Текст
химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР
_9_
1976
ч •
Л^Г-vv-
J4' » -■
'\1 •> л
Sib.
ЛЛ?ЙЙ'
химия и жизнь
Ежемесячный научно-популярный i
Издается с 1965 года
риал Академии и
тябрь 1976
Размышления
В. Варламов
ЖИТЬ ДОЛЬШЕ...
Проблемы и методы
современной науки
Э. А. Мельников
ЭЛЕКТРОННЫЕ ОРГАНЫ ЧУВСТВ:
электрические измерения неэлектрических величин
Ю. Андреев
РАЗВЕТВЛЕННЫЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИЕ ЦЕПИ
12
20
22
32
Элемент №..
Е. Д. Терлецкий
АЗОТ
В. Рич
ОТКРЫТИЯ ПО ВСЕМ ПРАВИЛАМ
Архив
Диалог
Технология и природа
Репортаж
ALEXANDRE MENCHICOFF, F.R.S.
Р. Вудворд
«ЕСЛИ ПУТЬ К ЦЕЛИ ОЧЕВИДЕН,
ТО К ТАКОЙ ЦЕЛИ НЕИНТЕРЕСНО ИДТИ»
А. Иорданский
КАТАСТРОФА СТАНОВИТСЯ ПРИВЫЧНОЙ
В чем причина гибели живых организмов
в северо-западной части Черного моря
О. Либкин
ХОРОШО ПОКРАШЕННЫЙ АВТОМОБИЛЬ
38
40
48
62
Технология и природа
А почему бы и нет!
И. В. Комлев 69
МУСОР:
отбросы цивилизации или новый источник сырья?
ПОЧЕМУ ТЕМПЕРАТУРА НАШЕГО ТЕЛА 36,6°С?
Л. И. Рабинович 77
ТЕПЛОВОЙ ДАТЧИК —ХРОМ
Я. В. Фрейдин, В. Г. Бочков 80
ТЕПЛОВОЙ ДАТЧИК — СТРУКТУРА ВОДЫ
Что мы едим
Т. Перстенева, О. Ольгин
АРБУЗ
Д. Белоусов
ДОМАШНИЕ КОНСЕРВЫ:
ВКУС, ЦВЕТ И ПРОЧЕЕ
83
90
К. Фламмарион 94
УДАРЫ МОЛНИИ
Отрывок из книги знаменитого астронома
и популяризатора науки
И. М. Имянитов 101
ПОНЯТНО МНОГОЕ, ЧТО КАЗАЛОСЬ
НЕОБЪЯСНИМЫМ ФЛАММАРИОНУ
*в
Учитесь переводить
Болезни и лекарства
В зарубежных лабораториях
Земля и ее обитатели
Литературные страницы
Н. П. Нестерец
КАК В АПТЕКЕ
Объемное дозирование фотореактивов
А. Л. Пумпянский
АНГЛИЙСКИЙ—ДЛЯ ХИМИКОВ
А. Л. Козловский
ЗУБНОЙ ПРОТЕЗ НА УПРУГОЙ ПОДУШКЕ
П. Катинин
ПРИВЫЧКА СВЫШЕ НАМ ДАНА
Н. А. Тушмалова
ИНФУЗОРИИ УЧАТСЯ
В. Ручинский
«Я ЗВЕРЕК И ТЫ ЗВЕРЕК...»
106
111
112
114
118
122
НА ОБЛОЖКЕ:
иллюстрация А. Астрина
и В. Бреля
к статье «Хорошо покрашенный
автомобиль*
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ: картины М. Примаченко
(к заметке «Больше удобрений»,
стр. 30)
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
СТАТИСТИКА
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ФОТОИНФОРМАЦИЯ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
СЛОВАРЬ НАУКИ
ИНФОРМАЦИЯ
КНИГИ
КОНСУЛЬТАЦИИ
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
18
30
46
50
52
60
76
104
110
125
126
128
Жить дольше.
При Секции химико-технологических
и биологических наук Президиума
АН СССР организована временная
комиссия по искусственному
увеличению видовой продолжительности
жизни человека.
«Химия и жизнь», 1975, № 4
Долголетие. Омоложение. Бессмертие.
Интерес к этой теме разгорается с возрастом.
Вспоминаются реальные долгожители — вот
они, можно с ними поздороваться, узнать
секреты удачи. А из тьмы веков иногда
доходят сообщения вовсе уж странные.
«Всех же дней .Мафусаила было
девятьсот шестьдесят девять лет; и он умер».
Говорят, будто любимый ученик
Пифагора Аполлоний Тианский в XII веке, через
полтора с лишним тысячелетия, занимался
философией и алхимией под именем Арте-
фиуса.
Кстати, Артефиус сказал: «Жалкий
глупец, неужели ты настолько наивен, что
думаешь, будто каждое наше слово следует
понимать буквально, и что мы откроем
тебе самую удивительную из тайн?»
А была ли тайна? Мы не настолько
наивны, чтобы понимать все буквально, мы про-
веряем возраст библейских старцев. Есть
сведения, что в те давние времена годом
называли лунный месяц. Если это
правильно, то соответствующий пересчет
гласит, что Мафусаил немножко не дотянул до
восьмидесяти. Ничего особенного.
Что же касается других феноменов
«бессмертия», так мало ли выдумок на белом
свете? Трезвый практический ум говорит:
этого не может быть. Хотя не менее
трезвый ум позволил ученому и фантасту
Артуру Кларку включить пункт «достижение
личного бессмертия» в перечень грядущих
успехов науки.
Наука может все. Кроме одного.
Нарушить законы природы она не может.
Очевидно, надо вспомнить, что жизнь, несмотря
иа ее уникальность, всего лишь часть нашего
мира, существующего по единым принципам.
Это отнюдь не значит, что жизнь можно
целиком «свести» к чему-то более общему:
у нее есть и свои собственные законы,
отсутствующие в других частях мира, но не
противоречащие принципам, объединяющим все,
что вокруг нас.
Поэтому в следующей главе жизни не
будет. Будут скучные рассуждения, увы,
необходимые для того, чтобы расставить
все по местам.
ОБЪЕКТ ПОЧТИ
НЕ ВИДЕН
Суровая наука термодинамика имеет свой
взгляд на вещи, узкий и специфический. Все
в мире — не что иное, как системы, без
внешности, цвета и индивидуальности. И
занимаются они лишь преобразованием
энергии.
Любимый объект классической
термодинамики — изолированные системы.
Количество энергии в них постоянно: деться ей
некуда. Свободная энергия неуклонно
убывает и столь же неуклонно нарастает
бездеятельная энтропия. Потом все затухает.
Когда это случится? Может, через минуту,
может, через миллиард лет. Илн никогда.
Время в данном случае не имеет значения.
Главное — направление изменений энергии.
А когда изменения кончаются, время вообще
"теряет смысл.
Во времени существуют «нечистые»
закрытые системы, изучаемые неклассической
А
к;
время существования системы
1
Удельно* т«пловыд«л«ни«
открытой системы
термодинамикой. Они 'могут обмениваться
энергией с внешним миром: на входе
порция свободной энергии, на выходе
энтропия, например в виде тепла. Это уже
удобно наблюдать.
Вот объект, пребывающий в
термодинамическом равновесии со средой, получил
порцию свободной энергии. На выходе можно
замерить всплеск тепла, нисходящий к нулю:
система вернулась к равновесию. Согласно
принципу Ле Шателье в его первоначальной
формулировке, любая закрытая
физико-химическая система, выведенная из
термодинамического равновесия, перестраивается
таким образом, чтобы возвратиться к
равновесию.
Система может быть и открытой. Она
обменивается с внешним миром не только
энергией, но и веществом. Но принцип
остается в силе.
Все системы ведут себя одинаково:
преобразуют свободную энергию в энтропию,
во исполнение второго начала
термодинамики. Стремятся к равновесию с
окружающей средой. Современная формулировка
принципа Ле Шателье гласит: «Система
стремится нейтрализовать внешнее
воздействие». Любая система и любое
воздействие.
4
Воздействие может быть непрерывным.
Естественно, что система будет отбиваться
от него, стремясь к покою. В этом случае
мы вправе ожидать на выходе непрерывный
поток обесцененной энергии^ система
старается вернуться к равновесию со средой,
но ее иасильио удерживает в
неестественном для нее стационарном состоянии
разность между равновесием и «высотой», на
которую система забралась вопреки своему
хотению. Это изображено на рис. 1
линией А.
Бельгийский ученый И. Пригожий, много
занимавшийся стационарным состоянием
открытых систем, показал, что вариант А
допустим лишь при одном условии: если
система ие меняется во времени. Но все
реальные системы существуют во времени,
в иих свободная энергия, стремящаяся
перейти в энтропию, обеспечивает какие-то
физико-химические процессы, изменяющие
систему.
Согласно теореме Пригожина, «изменение
во времени открытой системы,
приближающейся к устойчиво стационарному
состоянию, происходит всегда в направлении,
которое вызвано ослаблением
термодинамической силы». Напор энергии (и вещества)
через такую систему ослабевает со временем,
согласно линии Б на рис. 1.
Мы склоииы относиться к законам
природы с некоторой долей субъективизма. Вот
первое начало термодинамики — закон
сохранения энергии. Хороший закон. От него
веет спокойствием и уверенностью: что бы
ни случилось, общее .количество энергии
останется неизменным. Но ои же бездеятелен,
этот закон!
Второе начало таит в себе нечто
роковое: как ии крутись, запасы свободной
энергии тают. В любом процессе растет
энтропия, «плата за работу». И ничего не
попишешь, процесс спонтанный. Но ведь
процесс же! Всюду, где образуется
энтропия, происходят изменения, возникает
что-то, чего раньше не было. Принцип
энтропии дарит миру развитие, эволюцию.
Получается, что первый закон — так себе, а
второй — очень даже хороший и, пожалуй,
главнее первого, поскольку он, второй
закон, деятелен.
Вот и все. А теперь, обновив в памяти эти
простые истины, вернемся к жизни.
С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ЗАКОНА
Возьмем что-ннбудь живое. Например,
мышонка. Можно долго рассказывать о
невообразимой сложности данного организма.
Он напичкан рефлексами и реакциями,
самовоспроизводится по тончайшей программе
и кое-что соображает. Объект неисчерпаем
и ослепляет своей многогранностью. Но
стоит нацепить на нос защитные
«термодинамические» светофильтры — и
многогранность исчезнет.
Перед нами всего лишь открытая система.
На входе — свободная энергия. На выходе,
естественно, энтропия. Поскольку вход и
выход сбалансированы, можно замерить
интенсивность этого потока по удельному
тепловыделению. Если система в покое, не
пищит и не кусается, мы получим цифру
основного обмена. Из таких цифр,
собранных на протяжении мышиной жизни,
получится кривая... изображенная линией Б иа
рис. 1.
И человек, кладезь мудрости, горннло
страстей, не нарушает закономерность,
обязательную и для мышонка, и для неживых
систем. Вот яйцеклетка с задатками Homo
sapiens, дотоле пребывавшая в относительно
закрытом и равновесном состоянии,
превращается в открытую систему. Поток
энергии нарастает. Кривая взлетает вверх. В
момент рождения младенец выделяет уже по
50 ккал на килограмм веса в сутки.
Недоношенные дети, как и положено, менее
пышут жаром, они появились на свет на более
раннем участке кривой. Тепловыделение
продолжает расти примерно до года жизни,
составляя на пике 55—60 ккал/кг в сутки.
Достижение этого пика — переломное
событие для крошечного человечка. Недаром
педиатры выделяют первый год жизни в
особый период: больше всего опасностей
подстерегают юную систему, пока она
карабкается по крутому склону кривой вдалеке
от термодинамического равновесия со
средой. Сколько сложнейших механизмов надо
развить, чтобы наладить бесперебойный
приток энергии! Но это еще полдела.
Притекающая свободная энергия неумолимо
превращается в тепло. Его нужно убрать с
наименьшей травмой. Стоит где-нибудь
оплошать, и тепловой хаос низвергнет систему
к нулю.
5
время
Наконец, вершина взята: дитя подросло.
И тут же начинается медленный спуск по
тропинке длиной в жизнь. Спуск вовсе не
такой гладкий, как выглядит на рис. 1,
отображающем поведение основного обмена:
энергопоток колеблется. На нем отражаются
суточные и сезонные изменения, радости и
печали, работа... Бывают всплески и
покрупнее: ранения, беременность, попытки
омоложения. И на генеральную линию
налагаются частные колебания (рис. 2).
Каждый камушек на энергетической
тропинке жизни надо преодолеть, если это по
силам^. Одни из них оказывается
последним, неодолимым. И тропа кончается. Судя
по рисунку, жизиь человеческую можно
разделить на два этапа: становление системы —
пока оиа карабкается вверх, и старение —
от пика до пропасти. Под старением здесь
понимается снижение интенсивности энерго-
обмеиа.
Комиссия специалистов при ООН
заключила, что основной обмен у взрослого
человека каждые десять лет падает на 7,5%.
Американцы придерживаются цифры 5%,
англичане — около 3%. Так или иначе, ио
к 70 годам основной обмен снижается в
среднем на 60%.
Есть и другие перемены в организме.
С одной стороны, развиваются все новые
приспособления, элементы, реакции для
более полного противостояния внешним
условиям. С другой стороны, часть из них
теряется. Система совершенствуется и скудеет
одновременно.
Вот примеры. Дети болеют бурно, кратко
и «целиком». Они еще сохранили силу и
бедность малодифференцнрованных реакций,
отвечают на каверзы среды громко, но
неразборчиво. Старики болеют вяло,
длительно н «по частям». Их ответ
конкретизирован, но не громок. Молодость
способна выполнить — довольно скверно —
любое поручение. Старость скорее всего
откажется: не наше это дело, и переучиваться
снл нет. Любой безобидный камушек на
тропинке жизни, который система раньше
перепрыгнула бы играючи, может стать
роковым.
КАК НА РОДУ НАПИСАНО
Сколько жить человеку? Странный вопрос.
Чем дольше — тем лучше. Однако
вообразите, что мы получили разрешение
побеседовать об этом с самой эволюцией. Что мы
можем у нее попросить?
Высокая договаривающаяся сторона не
склонна вникать в личные желания. Ее
интересует устойчивость популяции. Когда
убыль больше прироста — плохо дело.
Наоборот — хорошо. Если в меру,
конечно. Итак, сколько нам надо прожить,
чтобы для человеческой популяции было
хорошо?
