Текст
                    ISSN 0130-5972
шмияижизнь
1АУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
КАДЕМИИ НАУК СССР
*<"*


f4^ У (S "f г ?»>/7Г/М№ rr^M(f/f''W'ffi'('lr,
VU^LniCl U ^KKIHfb Ежемесячный научно-попупярныи журнап Академии наук СССР Ш Игдмтся с 1965 года № 3 март Москва 1985 Сорокалетие Победы Размышления Экономика, производство Полезные советы Проблемы и методы современной науки Ресурсы Земля и ее обитатели Живые лаборатории Вещи и вещества Технология и природа Болезни и лекарства Фотолаборатория Ученые досуги Расследования Фантастика А. А. Красновский, Д. 0. Холл, И. В. Березнн. СОЛНЦЕ - ЖИЗНЬ — ЭНЕРГИЯ С. В. Кафтанов. ПО ТРЕВОГЕ А. И. Бернштейн. ЭПИЗОД ДВАДЦАТЬ ДВА ОТЧЕТЕ АКАДЕМИКА П. Л. КАПИЦЫ Г. В. Лисичкин. ВЫБОР ТЕМАТИКИ: ТАКТИКА И СТРАТЕГИЯ А. Холмская. КОЛОННА С СЕКРЕТОМ Н. Ефремов. «РОСТОК ДЛЯ РОСТКА» Г. Б. Шульпин. КАТАЛИЗАТОР — ЭЛЕКТРОН 0. Ольгин. МОЛОКО — 100 % Н. Ручинская. «ВАША МАМА ПРИШЛА, МОЛОКА ПРИНЕСЛА» И. Н. Голубинский. ПЕРВОЦВЕТ Л. Стрельникова. ПЛАСТИЛИНОВАЯ ВОРОНА И. Г. Костыльков. КАК ОЦЕНИТЬ ПОЛЬЗУ, КАК ОЦЕНИТЬ УЩЕРБ A. Рувинский. ГРАВИТАЦИОННАЯ ХИРУРГИЯ B. В. Демочкин. ЕСЛИ БЫ НЕ ИММУНОЛОГИЧЕСКИЙ БАРЬЕР... К. В. Вендровский. ДЖЕНТЛЬМЕН С НЕЗАВИСИМЫМ СОСТОЯНИЕМ В. и Т. Бондаренко. ФЕНОМЕНАЛЬНЫЕ СВОЙСТВА ВТ Ш. А. Карапетьян. ЗАМЕЧАТЕЛЬНЫЕ КОЛОНКИ ЦВЕТА Р. Шекли. ЗАДАТЬ ВОПРОС - 2 6 11 14 22 30 35 36 41 46 52 56 60 68 71 73 79 86 90 НА ОБЛОЖКЕ — иллюстрация к заметке «Интеллект наследуется?» (См. «Последние известия»)- Фигурку вылепили из пластилина худ ожники-мульт иплика торы Е. Косарева и И. Ковалев — один из авторов веселого мультфильма «Пластилиновая ворона». Кстати, в номере есть статья с таким же названием — о том, как делается пластилин. НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ воспроизведена средневековая чешская гравюра (к статье «Как оценить пользу, как оценить ущерб»). ПРАКТИКА ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ОБОЗРЕНИЕ ИНФОРМАЦИЯ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 20 29 54 72 80 94 94 96
Одним из важных направлений развития энергетики на длительную перспективу, предусмотренных Энергетической программой СССР, должно стать использование возобновляемых источников энергии, увеличение их доли в энергетическом балансе. Подобные исследования ведутся сейчас во всех развитых странах мира: проблема энергетического сырья в последнее время выдвинулась в первый ряд глобальных проблем, стоящих перед человечеством. В одном из докладов на XXVII Геологическом конгрессе приводились такие цифры: разведанных запасов нефти на планете при нынешних темпах ее потребления хватит на 32 года, газа — на 39, угля — на 72... Есть, правда, оценки и более оптимистические, но факт остается фактом: рано или поздно ресурсы ископаемого топлива должны иссякнуть. Среди иных — как сейчас принято говорить, альтернативных — источников энергии особый интерес привлекает энергия Солнца, практически неисся-
каемая и при этом, что очень важно, экологически чистая. Существует немало путей ее использования; в их числе — биологическая конверсия, то есть преобразование энергии Солнца в скрытую энергию химических соединений, составляющих биомассу растений, с помощью созданного миллионами лет эволюции эффективного природного механизма — механизма фотосинтеза. Применение современных достижений биофизики и фотобиологии, биохимии и генетики открывает перспективы получения таким путем больших количеств твердого, жидкого и газообразного топлива. Биотехнологическому направлению в энергетике было уделено большое внимание на проходившей в прошлом году в Москве 16-й конференции Федерации европейских биохимических обществ. Мы предлагаем вниманию читателей выдержки из докладов и выступлений участников конференции, посвященных этой проблеме. Академик А. А. КРАСНОВСКИЙ, Институт биохимии им. А. Н. Баха АН СССР: ФОТОСИНТЕЗ И БУДУЩЕЕ ЧЕЛОВЕЧЕСТВА Процесс фотосинтеза, происходящий в растениях, составляет основу всей жизни на Земле. Благодаря ему растения, используя энергию Солнца, вырабатывают из неорганических соединений органические, которые служат пищей всем другим живым организмам; благодаря ему образовалась и поддерживается кислородная атмосфера планеты — сам воздух, которым мы дышим; наконец, почти вся энергия, производимая мировой энергетикой, это энергия ископаемого топлива, то есть продуктов фотосинтеза когда-то живших на Земле растений. Этот запас, накапливавшийся на протяжении миллионов лет, мы используем быстрыми и все возрастающими темпами. Поэтому особую актуальность приобретает проблема наилучшего использования той солнечной энергии, которая падает на поверхность Земли сегодня. Перспективы здесь очень велики. Сейчас все растения планеты потребляют на нужды фотосинтеза всего лишь около 0,1 % падающей на ее поверхность энергии; расчеты же показывают, что они могут использовать до 30 % поглощенного солнечного излучения. Но чтобы реализовать эти огромные потенциальные возможности, мы должны детально изучить как устройство фо- тосинтезирующего аппарата растений, так и сам механизм фотосинтеза. Такие исследования широко и интенсивно ведутся сейчас во многих крупных лабораториях мира. В том числе и в нашем институте. Дальнейшее их развитие, как можно надеяться, позволит, с одной стороны, управлять процессом фотосинтеза, происходящим в растениях, повышать его эффективность, а с другой — используя те принципы, на которых основана работа природных фотосинтези- рующих систем, создавать системы искусственные, способные в перспективе использовать энергию Солнца для получения химического и энергетического сырья. Проблема фотосинтеза — одна из самых важных проблем естествознания. И вряд ли будет преувеличением сказать, что от ее решения зависит само будущее человечества. Профессор д. о. холл. Лондонский университет, Великобритания: ЭНЕРГИЯ ИЗ БИОМАССЫ Растения — один из важнейших современных источников энергетического сырья, доступного человечеству. Правда, суммарная эффективность фотосинтеза, если считать по запасенной в биомассе энергии, не так уж высока: даже в оптимальных для растения условиях она не превышает 5—6 % поступающей на поверхность Земли солнечной радиации. Обычно же в сельском хозяйстве эта величина составляет окол'о 1 %. И тем не менее ежегодно на Земле запасается в виде биомассы растений в 10 раз Ьольше энергии, чем потребляет ее человечество. В древесине деревьев, сегодня растущих на планете, заключено столько же энергии, сколько во всех практически доступных запасах угля, нефти и газа. Доля растительной биомассы в мировом потреблении энергии пока сравнительно невелика — около 14 %. Однако чтобы получить столько энергии, нужно было бы каждый год дополнительно сжигать примерно миллиард тонн нефти — вдесятеро больше, чем дают все подводные месторождения Северного 1*
моря и в полтора с лишним раза больше, чем добывает нефти Советский Союз. В развивающихся странах биомасса растений, то есть дрова и различные ежи-' гаемые отходы сельского и лесного хозяйства, покрывают около половины всех энергетических потребностей. В развитых странах эта доля меньше — например, в США всего 3 %. В десяти странах Европейского экономического сообщества, растительная биомасса служит источником 1 % получаемой энергии (что соответствует, однако, примерно 100 млн. тонн нефти в год); 'к концу XX века здесь намечено увеличить долю энергии, получаемую из биомассы, до 5 %. Широко известны успехи, которых добилась в энергетическом использовании биомассы Бразилия: здесь около 28 % всей производимой энергии получают из биомассы. В основном это биомасса сахарного тростника — ее микробиологическим путем превращают в этиловый спирт (он производится здесь в количестве 6—7 млрд. литров в год), который используется как горючее, в первую очередь для автомобилей. В этом качестве этанол обладает большим преимуществом перед бензином: у него весьма высокое октановое число, благодаря чему отпадает необходимость этилирования — добавления в горючее токсичного и экологически вредного тетраэтилсвинца. Это очень важно для высокоразвитых, густо населенных стран. Производство этанола в Бразилии, по-видимому, самая крупнотоннажная отрасль биотехнологии, существующая сейчас в мире. К этому можно добавить, что в Бразилии успешно осуществляется еще одна, менее известная программа, цель которой — повышение продуктивности некоторых растений, способных давать большие количества биомассы, в первую очередь эвкалиптов: они очень быстро растут и легко размножаются вегетативным способом. Пользуясь современными методами селекции, бразильские селекционеры вывели особо быстрорастущие клоны, которые дают в год до 5 тонн сухой биомассы с гектара — в 10 раз больше обычных. В больших масштабах используется растительная биомасса в Зимбабве. Здесь также выращивают сахарный тростник, из которого получают сахар, этанол (около 40 млн. литров в год), а из отходов сахарного производства (так называемой багассы) — животноводческие корма и электроэнергию. Это тоже результат большой селекционной работы. Нужно подчеркнуть, что использование биомассы как источника энергии ставит перед селекционерами принципиально новые задачи. Если до сих пор главной целью селекции было получение максимального количества какого-то одного, традиционного продукта, то теперь нужно учитывать необходимость утилизации всей биомассы растения. Осуществляемые в разных странах этанольные программы имеют целью производство горючего преимущественно для карбюраторных двигателей. В то же время заслуживают внимания перспективы получения из растительного сырья дизельного топлива. В принципе таким топливом может служить, например, подсолнечное или оливковое масло (хотя если заправлять дизель в продовольственном магазине, то нужно брать только самые высшие, рафинированные сорта масла, иначе неизбежно образование нагара). Здесь единственное препятствие — низкий выход масла: гектар подсолнечника или сои дает его всего лишь около тонны. Однако выход масла можно увеличить опять-таки путем селекции. Кроме этого, существуют гораздо более продуктивные масличные культуры. Например, западноафриканская масличная пальма дает до 4—6 тонн масла с гектара, а недавно выведены новые ее сорта, продуктивность которых достигает 14—16 тоны... Все эти примеры наглядно показывают, что растения могут служить богатым источником не 'только пищевого и технического, но и энергетического сырья. Развитие этой области биотехнологии может намного повысить эффективность их использования. Наши знания механизмов биологической продуктивности растений, прежде всего процессов фотосинтеза, пока еще далеко не достаточны, так что открывающиеся здесь возможности огромны. Член-корреспондент АН СССР И. В. БЕРБЗИН, директор Института биохимии им. А. Н. Баха АН СССР: ЭНЕРГИЯ ИЗ ВОДЫ И СОЛНЕЧНОГО СВЕТА Биологическая конверсия солнечной энергии в последние годы стала пред- 4
метом широких исследований. Сейчас она чаще всего осуществляется по такой схеме: cSeJH ы maJvu tw*u£WOu, Самое. узкое место такой схемы с энергетической точки зрения — производство биомассы: средняя эффективность преобразования солнечной энергии при фотосинтезе составляет 0,1 — 1 %. Это заставляет искать иные биотехнологические процессы, в которых достигались бы более высокие коэффициенты преобразования энергии. Один из таких процессов — биофотолиз воды, то есть использование механизмов фотосинтеза для ее разложения под действием солнечного света с получением свободных кислорода и водорода. Уже существует-немало биохимических систем, в которых этот процесс в той или иной мере реализован. Такая система разработана недавно в МГУ профессором С. Д. Варфоломеевым и его сотрудниками. Основа ее — культура двух микроорганизмов: микроскопической водоросли и термостойкой анаэробной цианобактерии с уникальными свойствами (такие бактерии были обнаружены в одном из горячих источников Камчатки, куда на поиски их была отправлена специальная экспедиция; это понадобилось потому, что* система работает при температуре 50 °С, которую выдерживает не всякая бактерия). Суть работы системы состоит в следующем. Клетки водорослей на свету, в ходе фотосинтеза, производят органические соединения углеводного характера и свободный кислород. Образующиеся углеводы разлагаются ферментными системами бактерии на уксусную кислоту, этанол, углекислый газ и водород. Таким образом, при работе системы непрерывно выделяются кислород и водород, то есть происходит фоторазложение воды, которое в лабораторных условиях удается наблюдать неограниченно долгое время. Можно сказать, что из всех известных способов прямого преобразования солнечной энергии в топливо такой процесс наиболее близок к практическому использованию. Максимальный коэффициент полезного действия водорослей, работающих в такой системе, составляет 5—5,5 % — это, как мы видим, значительно выше средней эффективности фотосинтеза при биологической конверсии солнечной энергии обычным путем. Однако и это не предел. Изучение кинетической модели процесса позволило нам выяснить его закономерности, в частности зависимость скорости образования продуктов от интенсивности света и от других факторов. Исследования показали, что максимальный к. п. д., о котором мы говорили, наблюдается лишь при сравнительно небольших интенсивностях света — около 200 Вт/м2. Средняя интенсивность солнечной радиации на поверхности Земли вдвое выше — примерно 400 Вт/м2, но использовать такую освещенность не удается, потому что при этом к. п. д. системы оказывается очень низким. Однако теория позволяет наметить и возможности преодоления этого препятствия путем изменения некоторых параметров процесса. В частности, можно предсказать, что если удастся найти (или, может быть, какими-то генноин- женерными способами создать) усовершенствованные штаммы работающей в этой системе бактерии, которые будут обладать определенными свойствами — в частности, устойчивостью к температуре 70 °С и малыми размерами пигментной антенны, — то к. п. д. системы можно будет повысить почти до 10 %. Подобные исследования открывают вполне реальную перспективу создания новой отрасли энергетики, основанной на биотехнологическом получении молекулярного водорода — топлива высококалорийного и экологически чистого. Записал А. ИОРДАНСКИЙ
. ■ *тие 1Тс5гды По тревоге РАССКАЗ УПОЛНОМОЧЕННОГО ГОСУДАРСТВЕННОГО КОМИТЕТА ОБОРОНЫ С. В. КАФТАНОВА Осенью сорок второго года я получил из Государственного Комитета Обороны письмо, направленное в ГКО лейтенантом Флеровым. Он служил в авиации. А до войны работал в Физтехе. Успел уже сделать открытие мирового класса. Вместе с Петржаком открыл спонтанное деление ядер урана. В своем письме Флеров сообщал о внезапном прекращении публикаций по ядерным исследованиям в западной научной печати. По мнению Флерова, это означало, что исследования стали секретными и что, следовательно, на Западе приступили к разработке атомного оружия. Значит, нужно немедленно браться за разработку атомного оружия и у нас. Почему письмо Флерова было переправлено мне? В то время я был уполномоченным ГКО по науке. Курированием научных исследований в масштабе страны мне пришлось заниматься еще до войны. В 1936 году меня назначили председателем Комитета по делам высшей школы при Совнаркоме. Специального комитета по науке тогда не было. Руководство наукой входило в обязанно- <ти Комитета по делам высшей школы, i> том числе и Академией наук. Мы давали заключения по всем планам Акаде-* мии. По положению председатель комитета входил в состав Совнаркома. И я докладывал в правительстве все вопросы, касающиеся науки. Конечно, Автор этих воспоминаний о войне профессор Сергей Васильевич Кафтанов A905—1^78) начал свою трудовую деятельность рабочим на содовом заводе в Донбассе, потом окончил «Менделеевку», работал в Физико-химическом институте им. Л. Я. Карпова. В 1936 году был назначен председателем Комитета по делам высшей школы при Совнаркоме СССР. После войны возглавлял МХТИ им. Д. И. Менделеева. В 1965-1969 гг. был членом Редакционной коллегии «Химии и жизни». приходилось не только докладывать ъ правительстве. Были, что называется, текущие дела. Вы Мигдала знаете? Академика. Tenept он знаменитый физик... Звонит MochcJ Виссарионович: «Капице нужен аспират для Ландау. Ландау нужен Мигдал. Не Академия против. Переговорите с руководством Академии...». Переговорил. У них там, в Президиуме, какая-то комиссия Мигдала не хотела пропустить Пропустила. Откуда Сталин мог знать про аспиранта Мигдала? Капица ему написал... Через несколько дней после нападени* гитлеровских войск на нашу стран} группа ведущих ученых-химиков обратилась к Председателю ГКО с письмом Академики Бах, Зелинский, Фрумкин Наметкин, член-корреспондент Вольф- кович. Они предложили привлечь ученых к решению неотложных задач борьбь с немецко-фашистскими захватчиками Ровно через сутки после вручения письма подписавших пригласили i Кремль. Прибыли все, кроме Зелинского который был болен, и Фрумкина (егс не было в Москве). Меня вызвали тоже Нас принял Молотов. Он сказал, чте Сталин занят неотложными делами, не просил передать авторам письма благодарность за патриотическую инициативу Тут же было решено создать при Г КС своего рода научный штаб, научно-технический совет. Возглавить его, пс предложению Баха, было поручено мт в качестве уполномоченного ГКО. Кроме авторов письма в совет вошли академики Иоффе, Капица, Котельников, Семенов Несмеянов. Бардин и другие видные ученые. Для оперативной работы пс организации исследований, для связ* с промышленностью и военными бы; сформирован небольшой аппарат уполномоченного ГКО. Моими .помощникам* стали Балезин, Жаворонков, Роговин Коршак, Жигач, Волков, Фигуровский Москвин. В условиях тяжелой войны, сложившейся вначале крайне неудачно для нас, была развернута поистине героическая работа советских ученых. Сейчас об этом уже немало написано. Напомню только некоторые важньц направления этой работы. Взрывчатка. Страна потеряла почт* все основные предприятия, производившие до войны взрывчатые вещества 6
Они находились на территории, занятой фашистами. Конечно, производство взрывчатых веществ было организовано на Урале и в Сибири, но фронт требовал большего. И вот химики предложили использовать оксиликвиты — смеси жидкого кислорода с органикой, например с древесными опилками. Эта простая идея потребовала для своего воплощения больших усилий. Заряженные окси- ликвитами бомбы и снаряды нельзя долго хранить, а значит — и транспортировать на большие расстояния. Поэтому получать жидкий кислород надо было прямо в прифронтовой полосе с помощью достаточно мобильных установок. Тут сыграли свою роль новые методы получения жидкого кислорода, разработанные академиком Капицей. Я был на испытаниях оксиликвитных бомб, они хорошо взрывали... Химическая защита. Немцы везли с собой целые эшелоны с боевыми отравляющими веществами, и надо было быть готовыми к тому, что они их применят. Опасность была чрезвычайная. Огромную работу по средствам защиты проделали тогда Дубинин и Петрянов (он еще перед войной разработал свои знаменитые фильтрующие материалы). А сколько чисто научных, чисто технических проблем вставало при организации производства оружия и боеприпасов на востоке страны! Новое сырье, новая технология, новая организация. Сколько времени нужно сейчас, чтобы перевезти на новое место крупный завод? Два года? Три года? А во время войны эвакуированное за тысячи километров производство начинало давать продукцию за считанные месяцы. Обычный порядок такой: стены — крыша — оборудование. А делали: станки — крыша — стены. Война требовала быстрых решений. Теперь вернемся к письму Флерова. Осень сорок второго. Немцы дошли до Волги, до Кавказа. Идет напряженнейшая работа по самым актуальным для того времени темам: танковая броня, взрывчатые вещества, горючее для танков и авиации... И люди, и сырье, и материалы — все мобилизовано до предела. И тут поступает предложение развернуть работу в совсем другой, новой, почти фантастической области. Я говорю «почти», потому что лично для меня это предложение чистой фантастикой не звучало. Я ведь по профессии физикохимик, окончил «Менделеевку», работал в Карповском институте, некоторое время был его директором. Был хорошо знаком со многими физиками, с Абрамом Федоровичем Иоффе — с конца 20-х годов. Еще когда был студентом, слушал в «Менделеевке» его доклады о работах Резерфорда. Близким моим другом был Сергей Иванович Вавилов. О новейших достижениях физики ядра докладывалось на всех Менделеевских съездах. Многие крупнейшие физики приезжали в Карпов- ский институт. Помню приезд Фредерика Жолио-Кюри. Самые важные отечественные работы проходили через меня и в Комитете по делам высшей школы, и в Комитете по Сталинским премиям (меня назначили там заместителем председателя). В общем я был в курсе основных результатов ядерной физики и уже поэтому полной фантастикой предположения и предложения Флерова для меня не звучали. Но не только поэтому. Были еще две причины. Первая причина. В своей работе мы были связаны с многими военными организациями. В их числе был и центральный партизанский штаб. С нами держал связь полковник И. Г. Старинов, крупный специалист по минному делу, участник войны в Испании. По роду своей деятельности он часто бывал в партизанских отрядах на оккупированной немецкими войсками территории. Как-то украинские партизаны передали Ста- ринову записную книжку убитого ими немецкого офицера. Немец вел какие-то записи явно научного характера, там были какие-то химические формулы. В апреле сорок второго года Старинов доставил эту записную книжку нам. Формулы оказались схемами ядерных превращений урана. А записи в целом свидетельствовали о профессиональном интересе немецкого офицера к ядерной энергии. По-видимому, он прибыл на занятую немцами территорию специально для поисков урана. Русский перевод этих записей я направил Александру Ильичу Лейпунскому, известному специалисту по атомному ядру, действительному члену украинской Академии наук (перед войной он работал в Харькове, в Украинском физтехе). Не прошло и трех суток (тогда все делалось быстро), как был получен ответ. Лейпунский считал, что в течение ближайших 15—20 лет проблема использования атомной энергии вряд ли будет решена и что в разгар войны тратить на это средства нецелесообразно. 7
Но обнаруженное Флеровым засекречивание атомных исследований на Западе явно противоречило этому мнению. Наконец, о второй причине. В те же примерно времена, когда мы занимались записями немецкого офицера и письмом Флерова, Гитлер принялся кричать о подготовке немцами «сверхоружия». А что если это не просто пропаганда? Что если этот изверг имел в виду именно атомное оружие? Я стал советоваться с физиками. Наиболее весомым для меня было мнение Абрама Федоровича Иоффе. Абрам Федорович считал, что принципиальная возможность цепной ядерной реакции, проще — атомного взрыва, доказана и что нам надо браться за это дело. Весь накопленный в ходе войны опыт убеждал меня: сроки реализации научно-технических идей в чрезвычайной обстановке резко сокращаются. То, на что до войны действительно понадобилось бы 15— 20 лет, теперь можно сделать в несколько раз быстрей. Я попросил Иоффе подписать вместе со мной первое краткое письмо в Государственный Комитет Обороны о необходимости создать научный центр по проблеме атомного оружия. Он согласился. Письмо пошло за двумя подписями. Это письмо ГКО послал на заключение в разные ведомства, а потом все полученные заключения — мне для подготовки доклада на ГКО. Не все ведомства согласились с нашим предложением о развертывании работ. Некоторые были против, например такая влиятельная организация, как Госплан. Докладывая вопрос на ГКО, я отстаивал наше предложение. Я говорил: конечно, риск есть. Мы рискуем десятком или даже сотней миллионов рублей. Но, во-первых, нам все равно придется тратить эти деньги на науку, и развитие новой области науки всегда оправдывается. А во-вторых, если мы не пойдем на этот риск, мы рискуем гораздо большим: мы можем оказаться безоружными перед лицом врага, овладевшего атомным оружием. Сталин походил, походил и сказал: «Надо делать». Мне было поручено найти людей, найти место, привлечь любые организации, участие которых окажется необходимым. Опять я начал с Иоффе. Советуюсь о самом главном: кто возглавит такое экстраординарное дело. Предлагаю возглавить его самому Абраму Федоровичу. Но он отказывается. Говорит, что уже в возрасте (ему тогда было 63 года), что нужен молодой, энергичный ученый. И предложил на выбор две кандидатуры: тридцатидевятилетнего Алиханова и сорокалетнего Курчатова. Более известным тогда был Абрам Исаакович Алиханов. Он уже был членом-корреспондентом Академии наук СССР, лауреатом Сталинской премии, прославился открытием образования электрон-позитронных пар, исследованиями космических лучей. Игорь Васильевич Курчатов был менее известен в широких научных кругах. Во время выборов в Академию наук в 1943 году на вакансию академика по физическим наукам были выдвинуты кандидатами и Алиханов, и Курчатов. Голосовавшие академики предпочли Алиханова. Тогда я обратился к Молото- ву с просьбой выделить Академии наук еще одну вакансию действительного члена Академии по физическим наукам специально для Курчатова. Просьба была удовлетворена. Игорь Васильевич был избран академиком. Я был знаком с работами Игоря Васильевича Курчатова по сегнетоэлектри- кам и по ядерной изомерии. А главное — он занимался ураном, делением урана, то есть именно тем, на чем могла базироваться цепная ядерная реакция. И не только сам занимался, но и руководил этими работами. Его ученики под его непосредственным руководством открыли спонтанное деление ядер урана. А один из них — Флеров — оказался инициатором принятого теперь решения. Все это как будто говорило в пользу именно Курчатова. В пользу Курчатова говорил и его уход во время войны на флот, его жажда заниматься тем, что всего нужней. Конечно, хотелось бы, чтоб человек, назначенный руководить таким делом, обладал крупным именем, обеспечивающим высокий авторитет, как у Иоффе или у Капицы. Но в конце концов исход любого предприятия решают компетентность, энергия, организаторские способности, преданность делу. Возраст же кандидатов нимало не смущал: оба они были даже чуть постарше меня. Я остановил выбор на Курчатове и в мае 1943 года вызвал его к себе. Игорь 8
Васильевич внимательно выслушал мое предложение и ответил так: «Дайте сутки на размышление». Я согласился: «Хорошо, подумайте, а завтра сообщите о Вашем решении». На следующий день он приехал и сказал: «Если надо, я готов. Дело невероятно трудное. Но я надеюсь, что правительство будет помогать. И конечно — вы». Мы принялись обсуждать, кто будет нужен в первую очередь. Игорь Васильевич сразу же назвал нескольких самых нужных ему людей: Анатолия Петровича Александрова, своего физтеховско- го друга, под руководством которого во время войны шла вся работа по размагничиванию кораблей; Исаака Константиновича Кикоина — тоже физтеховца, позднее ведавшего кафедрой физики в Свердловске (Кикоин был большим знатоком диффузионных процессов, а изотопы тогда разделяли диффузией); директора Радиевого института академика Виталия Григорьевича Хлопина — самого опытного в стране специалиста по радиоактивным химическим элементам. В то время на въезд в Москву требовалось особое разрешение ГКО. Мы получили разрешение на вызов около ста человек и соответствующее число квартир. Стали вызывать намеченных специалистов. Кроме радиохимиков, кроме физиков-экспериментаторов, кроме инженеров к работе были привлечены физики-теоретики, например Ландау, и специалисты по цепным реакциям — Семенов, Харитон, Зельдович. Одновременно с поисками и вызовом в Москву нужных людей надо было подыскать подходящее место, где эти люди могли бы развернуть свою работу. Курчатов вместе с моим помощником Степаном Афанасьевичем Балезиным осмотрели множество зданий. Главным образом это были дома, в которых ранее помещались эвакуированные из Москвы институты. Но иногда осматривали и другие пустующие здания. Побывали, например, в синагоге- Но это так, скорее шутка. Вообще-то хотелось подыскать такое помещение, чтобы оно подходило и само по себе и по расположению, чтобы было куда расширяться. Ведь с самого начала можно было предполагать, что без расширения не обойдется. Остановились, наконец, на расположенном на окраине Москвы, в Серебряном бору, здании Всесоюзного института экспериментальной медицины. Его построили перед войной и не успели загрузить оборудованием. Это было весьма кстати. Поначалу атомный центр именовался очень скромно: Курчатов предложил назвать его для маскировки Теплотехнической лабораторией. Потом он именовался Лабораторией № 2 Академии наук СССР. Началась работа по оснащению лаборатории необходимой аппаратурой и материалами. Игорь Васильевич оказался исключительно оперативным руководителем. Мы ему помогали. Заявки подавали через ГКО в наркоматы, и они удовлетворялись немедленно. Так были получены графит для реактора, железо высокой чистоты для электромагнита циклотрона. Полученные материалы Курчатов пускал в дело без промедлений. Циклотрон с электромагнитом весом 50 тонн был сооружен за несколько месяцев! Циклотрон нужен был для того, чтобы получить на нем плутоний и изучить его свойства, реактор — для осуществления цепной реакции, изучения ее условий, потом для накопления плутония. Но прежде чем строить реактор, надо было еще научиться очищать от примесей графит, создать технологию разделения изотопов урана и отделения плутония от урана. А ведь у нас еще практически не было сырья. Я попросил помощи у Владимира Ивановича Вернадского, нашего замечательного ученого. Он еще в начале века понял значение радиоактивных элементов для будущего, организовал их поиски и добычу, организовал Радиевый институт. Пригласил я и академика Александра Евгеньевича Ферсмана. Вернадский и Ферсман ввели меня в курс дела с урановыми рудами. К этому времени имевшиеся в стране урановые шахты были заброшены, затоплены подземными водами. Раньше ураном легировали сталь, но потом нашлись присадки лучше и дешевле, и уран оказался не очень нужным. Надо было восстановить рудники. Надо было искать новые месторождения урана. К этому делу были подключены геологи и горняки. Активно помогал Ферсман. Надо было думать и о подготовке кадров. Я организовал новый институт — Физмех. Потом он получил известность под новым названием — МИФИ, Московский инженерно-физический инсти- 9
тут. Он начал работать на базе эвакуированного в Ярославль Московского полиграфического института — его здания, его лабораторий и мастерских. Напротив Центрального почтамта, на улице Кирова. Когда-то, в двадцатые годы, в этом здании учился Маяковский, там был ВХУТЕМАС. Так все и закрутилось. А через два года, летом сорок пятого, после Хиросимы, начался новый этап. Было создано специальное ведомство во главе с Борисом Львовичем Ванниковым (до этого он руководил производством боеприпасов). Мнч? предложили перейти на работу в новое ведомство, но я просил оставить меня в высшей школе. Просьба эта была удовлетворена. Многое из того, чем пришлось заниматься науке во время войны, получило дальнейшее развитие в мирные дни. Кислород совершил подлинную революцию в производстве стали: на смену мартеновским печам пришли гораздо более эффективные кислородные конвертеры. Другой пример — горючий газ. Ведь это в годы войны начались поиски нефти и газа на Востоке. Был создан Главгаз- топпром при Совете Народных Комиссаров, а потом он превратился в Министерство газовой промышленности. Или еще. Как-то дошли сведения — вроде анекдота: немцы делают котлеты из опилок. Оказалось: не анекдот — гидролиз древесины, выращивание на гидролизате белковых дрожжей, а из дрожжей — действительно, котлеты. По нашему предложению при нескольких лесопильных заводах были созданы гидролизные производства. Наладили выпуск дрожжей. Подкармливали раненых в госпиталях. А теперь кормовые дрожжи — целое направление, существенный вклад в пищевые ресурсы. Но, безусловно, самое важное значение имеют начатые во время войны работы по овладению энергией атомного ядра не только для обороны страны. Ведь атомные электростанции — единственное средство преодолеть дефицит горючих ископаемых. Конечно, нашей стране повезло. У нас немалые ресурсы угля, нефти, газа. Но в конце концов это только отсрочка. Опыт работы ученых во время войны интересен не только последующим широким развитием новых направлений. Еще не до конца использован и организационный опыт — опыт быстрого и эффективного решения крупных научно-технических проблем, быстрого освоения новых технологий, быстрого создания целых новых отраслей производства. Вопросы внедрения в наши дни все еще стоят очень остро... 3anuva:i В. СТЕПАНОВ р- ■ if I ij
Эпизод ОТ СОВЕТСКОГО ИНФОРМБЮРО ...В ночь с 10 на II августа несколько групп немецких самолетов пытались совершить массированный налет на Москву. Вражеские самолеты были рассеяны огнем зенитных батарей и заградительными отрядами ночных истребителей. Прорвавшиеся к городу одиночные самолеты противника сбросили зажигательные и фугасные бомбы. Возникло несколько пожаров жилых зданий. Есть убитые и» раненые. Военные объекты не пострадали. По неполным данным сбито 5 немецких самолетов. Наша авиация потерь не имела... Это сообщение о семнадцатом с начала войны налете вражеских самолетов на нашу столицу было опубликовано «Прав- До мая 1945 г. поднимались в московское неоо аэростаты заграждения, сделанные из . прорезиненной ткани и наполненные оодородом (аерхнее фото) ^ Этот снимок сделан во время войны в Москве. Выставляли напоказ сбитую и разбитую вражескую технику, чтобы показать ее уязвимость, обычность... дой» и другими утренними газетами 11 августа 1941 г. Один из пяти упомянутых в нем самолетов был сбит аэростатом воздушного заграждения, точнее, его тросом. Наш автор подполковник-инженер в отставке А. И. БЕРНШТЕЙН (в войну — офицер-аэростатчик) собрал документы, относящиеся к этому эпизоду Великой Отечественной войны. Каждый факт, каждая цифра, каждое слово этого рассказа основаны на документах. МЕСТО В ЦЕПИ СОБЫТИЙ В своих стратегических планах гитлеровский вермахт отводил Москве особое место. «Захват этого города означает, как в политическом, так и в экономическом отношении, решающий успех». Эта фраза — из гитлеровского плана «Барбаросса». Группа войск «Центр», действовавшая на московском направлении, включала более 50 дивизий плюс 11
две мотобригады, а также 2-й воздушный флот вермахта численностью 1680 боевых самолетов. Массированными налетами с воздуха Гитлер рассчитывал разрушить Москву дотла, сровнять ее с землей. Защита столицы от вражеской авиации была возложена на 6-й истребительный авиационный корпус и 1-й корпус ПВО, в который входили артиллерийские (зенитные) и пулеметные полки, полки аэростатов воздушного заграждения, прожекторные части, службы наблюдения, оповещения, связи. Дата первого налета вражеской авиации на Москву — ровно через месяц после объявления войны, ночь с 21 на 22 июля. 220 вражеских самолетов наши истребители встретили примерно за сто километров от столицы и вступили с ними в бой. Боевые порядки фашистской авиации были рассеяны, противник понес потери, к городу прорвалась лишь меньшая часть вражеской эскадры. Здесь ее встретил мощный заградительный огонь артиллерии. Фашисты сбросили бомбовый груз, не долетев до цели, в основном на подходах к городу, и — повернули вспять. Надо сказать, что по существовавшей тогда тактике наиболее эффективными считались (да и были) внезапные налеты бомбардировщиков на малых высотах или пикирование на выбранный объект. Этим достигались две цели — прицель- ность бомбометания и собственная относительная неуязвимость (зенитный огонь на малых высотах менее эффективен). Противодействовать этой тактике и были призваны аэростаты воздушного заграждения. Тросово-минная сеть, созданная аэростатами воздушного заграждения*, была для вражеских летчиков смертельно опасной. Но при первом налете московским аэростатчикам не довелось непосред- . ственно сбить хоть один вражеский самолет. Дело до них не дошло. Самолеты, что прорвались в воздушное пространство нашей столицы в ту ночь, шли на высоте больше пяти километров, а «потолок» аэростатов воздушного заграждения в начале войны составлял лишь 4,5 км. Бомбы с большой высоты были сброшены не прицельно. За нанесенный ущерб противник расплатился * О технологии этого дела подробно рассказано в прошлой нашей публикации — см. «Химию и жизнь», 1983, № 5. 22 самолетами, сбитыми нашими летчиками-истребителями и артиллеристами над пригородом и городскими окраинами,— десятой частью эскадры. Но назавтра налет повторился: 150 вражеских бомбардировщиков было брошено на Москву. Они шли ночью на большой высоте F—7 км) под прикрытием истребителей. И вновь в воздушное пространство над городом сумела прорваться лишь меньшая часть вражеской эскадры. И вновь потери составили Ю % — 15 боевых машин, причем две из них, пытавшихся снизиться над городом, рухнули наземь, столкнувшись с аэростатными тросами. К сожалению, не удалось найти документов, относящихся к этому эпизоду. Нашлись «следы» третьего самолета, сбитого московскими аэро- статчиками в ночь 17-го налета. Но прежде чем привести их, несколько суммарных цифр... В 17 первых налетах с 22 июля по 15 августа участвовало в обшей сложности 2400 самолетов противника. К городу прорвались лишь 50, то есть 2 %. Но и эти два процента причинили немалый ущерб: были разрушены жилые здания, больница, две поликлиники, три детских сада, несколько мелких предприятий, одно из зданий Академии наук, Театр имени Вахтангова... Убито 736 человек, ранено больше трех тысяч. Эти цифры и факты приведены в воспоминаниях генерал-полковника артиллерии Д. А. Журавлева, бывшего в начале войны командиром 1-го корпуса ПВО. СЕМНАДЦАТЫЙ НАЛЕТ В ту ночь прорвавшиеся к городу на высоте около 5 км самолеты сбросили на парашютах осветительные бомбы. Мы тогда их называли «люстрами». Пулеметчики ударили по «люстрам». В это время (оно зафиксировано — 01.30 ночи) один из немецких бомбардировщиков незаметно отделился от своей группы и, постепенно снижаясь, вошел в пространство над западной частью города в районе поселка Хорошево (сейчас Хорошево входит в границы Москвы). Взяв ориентиры, он шел вдоль Москва- реки, повторяя ее изгибы. Экипаж самолета рассчитывал, снижаясь, уйти от прицельного огня зенитной артиллерии. Они полагали, что над рекой не должно быть тросов от аэростатов заграждения... Очевидно, фашистский ас рассчитывал выйти вдоль Москва-реки к самому центру столицы, к Кремлю... На пути немецкого 12
