу.) Многоголовая нам гидра не страшна: Ярится попусту, бессильная, она; Иные времена пришли. Людовик правит. Пусть хинная кора великий век прославит! (Причина болезни понятна — все дело в вещест- вах, вызывающих брожение. Кровь бродит в венах" .. и кипит в них, образуя пары, которые за-*' . ставляют человека дрожать, подобно тому как N* дрожит паровой котел- Кровопускания бесполезны:. .,
если выпустить часть кипящей крови, это не охладит человека. Нужно лекарство, которое противостояло бы брожению в крови.) Обширно, велико природы щедрой царство, В нем можно отыскать от хворей всех лекарства, Неведомые нам. К примеру, ртуть, сурьма Бывают иногда пользительны весьма. Теперь и хины наступил черед, пожалуй... ...Душистый аромат несут деревья хины. Хоть ствол их невысок — развесисты они. Всю пользу их плодов, листвы и древесины Исследовав сперва, ученый, оцени! (Из хинной косточки получают целебный бальзам. Листья похожи на листья лавра, ими можно увен- 'чиватъ героев. Но главное, конечно же, кора, в гайну лечебного действия которой мы сумели проникнуть.) Но в чем особенность чудесной силы сей? То — горечь терпкая; она всего важней, Поскольку сок творит, который разрушает Все то, что нам весьма вредит или мешает. Лекарства нового то главный элемент! Он убивает в нас злокозненный фермент. Да, горечь с терпкостью — вот что всего полезней. Они враги кислот, а вместе с тем — болезней, Для лихорадки злой нашли теперь узду, Чтоб усмирить сию великую беду. ...Такие чудеса дано творить, однако, Не всякой горечи и терпкости не всякой: Полынь хоть и горька, но все-таки она Недуг не может исцелить сполна. Лишь хина силою одарена бесспорной, Способной укротить фермент болезнетворный. Порой на помощь ей приходит василек, Поскольку наделен сей голубой цветок И свойством вяжущим, и терпкостью целебной. И все же не ему, а хине гимн хвалебный! Ведь можжевельника, полыни, василька В снижен ьи жара роль, увы, невелика... (Много кораблей отправлялось за океан в поисках золота, но привезли они хину, которая дороже любых драгоценностей. Как много людей спасено с ее помощью! Нужно только уметь ею пользоваться.) Коль это надобно — удвойте дозу хины, Бывает иногда довольно половины; Зависит от того, насколько слаб больной. Но пусть без помощи он долго не страдает! Вмешайтесь вовремя и помните: порой Одно мгновение от смерти нас спасает. (Прославить дар богов, научить людей пользоваться этим даром — вот достойное дело для поэта. Может быть, оно обессмертит навеки и его имя.) ...Вот хины дерево; так пользуйтесь же им, Меня не позабыв! Однажды скажут миру: «Искусно этот бард сюжет избрать сумел, Не кто иной, как Феб, сей друг великих дел, Решил ему вручить и знания, и лиру». Так заканчивается поэма. Перевел Валентин ДМИТРИЕВ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК РАССЛЕДОВАНИЯ Щ^тшА мши*- нмс тиш^^^ ем/и/ «Недавно в учебнике М. X. Карапетьянца и С. И. Дракииа «Общая и неорганическая химия» |м., 1981 г.) я прочитал, что. «берлинская лазурь и турнбулева синь имеют одинаковое строение». Это показалось мне очень странным, поскольку в учебнике Б. В. Некрасова для этих двух веществ приведены две различные формулы: Fe4[Fe(CNN]3 и Fe3[Fe<CI4N]2. В чем тут дело!» В. ИГОРЕВ, Тюмень Сейчас трудно с точностью установить, как и когда была впервые получена берлинская лазурь. Предполагают, что открытие сделано Дизбахом и Диппе- лем случайно между 1704—1709 гг. в Берлине. Все началось с того, что красильный мастер Дизбах получил от торговца необычный поташ (карбонат калия): его растворы давали с солями железа синее окрашивание. Оказалось, что этот поташ был предварительно прокален с бычьей кровью. Новая краска, выделенная из раствора, представляла собой темно-синюю некристаллическую массу с красновато-медным металлическим блеском. Она была относительно дешевой, не ядовитой, устойчивой к слабым кислотам и обладала исключительно интенсивным цветом: чтобы получить голубую краску, достаточно на 200 частей белил взять всего одну часть нового пигмента, то есть в 10 раз меньше, чем ультрамарина. Новая краска, названная берлинской лазурью, быстро вытеснила ультрамарин: ее использовали в красильном и печатном деле, для изготовления синих чернил, масляных и акварельных красок. Неудивительно, что способ получения берлинской лазури долгое время держали в секрете. Этот секрет был раскрыт спустя два десятилетия англичанином Д. Вудвор- дом. Теперь краску мог получить каждый желающий: для этого надо было прокалить сухую кровь, полученную с боен, с поташом, обработать плав водой, добавить к раствору железный купорос с квасцами и, наконец, подействовать на смесь соляной кислотой. Позднее французский химик П. Макер установил, что вместо крови можно использовать рог, кожу, шерсть и другие животные остатки. Механизм протекающих при этом реакций в общих чертах стал понятен только в XIX веке. Животные остатки содержат азот и серу. Поэтому при высокой температуре из поташа получается цианистый калий, а сера образует с железом сульфид. Если обработать такой плав горячей водой, то цианистый калий прореагирует с сульфидом железа и образуется раствор желтой кровяной соли: 6KCN-|-FeS= =K4[Fe(CNN]+K2S. (Кстати, название «кровяная» связано с исходным компонентом синтеза — бычьей кровью.) А желтая кровяная соль, соединяясь с ионами железа, мгновенно образует берлинскую лазурь. Эффективность такого синтеза была очень низкой. При прокаливании органических остатков азот терялся в виде аммиака, синильной кислоты, летучих органических соединений, и лишь 10— 20 % его переходило в желтую кровяную соль. Тем не менее этот способ оставался единственным до 60-х годов прошлого века, когда научились вы- 56 Клуб Юный химик
делять цианистые соединения из доменного и коксового газов. Этот краситель интересен еще и тем, что,кроме имени «берлинская лазурью, у него было и много других: парижская лазурь, прусская лазурь, гамбургская синь, нейблау, милори. Смесь синего пигмента, с желтой краской называли прусской зеленью, а прокаливанием берлинской лазури получали «жженую берлинскую лазурью — красновато-коричневый порошок, мало отличающийся по составу от РегОз. Сегодня краски на основе берлинской лазури применяют ограниченно, потому что они светочувствительны и неустойчивы к действию щелочей. Что же касается турнбулевой сини, то так называли вещество, образующееся при смешении растворов железного купороса и красной кровяной соли. Последняя была получена в 1822 г. немецким химиком Л. Гмелином путем окисления желтой кровяной соли хлором, поэтому раньше ее называли солью Гмелина или красной красильной солью. По внешнему виду турнбулева синь была очень похожа на берлинскую лазурь, и ее тоже можно было получать в виде растворимой и нерастворимой формы, но красная кровяная соль была дороже желтой. Реакции образования берлинской лазури и турнбулевой сини легли в основу классического метода определения ионов железа в растворе. Как действительно написано в учебнике Б. В. Некрасова, реактивом на Fe3+ служит желтая кровяная соль (гекса- цианоферрат (II) или железистосине- родистый калий), при этом получается берлинская лазурь. А вот чтобы Клуб ЮНЫЙ XNMNK 57
обнаружить в растворе ионы Fe2+r надо использовать другой реактив — красную кровяную соль (гексациано- феррат (III) или железосинеродистый калий). В этом случае в осадок выпадает турнбулева синь. Исследователи, конечно, интересовались составом образующихся соедиг нений, внешне очень похожих. В старых работах можно найти результаты множества анализов берлинской лазури и турнбулевой сини, причем часто анализы этих двух веществ приводили к совершенно одинаковым результатам, причем краски содержали калий. Исследования, проведенные в последние десятилетия, пролили свет на то, что же получается на самом деле. Измерения магнитных моментов и изучение рентгенограмм порошков, показали, что очищенные берлинская лазурь и турнбулева синь представляют собой одно и то же соединение, содержащее два типа атомов железа в разных степенях окисления. Однако различить в то время такие структуры, как, например, KFe[Fe(CN)e] и in м KFe[Fe(CNN] было невозможно. Это удалось сделать только с помощью современных физико-химических исследований: оптической спектроскопии в видимой области, инфракрасной и гамма-резонансной с использованием меченых изотопов 5 Fe. В результате установили, что ионы Fe (II) окружены шестью атомами углерода, а в ближайшем окружении ионов Fe (III) находятся только атомы азота. Это означает, что правильны формулы mi и in и KFe[Fe(CNN] и Fe4[Fe(CNN]3 соответственно для растворимой и нерастворимой формы «лазури» или «сини», независимо от того, получены ли они из FeCb и K3[Fe(CN)e] или из FeCb и K4[Fe(CN)e]. Идентичность состава берлинской лазури и турнбулевой сини объясняется тем, что при смешении растворов, содержащих Fe2+ и Fe[(CNN]3—, происходит окислительно- восстановительная реакция с образованием Fe3+ и Fe[(CNN]4-. Давайте разберемся с еще одним вопросом: что получается при взаимодействии ионов железа и гексациано- ферратов, когда степень окисления железа в них одинакова? Если смешать без окислителей растворы FeSO.i и K4[Fe(CN)e], то получится белый осадок, состав которого соответствует форму- И4 II ле K2Fe[Fe(CNN],— соль Эверитта. На воздухе осадок быстро синеет из-за окисления кислородом. При взаимодействии FeCl.j и K3[Fe(CN)tl] получается зеленовато- коричневый коллоидный раствор, который при кипячении в темноте дает берлинскую зелень. Ей обычно припи- 1м сывают строение Fe[Fe(CNN]. Однако данные последних исследований указывают на присутствие в этой зелени некоторого количества ионов Fe (II). Они, по всей вероятности, образуются в результате реакции: Fe3 + -f [Fe(CN)fi]3-+2H20 = = Fe2++Fe<CN)^- + NH«+ + CO.. В заключение приведем три рецепта, по которым вы сможете получить берлинскую лазурь и использовать ее для изготовления чернил или синьки для белья. Способ 1. В 10 мл воды растворяют один грамм FeCl з, смешивают с 20 мл насыщенного раствора Na2S04 и прибавляют эту смесь к раствору двух граммов K4[Fe(CN)e] (желтая кровяная соль) в 10 мл воды. Сульфат натрия в реакции не участвует, но препятствует растворению берлинской лазури. Осадок промывают на фильтре водой до тех пор, пока фильтрат не посинеет. Синий порошок можно высушить, а можно растворить в достаточном количестве холодной воды, то есть приготовить жидкую синьку. Особенно легко берлинская лазурь растворяется в воде в присутствии щавелевой кислоты. Способ 2. В воде растворяют 0,7 г железного купороса, полученный раствор медленно приливают к кипящему раствору, содержащему 1,1 г K3[Fe(CN)b]f затем остужают и отфильтровывают осадок берлинской лазури. Способ 3- Он воспроизводит старинный рецепт получения берлинской лазури. К раствору 2 г K4[Fe(CNNj в 10 мл воды приливают при температуре 75—80 °С (ее поддерживают с помощью водяной бани) раствор 2,6 г железного купороса в 10 мл воды. Выпадает белый, синеющий на воздухе осадок. Массу выдерживают при той же температуре полтора-два часа и затем к еще теплому раствору добавляют по 10 58
капель концентрированных кислот — серной и азотной. В результате получается нерастворимая в воде модификация берлинской лазури. Чтобы перевести ее в раствор, 2 г осадка надо прокипятить с 50 мл 2 %-ного раствора щавелевой кислоты. Одно замечание. Подсинивать белье с помощью берлинской лазури можно только после тщательного полоскания, так как в присутствии щелочных агентов (мыло, сода и т. д.) белье может приобрести зеленоватый оттенок. И. ИЛЬИН lUurfji/ Помните известный рассказ Конан Доила «Пляшущие человечки», где знаменитый сыщик разгадывает хитроумный шифр? «В этих странных фигурках, бесспорно, заключен какой-то смысл. Если это произвольный рисунок, то нам его не разгадать, если же в нем есть система, — я не сомневаюсь, что мы проникнем в ее суть». Интересно, что сказал бы Шерлок Холмс по поводу, например, такой зашифрованной химической записи: Ах-]-уБк=хАБу. Увлекающийся химией сыщик, наверное, достаточно быстро распознал бы в ней уравнение образования аммиака: N2+3Ho=2NH3. A может быть, предложил бы еще два решения: Cl2+3F2=2CIF3 и 12+ЗС12= =21С13. Очевидно, вы уже поняли принцип шифровки. Попробуйте теперь восстановить химическую запись более сложного уравнения, но зашифрованного наполовину.: 4А+10БВГз=4А(ВГзJ+ВБ4ВГз+ЗБ2Г. Ответ найти не просто, но и не очень сложно — требуются знание окислительно-восстановительных свойств веществ и логика Шерлока Холмса. Для начала подскажем вам, что это уравнение описывает взаимодействие азотной кислоты с металлом. Если вы решите эту задачу, то разобраться с другими уравнениями вам будет уже легче: 1. хА+4уБВГя=хА(ВГх)у+уВГ+2уБуГ. 2. хАБ+уВГ2уД=хА + Ву+уГД+хГуБ. 3. уАБ+Вх+ГуВ=Бу+Ву+уАВГ. 4. Ионное уравнение: АВГ+В + ГуБ=А-+ВБ£~+уГч ■ Все процессы, описанные этими уравнениями, окислительно-восстановительные, и участвуют в них только неорганические вещества. Буквенное обозначение элементов справедливо только для одного уравнения. Поэтому одни и те же элементы в разных уравнениях могут быть обозначены разными буквами. А вот индексы х и у во всех 59
случаях имеют одно и то же значение. В истории с пляшущими человечками Шерлок Холмс находился в более трудном положении: ему надо было спешить, чтобы предотвратить трагедию. И кстати, он не успел помешать убийце. Время, которое вы потратите на расшифровку уравнений, конечно, не ограничено. Но все-таки интересно — как долго вы будете искать решение? Кандидат химических наук Ю. Г. ОРЛИК ЭК А НЕВИДАЛЬ Вы, конечно, догадались, что это отпечаток пальца. В чем же особенность этой, казалось бы, обычной фотографии? Во-первых, перед вами увеличенный в 30 раз отпечаток пальца ноги. А во-вторых, отпечаток изготовлен необычным способом. Криминалисты получают оттиски пальцев интересующих их лиц так: подушечку пальца, предварительно покрытую черной типографской краской, прижимают к бумаге. Кожные возвышенности — гребешки проявляются в виде черных прерывистых линий, а углубления кожи — бороздки следов не оставляют. Вот и получается характерное переплетение черных и белых линий, иногда так много говорящее детективам. Аналогичную информацию можно получить и с пальца ноги. Она также строго индивидуальна. Эти отпечатки можно получить и химическим путем. Для этого понадобятся проявитель для фотобумаги, фотофиксаж и сама фотобумага. Подойдут и старые, засвеченные, пришедшие в негодность светочувствительные материалы. Чтобы получить такой отпечаток ладони руки, смочите ее в проявителе для бумаги и, дав сбежать избытку раствора, плотно прижмите ее к листу засвеченной фотобумаги. Такой фотоматериал быстрее проявляется в местах соприкосновения с кожными бороздками, где скапливается больше проявляющего раствора. Там, где бумага плотно соприкасается с кожными гребешками, проявителя мало, он быстро истощается и проявление замедляется (так называемое «голодное» проявление). Через полторы- две минуты быстро перенесите этот лист в кислый фиксаж. Получится все то же переплетение линий, но только обратное механическому оттиску. При таком проявлении красный свет не нужен — ведь фотобумага заведомо засвечена. Последнее, что остается вам сделать, это тщательно вымыть руки. А потом уже можете рассматривать свой отпечаток по всем правилам дерматоглифики. Тем, кто еще не знаком с этой отраслью знаний, советуем прочитать статью Н. Федотовой «Лицо твоей руки» в № 7 журнала «Знание — сила». Н. КОСТЫРЯ 60 Клуб Юный хнмик
ВИКТОРИНА (Ответ на вопрос, заданный в № 10) Итак, на демонстрационном столе находились реактивы: магний, раствор соляной кислоты, кварцевый песок (диоксид кремния). При взаимодействии раскаленного песка с магнием идут две реакции. Диоксид кремния восстанавливается магнием до аморфного кремния: Si02+2Mg=2MgO+ + Si. И образуется силицид магния: Si+ +2Mg=Mg2Si. Если спекшуюся массу бросить в соляную кислоту, то в результате взаимодействия образуется газ силан (моносилан): Mg2Si+4HCI=2MgCl2+SiH4. Строго говоря, в реакции образуются также в небольших количествах дисилан и трисилан, аналогичные по строению этану и пропану. То есть кремний, подобно углероду, способен образовывать разные соединения с водородом. Правда, они вначительно менее устойчивы, чем соответствующие углеводороды. Силан самовоспламеняется в воздухе: SiH4+202—5Ю2+2Н20. Вода, находящаяся в растворе кислоты, также участвует в реакции: SiH4+2H20-^Si02+4H2. Одно замечание. Следует помнить, что силицид магния — источник самовоспламеняющегося силана. Поэтому желательно расходовать его сразу после получения, не хранить. В. ЧЕРНОВ, Львов ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ л В ноябрьском номере «Химии и жизни» за прошлый год было опубликовано описание способа получения люминофоров из орто- борной кислоты и резорцина. Я заинтересовался этой реакцией и решил попробовать заменить резорцин другими ароматическими соединениями. Мне хотелось найти доступные вещества, поскольку резорцин раздобыть удастся далеко не каждому юному химику. После нескольких опытов я нашел подходящее соединение — им оказался обыкновенный нафталин. Нагревая его с ортоборной кислотой до начала обугливания, я получил люминофор, который светился после облучения около пяти секунд. Однако мне хотелось получить люминофор с более длительным послесвечением. Для этого подошла ацетилсалициловая кислота: полученный с ее помощью люминофор светится до пятнадцати секунд после облучения. Правда, я несколько изменил методику: реагенты сначала растворял в воде, потом раствор упаривал досуха и остаток осторожно (чтобы не пригорел) расплавлял. Соотношение реагентов было примерно таким же, как и в опыте с резорцином. Н. ШЕСТАКОВ, Усть-Илимск Клуб Юный химик 61
Видите ли, до 97 лет я был врагом фотографии, но три года назад капитулировал Я никогда не пью ничего, кроме воды. Тем не менее Л состою председателем общества анжуйских виноделов. Правда, всего лишь почетным Интервью с патриархом Шеврель Мишель Эжен C1.VIII.1786—9.IV.1889). Такую впечатляющую справку об известном французском исследователе дает биографический справочник В. А. Волкова, Е. В. Венского и Г. И. Кузнецовой «Химики», выпущенный в этом году киевским издательством «Наукова думка». Далее в этой — одной из 1235 — статье словаря сказано следующее. Французский химик-органик, член Парижской АН (с 1826). Р. в Анже. Окончил Коллеж де Франс, где учился у Л. Н. Вок- лена. Работал там же, с 1813 — профессор в лицее Карла Великого, в 1824—1830 руководил лабораторией на Гобеленовских мануфактурах в Париже, с 1830 — профессор Музея естественной истории в Париже. Основные научные работы посвящены химии жиров. Совместно с А. Браконно установил A817), что большинство жиров состоит из стеарина и олеина; выделил стеариновую, олеиновую и пальмитиновую кислоты. Выделил A815) холестерин из тканей животных. Совместно с Ж. Л. Гей- Люссаком взял A825) патентна производство стеариновых свечей, которые положили начало новой эре в истории освещения. Повторно открыл A813) и назвал глицерином «сладкое начало жиров», открытое К. В. Шееле. Выделил сахар из мочи больных диабетом и доказал его идентичность виноградному сахару. Выделил из растительных тканей природные пигменты: гематоксилин A811), квертицин, морин A831), из мясных вытяжек — креатин A835). Создал так называемый хроматический круг, который и поныне лежит в основе метода контроля красок. Иностранный чл.-кор. Петербургской АН (с 1853). Статья, как и почти все остальные, снабжена порт- 62