Женщина может способствовать
интересам популяции в среднем до 45 лет. Плюс
какой-то срок на воспитание последнего
ребенка, до его повзрослеиия. Этого с лнхвой
хватает высокоорганизованным Животным.
Но мы — люди. Одно из многочисленных
определений гласит, что человек — суть
животное, знающее, кто его бабушка и
дедушка: мы ввели в правило передачу
жизненного опыта через голову ближайшего
поколения. Такое «перекрытие» безусловно
полезно для популяции. Или было полезно на
протяжении тысячелетий. Сейчас «институт
бабушек» уступает место сети дошкольных
и учебных заведений и вездесущему
голубому экрану. Торгуясь с эволюцией,
невыгодно посвящать ее в эти тонкости.
По справедливости, эволюция, вероятно,
может нам выделить что-то около восьми-
6
десяти лет жизни — время, необходимое
для воспитания первой внучки, дочери
нашего последнего ребенка. (Кстати, эволюция
полагает, что мужские особи, ие столь
ответственные в делах популяции, могут жить
поменьше).
Хорошо, что па самом деле разговаривать
не с кем: эволюция не нажимает по
хронометру роковую красную кнопку в нашем
организме. Сделал — не сделал свое дело
в смысле популяции, устраивайся,
насколько позволяют уровень развития общества и
твои личные качества. Можно прожить и
сто лет, и полтораста...
В эпоху феодализма человек жил в
среднем 21 год. В XIX веке — 34 года. Вот
цифры по нашей стране: 1896—1897 гг.—
32 года, 1955—1956 — 67 лет, 1963—1964-
70 лет. Представляете, как после этого
огорчительно прочесть в современной книге
такие строки: «...достижения медицины
позволили до настоящего времени продлить
жизнь многих людей, но не продлили
длительность человеческой жизни». Что это за
демографические новости?
Обратимся к статистике, настроившей
было нас на оптимистический лад. На
рис. 3 показана смертность по возрастам.
Между темной и светлой кривой
разрыв в111 лет. Срок немалый. Что же
изменилось? Меньше стали умирать дети. Все
больше людей доживает до преклонных лет.
Это заслуга социального развития,
профилактической и лечебной медицины. Но
роковой предел не отступил: пик смертности,
как и раньше, приходится па знакомый уже
возраст Мафусаила — около 80 лет.
Национальный центр статистики здоровья
США подсчитал, что ликвидация
сердечнососудистых болезней продлит жизнь
американцев лишь иа 6—7 лет. Уничтожение
раковых заболеваний и того меньше — на 1,5
года. Это ие может существенно изменить
ход кривой (рис. 3), наглядно
свидетельствующей о видовом сроке человеческой
жизни. Неужели эволюция умудрилась-таки
вмонтировать нам свой выключатель?
Теории старения (а их больше двухсот)
довольно часто занимались поиском
«выключателя», поиском роковой кнопки.
Глядишь, выясняется, что какая-нибудь
железа, вроде бы и не очень заметная,
связана почти со всеми изменениями старею-
аозраст
1
Человеческая смертность по возрастам
а XIX и XX нки
щего организма. Вот она, первопричина!
Л сосед занимается нервными клетками.
С возрастом в них происходит пигментная
атрофия. Без мозга не проживешь. Тоже
все ясно.
Возникает плодотворная дискуссия, и
оказывается, что ясно не все. Каждый
исследователь прав лишь отчасти. Нет
выключателя! Есть лишь однонаправленное
развитие сложнейшей системы под названием
организм, где все части взаимодействуют,
обусловливая старение. Иногда приходится
читать, будто старость — это болезнь и ее
можно лечить. Лечить-то можно... Можно и
необходимо лечить больного старого
человека от конкретных заболеваний. Но
устранить саму старость, наделить дедушку
физическим состоянием внука...
ЗАМЕДЛИТЬ СТАРЕНИЕ
Интересно устроен человек. Вот мы
доказали, что есть вполне реальные сроки жизни.
А потом читаем очередную легенду «из
тьмы веков». Читаем и комментируем про
себя.
Некий Танасвиджи, мудрец по профессии,
прожил 186 лет. Ну и что? Просто повезло
мудрецу. Он дважды омолаживался.
Странно, что помер. Видно, не перенес третьего
омоложения — процедуры, по его рассказу,
7
весьма тяжелой. Как жаль, что он
умалчивает о методике, ведь это же интересно и
полезно знать. В своих странствиях по
Гималаям Танасвиджи будто бы повстречал
старика, пришедшего туда... 5000 лет нл-
зад. Старик не знал новых языков и
объяснялся исключительно на санскрите. Пять
тысяч лет! Вот уж этого никак не может
быть.
Однако законы статистики отнюдь не
исключают зажившегося старичка. Просто он
весьма маловероятен. И законы
термодинамики, обязательные для живых систем,
смотрят на гималайского старца сквозь
пальцы. Он же не нарушает! В каждой
системе свой отсчет времени — по величине
изменений, по интенсивности развития.
Людовик И Венгерский в двадцать лет
помер с признаками глубокой старости. Гете
на девятом десятке выглядел как юноша.
Англичанин Томас Парр в 105 лет был
подвергнут церковному покаянию за
незаконное сожительство, в 120 лет очередной раз
женился, в 152 года умер от случайного
переедания. Великий Гарвен на вскрытии не
нашел серьезных старческих изменений в
его организме.
Но время необратимо. Пока гималайский
старец стареет — все в порядке: нельзя
лишь останавливаться или идти вспять.
История сохранила память о множестве
попыток «задержаться в пути». Попыток
наивных, грустных или жестоких Надгробная
плита донесла до нас хвастливые слова
древнего римлянина, прожившего сто с
лишним лет «благодаря дыханию юных
женщин». Хорошо, если это был просто
веселый гражданин, душа общества, любимец
дам. Бывало и по-другому. Сказка о Синен
Бороде возникла не на пустом месте.
Людовик XI, герцог Альба, Генрих IV, какие-то
кардиналы, говорят, тщетно пытались
продлить свое людоедское существование
кровью детей.
Лет двадцать назад в магазинах
неожиданно исчезла сода. Планирующие органы
не могли предусмотреть, что О. Лепешин-
ская придет к выводу о снижении
проницаемости клеточных оболочек по мере
старения. Вот он, таинственный выключатель
жизни! Проницаемость, кажется,
восстанавливается в содовом растворе.
Неведомыми путями хрупкая идея проникла в массы.
8
Результат был молниеносен. Массы, в
основном женские, купались в соде, посыпали
себя содой, плакали, но пили соду до
полного изумления — кому стареть-то охота!
Потом, естественно, мода нриувяла в силу
бесперспективности занятия.
С древних времен и по сей день считают,
что чем активнее и разностороннее живет
человек, тем медленнее он стареет. Это, так
сказать, личное дело каждого.
Есть и другой способ. Он в руках
общества: социальные условия могут удлинить
тропинку. В Древнем Риме сорокалетнего
считали стариком. Теперь, согласно
последней классификации геронтологов, человека
в возрасте 60—74 года следует считать
пожилым, с 75 лет старым, и только — с 90 —
долгожителем.
Но человечество по-прежнему упирается
в видовой предел жизни, его не могут
перешагнуть ни моложавые йоги, погруженные
в духовное совершенство, пи грузные
эксчемпионы, ни всесторонне развитые
интеллектуалы, ни косные старушки. Неприятное
положение: за стеной цивилизации
беспомощно топчется естественный отбор, а
внутри люди умирают «как на роду написано».
Как отодвинуть старость и смерть для
младенцев и мафусаилов, гениев и боксеров
не на годы, а... в значительной мере?
«МУХА ПО ПОЛЮ ПОШЛА...»
Геронтологнческая группа Института общей
генетики АН СССР занимает две маленькие
комнатки. В комнатках — штабеля
стеклянных банок. В банках — мухи, юные
непоседы и маститые старцы с подержанными
крыльями. На стене призыв: «Упустил
муху - поймай две!»
Руководитель группы, кандидат
биологических наук Лев Владимирович Комаров
говорит: «Благодаря социальному прогрессу
и улучшению медицинского обслуживания
средняя продолжительность жизни уже
близка к видовому сроку. Последние
демографические исследования выявили не
повышение, а снижение средней
продолжительности предстоящей жизни на год для
людей от 20 до 50 лет.
Стало ясно, что новые способы лечения
болезней не внесут в жизнь стариков
радикальных перемен, поскольку борьба ведется
со следствием, а не с причиной: старость
и
10+50
VI
5+25
■-сунцииатдегидрогеиаза
fla-нетоглутаратдегидрогеиаза
кцитохромонсндаза
-малатдегидрогемаза
-изоцитратдегидрогеиаза
киируоатдегидрогеиаза
нериод i
созреоаннлТ
зрелость старость
оозраст достижении зрелости
Изменения ферментной активности ■ организме
все равно уже наступила. Значит,
традиционный путь во многом исчерпал себя.
Новое биологическое направление в
геронтологии принципиально отличается от
традиционного тем, что ставит своей задачей
искусственное изменение самих видовых
сроков наступления старости и смерти. Нужно
удлинить не старческий, а зрелый период,
что отодвинет продолжительность жизни
далеко за существующие пределы».
Природа, хранительница тайн, нет-нет да
и проговорится о такой возможности.
Например, у пчел, муравьев, термитов рабочие
особи живут несколько недель, а матки —
в 20—30 раз дольше. Рабочие пчелы,
выведенные осенью, живут гораздо дольше, чем
их коллеги из весеннего выплода. Если
погибает матка — жизнь рабочих особей
увеличивается в 5—6 раз. Кровососущий клещ
из Средней Азии обычно управляется с
житейскими делами за 1—2 месяца. Но если
ему не повезет с кровососанием — что ж. он
будет вынужден сохранять активность
8—12 лет. Короче говоря, природа в
нужных случаях умеет менять видовые сроки
жизни в широком диапазоне. Скажем, в
десятки раз.
Памятуя о биохимической общности
живого, можно предположить, что природа не
слишком щедра иа разнообразие способов,
замедляющих время в термодинамической
системе. А так как выключателя жизни все-
таки нет, приходится исследовать
взаимодействие множества реакций,
обусловливающих то или иное изменение системы.
Например, известно, что количество или
активность ферментов в организме
меняется с возрастом. В частности, группа де-
гидрогеназ, катализирующих реакции
отщепления водорода от субстрата, ведет себя
по ходу жизни согласно рис. 4. Для
большей наглядности примем эффективность этих
ферментов по достижении зрелости за 100%.
Тогда к старости она изменится
нежелательным веером (рис. 5). Естественно
полагать, что в живом теле все эти ферменты
как-то влияют на деятельность друг друга.
Значит, меняя концентрацию одного из них,
можно повлиять и на соседей, чтобы
возвратить их к наиболее желательному
стабильному состоянию. В идеале такое
состояние изображено на рис. 6.
Как бы все было просто, если бы на
минуту забыть, что данная группочка
ферментов лишь частица необычайно сложного
организма, в котором все завязано в единый
огромный узел. Но поскольку иного не
дано, приходится распутывать узел по
ниточке.
Разумеется, наиболее заманчиво потянуть
за генетическую нитонку — исправить в ге-
Игменення концентрации ферментов
(зрелость — 100%)
с воэрестом
57% [ а-нетоглутаратдеш-
дрогеназа]
1% [нируоатдегидрогеназа]
4%(шолромоисидаза]
12% [изоцитратдегидрогеиаза]
04% [ сунцматдетдроге-
наза]
1% [малатдегидрогеиаза]
■ернод I зрелость старость
созреяамя |
юзраст достижения зрелости
9
55 +
1 VI
J.5Q
IV
1 V'^ "
4-25 ^
1 'i'^-—-*^_
j ,^^
f
=4=
=F
Ik
jp
старость
нернод i зрелость
созревайнл |
юзраст достижения зрелости
«Идеальные» концентрации ферментов
иетической программе то, что «на роду
написано». Например, удалось сдвинуть срок
жизни мышей, заменив один-единственный
ген. Две половинки червя дали потомков
с разной продолжительностью жизни:
«головные» — 35 дней, три линии
«хвостовых»— 63,5, 77 и 115 дней. Уже выведены
линии мышей и насекомых, живущих в 2—3
раза дольше обычного. Эти и многие
другие эксперименты, проведенные в разных
лабораториях разных стран, подтверждают
возможность исправления программной
«записи».
Увы, не каждый метод приемлем для че
ловека. Не для того мы вышли из-под власти
естественного отбора, чтобы за ни маться
искусственным отбором расы долгожителей.
За пределы- видового срока должна
шагнуть не элита суперменов с тяжелой
челюстью (кстати, гении обычно ие могут
похвастаться долгожительством), а вся
многоликая человеческая популяция.
Может, в таком случае воздействовать на
обменные процессы? В опытах профессора
В. Н. Никитина изменен видовой срок
жизни (чуть ли ие в два раза!) при частичном
голодании лабораторных животных.
Возникающие при этом мягкие перемены в
соотношении гормонов препятствуют организму
во-время проскакивать положенные этапы
развития. И животное, вначале слегка
отстав в развитии от собратьев, потом
нагоняет их. И вот когда контрольные особи
погибают в свой срок, подопытный зверек не
только сохраняет бодрость и аппетит, но и
продолжает плодиться. Оказывается,
разумная диета, если применять ее с
младенчества, помимо сохранения фигуры и
здоровья еще и ломает видовой барьер жизни.
В лаборатории Л. В. Комарова
исследуют влияние нескольких веществ на ход
обменных процессов. Эти вещества так
обыденны, что не стоит их перечислять,
памятуя историю с содой. Тем более, что
исследования эти биологические, а не
клинические.
Лучше рассказать о другом эксперименте,
поставленном в этой же лаборатории.
Тысячу девственных самцов комнатной мухи
одинакового возраста рассадили по 8—10
штук в чашки Петри. Всех обеспечили
сахарным сиропом и водой. Опытные чашки
поместили в постоянное магнитное поле —
на южную ветвь подковообразных
магнитов Потом зафиксировали
напряженность поля в различных точках чашки.
Контрольных мух убрали подальше. И
начали считать. Живых и дохлых, день за
днем.
В подобных случаях обычно сравнивают
среднюю продолжительность жизни особей
в контроле и опыте. Но даже серьезное
увеличение жизни под влиянием того или иного
воздействия еще не означает, что изменился
видовой срок жизни. Вспомните пример
человеческой популяции на рис. 3. Такой
«мафусаилов пик» и использовали при оценке
результатов эксперимента. (Лишь 0,008%
граждан Советского Союза доживают до
100 лет. Этот возраст и принят за «потолок»
видового срока жизни.)