самолета оказался пост аэростатов заграждения № 116 9-го полка A3. Командиром этого полка был известный стратонавт Э. К. Бирнбаум*. Постом №116 командовал никому тогда не известный ефрейтор Иван Губа. Вместе с расчетом он находился на боевой позиции, тандем из двух аэростатов был поднят в воздух еще в сумерки. Дальний воздушный бой подходил к концу, стихало. И вдруг откуда-то сверху и сбоку — шум авиационного двигателя. Различать «голоса» своих и чужих самолетов к тому времени умели уже многие штатские, солдаты — тем более. Шум был «не наш». — На лебедке, внимание! — Есть! Моторист расчета рядовой Александр Гусев знал — командиры объясняли на учениях: почувствуешь удар в трос, нужно немедленно отпустить тормоз барабана — специально смягчить первый удар, дать самолету захлестнуться тросом. И тогда пусть трос пилит и режет крыло, рвет и опрокидывает самолет. Удар в трос! Боевую машину — лебедку Л3-3 весом 1,5 тонны резко кренит на бок. Трос звенит как струна, как живой. Гусев броском отпустил тормоз. Барабан стремительно раскручивается, под нагрузкой трос ложится все ниже и ниже, и боевой расчет в предрассветных сумерках летней ночи видит, как чуть в стороне на большой еще высоте, раздираемый стальным тросом, завывая моторами на форсаже, падает уже охваченный огнем вражеский самолет. — В ружье! — командует Иван Губа. С винтовками наперевес расчет бежит вдоль троса. Примерно в километре от поста на земле валяется срезанное тросом крыло. Сам же самолет упал в реку и быстро затонул. Место падения отмечено пламенем — полыхает разлившийся на поверхности воды бензин... Все это легко представить с предельной достоверностью благодаря документам, сохраненным сыном Эрнста Карловича Бирнбаума — Олегом Эрнстовичем. А собрал эту уникальную папку начальник штаба 9-го полка аэростатов заграждения подполковник А. А. Остроумов. Здесь не только подробности эпизода, но и характеристика 'немецкого экипажа, документы которого были найдены после подъема самолета со дна реки. * О нем рассказано в прошлых наших публикациях — в № 5 за 1983 г. и № 2 этого года. Немецкий бомбардировщик «Хейн- кель-111» (бортовой № 2629) был изготовлен в 1938 г. в Ораниенбурге. Самолет принадлежал 100-му отряду 12 полка 1-го воздушного флота вермахта. Еще 7 августа экипаж находился в Ганновере, 9 августа в Варшаве. В ночь с 10 на 11 августа он, как уже известно читателям, оказался на дне Москвы-реки. Экипаж состоял из четырех человек: лейтенанта, фельдфебеля и двух унтер- офицеров. Экипаж матерый, асы. Немало бесчинств учинили они в небе Польши, Чехословакии, Франции. У лейтенанта — нашивка «За Нарвик», то есть за налеты на Норвегию. У всех четверых — орденские ленты. Все четверо награждены «железными крестами». А расплата наступила при первой же их попытке бомбить Москву... Их трупы отправили в крематорий, отрезанное тросом крыло выставили москвичам на обозрение. А теперь о тех, кто встал на пути матерых военных преступников, имевших на борту две бомбы и шесть пулеметов. Командир поста № 116 — ефрейтор Губа Иван Семенович, рождения 1920 г., комсомолец. В 1939 г. окончил ФЗУ и работал на железной дороге в Одессе. Призван в армию в 1940 г. Моторист поста № 116 — рядовой Гусев Александр Иванович, рождения 1911 г. Слесарь. С 1939 г. кандидат в члены ВКП(б). В 9 полку A3 по призыву с первого дня войны. За проявленное мужество и умелые боевые действия И. С. Губа и А. И. Гусев были награждены медалью «За отвагу», обоим присвоено воинское звание «младший сержант». Сохранился список бойцов 116-го поста A3: красноармейцы Зиманин, Логинов, Кудинов, Ступин, Первозванный, Дмитриев, Исаков, Джелиев, Курочкин, Обихов. ЗА РАМКАМИ ЭПИЗОДА Остается добавить, что аэростаты заграждения московской Армии войск ПВО поднимались в небо почти до конца войны. Их можно'было наблюдать и в дни (вечера!) победных салютов. Тогда они поднимали знамена и транспаранты. За годы войны фашистская авиация совершила на Москву 134 групповых налета. В них участвовали около 9000 самолетов. Из них прорвались к городу только 243. Войска ПВО сбили под Москвой 1305 самолетов противника. 13
i Ч ГС
ь два отчета академика П. Л. Капицы Академик Петр Леонидович Капица A894-1984). Основатель и директор Института физических проблем АН СССР, дважды Герой Социалистического Труда, лауреат Государственных премий СССР и Нобелевской премии по филике Петр Леонидович Капица не любил «копаться в старых бумажках». как он сам говорил, не писал воспоминаний. Он жил сегодняшним днем, жил заботами и делами института, своей лаборатории. Смотрел только вперед. Вот почему, наверное, когда в его домашнем архиве обнаружились копии отчетов, которые он направлял в 1939—1941 годах в Экономсовет при Совнаркоме СССР о работе над кислородными установками, эта находка особого интереса у него не вызвала. Помню, я пытался убедить его в том, что эти отчеты надо бы опубликовать. Я многие годы работал с Петром Леонидовичем, был его референтом, а в тот момент как раз готовил третье издание сборника его статей и выступлений — «Эксперимент. Теория. Практика». Мне казалось, что отчеты можно было бы включить в эту книгу. Он слушал меня, откинувшись на спинку кресла, улыбался, но думал о чем-то другом, о своей плазменной установке, по-видимому... Отчет № 1 был написан в феврале 1939 года. В сопроводительном письме на имя управляющего делами Совнаркома СССР Петр Леонидович сделал такую приписку: «Не пугайтесь! Он потому такой длинный, что первый». Всего в архиве сохранилось двадцать два отчета. Последний был отправлен 30 июня 1941 года, неделю спустя после того, как началась война. К тому времени, когда был отправлен первый отчет, институт вступал в четвертый год своей жизни (он был основам 23 декабря 1934 года). После года строительства и монтажа научного оборудования, в начале 1937 г., в лабораториях начались исследования. А уже в конце того же года после серии очень тонких и красивых экспериментов П. Л. Капица открывает сверхтекучесть гелия, то есть делает одно из тех «фундаментальных открытий и изобретений в области физики низких температур», за которые много позже, сорок лет спустя, ему присуждают Нобелевскую премию по физике. В это же время Петр Леонидович разрабатывает новый метод ожижения воздуха с циклом низкого давления, в котором в качестве детандера используется специальная турбина. Вот что сказал он об этой работе тесть лет спустя, 18 мая 1943 г., в докладе на заседании Президиума Академии наук СССР: «По существу, как ученый, я мог бы здесь остановиться, опубликовать свои результаты и ждать, пока техническая мысль достаточно созреет, чтобы их охватить и воплотить в жизнь. Сегодня я знаю, что этим творческим исследованием я предначертал всю ту работу, которую делал сам последние четыре года уже как инженер и которую, как я вначале предполагал, должна была бы делать наша промышленность. На этой теоретической работе я имел бы право остановиться, если бы сам не был инженером, если бы меня, не скрою этого, не разобрал задор инженера. Мне говорят, что те идеи, которые я выдвигаю как ученый, нереальны. Я решил сделать еще шаг вперед». Институт физических проблем был очень небольшим даже по тогдашним масштабам: 7 научных сотрудников, 7 лаборантов, техников, конструкторов и около 20 рабочих высокой квалификации — механиков, стеклодувов, столяров, электриков. С этими людьми Капица за полтора-два года построил лабораторную установку для получения жидкого воздуха на новых принципах. Дальше дело было за промышленностью. «Работать с промышленностью нелегко.— рассказывал позднее Капица,— она очень зафужена своими плановыми заданиями, и у нее не хватает времени для того, чтобы искать что-нибудь новое. Но оказалось, что это не всеобщее явление: нашлись в нашей промышленности люди, которые интересуются новым и любят это ново ■, оказалось возможным сработаться с ними и увлечь их...» Отчеты П. Л. Капицы (публикуемые в «Химии и жизни» со значительными сокращениями) — это рассказ о том. как ему удалось «сработаться» с промышленностью. П. Л. Капица был человеком мудрым, умеющим проникнуть в суть встающих перед ним проблем — многообразных, трудных, острых, порой, казалось бы, почти неразрешимых. И хотя наша страна шагнула за прошедшие десятилетия далеко вперед, многие проблемы, о которых писал в отчетах Капица и решение которых он настойчиво искал, не только не потеряли своей актуальности. !Ю и приобрели еще большую остроту сегодня, когда на первый план выходят задачи "ускорения научно-технического прогресса. // / . РУПИИ И Н 15
Отчет № 1.14 февраля 1939 г. ВВЕДЕНИЕ Приступая к ежемесячным отчетам о нашей работе, я долго обдумывал ту форму, какую им следует придать, и их содержание. Если для образца взять форму отчетов хотя бы Академии наук, то наиболее характерная их черта — это невозможность их читать. Они не только скучны и нагоняют сон, но и понять их может только тот, кто их писал. Такая форма — это очевидная трата времени и бумаги. Писать отчеты по технической проблеме, чтобы их читали с интересом, по-видимому, не легкая задача, и мне с ней сталкиваться еще не приходилось. Поэтому, не будучи уверен, что мои отчеты будут читать, я решил, что буду рассказывать самому себе о том, что мы делаем, так как это поможет приводить в порядок свои мысли с пользой для дела. Отчеты будут посвящены нашей научной работе по получению дешевого кислорода, необходимого стране. Задача эта исключительно важная; если нам удастся на самом деле дать кислород так дешево и просто, как это вытекает из моих расчетов и предположений, то затраченный труд, как бы велик он ни был, целиком будет оправдан. Но всякое искание нового, еще не сделанного, сопряжено с неожиданностями и трудностями, которые могут появиться даже на самом конечном этапе работы, и поэтому пока из первой домны не потечет чугун, выплавляемый на обогащенном дутье, нашу задачу нельзя считать законченной. Во всяком случае, надо быть готовым к тому, что на это уйдет не один год работы, заполненной как удачами, так и разочарованиями. Свое положение я ближе всего мог бы сравнить сейчас с положением руководителя экспедиции, задача которого — взять вершину еще никому не известной горы. Мы стоим у подножия горы, перед нами, в облаках, рисуется вершина. Мысленно изучая контуры вершины, мы выбираем ту сторону, с которой будем вести приступ; мы даже наметили путь, по которому будем вести восхождение, но этот путь чем дальше от нас, тем неопределеннее, так как с подножья его все равно не разглядеть. В процессе восхождения не один раз придется заходить в тупик, спускаться вниз и пытаться пройти трудное место другим путем. Но пока пик не будет взят — экспедиция не выполнит своей задачи. Моя задача как руководителя будет не только заключаться в том, чтобы правильно направлять энергию членов нашей группы, но и в том также, чтобы поддерживать в них энтузиазм и энергию, веру в то, что пик будет взят. Для этого надо делать их работу по возможности сознательнее и вложить в них чувство ответственности, понимание значения предпринятой экспедиции. Наша экспедиционная группа уже сплоченная и испытанная, и за нее я не боюсь. Но ведь на восхождении наша задача не кончается, мы не только должны взять пик, но еще и проложить путь для других, чтобы он сделался достоянием страны. Провести после нас первую партию непрофессиональных альпинистов будет тоже не простой задачей. Мне кажется, мои отчеты должны больше всего походить на записи такой экспедиции. В чем же каждодневная жизнь и деятельность такой экспедиции? В преодолении мелких препятствий. Ежедневно мысли заняты соображениями, как взобраться на ту или иную скалу, пересечь расселины и пр. Правда, в мыслях никто из членов экспедиции не должен терять из виду вершину, но каждодневная работа и текущие задачи состоят из мелких дел и событий. Так и у нас каждый день работа состоит из преодоления мелких препятствий и затруднений, так что ни о чем другом в отчетах и не напишешь. В общей сумме они, правда, могут приобретать романтизм, присущий экспедиционным отчетам, и в этом единственная надежда, что наши отчеты не будут совсем бесцветными. Итак, изложив основные задачи нашей работы перед тем, как приступить к отчетам, надо сказать, что отчеты начинаются не в момент, когда экспедиция отправляется в путь, а когда она находится уже примерно на полпути к вершине. Дело в том, что наша экспедиция отправилась в путь, рассчитывая сперва на собственные силы, и достигла первого важного перевала, завоевание которого не лишено значения для страны. Дальнейший путь без более широкой поддержки Оказался невозможным, и пришлось пожертвовать теми преимуществами, которые дает тихая работа, и отказаться от мысли взять пик только своими силами и только потом об этом рассказать. Путь к получению кислорода или обогащенного кислородом воздуха делится на три части. Первый состоит в том, чтобы наиболее совершенным образом получить жидкий воздух, который является исходным продуктом для получения кислорода. Этот путь, возможно, самый трудный, нами уже пройден, и задача теперь заключается в том, чтобы он был освоен нашей промышленностью. Осуществлению этого будет посвящена первая часть каждого отчета. * ■» 16
Вторая часть пути заключается в разгонке полученного жидкого воздуха, после которой получается жидкий кислород. Тут мы тоже проделали почти весь путь, и осталось всего несколько шагов, чтобы его закончить. Хотя особых затруднений не предвидится, но все же, пока он до конца не завершен, нельзя сказать, что второй перевал взят. Когда этот отрезок пути будет закончен, то страна получит дешевый жидкий кислород, в котором она еще больше нуждается, чем в жидком воздухе. Этой работе будет посвящена вторая часть моих отчетов. Наконец, конечная и наиболее важная часть нашей работы — это получение газообразного кислорода путем испарения жидкого кислорода. Это не так просто, как кажется, если условием этой операции ставится экономичность процесса. Надо так испарять кислород, чтобы не терять холода и сохранять его в аппаратуре, так 'как энергетические затраты на разделение воздуха главным образом и идут на создание холода. Эта главнейшая часть работы находится в стадии расчетов, и она начнет по-настоящему осуществляться, как только будет закончена вторая часть. Работе над разрешением этой задачи будет посвящена третья часть моих отчетов. Итак, приступаю к отчету. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ Ожижение воздуха — основной процесс, на котором зиждется вся современная техника глубокого охлаждения. Без ожижения воздуха невозможно получать кислород, азот, криптон из воздуха, гелий из природных газов, водород из коксового газа и т. д. До сих пор процесс ожижения газов можно было вести с предварительным сжатием до 200 атмосфер, что требовало применения больших и дорогих поршневых машин. Установка, работающая на нашем принципе, требует всего 5—6 атмосфер давления, т. е. в 40 раз меньше, и работает она от турбинных механизмов, которые дешевле и надежнее поршневых. Коэффициент полезного действия нашей установки, даже и маленькой экспериментальной, уже и теперь выше, чем прежних установок, и стоит она раз в 5—6 меньше. Такой разительный результат является следствием того, что мы имеем дело с новым принципом, и вот этот-то новый принцип надлежит теперь освоить нашей промышленности. По существу, моя роль как ученого, доказавшего осуществимость этого метода на построенной им экспериментальной установке, закончена. Я дал в двух статьях, теперь печатающихся, математическую теорию явлений, на основе которых работает наша установка. Дальше — дело за промышленностью. В этом же духе составлено постановление Экономсовета, который предлагает мне только передать чертежи, а промышленности заняться освоением. Но я боюсь, что, если я буду действовать точно по идее этого постановления, установка долго не войдет в жизнь, и вот почему. Что представляет собою сейчас наша установка? Она работает около года и регулярно снабжает наш институт и ряд институтов Академии наук жидким воздухом. Она работает без перебоев, более надежно, чем старые установки, какие изготовлялись заводом Всесоюзного автогенного треста. Это показывает, что она лучше, но при всем при том она еще полностью не приспособлена для выпуска в жизнь. У нее масса мелких недостатков и недочетов, которые придется изживать. Она представляет собой по аналогии примерно то, чем был автомобиль лет 30—35 назад. Принципиально он ничем не отличается от нашего современного автомобиля, у которого тоже впереди радиатор, потом двигатель, коробка скоростей, кардан и пр. Он был уже и тогда несомненно лучше повозки. Но по сравнению с автомобилем сегодняшнего дня это все же жалкая машина. Нашей промышленности и надлежит не только освоить эту машину, но и сделать из нее то, что сделали 30—35 лет работы инженерной мысли над автомобилем. К тому же она не только должна суметь это сделать, но и быстро сделать, чтобы быть впереди промышленности капиталистических стран, которые, слава богу, на этом этапе позади нас (...) Есть ли у нашей промышленности стимул для такого рода работ? Какие основные задачи выдвигались до сегодняшнего дня перед промышленностью? Всем известно, что этими задачами является выполнение плана, повышение производительности труда и повышение качества. Радио, газеты, техническая литература полны этими вопросами. Успехи здесь, как показывают цифры, исключительны. Да и просто, не читая газеты, этот успех можно видеть собственными глазами. Но вот что делается у нас, чтобы поднять творческую инженерную работу, и не ту мелкую, которая быстро находит отражение в повышении производительности труда, а крупную? Таких стимулов я не вижу и не знаю в организации нашей промышленности. Изобретательство так, слегка, поощряется, но провести изобретение в жизнь без каких- либо force majeure невозможно. Откройте газету — разве в не»» дискуссия по вопросам, как перегонять, стоит наравне с дискуссией о плане и производительности? Конечно, это есть результат того, что мы еще догоняем, а не перегоняем, результат того, что на человека мы производим в 2 раза меньше, чем в капиталистических странах. Поэтому 17
мы ежедневно пока еще заняты тем только, что насыщаем веками изголодавшийся организм страны, и к тонкой кулинарии еще вплотную не подошли. Но вот в конце этой пятилетки вопрос встанет остро, мы сравняемся, и нет сомнения, что тогда надо перегонять не количественно, а качественно, и тогда техническое творчество станет выше плана, выше производительности труда, ибо, если наша техника по творческому содержанию не перегонит Запада, мы все же будем слабее его, даже если перегоним его количественно. Какие же стимулы нам нужны? Стимулы Запада для творчества в технике — это конкуренция между фирмами и материальное поощрение изобретательства. Удачное изобретение имеет колоссальную цену. Например, 6 лет тому назад у Гейландта только по одному из его криогенных изобретений был процесс с «British Oxygen» из-за одного патента, который был использован без разрешения. После процесса Гейландту было уплачено 300 000 фунтов стерлингов. Я хорошо знаю это дело, потому что со мной советовались во время процесса, и ценность моих советов была отмечена тем (так как я не брал денег за консультацию), что моей лаборатории была подарена новая установка фирмы Гейландт ценой в 1000 фунтов. Такого рода стимулы в капиталистических странах сильны и делают свое дело. Конкуренция, фантастическое денежное поощрение — это все же не те методы, которые нам надлежит копировать, так как они будут уродливы и безжизненны в наших условиях. (...) Сила планового хозяйства заменила у нас конкуренцию капиталистических фирм. Я не сомневаюс ь, что, когда пробьет час, мы найде м методы поощре ни я тех ни- ческого творчества и тогда для него создастся необходимая база в виде своей, советской науки, специфической для нашей страны и ее строя, не оторванной от жизни, тесно слитой, стремящейся вперед по здоровому пути. Техническое творчество и все виды научного творчества могут развиваться, только одновременно идя рука об руку, а независимо они существовать не могут. Что это так, можно видеть даже по истории развития науки в капиталистических странах. У нас же при социализме несомненно содружество науки и техники будет еще теснее, еще прочнее, еще плодотворнее, чем там. В воздухе уже чувствуется приближение того часа, когда вопрос о творчестве в технике будет выдвинут на первый план(...) Я, как ученый, не знаю, как будет решен вопрос о техническом творчестве, какие стимулы будут найдены для него. Это дело руководства, но я 'думаю, что, честно рассказывая, как будет идти внедрение нашей машины в жизнь, я дам некоторый материал по этому вопросу. Итак, внедрять в жизнь нашу установку предложено Наркомату машиностроения. Результатом этого был приезд ко мне в конце января главных инженеров наркомата тов. К. н тов. М. Они были большими оптимистами. «Да,— сказали они, рассмотрев чертежи и установку,— у вас всего 386 деталей, это значит 300 станко-часов, на сборку 50 %. Любой завод справится с такой задачей. Установка будет стоить 9—10 тысяч». Я молчал, хотя знал, что один только ротор турбины в лучшем случае возьмет 150 станко-часов. Потом привезли мне проект приказа наркома, в котором заводу «Борец» поручается выпустить в этом году 10 установок. При этом просят институт передать заводу 20 000 руб. для того, чтобы директор завода имел возможность премировать из этих средств своих инженеров. «Почему,— спрашиваю я,— вы будете премировать работников завода за наш счет?» Мне отвечают: «Изобретение-то ваше, значит, вы н заинтересованы в том, чтобы оно осуществилось, значит, вам и надо дать стимул для работников завода». Интересная психология! Не угодно ли — постановление Экономсовета, все это затеяно только для того, чтобы мне провести в жизнь мое изобретение, и поэтому я должен ублажать завод. Вот что я им сказал, и боюсь, что за такие-то фразы мне и приписывают скверный характер: «Экономсовет всю ответственность за внедрение в жизнь возложил на Наркомат машиностроения. Мне предложено передать только чертежи без всяких денег. Если вам нужны деньги, просите у кого хотите, а от меня ни гроша не получите. В проведении же в жизнь заинтересована страна, а я — только как любой ее гражданин. Ответственность за выполнение задания вся на вас, и я тут ни при чем. Не справитесь с задачей — вас будут бить, и, поверьте, я вас жалеть не буду. Скажу больше, если ваши заводы будут так по-свински относиться к нашему институту, как относились до сих пор, и не оказывать ему помощи, то и я никакой помощи вам не окажу, выкарабкивайтесь как знаете. Если же вы будете вести себя прилично, то я вам окажу всевозможную помощь, обучу ваших инженеров, мастеров всему тому, что мы сами знаем». Расстались суховато. Второй акт происходил после приказа наркома, дней через 10, тоже у меня в кабинете. Приехали все руководящие работники завода «Борец»: директор тов. М., главный инженер тов. П., конструкторы тов. Г. и Г. Дирекции явно не нравилось новое поручение. Они нашли, что завод не приспособлен делать турбинную установку вообще, что ее делать трудно и пр. и пр. Я им дал техническую информацию. Пробыли они часа три, но через час 18
опять вернулись с начальником главка тов. К. и директором сумского завода тов. П. Сидели они с 9 до 12 ночи и все доказывали, почему заводу не следует браться за эту установку. Я и конструкторы Г. и Г, в разговоре не участвовали. Я слушал с любопытством, стараясь выяснить психологию директора завода тов. М., орденоносца и члена Верховного Совета. Он, видно, хороший хозяйственник. С его приходом завод стал давать прибыль и выполнять план. Ему поручено в этом году освоить 31 новый объект. Все его помыслы— выполнить план и удешевить производство. Новое задание непонятно и неопределенно; с ним влезешь в неприятности, а интереса никакого. Дело неверное, рискованное и не прибыльное. Всего 10 маленьких машин и т. д. и т. д. Под конец я не выдержал и произошел приблизительно такой диалог: Я. Тов. М., разрешите задать вашим конструкторам несколько вопросов? Тов. М. Конечно, пожалуйста! Я. Тов. Г. и Г., скажите, 31 новый объект, которые должны быть освоены заводом в этом году, являются они оригинальными машинами или все это, так сказать, освоение уже известных образцов? Тов. Г. Это все освоение уже известных моделей, и наша работа тут не будет оригинальной, как в случае, если бы завод взялся за вашу установку. Я. Тов. Г., скажите, известен ли вам такой завод в Союзе, который был бы по кадрам и по оборудованию более приспособлен, чем ваш, для той работы, которую ему предлагают? Тов. Г. Нет, всем заводам Главхиммаша пришлось бы наново учиться и дооборудоваться для этого дела. Я. Товарищи Г. и Г., охотно ли бы вы взялись за эту работу как конструкторы, если бы я вам помогал? Тов. Г. и Г. Мы оба хотим проситься к вам; лучшей работы мы себе не можем и желать. Тов. М. (директор, вскакивая с кресла). Нет, об этом не может быть и речи, как я отпущу вас с завода?! Что же будет с моими 31 объектами?! Тов. П. (главный инженер, вторит под легкий смех присутствующих). Я. (обращаясь к тов. М. и стараясь делать по возможности строгое и серьезное лицо). Видите ли, тов. М., картина, кажется, ясна. Освоение моей машины есть новое задание. Если его удастся выполнить — наша страна опередит в этой области другие страны. Этим оно отличается от ваших 31 объекта. Будь это в капиталистической стране, завод бросил бы не 31, а 131 объект, чтобы взяться за что-либо новое, так как новое в технике рождается не каждый день. Даже вот сейчас, несмотря на то, что за границей об этой установке знают только по газетам, я получил три письма из Америки и одно из Швеции — там промышленность интересуется, хотят один другого опередить, чтобы первыми захватить право осваивать эту машину. Они более готовы прислать инженеров для ознакомления, чем вы, хотя им надо посылать их не с другого конца Москвы, а с другого конца земной оси. А ваше отношение к этому делу каково? Вы руками и ногами отбрыкиваетесь! И директор Сумского завода тоже сидит и, видно, радуется, что не ему поручили это дело. Неужели же вы думаете, что с такими настроениями руководителей наша промышленность сможет перегнать капиталистическую? Неужели же вы считаете такое отношение здоровым и думаете, что оно будет приветствоваться страной и ее руководителями? Попросту говоря, неужели вам не стыдно за самих себя? Сперва мне показалось, что тов. М. проняло, но это был только один момент. Он начал свои возражения с того, что, конечно, ежели партия и правительство поручают, то, конечно, он, как верный советский гражданин, и пр. и пр. Но потом через пять минут опять планы, оборудование, 31 объект и так до 12 часов ночи. Вот картина без прикрас. Я повторяю, что тов. М. действительно хороший директор, много лучше многих и многих, которых я видал, и администратор хороший, что видно хотя бы по тому, как он испугался отпустить хороших конструкторов (а они действи тельно хороши, это сразу было видно по их вопросам и ответам, когда обсуждалась техническая сторона дела). Таковы настроения. И постановления Экономсовета оказалось недостаточно, чтобы их сломить. А сломить их надо, чтобы люди работали не из страха, а с энтузиазмом, так как в такой работе, как во всякой творческой работе, энтузиазм есть единственная и главная движущая сила и без нее мы будем плестись, а не бежать, а тогда нас всякий перегонит. За конструкторов я не боюсь, это хорошие инженеры, они уже ездят ко мне и все хотят работать в институте, у них есть энтузиазм. Думаю, что мне его удастся зажечь и у рабочих завода. Но вот руководство и аппарат — это пока каменная стена, которую надо прошибать во что бы то ни стало и не только на заводе, где будет делаться установка, но всюду, где научно-техническая творческая работа соприкасается с промышленностью. Пока что ко мне ездят конструкторы и инженеры, и я с ними знакомлюсь. Отобралось двое, которые начнут с конца этой шестидневки работать у нас. Также отобрали двух мастеров — они пойдут работать в мастерскую. Итак, пока низовые работники проявили себя лучше, чем руководящие. Продолжение на с. Ы 19
Практика Не только «скользкая вода» Последние годы в «Химии и жизни» не раз печатались материалы о необычном полимере — полиэтиленоксиде, который за рубежом выпускают под торговым названием «Поли- окс». В нашей стране ведутся работы по технологии полиэтиленоксида и применению его в народном хозяйстве. Эти исследования координирует Новосибирский филиал Кемеровского НИИ химической промышленности. Уже разработана технология получения полиэтилен- оксида, и в Казанском производственном объединении «Органический синтез» создано оп ытно-промышлен ное производство, на котором с 1980 г. выпускается полимер ПЭО-ФПР (флокулянт, пластификатор, реагент) с молекулярной мас- Зависимость флокулирующей активности (скорости осаждения угля) полиэтиленоксида от молекулярной массы полимера и его концентрации в растворе jl Z 3 4 5" I—1л ''»' ^ S 1& U 14 сой в несколько миллионов. Он испытан в разных отраслях народного хозяйства. Широкое применение полиэтиленоксида связано не только с возможностью получать «скользкую воду». Полимер обладает набором уникальных свойств. Его можно применять в качестве флокулянта или стабилизатора суспензий, загустителя или реагента, снижающего вязкость; он может придать растворам пластичность или, наоборот, вязкоу пру гость; в одних условиях он прекрасно растворяется в воде, в других выпадает в осадок. Столь богатый спектр свойств и определяет разностороннее применение полиэтиленоксида: уже сейчас он может быть использован в 38 различных технологиях. Ни для кого не секрет, что внедрение нового в промышленность зачастую сталкивается с инертностью производственников. С полиэтиленоксидом все по-иному. Инициатива в данном случае исходит, как правило, не от науки, а от производства. И пока объем выпуска полимера не позволяет удовлетворить все запросы. Наибольшее количество полиэтиленоксида потребляет сейчас нефтяная промышленность, главным образом в качестве добавки в буровые растворы для снижения водоотдачи в фунт. Содержание полиэтиленоксида в буровом растворе всего 0,01 — 0,02 %, это вдесятеро меньше концентрации применявшейся прежде карбоксиметилцеллюло- зы. Особенно важна такая замена в условиях Севера, где компоненты буровых растворов доставляют к скважинам в основном самолетами. Сейчас на месторождениях «Главтюменьнеф- тегаза» с применением полиэтиленоксида уже пробурены сотни скважин; каждая тонна полимера дает экономический эффект в 10,4 тыс. руб. Еще более эффективно применение полиэтиленоксида в тампонажных смесях. Испытания, проведенные в объединениях «Ленанефтегазгеология» и «Татнефть», показали, что там- понажная смесь, содержащая 0,01—0,3 % полиэтиленоксида, позволяет уменьшить поглощение буровых растворов пустотами в грунте в 50 раз. На строительстве энергетических объектов с каждым годом все шире используют подвижные литые бетонные смеси. Их получают, добавляя в бетон больше, чем обычно, воды и цемента. Всего 200 г полиэтиленоксида заменяют 70 кг цемента, которые нужны дополнительно для приготовления кубометра подвижной смеси. Полимер не только служит прекрасной пластифицирующей добавкой для бетонной смеси, но и делает смесь «скользкой», исключительно пластичной, препятствует расслаиванию растворов, позволяет применять более дешевые фракции заполнителей, значительно повысить производительность и срок службы оборудования, подавать смесь бетононасосами дальше и выше. Все эти преимущества дают весомый экономический эффект — 25 тыс. руб. на тонну используемого полиэтиленоксида. На строительтве Ровенской, Смоленской, Чернобыльской АЭС уложены сотни тысяч кубометров бетона с полимерной добавкой. На строительстве Ну- рекской ГЭС впервые появилась возможность подавать «скользкую» смесь иа высоту 200 м, а на соседней Байпазинской ГЭС отпала необходимость строить свой бетонный завод: при добавлении полиэтиленоксида смесь не расслаивается, ее можно возить с Нурек- ской ГЭС. Полиэтиленоксид — очень эффективный флокулянт. Добавление всего 10 г полимера на тонну флотоконцентрата способствует образованию крупных флокул из очень мелких частиц угля, которые не задерживаются на фильтре. Это позволяет резко сократить огромные потери угля в отвалах, вдвое увеличить производительность фильтров, снизить влажность осадка на 1,5 %. Здесь экономический эффект достигает 42 тыс. руб. на тонну полиэтиленоксида. Нетоксичность полиэтиленоксида позволяет использовать его в качестве флокулянта даже для осветления виноградного сусла на винзаводах. Еше одно уникальное свойство полиэтиленоксида — необычная зависимость его растворимости от температуры: при температуре около 100 С полимер выпадает из растворов. С этим свойством связано использование полиэтиленоксида в закалочных средах для закалки деталей из алюминиевых сплавов. При соприкосновении нагретой детали с закалочной средой полиэтиленоксид выпадает из раствора и образует на поверхности металла тончайшую пленку, которая регулирует теплообмен. Детали не деформируются, отпадает надобность править их после закалки. Здесь приведен далеко не полный перечень отраслей, в кото- 20
рых полиэтиленоксид уже нашел применение и дает весомый экономический эффект. Полимер использу ют в Вое кресенском объединении «Минудобрения» как пластификатор при выпуске катализаторов, на деревообрабатывающем комбинате в Пярну и других предприятиях — для очистки сточных вод; он успешно испытан в производстве асбестоцементных экс- трузионных панелей и парфюмерных жидкостей, клеев и химических источников тока, картона и ветеринарных препаратов. Сейчас десятки лабораторий самых различных отраслей проводят всесторонние исследования полиэтиленоксида и продолжают открывать поистине неиссякаемые возможности этого удивительного полимера. Авторские свидетельства СССР № 971864, 1051228, 1002524. 1030450, 763501, 755843, 368307, 806619, 600190, 817074 С. А. СКРИПКИНА, кандидат химических наук А. М. ЛАЗУТКИН, кандидат химических наук Р. Ф. МУСТАФАЕВ Розы и электричество Электростимуляция черенков роз роста. Но, оказывается, можно обойтись и без них, если подвергнуть черенки электрофизическому воздействию. Были поставлены опыты на нескольких сортах роз, в закрытом грунте: субстратом служил перлитовый песок. Черенки дважды в день поливали и не менее чем на три часа оставляли под током A5 В, до 60 мкА). За 45 дней опыта прижилось 89 % черенков, причем у всех появились хорошо развитые корни. В контроле (без электростимуляции) за 70 дней выход черенков составил 75 %, а корневые зачатки у них оставались в начальной стадии развития. Таким образом, электростимуляция сокращает срок выращивания в 1,7 раза и в 1,2 раза увеличивает выход продукции с единицы площади. «Цветоводство», 1984, № 5. с. 9 Черенкование — способ вегетативного размножения растений, в том числе и цветов, способ экономичный и эффективный. Для еще большей эффективности в последние годы стали применять различные стимуляторы Деловые люди Во всем мире растут расходы на разъезды деловых людей для обмена информацией и принятия совместных решений. В 1979 г. в США на это было истрачено 4 млрд. долларов, а два года спустя — почти 6 млрд. За то же время число разъезжающих возросло с 8 млн. до 18 млн. человек. Чтобы остановить безудержный рост транспортных издержек и даже сократить их иа 15 %, американские специалисты и руководители компаний намереваются провести в будущем году 1,8 млн. телеконференций. Впрочем, считают они, никакие телевизионные встречи не могут полностью заменить обычное человеческое общение, так что ездить и летать по делам из города в город, из страны в страну деловые люди по-прежнему будут. «The Office», 1983. № 5. t\ 19 Канадские социологи оценили длительность рабочей недели руководителей разного уровня, работающих в разных отраслях. Больше половины опрошенных сообщили, что работают около 50 часов, 16 % — свыше 50 часов в неделю; почти половина не укладывается в служебные дни, работает в субботу и воскресенье хотя бы по несколько часов. Главные причины переработки, по оценкам самих перерабатывающих: кризисные служебные ситуации, требующие немедленного решения; нехватка информации; большой объем корреспонденции, которую необходимо читать; ненужные совещания и телефонные разговоры; незапланированные посетители, прежде всего коллеги — любители поболтать. «СТМ: Human Element», 1983 /984, 16, № П, с 15- /9 Что можно прочитать в журналах О научных проблемах создания химико-технологических процессов и производств нового поколения («Химическая промышленность», 1984, № 10, с. 3—7). Об атмосферной и световой стойкости полипропиленовых нитей и пленок («Химические волокна», 1984, № 5, с. 28—30). О пластиках из растений («Пластические массы», 1984, № 10, с. 32—35). Об энергетических установках электромобилей («Автомобильная промышленность», 1984, № 9, с. 12—14). Об ускоренном твердении эпоксидных материалов под действием ультразвука («Строительные материалы», 1984, № 10, с. 22). Об определении ванадия в стеклах сложного состава («Стекло и керамика», 1984, № 10, с. 28—30). Об ионометрическом определении свинца в этилированных бензинах («Химия и технология топлив и масел», 1984, № 9, с. 34—36). Об интенсификации биосинтеза лимонной кислоты («Хлебопекарная и кондитерская промышленность», 1984, № 9, с. 36—38). О микроэлементных добавках в комбикорма для свиней («Животноводство», 1984, № 10, с. 56). О комплексных минеральных добавках для свиноферм («Сельское хозяйство Нечерноземья», 1984, № 11, с. 37). О влиянии омагничивания растворителя на масличность шрота («Масло-жировая промышленность», 1984, № 9, с. 27—29). О выгонке тюльпанов в гелио- теплицах («Цветоводство, 1984, № 5, с. 6, 7). Об унифицированном методе для оценки способности дегустаторов различать запахи («Пищевая промышленность», 1984, № 3, с. 47—49). 21
роды, но не обязательно давать прямые практические результаты. Давно стало общим местом утверждение, что изыскание практических результатов без предварительных фундаментальных исследований быстро превращается в эмпирику, почти с гарантией обреченную на бесцельную трату времени, сил и средств. Например, можно напомнить о длительных, но безуспешных попытках получить из графита искусственный алмаз, предпринимавшихся без знания термодинамических условий, при которых этот процесс осуществим. И хотя даже в наши дни доля эмпирики еще очень велика в некоторых весьма важных областях исследований (таких, скажем, как отыскание новых лекарств), совершенно ясно, что затраты на изучение термодинамических свойств системы «графит — алмаз» или на создание только еще разрабатываемой теории действия фармацевтических препаратов — не пустая трата денег. Развивать фундаментальную науку действительно необходимо, поскольку без нее невозможен закономерный прогресс. Выбор тематики: тактика и стратегия Доктор химических наук Г. В. ЛИСИЧКИН Науку принято делить на фундаментальную и прикладную. Считается, что прикладная наука призвана решать только конкретные задачи, которые перед ней ставит практика. Основная же цель фундаментальной науки заключается в том, чтобы изучать общие закономерности, лежащие в основе явлений при-
С ростом образовательного уровня людей эта мысль превратилась во всеобщее достояние, и заниматься фундаментальной наукой стало престижно. Более того, широко распространилось (причем не только среди самих научных работников) мнение, что только тот, кто занимается фундаментальной (или, как иногда говорят, «чистой») наукой, и есть настоящий ученый. А все остальные — так называемые «прикладники» — составляют нечто вроде низшей касты. Становится анахронизмом требование «человека с улицы» — немедленные оргвыводы, если в результате многомесячной деятельности целого коллектива научных сотрудников (части из них — высокооплачиваемых) появляется коротенькая заметка в специальном научном журнале, издаваемом тиражом 1000 экземпляров. Любители точных цифр подсчитали, что стоимость (для государства, разумеется) одной строчки такой публикации составляет несколько тысяч рублей. А может быть, «человек с улицы» прав? Ведь говорят же, что более 80 % всех этих баснословно дорогих статей никто не читает... Здесь читатель, возможно, заподозрит автора в намерении совершить очередной подкоп под стройное здание фундаментальной науки. Нет, моя цель иная: я хочу попытаться перечислить пути и оценить способы, позволяющие находить наиболее важные, перспективные участки фундаментальной науки, способные рано или поздно послужить практике. Сложность проблемы заключается в необычайном многообразии фундаментальной науки. Химик может изучать, например, зависимость скорости той или иной реакции (а число реакций даже трудно оценить) от сотен самых разнообразных факторов и их практически бесконечных комбинаций. Понятно, что не имеющие явного практического значения задачи фундаментальной науки могут сильно различаться по значению теоретическому. То есть наряду с работами, ведущими к крупным теоретическим обобщениям, а также посвященными поискам частных закономерностей или направленными на пополнение справочников (что тоже очень важно), неизбежно выполняются исследования, ведущие в никуда. И это даже при условии, что речь идет о квалифицированных и добросовестных научных работниках, умеющих грамотно ставить эксперименты и корректно интерпретировать их результаты, а не о шарлатанах и жуликах, паразитирующих на теле науки. В последние годы экономически развитые страны вступили в эпоху ограничения финансовых вложений в науку, в эпоху стабилизации числа научных работников. Теперь с улыбкой вспоминают прогнозы футурологов начала 60-х годов, согласно которым к началу XXI века в научные исследования должно будет включиться все население нашей планеты.