Я вовсе не намерен отвергать то, чего не в силах объяснить, но всегда буду требовать, чтобы мне доказали, что наблюдается именно то. о чем мне говорят Обычный недостаток повседневной философии демагогов: они барахтаются в словах... ретом, который получился, к сожалению, не очень выразительным. Этот дефект можно исправить. Ведь первое в истории фотоинтервью, взятое еще в 1886 году, было посвящено не кому иному, как Шеврелю, которому тогда сравнялось сто лет. Примечательно, что техника почти вековой давности позволила запечатлеть не только патриарха науки, но и интервьюера, а им был человек весьма примечательный. Писатель, художник, знаменитый воздухоплаватель Надар (псевдоним Феликса Турнашона) был одновременно и одним из лучших фотографов века, когда и фотопластинки, и смеси химикатов, и чуть ли не оптическую аппаратуру приходилось изготовлять своими руками. Как удалось при такой технике получить достойные удивления динамичные кадры, объяснить трудно. Одно ясно: друг Жюля Верна, послуживший прототипом героя, который в романе «Из пушки на Луну» отправляется в полет к полночному светилу, герой парижской обороны 1870 года, владел секретами своего мастерства в совершенстве. Итак, первое в истории человечества фотоинтервью. Как видите, исчерпывающую (с точки зрения истории науки) справку, выданную превосходно изданным новым справочником, можно дополнить еще одним штрихом: Шеврель простоял у лабораторного стола восемь десятилетий, но не утратил ни ясности ума, ни исконно галльского юмора. 63
Микро-ЭВМ для химиков ЗАНЯТИЕ III 14. В микрокалькуляторе «Электроника» БЗ-34 предусмотрены команды, позволяющие составлять сложные программы, включающие разветвления. Это прежде всего команда перехода на подпрограмму, команды безусловных переходов и команды логических операций — команды условных переходов. Переход на подпрограмму. Если в ходе выполнения программы требуется несколько раз повторить одну и ту же серию команд, то вовсе не обязательно столько-же раз повторять ее в программе. Достаточно ввести ее в программную память один раз, а в соответствующих местах основной программы дать команду обращения к этой подпрограмме; заключительная команда подпрограммы возвращает считывание и исполнение в то место основной программы, из которого было произведено обращение. Обращаться к подпрограмме можно многократно, причем каждый раз возврат из подпрограммы будет происходить в то место программы, откуда в последний раз производилось обращение. Команды обращения к подпрограмме: ПП и двузначное число — адрес, с которого начинается подпрограмма; команда окончания подпрограммы и возврата из нее — В/О. Как это происходит, показано на схематическом примере: Программа Подпрограмма .. 16 17 18 19.. ПП 59 1 t 59 . 35 36 ... ПП .в/о — 37 38 59 . То есть после того как будет выполнена команда, записанная по адресу 16, по коман- Занятия I и II 1984, № 9—10. см. «Химию и жизнь», дам ПП 59 произойдет перерыв в выполнении основной программы и переход на подпрограмму: следующей командой, которая будет выполнена, окажется не та, что записана по адресу 19, а первая команда подпрограммы, записанная по адресу 59. После выполнения всех команд подпрограммы и ее последней команды (В/О) произойдет возврат на основную программу на адрес 19 и ее дальнейшее выполнение. После выполнения команды по адресу 35 вновь произойдет обращение к подпрограмме по той же схеме, но возврат из нее будет выполнен уже на адрес 38 и т. д. Аналогично из первой подпрограммы можно обратиться ко второй подпрограмме с возвратом из нее на первую подпрограмму; из второй подпрограммы — обратиться к третьей подпрограмме с возвратом на вторую, и так до пятикратной глубины. Очевидно, что система обращений к подпрограммам позволяет значительно расширить реальную емкость программной памяти; особенно значительной оказывается экономия при циклических вычислениях, о которых мы расскажем ниже. Безусловные переходы. Схема безусловного перехода (команды БП и двузначный адрес перехода) аналогична схеме перехода на подпрограмму с той разницей, что автоматического возврата на прежний адрес при этом не происходит. Основное применение этого оператора — в разветвленных программах и циклических вычислениях. Условные переходы. Логическая схема условных переходов такова: если ... (соблюдение некоторого условия), то ... (переход на некоторый адрес); в противном случае — ... (переход на другой адрес). В калькуляторе предусмотрено четыре команды условных переходов: FX<0, FX=0, FX^O, FX=£0. По этим командам содержимое операционного регистра X проверяется на выполнение соответствующего условия. Составной частью команды служит двузначное число — адрес, на который должен произойти переход при невыполнении условия; если же условие выполнено, то программа продолжает выполняться, начиная с очередного адреса. Таким образом, условный переход — это как бы контрольно-пропускной пункт в программе. Если пропуск в порядке (условие соблюдено), то вы можете двигаться по программе дальше, если нет — вас отправят «куда следует» — на адрес, номер которого входит в состав команды условного перехода. Условные переходы — ключевые команды, позволяющие вводить в программу разветвления и организовывать циклы — многократное повторение некоторого фрагмента программы, которое происходит до тех пор, пока не будет выполнено заданное условие. Это открывает почти неограниченные возможности для решения задач на поиск числа, обладающего некоторым свойством. 64
Приведенный ниже схематический пример позволяет объяснить, как используются операторы условных переходов: 05 06 07 08 ... 45 46 47 48 49 ИП 1 1 + П1 FX=0 05 ИП0 С/П В этом фрагменте первоначально происходит вызов содержимого регистра 1 и увеличение его на единицу (адреса 05—08); затем выполняются некоторые вычисления (для нас сейчас неважно, какие именно) с участием содержимого регистра 1. По команде, расположенной по адресу 45, результат этих вычислений оказывется в операционном регистре X, и далее следует оператор условного перехода (адреса 46, 47), который производит проверку результата на равенство нулю. Если условие соблюдено, то следует вызов содержимого регистра 0 на индикатор и остановка выполнения программы (адреса 48, 49); если же условие не соблюдено, то приходит возврат на адрес 05 (в данном случае более точная аналогия — деталь не пропускается ОТК и возвращается на повторную обработку). После этого цикл повторяется, но уже с новым содержимым регистра 1, и так до тех пор, пока не будет соблюдено условие равенства нулю результатов вычислений. В реальную программу может быть включено несколько различных операторов условных переходов, выходов на подпрограммы, безусловных переходов. Даже при весьма ограниченном (в сравнении с более серьезными ЭВМ) объеме программной памяти микрокалькулятора правильно организованная система таких элементов позволяет создавать достаточно сложные и разнообразные логические структуры. 15. Рассмотрим работу операторов перехода на примере программы решения уравнений методом бисекции. Программа «Бисекция» предназначена для решения уравнений общего вида f (х)=0 при условии, что известен интервал Х|^хо^хг (xi и х«2 — нижняя и верхняя границы интервала), внутри которого находится единственный действительный корень х0, причем в этом интервале функция f(x) не имеет разрывов1. Эмпирический поиск значения корня заключается в пошаговой, итеративной процедуре деления заданного интервала пополам — отсюда и название программы. Поскольку в заданном интервале находится единственный корень, то корневая функция y=f(x) в этом интервале проходит через нуль один раз — равенство функции нулю и есть условие нахождения корня (рис. 1). 1 Использованный алгоритм хорошо известен (см., например: Джонсон К. Численные методы в химии. М.: Мир, 1983, с. 151; Форсайт Дж., Малькольм М., Моулер К. Машинные методы математических вычислений. М.: Мир, 1980, с. 172). V' \ * 1- h \ л т 1 к, х* 1 Л Л X" *& I Схема нахождения корня уравнения вида f(x)=0: программа «Бисекция» вычисляет значение х, удовлетворяющее условию у=0, с заданной точностью повторяя п раз циклы разбиения отрезка х2—х, пополам Итак, интервал от Х| до х, делят пополам и находят значение х в центре интервала, то есть x*=(x|+x-J/2. Далее следует установить, находится ли корень слева или справа от х*, критерием чего служит переход функции через нуль. Если yi и у* имеют разные знаки (случай, реализованный на рисунке), то корень находится в интервале между xi и х*; тогда х* принимают за новое значение xL> (то есть за верхнюю границу интервала) и повторяют всю процедуру для этого интервала; в противном случае х* принимают за нижнюю границу интервала и опять повторяют процедуру. Критерием окончания вычислений может служить либо достижение заданного приближения у* к нулю, то есть соблюдение условия |у*|<!<£, либо сжатие интервала х до заданной величины, то есть условие х«2—X[<T<S>. После выполнения одного из таких условий очередное значение х* будет принято за ответ — искомый корень. 16. Разберем теперь устройство программы «Бисекция» (табл. 1). Вычисление значения корневой функции оформлено в виде подпрограммы, расположенной по адресам 44 и далее. Программа вычисляет х* и посылает его на хранение в регистр 3 (адреса 00—05); обращение к подпрограмме со значением х* в операционном регистре X (адреса 44... до В/О) приводит к вычислению у*, посылаемому в регистр 5. Далее (адреса 09—15) в программе находится первый тест на достижение желаемого приближения: проверка разности х2—Х| на соблюдение условия хо—Х|—^^0 (эквивалентного условию Х2—Х|1^£). При несоблюдении этого условия (то есть при дости- 3 «Химия и жизнь» № 11 65
жении заданного приближения) происходит переход на адрес 94, на котором размещена программа выдачи х* в качестве ответа и остановки вычислений. Если же условие соблюдается (по данному критерию нужное приближение не достигнуто), то программа выполняет проверку достижения заданного приближения по второму критерию |у*| (адреса 16—23). Для этого программа находит абсолютную величину у*, .с помощью команды условного перехода (адреса 17—19), вычитает из нее г и сравнивает результат с нулем. Если условие, заложенное в команду, не соблюдается (что эквивалентно соблюдению условия |у*|<> ), то происходит переход на адрес 94; в пробивном случае программа вызывает значение xi из регистра 1, обращением к подпрограмме находит yt и выясняет вопрос о месте перехода функции через нуль. Этот переход может происходить либо в интервале Х|—х*, либо в интервале х*—хо. Где именно? Вопрос решается сравнением знаков yi и у*: программа проверяет соблюдение условия yi-;y*<:0 (адреса 24—31). Если указанное произведение положительно (условие не соблюдается), то yi и у* имеют одинаковые знаки и, следовательно, переход функции через нуль происходит в интервале х*—хг, где и следует искать корень. Тогда программа выполняет переход на адрес 38, принимает х* за нижнюю границу интервала (посылая для этого х* в регистр 1, где хранится текущее значение нижней границы — Х|), а соответствующее значение у — за yi, посылая его для этого в регистр 4. Далее происходит возврат на адрес 00 для повторения всей процедуры с новыми границами интервала (адреса 38—43). Если же произведение yi-y* окажется отрицательным (условие выполняется), то это означает, что переход функции через нуль происходит в интервале Х|—х* и именно там следует искать корень. Тогда программа принимает х* за верхнюю границу интервала и возвращается на адрес 00 для повторения процедуры (адреса 32—37). Указанные циклы вычислений, на каждом из которых интервал, внутри которого находится корень, уменьшается вдвое, повторяются в ходе выполнения программы до тех пор, пока не будет выполняться один из критериев, указывающих на достижение желаемого приближения (см. выше). Программа «Бисекция» Адрес 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Команда ИП1 ИП2 + 2 — пз пп 44 П5 ИП2 ИП1 — ипо — FX>0 94 ИП5 FX<0 20 /-/ ИПО Код 61 62 10 02 13 43 53 44 45 62 61 И 60 11 59 94 65 5[ 20 0L 60 ИНСТРУКЦИЯ 1. Ввести программу «Бисекция». 2. Ввести, начиная с адреса 44, подпрограмму вычисления корневой функции, считая, что в момент перехода на подпрограмму значение аргумента (х) находится в операционном регистре X; найденное значение функции (у) после выполнения подпрограммы должно оказаться в Адрес 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 Команда FX>0 94 ИП1 ПП 44 П4 ИП5 X FX<0 38 ИП5 П6 ипз П2 БП 00 ИП 5 П4 ИПЗ П1 Код 11 1 59 94 61 53 44 44 65 12 5[ 38 65 46 63 42 51 00 65 44 63 41 операционном регистре X. Закончить подпрограмму командой В/О. 3. Ввести нижнюю (х,) и верхнюю (х2) границы интервала, в котором заключен корень, в регистры 1 н 2 соответственно. 4. Ввести е в регистр О. Следует помнить, что точность вычислений не может превышать точности, определяемой разрядностью калькулятора; поэтому не имеет смысла задавать | Адрес 42 43 44 94 95 Команда БП 00 в/о ипз с/п Таблица 1 Код 51 00 51 63 50 U е<1 • 10 . 5. Пустить программу на счет командами В/О С/П. Прочесть на индикаторе ответ — найденное значение корня. Примечание. Основная программа занимает адреса 00—43 и 94—95. Свободны адреса программной памяти 44—93 и 96— 97 н регистры 7—9 и А—Д, которые могут быть использованы для подпрограммы вычисления корневой функции. Продолжительность вычислений зависит от вида корневой функции, размера заданного интервала н величины е. Контрольный пример. Дано уравнение: х3—2х—5=0. Корень находится в интервале х, = =2, х,—3. Подпрограмма вычисления корневой функции: n9f X 2 — ИП 9 X 5 — В/О. Найденный корень (е =1 - 10— ) х0= =2,0945515, примерная продолжительность вычислений — 6 мин. 66
17. Теперь мы уже знаем, какое применение могут находить циклические вычисления и как организовывать циклы с помощью операторов условных переходов. Заметим, что в приведенном выше примере нам не, было известно заранее, какое именно число циклов необходимо для выполнения вычислений,— этот вопрос решался самой программой по ходу вычислений. Нередки, однако, ситуации, когда число циклов вполне определенно и заранее известно. Тогда можно воспользоваться предусмотренными в калькуляторе специальными операторами организации циклов — это команды FLO, FL1, FL2 и FL3. Функционально каждая из этих команд включает два оператора: счетчик числа пройденных циклов, действующий по принципу обратного счета (от п до 1), и оператор условного перехода, проверяющий содержимое счетчика на равенство нулю,— если это условие не соблюдается, то происходит возврат в начало цикла, а если соблюдается, то осуществляется выход из цикла на очередной адрес программы. Для счета числа циклов используется один из регистров памяти — тот, номер которого соответствует номеру команды (то есть для команды FLO — регистр 0, для команды FL1 — регистр 1 и т. д.). Число циклов п должно быть задано заранее и помещено в соответствующий регистр2. После такой команды организации цикла должен следовать адрес начала цикла. Таким образом, например, по команде FL2 10 программа выполняет следующую серию операций: вызов содержимого регистра 2, вычитание из этого числа единицы, посылка разности в регистр 2, сравнение ее с нулем и переход на адрес 10 — то есть на начало цикла, если эта разность не равна нулю, а если равенство нулю достигнуто, то на следующий адрес программы. В результате число пройденных циклов будет равно числу п, первоначально содержавшемуся в регистре 2. На схематическом примере, где включенный в цикл фрагмент программы расположен по адресам 10—20, показано для сравнения, как организуется цикл с помощью команды FL2 и как тот же результат может быть достигнут с помощью уже знакомых нам команд: 10 ... 20 21 22 23 24 25 26 27 FL2 10 ИП2 1 — П2 FX=0 10 .. Очевидно, что использование команд организации циклов позволяет экономить четыре ячейки программной памяти: в первом из этих двух эквивалентных, фрагментов продолжение программы начинается с адреса 23, а во втором — только с адреса 27. 2 Это можно сделать до начала счета по программе. Но можно организовать программу и так, чтобы число п вырабатывалось в ходе выполнения более ранних фрагментов программы и посылка его в регистр-счетчик выполнялась автоматически, самой программой. 3* Схема приближенного вычисления определенного интеграла. Площадь под кривой от а до Ъ равна точному значению интеграла; площадь цветных прямоугольников — приближенному значению, вычисляемому программой * Интеграл». Чем больше число прямоугольников, равное числу циклов, тем ближе вычисленное значение интеграла к его истинному значению Понятно, что это создает большие удобства для программирования. В следующей программе, которую мы уже не будем разбирать подробно, организация цикла достигается с помощью команды FL0. 18. Программа «Интеграл» (табл. 2) предназначена для приближенного вычисления определенных интегралов вида ь $ f(x)dx. а Метод заключается в разбиении интервала от а до b на п равных подынтервалов (п — число шагов интегрирования) и аппроксимации интеграла суммой прямоугольников с основаниями, равными длине подынтервалов h= (b—а)/п (шаг интегрирования) , и высотами, равными значениям подынтегральной функции в центрах подынтервалов (рис. 2). Программа вычисляет величину шага интегрирования h по заданному числу шагов п, затем вычисляет значения у в центрах подынтервалов, суммирует эти значения и умножает на величину шага h. 19. Программа «Интеграл» составлена экономно, с минимальным расходованием машинной памяти (то есть настолько экономно, насколько это "удалось автору). Благодаря этому остается максимум свободной программной памяти, что позволяет интегрировать сложные функции, а также использовать программу в качестве фрагмента или подпрограммы в составе более сложных программ. 67