В контрольной группе наибольшая
продолжительность жизни насекомых составила
60 суток.. Следовательно, мушиными
Мафусаилами можно считать особей, переживших
0,8 от 60, то есть 48 суток. Только такие
мухи попали в дальнейшие расчеты. И
расчеты эти, с достоверностью различия 0,95,
показали, что «нормальные» шестиногие
мафусаилы должны завидовать ровесникам,
разгуливающим по магнитному полю: тем
суждено было прожить в среднем fca 73%
дольше контрольных. А максимальная про-
ю
должительность жизни в опытной группе
вместо 60 суток составила 78.
— Ну и что? — скажет скептик, на
всякий случай переставляя свою кровать вдоль
силовых линий геомагнитного поля. Вряд ли
стоит утверждать, что таким способом
можно продлить человеческую жизнь со 100 до
130 лет. Но этот эксперимент, как и
множество других, свидетельствует, что видовой
срок жизни не есть что-то незыблемое.
СОВМЕСТНЫЕ УСИЛИЯ
Доклад Льва Владимировича Комарова
«Проблемы искусственного отдаления
видовых сроков наступления старости и смерти»
был заслушан на Секции
химико-технологических и биологических наук Президиума
АН СССР. Составлен координационный план
работ. В работах по проекту «Долголетие»
согласились принять участие множество
специалистов, коллективы институтов
АН СССР, АМН СССР, университетов...
В США организовано научное общество
«American Aging Association», ставящее своей
целью разработку средств для
искусственного увеличения продолжительности жизни.
В информационном листке общества
говорится: «Главной причиной, заставившей
ускорить организацию общества, является
тот факт, что мы находимся уже вблизи
практического предела наших возможностей
увеличить продолжительность жизни
посредством традиционных биомедицинских
исследований, ориентированных на лечение
болезней: средняя продолжительность
жизни остается на одном и том же уровне в
70 лет с середины 50-х годов. Единственной
неиспользованной возможностью увеличить
среднюю продолжительность жизни остается
замедление процессов старения».
Проблема выходит за рамки исследований
в отдельных странах: популяция Homo
sapiens все-таки едина, и забота о
долголетии должна быть всеобщей. Ныне
организуется Международное общество для
согласования усилий по увеличению видовой
продолжительности жизии людей. Почетный
президент этого общества — иностранный
член АН СССР Лайнус Полинг задачу
продления зрелого периода жизии человека по
ее важности ставит на второе место после
задачи борьбы за мир и разоружение.
Будем надеяться, что предсказанный
экспертами «химический контроль над
старением, продлевающий жизнь на 50 лет»,
вскоре станет реальностью.
— Лев Владимирович, — спросил я
Комарова, ■— а как вы относитесь к идее
«эликсира молодости»? Можно ли повернуть
процесс вспять?
— А почему бы и нет? •— ответил он. —
Конечно, вспять ие до яйцеклетки, а в
разумных пределах, к зрелости, к началу
старения.
«Где начало того конца, которым
оканчивается начало?» — философски подумал я,
ощутив зловещее потрескивание устоев
термодинамической концепции.
Нет ли в этой концепции чрезмерных
стараний объяснить жизнь, высшую форму
движения материи, через низменные
физико-химические закономерности?
В словах опытного геронтолога звучала
убежденность — результат четвертьвековой
работы над проблемой. Если
нежелательный процесс можно замедлить, почему его
нельзя повернуть? Если одиночные
биохимические реакции обратимы, почему не могут
быть обратимыми комплексы этих реакций
и развитие комплекса комплексов —
организма?
Но исчерпывается ли развитие организма
биохимическими реакциями?
В научно-популярной статье желательно
излагать бесспорные, окончательные истины.
Например: Волга впадает в Каспийское
море. Тогда и автор безгрешен, и читателю
думать не надо. Но можно ли представить
себе науку, в которой все ясно, не о чем
думать и спорить? Словно живое существо
она полна противоречий и потому
развивается и будет развиваться, пока жив
человек. А жить человеку — нестареющему
или молодеющему — предстоит долго, очень
долго. Если, конечно, мы постараемся. Все
сообща.
В. ВАРЛАМОВ
U
Проблемы и методы
современной науки
Электронные
органы чувств:
электрические измерения
неэлектрических величин
Э. А. МЕЛЬНИКОВ
С измерениями мы сталкиваемся
повседневно— покупаем ли кило мяса,
пол-литра молока или два метра
ткани. Измерения такого рода
весьма наглядны: покупаемый товар
просто отмеривается с помощью
эталона массы, объема или длины.
Несколько сложнее обстоит дело,
когда нам нужно измерить, скажем,
температуру. Температура
определяется средней кинетической
энергией молекул, которую мы не в
состоянии измерить непосредственно, и
поэтому приходится прибегать к
косвенным методам. А именно
использовать способность тел (например,
ртути) расширяться при нагревании.
Хорошо, однако, что для
измерения температуры тела достаточно
термометра, отсчитывающего
десятые доли градуса в узком интервале.
Потому что если бы перед нами
возникла необходимость.измерять с
помощью ртутного термометра
температуру в интервале хотя бы от О
до 100°С с точностью 0,005°, то
длина его капилляра дожна была бы
составлять около двадцати метров.
А что делать, если нужно измерять:
температуру расплавленного
металла и сжиженного газа...
температуру объекта,
находящегося в космосе или скрытого под
многокилометровым слоем воды или
земли...
изменения температуры,
происходящие в тысячные доли секунды
во время химической реакции?
Задачи такого рода непрерывно
возникают перед наукой и техникой...
Причем измерять приходится не
только температуру, но и множество
других физико-химических
характеристик систем и объектов: скажем,
концентрацию того или иного
вещества в сложной смеси или
электропроводность раствора, дипольный
момент молекулы или энергию
элементарной частицы, состав
желудочного сока или электрический
потенциал клеточной мембраны.,.
коль видит око...
Когда мы видим, как стрелка
какого-либо измерительного прибора
останавливается на определенном
делении, мы сами, по сути дела,
тоже занимаемся измерением. В
сетчатке глаза происходят сложные
биохимические процессы, в
результате которых возникают нервные
импульсы, передаваемые" в мозг по
нервным волокнам, а мозг
перерабатывает получаемую информацию
и формирует тот или иной образ.
То есть процес восприятия — не
только света, но и запаха, звука,
вкуса — включает в себя три звена.
Первое звено непосредственно
реагирует на раздражитель (свет, запах,
звук, вкусовое ощущение) и рождает
сигнал — непрерывный импульс; эту
функцию выполняют специальные
датчики-преобразователи,
сформировавшиеся в ходе эволюции и
называемые рецепторами. Во втором
звене происходит передача сигнала, а
подчас и его предварительная
обработка— усиление, освобождение от
помех. Третье звено выполняет
самую ответственную часть работы —
окончательный анализ сигнала, в
результате чего и возникает то или
иное ощущение.
13
Даже самое простое
измерительное устройство — скажем, тот же
термометр — содержит все три
перечисленных элемента. Баллончик со
ртутью выполняет роль
датчика-преобразователя; капилляр —
проводника сигнала; шкала позволяет
оценить результат измерения. Столь же
простое устройство, связанное с
непосредственным преобразованием
измеряемых параметров в
механическое движение стрелок указателей,
имели и другие приборы, верой и
правдой служившие науке и
технике прошлого, — весы и манометры,
анемометры и счетчики оборотов...
Но возможности измерительных
устройств такого рода весьма
ограничены. Они раз и навсегда
настроены на определенный интервал
измерений; их чувствительность
ограничена; они
инерционны—срабатывают порой со значительным
опозданием и не позволяют следить за
быстрыми изменениями измеряемой
величины; с их помощью
невозможно обрабатывать информацию и
выдавать ее в максимально удобном
виде; механические измерительные
устройства не позволяют
производить наблюдения на расстоянии.
Наконец, с их помощью можно
измерить далеко не все величины,
которые следовало бы уметь измерять.
Всех этих недостатков лишены
устройства, в которых измеряемый
параметр сначала преобразуется в
электрический сигнал. Такой сигнал
можно затем передавать на любые
расстояния по проводам или без
оных; его можно усиливать, преоб*
разовывать; от него можно
отсеивать любые помехи, а результат
можно выдавать в любом удобном
для дальнейшего использования
виде— в виде цифр на световом
индикаторе или ленте печатающего
устройства, в виде графика на ленте
самописца или кривой на экране
осциллографа; его можно
преобразовать и в движение стрелки
указателя обычного типа, а можно
превратить в ряд импульсов, вводимых
непосредственно в запоминающее
устройство электронно-вычислительной
машины...
ПРЕОБРАЗОВАНИЕ В СИГНАЛ
Специалисты по современной
измерительной технике могли бы
сказать: дайте нам метод
преобразования неэлектрпческой величины в
электрическую, и мы возьмемся
измерить что угодно, за исключением,
разве, промысла божьего...
Действительно, если есть
некоторая величина, которую необходимо
измерить, то первая и важнейшая
задача, требующая решения,
заключается в том, чтобы найти такое
явление, которое позволило бы
однозначно связать изменения
параметра с изменением электрических
характеристик датчика сигнала.
Например, если нужно измерить
температуру, то можно
воспользоваться зависимостью сопротивления
проводников от этого параметра;
пропорционально же сопротивлению
меняется ток. Можно
воспользоваться способностью пары металлов
рождать при нагревании э. д. с,
зависящую от температуры. Можно
воспользоваться зависимостью
яркости раскаленного тела от его
температуры; свечение можно с
помощью фотоэлемента тоже
преобразовать в электрический сигнал. На
основе этих явлений созданы
термометры сопротивления, термопары,
пирометры, способные измерять
любую температуру, с которой человек
сталкивается в своей практике.
А вот пример решения несколько
более сложной задачи. Допустим,
нам надлежит измерить
концентрацию ионов в растворе. Как
преобразовать эту величину в электрический
сигнал? Вспомним, что раствор,
содержащий ионы, электропроводен,
причем величина
электропроводности зависит от концентрации ионов.
Значит, если опустить в раствор два
инертных электрода и подать на них
напряжение, то в зависимости от
14
первый трансформатор
входная обмотна
второй трансформатор
выходная обмотка
Схема трансформаторного кондуктометрмческого
датчика, позволяющего определять концентрацию
ноноа бе» непосредственного контакта с раствором
концентрации будет меняться
сопротивление цепи и соответственно ток.
Получился датчик, называемый кон-
дуктометрическим.
Однако столь простая схема
далеко не всегда годится. Дело в том,
что иногда среда столь агрессивна,
что в нее нельзя опустить
электроды— они начнут растворяться;
кроме того, порой могут вредить
электрохимические процессы,
протекающие на электродах при пропускании
тока. Можно ли придумать метод,
позволяющий -преобразовать
концентрацию ионов в электрический
сигнал, не вступая в непосредственный
контакт с раствором?
На первый взгляд такая
постановка задачи кажется абсурдной. И тем
не менее создать такой датчик
можно. Возьмем замкнутую стеклянную
трубку с входным и выходным
патрубками, через которые течет с
определенной скоростью
электропроводный раствор. А затем соединим это
кольцо с сердечниками двух
трансформаторов, каждый из которых
имеет по одной обмотке (рис. 1). Ес-
тон раствора
ли в обмотку одного
трансформатора подавать переменный ток, то он
породит в электропроводном
растворе, выполняющем роль вторичной
обмотки, э. д. с; в свою очередь
кольцо электропроводного раствора
выполняет роль первичной обмотки
второго трансформатора, что
приводит к появлению э. д. с. £.его
вторичной обмотке. Последняя э. д. с.
зависит от электропроводности
раствора, то есть в конечном счете от
концентрации содержащихся в нем
ионов. Получился так называемый
трансформаторный датчик, с
помощью которого можно измерять
концентрации ионов даже в самых
химически агрессивных растворах.
В трансформаторном датчике,
чтобы связать неэлектрическую
величину — концентрацию ионов — с
электрическим сигналом, пришлось
использовать две ступени
преобразования. Но это не самая сложная
схема. Например, на рис. 2
изображена схема так называемого опто-
акустического газоанализатора,
позволяющего измерять содержание
в газовой смеси тех или иных
компонентов.
Прерывистый свет проходит через
две прозрачные стеклянные камеры,
одна из которых заполнена эталон-
15
Д1СН
с оперстнямн
газовая смесь
мембрана
конденсаторный
минрофои
■тора
намеряемой шепичины
нои смесью газов, а через вторую
пропускается анализируемая
газовая смесь. Если в проточной камере
содержание одного из компонентов
меняется, то в инфракрасной
области спектра в этой камере будет
поглощаться больше пли меньше
лучистой энергии; последующие фильтры
позволяют выделить участок
спектра, в котором происходят
специфические изменения интенсивности
Далее оба пучка света попадают в
лучеприемнпк, где поглощаются
газом; если их интенсивности равны,
то находящаяся между лучеприем-
никами мембрана останется
неподвижной, а если интенсивности
становятся различными (что
происходит, когда концентрация одного из
компонентов смеси меняется), то
мембрана выгибается в ту или иную
сторону. Но эта же мембрана
служит мембраной конденсаторного
микрофона, и возникающий
электрический сигнал можно измерить с
помощью чувствительного вольтметра.
То есть тут налицо
многоступенчатое преобразование измеряемой
величины: концентрация
газа—^поглощение лучистой
энергии—^нагрев газа—^изменение давления—>■
—сдвижение
мембраны—^электрический сигнал.
В преобразователях неэлектриче-
16
ских величин в электрические
сигналы используются практически все
известные физические и химические
явления. Здесь и радиочастотный
резонанс электронов, прецессирую-
щнх в магнитном поле —
электронный парамагнитный резонанс, и
ядерный магнитный резонанс, и
эффект Мессбауэра...
То есть практически любое
явление, связывающее один физический
пли химический параметр системы с
другим, может в конечном счете
служить для получения электрического
сигнала. Хотя порой для этого
приходится использовать несколько
ступеней преобразования.
БЛЮДЕЧКО С ГОЛУБОЙ КАЕМОЧКОЙ
И ученому, и производственнику
хочется, чтобы результаты измерений
представлялись ему в наиболее
удобной форме, так сказать, на блюдечке
с голубой каемочкой.