Эти прогнозы основывались на формальной экстраполяции наблюдавшегося в ту пору роста числа научных работников. Наблюдающееся же ныне вполне естественное завершение периода экстенсивного роста здания науки приводит к тому, что резко замедляется должностной рост сотрудников НИИ и вузов — уже стали вполне обычны приближающиеся к пенсионному возрасту кандидаты наук, продолжающие работать младшими научными сотрудниками. Вместе с тем в результате замораживания штатной численности научных и учебных учреждений освоение новой тематики может происходить только за счет закрытия старых направлений и перевода людей на новые направления исследований. Это болезненный процесс: легко понять глубокую обиду человека, которому объявляют, что тема его многолетних, вроде бы вполне благополучных и уж во всяком случае добросовестных изысканий бесперспективна... Таким образом ясно, что в условиях ограниченного финансирования неизбежно возникает проблема выбора наиболее перспективной тематики. Как же происходит этот процесс в настоящее время? Прежде всего — о тех, кто выбирает научную тематику. Как правило, это научные работники, имеющие квалификацию не ниже доктора наук или (в вузах) звание не ниже профессорского; однако известны и многочисленные случаи, когда выбор тематики определяют кандидаты наук и даже «неостепененные» сотрудники. Научные сотрудники и преподаватели вузов обязательно образуют коллективы, объединяемые работой над общей научной проблемой. Так вот, лидеры этих коллективов обычно и определяют выбор тематики (напоминаю, что речь идет только о фундаментальной науке). Понятно, что научной группой может быть не только кафедра вуза или солидная лаборатория академического НИИ, но и младший научный сотрудник со своим единственным лаборантом. Чем же обычно руководствуется лидер группы. при выборе проблематики? В идеальном случае ученый отличается от человека любой другой специальности тем, что обладает неистребимым любопытством, именуемым в официальных бумагах «научным интересом». И если это качество научного работника основано на солидной подготовке, если лидер группы накопил достаточный личный научный опыт, то на его выбор обычно можно вполне положиться. К сожалению, при планировании нового направления исследований даже идеальный лидер не может руководствоваться только своей любознательностью, а должен учитывать еще множество дополнительных (большей частью вненауч- ных) обстоятельств. Вот основные из них: 1. Обеспеченность лаборатории квалифицированными кадрами, а также необходимыми приборами, оборудованием, реактивами. 2. Возможность получения за разумный срок хотя бы промежуточного или предварительного результата (при пятилетней системе планирования это примерно 2—3 года). 3. Возможность получения результатов, имеющих практическую значимость, что позволит расширить финансирование за счет хоздоговоров. 4. Конкурентоспособность по отношению к отечественным и зарубежным лабораториям, занимающимся аналогичными проблемами. 5. Пресловутая диссертабельность, то есть необходимость создания условий для научного и (что немаловажно) должностного роста своих сотрудников (да и себя забывать не надо!). Понятно, что безболезненно совместить все перечисленные условия далеко не просто. А главная беда заключается в том, что очень часто перечисленные выше вне научные факторы оказывают решающее влияние на окончательный выбор направления и приводят к мелкотемью; если же их не учитывать вообще, то результат может оказаться самым плачевным. В большинстве случаев фундаментальная наука должна культивироваться там, где соблюдаются все перечисленные условия — в крупных научных центрах, НИИ и вузах. А как быть, скажем, заведующему кафедрой физической химии энского областного индустриального института (на которой, допустим, есть кое-что из современного оборудования и которая сносно финансируется), если он не может взять на работу молодого доктора наук и двух выпускников аспирантуры академического института только из-за отсутствия жилья? 24
Дефицит квалифицированных кадров — самая тяжелая форма дефицита. В данном случае, по-видимому, следует честно признать, что сил на фундаментальные исследования у кафедры не хватит. Это отнюдь не означает, что коллектив должен заниматься только преподаванием — просто кафедре необходимо совершенно сознательно сосредоточиться на решении какой-нибудь частной прикладной задачи. И слава тому заведующему, который подберет своим сотрудникам работу по плечу (да и по сердцу), и притом работу, имеющую действительно важное практическое значение. Опыт, однако, показывает, что часто такие коллективы предпочитают уклоняться от конкретных задач практики и, прикрывшись флагом «чистой» науки, десятилетиями занимаются исследованиями, результаты которых никому не нужны и явно никому никогда не понадобятся... Сказанное не означает, что автор относит прикладные исследования к научной деятельности «второго сорта». И по творческому напряжению, и в особенности по приносимому моральному удовлетворению прикладная наука не уступает фундаментальной. Решать конкретную прикладную проблему часто бывает гораздо сложнее и интерес нее, чем выполнять рутинные «фундаментальные» измерения. И уж не сравнить ощущения, возникающие при удачном завершении испытаний, скажем, созданного с твоим участием нового лекарства, с холодными эмоциями «фундаменталиста», получившего 1001-ю кривую. Тем не менее различия между прикладной и фундаментальной наукой все же есть. Первой преимущественно занимаются ученые, имеющие специфический практический склад ума, тогда как второй — специалисты, у которых сильно развито абстрактное мышление. Жизнь показывает, что последний тип ученых встречается реже. В нашей стране химическими исследованиями занимаются несколько тысяч научных групп. Одни более или менее успешно работают в области фундаментальной науки, другие — в области науки прикладной. И многие, к сожалению, размениваются на никому не нужные мелочи, в то время как действительно важные проблемы остаются нетронутой целиной. Существуют ли способы, позволяющие управлять выбором научной тематики9 Меры по упорядочению научной деятельности принимаются как централизованно, так и на местах органами, управляющими наукой. Прежде всего следует упомянуть о целевых комплексных программах ГКНТ и АН СССР и программах исследований, формируемых отдельными министерствами и ведомствами. Нет сомнений: такие программы приносят большую пользу, но они, как правило, касаются хотя и крупных, но все же прикладных проблем. Определенный эффект дала очень простая мера, принятая ВАК СССР: в соответствии с положением о защите диссертаций автореферат каждой из них должен содержать разделы, в которых конкретно формулируются новизна, теоретическая и практическая значимость работы. Но эти разделы, естественно, составляются автором работы и поэтому далеко не всегда оказываются объективными. Минвуз СССР рекомендует устанавливать категории хоздоговорным работам в зависимости от их значимости; при этом фонд зарплаты по хоздоговорам низшей категории оказывается заметно меньшим, чем по хоздоговорам высшей категории. Но установление категории — тоже акт в достаточной мере субъективный. Кроме того, подавляющее большинство хоздоговорных работ (как и целевых комплексных программ) направлено на решение прикладных проблем. Читатель, не связанный непосредственно с работой НИИ и вузов, может задать недоуменный вопрос: а разве не формируют тематику институтов ученые советы? И есть же, наконец, руководящие работники, специально отвечающие за научную работу. Не к их ли компетенции относится выбор тематики? Однако искушенный человек знает, что ученые советы на 90 % заняты рассмотрением диссертаций, а оставшиеся 10 % времени тратят на заслушивание отчетов, то есть на анализ того, что уже сделано. Роль же администраторов в формировании новой фундаментальной тематики еще меньше. Причина этого не столько в огромной загрузке разнообразной организационной работой, сколько в том, что даже внутри сравнительно узких разделов современной химии научные работники подчас плохо понимают друг друга. Что же требовать 25
тогда от заместителя директора многопрофильного института или проректора большого вуза? Конечно, администрация и ученые советы оказывают известное влияние на формирование тематики, руководствуясь определенными научными и конъюнктурными соображениями; администрация управляет финансированием, кадрами, материально-техническим снабжением. И все же в конечном счете выбор направления фундаментальных исследований находится в ведении руководителя (научной группы. Как же добиться того, чтобы выбор, сделанный этим руководителем, был оптимальным? Известно, что каждое научное направление проходит в своем развитии три стадии. На первой из них^ латентной, происходит еще невидимое ученому миру зарождение направления. Занимаются им единичные ученые, как правило, еще не знакомые друг с другом. Публикации и патенты тоже еще насчитываются единицами. Вторая стадия — период бурного роста. К новой области привлекается всеобщее внимание, экспоненциально растет поток статей и число исследователей, включающихся в новое направление. Наконец, третья стадия — фаза насыщения. Основные результаты уже получены, происходит их уточнение и дополнение. Число научных работников, занятых уже не слишком модным направлением, очень велико, но удельный вклад каждого незначителен. Современное науковедение позволяет установить, на какой фазе развития находится данное научное направление — на второй или на третьей. Понятно, что при выборе фундаментальной тематики целесообразно ориентироваться на активно развивающиеся области науки и нет смысла тратить силы и средства на работу, уже находящуюся в фазе насыщения. Лучше включиться в направление, находящееся во второй фазе развития, а еще лучше — в первой. Но как быть с первой фазой, о которой науковедение может судить лишь «задним числом»? Вот здесь-то научному лидеру и нужна недюжинная прозорливость. Прозорливость же (по В. И. Далю — «прозрение грядущего») составляет в наше время предмет самостоятельной научной дис- 26 циплины — прогностики, основанной на трех приемах: перенесении в будущее наблюдаемых тенденций, моделировании и экспертной оценке. Чтобы отыскать наиболее актуальную проблематику путем анализа сегодняшних тенденций развития науки, надо сначала эти тенденции сформулировать. Для естествознания наших дней характерны прежде всего следующие черты: интеграция наук, а также перенесение методов и представлений одной научной дисциплины в лоно другой; автоматизация научного эксперимента, широкое применение ЭВМ и микропроцессоров в научных исследованиях; развитие физических методов исследования. Перечисленные тенденции носят весьма общий характер и потому вряд ли могут быть использованы для формулировки конкретных научных проблем. Однако даже такой подход позволяет заключить, что при прочих равных условиях более плодотворны идеи, охватывающие смежные области знания; что, например, бионеорганическая химия — это передний край естествознания; что студентов-биологов и даже медиков желательно серьезно обучать математике и физике; что необходимо интенсивно развивать научное приборостроение и не жалеть денег на приобретение хороших приборов. Теперь рассмотрим несколько более конкретных тенденций, имеющих прямое отношение к химии. 1. Постепенное исчерпание ископаемого органического сырья будет продолжаться и в будущем — следовательно, актуальны исследования в области изыскания способов активации С02. 2. Человечеству необходимы новые источники энергии — значит, надо заниматься процессами получения водорода из воды с помощью солнечного света. 3. Планете угрожает (и, по-видимому, еще долго будет угрожать) экологический кризис: налицо необходимость постановки исследований по комплексному использованию сырья и созданию малоотходных и безотходных производств. Обратим внимание на то, что и в этом случае отмеченные тенденции носят самый общий характер. Действительно, мы не можем дать точных рекомендаций не только о том, как связывать СО_>, но даже и о том, какой путь предпочтительнее: то ли моделирование фотосинтеза, то ли развитие плазмохимиче-
ских методов, то ли исследование хемо- сорбции на гетерогенных металлокомп- лексных катализаторах. А может быть, существует еще какой-нибудь, пока никому не известный метод вовлечения ССЬ в органический синтез? Но продолжая изучать тенденции развития каждого из направлений указанным выше методом, можно рано или поздно нащупать тему, достойную того, чтобы ею заниматься. Анализ тенденций применим лишь для областей науки, близких к запросам практики. Фундаментальные же исследования целесообразно прогнозировать методом моделирования, который заключается в анализе динамики развития моделей науки с помощью карт научных направлений*. Этот метод основан на подсчете числа связей между вые о коци тируемым и статьями, то есть дает информацию об уже появившихся научных направлениях. Следовательно, с его помощью можно надежно идентифицировать научные направления, находящиеся во второй фазе развития — стадии бурного роста. Для прогнозирования же развития проблем, по которым едва найдется одна-две публикации, этот метод вряд ли подходит. На любой фазе развития научного направления для прогноза может быть применен метод экспертной оценки. Он широко используется во всем мире: исходную информацию для планирования науки дают эксперты — видные ученые, которые перечисляют важные, на их взгляд, направления исследований. Разумеется, каждый отдельный ученый, как любой человек, не застрахован от ошибок, может не оценить по достоинству действительно перспективное направление или переоценить важность направления, не способного дать ценных результатов. Однако экспертиза производится большим коллективом ученых, возможность грубых ошибок существенно уменьшается. В печати периодически вспыхивает дискуссия на тему о том, как следует оценивать труд ученого. Если научный ра- ботни к зан ят прикладным и исследова- ниями, то все достаточно просто: результат его труда вносит ощутимый *С. Г. Кара-Мурза. «Химия и жизнь», 1981, № 11, с. 8. вклад в производство материальных ценностей — он создает либо новое устройство, либо новый материал, либо новую методику. А вот с оценкой труда научных работников, занятых фундаментальными исследованиями, дело обстоит гораздо сложнее: ведь они выпускают единственную продукцию — научные статьи, которые можно только прочитать. Научные работы публикуют самые разнообразные издания: от местных сборников до центральных журналов АН СССР и журналов международного характера. И вряд ли стоит оспаривать тот факт, что ученые составляют профессиональное мнение друг о друге (и, значит, взаимно оценивают свой труд), именно читая то, что опубликовано. При этом множество научных изданий образует иерархическую структуру: даже совсем зеленые аспиранты знают, что напечататься в академическом журнале престижнее, чем в отраслевом, а ведомственный сборник, как правило, считается «солиднее», чем сборник трудов энского института. А уж напечататься в журнале типа «Докладов АН СССР» или, скажем, «Nature» — и вовсе предел мечтаний. Причина этого крайне проста: в большинстве центральных журналов присылаемые материалы подвергаются жесткому рецензированию (хотя бы просто по той причине, что в такие журналы рукописи поступают в избытке), в результате чего в печать попадают только наиболее сильные работы. В менее престижных журналах рецензирование носит поверхностный характер, а во многих местных сборниках оно вообще формально, и поэтому их страницы засорены слабыми, но многочисленными статейками, создающими информационный шум. (Заметим в скобках, что, несмотря на очевидную порочность оценки труда научных работников по общему числу публикаций, эта практика до сих пор жива.) Таким образом, для проведения экспертной оценки новых научных направлений (по первым статьям или даже по аннотированным заявкам на открываемую тематику) можно было бы привлечь членов редколлегий и рецензентов центральных научных специализированных журналов. Конечно, для этого пришлось бы разработать положение об экспертизе, расширить редколлегии, утвердить списки внештатных рецензентов и т. п. 27
С целью повышения объективности можно было бы привлекать к оценке каждой заявки двух-трех специалистов, отзывы которых обсуждались бы на заседании редколлегии. Положительная оценка означала бы быструю публикацию статьи и (или) получение права на приоритетное финансирование работы; отрицательная оценка говорила бы сама за себя... Отличие обсуждаемой схемы от экспертизы ВАКа состоит, во-первых, в том, что она была бы более узко специализированной; во-вторых, в том, что ВАК анализирует уже готовые работы, на выполнение которых каждый автор тратит не менее трех (а чаще от 5 до 12 лет), тогда как редколлегии могли бы рассматривать предложения еще в тот момент, когда они еще находятся, так сказать, в эмбриональном состоянии. Итак, при выборе тематики лидеру группы может быть предложен коллективный помощник — специалисты, группирующиеся вокруг ведущих научных журналов. Недостаток такого метода оценки тематики ясен: истину нельзя установить большинством голосов... Известно еще несколько методов оценки перспективности новых направлений, но у каждого из них есть явные недостатки. Исторический метод. Изучив логику развития той или иной узкой области химии, в принципе можно выявить закономерности возникновения в ней актуальных проблем и использовать их затем применительно к сегодняшнему дню. К сожалению, об успешных результатах практического применения этого теоретически возможного метода слышать не приходилось. Бионический метод. Живая дриро- да — неисчерпаемый источник для подражания, и поэтому расшифровка механизмов действия живых систем обычно плодотворно влияет на естественные науки. Достаточно вспомнить о моделировании ферментов, о гомогенном катализе, о связывании атмосферного азота и т. д. Но ведь в технологии существует масса процессов, не имеющих аналогов в живой природе. «Метод пределов». Суть его состоит в том, что при рассмотрении новой заявки на исследование анализируется идеальный («предельный») результат и выясняется, что сулит планируемая работа в самом лучшем случае. Диапазон таких умозрительных результатов может быть широк: от скромного уточнения нескольких цифр в справочнике до открытия новых законов природы. Если в конкурсе участвует несколько идей, то остается лишь выбрать наиболее обещающую. При этом надо учитывать, что вероятность реализации прогнозов невелика, хотя и может оказаться, что уточнение цифр приведет к крупному открытию: вспомним, например, что инертные газы были обнаружены путем прецизионного измерения плотности атмосферного азота. (Правда, пессимисты склонны ориентироваться на самый худший результат.) Ставка на лидера. По мнению многих известных ученых, этот прием часто себя оправдывает: если у вас есть несколько сотрудников, каждый из которых предлагает собственный вариант тематики, а поддержать можно только одного — поддержите наиболее пробивного и,'по возможности, симпатичного. Конечно, может случиться и так, что идея самого неуклюжего была сильнее и плодотворнее. Зато пробивной доведет дело до конца. Что лучше — решать вам... Итак, окончательный вывод вроде бы неутешителен: не существует безошибочной формализованной тактики, заменяющей интуицию ученого при выборе фундаментальной научной тематики. Но что, собственно, в этом печального? Так и должно быть! Выбор тематики, генерация идей — это и есть тот самый творческий акт, который доступен далеко не каждому. Для оптимального выбора тематики необходимо, чтобы руководитель группы обладал высоким профессионализмом, мощной интуицией — способностью принять правильное решение при недостатке информации. При всем при том он не должен забывать об этической стороне научной работы. Следовательно, стратегическая задача состоит не в том, чтобы измышлять искусственные правила отбора актуальных направлений, а в отборе и пестовании талантливой молодежи, в повышении уровня образования, в создании условий, способных обеспечить выдвижение на руководство научными группами настоящих честных профессионалов. Тогда проблема выбора актуальной фундаментальной тематики попросту отпадает. 28
последние известия Интеллект наследуется? Обнаружено, что так называемый коэффициет интеллекта человека IQ в значительной степени определяется наследственными свойствами. Прежде всего, сделаем две оговорки. Во-первых, даже если интеллект наследуется, то это вовсе не означает, что у умного человека обязательно родится ребенок-умница, а у глупого — нет. Дело в том, что большинство наших свойств определяется совокупностью многих генов. Эти гены в процессе передачи их в ряду поколений тасуются, как колода карт, из-за чего возникают всевозможные удачные и неудачные комбинации. Даже в том случае, когда признак определяется одним-единственным геном, дети могут получить этот ген от родителей, а могут и не получить. Во-вторых, сложившиеся критерии помогают судить лишь о некоторых сторонах интеллекта, но никак не в целом о нем. Один из таких распространенных критериев — так называемый коэффициент интеллекта (IQ — сокращение от английского Intelligence quotient). Он выводится по совокупности тестов, задуманных так, чтобы выяснить именно природные способности человека, а не уровень его образованности. Этим критерием воспользовались Т. Тисдэйл из Физиологического института в Копенгагене и Д. Оуэн из Бруклинского колледжа в Нью-Йорке в попытке разобраться с проблемой наследования интеллекта («Nature», 1984, т. 309, № 5969). По существующим в Дании законам, у всех мужчин, достигших призывного возраста, измеряют величину IQ. Эти записи хранятся в военном ведомстве в течение многих лет. В другом ведомстве есть записи о всех приемных детях этой страны. И теми, и другими данными воспользовались исследователи. Они исходили из предположения о том, что если коэффициент интеллекта зависит от наследственности, то у кровных братьев, даже воспитанных в разных семьях, он проявит себя сильным сходством IQ. Были изучены 28 пар кровных братьев, разлученных в раннем возрасте, 34 пары братьев, имеющих только общую мать, 30 пар братьев, имеющих только общего отца, и 24 пары сводных неродных братьев, воспитывавшихся под одной крышей. В случае, если интеллект определяется только генами, для кровных братьев следовало ожидать 50 % совпадений, так как, по законам генетики, ровно половина генов у них одинакова. Для «полукровок» ожидаемая величина должна быть 25 %. Для сводных братьев — 0. А вот результаты исследования: в первой группе коэффициент корреляции (число условных совпадений) был равен 47 %, в четвертой группе — 2 %, во второй и третьей группах был большой разброс, и цифры распределялись между двумя крайними случаями. Словом, совпадения с ожидаемыми результатами для первой маленькой выборки оказались достаточно хорошими. В редакционном комментарии к статье говорится, что хотя это первая серьезная работа, посвященная наследованию интеллекта, делать далеко идущие выводы пока рано. Ведь хотя у высокоинтеллектуальной супружеской пары шансы родить умного ребенка и велики, всегда существует некоторая вероятность того, что на свет появится посредственность. Такова непредсказуемая пока комбинаторика живой природы. Кандидат биологических наук А. ЛУЧНИК 29
'Чж- :&,. \ \\ x ■е'Щ??' «\1 ^v >/ Vt »v.*л v. „.^ л*=з=5й ' |*Я да У$ ■***; ■"*?: Яй ,Пл WfJZ *яж -hS'.V* Aft* Л*5 Jk Ф*** V; /'Л *ш жа---шм /о •Й :*•' '?&** и чл. #>j , /г ■*д8 :^7^ ■*££«* W> ^ •'/.?.(, •ж ;^^— ^. Г^Г*=--~' -от^-П!
Экон« . водство Колонна с секретом Л. ХОЛМСКАЯ Нелегко добыть золотоносную руду. Это мы знаем с детства из рассказов Джека Лондона. Однако извлечение золота из руды — дело, пожалуй, не менее трудное. НА СМЕНУ ПАЧУКАМ Рассмотрим лишь часть сложной технологии переработки золотосодержащих руд — их выщелачивание. Рудную пульпу обрабатывают раствором цианида натрия. Золото вместе с некоторыми примесями переходит в раствор, который прогоняют через сорбционный аппарат; в нем сорбенты избирательно захватывают содержащий золото цианистый комплекс, после чего не составляет особого труда получить золото самой высокой пробы. Что же здесь сложного? Вот главная трудность: чтобы перевести в раствор как можно больше благородного металла, нужен длительный контакт реагентов с рудной массой. В отделении цианирования одной из фабрик объединения «Южуралзолото», как и на многих других предприятиях подобного типа, с давних пор золото цианировали в нескольких пачуках — баках диаметром от 2,4 до 4,5 м и высотой около Им. Внутри гигантской емкости тяжелую пульпу медленно, с трудом перемешивала пневматическая мешалка. Но технологам никак не удавалось достичь полного смешения реагентов — скорость массообмена была невелика, и это приходилось компенсировать временем, длительностью процесса. А коль процесс затягивается, падает производительность отделения и, разумеется, всей фабрики. Но не только это обстоятельство резко снижает эффективность пачука — довольно простого по конструкции аппарата (в чем его несомненное достоинство). Несмотря на свою простоту, пачук довольно капризен. Недостаточно размельченная руда нередко вызывает аварии, а после остановок на ремонт аппарат нелегко пустить вновь: сначала нужно полностью освободить его от пульпы. Много хлопот доставляет и подача окислителя — воздуха. Из-за неравномерности окисления барботирующий через пульпу воздух приходится подавать в избытке, и цианид уносится в атмосферу. Понятно, что это ее не оздоровляет. В общем, цианирование долгие годы остается одним из самых слабых звеньев технологии. Так было до тех пор, пока в отделении цианирования не появился новый аппарат — пульсационная колонна для выщелачивания диаметром 2,4 м и высотой 11 м. Она заменила четыре пачука, позволила увеличить извлечение золота на 2,2 %. Добавим две немаловажные детали: первая — прекратились ядовитые выбросы в атмосферу, вторая — после остановки колонна легко включается в работу сходу, без выпуска пульпы. КАК СМЕШАТЬ НЕСМЕШИВАЕМОЕ Пульсационные аппараты впервые появились в отечественной промышленности четверть века назад. Тогда перед группой сотрудников Всесоюзного НИИ неорганических материалов (ВНИИНМ) во главе с доктором химических наук Сусанной Михайловной Карпачевой была поставлена сложная задача — разработать методы эффективного перемешивания в аппаратах, которые из-за высокой токсичности реагентов зачастую недоступны для обслуживающего персонала. Напомним, что быстрое и надежное перемешивание — обязательное условие почти каждой химической, гидрометаллургической, пищевой, целлюлознобу- мажной (всех не перечислишь!) технологии. Это сложная техническая проблема (причем сугубо специфичная для каждого процесса), особенно если речь идет о больших объемах несмешиваю- щихся жидкостей, да к тому же агрессивных или токсичных. Издавна решают ее так: в цехах выстраиваются внушительные ряды реакторов с механическими мешалками. Для замены деталей и профилактического осмотра реакторы нужно останавливать. Чтобы не прерывать процесс, аппараты ставят с запасом — растут капитальные затраты и эксплуатационные расходы. Но это не все. Механическое перемешивание не- 31
возможно без гидрозатворов и уплотнений, а они недостаточно надежны. Через уплотнения просачиваются пары реагентов, отравляя воздух в цехах. И при всем этом эффективность перемешивания в механических реакторах оставляет желать лучшего: скорость движения реагентов по сечению аппаратов неодинакова; всегда остаются «мертвые», неперемешиваемые зоны. Барботаж, или пневматическое перемешивание, по некоторым показателям выгоднее: и проще, и надежнее, и не требует постоянного надзора. Но и здесь свои трудности: барботирующий газ распределяется по аппарату неравномерно, он захватывает частицы реагентов, появляются аэрозоли, очистка от которых становится серьезнейшей технической проблемой. Исследователи из ВНИИНМ с самого начала отказались от традиционных решений и остановили свой выбор на новом принципе перемешивания — пуль- сационном. В пятидесятые годы это было новое слово не только в отечественной, но и в мировой промышленности. Вот суть этого принципа. Если реагенты будут совершать колебательные движения в аппарате, пульсировать с заданной частотой и амплитудой (а с помощью Колебания столба жидкости задает пульсатор, соединенный пульсопроводом с пульсационной камерой. Сжатый воздух воздействует на реагенты с заданной частотой и амплитудой. Насадка преобразует колебательное движение во вращательное. 32 специальных устройств колебательные движения будут еще преобразованы во вращательные или циркуляционные), то можно добиться исключительной эффективности массообмена. СЕРДЦЕ АППАРАТА — ПУЛЬСАТОР Как заставить столб реагентов колебаться? Самое очевидное и простое решение — использовать поршень: им можно непосредственно воздействовать на вещества в аппарате. Но поршневые пульсаторы в промышленности не прижились. Во-первых, неизбежно остаются, утечки жидкости — сконструировать поршень без уплотнений и сальников практически невозможно. Во-вторых, в больших аппаратах чрезвычайно сложно компенсировать динамические нагрузки, возникающие при работе пульсатора. Есть и другие устройства для создания механических колебаний — мембраны и сильфоны. Они удобны для опытных и полупромышленных установок, но для производственных условий не очень годятся — слишком недолговечны. Когда исследователи из ВНИИНМ начинали работу над новыми аппаратами, поле поиска источника колебаний было ограничено еще одним важным обстоятельством. Энергия для создания колебаний должна быть дешевой, должна быть под рукой. Практически на любом производстве есть такой источник, дешевый и доступный, это — сжатый воздух. Поэтому С. М. Карпаче- ва и ее сотрудники остановили свой выбор на пневматических системах. В 1958 г. институт разработал первый пульсационный аппарат для дистанционного перемешивания жидкостей. Колебания в этой установке задает пульсатор — золотниково-распредели- тельный механизм, который формирует импульсы (синусоидальные, пилообразные и т. д.) необходимой амплитуды и частоты (обычно от 1 до 3 герц). Импульсы по пульсопроводу со сжатым воздухом достигают пульсационной камеры, где их энергия передается столбу реагентов в аппарате. Очень важна здесь роль пульсопрово- да. Это труба длиною 20—30 м, по сути дела, управляющее, гибкое звено системы. Пульсопровод — своеобразный аналог электрической емкости колебательного контура: изменяя длину трубы, можно добиться резонанса — колебаний столба реагентов и частоты возмущающих импульсов. Тогда для создания
пульсации в аппарате достаточно совсем небольших затрат энергии. Чтобы раскачать столб реагентов в колонне высотой 5—6 м и диаметром 2—3 м, достаточно 10—15 кВт. Сжатый воздух в пульсо- проводе не только передает колебательные импульсы, но и защищает пульсатор и, что важнее, окружающую среду от загрязнений: давление воздуха не дает токсичным веществам вырваться из аппарата. Очень важно, что пульсатор — «сердце» пульсационного аппарата — исключительно надежен. Его можно изготовить в любом ремонтно-механическом цехе. И обслуживать пульсатор тоже легко — стоит он вдалеке от аппарата. ТЫСЯЧИ МЕШАЛОК За последние десятилетия пульсацион- ные аппараты различного назначения прекрасно зарекомендовали себя в нашей промышленности. Некоторые из них, например экстракционные колонны, работают значительно эффективней лучших зарубежных аппаратов. Секрет здесь — в особых насадках, или тарелках, разработанных все в том же институте. Чтобы в любом поперечном сечении колонны реагенты хорошо перемешивались, нужна большая и быстро вращающаяся мешалка, для движения которой требуется много энергии. Представим себе, что вместо одной мощной мешалки в аппарат удалось ввести тысячи маленьких мешалок и равномерно разместить по его объему. Они перемешали бы реагенты лучше и быстрее, с меньшими затратами энергии. Роль тысяч таких микромешалок могут выполнить микропульсационные сопла в распределительных тарелках для массо- обмена, разработанных во ВНИИНМ. Такая насадка известна под названием КРИМЗ (сокращение — по первым буквам фамилий авторов: С. М. Кар- пачева, Л. С. Рагинский, А. В. Романов, В. М. Муратов, Е. И. Захаров). Главное преимущество тысяч микромешалок — исключительно равномерное перемешивание реагентов по любому сечению аппарата благодаря равномерному распределению энергии. Полностью исчезают застойные, мертвые зоны. В пульсационных аппаратах с насадками КРИМЗ можно добиться упорядоченной гидродинамики — заранее обусловлен- &owf<<<Ut*»tJ0W*be' **&?их*пяси гвозде. i<\ i * * «I *'. *' Потоки реагентов контактируют особенно энергично благодаря возвратно-поступательным колебаниям столба жидкости и перемешивающему действию потоков, создаваемых распределительной тарелкой — насадкой КРИМЗ ной структуры потока, определенного маршрута каждого из реагентов. На таких маршрутах частицы реагирующих веществ, которые должны встретиться, не минуют друг друга и, встретившись, . вступят во взаимный контакт. И в результате для успешного завершения технологического процесса понадобится меньше времени, чем в обычном аппарате. А значит, и аппарат (например, колонна) может быть меньше обычного. Для необходимого контактирования реагентов в обычной экстракционной колонне диаметром 1,5—2 м потоки должны пройти путь 20 м — значит, колонна должна быть такой высоты. А пуль- сационная колонна с насадкой КРИМЗ высотой всего 5—7 м работает втрое- вчетверо эффективнее, чем аппарат с неупорядоченной гидродинамикой. - КАК СОЗДАЮТ АППАРАТЫ Новые технологические процессы рождаются в лабораториях — в «стекле». Однако даже самые скрупулезные лабораторные проработки не могут дать точной модели производственных условий. Нельзя точно смоделировать и аппарат, 2 «Химия и жизнь» № 3 33
в котором процесс пойдет в условиях цеха. Поэтому конструкторы получают задание, в котором есть лишь основные сведения о проектируемом производстве: какие вещества будут реагировать, под каким давлением, при какой температуре, производительность- Технологи мыслят своими категориями и, как правило, плохо представляют задуманный аппарат в деталях. Конструкторы, в свою очередь, не чувствуют всех тонкостей технологического процесса. Получив четкое (с их, конструкторской, точки зрения) задание, они приступают к работе и чаще всего берут готовый стандартный аппарат из каталога. Это вроде бы и неплохо (зачем изобретать велосипед?), но точное соответствие подобранного аппарата новой технологии, соответствие всем ее параметрам — большая редкость. Отсюда и невысокая эффективность новых процессов, и громоздкие металлоемкие установки, построенные с изрядным запасом. В отделе пульсационной техники ВНИИНМ, где создаются пульсационные аппараты, сложились иные методы работы. Разработка аппарата начинается с досконального изучения технологического процесса, для • которого он предназначен. Группа физико-химических исследований уточняет детали — что будет происходить в каждой точке аппарата на каждой стадии процесса, как будут изменяться свойства реагентов во времени: их плотность и вязкость, размеры капель и твердых частиц. На этой стадии крайне важно определить, где процесс может затормозиться, например, из-за высокой вязкости реагентов или медленной диффузии в сорбенте. Важно потому, что «узкое» место приходится расширять в самом прямом смысле — увеличивая диаметр аппарата в этом месте. Или в переносном — интенсифицируя лимитирующую стадию процесса. Когда полная картина процесса ясна, конструируют и испытывают опытный стендовый образец аппарата. И на этой стадии стремятся приблизить конструкцию к технологическим требованиям. И на пилотной установке — тоже. И лишь после этого приступают к последнему этапу — конструированию промышленного аппарата. ЕЩЕ ПРИМЕРЫ Задача любого технолога — снять побольше продукции с единицы объема аппарата, разумеется, при сохранении, а еще лучше, улучшении качества получаемых веществ. Пульсационные установки в полной мере отвечают этой задаче. Вот еще примеры. В вольфрамовом цехе Узбекского комбината тугоплавких и жаропрочных металлов очищенный раствор вольфра- мата натрия перерабатывают до воль- фрамата аммония. Многостадийный процесс вели в периодическом режиме в 14 реакторах с механическими мешалками. Кроме того, в технологической цепочке работали еще три фильтра, два репуль- патора и два рамных фильтр-пресса. Агрессивные жидкости постоянно выводили из строя то один аппарат, то другой; еще менее надежными были бесчисленные насосы и задвижки. Нестабильные технологические показатели, невысокое качество полупродуктов и готового продукта. * Цех требовал реконструкции, и его реконструировали. Аппараты периодического действия заменили непрерывными, пульсационными. Вместо двух десятков устаревших громоздких аппаратов поставили 5 колонн конструкции ВНИИНМ. В цехе стало просторно и чисто. Отпала надобность в тяжелых ручных операциях по фильтрации и промывке. Улучшилось качество полупродуктов, уменьшился расход реагентов и электроэнергии. Сократились расходы на ремонт технологического оборудования. М в результате — внушительный экономический эффект. Другой пример. На заводах, где электролизом поваренной соли получают хлор и едкий натр, работают электроли зеры с ртутным катодом. И в сточные воды таких предприятий попадает довольно много ртути. Чтобы очистить стоки от этой весьма токсичной примеси, их окисляют хлором. А хлораторы с механическим перемешиванием — традиционно узкое место производства: они ненадежны в эксплуатации, недостаточно эффективно перемешивают реагенты, не обеспечивают полного окисления ртути. Требуется несколько стадий очистки, предварительное осветление — и все равно опасность отравления водоемов сохраняется. Когда на одном из хлорных заводов старый хлоратор заменили новым, пуль- сационным с распределительными насадками КРИМЗ, оказалось, что в этом аппарате ртуть и ее соединения, интенсивно взаимодействуя с хлором, полно- 34
стью окисляются. После колонны раствор идет в сорбционный аппарат. Теперь достаточно одноступенчатой сорбции, чтобы полностью очистить сточные воды от ртути. Сегодня аппараты ВНИИНМ применяются в самых разных технологиях и всегда дают весомый эффект — и экономический, и технологический. Впервые в промышленном производстве полиметилакрилата полимеризация проведена в аппарате непрерывного действия — в пульсационной колонне. Другая пульсационная колонна, сконструированная для экстракции хлорофоса хлороформом, полностью извлекает хлорофос из сточных вод. Таких примеров, говорит директор ВНИИНМ член-корреспондент АН СССР А. С. Никифоров, уже не один десяток. И суммарный экономический эффект от применения пульсационных аппаратов в разных отраслях промышленности составляет уже несколько миллионов рублей в год. Эффект этот нарастает, ибо пульсационные аппараты (и не только колонны, но и реакторы, фильтры, смесители-отстойники, насосы) позволяют решить самые острые, самые насущные задачи многих производств: замену периодических процессов непрерывными, повышение производительности установок на тех же площадях, совмещение в одном аппарате нескольких операций, улучшение условий труда, защиту окружающей среды. ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ О ПУЛЬСАЦИОННОЙ ТЕХНИКЕ Карпачева С. М., Захаров Е. И. Основы теории и расчета пульсационных колонных реакторов. М.: Атомиздат, 1980. Карпачева С. М., Р а г и н с к и й Л. С, Муратов В. М. Основы теории и расчета пульсационных аппаратов и пульсаторов. М.: Атомиздат, 1981. «Росток» для ростка После публикации статьи «Полимеры защищают урожай» A984, № 6) редакция получила немало писем от читателей. Напомним, что в статье шла речь об антитранспирантах — водорастворимых полимерах, образующих на поверхности плодов и растений тонкую пленку, препятствующую испарению влаги (транспирации). Сообщаем всем, кто заинтересовался этими веществами, что единого универсального анти- тран спиранта нет и, видимо, быть не может — так же, как нет универсального лекарства или клея, пригодного для склеивания любых материалов. Разумеется, существуют общие требования к антитранспи- рантам: они должны быть нетоксичными, если ими будут обрабатывать урожай, или малотоксичными, если предназначаются для деревьев и цветов; должны полностью разрушаться в почве, не образуя каких-либо вредных соединений; должны быть дешевыми, простыми в изготовлении. Но есть еще и частные требования, которые зависят от конкретных условий применения — от цели обработки, физиологических особенностей обрабатываемых плодов и растений, адгезионных свойств их поверхности. Сейчас в продаже появился первый антитранспирант — «Росток». Его состав разработан сотрудниками Московского лесотехнического института. Препарат прошел исп ытания на кафедре плодоводства Московской сельскохозяйственной академии имени К. А. Тимирязева. Минздрав СССР после проведения необходимых проверок дал разрешение на его ис пользование. В ыпускается «Росток» Экспериментальным заводом Управления товаров бытовой химии и резиновых изделий Мосгорисполкома. Назначение этого препарата — уменьшить испарение влаги саженцами или черенками деревьев, кустарников, цветов. Если обработать их «Ростком», они лучше приживаются при пересадке. Их можно хранить всю зиму — жизнеспособность они практически не теряют (правда, температура в хранилище должна быть около нуля). В жаркое лето «Росток» убережет растения от засухи, а весной и осенью — от заморозков. Обычно похолодание бывает ночью, а к утру растения погибают из-за того, что начинают усиленно испарять влагу и обезвоживаются, то есть погибают не от самого холода, а из-за вызываемой им чрезмерной потери воды. Пользоваться «Ростком» несложно: банку с ним взбалтывают, по намеченным в пробке кружкам прокалывают отверстия и обрызгивают препаратом наземную часть деревьев, кустов или цветов (предварительно их обильно поливают водой, а черенки ставят в воду на двое-трое суток). Еще лучше саженцы и черенки окунуть в ванночку с «Ростком». Одной банки (литра) препарата хватает для обработки 30—50 саженцев. Цена банки — I руб. 10 коп. При работе с «Ростком» надо надевать марлевую маску; если препарат попадет на кожу, следует смыть его водой. Ни в коем случае нельзя обрабатывать «Ростком» фрукты, овощи и корнеплоды, тем более, что адгезионные свойства их поверхности совершенно иные, поэтому для них нужны другие анти- транспиранты. Купить «Росток» можно в магазинах, продающих садоводам- любителям удобрения и пестициды. В 1984 г. была выпущена первая опытная партия — пять тысяч банок. По мере роста спроса Экспериментальный завод будет увеличивать производство препарата. Н. ЕФРЕМОВ г* 35
1 ~„5п°м„. i стопи г мен ной r.Zjtiu Катализатор электрон Кандидат химических наук Г. Б. ШУЛЬПИН s=ms Истинная задача химической науки заключается не столько в изучении веществ, находящихся в застывшем, неизменном состоянии, сколько в постижении процессов превращения одних веществ в другие, в исследовании механизмов перестройки молекул. Трудно представить, но когда-то химики вообще не верили в то, что молекулы — вполне реальные частицы вещества, имеющие вполне определенные массу, размер и форму, и что атомы в молекулах располагаются друг относительно друга строго определенным образом. Работы А. М. Бутлерова, Ф. Ке- куле, Я. Вант-Гоффа и других ученых прошлого века положили конец сомнениям подобного рода, а сегодня физические методы исследования позволяют довольно легко определять взаимное расположение атомов и измерять расстояния между ними. Но что касается механизмов реакций, то в этой области до сих пор еще далеко не все ясно: не существует прибора, способного непосредственно регистрировать события, разыгрывающиеся в мире молекул, и судить об этом приходится лишь на основании косвенных свидетельств, то есть в известной мере механизм реакции можно сравнить с кибернетическим «черным ящиком», устройство которого можно узнать лишь путем сопоставления «входа» (исходных реагентов) и «выхода» (конечных продуктов). Изучение механизмов реакций было по сути дела начато лишь несколько десятилетий назад. За это время было открыто много новых путей превращения веществ, была создана их классификация и придуманы обозначения-символы. Однако до сих пор еще далеко не все ясно даже в случаях реакций, изучавшихся сотнями, тысячами исследователей. Более того, результаты, полученные за последние пять лет, вынуждают нас по-новому взглянуть на механизмы некоторых хорошо известных превращений. ЛЮБИТЕЛИ ЭЛЕКТРОНОВ Одна из простейших реакций — превращение двух молекул (обозначим их АВ и CD) в две другие молекулы (АС и BD). Рассуждая абстрактно, можно представить себе несколько вариантов устройства нашего «черного ящика». Вот самый примитивный вариант: обе 36