Программа «Интеграл» Таблица 2 Адрес 00 01 02 03 04 05 06 07 08 09 Команда ИП2 ИП1 — ипо -— П2 2 4- ИП1 + Код 62 61 11 60 13 42 02 13 61 10 Адрес 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Команда П 1 ИП 1 пп 28 ипз + пз ИП 1 ИП2 + Код 41 1 61 53 28 63 10 43 61 62 10 Адрес 20 21 22 23 24 25 26 27 28 Команда П1 FL0 11 ИПЗ ИП2 X пз с/п ■ . . в/о Код 41 1 5Г 11 63 62 12 - 43 50 ♦ ■ 52 ИНСТРУКЦИЯ 1. Ввести программу «Интеграл». 2. Ввести подпрограмму вычисления подынтегральной функции с адреса 28, считая, что в момент перехода на иод- программу значеннех находится в онерацноином регистре X; по окончании вычислений по подпрограмме значение у должно оказаться в онерацноином регистре X (напомним, что каждая подпрограмма должна заканчиваться командой В/О). 3. Ввести нижний и верхний пределы интегрирования в регистры 1 н 2 соответственно. 4. Ввести число шагов интегрирования п в регистр О; ввести О в регистр 3. 5. Пустить программу на счет командами В/О С/П. Прочесть на индикаторе ответ. Примечания. Основная нро- грамма занимает адреса 00—27 и регистры О—3. Адреса 28—07 и регистры 4—О и А—Д свободны и могут быть использованы для подпрограммы. По окончании вычислений результат оказывается в регистре 3, пределы интегрирования не сохраняются в памяти. Поэтому для повторения вычислений (например, с новым значением п) надо заново ввести пределы интегрирования в регистры 1 н 2 н обнулить регистр 3. Точность вычисления зависит от вида подынтегральной функции н от величины п. Хорошим сно- собом оценки реальной точности может служить сравнение результатов, полученных при интегрировании с двумя-тремя существенно различными значениями п. Контрольный пример. Дано: вычислить значения интеграла +1 dx. Точное значение интеграла — л/2 (площадь полукруга радиуса 1). Подпрограмма вычисления подынтегральной функции: FX3 /_/ 1 +р V~B/0 Результаты: 20 50 100 200 1,5762059 1,5721704 1,5712829 1,5709689 +0,34 % +0,087 % +0,031 % +0,011 % 2 мин 4,5 мин 9 мин 18 мин В рамках программы «Интеграл» нельзя, однако, заранее оценить ошибку интегрирования; ясно только, что с ростом п ошибка должна стремиться к нулю3. Поэтому можно предложить следующий алгоритм интегрирования с заранее заданной точностью: программа вычисляет интеграл при некотором исходном значении п и запоминает результат, а затем повторяет интегрирование с удвоенным числом шагов и вычисляет разность между первым и вторым результатом. Такие циклы удвоения п и интегрирования должны повторяться до тех пор, пока абсолютная величина разности двух последних результатов, отнесенная к последнему результату, не станет меньше заданной величины к. Задание. Составить программу по описанному выше алгоритму. Доктор химических наук А. Ф. БОЧКОВ Окончание следует 3 Мы здесь ничего не говорим о накоплении ошибок, происходящем в результате округлений,— ошибок, связанных ностью любой ЭВМ. с ограниченной разряд- 68
Информация КНИГИ (IV квартал) Издательство «Наука»: Химия, материаловедение Аморфные металлические материалы. 15 л. 2 р. 30 к. Афанасьев В. А., Заиков Г. Е. Физические методы в химии. 10 л. 70 к. Барашков Н. Н. Полимерные композиты: получение, свойства, применение. 8 л. 60 к. Барский Л. А. Основы мине- ралургии. Теория и технология разделения минералов. 20 л. 2 р. 50 к. Ванников А. В., Гришина А. Д. Фотохимия полимерных донор- но-акце пторных комплексов. 20 л. 3 р. 50 к. Воронков М. Г., Малетина Е. А., Роман В. К. Гетеросилоксаны. 22 л. 3 р. 80 к. Губин С. П., Шульпин Г. Б. Химия комплексов со связями металл — углерод. 20 л. 3 р. 50 к. Дийодид ртути: получение, свойства, применение. 10 л. 1 р. 50 к. Мазурек В. В. Полифункциональность систем с соединениями переходных металлов в процессах полимеризации. 14 л. 2 р. 20 к. Полак Л. С, Гольденберг М» Я., Левицкий А. А. Вычислительные методы в химической кинетике. 20 л. 3 р. 50 к. Проблемы кристаллохимии. 1984. 10 л. 1 р. 50 к. Протодьяконов И. О., Сипа- ров С. В. Механика процессов адсорбции в системах газ — твердое тело. 20 л. 3 р. 40 к. Химическая связь и строение молекул. 20 л. 3 р. 50 к. Биология, биохимия, медицина, экология Абатуров Б. Д., Иерусали- мов Е. Н„ Пьявченко Н. И. Обменные процессы в биогеоценозах. 6 л. 90 к. Акоев Г. Н., Алексеев Н. П. Функциональная организация механорецепторов. 15 л. 2 р. 30 к. Асеева Т. А^ Блинова К. Ф., Яковлев Г. П. Лекарственные растения тибетской медицины. 14 л. 2 р. 10 к. Баевский Р. М., Кириллов О. И., Клецкин С. 3. Математический анализ сердечного ритма при стрессе. 15 л. 2 р. 30 к. Баторова С. М., Ракшаин К. В., Хунданова Л. Л. «Дзэйцхар Мигчжан» — памятник тибетской медицины. 13 л. 2 р. Биотехнология. 25 л. 3 р. Бирюков В. В., Кантере В. М. Оптимизация периодических процессов микробиологического синтеза. 23 л. 2 р. 80 к. Гантимурова Н. И. Денитрифи- кация в почвах Западной Сибири. 8 л. 1 р. 20 к. Генетика признаков продуктивности яровых пшениц в Западной Сибири. 18 л. 3 р. 20 к. Денисов Г. В. Агрофитоценоло- гические аспекты травосеяния в зоне вечной мерзлоты. 19 л. 3 р. 30 к. Животовский Л. А. Интеграция полигенных систем в популяциях и проблемы анализа комплекса признаков. 15 л. 2 р. 30 к. Заварзин Г. А. Бактерии и состав атмосферы. 10 л. 70 к. Имханицкая Н. Н. Пальмы. 20 л. 3 р. 40 к. Ковалев И. Е., Полевая О. Ю. Биохимические основы иммунитета к низкомолекулярным химическим соединениям. 20 л. 3 р. 50 к. Компоненты адаптационного процесса. 10 л. 1 р. 60 к. Кретович В. Л. Очерки по истории биохимии в СССР. 5 л. 80 к. Минеральный и биологический азот в земледелии СССР. 20 л. Зр. 50 к. Морфология и генетика кабана. 17 л. 2 р. 60 к. Муронец В. И., Наградова Н. К. Иммобилизованные олигомер- ные ферменты. 13 л. 2 р. Научные основы звероводства. 32 л. 3 р. 70 к. Нахуцришвили Г. Ш., Гамцем- лидзе 3. Г. Жизнь растений в экстремальных условиях высокогорий (на примере Центрального Кавказа). 8 л. 1 р. 30 к. Паразито-хозяинные отношения. Происхождение и эволюция паразитизма. 20 л. 3 р. 10 к. Полярно-альпийский ботанический сад. Справочник. 6 л. 60 к. Помазкина Л. М. Агрохимия азота в таежной зоне Прибайкалья. 13 л. 2 р. Приемы прогнозирования экологических систем. 9 л. 1 р. 40 к. Проблемы использования и охраны почв Сибири и Дальнего Востока. 20 л. 3 р. 50 к. Синькевич Е. И. Пути регулирования плодородия освоенных торфяных почв Европейского Севера. 20 л. 3 р. 20 к. Термодинамика и регуляция биологических процессов. 25 л. 4 р. 30 к. Успехи современной генетики. Вып. 12. 20 л. 3 р. 50 к. Хмелинин И. Н. Фосфор в подзолистых почвах и процессы его трансформации. 10 л. 1 р. 60 к. Швецов Ю. Г., Смирнов М. Н., Монахов Г. И. Млекопитающие бассейна оз. Байкал. 20 л. 3 р. 50 к. Экология и эволюционная теория. 20 л. 3 р. 10 к. Науки о Земле Антипин В. С, Коваленко В. И., Рябчиков И. Д. Коэффициенты распределения редких элементов в магматических породах. 20 л. 3 р. 60 к. Баратов Р. Б. Памир и его недра. 10 л. 70 к. Войткевич Г. В. Геологическая хронология Земли. 10 л. 70 к. Волков И. И. Геохимия серы в осадках океана. 20 л. 3 р. 50 к. Генетическая минералогия и геохимия рудных месторождений Сибири. 20 л. 3 р. Геохимические методы при поисках скрытого оруденения. 20 л. 3 р. 60 к. Источники вещества и условия локализации оловорудных месторождений. 11 л. 1 р. 70 к. Кристаллохимия и структурный типоморфизм минералов. 15 л. 2 р. 30 к. Ножкин А. Д., Крестин Е. М. Радиоактивные элементы в породах раннего докембрия. 10 л. 1 р. 50 к. Органическая геохимия палеозойских отложений юга Западно-Сибирской плиты. 20 р. 3 р. 50 к. Орлов Ю. Л. Минералогия алмаза. 2-е изд., доп. 20 л. 3 р. 60 к. Проблемы литологии Мирового океана. Минералогия и геохимия Атлантического океана. 20 л. 3 р. Рипл Г. С. Геохимия эндогенного оруденения и критерии прогноза в складчатых областях. 15 л. 2 р. 80 к. Сташук М. Ф. Термодинамика и ее применение в литологии. 18 л. 2 р. Сутурин А. Н., Замалетди- нов Р. С. Нефриты. 18 л. 2 р. 70 к. Якуцени В. П. Интенсивное газонакопление в недрах. 10 л. 1 р. 60 к. 69
Мохнатый дровосек с чешуей :\ % & Бобр — так без прикрас народ назвал несколько солидных рек, а ласковое Бобрики присвоил множеству ручьев, урочищ, деревень... Бобров, Бобринец, Бобрка, Бобря- вица, Бобруйск — старинные города. В энциклопедиях и телефонных справочниках полно Бобри неких, Бобрищевых, Бобровых или Бобровских. Знаете ли вы другое живое существо, имя которого столь прочно вошло в людскую жизнь? И на фоне такого величия, скажите, задумывались ли вы, чем, собственно, славен этот зверь? Естественно, ответите вы, трудолюбием: валит деревья не хуже бензопилы, строит крепкие плотины и хижины. Согласен, бобр чудный строитель, талантливый ирригатор и даже рыбовод — в его запрудах рыбы пруд пруди. Все это так, но, пожалуйста, вспомните, что занимаются строительством и хоть как-то красят жизнь соседям немало и других четвероногих и пернатых обитателей планеты. Тогда чем же особо знаменит наш герой? Конечно, отменным мягким мехом. Однако посмотрите правде в глаза — у выдры мех лучше. Его прочность по шкале Паркера приняли за 100 баллов, бобровый же мех «тянет» хотя и солидно, но всего 85 баллов (котик — 70, соболь — 60, нутрия — 50, белка — 25 баллов). На этом энтузиазм опрошенных мною добровольцев, кои бобра видели разве лишь в кино или на картинках, обычно испарялся. Да говоря по правде, и мне пришло в голову приставать с вопросами к знакомым только после того, как удалось свидеться с бобрами нос к носу. И случилось это отнюдь не в зоопарке, а в Воронежском заповеднике. Так вот, после встречи с бобрами нельзя не обратить внимания на слова профессора С. И. Огнева о том, что речные бобры владеют сверхуникальнейшим хвостом. Такого больше ни у кого нигде нет и не было. Вникните — диво превеликое: хвост мохнатого зверька упакован в чешую! Еще чудеснее то, что под хвостом — знаменитая бобровая струя. Но прежде чем обо всем этом завести речь — так сказать, потянуть бобра за хвост, следует немного ознакомиться с местом действия и теми притеснениями, которые веками причинял бобру двуногий властелин планеты. И притеснил так, что пришлось спасать владельца уникального хвоста от вымирания. На центральной усадьбе Воронежского заповедника на пригорке среди сосен красуется оригинальное здание. В левом крыле — администрация и лаборатория иммобилизации (обездвиживания) животных. В сияющей стеклом центральной части — богатый музей, рассказывающий о деятельности заповедника и о жизни бобров, оленей, кабанов, птиц. В другом крыле здания — милая крохотная гостиница, где на балконах фонари «под старину». Директор заповедника Василий Александрович Семенов на учтивые просьбы московского корреспондента отреагировал молниеносно. — К бобровым плотинам пешком добираться долго, особенно не зная дороги. Нужна машина и провожатый. И езжайте прямо сейчас, пока она свободна. А до питомника рукой подать. Успеете туда и завтра, и послезавтра... Машина, вызванная по селектору, должна быть с минуты на минуту. А пока беседуем — конечно же, о бобрах. — Имейте в виду,— сообщает Василий Александрович,— что половина сегодняшнего 250-тысячного бобрового поголовья 70
страны ведет свою родословную отсюда, иэ заповедника. С 1934 по 1948 год Воронежский заповедник был единственным поставщиком бобров для расселения. В 1948 году, когда к расселению смогли приступить другие заповедники, в стране обитало уже 9 тысяч бобров. А сейчас их столько, что они расселяются сами и во многих местах уже достигли промысловой численности. Спокон веку бобровому народцу свойственно так называемое ленточное расселение вдоль рек или точечное на озерах и болотах. Иначе говоря, на громадные внепоймен- ные участки суши бобры никогда не претендовали. Не любят они и крупных рек. Уж очень страшно на них жить. И если сильное течение могучей реки лишь помеха, то при перепадах уровня воды жизнь каждый раз висит на волоске — то ли очутишься на суше, где почти беззащитен, если река сильно мелеет, то ли захлебнешься в собственном доме в паводок. Учитывая обстоятельства такого рода, бобры густо заселяли небольшие речки в широколиственных лесах нашей страны, сток которых регулировали своими плотинами. И все же в былые времена по Северной Двине лохматые гидростроители доходили чуть не до Ледовитого океана, а на речушках Сибири и Кавказа их поселения можно было встретить в горах на порядочной высоте. Недаром же Петр Симон Паллас в 1788 году писал о ценах на бобровую струю, добываемую на Тереке, Куре и Алазани. Что же касается зарубежной Европы, то некогда все ее речки, вероятно, давали приют мохнатым дровосекам. Во всяком случае, следов обитания бобра пока не нашли лишь в Ирландии и на самом юге Греции и Италии. В научных книгах пишут, что последнего итальянского бобра убили в 1541 году в провинции Феррара. В Англии такое убийство случилось еще раньше. Зато на территории нынешней Югославии бобры умудрились протянуть до 1865, в Чехословакии — до 1876 года. А в заводях Роны и Эльбы произошло невероятное — до наших дней сохранились аборигенные бобровые семьи. Более же всего мохнатых европейских аборигенов к началу века уцелело в Норвегии — свыше тысячи. В центральных губерниях России бобры были сведены на нет в XVII—XVIII веках, но их мех все еще составлял видную часть богатства князей, бояр, монастырей. А изредка добываемых зверьков, предварительно спустив с них шкуру, продолжали использовать в народной медицине и культовых обрядах. Бобровый мех стоил сумасшедшие деньги, но еще дороже (втрое и даже вчетверо) ценилась струя — жидкое или засушенное содержимое грушевидных мешочков, извлекаемых из-под бобрового хвоста. В результате в начале века хвостатых дровосеков в нашем отечестве можно было считать чуть ли не на пальцах. Вот конкретные сведения. В 30-х годах в речушках Белоруссии обитало 300—350 бобров, на притоках Воронежа — около 800, в Сибири в бассейнах Конды и Сосьвы — 250. Самые скрупулезные подсчеты дали пугающе малую цифру: на всей колоссальной территории страны уцелело не более 2000 драгоценных бобровых душ. И вот тут-то и сказали свое веское слово заповедники, в первую очередь Воронежский и Березинский. Зверьки на новых, удачно выбранных местах расселения старались плодиться как могли и, не испытывая пресса охоты, стремительно увеличивали свс-0 численность. Кроме того, в 50-х годах из Финляндии к нам в Карелию по собственной инициативе пожаловали канадские бобры, ранее акклиматизированные в стране Суоми. С европейскими собратьями они не смешиваются по весьма уважительной причине — у них 40 хромосом, а у нашего бобра 48. И увы, даже самый задушевный, счастливый и страстный брак в самом распрекрасном ручье и хатке бесплоден. И наши бобры на собственный страх и риск предприняли марш-броски, удивившие и видавших виды зоологов. Например, забрались в Актюбинскую область, волжскую Ахтубу, пересекли Полярный круг. В общем, проявили чудеса оперативности и приспособления к среде. В волжской Ахтубе они лакомятся тростником, кувшинками, порослью ивняка... И живут себе припеваючи. У лохматых северян жизнь не такая сытная — приходится то и дело перебираться с лесотундрового ручейка на таежный из-за скудости кормовой базы. Но великое свершилось — бобры почти восстановили свой ареал в пределах страны. Здесь нам пора вернуться в заповедник, куда в свое время из близлежащей округи приносили и привозили лохматых путешественников, выбравших неудачный маршрут. Например, тех, кто очутился в колодце или в пересохшем придорожном кювете. А однажды бобры, не найдя местечка краше, вырыли нору в железнодорожной насыпи под мостом, чем несказанно перепугали железнодорожников. В фургончике, который то катит по заповедной дороге, то продирается меж деревьев, рядом с водителем устроился Александр Николаев. В его обязанности входит знание местоположения и численности бобровых поселений в черте заповедника. Он, как говорится, курирует местную бобровую вольницу. А на задних сидениях расположились мы с заведующим экспериментальным бобровым питомником Владимиром Лавровым. Он представитель единственной в стране, да и, пожалуй, в мире, династии боброводов. Его отец, Леонид Сергеевич Лавров, еще в далекие предвоенные годы вместе с супругой начал многотрудное дело одомашнивания бобра. 71
...Николаев, убрав с пути очередной валяющийся ствол, решает, что сперва наведаемся не туда, где эффектно, а туда, куда ему нужно. Нужно же на Черепахинскии ключ. Там в конце зимы бобровая чета прогрызла здоровенную дыру в собственной плотине и спустила воду. И если сейчас, по весне, владельцы не отремонтировали плотииу или не стали строить новую, то, значит, ушли с обжитого места. А если ушли, придется искать, куда именно. Понять их можно — корма вокруг не ахти. Да и ключ так себе. Тощий, воды мало. Из-за этого зимой бобрам, у которых выход из дому всегда расположен под водой, приходилось протискиваться между льдом и дном. Они и спустили воду, чтобы подо льдом было где пошевелиться. Вот выключен мотор, и среди еще не прикрытых листвой дубов идем вниз к бобровой лесосеке. На ней огромные и тонюсенькие стволики ольхи и ивы обглоданы дочиста и валяются как попало. К моему превеликому удивлению, много деревьев подгрызены наполовину или окольцованы так, что засохли, но стоят. Почему бобры бросили работу, не окончив? Неужели своих зубов не жалко? Столько труда положено понапрасну! Что и говорить, картина неприглядная. Но это как посмотреть. Питательность коры у окольцованных деревьев увеличивается — нет оттока веществ вниз. А довершить работу (свалить стоящие консервы) может и ветер. Плотина крыльями упирается в бока небольшого оврага. Это некий вал, нагромождение сучьев, палок и обглоданных чурбаков. Но разнокалиберный материал уложен так, что, не дрогнув, выдерживает мои сто килограммов. И в душе почему-то становится тревожно от мысли, что иду по сооружению, воздвигнутому нечеловеческими силами, без инструментов, с помощью зубов и лап. Та стена запруды, которая держит воду, столь усердно обмазана илом, что практически водонепроницаема. Вот и дыра, где течет вода. Сделана она с хитрым расчетом — на стремнине. Николаев же зовет туда, где бобры начали строить новую плотину и под большой березой устроили себе новое жилье. Подводный вход в нору найти легко — шмыгая туда и сюда, бобры невольно вырыли в иле канаву и обнажили желтый песок. Этот песчаный след, извиваясь, теряется в заводи. Николаев показывает и другое доказательство, что его подопечные живы,— отдушину в норе под комлем березы. На Крутовском же ключе, где бобровая семья живет с 1952 года, совсем иной коленкор. Мы оказываемся в крепком, так и хочется сказать кулацком, хозяйстве. Все_проч- но, основательно. Каскад из 18 запруд, летние, зимние и кормовые норы. Вокруг не только лесосеки, но и ряды подстриженных бобрами кустов и кустиков. И плавай себе где хочешь, и в брюхе не урчит от голода, а изгибы оврага ласкают бобриную душу, создают психологический простор. Не это ли очарование незыблемости способствовало тому, что здешняя хозяйка в свои почтенные 18 лет одарила мир бобрятами? Ю. В. Дьяков в обстоятельной книге «Бобры Европейской части Советского Союза» выделил такие типы бобровых сооружений: норы, хатки, полухатки, плотины, траншеи, каналы, канавы, туннели, защитные козырьки и, наконец, навесы — крыши. Придуман даже коэффициент насыщенности постройками мест обитания. И радоваться тут В высокой центральной части административного здания заповедника размещен богатый музей, где цветные витражи и резные панно тоже несут просветительскую нагрузку *Т1