Методы преобразования
неэлектрических величин в электрические
сигналы позволяют максимально
приблизиться к этому идеалу. Дело
в том, что любой электрический
сигнал можно преобразовать в
последовательность импульсов и ввести в
ЭВМ. Машина может мгновенно
сопоставить результаты сотен
одновременных измерений, произвести их
статистическую обработку, отсеять
второстепенное и представить
готовый результат. А при необходимости
она может сама сформировать
сигнал, способный управлять тем пли
иным процессом. В результате
возникает возможность в некоторых
случаях управлять процессами,
исключив человека-оператора.
В самом деле. Любое
производство— а особенно химическое — имеет
свой «вход» и свой «выход». На
входе— различные технологические
режимы (температура, давление,
скорости потоков веществ), на
выходе — качество продукции (ее состав,
физико-химические константы).
Обычно человек-оператор следит за
показаниями многочисленных
приборов и в соответствии с тем, что
происходит на выходе производства,
управляет его входом, то есть в ту
или иную сторону меняет
технологический режим.
Но положение такого оператора
ничуть не лучше положения
мальчика, открывавшего и закрывавшего
клапан первой паровой машины.
Как известно, тот мальчик проявил
гениальную смекалку, связав
веревочкой клапан золотника со штоком
цилиндра и создал в машине
обратную связь, благодаря которой она
стала работать сама.
На сложном предприятии роль
такой веревочки может выполнять
ЭВМ, способная автоматически
подстраивать режим таким образом,
чтобы процесс шел наиболее
эффективно. Причем в принципе такая
система способна работать не только
по строго заданной программе, но
может и обучаться в ходе работы,
сама искать наиболее удачные
сочетания параметров. Такие системы
уже находят себе реальное
применение.
Однако ЭВМ можно использовать
для автоматического управления
производством только в том случае,
если и на входе и на выходе
находятся датчики, способные
непрерывно следить за изменениями всех
важнейших параметров. Если же
для того, чтобы оценить качество
продукции, нужно сутки ждать
анализа, то говорить о применении
автоматической системы управления
производством нет никакого смысла.
Иначе говоря, создание
совершенных датчиков, способных
преобразовывать неэлектрнческие величины в
электрические сигналы, необходимо
не только для удобства ученого и
производственника — это одна из
важнейших народнохозяйственных
задач.
ЕСЛИ ВОЗНИКЛА НЕОБХОДИМОСТЬ...
Если в лаборатории или на
производстве возникает необходимость
разработать способ электрического
17
измерения неэлектрическои
величины, нужно прежде всего ответить на
следующие вопросы:
1. Что должен измерять датчик?
2. Какой должна быть скорость
получения информации?
3. В каком режиме должен
работать датчик ^- непрерывном пли
периодическом?
4. Какой должна быть точность
измерений?
5. Каким должен быть объем
измеряемой пробы?
6. Каковы условия работы
датчика (температура, влажность,
давление, вибрация, удары и т. д.)?
Составив список этих ответов,
следует заняться розысками в
патентной литературе, так как уже
существует огромное число различных
преобразователей неэлектрических
величин в электрические.
Если же в литературе сведений
о нужном датчике нет, придется
заняться его конструированием, и
можно не сомневаться, что нужный
датчик рано или поздно будет создан,
потому что нет такой
неэлектрической величины, которую нельзя
было бы измерить электрическими
методами.
Читатели, работающие на
производстве и сталкивающиеся с
необходимостью измерять неэлектрические
величины, могут сами ответить на
перечисленные выше вопросы. Эти
ответы нужно проанализировать,
затем изучить научную и патентную
литературу и если в литературе не
удастся найти описания устройства,
удовлетворяющего всем
требованиям, изобрести его...
Тех:
БАТАРЕЯ
ДЛЯ ЭЛЕКТРОМОБИЛЯ
Появилась еще одна
аккумуляторная батарея для
электромобиля, и ее
создатели, как обычно, считают,
что она самая эффективная
из всех известных. Легковой
автомобиль «Мустанг»
модели 1975 г., оснащенный
аккумуляторами нового
типа (трехсотшестидесятики-
лограммовая батарея
емкостью 42 кВт-ч дает
напряжение 150 В) и
электродвигателем, может в условиях
городского движения
пройти без перезарядки 190 км,
набирая скорость 100 км/ч
за 23 сек и развивая
максимальную скорость 130 км/ч.
Положительные
электроды нового аккумулятора
сделаны из сульфида
железа, отрицательные — из
сплава литий — алюминий-
Электролит
расплавленная смесь хлоридов лития и
калия.
«Desing News»,
1975, № 12
ПОЛИМЕР
СО СВОЙСТВАМИ
МЕТАЛЛА
В Пенсильванском
университете (США) получены
тонкие пленки политиази-
ла — полимерного нитрида
серы (SN)\, обладающего
многими металлическими
свойствами. Кристаллы
(SN) х легки куются, их
можно прессовать в тонкие
листы. Электропроводность
чистого полимера близка к
электропроводности ртути.
Поскольку новый материал
построен из упорядоченных,
расположенных параллельно
друг другу волокон, он
проводит ток в продольном
направлении лучше, чем в
поперечном.
«Chemical and
Engineering», 1975, № 5
ЛАЗЕРНЫЙ ЛУЧ
ПОГРУЖАЕТСЯ В ВОДУ
Луч лазера проникает в
толщу воды. Свет, вернувшийся
с глубины, попадает в
оптический анализатор, в
котором регистрируется
интенсивность и направление
вернувшихся из воды лучей.
Таким способом удается
обнаружить количество и
характер загрязнений в воде на
глубине до восьми метров.
«Chemical
and Engineering News»,
1975, № 42
1*
МАШИНЫ В АЛМАЗАХ
Создано износостойкое
покрытие для трущихся
деталей текстильных машин.
Покрытие представляет
собой никелевую пленку с
алмазными вкрапления'ми.
Порошок синтетических
алмазов вводится в слой никеля
во время его химического
осаждения.
«Neue Zuricher Zeitung»,
1976, № 10.
ЛЕС УДОБРЯТЬ
ВЫГОДНО
В течение десяти лет в
Шотландии шлн опыты по
подкормке леса
минеральными удобрениями. Участок
площадью 4,9 га был
разбит на 49 квадратов, на
каждом нз .которых при
посадке сосен вносили разное
количество азота, фосфора,
калня. Через шесть лет
удобрения вносили вновь.
В 1974 году опыт был
завершен, и лесоводы подвели
его итоги: сосны на
удобренных участках были на
65% выше н на 96% толще,
чем на контрольных лесных
делянках, которые либо
совсем не удобряли, либо
удобряли недостаточно.
В общем, полученный
результат никого не удивил —
пользу удобрения почвы
доказывать не нужно.
Интересно другое: доход лесного
хозяйства от ускорения
роста деревьев втрое перекрыл
расходы на подкормку.
«Flour and Animal
Feed Milling», 1976, № ц
ПРОСТОЙ РЕМОНТ
Очень простой, ио весьма
эффективный способ
ремонта рыбопромысловых судов
разработан в
Калининградском технологическом
институте рыбной
промышленности. Поврежденные в
плавании металлические
конструкции не сваривают — на
ннх накладывают повязки
нз стеклопластика.
Сотрудники Института химии
высокомолекулярных
соединений АН УССР создали
специально для таких повязок
высоководостойкое акрилат-
ное связующее, которое
твердеет во влажном
воздухе и даже в воде прн
температуре от 0 до 35СС.
Связующее — сложный продукт,
в который входят эфнры
метакрнловой кислоты, ди-
метиланилин и перекись бен-
зоила.
Суда, отремонтированные
таким способом, уже три
года бороздят моря и
океаны.
«Рыбное хозяйство»,
1975, № ю
БОЛЬШЕ
ПЛАСТМАССЫ —
МЕНЬШЕ БЕНЗИНА
Сегодня в среднем
американском легковом
автомобиле примерно 80 кг
различных пластмасс. По
прогнозам «Дженерал моторе», в
1980 г. общий вес
пластмассовых деталей удвоится, а
к 1985 г. утроится.
Увеличение, если можно так
выразиться, пластмассоемкости
автомобиля — это не просто
дань моде. Чем больше
пластмассовых деталей и
узлов, тем легче автомобиль.
Чем автомобиль легче, тем
меньше расход горючего.
Одним словом, больше
пластмассы — меньше
бензина.
«Chemical and Engineering
News», Г976, № б
ТАНКЕР
НА ПОЛИУРЕТАНОВОЙ
ПОДКЛАДКЕ
Английская фирма «Шелл»
предложила новый способ
антикоррозионной защиты
танкеров, перевозящих
сжиженный газ, — напыление на
внутреннюю поверхность
танков полиуретановой
пены. Одновременно такая
пена служит прекрасным теп-
лоизолятором и герметикой:
она позволяет перевозить в
танках аммиак при
температуре -50°С. Новое
покрытие сокращает срок
строительства танкера и снижает
его стоимость на 10%
«New Scientist», 1975, № 960
БУМАГА
ИЗ ПОЛИЭТИЛЕНА
В Италии создана
технология синтетического
материала, который может быть
использован как сырье в
производстве бумаги н картона.
Этот материал состоит нз
переплетенных между собой
тончайших B—4 мкм)
волоконец полиэтилена с очень
большой удельной
поверхностью C0—50 м2/г).
«Синтетическая целлюлоза» легко
диспергируется в воде, в
любом соотношении
смешивается с обычной
целлюлозой, ее можно
перерабатывать на обычном
бумагоделательном оборудовании.
«Pulp and Paper
International», 1975, № 5
КАК ИЗМЕРИТЬ
ВЛАЖНОСТЬ ТРАВЫ
В Англии сконструировали
прибор для измерения
влажности травы.
Отобранную для пробы траву
помещают в специальный
сосуд с поршнем. Поршень
поджимает массу, а затем
через нее пропускают
электрический ток от
гальванической батарейки. Величина
тока, которую фиксирует
миллиамперметр, зависит от
влажности травьь
«The Financial Times»,
1975, № 26795
ДЕШЕВЫЙ ФИЛЬТР
Одному нз самых
распространенных пластиков —
пенопласту найдено еще од
но применение. Из
пенопласта делают фильтрующие
элементы для поршневых
двигателей небольших
самолетов. Пористый
материал задерживает мельчайшие
частицы пылн, которые
могут засорить карбюратор, не
разрыхляется, не теряет
механической прочности.
Пенопластовые фильтрующие
элементы в восемь раз
дешевле бумажных.
«Newsweek»,
9 февраля 1976 г.
19
Проблемы и методы
современной науки
Разветвленные
энергетические
цепи
25 марта 1976 года
Государственный комитет Совета Министров
СССР по делам изобретений и
открытий зарегистрировал открытие
ученых Института химической
физики АН СССР «Явление
энергетического разветвления цепей в
химических реакциях». Его авторы:
академик Н. Н. Семенов, доктор
химических наук А. Е. Шилов,
кандидаты химических наук В. И.
Веденеев, Т. А. Капралов и А. М.
Чайкин.
Созданная в двадцатые —
тридцатые годы академиком Н. Н.
Семеновым теория разветвленных
цепных химических реакций — одна из
самых известных современных
естественнонаучных теорий. Эта
известность обусловлена чрезвычайной
распространенностью подобных
реакций в промышленных процессах:
каталитическом крекинге,
полимеризации, галоидировании,
нитровании, окислении самых различных
веществ, наконец, почти во всех
процессах, связанных с горением.
Наглядность теории Н. Н.
Семенова, если хотите, эффектность
способствовали ее самой широкой
популяризации.
Сегодня общепризнано, что
размножение активных частиц,
необходимых для поддержания развет-
20
вленно-цепных процессов,
возможно лишь в реакциях с участием
атомов и свободных радикалов.
Например, в наиболее изученной
реакции подобного типа —
взаимодействии кислорода и водорода —
разветвления реакционной цепочки
происходят с участием атомарного
водорода:
1. Н+02-^ОН+0,
2. ОН+Н2-^Н20+Н,
3. 0+H2-vOH+H.
Нетрудно заметить, что в
результате этих реакций непрерывно
нарастает число атомов Н.
Этот механизм стал классикой
химической кинетики. Но в
последних своих работах Н. Н. Семенов
пришел к выводу, что размножение
активных частиц возможно и в
молекулярных реакциях — при
условии, что реагирующие молекулы
обладают избыточной энергией.
В этом — суть открытия, о котором
пойдет речь.
Уже в первых работах по теории
цепных реакций Н. Н. Семенов
указывал на возможность участия
возбужденных молекул в актах
разветвления. Впервые такая
возможность была показана на примере
хлорирования водорода:
1. С1+Н2-^НС1+Н,
2. Н+С12-^НС1*+С1.
Во втором звене реакционной
цепи выделяется 45 ккал/моль
энергии. Значительная ее часть
превращается в колебательное
возбуждение молекул НС1*. При
столкновении возбужденных молекул
хлористого водорода с молекулами хлора
возможны акты разветвления:
3. НС1*+С12 + НС1+2С1.
Реакции такого типа будут истинно
цепными и разветвленными лишь в
том случае, когда возбужденные
молекулы рождаются в самом
процессе, в одном из звеньев
реакционной цепи.
Нетрудно заметить, что энергии
возбуждения молекулы НС1*
недостаточно, чтобы разложить
молекулу С12, прочность
межатомной связи в которой составляет
57 ккал/моль. Этим, собственно, и
объясняется, что разветвление
цепей в реакциях хлорирования
водорода до сих пор обнаружить не
удавалось.
В 1962 году в своем докладе на
международном конгрессе
в.Брюсселе Н. Н. Семенов показал, что
подобное разветвление цепей с
большей вероятностью следует ожидать
в реакции фтора с водородом:
1. F+H2^HF+H,
2. H+F2^HF*+F,
3. HF*+F2-^HF+2F.
Энергия возбужденных молекул
HF* около 60 ккал/моль, энергия
связи F—F в молекуле F2
составляет 37 ккал/моль. Таким образом,
размножение активных частиц в
системе по реакции 3 оказывается
вполне реальным. Это и
подтвердилось во время экспериментального
изучения кинетики процесса.
Цепные разветвления, обусловленные
энергией возбуждения молекул,
были названы энергетическими.
Дальнейшие исследования,
проведенные в Институте химической
физики, показали, что есть и иные
пути использования энергии
элементарного экзотермического акта для
разветвления цепей. В некоторых
случаях нет даже необходимости в
передаче возбуждения от молекулы
к молекуле. Вполне достаточно,
чтобы в самой возбужденной
молекуле был атом, слабо связанный с
другими. В этом случае
возбужденная молекула распадается на атом
и радикал — так происходит
размножение активных частиц.