исходные молекулы распадаются на ионы, которые взаимодействуют между собой в разных сочетаниях, причем комбинация AD дает вещество, нерастворимое в воде. Тогда, слив водные растворы соединений ЛВ и CD, мы получим следующую последовательность реакций: АВ-+А++В; CD-+C++D-, A++D=+ -+AD\ ионы же С+ и В~ останутся в растворе. Именно так протекают реакции многих неорганических соединений, например хлорида бария с сульфатом натрия или нитрата серебра с хлоридом калия. Гораздо сложнее обстоит дело в случае реакций органических веществ, скажем взаимодействия бензола с бромом или азотной кислотой. Хотя суммарное уравнение обеих реакций ничем не отличается от предыдущего и формально сводится к схеме AB-\-CD-+AC-\-BD (только здесь А — фенильная группа С6Н5, В — водород Н, С и D — атомы Вг или группы ОН и N02), истинный ход событий (так сказать, устройство «черного ящика») тут оказывается гораздо более сложным. Первая стадия и той, и другой реакции заключается в ионизации молекулы CD. Диссоциацию азотной кислоты (несколько условно) можно изобразить обычным образом: НЫОз^НО^+ЫО^. В случае же бромирования ионизации практически не происходит, а у атомов брома лишь как бы намечаются заряды, что можно обозначить символами 6-1- и б_: Br— Br^Br6+—Br6". В молекуле бензола шесть валентных пи-электронов как бы размазаны по всему бензольному кольцу, в равной мере принадлежат каждому из шести атомов углерода; поэтому каждый из этих атомов несет избыточный отрицательный заряд. Положительно заряженная частица £>+ атакует бензольное кольцо по одному из атомов углерода (в нашем случае роль такой частицы выполняет либо нитроний — катион МСК,либо положительно заряженный конец поляризованной молекулы брома). В результате частица £)+ присоединяется к одному из углеродных атомов бензольного кольца и получается очень неустойчивый комплекс — так называемый комплекс Уэланда, в котором положительный заряд как бы соскальзывает с частицы D +■ и размазывается по пяти другим углеродным атомам: Последняя стадия реакции заключается в отщеплении от комплекса Уэланда протона Н+ и образовании нейтральной молекулы замещенного ароматического соединения — в нашем случае бром- бензола или нитробензола. Такие реакции называют реакциями электрофиль- ного замещения, потому что в них главными действующими лицами оказываются электрофильные (то есть как бы любящие электроны) частицы D+. Электрофилов, способных замещать атом водорода в ароматических соединениях, известно довольно много. Это и хлор, который ведет себя подобно брому, и уксуснокислая ртуть (CH3COO)oHg, которая, отщепляя одну ацетатную группу, дает реакционноспо- собную частицу CH3COOHg+, и серная кислота. И вообще реакции электро- фильного замещения чрезвычайно широко распространены в органической химии и, казалось, были тщательно изучены во всех деталях. Тем не менее даже в механизме этой классической реакции недавно удалось усмотреть новые детали. Но прежде чем об этом рассказать, необходимо несколько детальнее разобратьс я в том, что уже известно о химических реакциях вообще. ПУТЕШЕСТВИЕ ЧЕРЕЗ БАРЬЕР И реагенты, и продукты любой реакции обладают неким запасом свободной энергии. Если этот запас больше у реагентов, чем у продуктов, то в результате превращения веществ энергия выделяется, и такую реакцию называют экзо- эргической (в частном случае, когда энергия выделяется в форме тепла,— экзотермической). Но переход от реагентов к продуктам — это отнюдь не легкое скатывание с энергетической горки исходных веществ в низину продуктов реакции: почти во всех случаях исходным веществам приходится сначала забраться повыше, как бы на стартовую площадку, чтобы лишь затем ринуться вниз. Впрочем, и на этом пути их могут поджидать новые взлеты и новые падения. Изобразим это графически, для чего на оси абсцисс отложим путь реакции. 37
характеризующий постепенный переход от исходных веществ к конечным, а на оси ординат — свободную энергию системы в каждый данный момент времени. Тогда обычная реакция электро- фильного замещения представится кривой с двумя вершинами (кривая I на рисунке). Прокомментируем этот график немно-. го подробнее. Вот электрофильная частица приближается к молекуле бензола. Их физическое взаимодействие приводит к возникновению каких-то механических деформаций, что выводит оба реагента из обычного, основного состояния и сопровождается повышением энергии системы; в какой-то момент, когда старые связи уже надорваны, а новые еще не успели образоваться, система проходит через максимум энергии. После этого энергия начинает падать и достигает локального минимума при образовании комплекса Уэланда. Но это соединение, как уже говорилось, неустойчиво (на схеме хорошо видно, что энергия промежуточного комплекса выше, чем у реагентов и продуктов), и поэтому оно снова взбирается на энергетическую горку, выбрасывает протон и превращается уже в устойчивый продукт — производное бензола. Энергетические препятствия на пути химических реакций, определяющие их энергию активации,— остроумнейшее изобретение природы. Действительно, если бы их не было, то на Земле все системы «органическое вещество плюс кислород» скатились бы к энергетически более выгодным продуктам, то есть к системе «углекислый газ плюс вода». Последствия понятны. Но откуда черпает система энергию для путешествия через барьер, соответствующий энергии активации реакции? Эту энергию поставляет тепловое Движение молекул, мерой которого служит температура: чем выше температура, тем быстрее идет процесс. Однако часто повышение температуры способствует не столько основным, сколько нежелательным побочным процессам. Чтобы этого не случилось, можно поступить иначе — снизить высоту энергетического барьера, заставив реакцию идти по несколько иному пути, прибегнув к помощи веществ-катализаторов. Эти вещества способны проводить молекулы реагентов через энергетические препятствия, превращая их в молекулы продуктов и оставаясь при этом неизменными. Так, если прилить бром к бензолу, то при комнатной температуре реакция пойдет так медленно, что заметного количества бромбензола мы не обнаружим и через много часов. Однако если добавить к раствору немного бромного железа FeBr3 или просто железных опилок, то реакция сразу же пойдет несравненно быстрее. Дело в том, что бромное железо образует с бромом комплекс Br+ [FeBrJ —, у которого один атом брома несет почти полный положительный заряд. Для образования такого комплекса требуется преодолеть всего лишь небольшой «энергетический бугорок», который на нашем рисунке показан на кривой //. А катион брома Вг+ гораздо активнее атакует бензольное кольцо, нежели молекула Вг—Вг, имеющая лишь намек на настоящий положительный заряд. Поэтому энергетический барьер, приводящий к КУ, снижается, что и сказывается на скорости образования бромбензола. ЕСЛИ ВОЗБУДИТЬ МОЛЕКУЛУ Катализатор — это как бы проводник, позволяющий провести реакцию в обход высоких энергетических гор. Но можно придумать и более оригинальный прием, например перелететь над горой на воздушном шаре. Что этр значит в применении к химической реакции? Любая молекула располагает неким набором электронов, которые, словно книги на полках в шкафу, располагают- Схема превращения реагентов в продукты при реакции электрофилъного замещения (ОС — основное состояние, ВС — возбужденное состояние, КУ — комплекс Уэланда) hyfhb- 38
ся на определенных энергетических уровнях*. Обычно все нижние уровни заполнены; такое основное состояние наиболее энергетически выгодно. Но в каждой молекуле найдется немало верхних уровней, и если на молекулу упадет квант света, энергия которого точно равна разнице между заполненным и пустым уровнями, электрон поглотит эту энергию и с нижнего уровня перескочит на верхний, а сама молекула перейдет из основного состояния в возбужденное. Молекула в возбужденном состоянии отличается по свойствам от той же молекулы, находящейся в основном состоянии. Запас ее свободной энергии очень велик, и поэтому такую частицу действительно можно сравнить с воздушным шаром, парящим над любыми энергетическими горами. Впрочем, большая избыточная энергия служит и причиной того, что в возбужденном состоянии молекула обычно живет очень недолго. Вместе с тем за время своего существования она должна успеть прореагировать с другим реагентом и" свалиться в некую энергетическую яму, как мы изобразили на кривой III на рисунке. Если же в возбужденном состоянии молекула прореагировать не успеет, электрон вновь вернется на нижний уровень, а его энергия выделится в форме тепла или света. Первый пример реакции, идущей по пути III, недавно обнаружен сотрудниками Института химической физики АН СССР (J. Chera. Soc, Chem. Commun, 1983, с. 671). А именно оказалось, что свет с длиной волны 365 нм способен при комнатной температуре вызывать замещение атома водорода в производных бензола на группировку PtCl*- при реакции с платинохлороводородной кислотой HL>PtCh>: под действием кванта ион PtCle"~ возбуждается и, реагируя "с ароматическим соединением, образует комплекс Уэланда, который затем, как обычно, выбрасывает протон и превращается в нейтральную молекулу. Все это происходит потому, что возбужденная частица PtCljr—-* (здесь звездочкой помечено возбуждение) стремится окислить второй реагент, отнять у него электрон. Поскольку при этом четырехвалентная платина принимает один электрон, она становится трехвалентной, а из ароматического соединения (на- * См. «Химию и жизнь», 1978, № 1, с. 14; 1981, № 7, с. 38. пример, толуола) образуется катион-радикал: Комплекс же PtC$~ неустойчив, он выбрасывает ион хлора и тоже превращается в радикал. В результате образуются два радикала, каждый из которых несет по неспаренному электрону: катион-радикал толуола и комплекс трехвалентной платины. Радикалы же с великой охотой взаимодействуют друг с другом, давая обычные молекулы, в результате чего платина снова становится четырехвалентной, а из катион-радикала образуется знакомый нам комплекс Уэланда: То есть энергия света расходуется сначала на перетягивание электрона из молекулы в молекулу, а уже затем все события идут своим чередом и можно сказать, что в этом случае электрон явился как бы катализатором, поскольку помог молекулам преодолеть энергетический барьер. Интересно, что не только свет, но и гамма-кванты способны индуцировать эту реакцию. Вместе с тем к тому же результату приводит и повышение температуры. И тут возникает естественный вопрос: а что, в ходе термической реакции тоже происходит перенос электрона? Трудно со всей определенностью ответить на этот вопрос (опять на ум приходит сравнение с «черным ящиком»). Однако в последнее время ученые все чаще начинают склоняться к мысли, что если не все, то хотя бы некоторые термические реакции электрофильного замещения (да и других типов), действительно, начинаются именно так*. НОВЫЙ ВЗГЛЯД НА СТАРЫЕ МЕХАНИЗМЫ В науйе чаще всего бывает так, что новые теории не отвергают полностью старые, а включают их в себя как част- * См. «Химию и жизнь», 1983, № 10, с. 11. 39
ный случай или же дополняют, уточняют их. Но бывают и другие варианты. Вот реакция замещения фтора в пара- фторанизоле на анион уксусной кислоты: СН*ОС6Н4Р+СНзСОО —+ ^СНлОС6Н4ОСОСНз+Р . Казалось бы, это типичный случай нуклеофильного (т. е. идущего по ядру, а не электрону) замещения в ароматическом соединении, и не приходится сомневаться в том, что реакция протекает с первоначальным присоединением группы СН^СОО- к бензольному циклу: сн3о-\^)^ососн3 Такой комплекс Мейзенгеймера (как бы антипод известного комплекса Уэланда) отщепляет анион F— — вот и весь нехитрый механизм. Но оказывается, что эта реакция ускоряется... окислителем, способным откачивать электроны. Таким насосом может служить анод электролизера или соединения двухвалентного серебра или трехвалентного кобальта, причем для затравки достаточно «отсосать» всего несколько электронов — дальше реакция пойдет до конца сама. Вот как это происходит. Сначала с одной из молекул фторанизола удаляется один электрон и получается катион-радикал: СНЮСбШ^ЧСНзОСбН^] + +е~. Катион-радикал реагирует с анионом уксусной кислоты, плюс и минус нейтрализуются, и остается лишь неспарен- ный электрон. Однако такой радикал предпочитает выбросить анион фтора и снова превратиться в катион-радикал: ->\снэосен4ососи^ +f~ Новоиспеченный катион-радикал отнимает электрон у другой молекулы ароматического фторида и превращается в продукт: [СНД>СьН»ОСОСН4] +CHJOQHlF-> -*СН}ОСьН4ОСОСН,+ [CHjOQHiF] +, Но обратите внимание: при этом снова получился катион-радикал фторанизола. Значит, весь цикл будет повторяться сызнова — и так много раз. В этой реакции роль катализатора выполняют не сами электроны, -а их отсутствие — так называемые дырки. На сегодняшний день известно много подобных процессов. И вот что интересно: на первый взгляд их можно отнести к типичнейшим примерам реакций нуклеофильного замещения, изученным самым подробным образом. В таких случаях электроны берут с катода электролизера или отбирают их у нескольких нуклеофильных частиц; часто электрон от нуклеофила к ароматической молекуле переносят с помощью света. Дальше же реакция развивается по цепному радикальному механизму. Все больше таких обычных реакций с необычными механизмами становится известно исследователям; среди них есть и многие практически важные процессы. По-видимому, мы вступаем в новый период развития науки о механизмах химических реакций, который будет отмечен глубоким проникновением в тайны превращений веществ. ЧТО ЧИТАТЬ О КАТАЛИЗЕ С ПОМОЩЬЮ ЭЛЕКТРОНА Реутов О. А., Белецкая И. П., Артамки- н а Г. А., К а ш и н А. Н. Реакции металлоорга- нических соединений как редокс-процессы. М/. Наука, 1981. J u 11 ia rd M., Chanon M. Chemical Reviews, 1983,Т. 83, s. 425. Eberson L. Journal of Molecular Catalysis, 1983,т. 20, с 27. ПОПРАВКИ В январском номере «Химии и жизни» неверно изображены формулы: на с. 25 фумареной кислоты ноос I сн=сн I соон, на с. 63 фреона-113 CaF.^Cb. В формуле L-триптофана на с. 26 вместо группы CHl» изображена группа СНл- В февральском номере, на с. 55t первая колонка, верхний абзац, вместо NF следует читать HF; в разделе «Пишут, что...* (с. 94, третий абзац снизу) вместо 365 лет следует читать 365 млн. лет. 40
Ресурсы Молоко — 100 % Чтобы извлечь из молока все ценное, что в нем есть, нужно его выпить. А если не хочется пить молоко? Если хочется, скажем, к чаю — бутерброд с маслом и сыром или творог со сметаной? В этом случае часть полезных веществ молока нам уже не достанется, потому что, когда делают сыр, сбивают масло, отжимают творог и т. п., в сыворотке и пахте оставляют много ценных веществ. Только молочной сыворотки образуется по стране за год около 11 миллионов тонн. А в ней — вдумаемся — 500 тысяч тонн наилучшего, молочного, неповторимого белка, лактозы, витаминов, минеральных солей... Конечно, этой сыворотке пытаются найти применение. Скажем, для выпаивания телят. Но, во-первых, это не лучший прикорм, и, как следствие, предложение превышает спрос; а во-вторых, концентрация сухих веществ в сыворотке мала, и приходится гонять от молокозавода к ферме цистерны, в которых почти одна вода. Ну и все-таки хорошо бы людям, а не телятам! ВЛАДИМИРСКИЙ ВАРИАНТ На Владимирском молочном комбинате, в помещении бывшего склада, с 1982 года работает линия ультрафильтрации творожной сыворотки. Она выглядит (снимок на с. 42) просто и непритязательно, в чем и заключается ее техническая красота; что происходит внутри, в аппаратах, опутанных трубками, показано на схеме. Суть и сердцевина схемы — собранные в модули рамки из полистирола, внутри которых — тончайшие мембраны, изготовленные из ацетата целлюлозы или полисульфонамида. Их поры колеблются в пределах от 100 до 500 ангстрем — как раз столько требуется, чтобы задержать белковые молекулы, пропустив воду и растворенные в ней низкомолекулярные вещества. Этот процесс называют ультрафильтрацией. Тонкость его в том, что жидкость не продавливается сквозь фильтр, а движется, гонимая снизу вверх насосами, вдоль мембраны по узкому зазору между ней и рамкой. Не будь этого, осадок мгновенно забил бы и без того мизерные поры. Но скорость в канале достигает 2,5 м/с, возникают турбулентные завихрения, и они просто не дают осадку задержаться, смывают его с поверхности. «В этом зарыта собака»,— сообщил начальник экспериментального цеха Михаил Арсентьевич Суворов, человек, который вложил в линию ультрафильтрации значительную часть своего незаурядного энтузиазма. Сама же идея модулей, состоящих из рамок с мембранами, принадлежит институту ВНИКИПродмаш. ОТ И ДО Или, если расшифровать, от желто-зеленой, малоаппетитной на вид сыворотки до белкового концентрата, напоминающего очень хорошую, деревенскую сметану. 41
Эта сыворотка проходит поочередно три ступени, и за час двадцать пять кубометров ее протекают вдоль мембран и вновь возвращаются в трубу, из которой пришли, но уже не полностью, потому что жидкость, просочившаяся сквозь мембрану, по прозрачным трубочкам удаляется из схемы, а оставшееся концентрируется все более, или, на языке специалистов, «подсгущается». Эта под- сгущенная масса переходит к следующим модулям — и так до тех пор, пока рефрактометр, вмонтированный в последнюю ступень, не покажет, что содержание сухих веществ достигло заданного уровня. А именно: 21 % (пищевой концентрат), или 10,5 % (кормовой), или 16 % (для чертежной пленки, каковая тоже требует такой белковой эмульсии). За исключением 5 % (молочный сахар и соли, которые не ушли в фильтрат), все остальное — это чистые сывороточные белки, легко усвояемые и потому особо ценные. В громадной ванне, литров пример- Линия ультрафильтрации на Владимирском молочном комбинате но на шестьсот, белковый концентрат пастеризуют в щадящем режиме, при 60 °С, помешивая, чтоб не пригорел. Потом ванну охлаждают ледяной водой — и все: дело сделано. Не исключено, что концентрат и сам по себе пригоден в пищу, это вопрос вкуса и привычки. Из него можно готовить определенно вкусные молочные напитки (они уже разработаны в Научно-производственном объединении «Углич»), Пока же белковый концентрат добавляют в плавленые сыры. Что ж, от бросовой сыворотки до сыра «Янтарь» — правильная дистанция. РУКОЙ ПОДАТЬ ДО ИНСТИТУТА Молочный комбинат во Владимире — хорошее предприятие, но не только поэтому оно было выбрано для испытаний новой технологии. Неподалеку от него (пешком минут пятнадцать) расположено известное научное учреждение — Всесоюзный научно-исследовательский институт синтетических смол. Одно из основных направлений его работы — мембраны, так что выбор места оправдан вдвойне. 42
Ктц^нщ/гаЖ История мембран начинается с бычьих пузырей, затем были коллодиевые гильзы, потом целлофан и, наконец, ацетат целлюлозы: лет тридцать назад было обнаружено, что ацетатная пленка способна пропускать воду и задерживать растворенные в ней вещества. Для технического воплощения идеи требовались очень тонкие пленки с хорошей задерживающей способностью; а где тонко, там и рвется, и липнет, и электризуется. Не останавливаясь на подробностях, заметим, что один из самых удачных вариантов — асимметричная мембрана, плотная, почти монолитная с одной стороны и пористая — с другой. Такую пленку используют в установках обратного осмоса, на которых опресняют соленую воду. Тут мы забежали несколько вперед; чуть раньше надо было сказать, что есть три типа мембран: для обратного осмоса (размер пор трудновообразимый, порядка ангстрем), для уже знакомой нам ультрафильтрации A00—1000 ангстрем) и для микрофильтрации. В первом случае, когда поры минимальны, требуются большие давления и сложная аппаратура, зато один квадратный метр пленки позволяет получать ежесуточно 150 литров пресной воды. Ультрафильтрация дает возможность отделить высокомолекулярные вещества (скажем, белки) от низкомолекулярных (в нашем случае — Сахаров и солей). Наконец, микрофильтры способны разделять бактерии и другие биологические объекты. Если через такой фильтр пропустить лекарственное вещество, то получится стерильный препарат, ибо ни один микроорганизм через мембрану не пройдет. Схема линии, на которой из сыворотки получают похожий на сметану белковый концентрат Ультрафильтрация занимает промежуточное положение и, как то нередко бывает, обещает самые экономичные решения, ибо дает хороший выход при умеренных затратах. СИНТЕЗ ПСА С ОДНОВРЕМЕННЫМ ФОРМОВАНИЕМ Года три тому назад в «Химии и жизни» был напечатан фантастический рассказ под названием «Синтез ПСА». Оказалось, что ПСА действительно синтезируют, причем сразу, в одном процессе формуют из него мембрану. ПСА в данном случае расшифровывается как полисульфонамид. Как ни хорош ацетат целлюлозы (а его разделяющая способность достигает 98%), он с трудом выдерживает мойку — ту сверхтщательную мойку, которая принята на предприятиях пищевой промышленности, с использованием щелочей и кислот. Не утомляя читателя подробностями, заметим только, что очень трудно было состыковать мембранную технологию с постоянной и строгой мойкой оборудования. И не потому, что мембраны непрочны, а по той причине, что возможный осадок (скажем, кальций из молока-(-серная кислота из моющего раствора=гипс) наглухо забивает деликатный фильтр. А кислоту азотную, да и щелочь тоже, ацетат не выдерживает. Короче, требовалась мембрана, которая не разрушалась бы в крепких кис- • лотах и щелочах. Она нашлась: ПСА, способный держать диапазон рН от 1 до 12. 43
Есть много способов получить микропористые мембраны: наполнение, растягивание, вымывание. Во владимирском институте исповедуют переработку через растворы: поры образуются, когда из пленки удаляется растворитель. Это трудный и тонкий способ, зато универсальный. Мембраны из ПСА получают мокрым способом: формовочный раствор наносится на барабан, который вращается в осадительной ванне, там из только что полученной пленки вымывается растворитель, и с барабана сматывается в рулон обычнейшая на вид пленка; ну а поры видны только в электронный микроскоп... Эта установка работает по соседству с институтом, на Владимирском химзаводе; называется она «Мембрана-1». СПОРНАЯ ТЕОРИЯ И НЕОСПОРИМАЯ ПРАКТИКА В теории полимерных мембран очень много неясного. Если считать, что мы имеем дело просто с молекулярным ситом, дырки которого соизмеримы с размером молекул, то решительно непонятно, отчего, к примеру, фенол проходит через ацетатную пленку легче, чем поваренная соль, хотя его молекула намного крупнее. Сольватация? Экранирование? Химическое сродство? Сродство электрических зарядов? Пока оставим эти вопросы без ответа. В научных делах часто бывает так: надо выходить в практику, не дожидаясь теоретических решений, ибо замедление чревато большими убытками. Лекарства стерилизуются? Вода опресняется? Белки из сыворотки извлекаются? Вот и хорошо. А тем временем можно продолжать исследования в области теории разделения растворов. Вернемся опять к сыворотке. Вот из нее сделали белковый концентрат, пустили его на изготовление сыра или творога. А остальное как? Это не пустой вопрос, потому что в фильтрате, который стекал по прозрачным трубочкам,— лактоза. На Владимирском молочном комбинате ужеЧгтроят цех для комплексной переработки: белковый концентрат плюс лактоза, плюс минеральные соли, которые, вероятно, могут служить хорошим стимулятором роста. Но "лактозу не добыть ультрафильтрацией. Здесь требуются обратный осмос, еще более мелкие поры и давление, измеряемое десятками атмосфер. А для отделения минеральных солей от лактозы и это слишком слабо, нужен уже электродиализ, разделение через мембрану под действием тока. ■ Впрочем, установка и в этом случае выглядит на удивление просто: трубы и насосы. Когда смотришь на такие устройства, смутно подозреваешь, что автомобильный двигатель с его многочисленными деталями, калиброванными отверстиями, тягами, приводами и прерывателями — еще не пик инженерной мысли... Молокозаводов в стране много, и много еще сыворотки утекает впустую, заставляя очистные сооружения работать с полной нагрузкой. Достойно изумления: на обезвреживание и в канализацию — не отходы химического производства, а молочный белок и молочный сахар. Кстати, когда во Владимире вступит в строй цех комплексной переработки, нагрузка на очистные сооружения существенно снизится. ТОНКОЕ ИСПОЛНЕНИЕ Уже около двадцати молочных заводов имеют установки для получения из сыворотки белкового концентрата. Есть целевая программа, к концу пятилетки в РСФСР" будет более 90 таких установок. Если институту окажется не по силам делать мембраны на всех, готово оказать помощь казанское объединение «Тасма». Еще не все существующие установки работают. Стабильно перерабатывают сыворотку заводы во Владимире, Подольске, Воронеже, Константиновке Ростовской области; еще в нескольких городах дела обстоят сносно. Камень преткновения в том, что новая технология требует новой технической культуры и иной организации производства. «Жигули» или «КамАЗ» нельзя собирать вручную и без конвейера... Мембранная технология нуждается в чистоте, скрупулезности и тонком исполнении. Поры в пленке измеряются ангстремами; грязь, которая проникает всюду,— микронами. Даже водопроводная вода не годится, необходим дистиллят или по меньшей мере конденсат. Если бы на Владимирском комбинате не были убеждены, что иначе уже нельзя работать, что сливать сыворотку — прямое расточительство, и там бы мембраны не пошли. А в Константиновке, которая далеко от Института синтетических смол,— тем более. 44
Микрофотография поверхности фильтрации ( X150 000) выглядит не очень красиво: слишком малы поры; другое дело — пленки для микрофильтрации (справа), с размером пор порядка тысяч ангстрем Знаете, чем берут на скромном сыр- заводе в Константиновке? Абсолютным выполнением регламента. От него не отступают ни на шаг, вот и все. А так как технология продумана до мелочей, то установка работает без сбоев. НА МОЛОКЕ СВЕТ КЛИНОМ НЕ СОШЕЛСЯ В большом холле института расставлены за стеклом образцы новых материалов и изделий, развешаны, как полагается, диаграммы и плакаты. На одном из них написано, что использование белков молочной сыворотки позволит увеличить выработку творога на 15— 20 %, твердых сыров на 5—10 %, и это не считая новых продуктов, которые пока можно попробовать только на дегустации. Но для специалистов по полимерным мембранам свет не сошелся клином на молоке. Соседний плакат утверждает, что плоскорамная ультрафильтрация позволяет выловить белки и жиры из отходов крахмального производства. Об этом как-то не задумываешься, но в самом деле — когда из картошки или риса готовят крахмал, куда деваются те жиры и белки, которые упоминаются в справочниках по химическому составу пищевых продуктов? И вообще, сточные, вторичные и прочие воды разнообразных пищевых производств — какое ж обширное поле деятельности! Два примера напоследок. Когда све- жескошенную траву измельчают, чтобы получить травяную муку, то течет травяной сок. Идея заключается в том, чтобы известным уже читателю способом сконцентрировать этот сок и сдабривать корм концентратом. Другая идея: на рыбзаводах вылавливать белок из бессмысленно сливаемых вод, высушивать его до приемлемой влажности, и это будет продукт получше криля. Во всяком случае, вкуснее, потому что мы как-то больше привыкли к рыбе, нежели к мелкой антарктической креветке... Свет не сошелся клином на молоке, и все же очень правильно, что специалисты из Владимира- начали с него. Не бывает творога без сыворотки, масла без пахты, сливок без обрата, а так как все мы любим творог, масло и сливки, то полезно задуматься о том, что делать с сывороткой, пахтой и обратом. Даже литр жалко вылить; а миллионы тонн по стране? На Владимирском молочном комбинате пропустили через мембраны семь с лишним тысяч тонн сыворотки. Будем считать, что первый шаг сделан. о. ольгин% специальный корреспондент «Химии и жизни» 45
Земля и ее обитатели «Ваша мама пришла, молока принесла» Утверждают, будто информация, впитываемая ребенком в первые три года жизни, по объему эквивалентна той, которую он потом получит за всю жизнь. И не примечательно ли, что именно в первые три года мы так много узнаем о козе? Не о лошади, не о корове, не о собаке, а о козе. Все начинается с «идет коза рогатая». Дальше — больше. Наступает черед трогательной песенки о сером козлике, на которого напали серые волки. Потом идет жуткая история, в которой снова фигурирует волк, но семеро козлят и их бесстрашная мама выходят победителями. «Старших нужно слушаться» — этот тезис иллюстрирует судьба сестрицы Аленушки и братца Иванушки. И так далее, и тому подобное. Коза и человек. Когда возник этот союз? Давно. Еще на заре человеческого общества коза стала домашним животным. Ее ископаемые останки и наскальные изображения, относящиеся к каменному веку и периоду свайных построек, найдены в Европе, Средней и Малой Азии. В некоторых местах домашние козы появились гораздо раньше домашних же овец. Так когда же коза стала домашним животным? Несмотря на все поиски и находки, ответ остается лаконичным и неопределенным — давно. Но иного пока нет. Существует несколько теорий происхождения домашних коз, что уже само по себе говорит об отсутствии единого взгляда. Основная причина тому — множество пород домашних коз: в Африке — одни, в Европе — другие, в Азии — третьи; где уж тут отыскать общего предка. Считается, что в появлении домашних коз не последнюю роль сыграли дикие козлы нескольких видов. Например, безоаровый или бородатый козел. В желудке этого животного часто находят камни-комки, нечто вроде слежавшихся остатков непереваренной пищи. Эти остатки использовались как противоядие против отравлений. И с древнейших времен восточные властелины присвоили себе монопольное право торговли безоаро- вым камнем. Европейцы безоговорочно веровали в силу этого чудесного снадобья, что вызывало снисходительные улыбки у жителей, скажем, Индии. Они полагали, что лучший камень такого рода находится в желудке обезьян. Еще одним родоначальником домашней козы считается винторогий козел. Есть и другие прародители, например европейский козел, но его дикие сородичи вымерли в отдаленные времена. И поэтому полагают, что родоначальница европейских коз — торфяная — пришла с древними народами из Азии. Сменившая ее в медном веке так называемая медная коза, от которой произошли нынешние породы альпийских коз,— тоже выходец из Азии. В общем козьей родословной конца и края не видно. В 1563 г. испанский мореплаватель Хуан Фернандес открыл в Тихом океане маленький островок и оставил на нем несколько коз. Потом этот затерянный островок пять или шесть раз становился 46
местом пребывания робинзонов, в том числе и того, чье имя увековечил Дефо. Этот остров вполне соответствовал козьим нравам. И они размножились здесь в необыкновенном количестве. В результате остров стал очень даже посещаем: козы были желанной добычей для моряков, в том числе и врагов непобедимого испанского флота. Этого владельцы острова потерпеть не могли. На зафрахтованном паруснике они привезли на остров собак. Те преуспели в своей миссии: численность коз на острове резко сократилась. Лорд Ас тон, в 1741 году вынужденный провести на островке два месяца (его эскадра была На 726-м километре Чуйского тракта возвышается скала, покрытая петроглифами VI—X веков. Полагают, что это одни из древнейших изображений коз на территории СССР охвачена цингой), насчитал на острове лишь 200 коз, живших стадами по 20— 30 штук. Астон, пользуясь свободным временем, описал, как одичавшие собаки нападали на коз, а те умело защищались. И всего через сто лет собак на острове не осталось вовсе, а коз, несмотря на усиленную на них охоту, было больше, чем во времена Астона. Не парадокс ли? По Брему, «коза — резвое, веселое, любопытное, задорное создание, расположенное к забавным шалостям и могущее доставить большое удовольствие всякому наблюдателю. Коза имеет естественное влечение к человеку, по характеру своему она честолюбива и в высшей степени восприимчива к ласкам. Когда коза знает, что хозяева ее любят, то она делается ревнивой, как изба-* лованная собака, и бодает других, если хозяин оказывает им предпочтение... Коза умна». Несмотря на свою древнюю близость к человеку, коза не раз становилась объектом яростных споров. Одни называли ее «коровой бедняков», доказывая выгодность ее содержания, другие запальчиво утверждали, будто коза — «чертова тварь», аргументируя это положение наличием у нее рогов и копыт и выдвигая еще один, не менее веский аргумент: «с козла ни молока, ни шерсти не получишь». А что мы имеем от козы? И молоко, и шерсть. Молоко удивительное: в его белках до 15 % казеина. По химическому составу оно сходно с коровьим, но от овечьего, например, резко отличается. В козьем молоке высокое содержание казеина и альбумина, что приближает его к женскому молоку. И все же химический состав молока варьирует в зависимости от породы коз. Так, у нубийской породы жирность молока выше, чем у таких «жирно-молочных» сельскохозяйственных животных, как буйволы, зебу и яки. И хотя состав козьего молока варьирует от породы к породе, все-таки постоянными остаются ценные его особенности: жировые шарики совсем крошечные, и жир козьего молока легко всасывается стенками кишечника, а белки любого козьего молока под влиянием желудочного сока свертываются в нежные легко усвояемые хлопья. То же самое происходит с глюкозой и лактозой козьего молока, которое к тому же богаче коровьего кальцием, фосфором, кобальтом и витаминами (В|, В^ С). Именно козье молоко принесло славу французским и швейцарским сырам мон- 47
де-ор, сен-марселин, комбовен, левру, рокфор... Но не сыром единым. В начале века в США, Швейцарии, Швеции козье и прочее молоко служило для изготовления «слоновой кости». Сперва створаживали молоко особым способом, потом творог прессовали под большим давлением и затем из полученной массы выдавливали пуговицы и другие поделки: ножи для бумаги, гребенки, карандаши, портсигары. Этот ширпотреб по виду и прочности мало уступал изделиям из слоновой кости, но стоил копейки. Козы — это еще и мясо. Козы — это еще и шкуры: шапки, воротники, муфты, коврики. Шкурки козлят идут на лучшие Козы горно-алтайской пуховой породы дают по 600—800 г эластичного, упругого пуха длиной до 10 см Название эта порода коз получила в средние века в Турции. Европейцы, едва познакомившись с ангорской козой, возымели желание разводить ее у себя на родине. В 1830 г. Фердинанд VII купил сотню ангорских коз и поместил их вначале в парке замка близ Мадрида, а потом перевел в окрестности Эскуриала. В 1880 году за лучших потомков этих коз платили в пересчете на золотые рубли от тысячи до четырех тысяч. Почему? А потому, что могер, мохаир или мохер — это шерсть ангорской козы, тот самый мохер, изделия из которого с удовольствием носит и прекрасная часть человечества, и его сильная половина. Легкая, волнистая, шелковистая белая шерсть, необычайно тонкая, длинная, делает козу похожей на пушистое облако. сорта перчаток. Козы — это еще и кожа. На востоке из козьих шкур, снятых чулком, и сейчас делают бурдюки. И, наконец, козья шерсть, которая в зависимости от толщины и длины волос идет на выделку ковров и фетра. Из ости делают щетки, кисти и даже веревки. Из грубых волос наибольшую ценность имеет козлиная борода — лучшие парикмахерские кисточки. Знаменитый утрехтский бархат тоже из козьей шерсти. Да и вообще вырабатываемые из нее ткани чрезвычайно прочны и долговечны. Вот лишь один пример. На первых американских железных дорогах диванная обивка вагонов была из плюша, выработанного из козьей шерсти. Она прослужила 20 лет. Эта обивка была сделана из шерсти ангорской козы. Вот об этой козе и стоит рассказать подробнее. Она того заслуживает. И еще одна порода коз вызывала у европейцев нездоровую зависть — долгие годы они не могли разузнать, из чьей шерсти делают легчайшие восточные ткани. И только после того как французский доктор Бернье, будучи в свите Великого Могола, в 1664 году посетил Тибет, выяснилось, что сырье для тончайшей восточной шерсти поставляли два вида коз, один из которых был одомашнен, а другой жил в диком состоянии. В те времена в Кашмире тысячи ткацких заведений вырабатывали чудесные кашмирские шали. Предприимчивый владелец мануфактур, некто Терно рассудил, что кашмирские шали можно делать и в Париже, надо лишь привезти в Европу кашмирских коз. Чтобы не произошло ошибки, закупку коз он поручил французскому натуралисту П.-А. Жоберу. Жобер серьезно отнесся к порученному делу. 48
Один из авторов новой породы коз.Шартланов Чабыш, с супругой и соседским мальчиком Сунером. Имя мальчика переводится как «счастливчик» В 1813 году он отправился в Одессу, где узнал, что между Астраханью и Оренбургом держат коз с очень хорошим пухом. Детально исследовав пух этих коз, Жобер признал его прекрасные качества и закупил сразу 1300 голов. Козье стадо пригнали в Феодосию, погрузили на судно и в апреле 1815 года высадили в Марселе. Путешествие выдержали только 400 коз, да и те были в плачевном состоянии, особенно пострадали козлы. Блестяще задуманная операция оказалась на грани провала. Но помог случай: именно в это время французские натуралисты Диард и Дю- восель передали в Парижский зоологический сад здорового, сильного самца кашмирской породы, подаренного им в
1~Ъ1 Индии одним из махараджей. Он-то и стал родоначальником всех кашмирских коз во Франции. А как жилось козам на Руси? Их кормили, доили, выделывали кожи, вязали рукавички. Отправляли за границу кожи и шерсть. В Лондон, Париж, Берлин, Нью-Йорк вывозили кожи степных пород, выделанные «под муфлона». С Волги в обмен на чай шел в Китай цветной сафьян для восточной обуви. И все-таки какого-то особого значения козе не придавали до тех пор, пока не появились пуховые промыслы. Первые сведения об изделиях из козьего пуха дошли до нас из XVII века, когда уральские казаки немало дивились одежде калмыков и казахов, пригонявших скот на продажу. Да и как не удивиться: лютый холод, тяжелая шуба плохо держит тепло, а калмыки весело гарцуют на низкорослых лошадках в легкой одежонке. А ведь они целый день на ветру и морозе. Под легкими шубейками всадников были поддевки и шарфы из шелковистого пуха. Вроде бы шарф невесом, а укутаешь им шею и плечи — благодать. Однако правительству было не до процветания пуховых промыслов. Но вот в начале прошлого столетия оренбургской породой коз пристально заинтересовались деловые люди за рубежом. Дороговизна и растущий спрос побудили их создать свою пуховязальную промышленность по примеру оренбургского промысла. Козий пух, закупленный в Оренбургском крае, стали отправлять во Францию, где фирма «Боднер» выпускала шали «каше», получая баснословные прибыли. Почти в это же время англичане начали выпускать платки «имитация под Оренбург». А между тем в России еще 20 января 1770 года на заседании Вольного экономического общества были награждены золотой медалью первые русские платки-паутинки. Этот день можно считать днем рождения «оренбургского чуда». При советской же власти оренбургский платок получил мировое признание. Международные выставки и ярмарки приносили ему диплом за дипломом, медаль за медалью. Всюду захотели иметь такой платок. Резко возросла потребность в увеличении его производства. Но это легко сказать — увеличить. С одной козы вдвое больше пуха не получишь, как ее ни корми. К тому же в старых козоводческих районах увеличить число коз даже вдвое не представлялось возможным. Что делать? Искать новые места? Есть в нашей стране регион, где козоводством занимались с незапамятных времен. Это Центральный и Юго-Восточный Алтай. Но аборигенные козочки низкорослы, малопродуктивны. Были сомнения, стоит ли именно здесь развивать пуховое козоводство. Н о сторонники этой идеи приводили два веских довода в свою пользу. Местные козы принадлежат к группе пуховых коз Центральной Азии. Иначе говоря, есть местная коза с хорошей пуховой родословной. Правда, это утверждение имело в основном теоретическое значение, ибо местные козы давали всего по 100— 150 г пуха длиной лишь 3—5 см. Но к первому обстоятельству надо добавить второе, не менее важное. Горный Алтай — сущая благодать для пухового козоводства по природно-климатическим условиям. Горы для коз — родная стихия. Здесь они пасутся на каменистых склонах, недоступных для крупного рогатого скота и малопригодных для овец. На Алтае в основном солнечная погода. Здесь неглубокий снег, значит, почти круглый год можно пользоваться естественными пастбищами. Начатые на Алтае в 1937 году се- 50
лекционные работы с местными козами привели к созданию новой породы пуховых коз — горно-алтайской, которая в 1981 году была утверждена и признана селекционным достижением. И теперь на горных склонах бродят стада пуховых коз. На Алтае, на сравнительно небольшой территории пасется более 200 тысяч голов, которые дают почти половину всего козьего пуха, получаемого в стране, и притом лучшего, ибо по единодушному мнению специалистов горно-алтайский пух — прекрасный материал для любых пуховых изделий. Всего 200 г эластичного, длинного (до 10 см), упругого, шелковистого пуха идет на большую шаль. В феврале- марте коз чешут деревянными гребнями, получая с каждой 600—800 г пуха. И уже никто не задает риторического вопроса: нужно ли разводить коз, а если нужно, то ради чего? Ради пуха? А не означает ли такой ответ, что мы отказались от козьего молока? Коза неприхотлива, ест все, что предлагают. Со своей заостренной мордой, очень подвижными губами и своеобразным строением зубных аркад коза не оставляет ни травинки, ни колоска на жнивье, ни одного опавшего листочка; силос, корнеплоды, лиственное сено, ветки, жмых, мякину, отруби, комбикорм — все принимает с благодарностью. Козы щиплют полыни, солянки, мятлик, костер, пырей. Это ли не пример неприхотливости? Сильно развитый пищеварительный тракт позволяет козе переваривать корм, содержащий до 64 % клетчатки (кишечник козы в 24 раза длиннее ее туловища!). Кроме того, у козы более высокий уровень обмена веществ, чем у коровы. Вот здесь мы и подошли к главному: годовой удой козы в 8—15 раз превышает ее живой вес, а у коров — только в 5—8. Средняя коза за год дает 400—500 литров превосходного молока при феноменальной непритязательности к корму, рекорд — 3000 литров молока за 10 месяцев лактации. Пожалуйста, постарайтесь вспомнить, когда вы в последний раз пробовали козье молоко? А когда вы в последний раз и где его видели? И не странно ли, что на прилавках магазинов можно встретить кумыс, йогурт, но не козье молоко? Да и на рынке не услышишь лихого приглашения: «Кому козьего молока, подходи, не стесняйся!». А жаль: и вкусно, и полезно. Под конец следует сказать, что коза не такая уж лапушка, как думают многие. Козья привычка вырывать траву с корнями, обгладывать верхушки молодой древесной поросли не раз оборачивалась бедой. Полагают, что в свое время в Италии козы свели на нет леса из остролиста, в Ливане оголили известняковые склоны гор, прежде занятые знаменитым ливанским кедром. И так далее, и тому подобное. Так что за козой глаз да глаз нужен. и. ручииская 51
1« Живые лаборатории Первоцвет * ШШ I: - V Л л.