На нерукотворной лесосеке особенно нечего: обычно чем больше построек, тем тяжелее бобрам, тем менее благосклонна к ним природа. Если зверьки обосновались в речке с низкими пологими берегами, в которых не вырыть стоящую нору (как-то неудобно называть норой многоэтажный лабиринт иногда в сто — двести погонпых метров с залами-спальнями и подводными выходами в разных местах), приходится строить хатку — над лазом из воды нагромождать кучу из веток, палок и чурбаков. Получается нечто вроде блиндажа. Если свод кто-то повредит, жильцы наращивают его и изнутри снова обмазывают илом. И постепенно вырастает объемистый купол. Так, под Архангельском бобры отгрохали себе деревянные хоромы высотой в три метра и окружностью у основания в 16 метров. И в Белоруссии бобровые дома бывают преогромными. Во время Великой Отечественной войны трое партизан, окруженных сильным карательным отрядом, спасли себе жизнь, спрятавшись в бобровой хатке. Но все-таки всемирной славой строителей и архитекторов бобры обязаны не норам и хаткам, а плотинам. У нас в Березине ком заповеднике на речке Красногубке они соорудили выдающуюся плотину длиной 237 метров. Однако это не мировой рекорд. В Канаде в 1927 году была такая плотина: длина — 652 метра, высота — 4,3, ширина основания — 7, гребня — 1,5 метра. Вот это да! Гидростроительство ведется по такому плану. Сначала мохнатые трудяги нагребают на дне валик (ригель) из ила, затонувших палок или камешков. В валик втыкают свежие ветки толстым концом вниз. Потом наваливают палки, бревнышки, но так, что каждая палка цепляется за несколько других. Да и конфигурация плотин непроста. Вот на этот счет мнение специалиста: «Форма бобровых плотин теснейшим образом связана со скоростью течения, шириной водоемов, их пойм и видом основной опоры». В самом деле, если в подходящем месте в воду упало дерево — грех не использовать. Некоторые плотины стоят десятилетиями, и владельцы лишь ремонтируют их по мере надобности. А вот в Карелии бурные речки ежегодно не оставляют камня на камне от бобрового труда и после половодья нужно все строить заново. Не обидно ли? Ни барж, ни кранов, ни панелевозов у бобров не имеется, и все-таки вес стройматериалов и отдельных деталей нормирован. Чурбачки, на которые они разделывают поваленное дерево, не больше 14 кг, и поэтому чем толще ствол, тем короче обрубок. В тундре Кольского полуострова, где деревья — великий дефицит, лесорубы становятся каменщиками — возводят хоромы и прочие сооружения из камней. Таскают гранитные валуны и вообще все, что подвернется под руку,— от травы до бутылок. В Хоперском заповеднике в своде бобровой хатки нашли панцири болотных черепах, остатки большущего сачка, потерянного ловцами бобров. В основании некой плотины был удачно пристроен топор с остатками топорища. Но вот вместо цемента всюду одно и то же — ил. Бобр шутя, за 20 минут, валит здоровенную осину диаметром в 30 см. Быстренько разделывает ее на чурбачки, которые в свою очередь способен за ночь превратить в стружку. Однако некоторые поверженные великаны валяются без присмотра. Почему? Невкусные оказались, что ли? Осенью бобры зачастую и вовсе бросают плоды трудов своих на потребу зайцам и лосям, хотя именно осенью надо заботиться о зимних запасах. На черный день удобны толстые ветки. Таких веток, сложенных на дне у входа в но- 73
ру или хатку, могут быть кубометры, может быть и несколько штук. А может и не быть вовсе: чего надрываться, если в водоеме полно водной растительности с вкусными корневищами. Но те древоеды, кто зиму обошелся без запасов, на подножном, вернее, на подводном корме, весной, трясясь от жадности, набрасываются на кору и побеги ивы, осины, березы, вяза... Поздней осенью, когда лед еще не окреп, обладатели чешуйчатых хвостов головой пробивают двухсантиметровую корку и, влезши на скользкий ледок, отправляются за провиантом. Зимой же, если ударили морозы ниже 30°, бобры не высовываются на поверхность — ведь голые лапы обморозишь. Уж лучше месяц-полтора провести в родном подземелье. Правда, некоторые сорвиголовы устраивают нечто вроде подснежных туннелей. И правильно делают — можно прогуляться и еды раздобыть. Снег-то, как одеяло. Но все равно бобры на поверхности чувствуют себя в гостях — они дети воды и подземелья. Водные обитатели, не считая разных там крабов, медуз или насекомых, сплошь хвостаты. Но вряд ли на свете найдется другой столь же выдающийся хвост. Вообще-то «Химия и жизнь» уже немного рассказывала про это чудо-юдо. Мол, бобровый хвост на все руки мастер: надежная третья опора на лесосеке, весло и руль при свободном плавании и гидростроительстве, сигнальное приспособление, хлопая которым по воде, зверек выражает либо восторг, либо сообщает родственникам о вторжении неприятеля. И ко всему прочему хвост еще и терморегулятор. В жару бобр не пыхтит, как собака, высунуть короткий язык ему не дано, и приходится все время держать его за зубами. Вспотеть — тоже проблема по причине отсутствия потовых желез. А шуба теплее валенка. И в этих условиях без хвоста не жить. В одном из новомодных зарубежных экспериментов бобра принесли в комнату при плюс 25°. Зверек тут же стал изнывать от жары. (Комфортная температура от минус 7 до плюс 15 °С.) Температура его тела подскочила до сорока (обычно 36—37°). Но стоило опустить хвост в воду, которая в двадцать раз быстрее воздуха отнимает тепло, он мигом остыл и циркулирующая по нему кровь принесла облегчение всему зверю. И вовсе не зря в средние века иные знатоки уверяли, что бобру якобы всегда нужно мочить чешуйчатый хвост в воде, даже во время сна. Он будто бы не зверь, а лохматая рыба. Увы, хотя хвост — палочка-выручалочка на многие случаи жизни, он и ногда не выручал, а подводил. И подводил под самый монастырь. Ведь ежели рыба, то можно уплетать бобрятину в великий пост, когда грешно есть скоромное — мясо теплокровных животных. Порой в глухомани именно монахи, кивая на чешуйчатый хвост, волокли последних местных бобров на кухню. К счастью, не везде служители церкви вели себя так. При организации в 20-х годах Воронежского заповедника в самом его сердце был действующий мужской монастырь. И все же именно тут сохранилась жизнеспособная популяция редкостного в то время зверя. А вообще-то в былые времена в вареную или жареную бобрятину впивались зубы не только монастырской братии. Особой славой пользовался жирный-прежирный хвост, который якобы нежнее и вкуснее коровьего языка. Не очень изящно каламбуря, можно сказать, будто с бобровым хвостом язык проглотишь. И хотя хвост окутан ороговевшей кожей, а не отдельными чешуйками, как у рыб, все же при желании под монашью ересь можно подвести научный базис. Для этого следует обратиться к статье В. Д. Бурдак «О конвергентном сходстве макрорельефа чешуйных покровов рыб и речного бобра», опубликованной в 1982 году в «Вопросах ихтиологии». И не любопытно ли, что у зверьков, отловленных в Киевской области, форма чешуи как две капли воды схожа с блестящим одеянием высокотелых рыб — лещей, карасей, карпов... Но бобровые чещу йк и сидят на хвосте впритык, не налегают друг на друга, скажем, как у леща. Четкие продольные ряды у рыб нарушают разве лишь травмы. А у бобра, который
по сравнению с ними все же неважный пловец, косые ряды на хвосте не редкость, что свидетельствует о еще недостаточном приспособлении к гидродинамике водной среды. Главный же вывод исследовательницы таков: «Хотя по своей структуре и генезису эти покровы различны, имеется значительное сходство в общем рисунке макрорельефа, обтекаемого водным потоком при плавании». В общем, монахи как в воду глядели. Но все равно и с недоразвитой чешуей бобровый хвост — прелесть не только с древней гастрономической точки зрения. В случае чего им можно, забыв про гидродинамику, отлупить хищника по нахальной морде. Вот сценка, описанная сотрудником Воронежского заповедника: «Крупная охотничья собака бросилась за бобром в озеро, пытаясь его поймать. Бобр вел себя очень спокойно и плавал кругами на середине озера, но как только собака подплыла к нему вплотную, он с силой ударил ее по голове хвостом, заставив на миг погрузиться в воду. Полуоглушенная собака с жалким видом еле выбралась на берег». И как же иначе — эластичная лопата 30 на 14 см из мышц и жира в оболочке из роговых пластин способна оглушить не только собаку. Кстати, заметьте себе, что наружу выставлено не все бобровое чудо-юдо. Треть хвоста опушена, скрыта от посторонних глаз. Бобриха, кормящая детенышей и застигнутая врасплох, разбрасывает детей в стороны, чтобы те могли спастись. И разбрасывает не чем-нибудь, а хвостом. И в то же время хвост — сама нежность. Вот что пишет о многоцелевом чешуйчатом органе Л. С. Лавров в монографии «Бобры Палеарктики»: «Вместе с тем хвост матери служит мягкой и теплой подстилкой для бобрят; самка при кормлении часто садится на хвост; подозвав бобрят, она держит их между хвостом и туловищем. При вынужденном пребывании на морозе бобры также обычно садятся на хвост, складывают на него задние лапы и, низко опускаясь животом, предохраняют от обморожения голые части своего тела». Начав с хвоста, прежде чем заглянуть в бобровое нутро, придется охватить взглядом другие периферийные части тела. Так вот, бобры косолапей самого косолапого властелина лесов. Нет, они не стараются подражать медведю. Это получается само собой. Ведь их передние конечности вдвое короче задних. И на суше обладатели чешуйчатого хвоста передвигаются неуклюжей иноходью, переваливаясь с боку на бок, как шлюпка на волнах. На изящных передних ногах далеко не убежишь. Даже специалисты отваживаются писать, что, мол, это скорее пятипалые руки, способные на точные движения. Так, зверьки держат в них веточку и, медленно поворачивая, резцами аккуратно раздевают ее — дочиста снимают кору. Резцы и передние конечности взаимодействуют и в другом важном деле — мамаши носят детенышей на руках, придерживая резцами. А при потасовке с себе подобными драчуны норовят ухватить противника е£еа~ /и^^л^
Чешуйчатый хвост не очень-то гармонирует с мехом руками, простите, лапами, за шерсть на щеках, чтобы окунуть его голову в воду. Авось поостынет. Задними же лапами вряд ли что ухватишь. Они громадные, в четверть длины тела, сильные и с перепонками. Это, как и хвост, движитель в воде. На втором пальце каждой из большущих лап вовсю работает еще одна бобровая достопримечательность. Благодаря ей зверек, в полном соответствии с советом незабвенного Козьмы Пруткова, может всласть чесать, где чешется. Но не ради потехи эволюция одарила владельца шикарной шубы специальным чесальным когтем. Здесь свой резон. Коготь этот своего рода расческа. Верхняя острая часть неподвижная, длинная и тонкая, а подвижная нижняя пластинка короче и толще. Этакой штуковиной бобр ловко вычесывает лишний пух и всякую кровососущую мразь из меха. А теперь, покончив с хвостом и лапами, пора всерьез приняться за шкуру. Она ужасно плотная. Зимой на квадратном сантиметре брюха каким-то чудом умещается 27— 37 тысяч волос, на спине — 21—31 тысяча, длиной до семи сантиметров. Добавьте к этому же 3,5-сантиметровый пух. За таким мехом теплее, чем за каменной стеной. Правда, летом шуба вдвое реже, и все-таки бобр себя чувствует, словно в термосе. Пишут, что с особо дородного бобра можно вычесать 800 граммов пуха, которого хватит на 18 фетровых шляп. Но вообще-то с бобра обычно больше 400 граммов пуха не возьмешь. Однако и это девять шляп. Триста лет назад на Руси умудрялись вычесывать не только новый бобровый мех, но и поношенные вещи. И весь пух выгодно сбывали иноземцам. Особенно во Францию, где из него делали невесомые шляпы. Торговцы, как известно, при изрядной прибыли готовы сломать себе голову. И сломали. Ловкачи стали примешивать к пуху кошачью шерсть. Французские власти распознали подвох, обиделись и запретили этот вид торговли с Россией. И выческой бобровых шкур тут же занялись голландцы. Но бобровый народец угасал на глазах, и вскоре в Европе чесать было уже некого. А чтобы самому бобру не чесаться с утра до ночи, природа снабдила его жучком Platypsyllas castoris Ritsema. Он поначалу резвился только в шкурах канадских бобров, но в 1928 году добрался и до наших. И хорошо, что добрался. Этот жучок выискивает среди волос свое лакомство — власое- дов и клещиков. Как видите, бобры не чураются биологических методов защиты. Еще в древних летописях говорилось, что там-то на Руси проживают бурые, а там — черные бобры. Теперь все перемешалось — появились светло-бурые, темно-бурые... А канадские бобры и вовсе красноватые, вернее, ржаво-коричневые. Однажды под Брянском на речке Нерусса поймали совсем уж необычного дровосека — он был весь из себя желтый, с розовыми ушами, лапами, носом и хвостом и темно-вишневыми глазами. Обычно же глаза карие, с вертикальным зрачком, как у большинства животных, деятельных ночью. А сейчас пройдемс я по ушам, резцам и носу. С ушами можно не церемониться — это вот у зайца уши так уши. А у бобра и смотреть-то не на что, хотя слышит он чуть ли не по-заячьи. Бобру нельзя развешивать уши: под водой того и гляди длинным ухом за корягу зацепишься. И поэтому в воде особые мышцы складывают и без того миниатюрный наружный слуховой аппарат. Нырнув, бобр специальными мышцами замыкает ноздри. В таком загерметизированном состоянии он может провести под водой долгие 15 минут. Наверное, как и у китов и тюленей, богатая кислородом кровь в первую очередь отдает кислород сверхважным органам — мозгу и сердцу, а прочие сидят на голодном пайке. И на поверхности бобр не очень жаден до воздуха. Дыхание редкое — 26—28 раз в минуту. Шведские зоологи, экспериментируя с бобрами, докопались и до их сверхустойчивости к недостатку кислорода в воздухе. Бобры покидали хатку, когда в искусственном газовом коктейле оставались сущие крохи кислорода. Не падали они в обморок и при очень высоком содержании СОа в своем домике, но 16,5 % COL> для них было уже непереносимо, так сказать, не по зубам. 76
Гигантские оранжевые бобровьи резцы столь же красивы, сколь и внушительны. Ими можно работать на земле и под водой, ибо позади резцов эпителиальные мышечные складки образуют нечто вроде внутренних губ, которые, плотно смыкаясь, не пускают в рот воду. Резцы всю жизнь прирастают на 0,8 мм в сутки. И владельцы бдительно следят, чтобы они всегда были в рабочем состоянии,— даже во сне затачивают резцы друг об друга. Но великая беда ждет того, кто сломает хотя бы один резец: противоположный, не встречая сопротивления, примет уродливую форму. А вслед за этим — голодная безработица и смерть. Коренные зубы ведут себя более смирно — к 15 годам уже полуразрушены, что, однако, не в радость, а в тягость. Николаев подарил мне левый нижний резец. Дома я измерил его сантиметром: длина — 14,5 см. По отметке, сделанной еще в заповеднике, удостоверился, что наружу выступала рабочая часть в 5 см. Измерил и стружку, которую такими стамесками бобры сняли на лесосеке: длина — 8—10, толщина 0,5—1,3 см. Кстати, почему и чем это живое долото окрашено спереди в оранжевый цвет, науке пока неведомо. Бобр не такой уж простофиля, как почему-то думают многие. В отчаянной ситуации он, не задумываясь, пускает резцы в ход. В одном из солидных журналов я вычитал, как в мае 1982 года житель Новгородской области В. С. Михайлов бросился вдогонку за каким-то зверьком, перемахнувшим через лесовозную узкоколейку. Зверьком оказался бобр, который тут же впился резцами в ногу преследователя и вместе с клоком брюк вырвал кусок мяса. Бобр куснул и еще раз, прежде чем был отброшен и скрылся в лесу. А пострадавшему в больнице наложили десять швов. И не посмотреть ли нам бобру в рот подальше? За резцами рабочее место массивного, заполняющего чуть ли не весь рот языка. Его полезной деятельности способствуют огромные слюнные железы. Ведь кора, сучья и палки — не желе и не пудинг. Того и гляди занозишься или поперхнешься. Эволюция это учла, и мощные слюнные железы полукольцом окутали шею. А там, где пищевод переходит в желудок, разместилось то, чего опять-таки иет ни у кого, кроме бобра,— железа величиной с крупный грецкий орех. Эта большущая железа помогает переваривать клетчатку. А недавние исследования И. И. Орловой поведали, что стенки бобриного пищевода приспособлены к очень быстрой регенерации. И это отрадно — грубой снедью, которую потребляет бобр, можно ранить и желудок. Однако не единым корьем сыт наш герой. Ежевика, таволга, крапива, рогоз, кувшинки... Короче говоря, к деревянному меню из коры ивы, осины, березы и ольхи сейчас причислено около 300 травянистых растений. Особое пристрастие бобры испытывают к лекарствам — с наслаждением уплетают валериану, ландыш, кровохлебку лекарственную, мяту, полынь, подорожник, череду, иван-чай, хвощи... Однако они не рыщут по лесам и долам в поиске трав — неуклюжим подслеповатым созданиям страшновато отлучаться далеко от воды. Ясно, одними лекарствами сыт не будешь. А ведь нашему трудяге для полноценной деятельности надо около 80 ккал на килограмм веса в сутки. Средний же вес бобра больше 20 кг. И чтобы заполучить необходимые калории, надо проглотить около килограмма коры. С. СТАРИКОВИЧ Окончание в следующем номере ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Рыбное ассорти Балтийскую сельдь — ту самую, что в виде селедки мы ценим в своем меню,— опасности подстерегают на каждом шагу. На нее охотятся крупные рыбы, дельфины, рыбаки (по меньшей мере полутора десятка стран). Но больше всего сельди мы недосчитываемся из- за обычных медуз, этих студнеобразных существ, известных под красивым латинским именем Discomedusae. В Кильском, заливе, куда балтийская сельдь приходит на нерест, медузы набрасываются на мальков, едва- едва вылупившихся из икринок. И если год на медуз урожайный, любителям рыбных солений приходится переходить на салаку. Подведены итоги конкурса «Рекордные рыбы года» за 1983 год. Ярче, чем кому бы то ни было, удача улыбнулась заведующему кафедрой общей физики Донецкого университета доктору физико-математических наук Г. Атанову. На Волге в Астраханской области он выудил на саранчу и квок сома весом 86 кг, а длиной 2,21 м. Это превышает национальные рекорды ГДР G9,6 кг) и Польши F3,0 кг). Самого большого окуня — 2,2 кг — удалось поймать A. BopoiiHvy из Мурманской области на мормышку на озере Большом. А ленинградец И. Васильев поймал иа реке Вуоксе на спиннинг язя весом 2,35 кг. К сожалению, не состоялся еще один рекорд. Рыболов-любитель из Новосибирской области выудил судака весом 16 кг. Это также больше рекорда ГДР A0,08 кг) и Польши A5,6 кг). Однако из-за неправильного оформления заявки жюри конкурса это достижение не признало. С положением о конкурсе «Рекордные рыбы года» и правилами подачи заявок можно познакомиться в журнале «Рыболовство и рыбоводство», 1984, № 8. 77