В связи с этим рассмотрим
процесс фторирования йодистого
метила:
1. F + CH3I—^HF + CH2I,
2. CH2I + F2—^CH2FI* + F.
В реакции 2 выделяется около
70 ккал/моль. Это примерно на
15 ккал/моль больше, чем нужно
для разрыва связи С — I в молекуле
CH2FI. Если значительная часть
тепла реакции 2 будет
использована для возбуждения CH2FI,
разветвление цепи, распад молекулы
на радикал СН2 F и атом I, станет
неизбежным.
В последние годы резко возрос
интерес к химии возбужденных
состояний. Это связано в первую
очередь с появлением новых научно-
технических областей — лазерной
химии, лазерного разделения
изотопов. Для этих областей
чрезвычайно важна подробнейшая
информация о механизмах реакций с
участием возбужденных молекул.
Теория энергетических
разветвлений такую информацию дает. Дает
она и чисто прикладные
результаты.
При создании лазерных
установок, работающих на смесях фтора
с водородом и фтора с дейтерием,
многие практические вопросы,
например задачи обеспечения взры-
вобезопасности были решены с
помощью теории энергетических
разветвлений. Другие прикладные
результаты из числа уже
полученных: показана возможность
создания новых методов получения фре-
онов метанового ряда; предложены
новые способы воздействия на
процесс фторирования этана.
Надо полагать, что
фундаментальное открытие советских
химиков ляжет в основу многих других
высокоэффективных научных
исследований и практических
разработок.
Ю. АНДРЕЕВ
21
^^г-
Эпем*> J?..
Азот
Е. Д. ТЕРЛЕЦКИЙ
В будущем году издательство «Наука»
выпускает второе, исправленное и
дополненное издание «Популврной библиотеки
химических элементов». В основу первого
издания — четырехтомника, выпущенного в
1971—1974 гг., легли прошлые публикации
«Химии и жизни» под рубрикой «Элемент
№...». На этот раз «Библиотека» издается
в двух томах, которые выйдут
одновременно. В новом издании будут обновлены
материалы обо всех элементах, а некоторые
статьи заменены полностью. В частности,
для второго издания «Популярной
библиотеки химических элементов» неписана эта
новая статья об азоте.
Всем известно: азот инертен. Часто мы
сетуем на это свойство элемента № 7, что
естественно: слишком дорогой ценой
приходится расплачиваться за его относительную
инертность, слишком много энергии, сил и
средств приходится тратить на его
превращение в жизненно необходимые соединения.
Но, с другой стороны, ие будь азот так
инертен, в атмосфере произошли бы
реакции азота с кислородом, и жизнь на нашей
планете в тех формах, в каких она
существует, стала бы невозможной. Растения,
животные, мы с вами буквально
захлебывались бы в потоках неприемлемых для
жизни окислов и кислот. Но при всем при том
именно в окислы н азотную кислоту мы
стремимся превратить возможно большую
часть атмосферного азота.
Это один нз парадоксов элемента № 7.
Его парадоксальность во всем, прежде
всего в свойствах, но она отразилась даже
в названии элемента. Азот жизненно важен,
а слово «азот» значит — «безжизненный»,
ибо греческое «а» — отрицание, а «зоэ» —
жизнь.
Именно так трактовал слово «азот»
величайший химик Франции Аитуан Лоран
Лавуазье, предложивший это название для
части воздуха, не поддерживающей дыхания
и горения. Впрочем, не Лавуазье изобрел
это слово. Оно было еще в лексиконе
средневековых алхимиков и означало некое
смутное философское «начало и конец всех
начал». Сложили это слово нз первых и
последних букв трех алфавитов, наиболее
почитаемых в средние века: латинского,
греческого н древнееврейского (а, альфа,
алеф — всем этим буквам соответствует
звук «а»; зет, омега, тов — «з», «о», «т»).
Так появилось слово «азот», не имевшее
никакого отношения к элементу № 7.
Название «азот» прижилось лишь в двух
языках — французском н русском,
английское же и латинское названия элемента
№ 7 идут от слова «нитроген», введенного
в химический обиход французским
химиком Ж. Шапталем. Отсюда же и
химический символ азота — N. «Нитроген» (нитро-
геннум) означает «рождающий селитру».
О связи селитр и азота расскажем чуть
позже. Здесь же — в общих чертах — об
истории открытия элемента № 7.
КЕМ ОТКРЫТ АЗОТ
Открытие азота приписывают ученику
замечательного шотландского ученого Дж.
Блэка Даннелю Резерфорду, который в
1772 году опубликовал диссертацию «О так
называемом фиксируемом и мефнтическом
воздухе». Блэк прославился своими
опытами с «фиксируемым воздухом» —
углекислым газом. Он обнаружил, что после
фиксирования углекислоты (связывания ее
щелочью) остается еще какой-то
«нефиксируем ый воздух». Исследование этого остатка
Блэк и предложил Резерфорду в качестве
диссертационной работы.
Примерно в то же время азот был
получен К- Шееле, Дж. Пристли, Г. Кавенди-
шем, причем последний, как следует из
его лабораторных записей, изучал этот газ
раньше Резерфорда, но, как всегда, не
спешил с публикацией своих трудов.
Однако все этн выдающиеся ученые имели
весьма смутное представление о природе от-
23
крытого ими вещества. Они были
убежденными сторонниками теории флогистона и
связывали свойства «мефитического
воздуха» с этой мнимой субстанцией. Только
Лавуазье, ведя наступление на флогистон,
убедился сам и убедил других, что газ,
который он назвал «безжизненным», простое
вещество, как и кислород...
ЗВЕЗДНЫЙ АУТОКАТАЛИЗАТОР
Атомы земных химических элементов
рождены в недрах звезд. Видимо, это
обстоятельство и имел в виду английский
астрофизик У. Фаулер, говоря, что «все мы...
являемся частичкой звездного праха».
Зведный «прах» азота возникает в
сложнейшей цепи термоядерных процессов,
начальная стадия которых — превращение
водорода в гелий. Образование химических
элементов — многостадийная реакция,
идущая, как предполагают, двумя путями.
Один из них, получивший название
углеродно-азотного цикла, имеет самое
непосредственное отношение к элементу № 7.
Этот цикл начинается, когда в звездном
веществе помимо ядер водорода —
протонов уже есть и углерод Ядро углерода 12,
присоединив еще один протон,
превращается в ядро нестабильного азота-13:
■2С+ JH >- '?N+V-
Но, испустив позитрон, азот снова
становится углеродом — образуется более
тяжелый изотоп 13С:
i3N >. 1зс + е+ + т.
Такое ядро, приняв лишний протон,
превращается в ядро самого распространенного
в земной атмосфере изотопа — ,4N.
Увы, лишь часть этого азота отправляется
в путешествие по Вселенной. Под действием
протонов азот-14 превращается в
кислород-15, а тот, в свою очередь, испустив
позитрон и гамма-квант, превращается в
другой земной изотоп азота — 15N:
!iN f- |H ь !|0 + y;
I8° * I7N + e++V-
Земной азот-15 стабилен, но в недрах
звезды и он подвержен ядерному распаду.
После того как ядро I5N примет еще один
протон, произойдет не только образование кнс-
24
лорода !gO, но и другая ядерная реакция:
■5N+JH >. '^С+'Не.
В этой цепи превращении азот — один из
промежуточных продуктов. Известный
английский астрофизик Р. Дж. Тейлер пишет:
«l4N — изотоп, который нелегко построить.
В углеродно-азотном цикле образуется азот
и, хотя впоследствии он снова
превращается в углерод, все же, если процесс
протекает стационарно, то азота в веществе
оказывается больше, чем углерода. Это,
по-видимому, основной источник I4N»...
В умеренно сложном углеродно-азотном
цикле прослеживаются любопытные
закономерности. Углерод 12С играет в нем роль
своеобразного катализатора. Судите сами,
в конечном счете не происходит изменения
количества ядер 12С. Азот же, появляясь в
начале процесса, исчезает в коние... И если
углерод в этом цикле — катализатор, то
азот явно аутокаталнзатор, то есть продукт
реакции, катализирующий ее дальнейшее
промежуточные стадии.
АЗОТ В АТМОСФЕРЕ ЗЕМЛИ
Жизнь многим обязана азоту, но и азот, по
крайней мере азот земной атмосферы, своим
происхождением обязан жизни, жизненным
процессам. Поразительно несоответствие
между содержанием элемента № 7 в
литосфере— 0,01% н в атмосфере — 75,6% по
массе или 78,09% по объему. В общем-то,
мы обитаем в азотной атмосфере, умеренно
разбавленной кислородом.
Между тем ни на других планетах
солнечной системы, ни в составе комет или
каких-либо других холодных космических тел
свободный азот не обнаружен. Есть его
соединения и радикалы — CN. NH, NH2,
NH3, а вот азота нет. Правда, в атмосфере
Венеры зарегистрировано около 2% азота,
по эта цифра, видимо, еще требует
подтверждения. Полагают, что в первичной
атмосфере Земли свободного азота не было
Откуда же тогда он в воздухе?
По-видимому, атмосфера нашей планеты
состояла вначале из летучих веществ,
образовавшихся в земных недрах: Н2, Н20, СОГт
СН4, NH3. Свободный азот, если и выходил
наружу — как продукт вулканической
деятельности, то превращался в аммиак.
Условия для этого были самые подходящие: из-
быток водорода, повышенные
температуры — поверхность Землн еще не остыла.
Но вот возникла жизнь... Владимир
Иванович Вернадский утверждал, что «земная
газовая оболочка, наш воздух, есть
создание жизни». Именно жизнь запустила
удивительнейший механизм фотосинтеза. Один
нз конечных продуктов этого процесса —
свободный кислород стал активно
соединяться с аммиаком, высвобождая
молекулярный азот:
С0. + 2Н.0 Ф°ТОСИНТ НСОН4Н20+02
4NH34-302—^2N2+6H20.
Кислород н азот в обычных условиях
между собой не реагируют, что и позволило
земному воздуху сохранить «статус кво»
состава.
ЕСЛИ РАЗОРВАТЬ
ТРОЙНУЮ СВЯЗЬ...
Разрушив неисчерпаемые запасы
связанного активного азота, живая природа
поставила себя перед проблемой: как связать
азот. В свободном, молекулярном
состоянии он, как мы знаем, оказался весьма
инертным. Виной тому — тройная
химическая связь его молекулы: N==N.
Обычно связи такой кратности мало
устойчивы. Вспомним классический пример
ацетилена: НС = СН. Тройная связь его
молекулы очень непрочна, чем и
объясняется невероятная химическая активность
этого газа. А вот у азота здесь явная
аномалия: его тройная связь образует самую
стабильную из всех известных
двухатомных молекул. Нужно приложить
колоссальные усилия, чтобы разрушить эту связь.
К примеру, промышленный синтез аммиака
требует давления более 200 атмосфер и
температуры свыше 500°С, да еше
обязательного присутствия катализаторов...
Решая проблему связывания азота, природе
пришлось наладить непрерывное
производство соединений азота методом гроз.
Статистика утверждает, что в атмосфере
нашей планеты ежегодно вспыхивают три
с лишним миллиарда молний. Мощность
отдельных разрядов достигает двухсот
миллионов киловатт, а воздух при этом
разогревается (локально, разумеется) до
двадцати тысяч градусов. При такой
чудовищной температуре молекулы кислорода и
азота распадаются на атомы, которые, легко
реагируя друг с другом, образуют
непрочную окись азота:
N2+02—v2NO.
Благодаря быстрому охлаждению (разряд
молнии длится десятитысячную долю
секунды), окись азота не распадается н
беспрепятственно окисляется кислородом
воздуха до более стабильной двуокиси:
2NO + 02—v2N02.
В присутствии атмосферной влаги и
капель дождя двуокись азота превращается
в азотную кислоту:
3N02+ Н20—2HN03+NO.
Так, попав под свежий грозовой дождик,
мы получаем возможность искупаться в
слабом растворе азотной кислоты.
Проникая в почву, атмосферная азотная кислота
образует с ее веществами разнообразные
естественные удобрения.
Азот фиксируется в атмосфере и
фотохимическим путем: поглотив квант света,
молекула N2 переходит в возбужденное,
активированное состояние и становится
способной соединяться с кислородом...
БАКТЕРИИ И АЗОТ
Из почвы соединения азота попадают в
растения. Далее: «лошади кушают овес», а
хищники — травоядных животных. По
пищевой цепи идет круговорот вещества, в
том числе и элемента № 7. При этом форма
существования азота меняется, он входит
в состав все более сложных и нередко
весьма активных соединений. Но не только
«грозорожденный» азот путешествует по
пищевым цепям.
Еще в древности было замечено, что
некоторые растения, в частности бобовые,
способны повышать плодородие почвы.
«...Или, как сменится год, золотые засеивай
злаки
Там, где с поля собрал урожай, стр>чками
шумящий,
Или где вика росла мелкоплодная с горьким
люпином...»
Вчитайтесь: это же травопольная система
25
земледелия! Строки эти взяты из поэмы
Вергилия, написанной около двух тысяч лет
назад.
Пожалуй, первым, кто задумался над
тем, почему бобовые дают прибавку
урожая зерновых, был французский агрохимик
Ж. Буссенго. В 1838 году он установил,
что бобовые обогащают почву азотом.
Зерновые же (и еще многие другие растения)
истощают землю, забирая, в частности, все
тот же азот. Буссенго предположил, что
листья бобовых усваивают азот нз воздуха,
но это было заблуждением. В то время
немыслимо было предположить, что дело не
в самих растениях, а в особых
микроорганизмах, вызывающих образование
клубеньков на их корнях. В симбиозе с бобовыми
эти организмы и фиксируют азот
атмосферы. Сейчас это прописная истина...
Известно довольно много различных азот-
фнксаторов: бактерий, актиномнцетов,
дрожжевых и плесневых грибков,
сине-зеленых водорослей. И все они поставляют
азот растениям. Но вот вопрос: каким
образом без особых энергетических затрат
расщепляют инертную молекулу N2
микроорганизмы?
И почему одни из них обладают этой
полезнейшей для всего живого способностью,
а другие нет?
Долгое время это оставалось загадкой.
Тихий, без громов и молнии механизм
биологической фиксации элемента № 7 был
раскрыт лишь недавно. Доказано: этот путь
элементарного азота в живое вещество стал
возможен благодаря восстановительным
процессам, в ходе которых азот
превращается в аммиак. Решающую роль при этом
играет фермент нитрогеназа. Его центры,
содержащие соединения железа н
молибдена, активируют азот для «стыковки» с
водородом, который предварительно
активируется другим ферментом. Так из
инертного азота получается весьма активный
аммиак— первый стабильный продукт
биологической азотфиксации.