К концу зимы и ранней весной даже вполне здоровье люди чувствуют себя не совсем обычно: большинство ощущает какую-то слабость, сонливость, быстро утомляется. Нередко такое состояние пытаются объяснить влиянием весеннего воздуха: он, дескать, расслабляет организм. Дело, конечно, не в этом. Просто к концу зимы в нашем рационе резко сокращается количество свежих овощей и фруктов, и организму не хватает витаминов. Для покрытия весеннего дефицита витаминов нужно использовать все возможности, а их у нас не так уж мало. В частности, ранней весной следует употреблять в пищу как можно больше свежей зелени, в том числе и дикорастущей, как только она появится. Один из широко распространенных в нашей стране ранневесенних источников витамина С — зелень первоцвета весеннего (он же первоцвет лекарственный или примула весенняя). Растет он на опушках, в редколесье, на лесных полянах, вырубках и других открытых местах. Зацветает первоцвет вслед за подснежниками и хохлаткой —' в апреле-мае, а его листья начинают отрастать сразу же после стаивания снега. Эти листья содержат до 6 % витамина С (в пересчете на сухое вещество) — если не считать шиповника, в нашей стране нет другого растения, способного запасать витамин в таких количествах. Помимо аскорбиновой кислоты, в листьях и корнях первоцвета есть также каротин, сапонины, разные гликозиды, углеводы, эфирные масла, возбуждающие аппетит и улучшающие пищеварение. Как лекарственное сырье заготавливают корневища и корни первоцвета, содержащие до 10 % сапонинов, — настои их используют как отхаркивающее средство. Древние греки называли первоцвет весенний за его целебные свойства «растением двенадцати богов». Во многих западноевропейских странах первоцвет круглый год выращивают в оранжереях и теплицах: стрелки с цветками срезают для букетов, а листья — для салатов. Чаще всего салаты готовят не из одного первоцвета — достаточно в обычный салат добавить один-два листика на порцию, чтобы обеспечить существенную часть суточной потребности человека в витамине С. А можно разводить первоцвет и не только в теплицах. Он нетребователен к почве, может расти и в затененных местах, и по канавам, свободно размножается семенами, которые легко собрать летом в лесу с дикорастущих растений, а уже на второй год после посева зацветает и дальше быстро распространяется самосевом. Не так уж сложно ввести его в культуру — и тогда с первых же дней весны можно будет пользоваться этим витаминным даром природы. Профессор И. И. ГОЛУБИНСКИЙ
оттотттд-^ .vJ-iPRP* П.' J* _ S\J' Селедка-чемпион По крайней мере среди рыб, обитающих в бассейне Дона. . Испытания, проведенные ихтиологами (Доклады АН СССР, 1984, т. 278, вып. 5, с. 1279) показали, что только сельдь может долгое время держать крейсерскую скорость 100 и даже 120 см/с. Шемая и рыбец куда медлительнее: против течения со скоростью 87,5 см/с они выдерживают не более 5—10 минут, потом их сносит. Ну, а лещ и сазан не тянут и против «полуметрового» потока. Рыбьи гонки были затеяны исследователями не столько из спортивного интереса, сколько для изучения вопроса, по силам ли бессловесным обитателям вод дорога к нерестилищам через рыбопропускные сооружения, воздвигнутые при крупных плотинах. Выяснилось, что скорость течения там нередко превышает возможности даже сельди, и рыбины могут просочиться через эти каналы разве что вдоль стенок, где поток тормозится. ЮБИЛЕЙ «Красному треугольнику» — 125 лет В 1859 году никому пока еще не известное «Товарищество русско-американской резиновой мануфактуры» арендовало земельный участок на Обводном канале в пригороде Петербурга. А в марте 1860 года новое предприятие дало первую продукцию — галоши. Кстати, откуда это название — «Треугольник», ставший после Октябрьской революции «Красным треугольником»? В архивах сохранилось письмо правления товарищества в Министерство финансов. «В знаке фирмы треугольник — главное. бросающееся и неграмотному покупателю в глаза»,— объяснялся в нем рекламный прием. В истории первенца резиновой промышленности страны слово «первый» встречается не раз. «Красный треугольник» первым среди предприятий республики был награжден в 1922 году Орденом Красного Знамени (РСФСР). В 1924 году рабочие ^Красного треугольника» первыми в стране собрали деньги на самолет, купили его и передали Красной Армии. Здесь впервые была создана «НОТовская» ударная бригада, впервые не только в стране, но и в мире стали штамповать калоши с помощью машин. Именно на «Красном треугольнике» было отлажено производство автопокрышек из советского синтетического каучука. Предполагается, что после 1990 г. будет иметься два принципиально различных вида транспортных средств: а) городской автомобиль — транспортное средство совершенно новой конструкции, оснащенное бесшумным электродвигателем. Он позволит, во-первых, полностью устранить возможность загрязнения атмосферы отработанными газами, и, во-вторых, на 2/3 сократить те площади, которые сейчас заняты под стоянки автомобилей; б) усовершенствованный вариант современного автомобиля, въезд которому в город будет запрещен. «Мир в 2000 году. Свод международных прогнозов». 1973 г. Как показала перепись Женщины в нашей стране заметно опережают «сильный пол» по образованности. В 1979 г. на 1000 занятых в народном хозяйстве мужчин приходилось 245 с высшим, незаконченным высшим или средним специальным образованием. Среди женщин этот показатель гораздо выше: 290. Соответствующие цифры 1970 года: 171 и 194. Высшее образование — ие помеха семейному счастью. На 1000 женщин, достигших вершин просвещенности, приходится 1279 детей. В этом оии превосходят тех, кто ограничился общим средним A167) или не закончил высшее G10), Незначительно уступая дамам со средним специальным образованием A365). «Численность и состав населения СССР по данным Всесоюзной переписи населения 1979 года». М.: Финансы и статистика, 1984.
Мешалка ни к чему Вода может реагировать со фтором и даже гореть в нем — это не новость. Новостью оказались точные измерения скорости давно известной реакции. Молекулы фтора вступают в нее настолько быстро, что не успевают проникнуть в слой жидкой воды глубже, чем на 0,01 мм, и перемешивание становится бессмысленным: реакция при нем ничуть не ускоряется. Если вам случится встретить оборот «раствор фтора в воде» — не верьте, таких растворов быть не может. "Journal of American Chemical Society", 1984, /. 106, № 15 Кто бы мог подумать... Причиной слепоты взрослых жителей ФРГ чаще всего становится глаукома A5,1 % случаев). Травматизм с 9,9 % занимает третье место. «Офтальмологический журнал», опубликовавший эти сведения в № 6 за прошлый год, отмечает, что в Финляндии картина резко отличается. Бесспорное лидерство там держат травмы — 22,8 %. Глаукома же с 5,1 % отходит на скромное четвертое место. Эти сведения плохо вяжутся с расхожим представлением о финнах как людях сдержанных, не склонных ни к лихачеству, ни к драчливости. О^'^-.'ЙНИЕ -/ie^jta^€L^ V £- Хуже всякого вулкана С одним только табачным дымом люди ежегодно извергают в атмосферу в полтора-два раза больше кадмия, чем все вулканы, вместе взятые. «Природа». 1984, №11 А впридачу — литий Среди растений, склонных кон- Если распустить квасцов и рыбьего клею в винном спирте или составить мазь из мыла, стертого хорошо с гашеною известью, яичным белком, соком большого проскурняка, истертым в порошок семенем белой блекоты, или белены, или блошиным, именуемым в Аптеках Псиллиевым, с довольным количеством пухообразных квасцов, и вымазать хорошо сим составом руки, то можно брать оными без вреда горячее уголье и даже каленое железо. «Игры физические и волшебные потехи». Санкт-Петербург, 1791 В министерстве государственных имуществ составлен проект об ограничении права вырубки лесов, имеющих государственное экономическое значение (у истоков рек, например), частными лицами. » «Экономический журнал», 1885, № 2. с. 20 P/HW/*W,MWH^/IW/^^ £ центрировать легчайший из ще- вочных металлов, выделяются дереза, белена и в особенности табак. Последний запасается литием из растворов даже тогда, когда представлен не цельными растениями, а культурой клеток. Держит металл крепко: лишь половину из 7,5 мг/кг сухого веса, которые он иногда умудряется набрать, удается вымыть водой. Ну а после привычного людям употребления зелья часть лития, естественно, попадает в атмосферу. «Биологические науки», 1984, № W НЙЙДм^^^г^и^^^П^^^ «"ПК"*"""i—rTtrnms^^ — —--^ ~ Энергетические контрасты В начале текущего десятилетия на долю каждого жителя Земли производилось в среднем 1862 кВт-ч электроэнергии ежегодно. Правда, распределялась она отнюдь не равномерно. Если на одного жителя СССР приходилось 4880 кВт-ч, несколько больше, чем на среднего европейца, то в Албании выходило всего по 733. Первенство же в Европе (и в мире) держала богатая водопадами Норвегия — 21354 кВт-ч на душу населения. В Западном полушарии контрасты еще заметнее: Канада — 14198, Гаити — 64. «Энергохозяйство за рубежом», 1984, № 4 Не в деньгах счастье Текучесть кадров среди специалистов сельского хозяйства почти не зависит от уровня зарплаты. Обследование, результаты которого опубликованы в журнале «Экономика сельского хозяйства» A984, № 10), показало, что куда более сильно на этот процесс влияют бытовые условия, в частности удаленность места жительства от кинотеатров, магазинов, предприятий кбытового обслуживания... ОБОЗРЕНИЕ
I С этой героиней популярного сегодня мультфильма мы хорошо знакомы. Но сейчас нас будет интересовать не оригинальность сценария, а материал, из которого сделаны персонажи и декорации мультфильма и которому отчасти он обязан своей привлекательностью. Итак, пластилин. В БСЭ пластилину отведен скромный абзац в 14 строк. Из него ясно, что пластилин (итал. plastilina, от греч. plastos — вылепленный, лепной, пластичный) есть материал для лепки, о чем, наверное, и без энциклопедии догадывается каждый. Состоит он из глины, воска, церизина, вазелина и «др. веществ, препятствующих высыханию. Обычно окрашивается в разные цвета... В пластилине выполняют небольшие модели, эскизы, реже — произведения скульптуры малых форм». Ни слова об изобретателе, дате рождения, ни одной ссылки на книгу. Перерыв в Библиотеке им. В. И. Ленина все имеющиеся: справочные издания — словари, лексиконы, энциклопедии — и потеряв всяческую надежду, я добралась до Большой энциклопедии под редакцией С. Н. Южакова A904 г. издания). И здесь мне повезло. «Пластилина, масса, употребляемая скульпторами вместо сырой глины: она не сохнет и не выветривается. Такую массу составил Гизель из оливкового масла, окиси цинка, воска, серы и глины». Изобретатель пластилина установлен, но кто он и когда это произошло? Просматриваю снова те же самые справочные издания, теперь уже в поисках Гизеля. Есть. «Энциклопедический лексикон» A858 г.): «Иннокентий Гизель — архимандрит Киевско-Печорской лавры...». Единственный Гизель, да явно не тот. Вряд ли архимандрит занимался столь мирским и достаточно грязным делом — смешивал глину с воском. Да и некогда ему было. Он создавал труд «Мир человека с богом» A669 г.), принесший ему известность. Гизеля найти не удалось. Возможно, это был скульптор, а может быть, медальер. Остается только гадать. В поисках истины я беседовала с людьми, имеющими отношение к скульптурным материалам, и услышала вот такое мнение, несколько успокоившее меня: «Изобретатель пластилина Гизель? Ерунда. Если и говорить об изобретателе, то надо говорить о пчеле. Не было бы воска, не было бы и пластилина». Пластилин — детище не XX века. Подтверждение этому отчасти можно ;найти в книге знаменитого итальянского архитектора, живописца, историка искусства Джорджо Вазари A511 — 1574 гг.) «Жизнеописание наиболее 56
знаменитых живописцев, ваятелей и зодчих», где он описывает способ приготовления лепного воска. Дело в том, что глина, издавна применяющаяся в скульптурном деле, имеет один весьма существенный недостаток — быстро высыхает, особенно там, где вылеплены тонкие детали. По этой же причине над глиняной скульптурой нельзя долго работать. Не один скульптор мечтал о несохну- щем, пластичном и достаточно плотном материале. Появился лепной воск, который и был по существу первым пластилином. Готовить его следовало так: к воску «прибавляют немного сала, скипидара и черной смолы, причем сало делает его более податливым, скипидар более вязким, а смола придает ему черный цвет и известную плотность, ибо после обработки он затвердевает. Если же кто пожелает придать ему также и другой цвет, тот сможет легко это сделать, ибо прибавив красной земли, или же киновари, или сурика, он сделает его желтовато-красного цвета, а если прибавить зеленой окиси меди, он станет зеленым... Не умолчу и о том, что современные мастера нашли способ делать из воска разноцветные мастики и, делая полурельефные портреты с натуры, они передают ими тело, волосы, ткани и все прочее настолько правдоподобно, что фигуркам такого рода не хватает в известной степени лишь дыхания и' речи». Так что уже в средние века появились составы, подобные пластилину. Рецептур их было довольно много. Отличались они компонентами, но среди них всегда можно было выделить связующее, наполнитель и пигмент — основные элементы пластилиновой массы. В качестве связующего брали, конечно, пчелиный воск и горный воск (озокерит). Роль наполнителя исполняли сера, глина, сухая и густотертая краски. Пигмент подбирали в сбот- ветствии с желаемым цветом (охра, сажа, киноварь, сурик и т. д.). Чтобы смесь была мягче, добавляли растительные масла, не полимеризующиеся на воздухе (терпентиновое, оливковое). Для твердости подмешивали расплавленную канифоль. Если же масса прилипала к рукам, то в нее подсыпали картофельную муку или тальк. До недавнего времени каждый скульптор готовил себе такой пластилин, какой был нужен для конкретной работы, руководствуясь рецептами и собственным опытом. Подобные рецепты можно найти в книге Н. В. Одноралова «Скульптура и скульптурные материалы» (М., Сов. художник, 1^65 г.). Здесь же вы узнаете, что пластилин — это промежуточный материал. И в соответствии со статусом промежуточного он занимает незаметное место в искусстве. Пластилин применяют в медальерном деле как формовочный материал, делают из него эскизы, которые затем воплощаются в мраморе и бронзе. Эскизы же снова превращаются в комок пластичной массы, пригодной для последующих работ. Большинство из нас знакомо и имеет дело не со скульптурным, а с детским пластилином, уложенным в виде брусков з картонные коробки. Такой пластилин в нашей стране начали производить после войны. Он оказался хорош для самых различных и неожиданных целей. Ребятишки теперь лепят не из глины, а из пластилина, что удобно. Пластилин заменил сургуч, которым раньше опечатывали портфели, сейфы, комнаты, и таким образом проник во все учреждения, потому что в каждом учреждении всегда найдется что опечатать. ^1^
Пластилин используют физики, химики, конструкторы в научно-исследовательских работах и дома просто как замазку, идеальную, например, для аквариумов. О пластилине пишут песни («я леплю из пластилина, пластилин нежней, чем глина>>), из него делают мультфильмы. Наверное, достаточно перечислений. И без того ясно, что пластилин нужен. Сейчас его выпускают более 30 предприятий, полностью обеспечивая потребность в нем. Что можно сказать о современном пластилине? Состав его продиктован классической схемой: связующее, наполнитель, пигмент. Для примера — белый пластилин: петролатум (смесь парафина с высоковязким нефтяным маслом) — 37 %, парафин нефтяной — 12 %, канифоль сосновая — 1 %, каолин — 46,4 %, белила цинковые — 3,6 %. Применяя разные пигменты, изменяют цвет массы. Пожалуй, можно еще добавить, что пластили н не ядовит, не портится при хранении, относительно дешев (покупаем его практически по себестоимости). С простым, но достаточно трудоемким производством пластилина я познакомилась на Лужском заводе бытовой химии. Несколько слов о технологии. Ничего особенного она собой не представляет. Так получают все смеси от цемента до мармелада. В смеситель реакторного типа, а попросту в котел с мешалкой, обогреваемый паром, загружают предварительно расплавленный петролатум, парафин, канифоль, все перемешивают, постепенно присыпая глину и пигмент. Через полтора часа сливают горячую массу в бункер-охладитель. В этом бункере над жидким пластилином, точнее, чуть погрузившись в него, вращается барабан, охлаждаемый изнутри водой. Барабан захватывает, массу и наматывает ее на себя в виде тонкой непрерывной ленты. В тонком слое пластилин моментально застывает, и его срезают с барабана специальными ножами. Полученные пластилиновые ленты Горизонтальным шнек-прессом продавливают через фильеры, из которых выползают брусочки с волнистой поверхностью. Теплые брусочки подхватывают работницы и укладывают на деревянные лотки. Для каждого цвета пластилина (а делают его здесь шести цветов) своя линия — от котла до шнека с фильерами. Все они работают параллельно в одном цехе. Объединяет их общий конвейер, вокруг которого сосредоточены почти все рабочие. А занимаются они тем, что укладывают пластилин в коробочки. Конечно, этот ручной труд однообразен и монотонен. Чтобы его избежать, разработчики — сотрудники ВНИИХимпроекта в содружестве с другими НИИ — работают над автоматизацией этой, казалось бы, простой операции. Но задача не так уж и проста: теплые пластилиновые брусочки слишком нежны для механических манипуляторов. Готовый пластилин обязательно проходит через ОТК. Здесь, например, смотрят, как хорошо он размягчается и пригоден ли к лепке. Для этого кусочек пластилина (~10 г) разминают в течение трех минут, формуют в стержень диаметром 10—12 мм и загибают его под углом 90°, Если пластилин хорош, то на месте перегиба не должны появляться трещины. Кроме этого, пластилин не должен прилипать к рукам, рваться при моделировании, окрашивать горячую воду и т. п.
Часто задают вопрос: «А почему наш пластилин таких бледных цветов? Красителей что ли нет хороших?» Дело не в красителях, они-то как раз хороши, хотя используют весьма ограниченный круг веществ, отвечающих определенным санитарно-гигиеническим требованиям. Серый фон пластилину придает петролатум, имеющий сам по себе темный цвет из-за содержащихся в нём примесей. Очищать его трудно и дорого. Зато отверждающийся пластилин, не содержащий петролатума, по окраске может поспорить с флуоресцентной гуашью. Но об этом стоит рассказать подробнее. Пластилин относится к так называемым «прочим товарам бытовой химии». Его разработкой, совершенствованием занимается соответствующая лаборатория во ВНИИХимпроекте, что в Киеве. Здесь- то и придумали пластилин, отверждающийся после определенной обработки. Если вы слепите из такого материала ворону, а потом опустите ее на несколько минут в кипящую воду или поставите в сушильный шкаф, то она безвозвратно затвердеет. Это произойдет потому, что входящий в состав пластилина ПВХ (вместо петролатума и парафина) при повышенной температуре отверждается пластификаторами — эфирами фталевой кислоты. О том, что этот материал хорошо окрашивается, уже сказано. Но в отличие от обычного пластилина он чуть менее пластичен, его надо дольше разминать, так что детям, для которых он предназначен, придется потрудиться. Производство этого материала для моделирования уже освоили несколько предприятий Украины и РСФСР. В скором времени он появится в магазинах. Для скульпторов такой материал вряд ли подойдет: не на всякую скульптуру подберешь посудину или сушильный шкаф. Отверждающийся пластилин удобен для мелкого моделирования, различных поделок. Зато обычный пластилин хорош тем, что его можно многократно использовать. Кстати сказать, и детский пластилин для скульптора не очень подходит. Во- первых, он слишком мягок: рассчитан на детские руки. Во-вторых, разноцветная окраска материала скульпторам тоже ни к чему: отвлекает внимание. Поэтому для ваятелей готовят специальный пластилин на Ленинградском заводе красок и Подольском комбинате Художественного фонда РСФСР. В 1971 году по просьбе скульпторов сотрудники комбината разработали специальную рецептуру твердого пластилина. Он содержит больше ' канифоли и каолина, окрашен в нейтральные зелено-серые тона. Здесь уже используют не простую, а скульптурную глину, то есть очень тонкую. Интересно, что пластилин на комбинате делает всего одна работница. В небольшой комнате, которую и цехом- то не назовешь, разместились котел- смеситель, формы для заливки, весы и упаковочный стол. Пластилин здесь формуют в виде небольших кирпичиков, заворачивают в целлофан и отправляют в магазины, заказчикам. Скульптурный пластилин пользуется спросом. В лаборатории комбината хранится папка с положительными отзывами об этом материале. Среди них — отзыв Е. В. Вучетича, использовавшего несколько сот килограммов подольского пластилина для выполнения эскизов памятника в честь победы Советской Армии на Курской дуге. «Отчего столько внимания какому-то пластилину?»,— возможно, спросит читатель. А если у вас поинтересуется ребенок, из чего сделана пластилиновая ворона? Ду маю, что ответ: «И з пластилина» — явно не удовлетворит детское любопытство и породит новый вопрос. Надеюсь, что теперь он не застанет вас врасплох. Л. СТРЕЛЬНИКОВА
Оценка экологических издержек в нашей хозяйственной деятельности — проблема сложная. Возникла она достаточно неожиданно, и пока что решению ее уделяют неоправданно мало внимания. А от недостатка внимания — не совсем верный, несколько поверхностный подход. Многие полагают, например, что отрицательное воздействие современных технологий на окружающую среду связано главным образом с масштабами вмешательства человека в естественные процессы биосферы. При этом упускается очевидное: качественные отличия круговорота веществ в экосистемах и системах антропогенных. Круговорот веществ в биогеоценозе в значительной степени замкнут. А в современной антропогенной системе утилизируется лишь около 1 % вещества, остальные же 99 % наделены свойствами, которые глубоко чужды биогеоценозу. Очевидно, для снижения экологической напряженности следует ■встать на путь подражания природе, ее экосистемам, иными словами — создавать замкнутые биохозяйотвенные системы. Система считается замкнутой, если она не взаимодействует с другими. Но практически мы с такими системами не сталкиваемся и не можем столкнуться, поскольку они нераспознаваемы: нет возможности получить информацию о них или из них; следовательно, мы просто не знаем об их существовании. Замкнутая система — предельное, абстрактное понятие, и в реальном мире мы встречаем лишь различные приближения к ней. Однако можно представить себе замкнутую систему, и это позволяет нам исследовать свойства таких абстрактных моделей, чем широко пользуется классическая термодинамика. Типичные открытые системы — это реки, огонь, живые организмы, промышленные и сельскохозяйственные производства. Они не только находятся в постоянном взаимодействии со средой, но и само их существова- 60
ние невозможно без этого взаимодействия, без притока и оттока вещества, энергии, информации. Итак, две крайности: абстрактные, нереальные замкнутые системы и реальные окружающие нас системы открытые. И есть еще промежуточное звено между ними — системы, которые обмениваются со средой лишь энергией и информацией. Их принято называть закрытыми. Для оценки антропогенных систем с точки зрения взаимодействия с окружающей средой, с позиций безотходности полезно вспомнить второе начало термодинамики: если физическая система замкнута, ее энтропия возрастает — система стремится к беспорядочному состоянию, деградирует. Физически это означает, что при постоянстве общего количества энергии (следствие первого начала термодинамики) количество так называемой свободной энергии, которая способна воздействовать на окружающую среду, может только уменьшаться. Представим себе такую систему — агропромышленный комплекс, отделенный условной полусферической оболочкой от остального земного пространства. Допустим, эта система полностью обеспечена всеми необходимыми ресурсами, и все, что в ней производится, тут же и потребляется. Сделаем еще допущения: оболочка непроницаема для энергетических, материальных и информационных потоков, а технология в агропромышленном комплексе не совершенствуется. Что случится с этой системой? Постепенно будут израсходованы все природные минеральные и энергетические ресурсы, кислород воздуха, чистая вода, леса. Под оболочкой станет невозможно жить и работать. Произойдет то, что неизбежно вытекает из второго начала термодинамики,— рост энтропии, деградация. Для того чтобы вдохнуть жизнь в систему, необходимо разорвать непроницаемую оболочку, дать комплексу энергоресурсы для машин и механизмов, пустить в него материальные потоки сырья, материалов, удобрений, кислорода для дыхания людей и животных, снабжать его информацией для совершенствования технологии и управления; словом, дать системе то, что необходимо любому предприятию. Этот наглядный пример еще раз подтверждает: достаточно долго существовать и развиваться могут лишь открытые системы. Поэтому все живое, все биогеоценозы относятся к системам открытым. По представлениям, которые развивает школа нобелевского лауреата И. Пригожи- на, в энтропийном балансе живых систем кроме энтропии диссипации есть энтропия обмена. Потоки энтропии обмена пронизывают условную оболочку системы в разных направлениях. Если они равны энтропии диссипации, получается нулевой баланс и система существует длительное время без видимых изменений. Если энтропия диссипации превышает обменные потоки, понятно, что система должна деградировать. Интересен другой случай: энтропия обмена больше энтропии диссипации, то есть система получает больше энергии, чем ей необходимо для покрытия потерь. Избыточная энергия идет на усложнение структуры. У живых систем увеличивается биопродуктивность, у промышленных совершенствуется технология. Для оценки безотходности промышленного производства как открытой системы мы должны количественно оценить поток энтропии. А этот поток суть обмен веществом, энергией и информацией с окружающей средой. Выходит, мы имеем дело не с одним потоком, а с тремя, так что придется найти для них общую количественную характеристику. Ею может служить единица энергии — единственная надежная и универсальная валюта в экономике взаимодействующих систем. Первое начало термодинамики постулирует сохранение энергии. Раз она сохраняется, нам, казалось бы, нечего опасаться: валюта все время остается в обращении. Однако здесь есть определенные тонкости: спалив все ископаемое топливо и не потеряв при этом ни единой калории энергии, мы тем не менее превратимся в энергетических банкротов. В банковских операциях энергетического обмена необходимо выделять и учитывать работоспособную, полезную часть энергии, которую, по предложению югославского ученого 3. Ранта, стали называть эксергией. Существует множество определений эксер- гии. Остановимся на самом кратком и, пожалуй, самом распространенном: эксергия потока вещества — это полезная работа, которую можно получить от вещества при взаимодействии его с окружающей средой. Экономисты и энергетики говорят о потреблении энергии, энергетических потерях. Между тем она, повторяем, сохраняется, значит, не может ни потребляться, ни теряться. Распространенное словоупотребление приобретает смысл, если мы воспользуемся понятием эксергии, которая может потребляться, может теряться. Чтобы лучше ощутить различие энергии и эксергии, воспользуемся наглядным примером. Рядом с большим спортивным залом — маленькая комнатка, изолированная от зала непроницаемой перегородкой. В нормальных условиях воздух в этом замкнутом помещении содержит около двух киловатт-часов энергии. Это кинетическая энергия его молекул. Молекулы движутся хаотически, поэтому их энергию использовать нельзя, и эксергия воздуха в комнате равна нулю. Но вот в нашей комнате собрали совещание да еще разрешили присутствующим 61
курить. Температура воздуха быстро возрастает (человек выделяет за час одну калорию на грамм веса — это энергия диссипации), а содержание кислорода в нем падает. Эксергия атмосферы в комнате по отношению к воздуху спортивного зала начинает расти, во-первых, из-за повышения температуры, а во-вторых, из-за увеличивающейся концентрации углекислого газа. Если через несколько часов открыть комнату и поставить в дверях легкую бумажную вертушку, то она будет вращаться. Мы получим работу благодаря эксергии «горячих» молекул, утекающих в зал. Несколько сложнее обстоит дело с химической эксергией, обусловленной разностью концентраций углекислого газа и кислорода в помещениях. Первый их них устремится в зал, второй — в обратном направлении. Результирующий поток молекул также в состоянии вращать бумажный пропеллер, то есть производить работу. Физическую эксергию потока вещества рассчитать нетрудно: это произведение количества отданного системой тепла на к.п.д. цикла Карно. Иными словами, при расчете физической эксергии точками отсчета служат температура и давление окружающей среды. Сложнее обстоит дело с расчетом химической эксергии, поскольку в выборе веществ отсчета есть некоторая условность. Такими веществами служат широко распространенные химические соединения или минералы, энтальпия образования которых минимальна и которые, следовательно, не имеют энергетической ценности. А химическая эксергия соединения рассчитывается с учетом энтальпии его образования и распространенности составляющих его элементов в литосфере, атмосфере и морской воде, то есть с учетом кларков этих элементов. Что же можно извлечь для практики из этих представлений? Очень много важного. Чем выше химическая эксергия производственных отходов, тем большую работу над окружающей средой они могут совершить. Отходы с нулевой эксергией не нанесут ей ущерба. Разбросав по планете каменные блоки вроде пирамиды Хеопса, мы не загрязним ни воздуха, ни воды, ни почвы, поскольку химическая эксергия минералов, которые входят в каменные глыбы, практически равна нулю. (При этом, разумеется, мы не учитываем ущерба, связанного с потерей площадей, но это другой вопрос.) Разбросав же отходы производства фосфора, например, или радиоактивные отходы ядерных котлов, мы нанесем огромный и непоправимый ущерб окружающей среде, так как у этих веществ эксергия огромная. Потоки физической и химической эксергии, устремляющиеся из прокуренной комнаты в спортивный зал, не безразличны спортсменам, которые играют ^ этом зале, скажем, в баскетбол. Им становится жарко, им становится трудно дышать. И в итоге при определенной величине эксергии поступающего в зал потока воздуха игра расстраивается. Понятно, что еще более сильные воздействия испытывает окружающая среда промышленного предприятия, когда в нее поступают материальные и энергетические потоки с высокой эксергией, выбрасываемые дымовыми и сточными трубами. Эксергия промышленных выбросов, совершая работу над экологической системой, приводит к ее деградации или же вынуждает ее приспособиться, изменить свою структуру, пожертвовать каким-то своим качеством. Здесь необходимо сделать одну очень важную оговорку. Представления о термодинамической неизбежности потоков эксергии в открытых системах могут привести к ошибочным и глубоко вредным выводам: создать экологически чистое производство принципиально невозможно; безотходная технология — наивная мечта. Повторяем, неверная и вредная точка зрения. Тем-то и ценно представление об эксергии, что оно дает в руки экологов надежный инструмент для оценки ущербо- емкости антропогенных отходов. Отходы можно и должно возвращать природе с нулевой эксергией, формируя из них искусственные ландшафты, которые будут представлять собой еще и эстетическую ценность. А что означает вернуть с нулевой эксергией? Это значит — нейтрализовать, очистить, утилизировать вредные компоненты. Пример — на поверхности: объединяя щелочные отходы металлургических заводов и кислые отходы сернокислотных производств, можно получить гипсовый камень, эксергия которого практически равна нулю. Но для этого необходимо затратить энергию (теперь мы можем сказать точнее — эксергию), а ее во избежание порочного круга надо получать из экологически чистых источников. Сейчас ущерб принято оценивать в деньгах. Но денежные потоки — совершенно чуждый природе элемент. Денежный счет нередко маскирует истинные нужды экосистем. (Что березе или озеру — рубли?) И это зачастую приводит к необъективным выводам и хозяйственным решениям. Рассмотрим такой пример. Химический завод, выпускающий минеральные удобрения, выбрасывает в атмосферу фтористые газы, которые уничтожают сколько-то гектаров леса. Значит, общество теряет какое-то количество поделочной древесины, цена которой в основном и определяет нанесенный заводом ущерб. Допустим, что заготовительные и деревоперерабатываюшие предприя- ти я усовершенствуют свое производство и снизят затраты общественного труда на производство древесины. Ее цена уменьшится, а значит, снизите я и ущерб, который нанесла химия. Выходит, вовсе и не надо совершенствовать химическую технологию и методы газоочистки... Вот к какому нелепому и вредному выво- 62
ду мы придем, если воспользуемся в данном случае деньгами как инструментом для оценки природной системы, взаимодействующей с системой технической. Еще один пример несовершенства денежного счета. Стоимость водопроводной воды во всех районах большого города одинакова, однако качество в пределах санитарных норм разное. Его можно точно определить по величине химической эксергии воды (произведение температуры и газовой постоянной на разность логарифмов концентраций веществ в реальной и эталонной воде), а потом согласно качеству устанавливать дифференцированные цены на водопроводную воду. Итак, для оценки ущерба, который техническая система наносит системе природной, предлагается использовать эксергию. Однако такая оценка в единицах энергии, например в джоулях, непривычна. Для преодоления этого психологического барьера автор предлагает ввести более наглядный и, пожалуй, более удобный показатель — коэффициент эффективности использования эксергии: э Э где П — полученный за определенное время валовой общественный продукт в денежном выражении, а Э — эксергия, использованная обществом за тот же срок. Зная, сколько тонн условного топлива добывает страна за год, сколько создает товаров, сколько предоставляет своим гражданам услуг, можно рассчитать коэффициент использования ее обществом эксергии, и этот показатель многое скажет об экономике страны. Но, наверное, значительно полезнее и информативнее оценка эксергической эффективности предприятий: отношение эксергии полученного продукта к эксергии, затраченной на его производство. Чем меньше это отношение, чем хуже используется эксергия входных потоков, чем меньше эксергия полученных продуктов, чем больше эксергия выбрасываемых в окружающую среду материальных и энергетических потоков, тем больше «вредная работа», совершаемая предприятием над экологическими системами, тем больше наносимый им ущерб. Эксергический подход позволяет точно сопоставить блага, которые приносит обществу та или иная технология, и ущерб, который она наносит природе и обществу. Бесспорно, например, что удобрения необходимы сельскому хозяйству. Их общественная эффективность складывается из эксергии туков, которую используют растения, и из эксергии солнечного излучения, которую в присутствии удобрений растения поглощают полнее и интенсивнее. А ущерб от удобрений? Есть и ущерб. По данным агрохимиков, растения усваивают лишь половину питательных веществ, которые содержит, например, аммофос. Химическая эксергия другой половины воздействует на экологические системы, а значит, наносит им ущерб. А еще аммофос содержит фториды, у которых есть своя эксергия — бесспорно, вредная, неблагоприятно влияющая на окружающую среду. Мы часто сетуем, что экономисты не всегда могут достаточно точно оценить ущерб, который наносит природе наша хозяйственная деятельность, или же, наоборот, пользу новых, экологически чистых, безотходных технологий, говорим, что этот ущерб (или эту пользу) не выразить в рублях. Верно, в рублях — нельзя. А в джоулях — можно. Кандидат технических наук И. Г. КОСТЫЛЬКОВ
Двадцать два отчета академика П. Л. Капицы Продолжение. Начало на с- 14 ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Тут дела обстоят так. Опыты по разгонке были закончены еще в прошлом году в декабре; мы получили жидкий кислород концентрации 93,5 % на опытной установке. Это была первая проба, и то, что она дала такой результат, нужно считать вполне удовлетворительным. Мы теперь знаем, как установку нужно переделать, чтобы получить необходимую техническую концентрацию 97 % и, возможно, выше. Проект ее переделки нетрудно составить, но для осуществления его нужны были материалы, которыми мы не располагаем, главным образом трубы и лента. Их наконец-то обещают изготовить на этой шестидневке, но до сих пор мы их не имеем, и поэтому эта работа находится на точке замерзания. Пока что заготовлены модели для отливок, добываем другие материалы и пр. Но все дальнейшее зависит от труб. Тянутые трубы ведь никогда точно не делаются, это невозможно по технологии производства. Требуется индивидуальная пригонка к ним всей остальной аппаратуры; поэтому, пока трубы нами не будут получены, мы не можем двигаться вперед. Вот уже 2 месяца, как мы дожидаемся этих труб. Это показывает, как наша промышленность помогает научно-исследовательской работе и как трудно приходится другой раз нашему брату ученому. Конечно, времени мы не теряем: мы занимаемся усовершенствованием установки для получения жидкого воздуха — построили новую турбину, которая еще более компактна. С применением ее прежняя установка, по-видимому, будет давать больше жидкого воздуха. Испытания этой турбины сейчас ведутся. Улучшается также конструкция конденсатора — он сейчас проще и надежнее в работе. После того как трубы будут получены, мы сможем все наши силы сосредоточить на кислородной установке, и, я думаю, в 2 месяца она должна быть готова к испытаниям, а там — что бог пошлет. ГАЗООБРАЗНЫЙ КИСЛОРОД Взяться за детальное проектирование этой установки мы сможем только тогда, когда закончим опыты по получению жидкого кислорода. Пока что мы можем только установить примерные размеры установки, чтобы подготовить для нее помещение. Как-никак, установка хоть опытная, но все же производительность ее не будет уступать всему 1-му Автогенному заводу, который наиболее мощный у нас в Союзе и снабжает всю Москву. Наконец, самое важное — это турбокомпрессор, производство которых у нас в Союзе еще не освоено. Было запрошено 7 иностранных фирм; из них только 2 взялись за поставку. Заказали наиболее совершенную машину у Броун-Бовери в Швейцарии. Будет она готова 10 августа этого года; прибудет, вероятно, в сентябре. Надо бы, чтобы к этому времени мы закончили работу над жидким кислородом и были готовы со строительными работами. Надо отметить, что «Машиноимпорт», • который вел заказ, чрезвычайно внимательно и активно отнесся к его проведению. Они работали молодцом. Итак, тут все еще в заготовительной стадии, все идет нормально. Отчет № 2. Февраль—март 1939 г. ЖИДКИЙ ВОЗДУХ В прошлом отчете я писал, что в ожидании материалов для изготовления установки по получению жидкого кислорода мы занимались усовершенствованием установки жидкого воздуха, находящейся в экспериментальной эксплуатации. Так как это первая установка, то в ней есть много недостатков, которые выявились за время экспериментальной эксплуатации. Первое, на что мы обратили внимание, это на возможность усовершенствовать саму турбину. На постройку новой турбины ушло около полутора месяцев. Этот короткий срок показывает, что она более проста в изготовлении. И размерами она получилась раза в полтора- два меньше, чем первая. Я ожидал также, что она будет более эффективной. Когда мы стали испытывать эту новую турбину, то при первых испытаниях она дала результаты значительно худшие, чем прежняя, так как показала меньшую устойчивость и меньшую производительность. Это объяснялось тем, что сразу было трудно подобрать правильные условия для ее режима. Но мы изменили несколько сопла, переделали демпфировку, и после месяца испытаний она стала значительно лучше прежней. Теперь установка с новой турбиной при том же количестве пропускаемого через нее сжатого воздуха дает до 32 кг жидкого воздуха вместо прежних 29 кг, т. е. примерно на 10 % больше прежней. 64