Происхождение видов путем естественного отбора или сохранения избранных пород в борьбе за жизнь Книга, название которой вы только что прочли, вышла в свет 125 лет назад, точнее, 24 ноября 1859 года. Эта работа, став краеугольным камнем эволюционной теории, совершила крупнейший переворот в биологическом мышлении человечества. В текущем 1984 году есть и другая знаменательная дата — 175 лет со дня рождения Чарлза Дарвина, автора этого великого труда. Здесь мы с небольшими сокращениями воспроизводим часть последней, XV главы — «Краткое повторение и общее заключение» по первому тому полного собрания сочинений Чарлза Дарвина, вышедшему на русском языке в 1926 году. Сходное распределение костей в руке человека, крыле летучей мыши, ласте дельфина, ноге лошади, одинаковое число позвонков, образующих шею жирафы и слона, и бесчисленные другие подобные факты сразу становятся нам понятными на основании теории общего происхождения с медленным и постепенным последовательным изменением. Сходство в основном строении крыла и ноги летучей мыши, имеющих совершенно различное назначение, челюстей и ног краба, лепестков, тычинок и пестиков цветка также в значительной степени понятно с точки зрения постепенного превращения частей или органов, первоначально между собою сходных у какого-нибудь отдалеиного предка каждого из этих классов. На основании того правила, что последующие изменения не всегда проявляются в раннем возрасте и наследуются в соответственном позднем периоде, мы можем ясно себе объяснить, почему зародыши млекопитающих, птиц, пресмыкающихся и рыб так поразительно между собою сходны, между тем как взрослые формы так различны. Нас не будет более удивлять тот факт, что зародыши дышащих воздухом млекопитающих или птиц имеют жаберные щели и артерии, располагающиеся петлями, как у рыб, дышащих воздухом, растворенным в воде, при помощи развитых жабр (...) С точки зрения отдельного творения каждого организма со всеми его частями окончательно непонятно, чтобы так часто могли встречаться факты существования органов, бесполезность которых так очевидна, как зубы у зародышей теленка или скомканные крылья под спаянными надкрыльями многих жуков. Природа как будто нарочно позаботилась о том, чтобы раскрыть перед нами тот план, по которому она создает изменения; она обнаружила это при помоши рудиментарных органов, эмбриологических и гомологических сходств, но мы слишком слепы, чтобы понимать, что она хотела этим выразить (...) Но так как в недавнее время мои выводы были превратно истолкованы и утверждали, что я приписываю изменение видов исключительно естественному отбору, то мне, может быть, позволено будет заметить, что в первом и последующих изданиях этой книги я поместил на очень видном месте, именно в конце введения, следующие слова: «Я убежден, что естественный отбор был главным, но не исключительным средством, вызывавшим изменения». Но это не помогло. Велика сила упорного извращения чужих мыслей; но история науки показывает, что, по счастию, действие этой силы не продолжительно. Невозможно допустить, чтобы ложная теория объясняла так удовлетворительно, как это объясняет теория естественного отбора, целые классы независимых одни от других фактов, которые были только что перечислены. Недавно было сделано возражение, что подобный способ аргументации ненадежен, но он постоянно применяется в жизни и применялся величайшими физиками. Так создалась теория волнообразного движения света, и уверенность в том, что земля вращается вокруг своей оси, до недавнего времени не опиралась на прямое доказательство. Возражение, что наука до сих пор не пролила света на гораздо более высокие задачи о сущности и начале жизни, не имеет значения. Кто возьмется объяснить сущность всемирного тяготения? Никто теперь, конечно, не возражает против выводов, вытекающих из этого неизвестного начала притяжения, несмотря на то, что Лейбниц когда-то обвинял Ньютона в том, что он вводит «в философию таинственные свойства и чудеса» (...) Но может быть, спросят, почему же до самого недавнего времени почти все наиболее выдающиеся из живущих натуралистов и геологов не верили в изменчивость видов? Нельзя утверждать, чтобы органические существа в естественном состоянии не были бы подвержены изменчивости; нельзя доказать, чтобы изменчивость в течение длинного ряда веков представляла бы предельную величину; никакой ясной границы не предложено и не может быть предложено между видом и ясно выраженной разновидностью. Нельзя утверждать, чтобы виды при их скрещивании неизменно оказывались бы бесплодными, а разновидности неизменно плодовитыми; нельзя также утверждать, чтобы бес- 78
плодие было специальной особенностью видов и признаком их независимого сотворения. Вера в неподвижность видов была почти неизбежна до тех пор, пока существовало убеждение в краткости истории Земли. Теперь же, когда мы получили приблизительное понятие о продолжительности геологических времен, мы склонны без достаточных доказательств допустить, что геологическая летопись настолько совершенна, что должна была бы сохранить несомненные следы превращения видов, если б они подвергались превращению. Но главной причиной естественного нежелания допустить, чтоб какой-нибудь вид мог дать начало другому с ним несходному виду, заключается в том, что мы всегда неохотно допускаем существование великих перемен, отдельных стадий, которых мы не в состоянии уловить. Это затруднение совершенно сходно с тем, которое испытывали геологи, когда Лайель в первый раз настаивал, что длинные скалистые кряжи среди материков и глубокие долины являлись результатами деятельности факторов, которые мы и теперь видим в действии. Наш разум не может схватить полного смысла, связанного с выражением «миллион лет»; он не может подвести итог и усмотреть конечный результат многочисленных легких изменений, накоплявшихся в течение почти бесчисленных поколений. Хотя я вполне убежден в истине тех воззрений, которые изложены в этой книге в форме извлечений, я никоим образом не надеюсь убедить опытных натуралистов, умы которых переполнены массой фактов, представлявшихся им в течение долгих лет с точки зрения, прямо противоположной моей. Так легко скрывать наше незнание под оболочкой таких выражений, каковы: «план творения», «единство идеи» и т. д., и воображать, что мы даем объяснения, тогда как только повторяем в других выражениях самый факт. Всякий, кто более склонен придавать более веса неразрешенным затруднениям, чем удовлетворительному объяснению известного числа фактов, конечно, отвергнет мою теорию. На небольшое число натуралистов, обладающих значительною гибкостью ума и уже начинавших сомневаться в неподвижности видов, эта книга, может быть, повлияет. Но я обращаюсь с доверием к будущему, к молодому, еще возникающему поколению натуралистов, которые будут в состоянии с должным беспристрастием взвесить обе стороны вопроса. Тот, кто убедится, что виды изменчивы, окажет хорошую услугу, добросовестно высказав свое убеждение; только таким образом будет сдвинута с места та масса предрассудков, которая тяготеет над этими вопросами. Несколько натуралистов недавно высказали в печати свое убеждение, что множество так нвзываемых видов в каждом роде не настоящие виды, но что зато другие виды настоящие, т. е. были созданы независимо одни от других; этот вывод представляется мне крайне стрвнным. Они допускают, что множество форм, которые до самого недавнего времени они сами признавали результатом отдельных творческих актов,— а большинство натуралистов признает их таковыми и до сих пор,— что эти формы, носящие, следовательно, все внешние признаки истинных видов, произошли путем изменения, и в то же время они отказываются распространить это воззрение на другие формы, лишь слегка отличные от первых. Тем не менее они не берутся дать определение или даже предложить догадки, на основании которых можно было бы отличать формы сотворенные от тех, которые образовались в силу действия вторичных законов; для них изменчивость в одном случае Vera Causa, a в другом они произвольно отвергают ее, не указывая, в чем заключается различие этих двух случаев. Придет день, когда в этом будут видеть любопытный пример ослепления, вызываемого предвзятым мнением. Этих писателей так же мало поражает чудесный творческий акт, как и обычное рождение. Неужели они в действительности предполагают, что несчетное число раз в истории нашей планеты известным элементарным атомам было указано внезапно организо- ■'&•;■
ваться в живые ткани? И, по их мнению, при каждом таком предполагаемом творческом акте возникало ли одно или много неделимых? Созданы ли все бесчисленные животные и растения в форме яиц или семян или в форме взрослых неделимых? И были ли млекопитающие созданы со всеми сложными признаками их питания в чреве матери? Понятно, что на некоторые из этих вопросов не могут дать ответа те, кто уверен в появлении или сотворении ограниченного числа форм жизни или одной формы. Некоторые авторы возражали, что сотворению миллионов существ так же легко поверить, как и сотворению одного, но философский принцип «наименьшего действия», высказанный Мопертюи, невольно склоняет ум в пользу малого числа, и, конечно, мы не должны предполагать, что бесчисленные существа, в пределах одного класса, были созданы с очевидными, но обманывающими нас признаками происхождения от общих родителей. В качестве напоминания о прежнем положении вещей я сохранил в предшествующих параграфах и в других местах несколько строк, указывающих на то, что натуралисты верят в отдельное сотворение каждого вида, и меня много осуждали за такой способ выражения. Но не подлежит сомнению, что таково было общее убеждение, когда появилось первое издание этой книги. В былое время мне приходилось беседовать об эволюции с очень многими натуралистами, и я ни разу не встретил сочувственного отношения к этому воззрению. Очень возможно, что и тогда уже некоторые из них были убеждены в существовании эволюции, но они или отмалчивались, или выражались так двусмысленно, что трудно было угадать смысл их слов. Теперь положение окончательно изменилось, и почти каждый натуралист допускает великий принцип эволюции, но все же еще многие продолжают думать, что виды совершенно внезапно и совершенно непонятным образом породили новые и вполне отличные от них формы, но, как я пытался показать, против этого допущения внезапных и резких превращений можно предъявить весьма веские основания. С научной точки зрения и в качестве орудия для дальнейших исследований предположение о внезапном и необъяснимом образовании новых форм из более древних, резко от них отличавшихся, представляет мало преимуществ перед старым верованием в сотворение новых видов из праха земного. Может быть, спросят, до каких пределов я распространяю учение об изменении видов? Ответить на это нелегко, потому что, по мере того как разрастается степень рвзличия между формами, уменьшаются в числе и в степени своей убедительности и доводы, говорящие в пользу общности происхождения. Но при помощи некоторых весьма сильных аргументов можно пойти очень далеко. Все представители целых классов связаны между собою цепью сродства и все могут быть классифицированы на основании одного и того же принципа в последовательно подчиненные группы. Ископаемые остатки порою заполняют собою промежутки между существующими семействами. Органы в зачаточном или рудиментарном состоянии ясно указывают, что отдаленный предок обладал этим органом вполне развитым; а это во многих случаях вынуждает принять громадную степень изменчивости в потомстве. В пределах целых классов различные органы построены по одному образцу, и в раннем возрасте зародыши близко между собою сходны. На этом основании я не сомневаюсь, что теория единства происхождения, сопровождаемого изменением, обнимает всех представителей каждого обширного класса или царства; я полагаю, что животные происходят самое большее от четырех или пяти родоначальных форм, а растения — от такого же или еще меньшего числа. Аналогия понудила бы меня сделать еще один шаг — допустить, что все животные и все растения происходят от одного общего прототипа. Но аналогия может иногда быть неверным путеводителем. Тем не менее все живые существа имеют много между собою общего в их химическом составе, в их клеточном строении, в их законах роста и чувствительности по отношению к вредным влияниям. Мы это видим в таком, казалось бы, ничтожном факте, каково, например, одинаковое действие одного и того же яда на растения и на животных; или, например, действие яда насекомого, вызывающее уродливое образование чернильных орешков на шиповнике и на дубе. У всех органических существ, за исключением, может быть, самых низших, половой процесс существенно сходен. У всех, насколько в настоящее время известно, зародышевый пузырек один и тот же, так что все организмы отправляются от одного общего начала. Если мы даже остановимся на двух главнейших подразделениях, именно на животном и растительном царствах, то некоторые низшие формы представляют в такой мере промежуточный характер, что натуралисты не раз оспаривали, к которому из двух царств их должно отнести. Как замечает профессор Аза-Грей, «споры и другие воспроизводительные органы многих низших водорослей сначала ведут типически животное, а позднее несомненно растительное существование». Поэтому на основании начала естественного отбора, сопровождаемого расхождением признаков, не представляется невероятным, чтобы от какой-нибудь подобной низко организованной и промежуточной формы могли развиться как животные, так растения; а если мы допустим это, мы должны допустить, что и все органические существа, когда-либо жившие на земле, могут происходить от одной первобытной формы. Но этот вывод опирается главным образом на аналогию, и несущественно, будет ли он 80
принят или нет. Конечно, вполне возможно, как указывал Д. Г. Льюис, что при первоначальном возникновении жизни появилось много различных форм; но если оно и было так, то мы можем заключить, что только немногие из них оставили по себе потомство. Потому что, как я только что заметил по отношению к членам каждого царства, каковы позвоночные, членистые и т. д., мы имели ясное доказательство, вытекающее из их эмбриологического, гомологического и рудиментарного строения, что в пределах одного царства все члены происходят от одного общего предка. Когда воззрения, развиваемые мною в этой книге, или мистером Уоллесом, или какие иные аналогичные взгляды на происхождение видов сделаются общепринятыми, это будет сопровождаться, как мы смутно предвидим, глубоким переворотом в области естественной истории. Систематики по-прежнему будут заниматься своим делом, но они будут избавлены от постоянного, как призрак, преследующего их сомнения — должны ли они ту или иную форму признать за истинный вид, и это будет, говорю на основании личного опыта, немалым облегчением. Бесконечные споры о том, следует ли каких-то пятьдесят видов британских ежевик признать за хорошие виды, наконец прекратятся сами собою. Систематикам только придется решать вопрос (не скажу, чтобы он был легок) — достаточно ли постоянна та или иная форма и достаточно ли она отличается от других форм, чтоб поддаваться определению; а если это определение возможно, то достаточно ли существенно различие, чтобы на основании его стоило установить видовое название. Это последнее соображение окажется гораздо более существенным, чем в настоящее время принято полагать, так как большинство современных натуралистов признают, что, как бы ничтожно ни было различие между двумя любыми формами, если только они не соединены промежуточными степенями,— его достаточно для возведения обеих форм на степень видов. Мы также принуждены будем признать, что единственное различие между видом и хорошо выраженными разновидностями заключается лишь в том, что последние, как достоверно известно или предполагается, связаны между собою в настоящее время промежуточными ступенями, между тем как виды были прежде таким же образом связаны. Отсюда, не отрицая значения наличности промежуточных степеней между двумя формами, мы будем вынуждены взвешивать более тщательно и более ценить размеры действительного различия между ними. Весьма возможно, что формы, теперь обыкновенно признаваемые за разновидности, впоследствии будут признаны достойными особых видовых названий; и в таком случае язык науки и обыкновенная речь достигнут большего согласия. Словом, мы будем относиться к видам таким же образом, как относятся к родам те натуралисты, которые допускают, что роды — только искусственные сочетания, придуманные ради удобства. Многим такая перспектива, может быть, не улыбается; но зато мы навсегда освободимся от тщетных поисков за неуловленной до сих пор и неуловимой сущностью слова «вид». Другие общие отделы естественной истории приобретут громадный интерес. Употребляемые натуралистами выражения: «сродство, родственная связь, общность типа, морфология, приспособление, зачаточные и выродившиеся органы» и т. д.— перестанут быть метафорами и получат ясный и простой смысл. Когда мы перестанем смотреть на органическое существо, как дикарь смотрит на корабль, т. е. как на нечто превышающее его понимание; когда в каждом произведении природы мы будем видеть нечто имеющее длинную историю; когда в каждом сложном строении или инстинкте мы будем видеть итог многочисленных приспособлений, в отдельности полезных их обладателю, подобно тому как всякое великое механическое изобретение есть итог труда, опытности, разума и даже ошибок многочисленных тружеников; когда мы выработаем такое воззрение на органические существа — как неизмеримо возрастет интерес,— говорю на основании личного опыта,— интерес, который представит нам изучение естественной истории! Откроется громадное и почти непочатое поле исследований над причинами и законами изменчивости, над соотношением развития, над действиями упражнения и неупражнения, над непосредственным действием внешних условий и т. д. Возрастет в громадной степени интерес, представляемый изучением наших домашних пород. Новая разновидность, выведенная человеком, представится более любопытным и важным предметом изучения, чем добавление еще одного вида к бесконечному числу уже занесенных в списки. Наши классификации превратятся, насколько это возможно, в родословные, и тогда в действительности они представят нам то, что по праву можно будет назвать планом творе ни я. П ра вила класс ифи кации несомненно упростятся с той минуты, когда они будут иметь в виду вполне определенную задачу. У нас не сохранилось ни генеалогического древа, ни других геральдических указаний, и мы должны раскрывать следы многочисленных расходящихся линий наших естественных родословных, руководствуясь любыми признаками, которые издавна передавались по наследству. Рудиментарные органы будут безошибочно свидетельствовать о природе давно утраченных органов. Виды и группы видов, считающиеся аномальными и которые, пожалуй, можно назвать живыми ископаемыми, помогут нам составить себе картину древних форм жизни. Эмбриология раскроет нам нередко темное для нас строение прототипов каждого великого класса. 81