Вот ведь как получается! Сначала
процессы жизнедеятельности перевели аммиак
первичной атмосферы в азот, а затем жизнь
снова превратила азот в аммиак. Стоило ли
природе на этом «ломать копья»?
Безусловно, потому, что именно так и возник
круговорот элемента № 7.
26
НАТРИЕВАЯ СЕЛИТРА
И РОСТ НАРОДОНАСЕЛЕНИЯ
Природная фиксация азота молниями и
почвенными бактериями ежегодно дает
около 150 миллионов тони соединений этого
элемента. Однако не весь связанный азот
участвует в круговороте. Часть его
выводится из процесса и отлагается в виде
залежей селитры. Богатейшей такой кладовой
оказалась чилийская пустыня Атакама в
предгорьях Кордильер. Здесь годами не
бывает дождей. Но изредка на склоны
обрушиваются сильные ливнн, вымывающие
почвенные соединения. Потоки воды в
течение тысячелетий выносили вниз
растворенные соли, среди которых больше всего
было селитры. Вода испарялась, соли
оставались... Так возникло крупнейшее в
мире месторождение азотных соединений,
точнее одного из этих соединений — натриевой
селитры NaN03.
Еще знаменитый немецкий химик Иоганн
Глаубер, живший в XVII веке, отметил
исключительную важность азотных солей для
развития растений. В своих сочинениях,
размышляя о круговороте азотистых веществ
в природе, он употреблял такие выражения,
как «нитрозные соки почвы» и «селитра —
соль плодородия».
Но природную селитру в качестве
удобрения стали применять лишь в начале
прошлого века, когда • началась разработка
чилийских залежей. В то время это был
единственный значительный источник
связанного азота, от которого, казалось,
зависит благополучие человечества. Об азотной
же промышленности тогда ме могло быть
и речи.
В 1824 году английский священник Томас
Мальтус провозгласил свою печально
известную доктрину о том, что
народонаселение растет гораздо быстрее, чем
производство продуктов питания. В это время
вывоз чилийской селитры составлял всего
около 1000 тонн в год н большая часть ее
перерабатывалась на KN03 — компонент
черного пороха.
В 1887 году соотечественник и тезка
Мальтуса известный ученый Гексли
предсказал скорый конец цивилизации из-за
«азотного голода», который должен
наступить после выработки месторождений
чилийской селитры (ее добыча к этому вре-
менн составляла уже более 500 тысяч тонн
в год). Через 11 лет еще один знаменитый
ученый — сэр Уильям Крукс заявил в
Британском обществе содействия наукам, что
не пройдет и полувека, как наступит
продовольственный крах, если численность
народонаселения не сократится. Он также
аргументировал свой печальный прогноз
тем, что «в скором времени предстоит
полное истощение залежей чилийской селитры»
со всеми отсюда вытекающими
последствиями.
Пророчества эти не
оправдались—человечество не погибло, а освоило
искусственную фиксацию элемента № 7. Сегодня
доля природной селитры — лишь 1,5% от
мирового производства азотсодержащих
веществ.
КАК СВЯЗЫВАЛИ АЗОТ
Соединения азота люди умелн получать
давно. Ту же селитру приготовляли в
особых сараях-селитряннцах, но очень уж
примитивным был этот способ. «Выделывают
селитру из куч навоза, золы, помета,
оскребков кож, крови, картофельной ботвы.
Кучи эти два года поливают мочою и
переворачивают, после чего на них образуется
налет селитры» — такое описание
селитряного «производства» есть в одной
старинной книге.
Источником соединений азота может
служить и каменный уголь, в котором до 3%
азота. Связанного азота! Этот азот стали
выделять при коксовании углей, улавливая
аммиачную фракцию и пропуская ее через
серную кислоту. Конечный
продукт—сульфат аммония. Но н это, в общем-то, крохи.
Трудно даже представить, какими путями
развивалась бы наша цивилизация, не
реши она вовремя проблему промышленно
приемлемой фиксации атмосферного азота.
Впервые атмосферный азот связал еще
Шееле. В 1775 году он получил цианистый
натрий, нагревая в атмосфере азота соду с
углем:
Na2C03+4C + N2—^2NaCN+ЗСО.
В 1780 году Пристли установил, что
объем воздуха, заключенного в сосуде,
перевернутом над водой, уменьшается, если
через него пропускать электрическую нскру,
а вода при этом приобретает свойства
слабой кислоты. Этот эксперимент был, как
мы знаем (Пристли этого не знал),
моделью природного механизма фиксации
азота. Четыре года спустя Кавечднш,
пропуская электрический разряд через воздух,
заключенный в стеклянной трубке со
щелочью, обнаружил там селитру.
И хотя все эти эксперименты не могли в
то время выйти за пределы лабораторий,
в ннх виден прообраз промышленных
способов фиксации азота — дугового и циан-
амидного, появившихся на рубеже XIX—XX
веков.
Цианамидный способ был запатентован
в 1895 году немецкими исследователями
А. Франком и Н. Каро. По этому способу
азот, прн нагревании с карбидом кальция,
связывался в цианамид кальция:
CaC2+N2—*CaCN2+C.
В 1901 году сын Франка, подав идею о
том, что цианамид кальция может служить
хорошим удобрением, по существу
положил начало производству этого вещества.
Росту индустрии связанного азота
способствовало появление дешевой
электроэнергии. Наиболее перспективным способом
фиксации атмосферного азота в конце
XIX века считался дуговой, прн помощи
электрического разряда. Вскоре после
строительства Ниагарской электростанции
американцы неподалеку пустили (в 1902 году)
первый дуговой завод. Через три года в
Норвегии вступила в строй дуговая
установка, разработанная теоретиком и
специалистом по изучению северного сияния
X. Бпркеландом и инженером-практиком
С. Эйде. Заводы подобного типа получили
широкое распространение: селитру,
которую они выпускали, называли норвежской.
Однако расход электроэнергии при этом
процессе был чрезвычайно велик и составил
до 70 тысяч квт-ч на тонну связанного
азота, причем только 3% этой энергии
использовались непосредственно на фиксацию.
ЧЕРЕЗ АММИАК
Перечисленные выше способы фиксации
азота были лишь подходами к методу,
появившемуся незадолго до первой мировой
войны. Это о нем американский
популяризатор науки Э. Слоссон весьма остроумно
заметил: «Всегда говорилось, что англичане
27
господствуют на море, а французы — на
суше, немцам же остается только воздух.
К этой шутке немцы отнеслись как будто
бы серьезно и принялись использовать
воздушное царство для нападения на
англичан и французов... Кайзер... обладал целым
флотом цеппелинов и таким способом
фиксации азота, который не был известен
никакой другой нации. Цеппелины разрывались,
как мешки с воздухом, но заводы,
фиксирующие азот, продолжали работать и
сделали Германию независимой от Чили не
только в годы войны, но и в мирное
время...». Речь идет о синтезе аммиака —
основном процессе современной индустрии
связанного азота.
Слоссон был не совсем прав, говоря о
том, что способ фиксации азота в аммиак
ие был известен нигде, кроме Германии.
Теоретические основы этого процесса были
заложены французскими и английскими
учеными. Еще в 1784 году знаменитый
К. Бертолле установил состав аммиака.
Через пять лет англичанином У. Остином
была предпринята первая попытка синтеза
NH3 из азота и водорода. И наконец,
французский химик А. Ле-Шателье,
отчетливо сформулировав принцип подвижного
равновесия, первым синтезировал аммиак.
Исследования по Синтезу аммиака в
начале века проводили также Э. Перман и
Г. Аткннс в Англии. В своих
экспериментах эти исследователи в качестве
катализаторов применяли различные металлы, в
частности медь, никель и кобальт...
Но наладить синтез аммиака из водорода
и азота в промышленных масштабах
впервые удалось, действительно, в Германии.
В этом заслуга известного химика Фрица
Габера. В 1918 году он был удостоен
Нобелевской премии по химии за создание
процесса синтеза аммиака.
Технология производства NH3,
разработанная немецким ученым, очень сильно
отличалась от других производств того
времени. Здесь впервые был применен принцип
замкнутого цикла с непрерывно
действующей аппаратурой н утилизацией энергии.
Окончательную разработку технологии
синтеза аммиака завершил коллега и друг
Габера Карл Бош, который в 1931 году также
был удостоен Нобелевской премии — за
развитие методов химического синтеза.
ПО ПУТИ ПРИРОДЫ
Синтез аммиака стал еще одной моделью
природной фиксации элемента № 7.
Напомним, что микроорганизмы связывают
азот именно в NH3. При всех достоинствах
процесса Габера — Боша по сравнению с
природным он выглядит несовершенным.
«Биологическая фиксация атмосферного
азота... была, неким парадоксом,
постоянным вызовом для химиков, своего рода
демонстрацией недостаточности наших
знании». Эти слова принадлежат советским
химикам М. Е. Вольпнну и А. Е. Шилову,
которые предприняли попытку фиксации
молекулярного азота в мягких условиях.
Сначала были неудачи. Но в 1964 году в
Институте элементоорганических соединений
АН СССР, в лаборатории Вольпина, было
сделано открытие: в присутствии
соединений переходных металлов — титана,
ванадия, хрома, молибдена н железа — элемент
№ 7 активируется и при обычных условиях
образует комплексные соединения,
разлагаемые водой до аммиака. Именно эти
металлы служат и центрами фиксации азота в
ферментах азотфиксаторов, н прекрасными
катализаторами в производстве аммиака.
Вскоре после этого .канадские ученые
А. Аллен и К. Зеноф, исследуя реакцию
гидразина N2H4 с треххлористым рутением,
получили химический комплекс, в котором,
опять же в мягких условиях, азот оказался
связанным. Этот результат настолько
противоречил обычным представлениям, что
редакция журнала, куда исследователи
послали свою статью с сенсационным
сообщением, отказалась ее печатать. Пока еще рано
говорить о промышленных способах мягкой
химической фиксации атмосферного азота,
однако достигнутые успехи позволяют
предвидеть надвигающуюся революцию в
технологии связывания элемента № 7.
Современной наукой не забыты и старые
способы получения азотных соединений —
через окислы. Здесь главные усилия
направлены на разработку технологических
процессов, ускоряющих расщепление молекулы
N2 на атомы. Наиболее перспективными
направлениями окисления азота считают
сжигание воздуха в специальных печах,
применение плазмотронов, использование для этих
целей пучка ускоренных электронов.
29
СВЯЗАННЫЙ АЗОТ:
БАЛАНСЫ, ПРОГНОЗЫ
Чуть дополнив известный афоризм, можно
утверждать, что жизнь есть борьба за
связанный азот. Сегодня основные усилия в этой
борьбе направлены на то, чтобы как можно
больше произвести связанного азота и
зарыть его, в буквальном смысле, в землю. Но
сколько и в каких соединениях? Ответ на
этот вопрос дает метод почвенного баланса
питательных веществ, разработанный еще
академиком Н. Д. Прянишниковым. Он
установил, что в почву для создания устойчивых
урожаев нужно возвращать до 80% азота,
извлеченного растениями
Если в сороковых годах в земли нашей
страны искусственно возвращалось всего
18% азота, то в шестидесятых годах — уже
50%. В прошедшей пятилетке баланс
почвенного азота в целом по стране считался
удовлетворительным, хотя все-таки его
дефицит составлял 28,3%.
До начала 70-х годов внесение азотных
удобрений под разные культуры было очень
неравномерным. Больше всего азота шло
под посевы хлопчатника — 215 кг/га,
меньше всего под зерновые — 48,3 кг/га. В
последнее время азотный дисбаланс
выправляется прежде всего потому, что под
зерновые культуры вносится значительно больше
туков, чем прежде. Это ие могло не
сказаться на урожайности. За годы девятой
пятилетки, **есмотря на неблагоприятные
погоднис^условия ряда лет, урожай
зерновых возрос по сравнению с 1966—1970
годами на 11%.
В нашей стране создана мощная
индустрия связанного азота. По выпуску
аммиака СССР занимает второе место в мире
после США: в 1975 году его было
выпущено 12 миллионов тонн — в 1,6 раза больше,
чем в 1970 году. Сегодня мы производим и
расходуем азотных удобрений больше, чем
все страны «Общего рынка», вместе взятые.
Этот гигантский скачок в производстве
азотных удобрений стал возможным
прежде всего благодаря внедрению
высокопроизводительных агрегатов синтеза аммиака.
В семидесятых годах введены в строй
установки синтеза аммиака
производительностью 1360 тонн в сутки. Одна такая
установка вырабатывает столько аммиака,
сколько его выпускали все наши заводы
двадцать лет назад, и это не предел.
Государственный институт азотной
промышленности (ГИАП) закончил проектирование
агрегата синтеза аммиака мощностью
3000 тонн в сутки.
ЧЕГО БОЯТЬСЯ
Сегодня нет оснований опасаться, что
человечество' когда-либо будет испытывать
недостаток в соединениях азота.
Промышленная фиксация элемента № 7
прогрессирует невероятными темпами. Если в конце
шестидесятых годов мировое производство
связанного азота составляло 30 миллионов
тонн, то к началу будущего века оно, по
всей вероятности, достигнет миллиарда
тонн!
Такие успехи не только радуют, но и
вызывают опасения. Дело в том, что
искусственная фиксация N2 и внесение в почву
огромного количества азотсодержащих
веществ — самое грубое и значительное
вмешательство человека в естественный
круговорот веществ. В наше время азотные
удобрения — не только вещества
плодородия, но и загрязнители окружающей среды.
Они вымываются- из почвы в реки и озера,
вызывают вредное цветение водоемов,
разносятся воздушными потоками на дальние
расстояния...
В подземные воды уходит до 13% азота,
содержащегося в минеральных удобрениях.
Азотные соединения, особенно нитраты,
вредны для людей и могут быть причиной
отравлений.
Всемирная организация
здравоохранения (ВОЗ) приняла предельно допустимую
концентрацию нитратов в питьевой воде:
22 мг/л для умеренных широт и 10 мг/л для
тропиков. В СССР санитарные нормы
регламентируют содержание нитратов в воде
водоемов по «тропическим» меркам — не
более 10 мг/л.
Вот вам и кормилец-азот, в круговороте
которого участвует все живое...
29
9918 9910
Статистика
Больше
удобрений!