К тому же мы ввели новый метод очистки турбины от оседающей на ней углекислоты, которая забивает сопло и повышает перепад давлений на нем. Прежде, чтобы отделаться от углекислоты, мы устраивали продувку, которая брала каждые полтора часа минут по 10, теперь же посредством электрического нагревания самой турбины весь процесс значительно упростился и сократился до 3—4 минут, причем продувка делается через два с половиной — три часа. Таким образом, мы сделали шаг вперед. Таких улучшений нашей экспериментальной установки по мере ее эксплуатации можно сделать еше много, но этим должна заниматься промышленность, а не мы. На той установке, которую будет осваивать завод «Борец», конечно, будет применена эта новая турбина (...) Надо сказать, что наша турбинка не стоит на фундаменте или на какой-нибудь специальной опоре. Она просто свободно висит в воздухе на патрубке. Но так как эта турбина новая сама по себе и никто не видел прежде таких турбин, то это как-то ни у кого не вызывает удивления и, по-видимому, всем кажется, что таким турбинам вообще полагается свободно болтаться в воздухе. Но на самом деле это не так. Возможность ее свободной подвески является результатом специальных теоретических выводов. Вопрос о фундаментах и основах для машин плохо освещен в современной технике. Можно спросить любого, даже ведущего инженера — для чего нужен фундамент под машиной и как его правильно рассчитать? — и я уверен, что очень немногие смогут ответить на этот вопрос. Мне лично пришлось столкнуться с задачей постройки фундаментов, когда возникла необходимость ставить такие большие, сильно вибрирующие машины, как компрессоры, в лаборатории, где всякое сотрясение здания чрезвычайно вредно для приборов, употребляемых при научной работе. Дело в том, что фундаменты не только должны являться опорой для машины, но они должны также, поглощая вибрацию, охранять от нее здание. Для того чтобы построить такой фундамент, надо, конечно, иметь теорию его расчетов. Это сделать нетрудно, так как проблема решается очень хорошо известными уравнениями механики (нет сомнения, что она была решена несколько раз и до меня, но проще ее рассчитать заново, чем рыться в литературе). Сделав это, я увидел, что нет почти ни одного фундамента, который был бы правильно рассчитан. Массу бетона загоняют зря под фундаменты, которые не только не нужны, но могут быть даже вредны. Например, из теории оказывается, что большинство электроагрегатов (динамомашины, моторы) вообще не требуют никаких фундаментов; они могут стоять прямо на полу, если под них подложить правильно рассчитанные резиновые прокладки Получив такие теоретические выводы, я ставил еще в Англии и продолжал у нас в Союзе, в нашем институте, ставить электроагрегаты на резине прямо на пол, без фундамента. Это, конечно, упрощает их монтаж, избавляет от тряски здание и открывает возможность легко передвигать машины в случае необходимости. Я показывал такой метод установки динамомашины инженерам как у нас, так и на Западе. Все это одобряли, но мне не известен ни один случай, когда бы кто-нибудь из них рискнул это применить. Они рассуждают примерно так: «А вдруг что-нибудь произойдет?» «Что может произойти?» — спрашиваю я.— «Не знаю, но так делали до нас, наверное не зря, какой нам расчет рисковать?»... И они будут продолжать класть под машины 3—4 кубометра цемента, не только зря затрачивая строительные материалы, но по существу облегчая передачу тряски от машины к стенам здания. Но есть случаи, когда плохо рассчитанные фундаменты даже сугубо вредны. Это относится, например, к случаю плохо уравновешенного компрессора, каким является, например, компрессор, снабжающий сжатым воздухом наш ожижитель. Если этот компрессор установить на обычном фундаменте, то тряска здания может достигнуть таких размеров, если с ней в резонанс попадет какая-либо часть здания, что крыша или отдельные части стены могут обрушиться (известны такие случаи у нас в Союзе). Этого можно очень просто избежать, если под фундамент ввести резиновые прокладки, размер и положение которых можно рассчитать теоретически совершенно точно таким образом, чтобы ни одно из собственных колебаний фундамента не совпало ни с одним из периодов колебаний самой машины. Теория показывает, что поставленная на такой фундамент машина трясется вместе с фундаментом, но зданию эта тряска почти совсем не передается и при этом внутренние напряжения в машине будут несколько меньше, чем у машины, поставленной на обычный фундамент без резиновых прокладок. Расчет такого фундамента для нашего компрессора, поставленного заводом «Борец», был сделан моим заместителем инженером С[тецкой1. Сооруженный по этому расчету фундамент с резиновыми прокладками, насколько мне известно, единственный упругий фундамент у нас в Союзе. Но вот что из этого получилось. Когда компрессор был смонтирован и машина запущена, монтеры с завода «Борец» увидели, что компрессор, вместе с фундаментом весящий около 20 тонн, начал прыгать. Им показалось, конечно, со страху, что амплитуда его колебаний достигает нескольких сантиметров. Не выдержав этого зрелища, они выбежали с испуганными лицами из 3 «Химия и жизнь» № 3 65
компрессорной, по-видимому, решив, что машина должна сейчас рассыпаться на части. Наши работники оказались храбрее и остались. Но обстановка была очень нервная. Когда выяснилось, что колебания фундамента не превышают 2—3 мм, как это и следовало по расчету, все же никто не хотел поверить, что в машине при этом не возникает вредных последствий тряски. «Прыгающий» компрессор нервировал не только наших работников, но и в особенности комиссию по охране труда. Мой заместитель, несмотря на то что сама производила расчет, поддалась всеобщему настроению и деликатно намекнула, что хорошо бы позвать инженеров-специалистов, чтобы они подтвердили мои соображения о безопасности такого прыгающего компрессора. Я, конечно, охотно согласился, так как вспомнил, что, например, в семье приходящегося мне дальним родственником знаменитого московского врача, ныне покойного проф. Филатова, ему не доверили лечить свою семью и, когда кто- нибудь из домашних заболевал, всегда вызывали врача со стороны. Приехавшие профессора-инженеры не могли опровергнуть моих теоретических выводов и не могли указать, почему такая установка машины опасна. В то же время отсутствие тряски самого здания было совсем очевидно: чашечки со ртутью, стоящие на полу недалеко от компрессора, показывали отсутствие ряби на поверхности, а это довольно чувствительный метод для обнаружения тряски. Несмотря на то что они пообещали даже дать письменное заключение, на самом деле они ничего не прислали. Между тем наш компрессор работает уже больше года, и наши сотрудники полностью привыкли к его «прыганью», и когда к нам приходят наши многочисленные посетители, они самодовольно показывают им наш «прыгающий» компрессор и радуются, когда видят изумление на лицах гостей. Всю теорию упругих фундаментов я изложил в работе, но до сих пор ее не опубликовал. С научной стороны в работе мало оригинального, а написать на эту тему наглядную и убедительную статью, способную сломить консерватизм инженеров, очень трудно. Написать ее так мне пока не удалось, а опубликовывать ее зря не стоит. К тому же до сих пор, несмотря на то что этот фундамент смотрело много инженеров, я не получил ни от одного просьбы дать этот расчет и не выявил ни у кого желания устанавливать такие фундаменты, хотя эта проблема и достаточно важная. Она сводится не только к экономии цемента, но, главное, к увеличению долговечности зданий... Возникает вопрос — почему наши инженеры такие большие консерваторы? По-видимому, это объясняется следующими причинами: 1) Нашей жизнью создано очень мало стимулов для того, чтобы инженер вводил что- нибудь новое. В самом деле, ставя машину на обычном фундаменте, так, как делают все инженеры, он ничем не рискует. Ставя ее на упругом фундаменте, он рискует просчитаться. Но даже если он не просчитался и фундамент окажется надежным, никто на это не обратит внимания и преимуществ никаких он не получит. 2) Воспитание инженеров ведется так, чтобы если не убить, то во всяком случае не развивать стремления к самостоятельному оригинальному мышлению. Это можно наблюдать хотя бы на примере тех четырех молодых инженеров, присланных нам промышленностью, которые уже месяц работают у нас, чтобы перенять наш опыт с ожижительной установкой. Это хорошие парни, с большим интересом относящиеся к работе. Многие из них со способностями явно выше среднего. Но их подход к инженерным вопросам далеко не тот, какой нужен для инженера, который должен перегонять чужую технику не количественно, а качественно. У них наблюдается отсутствие смелого устремления к чему-нибудь новому, критического мышления и самостоятельного подхода в проектировании. Это, конечно, результат нашего технического воспитания, которое ведется как раз такими инженерами и профессорами, которые не привыкли к новым самостоятельным завоеваниям техники, в большинстве случаев раболепно молятся на достижения Запада и стараются извлечь оттуда те формулы и указания, которые они получают из литературы или из непосредственного ознакомления с заграничными машинами. (...) В таком духе они воспитывают и нашу молодежь. Ей дается определенная программа знаний, очень старательно и широко продуманная, но к самостоятельному мышлению их не приучают, привычки принимать собственные решения не воспитывают (...) У нас требуют от студента знания определенной программы, на любой вопрос из которой он должен быть готов ответить экзаменатору. В Англии поступают иначе. На экзамене перед студентом кладут 30—40 вопросов, которые составлены так, чтобы на них прямой ответ в учебнике найти было трудно, хотя все основания для этого ответа в учебных курсах и имеются. Экзаменующемуся студенту предлагается ответить только на несколько, обычно на четыре или пять вопросов, по собственному выбору. Ответы его покажут, насколько он умеет разбираться в вопросе и самостоятельно мыслить. Экзамен рассчитан на то, что человек, сумевший ответить на такие вопросы, сумеет ответить на те вопросы практики, которые будут предъявлены ему действительной жизнью. Наш инженер, хотя и обладает большим багажом знаний, но обычно становится в тупик перед вопросами, ставящимися жизнью, на которые он уже должен отвечать самостоятельно. А жизнь задает такие вопросы, которые обычно и не попадают в программу. В итоге наш инженер получает в отличие от английского очень широкое образование. У английского 66
инженера кругозор уже, но когда их наблюдаешь в работе, то видишь, что они гораздо прямее, непосредственнее подходят к задаче и быстрее получают результаты; между тем наш чувствует себя неуверенно и долго «плавает» перед тем, как взяться за дело. Убедить нашу профессуру, что нельзя таким бесконечным винегретом набивать голову студенту — безнадежная вещь, так как большинство самих профессоров в жизни занимается только коллекционированием статей, формул, ссылок и того же требует от студента. Пример того, как учат нашу молодежь, хорошо обнаружился на одном экзамене у нас в институте. Экзаменовался на аспиранта молодой инженер тов. В.— отличник Менделеевского института. Я экзаменовал его так: Я. Какие книги вы читали к экзамену? В. (Называет 5—6 подходящих книг). Я, Какая вам больше всех понравилась? В. (После некоторого раздумья называет одну из них). Я, Какая глава в этой книге произвела на вас наибольшее впечатление? В. (Думает, неуверенно называет). Я. Возьмите книгу в руки и откройте эту главу и расскажите, что вас наиболее заинтересовало здесь и почему. Полное затруднение. Молчание. Экзамен явно неудачен. Тов. В. мог бы ответить на любой вопрос по программе, но ответить на вопрос, который он сам себе задает — не умеет. Конечно, такой человек не годится в ученые (...) Но все же нет сомнения, что среди нашей молодежи найдутся и такие, у которых школьная учеба не окончательно убила творческие порывы. Их, правда, мало, но они найдутся и, по-видимому, больше не среди отличников современной учебы. За те несколько месяцев, в течение которых у меня пробудут молодые инженеры, может быть, с ними удастся что-нибудь сделать. Пока что мой подход к делу на них производит ошарашивающее впечатление. Они еще не совсем ясно понимают, чего я от них хочу и почему часто я недоволен, как они работают. Они, например, не понимают, что при проектировании новой экспериментальной машины надо все ответственные части рассчитывать с возможно более малым запасом прочности, так, чтобы при испытании они ломались. Это тоже есть искусство. Пока экспериментальная машина не ломается несколько раз, у конструктора не может появиться уверенности в том, насколько она на самом деле прочна и какой запас прочности нужно принять уже для промышленной машины. Все же у нашей молодежи есть энтузиазм и, может быть, проработав в институте несколько месяцев, им удастся набраться смелости. Кроме 4-х конструкторов у меня работает сейчас 2 механика из молодежи. Они должны сделать у нас турбину так, чт*обы уже уверенно работать на заводе. Сами они быстро осваиваются с новой технологией; ими больше занимаются мои мастера, и есть все основания думать, что они с успехом освоят возложенную на них задачу. Но вот дирекция завода 2 месяца как ничего не предпринимает по подготовке на заводе необходимого оборудования, материалов и места для развития производства. При таких темпах они, конечно, не выполнят задания Экономсовета — к 10 августа выпустить первую экспериментальную установку и 10 штук в этом году. Мою молодежь это очень волнует. Они приходили ко мне и просили, не могу ли я воздействовать на их дирекцию, чтобы она пробудилась от спячки. Я им сказал, что это не мое дело — скипидарить директоров заводов (...) ЖИДКИЙ КИСЛОРОД Долгожданные трубы для установки жидкого кислорода наконец прибыли, и работа сразу закипела. Трубы сделаны ничего, допуски выдержаны, но из-за этих труб мы потеряли ровно полтора месяца — колоссальный срок при научно-технической работе. Правда, до сих пор еще не получен целый ряд материалов, но все заказаны и, если они будут присланы в те сроки, которые нам обещаны, то дальнейших задержек не будет. Но пока что судьба нам не благоприятствует в другом. Наш лучший мастер и заведующий мастерской тов.М [инаков] давил большой медный колпак и оторвавшейся полосой ему раскроило левую ладонь так, что было наложено 7 швов. Несмотря на то что о таких случаях приходится сожалеть, в них есть своя положительная черта. На них видишь, как люди относятся к делу, и радуешься этому отношению. Тов. М. с подвязанной рукой на следующий же день вышел на работу, хотя его никто, конечно, к этому не принуждал. Он руководил мастерской и делал что мог одной рукой. Здоровый дух нашей мастерской сказывается не в том, что тов. М. так поступил, а в том, что на это никто не обратил особенного внимания, никто не видит в этом героизма, все считают это обычным, нормальным поступком. Все они искренне живут желанием скорее увидеть новую машину построенной, поэтому работа является для них удовольствием и основной частью их жизни (...) Продолжение следует 3* 67
jit'bn rvujKi i Гравитационная хирургия Этим заметкам предпослана репродукция с картины Адриана Брауэра, фламандского живописца XVII века. На картине — лекарь, делающий пациенту кровопускание: один из самых древних методов лечения. Когда больному «отворяли кровь», его состояние нередко улучшалось, но что тому причиной — на сей счет можно было только строить предположения. Кровь, вы- 68
пущенная из сосудов, и вовсе не изучалась: все равно она не возвращалась в организм больного... Сегодня медицина занимается и прямым лечением крови, изменением ее биохимических и биофизических свойств. Строго это называется так: экстракорпоральная регуляция агрегатного состояния крови. Экстракорпоральная — значит, вне организма человека; это и переливание крови, и насыщение ее кислородом вне легких, и очищение, гемодиализ при почечной недостаточности, и, наконец, воздействие на кровь, имеющее целью предотвратить чрезмерное ее свертывание и образование тромбов. При многих заболеваниях самого разного происхождения, от ангины до атеросклероза, нарушается кровообращение. Чем это грозит организму? Движение крови по сосудам замедляется — и значит, ткани хуже снабжаются кислородом. В органах — застой крови: приток намного превосходит отток. В плазме крови вырабатывается белок фибриноген, он способен активно свертываться, и в образующихся фибриновых сетях застревают тромбоциты. Так в сосудах возникают сгустки крови, тромбы. Когда живая ткань не получает кислорода, в ответ на это выделяется молочная кислота, проводник боли. Но боль — лишь симптом. Страшнее последствия образования тромбов: омертвление тканей, инфаркт, инсульт. До недавнего времени против такого внутрисосудистого свертывания крови использовали главным образом фармакотерапию. Больным прописывают лекарства, разжижающие кровь. Часто это помогает, и тромб рассасывается без следа. Часто, но, к сожалению, не всегда. Некоторые больные не переносят тромболитических препаратов, у них возникают осложнения. Иногда лекарства просто не справляются со своей задачей (особенно если изменения в организме зашли далеко). А при увеличении дозировки возникает порой обратный эффект: кровь чрезмерно разжижается, и начинается кровотечение. Кроме того, такие препараты (скажем, гепарин), даже если они и препятствуют образованию тромбов, не устраняют причины, ибо не оказывают непосредственного влияния на тромбообразующие элементы — ни на их число, ни на соотношение в плазме. А с тромбозом между тем надо бороться. Вывести кровь из организма больного, освободить ее от активно свертывающихся элементов и вернуть пациенту — вот нетривиальный способ борьбы с тромбозом, разработанный группой врачей под руководством кандидата медицинских наук А. О. Гаврилова (НИИ трансплантологии и искусственных органов АМН СССР). Эта работа ведется в московской городской больнице № 52. И вот в чем соль: тромбообразующие элементы удаляются из крови не лекарственным, а механическим путем. Силы механики, прежде всего силы гравитации, давно используются в медицине: именно тяготение заставляет раствор поступать из капельницы в вену. А что будет, если в пробирку налить кровь и оставить ее в покое? Вскоре в пробирке появятся три слоя. Самый нижний — бурого цвета: эритроциты, красные кровяные тельца. Выше — белая полоска из тромбоцитов и лейкоцитов. А над ней — слой желтоватой жидкости, плазма крови, в которой и находятся тромбообразующие элементы. В организме кровь циркулирует, компоненты ее перемешиваются, но как только она стала неподвижной, силы гравитации разделяют ее. Итак, чтобы удалить плазму из непрерывно циркулирующей крови, ее надо подать на время в некий аппарат (по сути искусственный орган), освободить там от активно свертывающихся компонентов и вернуть к пациенту. Модель в общем-то известная: пациент — искусственный орган — пациент. Дело было за искусственным органом. Сливки готовят из молока следующим образом: заливают молоко в сепаратор (центрифугу) и как следует вращают. Согласно законам механики, более тяжелые элементы отбрасываются дальше от центра вращения, а те, что полегче, собираются в середине. Так как жир легче воды, сливки образуются как раз в центре. На аналогичном принципе построен искусственный орган, регулирующий вязкость и число элементов свертывания в непрерывном потоке крови. Он разработан в СКБ биофизической аппа- 69
I aJtfaijC&ajiJfpUtkfh- уииеньРкеаь- ь^ихл^ыс Для регуляции агрегатного состояния крови больного подключают через два катетера к искусственному органу — фракционатору, действующему по принципу центрифуги ратуры и называется ПФ-05 (портативный фракционатор). Операция — а это действительно операция крови — длится четыре-пять часов. Правда, помещение, где она проходит, мало напоминает операционную. Нет привычного стола и бестеневой лампы, нет склонившихся над столом хирургов. Обычная палата, пациент лежит в кровати, бодрствует. При желании может и книжку почитать, прямо во время операции. Таких операций сделано уже более пятидесяти. Вот один пример: больная 56 лет страдает распространенным сахарным диабетом, перенесла ампутацию левой ноги; постоянные приступы стенокардии, хроническая полная блокада сердца, склонность к образованию тромбов. На первой стадии лечения получила традиционную комплексную терапию, включающую инъекции гепарина. Раньше это помогало больной, но на сей раз заметного улучшения не последовало, и приступы загрудинных болей повторялись опять и опять. Консервативные методы лечения оказались неэффективными, и решено было прибегнуть к гравитационной хирургии. Пациентку подключили к искусственному органу через два катетера. Из первого катетера венозная кровь по полимерным трубкам подается в аппарат с вращающимся ротором. Он увлекает кровь по расширяющемуся каналу, тяжелые ее фракции, эритроциты, уходят по дальней стенке канала, а легкие компоненты плазмы движутся вдоль другой стенки, ближе к центру вращения. Так кровь разделяется на фракции. Та, что содержит эритроциты, возвращается через второй катетер в вену больного. Теперь в крови пациента нет веществ, побуждающих кровь к избыточному свертыванию. (Кстати, плазму, выведенную из организма, можно использовать как донорский препарат. У некоторых больных кровь после операций становится чрезмерно разжиженной — и тогда необходимы средства, способные ее сгустить.) Итак, плазма выведена из организма, а вместе с нею и те ее элементы, без которых нормальная деятельность организма невозможна или затруднена. Эту потерю необходимо возместить. Вместе с эритроцитами в организм больного подают заменяющие плазму так называемые реологические препараты, например реополиглюкин. Если больному необходима кровь определенного состава, то ее можно смоделировать, варьируя препараты и их концентрацию. Ну а когда процедура окончена и больной отключен от аппарата — могут ли тромбы образоваться повторно? Это зависит от заболевания. Например, для людей в предынфарктном состоянии тромб — главная опасность, и описанное здесь лечение приходится повторять иногда и три, и четыре раза в год. У других же тромб — побочное проявление какого-либо недуга, таких больных подключают к искусственному органу один-два раза и больше к такому лечению не возвращаются. В отделении кардиореанимации 52-й московской больницы свободных коек не бывает. Врачи из группы экстракорпоральной регуляции агрегатного состояния крови лечат больных и продолжают научную работу. Их ближайшие цели — уменьшить концентрацию частиц свертывания и вязкости в крови, подобрать наилучшим образом заменяющие плазму препараты, попытаться воздействовать на нее в непрерывном потоке. И все это не в противовес испытанным лекарственным средствам, а, напротив, в сочетании с ними. А. РУВИИСКИЙ 70
Если бы не иммунологический барьер... Когда у машины ломается деталь, ее меняют. Когда у человека выходит из строя почка, ее пересаживают. В чем различие между человеком и машиной? У машины нет проблемы отторжения. Хирургическая техника достигла таких высот, что, если бы не иммунологический барьер, пересадка органов стала бы повседневной операцией. Почему же пересаженные органы приживаются не так часто, как хотелось бы? Из-за свойства, присущего всему живому,— уничтожать чужеродные организму клетки. Это свойство выработалось в процессе эволюции, и оно далеко не сводится к уничтожению бактерий и вирусов: иммунитет защищает организм от клеток тканей любого другого организма. Он срабатывает даже в том случае, когда клетки отличаются лишь по одному гену. Тело млекопитающих состоит из 1012—101 * генетически идентичных клеток. Частота мутаций составляет в среднем одну изменившуюся (мутировавшую) клетку -на миллион нормальных. Значит, в организме постоянно находится около 10 миллионов изменившихся клеток. Большая их часть — это соматические клетки. Если дать им размножиться (или хотя бы долго функционировать) , жизнеспособность организма снизится. Поэтому в ходе эволюции и возникла особая система распознавания и уничтожения измененных соматических клеток. Надзор за генетическим постоянством несет иммунная система, прежде всего Т-лимфоциты. И хотя распознавание и уничтожение клеток, проникших извне,— только малая часть ее деятельности, именно она и мешает приживлению пересаженного сердца (почки, печени и т. д.). Чтобы подавить иммунологический контроль, используют лекарства-имму- нодепрессанты. Наиболее распространенные из них, такие, как имуран и 6-мер- каптопури«, убивают не только Т-лимфоциты, ответственные за клеточный иммунитет, но и вообще все быстро делящиеся клетки, в том числе так называемые стволовые клетки костного мозга — прародительницы всех клеток крови. Пациенты, которым назначены такие препараты, подвержены инфекциям; возрастает риск перерождения тканей. Другие иммунодепрессан- ты — стероидные гормоны (типа кортикостерона) — убивают избирательно Т- клетки, но дают многочисленные побочные эффекты: диабет, повышенное артериальное давление, язвы и т. д. Есть ли препарат, который подавляет клеточный иммунитет с минимальным побочным действием? Похоже, что в первом приближении он, наконец, найден. Это — циклоспорин. Герой циклоспориновой историй — швейцарский исследователь Жан Борель, работающий в фирме «Сан- доз». В 1970 г. микробиологи фирмы открыли два новых грибка. Оба продуцировали растворимое в воде вещество, которое сейчас известно как циклоспорин А. Его циклическая молекула состоит из 11 аминокислот, рдна из которых находится e'D-фор- ме, крайне редкой в живых организмах, а еще одна вообще никогда не встречалась ранее.: она содержит девять атомов углерода и метиль- ную группу. (Позже выяснилось, что эта метильная группа играет важную роль в подавлении клеточного иммунитета.) Когда микробиологи начали работать с циклоспорином, то оказалось, что он убивает грибки других видов, однако его, к сожалению, нельзя использовать как антибиотик. Как раз на этом этапе работы циклоспорином — из-за его нетоксичности — заинтересовался Борель. Он и открыл, что это вещество подавляет клеточный иммунитет, но не убивает ответственные за него Т-лимфоциты. И если лекарство отменить, иммунная система восстанавливается. Циклоспорин уже используют в клинике. Как и ожидалось, он более эффективен, чем традиционные им- мунодепрессанты. Помимо того, что реже случаи отторжения, больные меньше подвержены инфекциям. Кроме того, лекарство может применяться для лечения аутоиммунных болезней и таких паразитических инфекций, как шистоматоз и малярия. Благодаря циклоспорину процент успешных пересадок печени возрос за последние пять лет с 35 до 65— 70 %. Хирурги из Станфор- да (США), использующие циклоспорин с декабря 1980 г., сообщили, что они не обнаружили ни одного случая отторжения пересаженного сердца. По сравнению с прежними иммунодепрессантами циклоспорин на удивление малотоксичен. Однако и он не идеален: может неблагоприятно воздействовать на почки; да и риск перерождения остается. Однако работа с циклоспорином не закончена, и можно надеяться, что будут найдены более эффективные и безопасные его производные. В. В. ДЕМОЧКИН 71
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ МАЙ Окончание. Начало — в № 2 II совещание «Физикохимия аморфных металлических сплавов». Москва. Институт металлургии A17911 ГСП-1 Москва В-334, Ленинский просп., 49, 135-80-50). II конференция по возобновляемым источникам энергии. Ереван. Ереванский университет C75049 Ереван, ул. Мравя- на, 1, 55-46-29). Конференция «Основные направления экономии и повышения эффективности использования природного газа в отраслях народного хозяйства в 1986—1990 гг. и до 2000 г.», Москва. «Союзпромгаз» A13093 Москва, Б. Серпуховская ул., 10, 236-35-63). Конференция «Повышение эффективности, совершенствование .процессов и аппаратов химических производств». Харьков! Харьковский политехнический институт C10002 Харьков, ул. Фрунзе, 21, 40-03-30). Совещание «Проблемы использования бедного и нетрадиционного фосфатного сырья для производства удобрений». Кингисепп Ленинградской обл. «Со- юзгорхимпром» Минудобрений СССР A03045 Москва, М. Кисельный пер., 228-13-79). Конференция «Пути дальнейшей интенсификации и повышения эффективности производства калийных удобрений». Пермь. «Союзкалий» Минудобрений СССР A19000 Москва Центр Г-19, ул. Грицевец, 2/16, 237-19-20). Конференция «Взрывобезопас- ность технологических процессов, пожаро- и взрывозащита оборудования и зданий на предприятиях химической промышленности». Северодонецк. Управление техники безопасности, промышленной санитарии и охраны природы Минхимпрома СССР A01851 Москва, ул. Кирова, 20, 228-89-40). Конференция «Состояние и перспективы развития методов борьбы с отложениями солей, парафина и асфальто-смолистых веществ в нефтепромысловом оборудовании». Казань. Управление по повышению нефтеотдачи пластов Миннефтепрома СССР A13816 Москва, наб. Мориса Тореза, 26/1, 239-85-61). Семинар «Совершенствование работ по сбору и использованию отходов производства и потребления предприятий цветной металлургии». Донецк, ВНИИПвторцветмет C40103 Донецк, просп. Лагутенко, 14, 90-06-34). I Всесоюз ное совещание по дезактивации катализаторов. Уфа. «Союзнефтеоргсинтез» A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31, 284-80-25). Конференция «Контроль и управление биотехнологическими процессами». Горький. Научно- исследовательский центр биоавтоматики F03006 Горький, Грузинская ул., 44, 38-88-61). Симпозиум «Магнитный резонанс в биологии и медицине». Звенигород Моск. обл. Институт химической физики A17977 ГСП-1 Москва В-334, ул. Косыгина, 4, 139-79-10). XI совещание «Транспортные АТФазы». Ташкент. Научный совет АН ССС Р по проблеме «Биологические мембраны и использование принципов их функционирования в практике» A17988 ГСП-1 Москва В-334, ул. Вавилова, 32, 135-87-41). V симпозиум «Инженерная эн- зимология». Кобулети Грузинской ССР. Институт биохимии растений C80031 Тбилиси, Военно-Грузинская дорога, 10-й километр, 51-87-61). Совещание «Адсорбенты и адсорбционные процессы в решении проблемы охраны природы». Ки ши нев. Отдел геогра - фии АН МССР B77028 Кишинев 28, ул. Гросула, 3, 21 -76-77). Конференция «Методы анализа и изучения трансформации органических соединений в воздухе и почве в связи с проблемой охраны природной среды». Обнинск Калужской обл. Институт экспериментальной метеорологии B49020 Обнинск Калужской обл., просп. Ленина, 82, 29-8-56). Всесоюзное совещание по атмосферному озону. Ленинград. Главная геофизическая обсерватория Госкомгидромета СССР A94018 Ленинград, ул. Карбышева, 7, 247-43-10). II симпозиум «Изотопы в гидросфере». Каменец-Подолье кий Хмельницкой обл. Институт водных проблем A03064 Москва, С адово-Черногрязская ул., 13/3, 208-54-71). Конференция «Рациональное использование и охрана водных ресурсов малых рек». Таллин. Главнаука Минводхоза СССР A07803 Москва, Ново-Басманная ул., 10, 261-76-05). II совещание «Состояние и перспективы промышленного культивирования грибов в СССР». Чернигов. Институт ботаники B52601 Киев, ул. Репина, 2, 24-61-71). / V акарологическое совещание «Фауна, систематика и методы борьбы с клещами». Фрунзе. Институт биологии G20071 Фрунзе, Ленинский просп., 265, 25-53-70). Совещание «Роль науки в ускорении развития научно-технического прогресса в лесном хозяйстве». Москва, ВДНХ СССР. ВНИИ слесо во детва и механизации лесного хозяйства A13808 Москва, ул. Лестева, 18, 234-25-06). Конференция «Актуальные вопросы профилактики и лечения болезней сельскохозяйственных животных». Москва. ЦП НТО сельского хозяйства A01000 Москва Центр, ул. Кирова, 13, комн. 167, 228-80-43). Всесоюзная конференция молодых ученых и аспирантов по птицеводству. Загорск Моск. обл. ВНИТИП A41300 Загорск 11, Птицеградская ул., 10, 4-22-36). IV конференция по трихинеллезу человека и животных. Ереван. Всесоюзный институт гельминтологии A17259 Москва, Б. Черемушкинская ул., 28, 124-56-55). III Всесоюзный съезд врачей- лаборантов. Таллин. В НО врачей-лаборантов A15478 Москва, Каширское ш., 6, 114-96-44). Совещание «Синтез и применение пищевых добавок». Могилев. Могилевский технологический институт B12027 Могилев, просп. Шмидта, 3, 4-32-27). VIII Всесоюзная конференция по специальным видам печати. Гор. Бровары Киевской обл. Киевский филиал ВНИИ комплексных проблем полиграфии B52660 Киев, ул. Киото, 25, 513-04-72). Конференция «Повышение эффективности использования достижений науки и техники в раскрытии преступлений». Москва. ВНИИ МВД СССР A21069 Москва, ул. Воровского, 25, 222-53-05). 72
Джентльмен с независимым состоянием Доктор технических наук К. В. БЕНДРОВСКИЙ Перечисляя основоположников фотографии, обычно называют три имени: Ньепс, Дагер и Фокс Тальбот. О двух из них мы уже писали*. Удачливый Дагер и неудачник Ньепс были самоучками со скромным происхождением и еще более скромным образованием. Талантливые одиночки, полные энтузиазма дилетанты. Совсем другим человеком был Уильям Генри Фокс Тальбот, внук второго герцога Ильчестерского. Он родился 11 февраля 1800 г., учился в Хэрроу, затем изучал математику и древние языки в Кембридже. Тринити-колледж окончил с канцлерской медалью и первым призом за успехи в древнегреческом.стихосложении — высшие награды, которые мог предложить Кембриджский университет. Учеба в привилегированных школах и университетах дает обширные и важные связи. Среди друзей Тальбота (первую половину фамилии, доставшуюся от матери — леди Фокс, часто опускают) были знаменитый астроном Джон Гер- шель и не менее знаменитый оптик Дэвид Брюстер. Биограф Тальбота, его современник, обнаруживая хорошее знание механизма академических успехов, с замечательным простодушием сообщает: «Сэр Джон и сэр Дэвид оба были выдающимися членами Королевского общества..., и в марте 1831 г. Тальбот был избран в это священное собрание за многочисленные работы главным образом по математике и астрономии, опубликованные в различных научных журналах». Откровенно говоря, работ было не так уж много, да и заметного следа в науке они не оставили. Важно было быть избранным. * В прошлом году в № 9 о Дагере и в № 2 о Ньепсе.— Ред. Ученый джентльмен отличался широтой интересов. Он занимался математикой, физикой, химией, астрономией, ботаникой и археологией. Работы по расшифровке клинописных надписей, найденных при раскопках Ниневии, позднее составили ему репутацию крупного авторитета в этой области. Не обремененный службой, в молодости он много путешествовал, однако большую часть времени проводил в своем родовом поместье Лекок Аббей, дававшем не очень большой, но вполне приличный доход и естественную для землевладельца возможность без особого труда быть избранным в парламент. В декабре 1832 г. Тальбот попадает в Вестминстер. Впрочем, только что прошедшая парламентская реформа требовала от кандидатов и парламентариев некоторого участия в межпартийной борьбе, что совсем не привлекало владельца Лекока. Покинув парламентское кресло, Тальбот отправился в Италию. Просвещенный путешественник пожелал запечатлеть на бумаге тамошние красоты, но этому препятствовало полное неумение рисовать. Он попытался прибегнуть к помощи камеры-обскуры, но, как и многие, быстро убедился, что она помогает лишь тому, кто рисовать умеет. «Это заставило меня задуматься о неподражаемой красоте картин, которые природа рисует с помощью линз,— волшебных картин, рожденных моментом и обреченных быстро исчезнуть...— писал Тальбот.— Картины эти, если отвлечься от их содержания, в конечном счете лишь последовательность изменений света, падающего на бумагу в одних местах, и более или менее глубоких теней — в других... Так как из химической литературы известно, что азотнокислое серебро особо чувствительно к действию света, я решил испытать его в первую очередь». Для человека с научным багажом, которым обладал Тальбот, в начале исследования естественно ознакомиться с тем, что сделали предшественники. Но почему он упоминает лишь азотнокислое серебро, светочувствительность которого была обнаружена Иоганом Генрихом Шульце еще в 1725 г.? Ведь много позже, в июне 1802 г., в «Журнале Королевского института» была напечатана статья «Описание метода копирования рисунков на стекле и изготовле- 73