Когда мы получим уверенность в том, что все неделимые того же вида и близко между собою сродные виды большинства родов в пределах не очень отдаленного периода времени произошли от одного общего пра- родича и распространились из одного места их зарождения, когда мы лучше ознакомимся с разнообразными способами расселения, тогда при свете, который уже проливает и еще прольет геология на бывшие изменения в климате и рельефе земли, мы, конечно, будем в состоянии превосходно проследить и прежние способы расселения обитателей всего земного шара (...) Геология, эта благородная наука, утрачивает, конечно, некоторую долю своего блеска вследствие крайней неполноты ее летописей. Земная кора с заключенными в ней остатками не может быть рассматриваема как богатый музей, а скорей как бедная коллекция, собранная наудачу и через длинные промежутки времени. Придется признать, что большие, богатые ископаемыми формации были обязаны своим образованием необычайному стечению благоприятных обстоятельств, а что пустые промежутки между последующими ярусами соответствуют периодам громадной продолжительности. Но мы будем в состоянии оценивать продолжительность этих промежутков путем сравнения предшествующих и последующих органических форм. С большою только осторожностью можем мы признавать строгую современность двух формаций, если они не заключают многочисленных тождественных видов — в силу преемственности форм жизни. Виды образуются благодаря медленному действию и теперь еще существующих причин, а не в силу чудесных творческих актов. Наиболее существенными из всех причин, вызывающих органические изменения, являются те, которые почти не зависят от изменяющихся, и порою внезапно изменяющихся, физических условий,— именно взаимные отношения между организмами, причем изменение одного организма влечет за собою усовершенствование или истребление других. Из этих двух положений вытекает, что размеры органического изменения, представляемые ископаемыми последующих формаций, служат, по-видимому, хорошим мерилом относительного, если не абсолютного, промежутка времени. Впрочем, некоторое число видов при совместном существовании может долгое время сохраниться без перемены, между тем как за тот же период времени некоторые из тех же видов, выселившись в новые страны и приходя в состязание с чужеземцами, могут измениться; отсюда мы не должны придавать слишком большого значения органическим изменениям, не можем видеть в них слишком точного мерила времени. Многие выдающиеся писатели, по-видимому, вполне удовлетворены воззрением, что каждый вид был создан независимо. Мой ум находит более согласным с теми законами, которые создатель наложил на явления материальной природы, что образование и исчезновение прошлых и настоящих населений управляется такими же вторичными причинами, как и те, которые определяют рождение и смерть неделимых. Когда я смотрю на все существа не как на результаты отдельных творческих актов, а как на непосредственных потомков немногочисленных существ, живших задолго до отложения первых пластов кембрийской системы, они как- то возвышаются, облагораживаются в моих глазах. Судя по прошлому, мы можем с уверенностью заключить, что ни один живущий вид не передаст своего неизмененного подобия отдаленному потомству, а из существующих видов только немногие оставят свое потомство до отдаленного будущего, так как общая группировка всех органических существ указывает, что большая часть видов в каждом роде и все виды целых родов не оставили потомства, но были окончательно истреблены. Мы можем до некоторой степени пророчески заглянуть в будущее и предсказать, что наиболее обыкновенные и широко распространенные виды, принадлежащие обширным и господствующим группам в пределах каждого класса, окончательно возьмут верх и породят новые господствующие виды. Так как все живущие формы связаны общею родословной с теми, которые жили задолго до кембрийской эпохи, то мы можем быть уверены, что общая смена поколений не была ни разу окончательно порвана и что никогда никакие катаклизмы не распространяли разрушения на всю поверхность земли. Отсюда мы можем с доверием рассчитывать на безопасное и продолжительное будущее, а так как естественный отбор действует только в силу и ради блага каждого существа, то все качества, телесные и умственные, будут прогрессировать, стремиться к совершенству. Любопытно стоять на густо заросшем берегу, покрытом^ многочисленными, разнообразными растениями, с птицами, поющими в кустах, с порхающими вокруг насекомыми, с червями, ползающими в сырой земле, и думать, что все эти прекрасно построенные формы, столь различные одна от другой и так сложно одна от другой зависящие, были созданы благодаря законам, еще и теперь действующим вокруг нас. Эти законы, в самом общем смысле,— рост и воспроизведение; наследственность, почти необходимо вытекающая из воспроизведения; изменчивость, зависящая от прямого или косвенного действия жизненных условий или от упражнения и неупражнения; прогрессия размножения, столь высокая, что она ведет к борьбе за жизнь и ее последствию — естественному отбору, влекущему за собою расхождение признаков и вымирание менее совершенных форм. Перевод К. А. ТИМИРЯЗЕВА 82
Гомункулус снова стучится в дверь В средние века бытовало мнение, что в мужской половой клетке заключен маленький человечек с руками, ногами, головой и тому подобное. Попав в утробу матери, ему нужно лишь вырасти в размерах. Называли такого микрочеловечка гомункулусом. В наши времена думают несколько иначе. Возникли представления о морфогенезе — образовании сложных пространственных форм из изотропной цитоплазмы оплодотворенной яйцеклетки. Беда лишь в том, что понять, как же из «ничего» возникает форма, так до сих пор и не могут. Но вот неожиданно гомункулус снова заявил о себе. Сотрудники Биологического центра Базельского университета (Швейцария) получили данные о том, что цитоплазма только что оплодотворенной, еще не поделившейся яйцеклетки плодовой мушки дрозофилы уже четко структурирована. В ней заранее можно выделить зоны, которые дадут начало сегментам тела мушки («Cell», 1984, т. 37, № 3). Корни этого исследования уходят в довольно далекую уже историю генетики, когда были получены и изучены мутанты дрозофилы, у которых нарушен процесс правильного образования частей тела. Мутанты, у которых «руки- ноги» перепутаны, были выведены разными генетиками в разных лабораториях. Для нас важно лишь то, что если есть такие мутации, значит, в формировании организма замешаны гены. Более того, можно точно выявить, какие именно гены затронуты мутациями, и определить местонахождение этих генов в хромосоме. Именно этой возможностью воспользовались швейцарские биологи. Нужные гены были выделены и клонированы. Далее началась совсем ювелирная работа. Когда ген в хромосоме начинает работать, на нем синтезируются многочисленные копии записанного в нем текста. Это молекулы РНК, которые покидают ядро клетки и устремляются в цитоплазму, где по ним синтезируются белки. Поэтому для контроля за работой гена естественно было проследить за его РНКовы- ми копиями. На разных стадиях развития зародышей делали их срезы и помещали срезы в раствор, содержащий клонированные гены. Расчет строился на том, что ДНК гена найдет и узнает прочитанную с нее РНК и образует с нею комплекс. (Этот метод носит в молекулярной биологии название гибридизации.) Гены были заранее радиоактивно помечены. Расчет оправдался: гомологичные друг другу молекулы ДНК и РНК образовали гибриды, которые были обнаружены по радиоактивной метке. Поразительно, что РНК-копии генов, ответственных за формирование отдельных сегментов организма, оказались не разбросанными где попало, а образовывали четкие скопления в совершенно определенных зонах цитоплазмы. Иными словами, на срезах проступал план будущего организма! Позднее в те или иные зоны мигрируют ядра, образовавшиеся в результате дробления оплодотворенного ядра яйцеклетки, образуются клеточные перегородки, которые изолируют каждую зону от других, и — гомункулус практически готов. Удивительно, что в цитоплазме обнаруживается совершенно четкая структурированность уже тогда, когда клеточных перегородок еще нет и в помине. Сразу возникает вопрос: откуда молекулы РНК знают, где и как им образовывать скопления? То есть проблема возникновения формы из «ничего» остается открытой. Кандидат биологических наук Д. ЛУЧНИК 83
Книги Залейте гуттаперчу сероуглеродом... Вероятно, вы читали пародии на некоторые кулинарные рецепты. Например, вроде такой: «Если к вам неожиданно пришли гости, а в доме ничего нет, не теряйтесь — быстро натрите на крупной терке полананаса, залейте свежим соком манго и густо посыпьте смесью черного перца и шафрана...» Оказывается, нечто подобное можно встретить в некоторых справочниках, дающих всевозможные советы и химические рецепты. Недавно издательство «Московский рабочий» выпустило книгу «300 практических советов» (автор- составитель В. Г. Бастанов, М.: 1982, 414 с). Она предназначена для молодых специалистов, работающих в сфере обслуживания, изобретателей, рационализаторов и просто любителей мастерить. Естественно, что в этой книге много рецептов. Но как поступить, если вам предлагают взять «5 мл хлористого олова» (с. 178), «сернокислый железоаммо- ний» (с. 228), «фосфат натрия» (с. 231), «хлористый аммоний (безводный)» (с. 233), «квасцы в порошке» (с. 341), «равные части натуральной резины и асфальта» (с. 350) и т. д.? Любой химик знает, что хлористое олово — твердое вещество, а если берется 5 мл раствора, то вполне определенной концентрации. Фосфатов натрия существует множество: в справочнике «Свойства неорганических соединений» (Л.: Химия, 1983) их приведено целых 11 — они отличаются, например, содержанием водорода и кристаллизационной воды. Последнее обстоятельство, кстати, совершенно не учитывается практически во всех рецептах, где речь идет о таких солях, как сульфаты натрия и никеля, хлориды никеля и цинка. В подобных случаях обязательно надо оговаривать, какая берется соль — безводная или в виде кристаллогидрата (как это делают в фоторецептурных справочниках), потому что в случае, например, сульфата натрия (Na2S04 и NaoSO4-10H2O) разница в количестве огромная — почти в 2,5 раза! Говоря о «сернокислом железоаммонии», следует обязательно уточнить степень окисления железа, так как существуют две двойные соли: (NH4bFe(S04J.6HoO (сольМора) HNHfFe(S04)~2- • 12Н^О (железоаммоние- вые квасцы),— которые существе н но отл ичаютс я по химическим свойствам. Хлористый аммоний вообще не бывает «водным», а различных квасцов так много, что говорить о них без указания состава равносильно предложению взять для рецепта «сульфат в порошке». «300 практических советов» — не исключение. Возьмем книгу Л. А. Ерлы- кина «Практические советы радиолюбителю» (М.: Воен- издат, 1974). Как следует из аннотации, «в книге приводятся некоторые простые оригинальные технологические методы и приемы, доступ ные для проведе ния в домашних условиях с применением малодефицитных материалов». Насчет «оригинальности» мы поговорим чуть позже, а сейчас обратим внимание на «малодефицитные материалы». Приведем примеры: нитрат бария, нитрат ртути, фторид натрия, бифторид калия, плавиковая кислота, метиловый спирт, ртуть, нитрат цинка, нитрат никеля, нитрат серебра, хлорат калия, фторосиликат натрия, висмут, кадмий, марганец борнокислый, гипофосфит натрия, янтарнокислый натрий, четыреххлористый углерод, камфора, трихлорэтилен, поливиниловый спирт, метил- метакриловый эфир, дихлорэтан, перекись бензоила... Вероятно, не стоит продолжать. Поверьте, что значительную часть этих реактивов вы не найдете даже на складе химического института. Кроме того, многие вещества (особенно помещенные в начале списка) — сильнейшие яды, другие (типа гипофосфита натрия), труднодоступны и для химиков, а такое вещество, как «марганец борнокислый», вообше не упоминается в химических справочниках и каталогах. Что еще интересно: жирным шрифтом, как сказано в предисловии, выделены названия опасных веществ. Какими критериями при этом руководствовался автор, сказать трудно. К опасным веществам отнесен «мети л гл юкол ьацетат» (а он-то как раз не опасен, хотя бы потому, что такого вещества в природе не существует), зато метиловый спирт (яд!), присутствующий, кстати, в том же рецепте, считается вполне безопасным, как и бифторид калия. Самые замечательные рецепты — это составы для снятия цинковых покрытий со стали (с. 29) и для травления алюминия (с. 50). В первом случае на 1 л надо взять: NaOH — 200 г, НС1 — 100 г, NaCl — 15 г. А чтобы читатель не подумал, что это шутка или опечатка, приведу рецепт для второго случая: NaOH — 200 г, НС1 — 100 г, NaCl — 13 г. Комментарии, как говорится, излишни. Но и те рецепты, которые не вызывают возражений с точки зрения химии, неуместны из-за практической недоступности сырья. Все знают, что для склеивания резины надо купить резиновый клей и использо- 84
вать его в соответствии с инструкцией. Вряд ли кто- нибудь рискнет (и сумеет) приготовить состав из сероуглерода (очень ядовитое и чрезвычайно легко воспламеняющееся вещество), гуттаперчи, натурального каучука и таинственного «аль- бимина». Еще пример. В рецепт для вощения древесины входят такие компоненты, как карнаубский воск и шеллачный воск. Не думаю, что можно приготовить такой состав. Карнаубский воск, как указано в справочниках 60—80-летней давности, «в виде выделений на листьях бразильской пальмы Со- rypha cerifera ввозится к нам из Бразилии, где он применяется для свечного производства, фотографических пластинок, валиков граммофонов и фонографов». Справедливости ради следует сказать, что карнаубский воск, обладающий рядом весьма ценных качеств, применяют и в настоящее время, но в продажу он, естественно, не поступает. Очевидно, автор, не мудрст- Из писем в редакцию Химические ожоги Многие химики — иногда начинающие экспериментаторы, а иногда и опытные — пренебрежительно относятся к ожогам реактивами, полагая, что они не более страшны, чем царапина. Как врач-дерматолог я считаю это грубой ошибкой: длительное действие реактивов на кожу, даже если оно не проявляется сразу в виде ожога, зачастую приводит к аллергическим заболеваниям, дерматитам и другим болезням кожи. Случается, что повышенная чувствительность заставляет химика отказаться от любимого дела. Профилактика химических ожогов предельно проста. Работать надо в тонких резиновых перчатках. Если в ходе опыта может разбрызгиваться жид- вуя лукаво, переписал рецепт (как, вероятно, и многие другие) из какой-нибудь старой книги, выпущенной в те времена, когда кустари делали валики для фонографов, а карнаубский воск можно было купить в лавке «колониальных товаров» (и, наверное, недешево) . Подтверждает эту догадку сумма весовых частей всех компонентов — она равна круглым счетом 96, то есть фактически в рецепте указано, сколько золотников каждого вещества надо взять для получения одного фунта смеси... Мы выбрали для примера ошибки из двух в основном хороших и нужных книг практических советов. К сожалению, одни и те же неверные или практически неосуществимые рецепты часто кочуют из одной книги в другую, в лучшем случае без изменений, в худшем — с искажениями и дополнительными ошибками. Пример тому — книга О. Г. Вер- ховцева и К. П. Л ютова «Практические советы мастеру-любителю по электрокость, поставьте между собой и реакционным сосудом экран, лучше из полиэтиленовой пленки. Все мы, независимо от профессии, обращаем внимание лишь на сильные ожоги, при которых появляются отеки, волдыри и т. п. Между тем и небольшое раздражение кожи может представить опасность. Поэтому, если реакти в попал на руки или на лицо, надо немедленно смыть его. Кислоту смывают тампоном, смоченным в содовом растворе A5 г питьевой соды на 200 г воды), щелочь — 2—3%-ным раствором уксусной кислоты. Желательно, чтобы во время работы склянки с этими растворами были под рукой. Далее обработайте пострадавший участок кожи спиртом или водкой (но не одеколоном!). Обычно этого достаточно. Если появился отек, смажьте кожу 10%-ной синтомициновой или стрептоцид о вой эмульсией, забинтуйте (достаточно одного- двух слоев бинта) и закрепите повязку, чтобы при движении она не раздражала кожу. Хорошо помогает самое вер- технике и электронике», выпущенная в этом году Ленинградским отделением «Энергоатомиздата». На странице 151 вы найдете уже знакомый рецепт, в котором предлагают смешать 200 г NaOH, 100 г НС1 и 13 г NaCl. Правда, в новой интерпретации NaOH, оказывается, можно заменить на КОН, что, по мнению авторов, должно расширить возможности мастера-любителя... Спору нет, книги и справочники для любителей мастерить полезны и нужны. Но при их подготовке к печати безусловно необходимо выполнить два условия. Во-первых, обязательно проверить, правильно ли записаны все химические соединения, реакции, заменить устаревшие названия современными. Во-вторых, исключить рецепты, содержащие особо опасные соединения, а также вещества и материалы, которые заведомо невозможно купить или приготовить самостоятельно. Г. МИНКОВ ное и быстрое средство заживления при ожогах горячими веществами — зверобойное масло. Приготовить его несложно: 30 г сухого зверобоя всыпьте в 200—300 г подсолнечного, оливкового, льняного или хлопкового масла, проварите на медленном огне 15 минут. Остудите, не процеживая, и вылейте в бутылку темного стекла. Хранить препарат надо в темном, сухом и прохладном месте. Ожог смазывают 5—6 раз в день тонким слоем масла; повязкой закрывать не надо. Зимой перед выходом на улицу обожженную кожу, уже зажившую, тоже смажьте зверобойным маслом. При ожогах эпоксидной и другими смолами хорошо помогает эмульсия алоэ — смесь равных количеств меда и сока столетника. Пусть сказанное не покажется вам примитивом. Врачам часто приходится лечить дерматиты и экземы, возникшие только потому, что больные не знали о простейших лекарствах. А. А. ПАСТЕРНАК, Киев 85
Фантастика Агент КФ Кир БУЛЫЧЕВ
Когда Ольсен ушел, Елену Казимировну охватило беспокойство — как он там, один на ночной улице. А вдруг Нильс заблудился и на него напали грабители... И Елена Казимировна, накинув плащ, побежала к дому для приезжих. Я только спрошу у вахтера, приходил ли он, уговаривала она себя, и тут же вернусь. То, что она сама ночью вышла на улицу, ее не тревожило. Она привыкла к тому, что все неприятности происходят с Нильсом. Она была в пятидесяти шагах от дома, когда раздался взрыв. Ударом воздушной волны Елену Казимировну бросило на мостовую, падение было неожиданным и болезненным. Ей показалось, что на нее напали бандиты, как на того несчастного археолога, и ударили по голове. И упав, она закрыла голову руками, спасаясь от следующего удара. Ничего не произошло. Грохот утих, и затем она услышала, как сзади, нарастая в силе, слышится треск, будто кто-то быстро ломает маленькие палочки — тысячи палочек. Елена Казимировна села и обернулась. Горел ее дом. Верхняя часть дома куда-то исчезла, и из яйца вырывались клубы дыма, в которых чертенятами скакали язычки пламени. — Боже мой,— сказала она вслух.— Какое счастье, что Нильс ушел к пилотам. Окна в соседних домах открылись, высовывались сонные головы. Дом горел быстро, он был старый и сухой. Елена Казимировна не пошла к дому — что ей делать одной у пожарища? Через несколько шагов она встретила мужа и пилотов, которые бежали навстречу. — Лена! — закричал издалека Ольсен.— Ты успела! Он плакал и обнимал ее, а пилоты побежали дальше, они хотели тушить пожар, но это было немыслимо, и даже пожарные, колесница которых приехала довольно быстро, ничего поделать не могли. Вскоре прибыли городские чины. Его Могущество командующий войсками показался в сопровождении группы офицеров. Командующий был встревожен и зол. «Шквал» похитили с помощью его боевой машины, а он до сих пор не мог разыскать ее экипаж — исчез, как в воду канул. Все начальство парка боевых машин было арестовано, но это не помогло, хотя они готовы были сознаться в чем угодно. ВараЮ, несмотря на ранний час, был одет в полную форму. Следом за ним явились охранники, человек пятьдесят. ВараЮ приказал им оцепить квартал и никого не пускать к сгоревшему дому. Его эксперты начали тут же растаскивать тлеющие бревна, потому что ВараЮ был убежден, что взрыв и пожар — не случайность, а дело рук сообщников Пруга Брендийского, которые хотели вывести из строя рацию и помешать связи с «Вациусом». Он извинился за то, что не откликнулся на первый звонок Ольсена, и сказал, что накажет своего секретаря. От дома ничего не осталось. Сгоревшего Ольсен уже никогда не восстановит. В гибели того, что он делал, было глубокое оскорбление разуму — устроившие взрыв менее всего думали о таких мелочах, как разум или рукописи консула Ольсена. Елена Казимировна вела себя как королева, и по ее виду можно было предположить, что речь идет о сущей безделице. Сначала ее долго расспрашивал ВараЮ, которого интересовало, не проникал ли кто-нибудь в дом — ведь заряд надо было пронести, установить и спрятать. Потом те же вопросы задавал пышно одетый генерал из свиты Его Могущества. Второй серьезный инцидент за три дня, даже третий, если добавить исчезновение археолога, а преступники чувствуют себя так спокойно, словно пользуются покровительством в очень высоких сферах. Его Могущество предполагал, что у горцев есть свои люди в охране, ВараЮ, в свою очередь, винил армию. В конце концов пришли к выводу, что консул, уходя из дома, мог и не запереть двери, а Елена Казимировна ушла минут десять спустя — достаточный срок, чтобы подложить бомбу. — Меня беспокоит,— сказал ВараЮ, наклонив к консулу свой острый нос,— как точно они выбрали время. Сразу после того, как вы связались с кораблем. Кому вы говорили о связи, кроме моего секретаря? — Никому. — Секретаря сейчас допрашивают. А пилоты? — Исключено,— ответил Ольсен.— Между моментом, когда я сказал им, и началом пожара прошло минут пять, не больше. — Остается телефонная станция,— сказал ВараЮ задумчиво.— Я вынужден буду вас покинуть... Начинался рассвет. Полуодетые и напуганные соседи, тихо стоявшие за линией ограждения, стали расходиться по домам. Пожарные колесницы, разукрашенные желтыми драконами, покинули пожарище. Его Могущество еще раз выразил Ольсену и Продолжение. Начало — в № 8—10. 87