Одна из важнейших задач
химической
промышленности — дальнейшее
наращивание производства
минеральных удобрений. Об
этом говорилось в Отчетном
док л аде ЦК КПСС на
XXV съезде КПСС, это
предусмотрено в наших планах
на десятую пятилетку. А
недавно ЦК КПСС и Совет
Министров СССР приняли
специальное постановление,
где намечены конкретные
меры для увеличения
поставок удобрений колхозам и
совхозам.
Научной основой, которая
позволяет определять
потребность сельского
хозяйства в удобрениях, служат
подсчеты баланса
питательных веществ в почвах —
сравнение количеств их,
поступающих с удобрениями
и выносимых с урожаем.
Такой подсчет для нашего
эемледели я за период
баланс питательны! веществ
в земледелии СССР
за 1968—1972 гг.
Серым цветом показан вынос
питательны! веществ с урожаем.
красным — поступление
й
|тыс. т.|. Показан дефицит
или излишен |'
питательных ■•ществ
по сравнению с выносом
(тыс. т|
1968
1969
1970
1971 1972
1968
1969
1970
1971 1972
10883 Ю839
10258
1968
1969 1970 1971 1972
30
Среднегодовой баланс основных элементов питания по отдельным культурам
(для всей территории СССР в целом за 1969—1972 гг.) — разница между их
поступлением с удобрениями и их выносом с урожаем (в абсолютных цифрах и в
процентах от количеств данного питательного вещества выносимого с урожаем)
Культура
N
тыс. т
%от
выноса
р3о6
тыс. т
% от
выноса
KtO
тыс. т
%от
выноса
Хлопчатник
Сахарная
свекла
Лен
+330,66
+94,64
4-29,62
+ 107,7
+21,06
+78,7
+223,03
+204,56
+35,34
+236,5
+ 155,4
+ 187,8
— 184,88
—97,44
+64,71
—57,4
—39,7
+ 196,3
Зерновые
(без кукуру-
зы)
Кукуруза
(на зерно)
Овощи
Картофель
—3087,42
— 177,63
+94,0
+96,87
—50,6
-51,6
+ 131,9
+ 18,7
—685,24
—3,46
J 64,82
+233,79
—33,0
-6,7
-231,1
+ 132,7
—2106,44
—297,62
Н Н,93
—430,09
—58,0
—80,7
+ 13,6
—32,3
1968—1972 гг. был проведен
в Институте агрохимии и
почвоведения АН СССР под
руководством известного
агрохимика А. В.
Петербургского.
Как видно из диаграмм,
поступление питательных
веществ в почву с
удобрениями у нас из года в год
возрастает. Особенно заметно
увеличивается поступление
азота. Правда, удобрения
пока еще не восполняют
всего выноса азота с
урожаем — средний годовой
дефицит азота за 1968—
1972 гг. составлял 2683 тыс. т,
или 13,5 кг/га, — это 28,3%
всего количества азота,
выносимого с урожаем.
Однако исследования
показывают, что такой дефицит
допустим — он не угрожает
истощением почвы.
Несколько хуже обстоит
дело с фосфором. Дефицит
фосфора сравнительно
невелик — в среднем
189 тыс. т в год, или 1 кг/га
(это 5,3% среднего выноса
его с урожаем). Однако из-
за того, что растениям
доступен далеко не весь
вносимый фосфор — часть его
удерживается почвами, —
фосфора нужно вносить
гораздо больше. Не случайно
в «Основных направлениях
развития народного
хозяйства СССР на 1976—1980
годы» перед химической
промышленностью поставлена
задача «ускорить
наращивание мощностей по
производству фосфорных
удобрений».
Существенный дефицит
наблюдается и в балансе
калия — в среднем 6266 тыс. т
в год, или 31,4 кг/га. Калий,
входящий в состав
биомассы урожая, более чем
наполовину F0,1%) черпается из
почвенных запасов. Поэтому
увеличению производства
калийных удобрений
уделено особо большое внимание
в упоминавшемся выше
постановлении ЦК КПСС и
Совета Министров СССР.
Баланс питательных
элементов, естественно,
неодинаков в разных почвенно-кли-
матических зонах — здесь
приведены лишь самые
общие, суммарные данные
для всего земледелия СССР.
Различен баланс и для
разных сельскохозяйственных
культур (см. таблицу). Если
лен и овощные культуры
хорошо обеспечены
удобрениями, то хлопчатник,
сахарная свекла и картофег.:»
получают недостаточно калия,
а зерновые культуры
испытывают значительный
дефицит всех основных
питательных элементов. Правда, на
них расходуется львиная
доля всех применяемых
удобрений, но зато и посевные
площади, которые они
занимают, огромны —
поэтому дозы удобрений на
гектар получаются меньше,
чем для других культур.
По материалам статьи
А. 8. ПЕТЕРБУРГСКОГО
и А. Ю. КУДЕЯРОВОЙ
«Вынос питательных веществ
урожаями культур и возврат
их в почву с удобрениями
в 1968—1972 гг.»
(«Агрохимия», 1975, № 4)
31
Элемент № ...
Открытия
по всем правилам
В. РИЧ
Могла ли быть иной история открытия
химических элементов? В силу каких причин
один элемент был открыт раньше, а
другой — позже?
Готовых ответов на эти вопросы не
существует. Попробуем поискать их сами.
ХРОНОЛОГИЯ
Прежде чем приступать к поискам
объективных факторов, от которых зависит
очередность открытия элементов,
совершенно необходимо более или менее точно
зафиксировать момент каждого открытия. Но
сделать это не во всех случаях просто.
Взять, к примеру, фтор. Первый его
минерал, плавиковый шпат, был обнаружен
еще в средние века. Первое искусственное
соединение, плавиковая кислота, получено
в 1670 году Шваихардом. В 1780 году Шее-
ле догадался, что в плавиковой кислоте
содержится новый элемент. В 1793 году
Лавуазье поместил фтор (радикал плавиковой
кислоты) в таблицу простых тел. А в виде
элементарного вещества фтор был выделен
только в 1886 году Муассаиом. Что же
принимать за момент открытия фтора?
Большинство исследователей обходит этот
вопрос стороной. Хотя, например. Г. Г.
Диогенов в своей «Истории открытия
химических элементов», вышедшей в 1960 году в
Иркутске, датой открытия фтора считал
1886 год. Того же взгляда придерживаются
3. Энгельс и А. Новак — авторы вышедшей
в 1971 году в Лейпциге книги «По следам
элементов».
Возьмем другой элемент — диспрозий.
Его первое специфическое соединение, трех-
окись, было обнаружено Буабодраном в том
же самом 1886 году, когда Муассан
выделил фтор. В элементарном виде диспрозий
впервые выделил Урбеи в 1905 году.
Казалось бы, по аналогии со фтором, именно
1905 год должен был значиться в
хронологических таблицах. Однако и Диогенов, и
Энгельс с Новаком, и все другие
летописцы науки датой открытия диспрозия
считают 1886 год.
Такой же беспорядок царит в
хронологии открытий многих химических
элементов. Одни считаются открытыми тогда,
когда были выделены в свободном виде
(кобальт, хлор, калий и т. д.). Другие — когда
было выделено их специфическое
соединение (стронций, уран, литий и т. д.). Третьи —
когда их присутствие было обнаружено
каким-либо физическим или химическим
методом (цезий, астат, трансураны и т. д.).
Поэтому чтобы иметь возможность
говорить об очередности открытий, надо
сначала установить какой-то единый
объективный критерий, более или менее пригодный
для всех случаев.
В первом приближении таким критерием
для элементарных веществ, известных с
древности, могло бы служить их первое
археологически или литературно
зафиксированное использование, а для прочих —
первое обнаружение элемента любым
способом (химическим или физическим) в любом
виде (свободном или связанном). Тогда
датой открытия фтора был бы 1780 год. а
диспрозия — 1886.
Правда, при таком подходе придется
отказаться от некоторых привычных
представлений. Водород, например, окажется
открытым не в 1766 году Кавендишем, а на
сотню лет раньше — в 1671 году Бойлем,
которому первым удалось собрать в сосуд
«горючий раствор Марса».
И все же, только руководствуясь единым
критерием, можно составить относительно
объективую последовательность открытий.
ПРИГЛАШЕНИЕ К АНАЛИЗУ
Теперь можно искать факторы, от которых
эта последовательность могла бы зависеть.
Вероятно, самое простое предположение
такое: установленный нами порядок откры-
32
тии элементов должен зависеть от их
распространенности на нашей планете — от так
называемых кларков.
Однако само по себе прямое
сопоставление очередности открытий элементов и
последовательности их кларков как будто
ничего не дает. В самом деле, наиболее
распространенные на Земле элементы —
кислород и кремний. Но в очереди открытий
кислород занял всего лишь двадцать шестое
место, а кремний — двадцатое.
И все же странно. Простая житейская
логика заставляет снова и снова
возвращаться мыслью к тому, что невозможно
же, чтобы распространенность того или
иного элемента, частота встреч с ним, пусть
в составе соединений, никак не влияла на
вовлечение его в сферу материальных
интересов разумных жителей планеты. А
значит, в конце-коицов, и на очередность
открытия.
А что если сравнить первые пятнадцать
элементов обеих очередей? Оказывается,
четыре совпадения есть — четыре элемента
наличествуют и в одной и в другой, хотя и
занимают разные места. Один из них —
углерод, другой — сера, третий — железо,
четвертый — фосфор.
Прибавим еще пятнадцать элементов и
посмотрим, сколько одних и тех же
окажется теперь в обеих очередях. Углерод,
сера, медь,. железо, олово, цинк, фосфор,
водород, калий, натрий, кальций, кремний,
кобальт, никель, алюминий, магний, азот,
кислород, марганец, хлор, барий.
Из тридцати элементов, открытых, как мы
условились считать, первыми, двадцать
один попадает в первую тридцатку по
распространенности. Может ли быть случайным
такое совпадение? Похоже, что какая-то
зависимость все же пробивается...
ПРАВИЛО БОЛЬШИХ КЛАРКОВ
Все особенности поведения химических
элементов определяются, в конечном счете,
Периодическим законом. Не проявится ли в
периодической таблице с большей ясностью,
чем при простом сличении двух рядов цифр,
зависимость между очередностью открытия
элементов и их распространенностью в
земной коре?
Начнем с самого начала таблицы, с группы
1а. Среди щелочных металлов первыми были
одновременно открыты натрий и калии,
третьим — литий, четвертым — цезий,
пятым — рубидий, шестым — франций. А вог
последовательность кларков: натрий, калий,
рубидий, литий, цезий, франций.
Единственный нарушитель точного
соответствия очередностен в этой группе —
рубидий. Не очень серьезный, поскольку,
пропустив без очереди два элемента, он все же
попал в «вилку» между наиболее
распространенными щелочными металлами и на
имснее распространенным.
Проверим группу На. Очередь открытий:
кальций, магний, барий, стронций,
бериллий, радий. Последовательность кларков:
кальций, магний, барий, стронций,
бериллии, радий. Соответствие полное.
Группа Ша. Та же картина, что и в
первой группе,— есть один мелкий
нарушитель — галлий.
А вот с группы IVa начинается
беспорядок. Все элементы, обнаруженные в
древности,— углерод, олово, свинец. — влезли
в таблицу без очереди.
В группе Va очередь не соблюдали
известные со средних веков мышьяк, сурьма,
висмут.
Любопытное положение в группе Via.
Единственный древний элемент этой
группы, сера, конечно же, следуя непонятной
традиции, оказался нарушителем, заняв
причитавшееся кислороду первое место.
А селей стал нарушителем «второго сорта»,
подобным рубидию и галлию.
В группе Vila судьбу мелких
нарушителей — селена, рубидия, галлия — разделил
бром.
В группе Villa—относительный порядок.
Первым был открыт гелий; хотя в земной
атмосфере его меньше, чем аргона и неона,
но на Солнце, где гелий был обнаружен, его
гораздо больше, чем других инертных газов.
Несколько нарушает очередность неон —
в принципе так же, как рубидий и
подобные ему второстепенные нарушители в
своих группах.
Перейдем от главных групп к побочным.
В группе 16, полностью представленной
древними элементами — медью, серебром,
золотом, как и следовало ожидать, полный
беспорядок.
В группе Пб очередности кларков не
подчиняется древняя ртуть.
2 «Химия и жизнь» № 9
33
J
3
CD
I S
CD
X ^Е
=>■
ГО
сз
—
ста
—
—
аз
05 ^
Z г-
СО
L- й
О £
^J-
сч»
Z £
„_
о -
сз
LO
со £
■ч*
■"*
а)
СО ^
со
сч»
1л ZF
<
о
со
0_
со
'<
2
Сб
Z
г—
со
со
C4J
^J-
С-ч»
со
LO
CD
C-n(
ГО
—
\сэ
\сэ
>
VC3
^
VD
=»■
\сэ
^
VD
—
\сэ
—
ОО
С ч»
со
ее
1_
^
m
а)
со
со
<
CD
Сб
с
N
3
о
Z
о
CD
с
^
1_
о
>
Ё
о
СО
Сб
О
^
—
J—
г-—
СО
сч»
со
со
LD
со
^J-
^
СП
СО
LO
LO
со
1Л
со
со
СЧ»
CD
СЧ1
lo
LO
СЧ»
СЧ(
СЧ(
г—
сч»
СлЗ
CD
сч»
'"
СЧ(
сз
сч»
CD
СЧ1
сч»
со
"-
LO
■ч*
г -
Clj
СП
r-
Cl)
X
—
CD
1-
CO
CO
с
■о
io
О)
<
"О
Q_
-С
а:
3
о:
о
г~
о
2
-0
|z
1_
N
>
СО
о:
г— '
LO
СО
CD
LO
СЧ»
г—
•-о
**
со
СЧ(
CD
СО
со
со
со
со
CD
СО
со
г—-
со
■"«г
—
г—
со
со
г—
г-
со
г—
с >
LO
со
.,
LO
со
CVJ
со
со
со
cnj
со
,_
СО
СП
с г>
г—
"•""
со
со
со
со
с
01
<
о
CL
CD
_Q
Q_
й
X
3
<
°-
L_
со
о
1 о
101
$
Сб
X
Сб
со
со
о
>
со
а-. 1
ст>
сч|
со
С_>
со
со
со
со
*«*
со
г—
■ч*
LO
lO
СП
со
0">
LO
Г—
со
^э-
1—
^
со
1—
СП
CD
Г—
со
Г—
1—
3D
СО
СО
4d-
го
LO
LO
сг>
со
LO
"»-
CD
го
CD
•**
С"
CLJ
Г—
CD
СО
CD
1 LO
CD
CD
CO
o:
r—
CD
CD
CD
CJ
CO
CD
CD
CO
CO
CD
CO
3
_l
-Q
>
b
1-
L_
Ш
о
X
Q
JD
1-
(J
3
Ш
E
CO
1 E
U_
■D
z
I—
CL
CD
О
га
_l
c= I
CO 1
LO 1
CO 1
C4J 1
CD 1
CD 1
.._ I
en I
CO 1
CO 1
r~~ 1
lO 1
CO 1
CO 1
CD 1
**— \
r— 1
**— 1
LO
r^
CO
r^
CO
lO
CO
СЧ»
*"*
CD
r-~
CO
CO
СЧ»
CO
CO
r-~- 1
,—
'-■^ 1
Г— 1
en 1
СЧ» 1
LO 1
^ 1
CO 1
CO 1
LO I
lO 1
CO со
Ш со
О CO
СП
CD °>
E ,
О m
E a->
I Q_ CT>
Q_ со
i2 ™
^ CO
34
Зато все последующие группы «б» ведут
себя вполне пристойно: в них только два
исключения — хром н платина. Разумеется,
если не говорить о лантаноидах и
актиноидах, занимающих в периодической таблице
особое место. Впрочем, лантаноиды в
целом тоже ведут себя не так уж плохо:
первым был открыт наиболее
распространенный церий, а последним — короткоживу-
щий прометий. Да и актиноиды тоже —
сначала были открыты наиболее
распространенные уран и торий, затем, с большим
отрывом, актиний и протактиний, а уже
потом искусственные трансурановые
элементы.