Фокс Тальбот. Дагеротип 1844 г. ния силуэтов действием света на нитрат серебра. Изобретено Т. Веджвудом. С замечаниями Г. Дэви». Кто такой Гемфри Дэви, можно не объяснять. Но и Веджвуд — имя прославленное, с ним связаны лучшие образцы английской керамики. Основатель фаянсового завода Джозайя Веджвуд был талантливым и весьма образованным человеком. Сын Томас мог у него многому научиться, в числе прочего познакомиться и с камерой-обе курой. Отцу она потребовалась, чтобы выполнить заказ Екатерины II, которая пожелала иметь сервиз на 50 персон с изображениями «достойных домов Англии»*. Заказ был почетный, выгодный, и выполнить его надо было быстро. Чтобы ускорить изготовление сотен рисунков, Дж. Веджвуд воспользовался камерой-обскурой. Томас изучал химию в Эдинбургском университете и, видимо, был первым, которому пришла мысль использовать химические процессы, чтобы закрепить изображение в камере-обскуре. В 1791 г. он начал опыты с бумагой, пропитанной азотнокислым серебром. Позднее * Этот сервиз хранится в Эрмитаже. Он известен как «Сервиз с зеленой лягушкой»: на каждом из 952 предметов есть изображение лягушки. А еще на нем изображены памятники «всех видов и стилей... от хижин Гебридских островов до шедевров английской архитектуры». к нему присоединился его друг Г. Дэви. Результаты их работ и излагались в упомянутой нами статье. Вкратце эти результаты сводились к следующему. Изобретателям не удалось достичь достаточной светочувствительности, чтобы за приемлемое время получать снимки в камере. Но контактные отпечатки листьев, кружев и т. п. они получили. При этом Дэви обнаружил, что хлористое серебро гораздо чувствительнее, чем азотнокислое. (Впрочем, светочувствительность хлористого серебра не была новостью. Ее двадцатью годами раньше исследовал другой великий химик — Карл Вильгельм Шееле.) Главная же проблема заключалась даже не в чувствительности: никак не удавалось зафиксировать изображения — на свету они быстро темнели. Т. Веджвуд скончался в 1805 г. в возрасте 34 лет, а Дэви к этой проблеме не возвращался. Вероятно, она не очень заинтересовала его. Иначе не объяснишь, почему химик такого калибра оставил без решения нехитрую задачу — как убрать хлористое серебро после экспонирования. Трудно представить, что Тальбот действительно не знал работы, прямо относящейся к теме его исследования, к тому же выполненной в его родной стране сравнительно недавно и опубликованной в журнале, который, несомненно, был ему хорошо знаком. Может быть, он сделал вид, что не знает? Весной 1834 г. Тальбот начал с того места, где остановились Г. Дэви и Т. Веджвуд: наносил на бумагу раствор поваренной соли, а затем раствор азотнокислого серебра. Получалось то, что он назвал фотогенической бумагой, т. е. бумагой, чувствительной к свету. Как и его предшественники, он делал контактные отпечатки, как и они, он делал снимки в солнечном микроскопе, в котором образец освещали солнечным светом, сконцентрированным с помощью большой линзы или вогнутого зеркала. Этот прибор теперь забыт, а тогда им вовсю пользовались ботаники и энтомологи: увеличения были умеренными, поэтому картинка получалась очень яркой — ее очерчивали карандашом на листе бумаги. Куда удобнее было бы обходиться без карандаша... Вскоре Тальбот сделал важное наблюдение: края фотогенической бумаги почему-то получались чувствительнее середины листа. Поразмыслив, он решил, 74
что это объясняется меньшей концентрацией хлористого натрия на краях. Отсюда следовало, что избыток хлористого натрия ослабляет действие света и даже полностью уничтожает его. Так пришло решение, ускользнувшее от Г. Дэви. Чтобы зафиксировать фотогеническую картину, ее надо просто прополоскать в насыщенном растворе поваренной соли. После этого она прекрасно выдерживает воздействие света. Разумеется, изображения были негативными, но теперь это было не страшно. Коль скоро они не боятся света, позитив легко получить, копируя негатив на ту же фотогеническую бумагу. До тех пор, пока получались только негативы, приходилось ограничиваться съемками в микроскопе да копированием кружев — кому нужны негативные портреты и пейзажи? Теперь можно было подумать и о них. Положим, из-за низкой светочувствительности фотогенической бумаги думать о портретах было еще рано, но видовые снимки стали вполне возможны. Однако сделать их было непросто. Из-за небольшой светосилы объективов, которые ставились на камеры-обскуры, время выдержки исчислялось часами. Тальбот заказал несколько маленьких ящичков, в передние стенки которых вставил светосильные объективы. К задней стенке изнутри крепился лист фотогенической бумаги. Эти маленькие камеры — миссис Тальбот называла их мы- Один из первых калотипов Тальбот а шеловками — он расставил по всей своей усадьбе и летом 1835 г. в солнечные дни получал снимки всего за 10— 15 минут. Снимки были маленькие — примерно три на три сантиметра. И выглядели они неважно. В общем, хотя принципиальная возможность делать снимки была показана, полученный результат практических выгод не сулил. Дэвид Брюстер советовал Тальботу взять патент, ибо он «придаст большую определенность вашему первенству как изобретателя, и я не вижу, почему джентльмен с независимым состоянием должен испытывать смущение из-за выгод, приносимых его собственным гением». Однако Тальбот не спешил с публикацией. Но тут случилось неожиданное. В январе 1839 г. из Парижа пришла поразительная весть: газеты сообщили об изобретении Дагера. Тальбот вспомнил о своих фотогенических картинках и забеспокоился. Существо дагеротипии еще не раскрывалось, но Тальбот почувствовал, что его обходят. Надо было спасать свой казавшийся таким бесспорным приоритет. Тальбот немедленно пишет в Париж о полученных им результатах и 25 января 1839 г. устраивает в библиотеке Королевского института выставку своих фотогенических работ. На обсуждении этих несовершенных картинок Майкл Фарадей проявил немалую проницательность: «Человеческая рука не прочертила линий рисунков, представленных на этой выставке, и никто не может предсказать, чего способен достичь человек, когда уроки рисования ему дает сама Госпожа Природа». А еще через шесть дней Тальбот сделал в Королевском обществе сообщение «Об искусстве фотогенического рисования, или Процессе, посредством которого можно заставить природные объекты обрисовывать себя без помощи карандаша художника». Тальбота всегда отличали, как говорили современники, «свобода и элегантность языка», за что его со временем избрали вице-президентом Королевского (опять королевского! ) литературного общества. Не вдаваясь в химию процесса (об этом он расскажет через три недели на следующем заседании), Тальбот прежде всего сформулировал задачу: закрепить «самое преходящее в* мире — тень, вечный символ всего скоротечного и мимолетного». 75
Сказано» красиво, но снимки все-таки были неважными. В сравнении с великолепными, проработанными до мельчайших деталей дагеротипами на больших серебряных пластинах мелкие нечеткие фотогенические картинки Таль- бота решительно проигрывали. К тому же светочувствительность процесса на фотогенической бумаге была раз в сто меньше, чем в дагеротипии. Тальбот с горечью убедился не только в том, что Дагер далеко обогнал его, но и в том, что даже в собственном отечестве ему есть у кого поучиться. Оказалось, например, что Джон Гершель еще в 1819 г. обнаружил растворимость галогенидов серебра в гипосульфите натрия. Стоило потратить столько сил, чтобы изобрести гораздо менее эффективный фиксаж из хлористого натрия! Более того, прослышав о дагеротипии, Гершель всего за неделю разработал светочувствительный процесс на карбонате серебра с фиксированием тем же гипосульфитом. Поисками светочувствительного слоя занимался с 1837 г. и Джозеф Рид, священник, член Королевского общества и президент Королевского общества мик- роскопистов, а также член Королевского астрономического общества, в котором, кстати, сам Тальбот тоже состоял. Портреты и пейзажи Рида не интересовали. Он работал с солнечным микроскопом и в своих поисках опирался на исследования Веджвуда и Дэви. Вслед за своими предшественниками Рид обнаружил, что хлористое серебро на бумаге обнаруживает меньшую светочувствительность, чем на белых лайковых перчатках. Такой материал для опытов был недешев, и миссис Рид категорически отказалась снабжать им своего ученого супруга. Пришлось задуматься, что отличает бумагу от кожи. Видимо, дело в дублении, заключил экспериментатор и решил обработать бумагу вытяжкой из чернильных орешков, то есть натуральной галловой кислотой, применявшейся тогда в кожевенном производстве. Первые же опыты в марте 1839 г. привели к ошеломляющему результату. «Вы можете представить себе мои ощущения, когда я увидел, как упрямая бумага за несколько секунд стала черной, как моя шляпа. На миг мелькнуло изображение — и через мгновение все стало темным»,— писал Рид. А ведь Тальбот с гордостью сообщал, что снимок в солнечном микроскопе он получал всего за 15 минут. Секунды — и минуты. Впрочем, Рид был скромным человеком. Он не счел свой результат достойным публикации, но и не делал из него тайны. Свои снимки он выставил в Королевском обществе одновременно с Тальботом. Они не могли не встретиться, и, надо полагать, Рид рассказал Тальботу и о галловой кислоте, и о гипосульфите, которым он уже пользовался. Тальбот чувствовал себя уязвленным. Мало того, что процесс Дагера оказался лучше его собственного. Дагеру достались слава, почет и государственная пенсия, а ему, Тальботу,— ничего. Его открытие оказалось не открытием вовсе, а просто не очень успешным экспериментом, к тому же не вполне оригинальным. Зато теперь ему были известны достижения других исследователей. Он знал, что Дагер использовал не хлористое, а йодистое серебро, знал об опытах Гершеля, в том числе о гипосульфите, знал о повышении светочувствительности с помощью галловой кислоты. Это была серьезная база для новых поисков, и Тальбот возобновил опыты. Успех пришел в сентябре 1840 г. Несколько листов фотогенической бумаги, на которых не получилось изображения из-за малой экспозиции, Тальбот решил повторно обработать раствором галловой кислоты. На бумаге появилось скрытое дотоле изображение. Это было уже подлинным открытием. Тальбот понял то, о чем не догадался Рид: галловая кислота не просто увеличивает светочувствительность бумаги во время съемки, а проявляет скрытое изображение. «Я не оценил главного, что проявление скрытого изображения есть основа фотографического процесса. Заслуга этого открытия принадлежит Тальботу и только ему. Я глубоко преклоняюсь перед его мастерством и тонкой проницательностью»,— писал Рид. Но наш герой не отличался подобной душевной щедростью. Запахло деньгами, и он заволновался. Новый процесс, который он назвал «калотипией» (от греческого «калос» — прекрасный), мог принести немалый доход, особенно в портретной фотографии. Тальбот торопится с оформлением патента и в феврале 1841 г. получает патент № 8842 на изобретение под названием «Фотографические картины. Усовершенствования в получении картин или представлении объектов». Его не смущает, что светочувствительным веществом у него, как 76
у Дагера, служит йодистое серебро (которое, между прочим, он, Тальбот, совсем недавно объявлял абсолютно нечувствительным к свету) и что проявляет он в галловой кислоте, как Рид. На них он даже не ссылается, как не сошлется через два года на своего друга Гершеля, включив гипосульфит в качестве фиксажа в свой новый патент. Зато, когда стали появляться чужие патенты на фотографические процессы, он с негодованием назвал это «вопиющим фактом научного пиратства». Отныне он единственный изобретатель и собственник фотографического процесса. Всякий, кто пожелает заниматься фотографией, должен приобрести у него лицензию за 20 фунтов. Запрещалось передавать кому-либо снимки без разрешения патентодержателя, а их продажа влекла за собой судебное преследование. Лицензия могла быть отобрана, если ее владелец чем-либо навлек на себя неудовольствие Тальбота. Желающих заниматься фотографией на таких свирепых условиях, видимо, не находилось. Поэтому владелец патента снизил цену до четырех фунтов; тем же, кто приобретал у него фотоматериалы не менее чем на шесть фунтов, Тальбот давал лицензию бесплатно. Угроза судебного преследования любителей тоже оказалась несостоятельной: судебные издержки намного превышали стоимость лицензии. Зато профессионалов Тальбот преследовал беспощадно, требуя с них 250—300 фунтов в год. Всеобщее возмущение выразил «Имперский журнал искусств»: «...джентльмен, уже владеющий независимым состоянием и претендующий на звание философа, не только добивается денежных выгод от следующих друг за другом патентов на свои предполагаемые изобретения, но даже обнаруживает стремление обратить к своей исключительной выгоде открытия других исследователей, которые бескорыстно опубликовали их». Достопочтенный член Королевского общества, кажется, и впрямь считал фотографический процесс своей исключительной собственностью. Когда Роберт Хант предложил использовать для проявления сульфат железа, Тальбот не пожелал усмотреть в этом новизны, поскольку эффект был тот же, что с галловой кислотой. Это, однако, не помешало ему включить сульфат железа как проявляющее вещество в свой очередной патент. Особенно скандальной оказалась история мокроколлодиоиного процесса. Его изобрел Фредерик Скотт Арчер, бедный скульптор, увлекавшийся фотографией. Основной недостаток калотипии (ее часто называли тальботипией) заключался в том, что структура бумаги резко ухудшала изображение. Арчер попытался выровнять поверхность бумаги: наносил на нее раствор нитроцеллюлозы в спиртоэфирной смеси, или коллодий. Убедившись, что коллодий на бумаге держится плохо, он стал наносить его вместе с солями иода на стекло. Сырой слой обрабатывали в растворе азотнокислого серебра и немедленно экспонировали, получая прекрасные негативы. Арчер не взял патента, а просто опубликовал результаты в журнале «Химик» 18 февраля 1851 г. Мокрый коллодион составил эпоху в истории фотографии: почти до конца прошлого века он безраздельно господствовал во всех ее отраслях, а в полиграфии продержался, можно сказать, до наших дней. Фотографический промысел давал миллионные обороты, но Арчеру ничего не досталось. После его смерти в 1857 г. вдова с тремя детьми с трудом выхлопотала жалкую пенсию, хотя только на применении мок- роколлодионного процесса для подготовки карт генштаба Британия экономила за год 30 тысяч фунтов. Отнюдь не таким бескорыстным был Тальбот. Однажды, например, некий профессиональный фотограф получил письмо, в котором Тальбот, расхвалив работу фотографа, пригласил его к себе в поместье. Польщенный мастер поспешил в Лекок, где был встречен вовсе не хозяином^ а его юрисконсультом. После славословий «покровителю фотографии» юрист заявил, что берется уговорить мистера Тальбота даровать посетителю всего за 250 фунтов лицензию на работу с мокроколлодионным процессом. Отнюдь не бедный «покровитель» желал получать доход даже от процесса, к которому не имел ни малейшего отношения, и, надо полагать, совсем не для того, чтобы делиться с Арчером. Непомерные претензии Тальбота с появлением мокроколлодионного процесса стали не только неприличны, но и создавали серьезные препятствия на пути развития фотографии в Англии. Дело дошло до того, что 13 августа 1852 г. президент Королевского общества герцог Росс и президент Королевской академии (то есть Академии художеств) 77
сэр Чарлз Истлейк обратились через газету «Тайме» с открытым письмом к Тальботу. В самых изысканных выражениях они просили его ослабить патентный нажим: «Мы обращаемся к вам с этим дружеским посланием, твердо веря, что вы примете его с таким же чувством, имея в виду нашу общую цель — совершенствование искусства и науки». Игнорировать подобное обращение было невозможно. И Тальбот ответил: «После обстоятельного размышления я решил, что лучшее, что я могу сделать и что наверняка будет способствовать дальнейшим усовершенствованиям в фотографии,— это стимулировать соревнование художников и любителей путем ослабления патентных прав, которыми я обладаю, на это изобретение. В связи с этим я прошу считать ответом на ваше любезное письмо предоставление моего патента (за единственным исключением, упомянутым ниже) в свободное пользование общества... Исключение, которое я упомянул и на которое я желаю сохранить права,— это применение изобретения для съемки фотографических портретов с целью продажи». По существу это означало, что Тальбот перестает преследовать любителей, с которых все равно не мог ничего получить, но по-прежнему будет преследовать профессионалов. Теперь дело мог решить только суд. Загнанные Тальботом в угол фотографы чаще всего сдавались, не дожидаясь суда: они знали, что, даже выиграв процесс, они понесут большие расходы на выплату судебных издержек. Поэтому они либо платили мзду «покровителю фотографии», либо закрывали ателье. Впрочем, суды фотографические дела обычно откладывали, ожидая подходящего прецедента, столь ценимого в английской юриспруденции. Наконец, случай подвернулся. Лондонский фотограф Сильвестр Ларош опротестовал намерение Тальбота продлить срок действия одного из своих патентов. Фотограф намеревался доказать, что патенты были выданы Тальботу необоснованно, а в случае неудачи хотел добиться решения, в котором была бы признана невиновность Лароша, а следовательно, и других фотографов, работавших с мокроколло- дионным процессом. Суд состоялся в декабре 1854 г. под председательством лорда Верховного судьи сэра Джона Джервиса. Процесс «Тальбот против Лароша» был важен не только для судьбы фотографии в Англии, он создавал важнейший прецедент в патентном праве. Поэтому зал суда был полон. Наиболее уязвимым пунктом позиции Тальбота был его приоритет в использовании галловой кислоты для проявления. Невзирая на показания главного свидетеля защиты — Рида, владелец патента отрицал, что встречался с ним на выставке фотографий и получил от него информацию о галловой кислоте. Однако на перекрестном допросе Тальботу пришлось признать, что о применении галловой кислоты Ридом он все- таки слышал. После трехдневного разбирательства сэр Джон подвел его итоги: «Нельзя запатентовать принцип. Нельзя, например, получить патент на применение пара вообще, но лишь для определенной цели в производстве. Так же не может быть патента на получение любых портретов, хотя может быть выдан патент на их получение определенным способом». Присяжные совещались час и решили, что Тальбот, действительно, первым опубликовал свое изобретение, но фотографы имеют полное право использовать мокрый коллодион и при этом никому ничего не платить. Судебный прецедент был создан, и Тальбот даже не попытался возобновить патент, потерявший всякий смысл. Так закончилась малоприятная история, в которой смешались талант и жадность, ученость и тщеславие. Англичане считают Тальбота истинным изобретателем фотографии, хотя даже само это слово, не говоря уже о терминах «негатив» и «позитив», ввел в обиход не он, а Гер- шель. Но ведь негативно-позитивный процесс, на котором стоит вся современная фотография, впервые осуществил Тальбот. И никто не может отрицать, что именно он первым понял действие проявителя. Другое дело, что основы фотографического процесса созданы совместным трудом многих ученых. Список упомянутых здесь имен говорит сам за себя, а он далеко не полон. Новое время породило новое явление — коллективный характер науки. Этого Тальбот не мог и не хотел понять просто потому, что превыше всего для него оказались «выгоды, приносимые его собственным гением», в чем он, увы, был далеко не последним. 78
Феноменальные свойства ВТ Каждый человек, а следовательно, человечество на 70 % состоит из воды. Поэтому нельзя считать случайным интерес первого к свойствам последнего. У Н20 обнаружено много аномалий, но человеку всегда хочется большего. Желая идти в ногу, обращаем внимание общественности на открытый нами особый вид воды — на воду из термоса. Приготовить объект исследования под силу даже в домашних условиях. Для этого в термостойкий сосуд (кастрюлю, чайник, кофейник) помещают достаточное количество воды, каким- либо способом нагревают ее примерно до 100 °С при атмосферном давлении, после чего переливают в сосуд Дьюара, каковым может служить домашний термос, и плотно закрывают. Через 5 минут продукт готов. Обработанная таким способом вода (мы назвали ее вода термос ированная, или сокращенно ВТ, по инициалам первооткрывателей) приобретает редкостные свойства. Так, если свежеприготовленной ВТ поливать домашние растения, в частности герань Geranium L. и фуксию Phuchsia L., последние быстро гибнут. Столь же губительно действие ВТ на микроорганизмы и мелких животных. Например, помещенные в нее мухи-дрозофилы гибнут в течение 1—2 с, в то время как контрольные при контакте с обычной водой выживают в течение 10 минут и более. Ряду животных, в том числе и млекопитающим, присущ инстинкт избегания термоси- рованной воды. Очевидно, на ранних стадиях развития биологические виды на Земле уже встречались с этой разновидностью воды, что генетически закрепилось в инстинктах потомков. Но поскольку на Земле не обнаружены естественные сосуды Дьюара (термосы), то появление в доисторические времена ВТ можно объяснить только воздействием инопланетных цивилизаций. Возвращаясь к свойствам ВТ, заметим, что она губительно влияет не только на живые организмы, но и на существенно менее развитые сложные системы. Так, погруженный в нее микрокалькулятор марки «Электроника БЗ-21» совершенно потерял работоспособность. Обнаруженная нами аномалия позволяет по-новому взглянуть и на проблему старения. Как известно, человек представляет собой термостат (т. е. в известном приближении термос). Значит, процесс старения следует рассматривать как следствие накопления в организме термосированной воды. Энергию активации перехода Н20 в ВТ несложно оценить (расчеты проделаны до упомянутого эксперимента с микрокалькулятором). Вода в термосе переходит в ВТ-форму уже через 5 минут (tj), человек живет в среднем 70 лет (т2), отсюда по закону Аррениуса де / _^ i_\ — дае^"*- т где Т, и Т2 — температуры человека и термоса. Расчетное значение ДЕ^48 ккал/моль позволяет предположить перестройку химической структуры, например инверсию типа Н20-*-ОН2. Однако современные методы анализа непригодны для идентификации такого рода реакций. Загадки ВТ еще ждут своих исследователей. Чтобы дать импульс будущим работам в этой области, сообщим предварительный результат последних экспериментов: при регулярном поливе Geranium L. и Phuchsia L. термосированной водой, охлажденной до 20 °С, названные растения хорошо развивались и своевременно цвели. Это свидетельствует о глубоких структурных перестройках в ВТ при изменении ее внутренней энергии и позволяет надеяться на широкое использование воды термосированной охлажденной (ВТО) в растениеводстве. В. и Т. БОНДЛРЕНКО 79
В этом номере журнала напечатана статья К. В. Вен- дров с ко го «Джентльмен с независимым состоянием» об одном из создателей фотографии Тальботе. Он изобрел фотографический процесс, названный калоти- пией: от греческого слова «калос» — прекрасный. Для тех, кто любит опыты со старинными рецептами, приведем один из способов получения калотипа. Разве не интересно сделать фотографию на самой обычной, не фотографической бумаге? Предварительно надо приготовить по 150—200 мл 10 %-ных растворов нитрата серебра и бромида калия в воде. Можно обойтись и меньшими объемами; важно лишь, чтобы налитый в кювету раствор полностью покрывал лист бумаги. Кроме того, потребуется раствор, содержащий 15 г красной кровяной соли и 5 г бромида калия в 500 мл воды. Бумага должна быть средней плотности, чистого белого цвета, без видимых на просвет уплотнений. Ее заранее нарезают на листы требуемого формата. Все операции по пропитке и высушиванию бумаги следует проводить в затемненной комнате, при неярком свете красного фонаря. Кроме кювет с растворами потребуется кювета с врдой для промежуточного споласкивания бумаги и большая емкость (ведро, таз) с водой для окончательной промывки. Лист бумаги погрузите пластмассовым пинцетом в раствор нитрата серебра на 1 —1,5 мин. Необходимо следить, чтобы на поверхности бумаги не осталось пузырьков воздуха. После этого достаньте бумагу из кюветы, дайте стечь с нее избытку раствора, слегка отожмите между листами фильтровальной бумаги и тут же погрузите в раствор бромида калия. Здесь время обработки —всего 10— 15 с. Чтобы бумага равномерно покрылась раствором, лист 1—2 раза переверните. После споласкивания в кювете с водой следует обработка в растворе с красной кровяной солью A0—15 с); если этого не сделать, на отпечатке при проявлении, как правило, появляется очень сильная вуаль. Перед окончательной промывкой листок еще раз сполосните в кювете с водой и оставьте на 5— 10 мин. в ведре. Готовый материал просушите на листах бумаги в темноте. Чтобы полученная фотобумага не коробилась, ее, ещв слегка влажную, нужно положить под груз. Экспонировать такую фотобумагу можно или контактным способом, или с помощью фотоувеличителя сразу после высушивания и даже еще немного влажную. Негативы для печати следует брать как можно более контрастные. Время экспозиции (обычно несколько минут) подбирается методом проб. Для проявления можно воспользоваться любым проявителем для бумаги с добавкой 250 мг иоди- да калия или 20—30 мг бензотриазола на 500 мл раствора. Фиксировать отпечатки лучше в свежем растворе гипосульфита не более 5 мин, после чего их нужно хорошо промыть и высушить. Конечно, это не настоящие калотипы. У Тальбота и его последователей не было ни современных проявителей, ни негативов на полимерной пленке. Тем не менее изображение, полученное на обычной, не фотографической бумаге, позволит представить, как выглядели калотипы, а заодно и ощутить сложность задач, которые приходилось решать энтузиастам на заре развития фотографии. Б. К. КУДЕЛИН 80
JWU iXJrtiu (Ответы ка вопросы, напечатанные в № 2) Символы и обозначения элементов были опубликованы в учебнике «Курс химии» Николя Лемери, вышедшем из печати в 1756 году во Франции. Этот учебник еще при жизни автора выдержал 10 изданий. Подобные таблицы можно найти и в более поздни х изданиях, например в книге М. Джуа «История химии» (М.: Мир, 1975, с. 98, 99 и 103—105). Вспомним уравнение реакции, которое надо было расшифровать: ^*т&*ф 99 Вот что означают символы: \ 1 —поташ из древесной золы (карбонат калия); \f —крепкая водка (азотная кислота); Q) — калийная селитра. В соответствии с уравнением надо подействовать азотной кислотой на поташ и держать смесь на водяной бане в течение ночи (очевидно, для упаривания). Получится калийная селитра, входящая в состав черного пороха. Если сопоставить даты открытия химических элементов в Англии и Франции, то легко установить, что поставленному условию удовлетворяют три сочетания: открытие хрома и кислорода A797 и 1774 гг.)г брома и родия A826 и 1803 гг.), неона и галлия A898 и 1875 гг.). Давайте воспользуемся другими условиями задания. Названия трех из перечисленных элементов произошли от греческих слов, указывающих на те или иные свойства: хрома — краска (соединения хрома имеют разнообразную окраску); бро- мос — зловонный (именно такой запах у брома); родон — роза (у раствора первой полученной соли родия был розовый цвет). Осталось уточнить число природных изотопов: у хрома их четыре, у родия — один. Следовательно, искомое соединение — RhBr.i. Б. КОНСТАНТИНОВ За время, прошедшее после опубликования последнего обзора читательских писем (см. «Химию и жизнь», 1983, № 10 и 11), редакция получила много новых посланий от юных химиков, в которых они задают самые разнообразные вопросы, рассказывают о своих наблюдениях. Как всегда, наших юных читателей привлекают занимательные опыты, способы получения различных реактивов, а также изготовление самодельного оборудования, необходимого для постановки химических экспериментов в домашней лаборатории. Этим трем темам и посвящен обзор писем. Начинается он с раздела «Оборудование». С ним вы и познакомитесь в этом номере журнала. Ь. ОБОРУДОВАНИЕ Многие начинающие юные химики спрашивают, как лучше оборудовать свое рабочее место, в то время как их родителей больше волнуют вопросы, связанные с безопасностью опытов. О правилах техники безопасности в домашней лаборатории можно прочитать в книге О. Ольги на «Опыты без взрывов» (М.: Химия, 1978 г.), которая сейчас готовится к переизданию. Очень полезно также познакомиться со статьей М. Уминьского «Должны ли химические опыты быть опасными?» («Горизонты техники для детей», 1984, № 8). Известно, что любое рабочее место, в том числе и химика, должно быть хорошо освещено. Днем проблем обычно нет, если день ясный, а стол стоит неподалеку от окна. А вечером? Общего света в комнате 81
явно недостаточно, особенно если вы оборудовали свое рабочее место в каком- нибудь закутке. Александр АНИСИМОВ (школа № 220, Москва) рассказал, как он поступил в этом случае. Он взял большую чисто вымытую консервную банку без крышки и сточил острую кромку. Затем в дне банки проделал отверстие такой величины, чтобы в него входила резьба патрона для лампы. А чтобы закрепить этот «абажур» в удобном положении, Александр сделал на торце латунной трубки (диаметр около 10 мм) два взаимно перпендикулярных разреза, отогнул «лепестки» так, чтобы они плотно охватывали банку (рис. t). В центр полученного отверстия он туго вбил деревянную пробку, к которой привинтил шурупом банку. Для большей жесткости крепления можно латунные лепестки припаять. Трубку с лампой закрепляют на обычном штативе в удобном для работы положении; 60-ваттной лампы вполне достаточно для хорошего освещения рабочего места, причем свет не бьет в глаза. У хорошего химика ничто не пропадает даром, даже обрезки резиновых шлангов. Владимир ЕГОРОВ (школа № 863, Москва) использует их вместо пробок, чтобы вставить в горловину колбы стеклянную трубку, если их диаметры различаются не слишком сильно. Иногда удается сделать достаточно плотное соединение, используя кусочки двух шланго'в разного диаметра (рис. 2). Наконец, с помощью такого обрезка и стеклянной палочки можно сделать удобную пробку (рис. 3); правильно подобрав диаметр палочки, можно добиться, чтобы пробка плотно закупоривала сосуд. Владимир с успехом пользуется в своей лаборатории также резиновыми накостыль- никами, которые продаются в аптеках и стоят дешево (см. рис. 4—6). Об их применении он прочитал в старой книге В. В. Фельдина «Техника и методика химического эксперимента в средней школе» 1949 года издания. В некоторых приборах необходимо плотное соединение резиновых и стеклянных частей. Здесь не обойтись без смазки типа вакуумной. Но где ее взять юному химику? Леонид СТУКАН (школа № 77, Ленинград) предлагает использовать для этой цели жидкую лыжную мазь «Висти». Эта мазь дает хорошее уплотнение и легко удаляется органическими растворителями, например бензином. Следующие два прибора так или иначе связаны с водой. Ринат РИЗВАНОВ (пос. Бавлы, Татарская АССР) предлагает изготовить очень простые «водяные весы». Длинную пробирку или узкий цилиндр помещают в более широкий цилиндр с водой так, чтобы внутренняя часть оставалась на плаву, погрузившись в воду примерно до половины. (Это легко сделать с помощью дроби или другого груза, положенного в узкий цилиндр.) На торец узкого цилиндра ставят чашечку для взвешиваемых веществ, наклеивают на внешнюю сторону большого цилиндра полоску миллиметровки, и прибор готов. Остается только прокалибровать 82 Клуб Юь t>.n xhmi ь
его, нагружая чашку разновесами или новыми медными монетами (их номинал точно соответствует весу монет в граммах) и отмечая уровень воды на шкале. Прибор, предназначенный для фильтрования больших количеств воды, изготовил А. МАТВЕЕВ (г. Белово Кемеровской обл.). Резиновую или гибкую пластмассовую трубку (чем она шире, тем лучше) временно закрепляют в виде буквы U, заполняют водой, обматывают один конец ватой и оборачивают его фильтровальной бумагой, которую плотно привязывают к трубке нитками. Затем этот конец трубки опускают в приемник, а другой, без фильтра,— в сосуд с неочищенной' водой, который расположен выше. По принципу сифона вода будет медленно переливаться в приемник, одновременно очищаясь на фильтре. Если сделать фильтрующими оба конца трубки, процесс пойдет медленнее, но вода получится чище (в этом случае трубку надо заполнить уже очищенной водой). Конечно, такое приспособление удобно: пока вода фильтруется, можно заняться другим делом, поскольку отпадает необходимость периодически подливать воду. Таким образом, как пишет А. Матвеев, можно получать любые количества чистой воды из талого снега, который загрязнен обычно только пылью. Если же в нем есть органические примеси, то воду надо прокипятить с перекисью водорода A0 мл аптечной перекиси на 1 л воды). Этот метод фильтрования удобен и для отделения какого-либо осадка от большого объема водного раствора. В заключение этого раздела — о нагревательных приборах. О них мы писали немало, но фантазия юных химиков неисчерпаема. Простую газовую горелку изготовил Сергей ДЕСЯТОВ из Тюмени. Она удобна тем, что подходит к обычной газовой плите, которая есть почти в каждом доме. С одной из конфорок снимается крышка и в отверстие плотно вставляется металлическая трубка. Если трубка узкая, то ее надо впаять в кружок подходящего диаметра с отверстием в центре или же закрепить в кружке с помощью двух гаек (для этого на конце трубки надо нарезать резьбу), как показано на рис. 7. Температуру пламени можно значительно повысить, если усложнить горелку и впаять в ее верхнюю часть согнутую под прямым углом более узкую трубку диаметром около 4 мм, через которую подается воздух, хотя бы с помощью пылесоса (см. «Химию и жизнь», 1977, № 9). При работе с такой горелкой сначала зажигают газ, а потом начинают подавать воздух. Л. СТУКАН сделал электрическую печь из обычной плитки с открытой спиралью. Он освободил от спирали крайнюю канавку и вставил в нее цилиндр из асбеста (если асбест тонкий, надо скрепить проволокой несколько его слоев). Сверху печь закрывают асбестовой или керамической крышкой. При мощности электрической плитки около 1 кВт и объеме цилиндра 1 л достигается температура до 1000 °С. Печь проста, быстро нагревается, легко ремонтируется; сняв цилиндр, всегда можно исполь - зовать плитку по ее прямому назначению. Много экспериментировал с печами Александр ХАРДИН (школа № 31, Норильск). Он стал юным химиком задолго до того, как начал изучать химию в школе, и успел поставить большое количество опытов. Александр предупреждает юных химиков, что нихром устойчив на воздухе при температуре не выше 800—900 °С, поэтому улучшение теплоизоляции или увеличение мощности нагревателя неминуемо приводит к тому, что спираль скоро перегорает (нихром также быстро перегорает, если он касается асбеста). А. Хардин сделал и дуговую печь. Одним из электродов служил сам тигель — лунка, высверленная в графитовом стержне от гальванического элемента. Второй электрод — графит от карандаша. Прокаливая в этой печи смеси карбоната кальция A0 г), сульфата натрия @,5 г), буры @,4 г), серы C г), сахара @,3 г) и нитрата висмута @,5-мл 5 %-ного раствора), он получал фосфоресцирующий состав, светящийся зеленым цветом. Аналогичную конструкцию использовал Олег ТЮРИН (тоже из Норильска). Свою печь он включал в цепь через балластное сопротивление — утюг мощностью 1 кВт. С помощью этой печи Олег получил кар- луо Юный химик 83
бид кальция. А Дмитрий РАССОХИН (пос. Свердловский Щелковского района Московской обл.) поместил электрическую дугу в переменное магнитное поле, которое изменялось синхронно с изменением направления тока в дуге. В результате получилась устойчивая струя раскаленной плазмы длиной около 6 см, в которой плавился Вчера директор со мной разговаривал. — Эх, Федоров, Федоров,— говорит.— Куда же ты такой пойдешь после школы? — Есть такое место,— говорю.— Педвуз называется. Был передо мной директор, а растерялся, как школьник. — Не дай бог,— говорит. Это как сказать. Я на педагогику нагляделся. Ни за что не поверю, что не смогу. Вот представьте: иду я по коридору. Звонок прозвенел, а я не тороплюсь. Подождут. В коридоре ни души. Тишина. Только из-за одной двери шум доносится. Тревожный, нервный. Это мои. Подхожу к двери, открываю. Апофеоз. Все вскакивают. — Здравствуйте,— говорю. даже фарфор. Следует еще раз напомнить, что дуговые печи лучше делать в кружке, под присмотром опытного руководителя, так как неумелое обращение с ними может привести к травмам. Смотреть на дугу можно только через темное стекло. Продолжение обзора см. в №№ 4, 5. Нестройно отвечают. Распустились. Подхожу к столу, сажусь, смотрю на них. Стоят, ждут. — Садитесь,— говорю. С облегчением садятся. Сразу шепот, разговоры. — Тихо! Замолкают. Открываю журнал, смотрю на фамилии, потом на лица. Кого здесь только нет. На первой парте директор школы и завуч. Я их сам сюда пересадил. Они у меня самые неуспевающие. Чуть дальше: историчка, химичка, биологич- ка и лысый физик. Серая публика. Троечники. Кто с плюсом, а кто с минусом. За ними учителя: географии, черчения, труда, русского языка и математик. Ребята в общем неплохие, но ограниченные. И на последней парте: англичанка и учитель физкультуры. С этими сложнее. У них на лицах написано, что они все знают лучше тебя. Ничего, я и с ними справлюсь. Здесь кто-то в дверь скребется и боязливо заглядывает. Это инспектор гороно, второгодник. Опять опоздал. — Валерий Петрович,— скулит он,— я в лифте застрял... Опять врет. И как бездарно! — Закрой дверь с другой стороны,— говорю я и начинаю урок.— Кащеева! Завуч лихорадочно встает. Лицо несчастное. — Выйди к доске, чтоб тебя все видели,— говорю я. Она выходит. — Что за платье? Что за прическа?— говорю я.— Из какой эпохи? Здесь отрежь, здесь подними, а это вообще выброси. В следующий раз в таком виде в класс не пущу. Завуч вянет на глазах. — А теперь, Кащеева, расскажи нам про хоккей. Возьми мел и нарисуй турнирную таблицу. Класс оживляется, шепчется, шуршит газетами. — Разговорчики! Кащеева проводит линию, потом стирает и в отчаянии смотрит на класс. — ЦСССССКААААА...— шипит химичка. — Цыц,— говорю я. Химичка немеет. Лысый физик поднимает руку. — Иди, отвечай., — Да я не это, Валерий Петрович. Я выйти хочу. 84
■ лицемерно спраши- — Зачем тебе? - ваю я. Он краснеет. — Да мне это, как его, надо... Я усмехаюсь. — Если надо, тогда иди. Одна нога здесь, другая там. И заодно вымой тряпку. Ну, кто ответит вместо Кащеевой? Все прячут глаза. С последней парты лениво поднимает руку учитель физкультуры. В том, что он сможет ответить, я не сомневаюсь. Он не сомневается еще больше. — Ну, иди,— ласково говорю я. Он с достоинством выходит к доске и берет мел. — Нет,— останавливаю я его.— Ты лучше скажи, какой размер ноги у Софи Лорен. Нокдаун. Раз, два, три, четыре... — Сорок четвертый,— шепчет он. Почему ты так решил? Пять, шесть... — Большая актриса,— поясняет он. В логике ему не откажешь. — Молодец. Очень хорошо. Садись. Два. Класс обреченно вздыхает. И здесь мне на глаза попадается учитель черчения. — Парамонов! Ты что там жуешь? Проголодался? ■«— Да это валидол, Валерий Петрович,— стонет он. — Выплюнь сейчас же и стань в угол. А ты, Кащеева, садись, тебе два уже поставлено. С мокрой тряпкой входит физик. — Можно? — Нужно. Вытри доску и пойди снова вымой тряпку. Обвожу пронзительным взглядом притихший класс. — Ну, кто ответит? Я смотрю на осунувшиеся лица, и мне становится их жалко. Такие беззащитные, пугливые. Вот Халалаев, учитель труда... Встаю, быстро подхожу. Он прячет стамеску. На парте коряво вырезано: «Здесь сидел Халалаев 1925—1984». — Где же твоя фантазия, Халалаев?— говорю я.— «Здесь сидел...» Дети есть? — Есть. Сын. — Завтра без сына в школу не приходи. Трудно с ними. Ох, трудно. А надо, никуда не денешься. Время идет. Пора давать домашнее задание. — Запишите в дневники: к завтрашнему дню разучить песни Пугачевой. Петь будем. Я смотрю на их склоненные головы и вижу себя через много-много лет, когда я стану такой же, как они... — Федоров! Все-таки они хорошие ребята, и завтра мы дружно, с песнями встретим новый учебный день... — Федоров! Меня что ли? — Может быть, ты ответишь нам, Федоров? Ах, ты еще не проснулся. Садись. Два. Два так два. Ничего, завтра вы у меня попоете! Георгий НИКОЛАЕВ Я хочу рассказать вам об одной странной реакции, которая протекает между твердыми веществами: гидроперитом и тиосульфатом натрия (сухой фиксаж). Ее вы сами можете прЪделать. Положите на дно небольшой колбочки таблетку гидроперита и насыпьте на нее немного кристаллического фиксажа. Через некоторое время (секунд через 30) начнется реакция. При этом будет выделяться белый дым с неприятным запахом. В колбе же образуется какая- то жидкость, причем колба нагревается, потому что реакция идет с выделением тепла. Эту реакцию не смог объяснить наш учитель химии. И вообще о подобных реакциях я никогда не слышал и не поверил бы, если бы сам не увидел. Что это за реакция? О. ОРЛОВ <т>- yJeateAo- Астроном, измеривший скорость света в далеком XVII веке, допустил гораздо меньшую неточность, чем «Календарь юного химика», опубликованный в № t за этот год. Результат Оле Рёмера в действительности равнялся 320 тысячам километров в секунду. А не в час, как там указано. Саша ПАВЛОВ, 3-й класс 85