его супруге сочувствие в горе, постигшем их, и сообщил, что правительство компенсирует ущерб, понесенный господином консулом. Старый воин КрайЮ провел неудобную, трудную ночь. Он устроился на втором этаже здания, от которого остался угол, десятиметровым зубом возвышавшийся над площадкой. Оттуда был виден вход в подземелье. До него было далеко, тысяча шагов, но ближе укрытия не нашлось. Воину было холодно. Внизу несколько раз проходила стая волков, крупные, сильные звери. КрайЮ не хотел, чтобы они его заметили. Утром он увидел, как археологи выбрались из подземелья, и сообщил об этом на корабль. Дрок У ответил, что воины выезжают. С рассветом амляки покинули туннель. — Человечество не одиноко,— сказал Львин, глядя, как амляки бредут к развалинам.— Мы обрастаем родственниками. Фотий ван Кун взглянул в небо в надежде увидеть звездочку корабля, но ничего не увидел. Он поглядел на младенца с заклеенной пластырем ручкой, помахал ему пальцами и сказал «гу-гу!», полагая, что все младенцы любят, когда Фотий ван Кун делает им гу-гу. Младенец заверещал. — Наш долг взять на себя заботу о них,— сказал Фотий. — Давай отложим благотворительность на лучшие времена,— ответил Тимофей серьезно.— Неси ящики с патронами. Они грузили в вездеход оружие, найденное в подземелье. Оружие сохранилось хорошо, но археологи не намеревались убивать им воинов Пруга. Они хотели успеть к «Шквалу», прежде чем бандиты отправятся на поиски арсенала, и устроить такой шум, чтобы те побоялись выйти из корабля. Задержать их, пока не появится помощь. Они погрузились в вездеход как раз тогда, когда вездеход ВосеньУ уже отправился к подземелью. Задержись они хотя бы на десять минут, события приняли бы совсем иной оборот. Если кто-нибудь мог бы поглядеть на город с птичьего полета, он увидел бы, как один вездеход медленно пробирается к подземелью, в то время как другой удаляется от него. Бесконечно усталый Ольсен поехал с пилотами в Школу знаний. Там обещали дать приборы для восстановления связи. — Допустим,— говорил Ольсен, споря с самим собой,— они знали, что в консульстве есть станция, и предусмотрительный Пруг приказал подложить заряд... Возможно? — Возможно,— ответил Салиандри.— Но почему они не взорвали вас раньше? Откуда им знать, когда ваша станция выйдет на связь с космосом? Нет, ваш ВараЮ прав — искать надо на телефонной станции. Школа знаний была дыней вдвое больше прочих. Профессора в синих тогах с зубчатым знаком Высокого Знания церемонно ждали их под боком дыни. — К чему это? — спросил один из пилотов.— У нас нет времени для торжественных собраний. — Будем терпеливы,— ответил Ольсен.— Тогда мы получим все, что нам надо. Повелитель Школы знаний, седые усы которого, к вящему изумлению пилотов, лишь немного не доставали до пола, встретил Ольсена с распростертыми руками. Он рыдал и не скрывал слез. Он был настоящим мужчиной — лишь женщины прячут слезы. Ольсен тоже прослезился. Потом он объяснил пилотам, что сделал это для соблюдения этикета, но сам не был в этом уверен. Затем всей процессией, очень напоминавшей похороны, только без покойника, они проследовали в лаборатории. Там были богатства, которые хранились без действия, в расчете на будущих Ньютонов. Даже Ольсен не знал, сколько удалось накопить ученым мужам. И пока он рассказывал стенающим профессорам о масштабах бедствия для него лично и для местной этнографии, пилоты со все возрастающим оптимизмом перерывали гостеприимно открытые склады. Часа через три перегруженная машина Ольсена, сопровождаемая школьной колымагой, плелась к космодрому. Торжествующий Салиандри хлопал консула по плечу и кричал: — Мы из этого добра три рации сделаем! Капитан «Вациуса» Йнвуке высох еще более за последние часы. Связь с Пэ-У прервалась, все попытки вызвать планету ни к чему не приводили. Он собрал на мостике своих помощников. — У консула Галактического центра, с которым я успел поговорить, есть по- 88
дозрение, что корабль «Шквал» уведен похитителями к планете Ар-А в той же системе. После этого сообщения связь прервалась по неизвестной причине. Помощники капитана в одинаковых серых мундирах со знаками Космофлота сидели неподвижно, как статуи, под портретами великих капитанов прошлого, одинаково худых и серьезных. — У нас есть два пути: либо изменить курс и следовать к планете Ар-А, либо продолжать движение к планете Пэ-У. Я полагаю, что нам следует продолжать движение к * Пэ-У, стараясь восстановить с ней связь. Угон корабля к Ар-А есть лишь допущение, причем неподтвержденное, а выход из строя уже второй рации говорит о злом умысле на самой планете Пэ-У. Следовательно, там существует угроза жизни наших товарищей. Если у кого-нибудь есть возражения, попрошу их высказать со всей резкостью, свойственной нам. Решение серьезно, потому что нам, гражданскому кораблю, возможно, придется воевать. Капитан замолчал и молчал ровно три минуты. Никому не пришло в голову возражать капитану. Все они были истинными демократами, они презирали этикет и условности, и, если бы они не согласились с капитаном, его пришлось бы немедленно разжаловать. Через три минуты собравшиеся поднялись, поклонились капитану, поклонились портретам и покинули капитанский мостик. Андрей проснулся, вскочил, умылся, напился воды. Есть хотелось страшно. Он бы с наслаждением поднял страшный скандал на весь корабль, его останавливало лишь то, что скандала никто не услышит. И вообще эта история ему порядком надоела. Она могла бы показаться детской игрой, если бы не умирали люди. А Пругу все зто кажется совершенно справедливым, он не ощущает себя преступником или убийцей. Детство цивилизации видно не только в социальных законах, оно и в психологии каждого человека. В каменном веке человек остается ребенком, сколько бы лет ему ни было. И реакции у него детские. Это же надо — посвятить жизнь желанию стать царем! А ведь так, сказал он себе, можно оправдать любого первобытного злодея. Нет, сказал он себе, не оправдать — объяснить. Наше дело объяснить и еще — устранить опасность. На этом рассуждения голодного Андрея прервались. Щелкнул замок, вошел ДрокУ. Спокойно, как к себе в каюту. — Мне нужно с вами поговорить,— сказал он на космолингве. — Откуда вы знаете галактический язык? — спросил Андрей. — Я выучил,— сказал ДрокУ. — Вы бывали в Галактическом центре? — Да, на стажировке. Но, честно говоря, очень давно не приходилось говорить. Четыре года я провел в горах и последний год рядом с Пру го м в столице. Практически одичал. — Вы странный человек. — Я уверен, что с вами можно иметь дело. Мое положение гораздо опаснее, чем ваше. Если о нашем разговоре узнают, Пруг убьет меня немедленно. — Кто же вы? — Я заместитель уважаемого ВараЮ, начальника столичной охраны. Мое имя вам ничего не скажет, так что можете продолжать звать меня ДрокУ. — Что вы делали у Пруга? — Вот видите, как собл аз нительно допрашивать, — сказал с улыбкой ДрокУ. В его движениях и облике была некая лень, но происходило это от избытка силы, от умения быстро собраться.— Отвечаю: Пруг давно смущал нас. Он — самая яркая фигура в горах. Мы решили внедрить нашего человека, чтобы он всегда был рядом с Пругом. Мне пришлось стать таким человеком. — И вы хотите сказать, что не заметили, как он планирует захват корабля? — Мы не всесильны. Он оказался хитрее. Но его торжество недолго. — Мне трудно поверить,— сказал Андрей. ДрокУ поднялся. — Мы что-нибудь придумаем. Главное чтобы они не добрались до арсенала. Как вы думаете, > скоро придет помощь? — Спросите что-нибудь полегче,— сказал Андрей. — Спокойной ночи. Думаю, что Пругу я скоро понадоблюсь. ДрокУ улыбнулся. Зубы у него были подпилены, как положено горцу. — Минутку,— сказал Андрей.— Если вы в самом деле тот, за кого себя выдаете, 1 почему вы не обезвредите Пруга? — Я не вправе его убить, мне это запрещено. — Я не говорю об убийстве. Так что вы намерены делать? — Пользоваться вашими советами, ДрейЮ. И не спешить. Лишь бы они не убили я кого-нибудь из археологов. 89
— Им это грозит? — Археологи дали себя провести, как цыплята. Пруг оставил в городе охотника, они привели его к арсеналу. Сейчас ВосеньУ умчался туда зарабатывать себе славу и жизнь. — И жизнь? — Разумеется. Рано или поздно его нечаянно утопят. Он чужой. Он может проговориться, чтобы спасти шкуру. Мне его не жалко, подумал Андрей. Я должен быть гуманистом, мне положено всех любить — в этом великая мудрость Галактики. Но мне хочется, чтобы ВосеньУ умер. — Вам его не жалко,— утвердительно сказал ДрокУ.— Вы думаете, что он убил вашу женщину. — Разве это не так? — Я не был при этом. Это мог сделать кто угодно из людей Пруга. Я пошел. Запру дверь, кто-нибудь мог видеть, как я сюда заходил. ДрокУ легко поднялся. — Погодите,— сказал Андрей.— Я не знаю, какой вид смерти легче, но все ваши пленники находятся в плачевном состоянии. Сужу по себе. — Что случилось? — Вчера нас никто не догадался покормить. И сегодня тоже не собираются. — С ума сойти!— воскликнул ДрокУ. Он тоже забыл о том, что людям надо время от времени есть. — Пошли,— сказал он.— Идите спереди. ДрокУ быстро повел Андрея к камбузу. Там было пусто. — Берите, что вам нужно,— сказал ДрокУ.— И немедленно к себе. Если вас поймают, мне придется отвечать. И он быстро ушел. Андрей подождал, пока шаги нежданного союзника утихнут, потом осторожно положил свою добычу на место. От голода он не умрет. Ему нужно было незаметно попасть в библиотеку. Он надеялся, что это помещение корабля не представляет жгучего интереса для представителей Горного клана. Вход в библиотеку из коридора, но там есть вторая дверь, ведущая в кают-компанию. Ею не пользовались, и она, как заметил Андрей, была заставлена диваном. Путешествие прошло благополучно. Андрей на цыпочках пересек кают-компанию и прижал ухо к двери. Появление союзника показалось ему странным. О чем ДрокУ будет говорить с Прутом? Хотелось доверять ДрокУ, всегда хочется доверять, но это могло дорого обойтись. Андрей успел в библиотеку вовремя: ДрокУ разговаривал с наследником Брендий- ским. Перетаскивая аппаратуру в диспетчерскую, пилоты галдели, как мальчишки, и Ольсен подумал, что они в самом деле страшно молоды, вдвое моложе его. Они были уверены, что запустят станцию в ближайшие часы, и это заслонило от них все прочие проблемы. На космодроме время от времени появлялись гости. Сначала приехал Премудрейший глава Школы знаний. Он хотел убедиться в том, что работа идет нормально, и еще раз выразить свое сочувствие Ольсену. Не успел он уехать, как появилась полевая кухня, самая настоящая армейская кухня, похожая на старинную карету, разукрашенную цветами. Ритуал принятия пищи в армии был сложен, походная кухня в виде кареты с цветочками составляла непременную часть ритуала. Повара, приехавшие в карете, очень огорчились тем, что пилоты поглотили изысканные блюда, не соблюдая буквы устава. В их памяти пилоты Космофлота остались людьми крайне невоспитанными. Затем пожаловал сам Его Могущество. Он прибыл в бронированной машине, коротко поклонился и обошел полуразрушенную башню диспетчерской. Затем так же внезапно уехал, оставив четырех солдат с винтовками. Солдаты встали по углам площадки, где шел монтаж, и замерли. Ольсен поглядывал на них с некоторой опаской. Последним приехал ВараЮ. — Мне это не нравится,— сказал он Ольсену.— Сказать почему? Он был похож на клювастую птицу, которая увидела лису, крадущуюся к гнезду, и очень удручена низким поведением лисы. — Почему? — спросил Ольсен. — Потому что у Пруга была боевая машина. А все боевые машины принадлежат армии. Я бы хотел поймать и допросить того, кто дал Пругу боевую машину. — Вы узнали что-нибудь на телефонном узле? — Я арестовал всю ночную смену,— ответил ВараЮ.— Мои люди сейчас с ними разговаривают. Скоро все будет известно. — А куда улетел корабль? 90
— Вернее всего, на Ар-А,— сказал задумчиво ВараЮ.— Вернее всего. Хотя я не исключаю и другие варианты. — Они есть? ВараЮ пожал плечами и спросил: — Есть какая-нибудь надежда починить станцию? — Да. Нам дали очень важные детали в Школе знаний. Они собирались строить собственный центр галактической связи. — А я ничего не знал,— сказал ВараЮ и развел руками.— Я плохо работаю. Меня пора гнать. — Вы должны радоваться,— сказал Ольсен.— Вы же всегда были сторонником нового. — Но за новым надо следить. Больше, чем за старым. — Сейчас у нас неприятности из-за старого. — Завтра будут из-за нового. Оно появляется у нас слишком быстро. Вы поглядите на них,— ВараЮ показал на солдат.— У них новое оружие. Наши Могущества очень спешат использовать оружие, которое изобретено не здесь. Что они будут делать с ним завтра? Станция приобретала рабочий вид. Удивительно, как пилоты могли разобраться в этом лабиринте. — И будет работать? — спросил ВараЮ недоверчиво. — Приезжайте через два часа,— ответил Салиандри. ВосеньУ уверенно шел к складам, зная, что у него две задачи. Задача первая: найти бомбу. То великое оружие предков, которое могло погубить целый город. И вторая: найти ручное оружие, для себя. А если повезет, то и одежду, не пробиваемую нулями, о ней тоже говорится в легендах. И еще неизвестно, что нужнее. ВосеньУ спешил, луч его фонаря метался по стенам, разыскивая двери и повороты. Воинам, шедшим следом, казалось, что слуга небесного господина отплясывает колдовской танец. Им хотелось убежать, но это было бы большим ослушанием, так как они должны забрать в темнице великое оружие. Одна дверь была приоткрыта. Прямо за ней лежал скелет человека в истлевшей одежде. Скелет рассыпался, когда ВосеньУ рванул на себя дверь. Воины отпрянули: в неверном свете фонарей им показалось, будто скелет пытается убежать от них. За дверью хранились бомбы. Андрей слушал разговор ДрокУ с Пругом Брендийским. Разговор не соответствовал табелю о рангах. ДрокУ мерно ходил по кают-компании и не останавливаясь говорил: — Ты забываешь, что без нашей помощи не сделал бы ничего. Остался бы жалким претендентом. Или тебя давно бы нашли убийцы. Ты существуешь только потому, что нужен нам. — Без меня вы бы тоже ничего не сделали. — Это еще неизвестно. Нашли бы другого. Жадного до власти и славы. — А что нужно вам? Та же власть и та же слава. — Нет. Нам нужна другая власть и другая слава. Настоящая. Барабаны, троны и шумиху мы оставляем тебе. Пользуйся. Пускай дикие певцы исполняют в честь тебя гимны. Хватит,— резко сменил тон ДрокУ.— Я буду говорить с господином ВараЮ. Я скажу ему, что арсенал найден. Времени в обрез. Ты должен быть всегда трезвым, сильным и готовым к \ бою. ВараЮ, повторил про себя Андрей, начальник городской охраны. Как интересно бы- i вает в истории — вот Пруг, фигура для первого плана, она шумит и машет ору- ■ц жием. А за ее спиной стоят те, кто не любит вылезать наружу... К Желая выбраться из города коротким путем, Браун ошибся улицей и попал в тупик. Он л повернул обратно. А тут как назло амляк. Он стоял на пути вездехода. Упрямо, га как самоубийца. Тимофей затормозил. Высунулся из люка. — Отойди,— сказал он. Амляк нудно и монотонно повторял — а-мля-мля-мля... Эльза подбежала к нему. Она не понимала, что амляку хотелось передать богине, гр что пришли другие люди, вошли внутрь подземного дома, они пугают амляков своим запа- >х хом, своим разговором, своими злыми мыслями. Амлякам страшно. Он хотел, чтобы богиня вернулась в подземный дом и выгнала тех людей. Он qn пританцовывал, отбегал и возвращался. — Он куда-то зовет? — спросил Браун. 91
Фотий подошел поближе, но Эльза остановила его. — Они чувствуют,— сказала она.— Чувствуют наши эмоции. Амляк отпрянул. Беспокойство Фотия его испугало. Он старался донести до Эльзы, что за люди пришли в подземный дом, но у него не было слов. Он и так совершил подвиг разумности — пришел к ним. Амляк понял, что они не хотят идти. И тогда он сообразил, что надо сделать. Там, в развалинах, совсем рядом, сидел один из тех, тревожных людей. Он давно прятался там. Надо показать богине человека, который сидит в развалинах, тогда она поймет. И амляк, не переставая верещать, побежал к руинам дома, где на остатках площадки второго этажа сидел КрайЮ. Он бежал быстро, забыв об осторожности, потому что только хотел показать, ничего другого. И почти у развалин на него обрушилась волна страха и ненависти. КрайЮ увидел амляка. Он понял, что этот голый, худой, маленький выследил его и сейчас выдаст врагам. Он был не из тех, кто отступает и бежит. Мысленно пересчитав врагов, он поднялся во весь рост. От машины его было хорошо видно. Он держал в руке духовую трубку. Амляк остановился, натолкнувшись на гнев и бешенство. Он запрокинул голову, ветер дергал длинные редкие волосы. Существо желало убить его, но он не понимал — почему. Только что он убедился в том, что эти существа не убивают. КрайЮ поднес к губам духовую трубку* — Это смерть! — закричал Фотий ван Куй.— Браун, стреляй! У Брауна был пистолет и Браун не выстрелил. Он не был готов к тому, чтобы выстрелить в человека. И Фотий ван Кун, поняв это, бросился к Брауну, чтобы отнять у него пистолет, но в этот момент КрайЮ выстрелил из духовой трубки, и амляк сложился, медленно опускаясь на землю,— яд действовал быстро. Фотий вырвал пистолет и начал стрелять по горцу, но Фотий никогда раньше не стрелял и потому промахнулся. КрайЮ понял, что он убил врага. Теперь он может отступить. В него стреляют, а отступление в бою — это не бегство. Пригнувшись, КрайЮ отпрянул назад и спрыгнул вниз. Он не знал, гонятся ли за ним, но побежал прочь, подальше, виляя между грудами камней. Браун отнял пистолет у Фотия ван Куна. — Успокойся, Фотий,— сказал он.— Мы не можем убивать. — Каждое живое существо может убивать зверя, если он нападает на человека. Амляк, чуть вздрагивая, лежал в пыли, лицом вниз. — Я еще понимаю, когда в авантюры влезает горный князь, дикий человек. Но этот ВараЮ — он же ответственное лицо! — удивлялся доктор, к которому Андрей пришел из библиотеки. — В табеле о рангах он далеко не первая фигура,— сказал Андрей.— Выскочка, добился поста с помощью способностей. Но власть его не очевидна, ему часто указывают на место. В то же время он проникает в святая святых общества. И он понял, что его власть — не предел. И придумал сделать все руками горного князя. Гордого, но бессильного. — На что он рассчитывает? — Точно сказать нельзя. Но можно предположить. На Пэ-У возвращается корабль, вооруженный достаточно, чтобы захватить столицу. Я уж'е давно понял, что в планы Пруга входит не только его горное княжество, которое и на карте не отыщешь. И для второго действия драмы обязательно нужен человек в столице, который мог бы воспользоваться паникой. Или, еще лучше, организация, способная захватить власть, пользуясь суматохой. Не исключено, что ВараЮ до конца будет выказывать себя убежденным противником мятежа и попытается взять власть не как союзник Пруга, а как единственная сила, способная ему противостоять. Может, я и неправ. К тому же мы не знаем, насколько Пруг послушен ВараЮ. ДрокУ вошел в узел связи. Он не был новичком в узле связи и знал, что делать. Он запер за собой дверь, включил аппаратуру, задал программу. Пока станция настраивалась, он включил приемник. Почти сразу пошел автоматический вызов с «Вациуса». ДрокУ не стал выключать его, когда откликнулась Пэ-У. — Начинаю сеанс,— сказал ДрокУ.-1- Это ты, ВараЮ? — Ты опоздал на три минуты,— сказал ВараЮ.— Что случилось? — Хорошие новости,— сказал ДрокУ.— Нашли. — Когда сможете стартовать? — Как только они будут здесь. — Поторопитесь. Они восстанавливают станцию связи. На подходе корабль космофлота «Вациус», там пока не знают, где вы, но армия знает. Они выследили моего человека, который организовал угон боевой машины. И он, конечно, сознается. 92