Расследования Замечательные колонки Цвета Кандидат технических наук Ш. А. КАРАПЕТЬЯН В наши дни трудно представить себе лабораторию, в которой не использовались бы те или иные варианты хроматографии, открытой в 1903 г. Михаилом Семеновичем Цветом. Однако экспериментальная техника Цвета до сих пор изучена очень слабо, а качество использовавшихся им колонок практически неизвестно. Поэтому всеми молчаливо подразумевалось, что колонки Цвета были такими же, как и так называемые «классические» колонки середины нашего века: казалось самоочевидным, что со временем качество колонок не могло ухудшиться, в крайнем случае оно могло лишь оставаться прежним. И все же в действительности, несмотря на многие бесспорные достижения техники колоночной хроматографии, колонки, которыми ученые пользовались даже в 60-х годах (а кое-где пользуются и сейчас), намного хуже колонок Цвета... Когда я узнал некоторые подробности о колонках Цвета, то был изумлен, если не потрясен. Параметры, по которым обычно сравнивают хроматографические колонки,— объем, скорость разделения и эффективность. Классическая колонка средних размеров имеет объем около 50 мл. Наиболее распространенные современные аналитические колонки диаметром 4—5 мм и длиной 25 см имеют объем 3—5 мл. В статье о хроматографе «Милихром»* справедливо отмечалось одно из его главных достоинств — то, что он оснащен мини-колонкой размерами 60X2 мм и объемом 200 мкл. Сейчас такие колонки и даже колонки меньших размеров встречаются в некоторых специальных мини- и микрохроматографах, но к началу разработки прибора (около 15 лет назад) они были прогрессивной новинкой. Поэтому трудно поверить, что аналитические колонки, которы- м и Цвет пол ьзовал с я м ногие годы, и мел и диаметр 2—3 мм и длину 20—30 мм, то есть их объем был равен всего 60—200 мкл! * «Химия и жизнь», 1983, № 12, с. 12. На этих колонках Цвет делил сложные смеси различных пигментов, которые давали до 6—7 отдельных кольцевых зон. Время,- необходимое для разделения смеси из 6—7 компонентов на современных хроматографах, включая и «Милихром», обычно составляет 10—15 минут. Цвет не приводит точных цифр, но пишет: «Чтобы в течение нескольких минут получить представление о составе смеси пигментов, удобно воспользоваться изображенной (...) установкой». И в другом месте: «Описанный прибор, благодаря незначительному диаметру столба адсорбента, весьма пригоден для быстрого анализа небольшого количества пигмента». Можно полагать, что слова «несколько», «быстро» означают, что анализ продолжался максимум 20—30 минут (скорее всего, меньше). Нужно учесть также, что Цвет на своей установке работал одновременно с пятью колонками и менял состав растворителя в ходе разделения, то есть применял ступенчатый градиент. Скорость анализа повышалась еще и в результате того, что Цвет подавал растворитель в колонку под давлением до 300 мм рт. ст., создаваемым ручным воздушным насосом. Пересчет на колонку длиной 25 см дает 5 атм, что соизмеримо с давлением, необходимым для современного скоростного анализа с использованием маловязких растворителей и сорбента с частицами 50 мкм, какими обычно пользовался Цвет. Все это позволяет утверждать, что М. С. Цвет еще 80 лет назад разработал скоростную микроколоночную хроматографию, которая считается крупным достижением современной науки. Во времена Цвета и еще много лет спустя количественной теории эффективности хро- матографических колонок не существовало; об их качестве судили на глаз, по ширине зон и четкости отграничения одной зоны от другой. Сейчас для этой цели пользуются понятием о числе теоретических тарелок — ТТ; это число (чем оно больше, тем разделительная способность колонки выше) вычисляется по формуле TT=16(L/WJ, где L — расстояние, пройденное центром зоны вдоль колонки, a W — ширина зоны. Для оценки эффективности колонок пользуются и другой величиной — высотой, эквивалентной теоретической тарелке, B3TT=L/TT; чем меньше ВЭТТ, тем лучше колонка. Но поскольку ВЭТТ зависит от размера частиц сорбента (чем мельче частицы, тем меньше ВЭТТ), для сравнения различных колонок применяют приведенную ВЭТТ (обозначим ее ПВ), равную отношению ВЭТТ к размеру частиц. В конечном счете получается, что значение ПВ позволяет объективно сравнивать качество любых хроматографических колонок. Еще несколько лет назад в лабораториях применялись колонки с 5000 ТТ; однако 86
они не были высокоэффективными — их ПВ была более 10, в то время как действительно высокоэффективная колонка должна иметь ПВ не более 3—4. Лучшие современные хроматографические колонки имеют ПВ около 2. К сожалению, в статьях Цвета и публикациях последующих лет нет прямых данных, позволяющих точно определить величины ТТ, ВЭТТ и ПВ. Не сохранился и архив Цвета, в котором можно было бы найти необходимые подробности. Однако косвенная оценка эффективности, которую можно сделать по имеющимся публикациям основателя хроматографии, позволяет утверждать, что Цвет еще 80 лет назад в совершенстве владел техникой упаковки колонок, которые имели ПВ менее двух единиц! Это подтверждается тем, что Цвет многократно описывает хроматограммы, в которых на высоте 2—3 см размещалось 6— 7 разделенных зон. Современная теория показывает, что при этом максимальная ширина зоны на выходе из колонки равна 5—7 мм; расчет дает для этого случая около 250—400 тарелок на всю колонку, что соответствует ВЭТТ, равной приблизительно 75 мкм. ' Цвет хорошо понимал важность мелкозернистости и однородности частиц сорбента для получения хороших колонок — то, что стало известно хроматографистам лишь много лет спустя. Он отмечал: «Тонкость адсорбционного порошка очень важна; при грубозернистом материале получаются размытые хроматограммы, так как в нем интерферируют адсорбция и диффузия в чересчур широких капиллярах». Цвет применял сухой способ упаковки, которым пользуются и в наше время для частиц сорбента размером более 20 мкм; частицы размером меньше 20 мкм сухим способом упаковать эффективно не удается. Для исследования пигментов хлорофилла Цвет испробовал более сотн и разн ых сорбе нтов, в том числе и инулин с размером частиц в 2 мкм, но большинство своих хромато- грамм он получил с осажденным углекислым кальцием, крупинки которого имели средний диаметр 50 мкм. В монографии Цвета «Хроматографиче- ский адсорбционный анализ» приведен цветной рисунок хроматограммы, позволяющий измерить L и W. Расчет показывает, что в этом случае ВЭТТ колонки составляла 50—70 мкм, а ПВ была равной 1—1,5. Для непористых частиц (а Цвет работал с такими сорбентами) современная теория определяет нижний предел ПВ, равный 0,7— 1. Экспериментально показано, что при тщательной упаковке коротких колонок сухим способом, аналогичным методике Цвета, удается получить ПВ, равную 1,4, даже для пористых частиц размером 20 мкм. Не вызывает никаких сомнений, что Цвет в совершенстве владел техникой упаковки ко- Хрожатограммы хлорофиллов, полученные Цветом лонок. Его описания можно дословно внести в любое современное руководство. Он писал, например: «... адсорбционный порошок (...) тщательно утрамбовывается точно подобранной стеклянной или костяной палочкой. Весьма важно достичь гомогенного уплотнения адсорбирующего столбика, ■иначе адсорбционные зоны выявляются в виде неправильных образований, крайне затрудняющих механическое их разделение». Современные хроматографисты используют колонки многократно, работая с каждой до года и более, и поэтому не обладают большим опытом их заполнения. Но и те, кто специально занимается упаковкой колонок, тщательно изучают этот процесс и насчитывают число лично заполненных колонок сотнями, быстро теряют навыки даже после короткого перерыва. Приготовление хороших колонок — скорее искусство, чем наука, и требует постоянного упражнения. Цвет использовал каждую колонку только один раз — для единичного опыта. Его хроматографическая установка включала пять колонок, работавших одновременно. Резонно предположить, что за один рабочий день он заполнял не менее 10—15 колонок. Очевидно, на его счету были не сотни, а тысячи упакованных колонок. Поэтому и неудивительно, что Цвет, будучи вообще блестящим экспериментатором, виртуозно владел техникой хроматографии, а возможно, и некоторыми утерянными ныне секретами, позволявшими ему готовить поразительно совершенные колонки. Столь же неповторимо совершенные, сколь неповторимо совершенны скрипки Страдивари или другие уникальные произведения старых мастеров. 87
Фантастика Задать вопрос Роберт ШЕКЛИ 1 к ' ^е
Ответчик должен существовать столько, сколько нужно. Некоторым цивилизациям этот срок показался бы очень долгим, для других он был бы совсем невелик. Но Ответчику этого времени было достаточно. Что касается размеров, то для одних Ответчик выглядел большим, а для других — маленьким. Кому-то его устройство могло показаться сложным, хотя кое-кто решил бы, что оно до смешного просто. Ответчик знал, что он таков, каким должен быть. Помимо всего прочего он был Ответчиком. Он Знал. - О тех, кто его создал, лучше говорить поменьше. Они тоже Знали, хотя нельзя сказать, чтобы их это радовало. Они создали Ответчика в помощь менее умудренным цивилизациям и отбыли. Куда — знает только Ответчик. Потому что Ответчик знает всё. Он жил на отведенной ему планете, под лучами предназначенного ему солнца. Время тянулось медленно, как сказали бы одни, и летело, как подумали бы другие. Но для Ответчика оно шло своим чередом. В нем были ответы. Он знал, какова природа вещей, и почему вещи такие, какие они есть, и какие они на самом деле, и что все это значит. Ответчик мог ответить на любой вопрос, если вопрос правильно поставлен. И он хотел, нет, он жаждал отвечать! Что же еще делать Ответчику? — Как вы себя чувствуете, сэр? — спросил Морран, осторожно подплывая к старику. — Лучше,— проговорил Лингман и попытался улыбнуться. Невесомость принесла ему облегчение. При взлете Морран израсходовал уйму горючего, чтобы избежать больших ускорений, но слабому сердцу Лингмана и этого хватило с излишком. Оно артачилось и упиралось, сердито стучало в хрупкую грудную клетку, замирало и опять куда-то рвалось. Лингману казалось, что оскорбленное сердце вот-вот остановится совсем. Невесомость принесла облегчение, и слабое сердце забилось ровнее. Морран не знал этих проблем: его сильное тело создано для стрессов и перегрузок. Если бы только не боязнь за Лингмана... — Оживаю помаленьку,— пробормотал Лингман.— Все будет в порядке. Морран тронул ручки управления, и корабль скользнул в подпространство, как уголь в илистое дно. — Мы найдем его,— сказал Морран и помог старику освободиться от ремней.— Никуда этот Ответчик от нас не денется. Лингман кивнул ему в ответ. Они подбадривали друг друга не первый год. Вообще-то идея принадлежала Лингману, а Морран присоединился позже, когда окончил Калифорнийский технологический. Вместе они шли по следам молвы, давно бродившей по Солнечной системе. Шли по следам легенд о древней гуманоидной расе, которая знала ответы на любые вопросы и которая, прежде чем исчезнуть, создала Ответчика. — Подумать только,— сказал Морран,— ответ на любой вопрос! Моррану, физику, было что спросить. Расширение Вселенной; силы, которые связывают атомное ядро; новые и сверхновые звезды; образование планет; относительность — и еще тысяча вопросов. — На любой,— отозвался Лингман. Он нагнулся к окуляру, чтобы взглянуть на призрачное мерцание пустынного подпространства. Он был биолог, и он был старик. У него остались два вопроса. Что такое жизнь? Что такое смерть? Лек и его друзья очень долго собирали пурпуров, прежде чем выбрали время побеседовать. Пурпуры всегда редели по соседству с большими скоплениями звезд — почему, никто не знал,— так что разговор пришелся кстати. — Знаете что,— сказал Лек,— я все-таки отыщу этого Ответчика. Лек говорил на языке оллграт, языке грядущего решения. — Зачем? — спросил его Ильм на языке хвест, языке беззлобной насмешки.— Зачем тебе знать природу вещей? Тебе мало просто собирать пурпуров? 89
— Да,— ответил Лек все еще на языке грядущего решения,— мало. Лек и ему подобные всегда собирали пурпуров. Они находили мельчайшие вкрапления, вплетенные в космическую вязь, и понемногу складывали из пурпуров огромный холм. Для чего он нужен, не знал никто. — Хочешь, наверное, спросить, что такое пурпуры? — осведомился Ильм, отодвигая звезду и укладываясь поудобнее. — Хочу,— сказал Лек.— Мы слишком долго живем в неведении. Пора нам узнать настоящую природу пурпуров и их место в чертеже мироздания. Почему они властвуют над нашей жизнью? — Лек перешел на илгрет, язык брезжащего знания. Ильм и остальные не стали возражать, даже на языке споров. Они понимали, что знание — это важно. Лек, Ильм и остальные начали собирать пурпуров на рассвете времени. Теперь настала пора получить ответ на космические вопросы: что же такое пурпуры и зачем нужен холм. Для этого и существует Ответчик. Все они слыхали об Ответчике; его создали похожие на них и давно исчезнувшие существа. — А о чем еще ты спросишь? — поинтересовался Ильм. ' — Не знаю,— сказал Лек,— может быть, еще спрошу о звездах. А больше вроде бы не о чем. Лек и его братья появились на рассвете времени, и они не знали, что такое смерть. Число их никогда не менялось, и поэтому загадка жизни их не волновала. Но пурпуры? И холм? — Я пошел! — крикнул Лек на диалекте воплощенного замысла. — Счастливо! — отозвались братья на наречии добрых пожеланий. Лек отправился в путь, шагая со звезды на звезду. Один на маленькой планете. Ответчик ждал вопросов. Время от времени он бормотал про себя ответы. Это была его привилегия. Он Знал. И он ждал, и любой космический житель мог прийти и спросить его. Их было восемнадцать, и они собрались вместе. — Призываю тебя, закон восемнадцати*— вскричал один. Тогда появился другой, которого не было раньше, порожденный законом восемнадцати. — Мы должны пойти к Ответчику,—: вскричал один.— Над нашей жизнью властвует закон восемнадцати. Там, где собираются восемнадцать, появляется девятнадцатый. Почему это так? Никто не мог ответить. — Где я? — спросил новорожденный девятнадцатый. Один отвел его в сторонку — объяснить. Их осталось семнадцать. Стабильное число. — А еще мы должны выяснить,— вскричал другой,— почему все места разные, хотя расстояния не существует. Да, это и вправду загадка. Сначала ты здесь, потом — там. Движения нет, но все-таки ты оказываешься в другом месте. — Какие холодные звезды! — вскричал один. — Почему? — Мы должны пойти к Ответчику. Они слышали молву^ и помнили легенду: «Когда-то жили существа, похожие на нас, и они Знали, и то, что они знали, они рассказали Ответчику. А потом они оказались там, где нет места, зато много расстояния». — Как мы попадем туда? — вскричал новорожденный девятнадцатый, который все уже понимал. — Идем! И восемнадцать исчезли. Остался один. С тоской поглядел он на огромный купол ледяном звезды и потом исчез тоже. — Старые легенды не обманули нас,— сказал Морран.— Вот оно. Они вышли из подпространства в том самом месте, о котором рассказывали легенды, и перед ними была звезда, непохожая на другие звезды. Морран нашел ей место в системе мироздания, но смысла в этом не было. Таких звезд, как эта, больше не существовало. 90
У звезды была планета, и тоже не такая, как другие. Морран придумал несколько гипотез, но они не имели рорно никакого смысла. Все равно планета была единственной. — Пристегнитесь, сэр,— сказал Морран.— Постараюсь приземлиться помягче. Быстро шагая по звездам, Лек подошел к Ответчику. Он взял его в руку и осмотрел. — Значит, ты и есть Ответчик,— сказал он. — Да,— ответил Ответчик. — Так скажи мне,— проговорил Лек, устраиваясь поудобней в прогалине между звездами,— скажи мне, кто я. •— Предрассудок,— сказал Ответчик.— Символ. — Пусть так,— пробормотал Лек, несколько уязвленный.— Но ты способен на большее. Пойдем дальше. Мы собираем пурпуров и складываем из них холм. Можешь ли ты сказать — зачем? — Вопрос лишен смысла,— сказал Ответчик. Он знал, что в действительности представляют собой пурпуры и для чего нужен холм. Но чтобы объяснить это, пришлось бы объяснять больше. Без этого Леку не ответишь, а правильный вопрос Лек задать не смог. Лек спрашивал и спрашивал, но Ответчик не мог ему ответить. Лек видел все по-своему, он понимал только часть правды — и не более того. Как объяснить слепому, что такое зелень? Ответчик и не пытался. Он не предназначен для этого. Лек скорбно засмеялся. Одна из кочек, по которым он ступал, откликнулась на смех яркой вспышкой. Лек пошел прочь, быстро шагая по звездам. Ответчик знал. Но вопросы нужно ставить правильно. Он размышлял об этом ограничении, глядя на звезды, которые были не большими и не маленькими, а как раз такими, как нужно. Корректные вопросы. Тем, кто его создал, следовало об этом позаботиться, подумал Ответчик. Чтобы он мог разбираться в бессмыслице и решать головоломки. Ответчик утешался, бормоча про себя ответы. Восемнадцать существ появились перед Ответчиком. Они не пришли и не прилетели, просто оказались перед ним. Дрожа в холодном сиянии звезд, они воззрились на громаду Ответчика. — Если нет расстояния,— спросил один,— как вещи могут находиться в разных местах? Ответчик знал, что такое расстояние и что такое место. И все же не мог ответить на вопрос. Расстояние существовало^ но не так, как казалось этим существам. И разные места были вовсе не тем, что они думали. — Сформулируйте вопрос как-нибудь иначе,— с надеждой попросил Ответчик. — Почему здесь мы короткие,— спросил один,— а там длинные? Почему мы толстые здесь и маленькие там? Почему звезды холодные? Ответчик знал все это. Он знал, почему звезды холодные, но не мог объяснить, ограничившись понятиями холода и звезд. — Почему справедлив закон восемнадцати? — спросил другой.— Почему, как только восемнадцать соберутся вместе, сразу появляется девятнадцатый? И этот вопрос был лишь частью другого, большего вопроса, который так и не был задан. По закону восемнадцати появился еще один, и все девятнадцать исчезли. Ответчик бормотал про себя правильные вопросы и отвечал на них. — Ну вот,— сказал Морран,— наконец-то. Он похлопал Лингмана по плечу — слегка, потому что Лингман едва стоял на ногах. Старый биолог устал. Черты лица у него заострились, кожа пожелтела и высохла. Желтые, торчащие вперед зубы, маленький плоский нос, резко очерченные скулы — казалось, череп проглядывает наружу. 91
— Идем,— сказал Лингман. Он не хотел терять время попусту. У него просто не было времени. Они продвигались в шлемах по узенькой тропинке. — Не так быстро,— прошептал Лингман. — Конечно,— сказал Морран и замедлил шаг. Они пошли рядом по чуть заметной дорожке, протоптанной на планете, непохожей на остальные планеты, парящей в одиночестве под солнцем, непохожим на другие солнца. — Теперь наверх,— сказал Морран. Легенды говорили, что тропинка ведет к лестнице, лестница — на площадку, а там — Ответчик. Для них Ответчик оказался белым экраном в каменной стене. С их точки зрения, он был так прост — проще некуда. Лингман сжал трясущиеся руки. Завершался труд целой жизни: споры, выколачивание денег, долгое изучение древних легенд — и, наконец, настал час. — Помни,— сказал он Моррану,— мы будем ошеломлены. Мы и помыслить не можем, какова истина в действительности. — Я готов,— сказал Морран; глаза его сияли. — Прекрасно. Ответчик,— произнес Лингман тоненьким дрожащим голоском,— скажи нам, что такое жизнь? У них в головах зазвучал голос: — Вопрос лишен смысла. Жизнь — только одно из проявлений более общих законов. Вне этих законов она необъяснима. — Какие же законы включают в себя жизнь? — спросил Лингман. — На вопрос в такой форме нельзя ответить. Задающий его по-прежнему смотрит на жизнь со своей ограниченной точки зрения. — Тогда объясни по-своему,— вмешался Морран. — Ответчик может отвечать только на заданные вопросы,— и, произнеся это, Ответчик вновь подумал об ограничении, которое создатели наложили на него. Тишина. — Расширяется ли Вселенная? — уверенно спросил Морран. — Термин «расширение» в данном контексте неприменим. В том смысле, в каком вы понимаете Вселенную, она не более чем иллюзия. — Но хоть что-нибудь мы можем узнать? — спросил Морран. — Я могу ответить на любой корректный вопрос о природе вещей. Люди переглянулись. — Кажется, я понимаю, что он имеет в виду,— печально проговорил Лингман.— Наши главные гипотезы неверны. Все до единой. — Не может быть,— сказал Морран.— Физика, биология... — Полуправда,— ответил Лингман с усталостью в голосе.— Хоть это мы выяснили. Теперь мы знаем, что наши выводы из наблюдений неверны. — А жизнь — он и вправду знает, что такое жизнь? — Смотри,— сказал Лингман,— допустим, ты спрашиваешь: «Почему я родился под созвездием Скорпиона, под знаком Сатурна?». Я не смогу объяснить тебе это, прибегая только к понятию Зодиака. Одним Зодиаком тут не обойдешься. — Понимаю,— медленно произнес Морран.— Он не может отвечать на вопросы, оставаясь в рамках наших предположений. — Вот-вот. А изменить наши предположения он не в силах. Он может лишь ответить на корректный вопрос, но, чтобы задать его, нужны знания, которых, похоже, у нас нет. — Выходит, что мы не в состоянии даже поставить вопрос? Не верю я в это. Хоть какие-то основы мы должны знать? Морран повернулся к Ответчику. — Что такое смерть? — Это антропоморфизм. Я не могу его объяснить. — Смерть — это антропоморфизм! — воскликнул Морран, и Лингман быстро обернул с я.— Кажется, мы продвигаемся! — Может ли антропоморфизм отражать действительность? — спросил Лингман. — Все антропоморфизмы подразделяются на ложные и частично истинные в отдельных ситуациях. — Что справедливо в данном случае? — И то и другое. 92
Большего они не добились. Морран с Лингманом мучились еще несколько часов, но истина ускользала все дальше. — С ума сойти,— сказал Морран.— Эта штука знает все на свете и не может поведать нам ничего, пока мы не поставим правильно вопрос. Но откуда нам знать, как это сделать? Лингман сел на землю, прислонился к каменной стене и смежил веки. — Дикари, вот мы кто,— бормотал Морран, бегая перед Ответчиком туда и обратно.— Представьте себе первобытного человека, который приходит к ученому и спрашивает, почему солнце нельзя сбить из лука. Ученый должен объяснить это так, чтобы тот понял. Что из этого выйдет? — Ученый не станет и пытаться,— глухо сказал Лингман.— Он по вопросу поймет, насколько ограничен спрашивающий. — То-то и оно,— сердито произнес Морран.— Как объяснить бушмену, что земля вертится? Или, еще хлеще, что такое относительность? Конечно, соблюдая научную строгость. Лингман молчал, не открывая глаз. — Мы для него первобытные люди. Нет, разница гораздо больше. Как между червяком и сверхчеловеком. Червяк желает знать, как устроена грязь и откуда ее взялось так много. Ну и ну. Лингман сидел, не открывая глаз. — Идем? — спросил Морран. Руки Лингмана были стиснуты, отросшие ногти впились в ладони, щеки ввалились еще глубже. Лицо словно превратилось в маску. — Послушайте! Что с вами? Эй, послушайте... Но лишь Ответчику было ведомо, что произошло — и почему. Один на целой планете, не большой и не маленькой, на планете идеальных размеров, ждет Ответчик. Он не может помочь тем, кто приходит к нему, потому что у его знания тоже есть предел. Он умеет отвечать на вопросы, правильно поставленные. Вселенная? Жизнь? Смерть? Пурпуры? Восемнадцать? Частицы правды, полуправда, крошечные обрывки великих вопросов. Ответчик в одиночестве задает себе вопросы, верные вопросы, которые никто не может понять. Тогда как же понять ответы? Вопросы никогда не будут заданы, и Ответчик помнит теперь то, о чем знали его создатели — знали, да забыли. Чтобы поставить вопрос, нужно знать большую часть ответа. Перевел с английского
Короткие заметки «Би-Би-Си» против Шекспира Не так давно в ФРГ разбился военный самолет, пролетавший в непосредственяой близости от мюнхенского радиопередатчика пресловутой «Свободной Европы». Причиной аварии была не какая-нибудь особая злокозненность содержания передачи, а мощное электромагнитное излучение радиоантенн — оно нарушило работу бортовых электронных систем управления полетом. Это лишь частный случай одной из новейших разновидностей загрязнения окружающей среды — «электромагнитного загрязнения». Его проявления становятся все ощутимее по мере того, как, с одной стороны, создаются все новые мощные и сверхмощные источники высокочастотного радиоизлучения, а с другой — в технике приобретают все более широкое распространение сложные электронные устройства, очень к такому излучению чувствительные. Подобные помехи сказываются даже на работе телевизора — многим телезрителям хорошо знакомы полосы, пробегающие по экрану, когда поблизости идет электросварка или работает рентгеновский аппарат. Что уж говорить о сложнейших компьютерах! Очередной жертвой электромагнитного загрязнения, похоже, станет... Королевский шекспировский театр на родине поэта. Как сообщил журнал «New Scientist» A984, № 1419) в непосредственной близости от Стрэтфорда-на-Эйвоне строится новый дальний передатчик «Би-Би-Си» мощностью около 1800 киловатт с двумя дюжинами 90-метровых радиомачт. Недавно была проведена пробная передача, и, хотя она шла на пониженной мощности, этого оказалось достаточно, чтобы в театре вышел из строя компьютер, управляющий освещением сцены, и оказалась начисто стертой вся информация, которая хранилась в блоках памяти принадлежащих театру электронных пишущих машинок. Если так дело пойдет дальше и передатчик вопреки протестам театралов все-таки будет введен в действие, не придется ли театру в Стрэтфорде-на- Эйвоне вернуться к технике шекспировских времен: роли переписывать от руки, а сцену освещать горящими масляными плошками? А. ДОНСКОЙ 94
Короткие заметки Рассада для лысых Помнится, ходил одно время такой анекдот. Некий человек, облысев, поехал за границу, где знаменитый хирург за бешеные деньги подсадил ему в кожу головы, по одному, сколько-то там тысяч синтетических волос. Вернулся человек домой, на радостях выпил лишку и попал в милицию, а там ему взяли да и побрили голову... Анекдот анекдотом, но сама по себе идея пересадки волос — не синтетических, а настоящих, живых — как будто ни в чем не противоречит законам природы. Больше того, результаты последних исследований дают основания надеяться, что со временем нечто в этом роде окажется практически осуществимым. «Корень» волоса расположен в глубине кожи. Это так называемая волосяная луковица — скопление специализированных клеток, размножение которых приводит к тому, что стержень волоса выдвигается из кожи наружу — волос растет. Если же клетки луковицы по тем или иным причинам перестают размножаться, она «засыпает», а в результате берет свое естественная убыль волос, редеет шевелюра, и вскоре приходится уже изобретать хитроумные прически для маскировки недостачи. Сравнительно недавно было установлено, что размножение клеток луковицы контролируют расположенные здесь же клетки другого типа. Как сообщил журнал «New Scientist» A984, № 1426), подсаживая такие клетки в «спящие» луковицы, удалось побудить их к размножению, то есть вызвать рост волоса. Правда, эксперименты пока проведены только на крысиных усах; но уже разработана методика выращивания в культуре, вне организма, подобных клеток, взятых у человека. Что если и в самом деле подсадкой таких клеток в волосяные луковицы удастся стимулировать рост не только крысиных, но и человеческих волос? Ведь это будут не какие-нибудь там синтетические протезы, а самые натуральные, собственные волосы, и печальная судьба, постигшая героя анекдота, их обладателям грозить не будет... Л. ДМИТРИЕВ 95
Я. М. ТКАЧУ, гор. Львов: Обычный способ получения солей очень слабых кислот - нагревание их оксидов с соответствующим карбонатом, и для приготовления титанита бария можно взять смесь ТЮ> с ВаСО, (температура около 1300 С). Г. КУЛИКОВУ, Чита: Цифры 6.2 рядом со словом «яд» на этикетке медного купороса не имеют отношения к предельно допустимым концентрациям, эт(} просто указание класса и подкласса в соответствии с ГОСТоvf 19433-HI — «Грузы ядовитые»; класс 6 — токсичные вещества, подкласс 2 — нелетучие вещества. А. А. ПЕТУХ ОВУ, Ленинградская обл.: Чтобы идентифицировать малоизвестную марку старинного фарфора, свяжитесь с Государственным мужем керамики A11402, Москва, ул. Юности, 2). Е. ДМИТРУКУ, Ташкент: Когда к каждым 90 г препарата «Персоль» добавлено на заводе 5 г сульфата магния и столько же оптического отбеливателя «Белофор КБ», получается более совершенный препарат - «Персоль-2». С. АРМЕНУ, гор. Тольятти: Загустить электролит прямо в акку муляторе невозможно, это делается заранее, и во всяком случае примите во внимание, что у аккумуляторов с загущенным электролитом малый ресурс - не более 100 за ряд но-раз рядных циклов. Т. С. СЛИНЬКО. Ворошиловградская обл.: Комары без влаги не могут, и если они уж поселились в доме, то первым делом устраните все источники сырости, явные и скрытые, Н. Б. ПИЛИПЕНКО, Кривой Рог: Французские парфюмеры, как, впрочем, и все другие, своих секретов не открывают, и в данном случае «секрет фирмы» — не образное выражение, а коммерческий термин. А. Н. РАДЧЕНКО, Краснодарский край: Чтобы очистить грязный воск, положите его в эмалированную кастрюлю, залейте водой, нагрейте до расплавления воска, остудите, слейте воду, соскоблите грязь с поверхности; при необходимости повторите. Р. И. ВОСКРЕСЕНСКОЙ, Симферополь: Когда долго варят кислые плоды, то значительная часть сахарозы разлагается па глюкозу и фруктозу; менее стойкая фруктоза при хранении постепенно разрушается — и тогда может начаться так называемое глюкозное :шсахаривание, причем выпавшие кристаллы глюкозы заметно менее сладки, чем исходный сахар. Т. В. ГРИГОРЬЕВОЙ, Ленинград: Тартразин, который наряду с сахарным песком, крахмалом и эссенцией входит в состав апельсинового пудинга, ничем для здоровья не полезен, но и не вреден (что главное) — это желтый пищевой краситель. М. СТРОГИНУ, Волгоград: Сафьян, столь часто упоминаемый в старых книгах (и, кстати, использовавшийся в них для переплетов) это выделанная козловия кожа, мягкая и прочная. Н. Н. КАРПУХИНУ, Москва: Если вы обнаружили, что вкус или запах консервов изменился, выбросьте банку без раздумий. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис. 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, Г. А. Ягодин Редакция 3. Ю. Буттаев (художник), М. А. Гуревич, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебедииский (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, Г. Ш. Басыров. И. А. Ковалев, B. С. Любаров, Е. Б. Рачко, C. П. Тюнин Корректоры Л. С. Зенович. Л. Н. Лещева Сдано в набор 17.111.1ЧН5 i. TIM 1146. Подписано в печать 1У.02.14Н5 г. Бума1а 70X1 ПК II". Печать офсетнан. Усл. печ. л. N.4. Усл.-кр. отт. 757Н тыс. Уч.-щд. л. П.4. Бум. л. V Тираж ЛI К 400 эк». Цена 65 коп. Зака i 115. Ордена Трудового Красного Знамени издательство «Наука» АДРЕС РЕДАКЦИИ: I 173.33 Москва В .3.33, Ленинский проспект. 61 Телефоны для справок: 135-40-20, 135-52-24 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Соючполиграфпром* Государственного комитета СССР in» .челам издательств, полиграфии и книжной торговли 142300 г. Чехов Московской области С Издательство * Наука» «Химии и jkhjhi»». I485 96
Когда в Третьей Пунической войне римляне одолели карфагенян, что осталось от з наменитого африканского государства? Не вдаваясь глубоко в древнюю историю, скажем только, что осталось пуническое (оно же карфагенское) яблоко: так римляне называли гранат. Финикийцы, основавшие Карфаген, привезли гранат с собою из Азии; похоже, о ни не представляли себе, что такое хорошая жизнь без хорошего гранатового дерева... И в нашей стране гранат— первый среди субтропических плодов, а всего в мире собирают каждый год около миллиона тонн этих невероятно разросшихся ягод с жесткой кожурой и несъедобными семенами. Из-за чего же? Из-за прозрачной крас ной мя коти, о кружаю - щей семена. Если выжать гранат среднего качества, то примерно половина перейдет в сок, а если плод безупречен, то и все три четверти. Сок этот, как известно, кисло-сладкий: сладкий из-за глюкозы с фруктозой, кислый из-за лимонной кислоты. Это, впрочем, обычно, а удивительно то, что в гранате нет почти никаких других кислот. И поэтому из тех гранатов, что похуже, извлекают на заводах лимонную кислоту, преимущественно для медицинских надобностей. Про пользу граната для здоровья ходят легенды. Однако легенды всегда несколько преувеличивают, и в современных фармакопеях гранат не значится. Но достоинств у него немало: удачное сочетание полезных Сахаров с безвредной кислотой, витамины В, С и РР, а особенно — обилие минеральных веществ, от калия до кобальта. Все это сохра- № няется и в соке, и в экстракте (то есгь в сгущенном соке), и в приправе «нар шераб», столь популярной в Закавказье. А еще придуманы консервы — гранатовые зерна с сахаром, вроде клюквы или смородины. Правда, надо выплевывать зернышки, но мы бы смирились... Свежий гранат, в общем- то, вкуснее сока из бутылки, потому что без пастеризации сок быстро портится, а с нею приобретает оттенок вареного. Однако нагрев можно заменить добавкой сорбино- вой кислоты. Если же гранат лежит перед вами на прилавке в естественном виде — какой выбрать? При прочих равных условиях крупный плод скорее о кажется вкус ным: лучше соотношение сахара и кислоты. И вообще самый хороший гранат — тот, что созрел из первого весеннего цветка: он больше вобрал в себя солнечных лучей. В своей жесткой кожуре он отлично пролежит и до следующего цветения, несколько даже прибавив во вкусе, потому что разрушится часть дубильных веществ, придающих терпкость зернышкам граната. Между прочим: «зернышко граната» — тавтология, потому что granatus по-ла- тыни и означает «с зернами». Отсюда же и минерал гранат, и граната, и даже гренадер— рослый и крепкий солдат, приставленный к метанию названных снарядов. А пол- н ое видовое имя граната Punica granatum можно перевести и так: пуническое зернистое. За давностью лет не будем обсуждать добродетели и недостатки пунийцев, но за данный фрукт им спасибо. Р Ti
Доброе утро, станьте еще красивее! Среди рутинных бытовых задач, которые занятое человечество ежедневно решает по утрам, есть две особо важные. Через некоторое время после пробуждения сильная половина человечества приступает к бритью, а половина прекрасная — к таинственному обряду, цель которого сделать каждую представительницу прекрасного пола еще хотя бы на доли процента прекраснее. Косметологи безапелляционно утверждают, что дневной грим должен быть легким и нежным. Это первое. И второе: сначала надо умыться. Примем обе аксиомы, тем более, что о пользе и даже необходимости умывания уже рассказано в прошлом номере. Чтобы налет прекрасного продержался весь нелегкий рабочий день и не вредил при этом коже, ее следует защитить быстро впитывающимся кремом, который образует на лице надежную эмульсионную пленку. И эта рекомендация косметологов не вызывает возражений: защитными пленками покрывают бетонные и металлические конструкции, мосты и автомобили, чтобы предохранить их от атмосферных воздействий; что же говорить о нежной коже, которая еще больше нуждается в такой защите, 1 особенно в марте, с его ветрами, морозами и оттепелями, снегом и дождем, первым весенним солнцем. Когда защита создана, можно приступать к главному: слегка напудриться, слегка нарумяниться. Слегка, потому что, повторяем, грим должен быть деликатным. А еще, учат косметологи, чтобы в утренней спешке не ошибиться, не нанести ненужного штриха, необходимо хорошо изучить свое красивое лицо, многочисленные детали, подчеркивающие его красоту, и незначительные недостатки, ее скрывающие. Последние (например, не под руку будет сказано, двойной подбородок) можно и должно скрыть (спасибо законам оптики!) с помощью тонального крема, чуть. более темного, чем на всем остальном лице. Не станем вдаваться во все детали важного и ответственного дела, а остановимся лишь на одной. Поскольку глаза называют зеркалом души, считается, что они требуют особого обрамления. > t В состав любой, туши для глаз входят красители, жиры, мыло, пчелиный воск. Последнее времЗг «V стали добавлять и биологически активные вещества. Например, отечественная тушь «Пчелка» содержит \ прополис. Сравнительно недавно появились рецептуры с пленкообразующими смолами. Их используют ' для создания водостойкой туши, которая не смывается ни в дождь, ни в снегопад, ни 'в бассейне. Женщины всегда и везде хотят быть красивыми, даже в воде. И они правы. Не можем удержаться от нескольких практических советов, хотя они могут показаться тривиальными* Блондинкам идут зеленые, коричневые; синие тени и тушь, брюнеткам — темные, поскольку резкие V световые контрасты, считается, старят. Законы оптики и психологии восприятия... И законы биомеха- \ ники: чтобы рука была тверда^и-душь не попадала в глаза, локоть должен быть высоко поднят, рука 1 с щеточкой для туши^расп^^^на'Чйжзонтально. Движения^ щеточки — непременно снизу вверх и от внутреннего края глаза к внешнему.^ v «...Брови сгустились и черными ровными дугами легли над зазеленевшими глазами... Исчезли \ и желтенькие тени у висков, и две чуть заметные сеточки у наружных углов глаз. Кожа шек налилась ровным розовым цветом, лоб стал бел и чист... На тридцатилетнюю Маргариту из зеркала глядел; от природы кудрявая черноволосая женщина лет двадцати...» — писал М. А. Булгаков. Поистине дьявольская сила у этой косметики... ,N *"■* 'J /f^ti Издательство «Наука», «Химия и жизш», 1985 г., № 3 1—96 стр. Индекс 71050 Цена 65 коп.