— Его нельзя убить? — Его охраняют. Но я попытаюсь. — Мы стартуем, как только они будут на борту. Сделай так, чтобы Космофлот не успел нас перехватить. Иначе все зря. — Знаю лучше тебя,— сказал ВараЮ. — Корабль вооружен? — Это гражданская авиация. Разве что пистолеты у команды. г — Может, тебе тоже пора действовать? — Если ты уверен, что вы вылетаете сразу, я рискну. Это опасно. Все зависит от тебя, ДрокУ. — И от Пруга. — Поэтому я и послал тебя. Как остальные? — Я им сказал, что я твой агент и их друг. — Поверили? — Почему не поверить тем, кто цепляется за любую возможность выжить? — Я жду тебя, ДрокУ. — Я буду спешить. Капитан корабля «Вациус» ждал в радиорубке. Капитан был фаталистом и верил, что ему должно повезти. В космосе никто по доброй воле не останется без связи. Люди, похитившие космический корабль, должны предусмотреть связь. И рано или поздно воспользоваться ею. Время шло. «Вациус» продолжал идти к Пэ-У, с каждой секундой удаляясь от Ар-А. Но капитан Йнвуке упрямо ждал. И когда заработала станция «Шквала», разговор ДрокУ был запеленгован. — Станция на планете Пэ-У,— сказал связист капитану. — Уточните, где «Шквал»,— приказал капитан. Компьютер дал координаты Ар-А. Инвуке сообщил по интеркому, что «Вациус» меняет курс. Капитан был фаталистом и гордился этим. Но он был доволен и тем, что его не подвела логика. Компьютер на «Вациусе» не имел лингвистической приставки, и содержание разговора осталось в тайне. Капитан жалел об этом, ибо полагал, что связь означала то, что противник принял решение. Экипаж «Шквала», пообедав на скорую руку, вернулся к монтажу станции. В городе было жарко и пыльно. Солдаты, которые охраняли поле, казались рыжими столбиками. Ольсен сидел у полевого телефона. Два раза звонили от Его Могущества, потом звонил Премудрейший из Школы знаний. Трижды звонил ВараЮ. Всех интересовало одно — когда будет связь. События на космодроме уже стали достоянием всей планеты. Некоторые опасались мести Галактического центра, кое-кто гордился подвигом Пруга Брендийского. Хоть официального сообщения и не было, все знали, что Пруг отправился на Ар-А, к великим гигантам. Куда еще мог полететь знатный вождь? Каждому звонившему Ольсен терпеливо объяснял, что работы завершаются. Пилоты устали — они не спали ночью и работали отчаянно. Но они понимали, что Ольсену хуже, чем другим, они успокаивали его и говорили, что осталось совсем немного. Офицер, который командовал отрядом боевых машин и исчез сразу после захвата «Шквала», был задержан ночью в долине за озером. Он молчал все утро. Днем с ним стал говорить сам Его Могущество. Он обещал ему жизнь. И жизнь его клану. В противном случае клан погибнет. Его Могущество не шутил. Офицер попросил воды. Он устал и хотел спать. Жизнь клана. Он сказал, что все i скажет. Его Могущество велел своим помощникам продолжать и ушел. Ему было достаточно > одного имени, которое сказал офицер. ВараЮ. Теперь требовались доказательства. Офицера, как только он расскажет о заговоре, i надо отвезти во дворец правительства. Солдат принес воды и поставил стакан на стол. Офицер жадно отхлебнул из стакана и почти мгновенно умер. Тут же был схвачен солдат, который принес воду. Он сказал, что воду ему дал де- к журный в коридоре. Дежурный был мертв. Зная, чем все это кончится, он высыпал остатки яда в другой 'Э стакан и выпил сам. Окончание в следующем номере 93
Что может струя Когда Гераклу понадобилось очистить авгиевы конюшни, он поступил очень просто: направил в них речные воды, и бурный поток в один день смыл все нечистоты. Во времена древнегреческих героев такое мероприятие не причинило природе никакого вреда. В наше же время количество различных отбросов неимоверно выросло, и нам приходится помнить не только о чистоте окружающей среды, но и об экономии самой воды — ведь загрязненную воду теперь тоже приходится очищать. Поэтому даже малая забота об экономии воды может сегодня обернуться большой пользой. ...Скромный стенд итальянской фирмы «Криста- нини» на московской международной выставке «Сельхозтехника-84» расположился вне павильонов. Прямо на заборе висели фотографии, рядом с которыми стояли небольшие машины, похожие на те, что поздним вечером встречаются в метро, когда уже начали уборку. Шланги от машин шли к распрыскивателям с пластмассовыми ручками. Вот к стенду подъехал запыленный трайлер. Водитель о чем-то поговорил со стендистом, и спустя несколько минут тот превратился в мойщика. Узкая тонкая струя вырвалась из сопла, и через несколько минут машина блестела, будто только сошла с конвейера. На фотографиях же демонстрировалось, как подобной операции подвергались будто нарочно вымазанные коровы и, естественно, свиньи. Машины подают к распрыскивателям либо раствор моющих средств (смесь готовится здесь же), либо чистую воду. В первом случае все понятно: тут работают поверхностно-активные вещества. А во втором? Просто вода, но только вырывающаяся из сопла под давлением от 50 до 1500 атмосфер. Такая мощная струя при минимальном расходе может смывать наросты с корабельных днищ, очищать бетонные фасады современных зданий, удалять следы резины со взлетно-посадочных полос, очищать от грязи металлические мусорные ящики. Большинство таких машин снабжено собственными энергоустановками, работающими на керосине, бензине или солярке, но есть и такие, у которых насосы работают от тракторного мотора или от электросети. Так что в наши дни шестой подвиг Геракла повторить сравнительно просто. Были бы только машины... В. ДОНЦОВ 94
И сыр — у коровы на языке! Говорят, что молоко у коровы на языке. То есть, если корм хорош, то и молоко неплохо, если же он так-сяк... Ну а как продукты, которые готовят из молока,— сыр хотя бы? Вообще-то влияние тех или иных трав на аромат и вкус сыра давно известно, и не случайно сыры из Швейцарии и Пошехонья получаются разными, даже если и там и тут их готовят мастера высокого класса. Но сейчас на крупных фермах коровы не разгуливают по тучным лугам, а получают свою дневную порцию в соответствии с запланированным рационом. А в этом рационе, сообщает журнал «Молочная промышленность» A984, № 5), много зерна и продуктов его переработки. А в них, в свою очередь, преобладают кислотные элементы, в то время как в коровьем организме должна быть слабощелочная среда, с рН около 7,35. Эту среду создают такие элементы, как натрий, калий, кальций, каковых (в пересчете на чистый едкий натр) должно быть 25—30 г на одну кормовую единицу (равную питательной ценности 1 кг сухого овса). Для сравнения: 57—72 г в люцерне, только 5 г в пшеничной соломе и до 12 г, но уже в пересчете не на щелочь, а на соляную кислоту — в зерне. В учебно-опытном хозяйстве Чувашского сельхозинститута был поставлен такой сравнительный эксперимент. Одну группу коров с середины мая до конца июля кормили кукурузным силосом и сахарной свеклой с добавкой небольшого количества люцерны и комбикорма. В этом наборе были все необходимые питательные вещества, но щелочных элементов — ровно вдвое меньше нормы. У коров при этом явным образом нарушался обмен веществ, а сыр, изготовленный из их молока, был посредственного вкуса и не имел полагающегося сыру рисунка. В те же сроки второй группе коров той же породы давали несколько измененный рацион: сахарную свеклу заменили люцерной, что сдвинуло кислотно-щелочное равновесие в требуемую щелочную сторону. Обмен веществ был неизменно в норме, молоко получалось превосходным, а сыр — сплошь высшего сорта. Надо кормить коров бобовыми травами, заключают исследователи, и проверять рационы — что там с кислотно-щелочным балансом. Как любитель хорошего сыра, я горячо поддерживаю это предложение. О. ОЛЬГИН 95
В. Н. ГЛАЗЫРИНУ, Енакиево Донецкой обл.: Судя по тому, что в литературе нет сведений о термическом разложении красной кровяной соли, эту реакцию никто не изучал подробно, Б. А. ЛИТВИНУ, Днепропетровск: Трущиеся поверхности бытовых газовых приборов рекомендуют смазывать только графитовой смазкой. КАРАСЕВЫМ, Марийская АССР: В термосах воду не кипятят, и поэтому осадок на стенках вряд ли можно назвать накипью, скорее это отложения солей (например, железа); так что есть смысл промыть термос разбавленной соляной кислотой и несколько раз очень тщательно ополоснуть чистой водой. А. Н. ЯКУШЕВУ, Курган: Кузов автомобиля надо чистить только специальными чистящими средствами для автомобилей, а препаратом для ухода за мебелью * Антик» настоятельно советуем чистить исключительно мебель. Л. РОДИОНОВОЙ, Волгоградская обл.: Стеклянные бусины покрывают «жемчужным» слоем не снаружи, а изнутри, следовательно, нужны полые стеклянные шарики, которые вряд ли можно сделать в домашних условиях. А. В. ВАСИЛЬЕВУ, Новосибирск: Так называемый «мрамор Гар- вея» готовили, добавляя порошок гипса в смесь из 120 частей воды, 2 частей клеевого раствора и 1 части буры, чтобы получилось густое тесто, в которое вводили немного красящего вещества и перемешивали лопаткой. ЧИТАТЕЛЮ ИЗ МОСКВЫ: Задавая вопрос о свойствах незнакомого вещества, пожалуйста, указывайте источник информации, без этого поиск часто оказывается затруднительным, особенно если вещество экзотическое или название его указано неточно. П. ЕРМАКОВУ, Москва: Сообщая, что пластинки можно проявлять при красном свете, вы ссылаетесь на «Карманный справочник по фотографии» 1936 г.— почти полувековой давности, когда фотоматериалы были иными; но сейчас, повторяем, только в полной темноте! И. В. БРИСКИНУ, Львовская обл.: Добавление соды в молоко, которое находится на грани скисания, категорически запрещено на молокозаводах и соответственно не рекомендуется в домашних условиях. И. Н. СМИРНОВОЙ, Тирасполь: О шелковице «Химия и жизнь» сообщала подробно в № И за 1979 г., ее ягоды действительно вкусны, и остается только сожалеть, что они не выносят дальних перевозок, а потому в северных краях почти не известны. А. И. СМИРНОВУ, Смоленск: Препарат «Альгипор», стимулятор регенерации ран, содержит альгинат натрия и антисептические добавки. И. А. РЫНДЕ, Черкасская обл.: Этиловая жидкость, антидетонатор для автомобильного бензина, состоит из тетраэтилсвинца, бромистого этила, растворителя и красителя, этилового спирта там нет ни капли. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, В. А. Легасов, В. В. Листов, В. С. Любаров, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, А. С. Хохлов, Н. М. Эмануэль, Г. А. Ягодин Редакция: 3. Ю. Буттаев (художник), М. А. Гуревич, Н. В. Ефремов, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Л. Н. Стрельникова, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), М. Б . Черненко, В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: В. М. Адамова, A. В. Астрин, Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, Ю. А. Ващенко, B. С. Любаров, И. Н. Мельников Корректоры Л. С. Зенович, Л. Н. Лещева Сдано в набор 18.09.1984 г. Т-20401. Подписано в печать 09.10.1984 г. Бумага 70X108 I ПЬ Печать офсетная. Усл. печ. л. 8.4. Уел.-кр. отт. 7778 тыс. Уч.-изд. л. 11,5. Бум. л. 3. Тираж 326 Во0 экз. Цена 65 коп. Заказ 2489. АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333 Ленинск ни проспект, 61 Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфин и книжной торговли г. Чехов Московской области (£ Издательство «Наука» «Химия н жизнь>, 1984
Про чернику Всякий знает, что черника созревает в июле, ф самое позднее в августе. И если разговор о ней зашел уже поздней осенью, то причина лишь в том, что ягоды дружно поспевают летом, а журнал выходит круглый год... Впрочем, запасливые люди сохраняют чернику и на зиму в виде варенья, сока и прочих заготовок. И независимо от времени года сухими ее плодами торгуют такие серьезные государственные учреждения, как аптеки. Из зрелых черных ягод, сперва подвяленных на воздухе, а затем хорошо прогретых, получается своеобразное лекарство — мягкое вяжущее средство. Его особо рекомендуют детям — не в последнюю очередь потому, что лекарство это принимают не в виде горькой микстуры; выпить же отвар, а то и черничный кисель кто откажется? Поглядим, отчего у черники- вяжущие свойства. Если у вас под рукой есть острый нож, микроскоп и капля 10 %-ного раствора бихромата калия, то разрежьте при случае спелую ягоду пополам, капните раствор нз темно-красную сочную мякоть и понаблюдайте через микроскоп, как прямо в клетках выпадает темно-коричневый осадок. Это вер- ** ная реакция на растительные полифенолы — дубильные вещества, которых, в чернике очень много. Но это далеко не все, что в ней есть. Вспомним: ягоды черные только снаружи, а внутри они скорее красные. Этот цвет появился благодаря комплексу веществ, называемому миртиллином (от латинского названия ягоды Vaccinium myrtillus). И этот самый миртиллин в экспериментах на животных снижал уровень сахара в крови, что очень полезно при диабете. Правда, вот какая сложность: в той же самой чернике довольно много, до 9 %, сахара, главным образом фруктозы. Но можно, во-первых, выращивать — не в лесу, а на плантации — малосахаристые формы и, во-вторых, брать для лечения не ягоды, а листья, поскольку и они содержат активные вещества. Не забудем, однако, что речь идет об экспериментах, и не будем опережать события. Красящие вещества черники пригодны и для гораздо более очевидной цели — они придают приятный цвет разным вкусным, но неярким продуктам. Пожалуй, особенно удачно они подкрашивают виноградные вина. Вероятно, по этой причине в Италии, где и без черники хватает разнообразных плодов, эту ягоду пытаются все же ввести в культуру. Когда то же самое делают, скажем, в скандинавских странах, это как-то понятнее: на севере выбирать особо не приходится, а черника числится среди нетребовательных ягод. Правда, она не так устойчива к холодам, как брусника или голубика, с которыми она нередко растет вместе, однако и не претендует, подобно винограду, на обилие солнца и тепла. Так, серединка наполовинку: хвойные или мелколиственные леса — вот что ей надо. И все-таки, если не говорить о медицинских показаниях, черника не ахти как богата жизненно необходимыми веществами. Есть, конечно, и они, но в каких-то не очень впечатляющих количествах. Ну что такое 18 мг% витамина С? Пустяки по сравнению с шиповником. Однако многие любят эти круглые черные ягоды с мельчайшими, неощутимыми семенами и кисло-сладким вкусом, простым и приятным. Какие-то они бесхитростные, близкие, свои. А пирог с черникой? А перетертые с сахаром ягоды к чаю? Нет, что ни говорите, а запасающие чернику на зиму глубоко правы. Не упустите свой шанс ближайшим летом! :s*b
Даже с вопросительным знаком такой заголовок вызовет активный протест читателей, которые мокли под дождем в ясную по прогнозу погоду, одевались излишне тепло или, наоборот, слишком легко, приняв на веру сообщение синоптиков. Всегда прав? Как бы не так! Над синоптиками подшучивают с эстрады и на стран и цах юмористических журналов. Любой, кто хоть раз пострадал от капризов погоды, считает себя вправе все валить на прогноз. А синоптики, понятное дело, обижаются. И имеют на то веские основания — они предсказывают погоду достаточно точно: по статистике оправды- ваемость прогнозов на сутки достигла у нас ныне 86с/0. Иными словами, ошибаются они в 14 случаях из 100, что в столь сложном, многофакторном деле, право же, совсем не плохо. А еще синоптики с обидой говорят, что мы просто-напросто не понимаем их предсказаний, отсюда и все недоразумения. Что ж, давайте разбираться. Прогноз, который передают по радио и телевидению, обычно содержит главные элементы погоды: облачность, осадки, ветер, температура. С ветром все просто: предсказывают его направление (по восьми основным румбам) и скорость. На эту часть прогноза нарекания редки. Облачность оценивают в баллах: небосвод условно делится на 10 равных частей, сколько их закрыто облаками — столько и баллов. Так вот, когда нам обещают ясное небо, болыш 2 баллов не ожидается. Малооблачно — затянуто не больше половины небосвода. Переменная облачность — от 1 —3 баллов в начале прогнозного срока Синоптик всегда прав? до 6—9 баллов; облачная погода с прояснениями — наоборот. Просто облачная — понятно без пояснений. Как видите, на глазок не всегда можно проверить и эту, довольно простую часть прогноза. Теперь осадки: небольшой дождь (слабые осадки) — до 3 мм за 12, часов, умеренные осадки — от 4 до 14 мм за то же время, сильные — от 15 до 49 мм, очень сильные — свыше 50 мм. Но если в дождемере накопился трехмиллиметровый слой дождевой воды за полных 12 часов, значит, дождик еле моросил весь день, а если за час-другой — значит, был ливень. Попал гражданин под такой ливень и клянет синоптиков за то, что обещали небольшой дождь... И наконец, температура воздуха. Для крупных городов се дают с точностью до двух градусов, для областей — до пяти. Отклонение от прогноза на 2°С ошибкой не считается. Нам обещали 20—22 °С, а оказалось 18 или 24 — прогноз оправдался. Пожалуйста, не ру7 гайте синоптиков! Вот что еще важно помнить: в прогнозе называют минимальную ночную температуру и максимальную дневную (среднемесячные температуры ноября — на карте). А самой низкой температура бывает во время восхода солнца и час спустя: осенью и зимой — утром, когда все идут на работу. Для людей день уже начался, а обещанной дневной температуры как ни бывало. А теплее всего днем, когда большинство работает, а не разгуливает по улицам. И им невдомек, что предсказание сбылось. Вот и выходит, что синоптик прав. Не всегда, конечно, но очень часта Повторим: в 86 случаях из 100. Издательство «Наука» «Химия и жизнь», 1984 г., № I 1_96 стр. Индекс 71050 Цена 65 коп.