Итак, очередность открытий элементов в
группах Периодической системы в общем
соответствует распространенности
элементов. Этой закономерности более или менее
подчиняются 94 из ныне известных 107
элементов. Только 13 элементов составляют
исключение.
ПРАВИЛО ШИРОКОЙ СПИНЫ
Прежде чем рассматривать исключения,
обратимся к мелким нарушителям. Вот
элементы, которые, подчиняясь правилу
больших кларков, все же проявили некоторую
недисциплинированность: рубидий, галлий,
селен, бром, неон, торий, тулий, самарий,
гадолиний, диспрозий. Все они «опоздали
на работу» — были открыты несколько
позже, чем полагалось бы. судя по их клар-
кам. Рубидий должен был открыться
людям до лития н цезия, а не после них,
галлий — до таллия и индия, селен — до
теллура II так далее.
Поищем причину задержки. Вспомним,
например, историю открытия рубидия.
В минеральных водах немецких курортов
рубидия было гораздо больше, чем цезия,
но Бунзен и Кирхгоф сперва обнаружили
цезий, а рубидию еще целый год удавалось
прятаться в калиевой фракции. Он опоздал
потому, что слишком похож на гораздо
более распространенный калин.
Очередность открытия элемент» (коричневый цвет)
и последовательность нларнов в порядке убывания
[черный цвет). Черными римскими цифрами
обоз не чека последовательность содержания
в воздухе инертных газов в порядке убывания.
Коричневые римские цифры — группы Периодической
таблицы
Не эта ли причина вызвала н остальные
мелкие нарушения? Она самая! Рубидий в
своей группе располагается сразу же за
калием, галлий — за алюминием, селен — за
серой... Все они прятались за широкими
спинами гораздо более распространенных и
очень близких по свойствам элементов.
ПРАВИЛО АКТИВНОСТИ
Уже одно то, что из тринадцати элементов,
решительно отказавшихся подчиняться
правилу больших кларков, двенадцать были
открыты в древности и в средние века,
свидетельствует о неслучайном характере этих
исключений. Поскольку тут дал осечку
количественный фактор, можно предположить,
что в историю открытий вмешался фактор
качественный.
Самая общая качественная
характеристика элемента — это, пожалуй, его
химическая активность. Правда, химическая
активность— понятие несколько расплывчатое,
поскольку по отношению к разным
веществам химическая активность данного
простого вещества может быть разной. И все
же интуитивное представление о том, что
одни элементы более активны, а другие
менее, в общем-то правильно: ведь есть
инертные газы и благородные металлы, а
есть всеядный фтор.
В 1865 году русский химик Н. Н.
Бекетов опубликовал знаменитое «Исследование
над явлениями вытеснения одних элементов
другими», в котором впервые появился
известный в наше время каждому
старшекласснику ряд напряжений — перечень
металлов, построенный в зависимости от их
химической активности в растворах.
По степени возрастания активности
металлов начало ряда напряжений выглядит
так: золото, платина, серебро, ртуть, медь,
свинец, олово...
Но разве не с этих элементов и почти в
том же порядке начинается история
открытия металлов? Главная закономерность,
которой подчиняются древние и
средневековые элементы, налицо: самыми первыми
были открыты металлы, обладающие
наименьшей химической активностью. Оно и
понятно — чем активнее металл» тем
крепче связывается он с другими веществами,
тем труднее разрушить эту связь и
выделить металл в свободном виде. Относи-
2*
35
1 "* 1
« a
D1 II
1]
91 M
l]
r) |1
1 ar I
1 «4 ■
1 ae ■
3|
1 •» ■
71 1
4 1
51 1
41 1
ч 1
П 1
Li
1 "* 1
I ° 1
■ ■* 1
■ ж ]
I e 1
1 1— 1
1
I <J
W
■ •
1 i
О l-
V С
-
'■•
i
1 •
1 •
1 ab
1 w
1 •
• #
1700 г.
1800 г.
1900 г.
2000 г.
От чего и иаи имеиио зависит очередность
открытия того или иного злемекта, рассказано
в статье. А на рисунке представлена зависимость
скорости открытий от важнейших достижений
науки и техники,
вооружавших исследователей
новыми методами обнаружения и выделения
элементов. Эта зависимость имеет циклический
характер.
Особенно четно выглядят последние
два цикла. Полное отсутствие открытий в шестом
десятилетии XIX вена объясняется полным
исчерпанием
возможностей имевшихся тогда
методов — с их помощью обнаружить скрывавшиеся
редкие и рассеянные
элементы было невозможно.
Из тупика вывело изобретение в 1859 году
спектроскопа; а с открытием
Периодического закона
и радиоактивности темпы открытии стапи еще выше.
Однако и началу XX вена почти все существующие
иа нашей планете в сколько-нибудь заметных
количествах элементы были
уже открыты и начался
очередной спад; ои сменился подъемом лишь тогда,
иогда удалось найтн способы^ синтеза искусственных
■Дер
36
тельно большинства металлов такая
задача в древности была вообще технически не:
выполнимой.
Мелкие нарушения порядка со стороны
ртути и платины имеют, вероятно, свои
объяснения. Поищем их.
Что касается ртути, то тут объяснение
лежит на поверхности. В древности открыть,
новое вещество означало не только
обнаружить его, но и применить к делу. А
применить прежде всего можно было твердые
металлы. Очевидно, ртуть — единственный
жидкий металл — уступила место в
очереди открытий твердым металлам, из которых
можно делать орудия и украшения. И
только значительно позже, когда люди
научились использовать жидкие металлы
(например, расплавленный свинец — для очистки
золота), нашлось дело и для ртути.
А что с платиной?
Прежде всего география: в отличие от
всех остальных элементов, открытых в
древности, заметные скопления платины
встречаются лишь в Америке и Северной
Азии. Кроме того, на судьбе платины не
могла не отразиться ее тугоплавкость:
золото плавится при 1063, медь — при 1083,
а платина — при 1773°С. Разумеется,
сначала люди могли приспособить к делу
именно легоплавкие металлы.
А география, кроме платины, сыграла
роковую роль еще и в судьбе хрома. Крокоит,
в котором — с пятнадцатилетним
опозданием — Воклен нашел хром, встречается в
краях, удаленных от рано развившихся
центров цивилизации.
До сих пор мы пытались разобраться в
нарушителях — металлах, но нам предстоит
еще объяснить причины вопиющего
нарушения очереди двумя неметаллами —
углеродом и серой. Может быть, дело в том, что
углерод и сера — единственные твердые
неметаллы, которые можно найти на
поверхности земли в самородном виде
(следовательно, наименее активные)? Углерод среди
всех твердых неметаллов первый по
распространенности, ои и открыт был первым...
Между прочим, третьим среди твердых
неметаллов был открыт фосфор — второй
по распространенности. Это как будто
свидетельствует о том, что в средние века
значение распространенности в процессе
открытия элементов усилилось. О том же сви-"
детельствует взаимная очередность,
открытия четырех средневековых металлов —
цинк, мышьяк, сурьма и висмут были
открыты в строгом соответствии с их кларка-
ми. Не потому ли, что их открытие
произошло уже тогда, когда малая химическая
активность перестала быть необходимым
условием возможности открытия, когда
химический арсенал стал гораздо более
могущественным, чем в древности?..
ИСКЛЮЧЕНИЯ ПОДТВЕРЖДАЮТ
ПРАВИЛА
В общем н целом очередность открытия
того или иного химического элемента
зависит от его распространенности и
химической активности. Причем значение этих двух
факторов по мере развития техники не
остается неизменным: на ранних ступенях
цивилизации перевешивает активность, иа
более поздних — распространенность.
Открытия начинаются еще в донаучный
период цивилизации. Первыми в очереди
открытий располагаются — в порядке их
распространенности — твердые самородные
(наименее активные) неметаллы. За ними
следуют — в порядке возрастания их
химической активности — самородные металлы. За
ними — наименее активные легкоплавкие
металлы, не встречающиеся в самородном
виде, — сперва тоже в порядке возрастания
активности, а потом в соответствии с
рас простра нен ностью.
В научный период очередность открытия
элементов в общем соответствует их
распространенности. В пределах каждой
группы Периодической системы эта
закономерность соблюдается более или менее точно:
только элемент, расположенный сразу же
после наиболее распространенного, в
группах «а» обычно уступает свою очередь
одному или нескольким элементам,
расположенным после него.
Конечно,- в истории открытия элементов
не удается обнаружить столь же строгих
закономерностей, какие обусловливают,
например, превращения элементов и их
соединений. Найденные закономерности походят
скорее на правила грамматики — н в тех
и в других немало исключений, но каждое
исключение чем-то объясняется и тем
самым подтверждает правило.
37
<££>
Архив
Alexandre
Menchicoff,
F.R.S.
21 апреля 1698 года Петр I записал
в дневнике: «Был... с Яковом
Брюсом в Туре, где деньги делают».
В этот день царь, прибывший с
визитом в Англию, побывал в лондонском
Тауэре, где находился Монетный
двор. Кроме Брюса, его сопровождал
Александр Меншиков. Гости
беседовали с министром финансов
Чарлзом Монтэгю и, возможно, с его
приятелем Исааком Ньютоном,
незадолго до этого назначенным на
должность смотрителя Монетного
двора.
Эта встреча послужила прологом
к любопытной переписке между
Меншиковым и Ньютоном 16 лет
спустя. Хотя «полудержавный
властелин» едва владел грамотой, он
проявлял интерес к наукам:
подражая Петру, собрал богатую
библиотеку и даже воздвиг рядом со
своими хоромами в Ораниенбауме
собственную астрономическую
обсерваторию. В 1714 г. он обратился к
Ньютону как президенту лондонского
Королевского общества с просьбой
принять его в общество. Так
случилось, что сподвижник Петра стал
первым русским F. R. S. — Fellow
of the Royal Society, действительным
членом одной из самых знаменитых
научных корпораций в Западной
Европе.
Существуют три разных
черновика ответного послания Ньютона,
написанного по-латыни,— он
тщательно готовил деловые бумаги, по многу
раз их улучшая. Один из них в
1943 г., когда праздновалось 300-
летие со дня рождения Ньютона,
был подарен Королевским
обществом Академии наук СССР и в
переводе академика С. И. Вавилова
напечатан в его книге «Исаак Ньютон».
Мы приводим другой вариант — по
оригиналу, хранящемуся в США и
впервые опубликованному в книге
V. Boss «Newton and Russia»,
Cambridge (Mass.), 1972. Из этой
же книги заимствован текст
французского письма, составленного от
имени князя Меншикова.
38
МЕНШИКОВ — НЬЮТОНУ
Сударь,
Всегдашнее и особливое мое расположение к английской нации, вкупе со
справедливым восхищением, которое она снискала у всех своею мудростью, благородством и
прочими превосходными качествами, побудили меня не только искать усердно всякого
случая послужить для нее, но и стремиться к более тесному сближению с ней.
Вы, сударь, имеете средство удовлетворить таковое мое желание, ежели благоволите
оказать мне честь, приняв меня в славное Общество, в коем вы столь достойно
занимаете первое место. А как мы наслышаны, что на сие почетное избрание не должно
притязать легкомысленно, а надобны многие заслуги, то обещаю вам, что буду всегда
хранить за то подобающую признательность и всеми возможными способами буду
стараться быть для вас небесполезным членом. В чем прошу вас быть уверенным и
остаюсь, милостивый государь, готовый к услугам
Александр Мен ш и ков.
Санкт-Петербург, 23 августа 1714.
НЬЮТОН — МЕНШИКОВУ
Могущественнейшему и высокочтимому господину Александру Меншнкову, Римской
и Российской империй князю, владетелю Ораниенбурга *, первому советнику его
величества царя, фельдмаршалу, правителю покоренных областей, кавалеру ордена Слона,
орденов Белого и Черного Орла и прочая, от Исаака Ньютона привет.
С некоторого времени Королевскому обществу стало известно, что царь, ваш
повелитель, насаждает в своих владениях науки и искусства и что именно вы содействуете
своей распорядительностью не только его делам на поприще мира и войны, но и
распространению книжности и науки. А потому всем нам было весьма приятно узнать из
донесений английских негоциантов о желаний вашего превосходительства быть
избранным в члены нашего Общества, принимая во внимание ваши выдающиеся
достоинства, отменное расположение к наукам и любовь к нашей нации. Однако в то время
мы, по нашему обыкновению, прервали наши заседания на лето и осень. Тем не менее
мы вновь собрались, чтобы избрать ваше превосходительство путем голосования, что
мы и сделали единодушно. И теперь, созвав наше первое заседание после вакаций,
мы удостоверили ваше избрание дипломом за нашей общей печатью. Одновременно
Общество обязало своего секретаря препроводить вам сей диплом и уведомить вас об
избрании. Будьте здоровы.
Лондон, 25 октября 1714.
* Меншиков был владельцем Ораниенбаума (под С.-Петербургом) и Ораниенбурга (Раиенбурга,
между Тамбовом и Рязанью).
Публикация и перевод
Г. ШИНГАРЕВА
39
Диалог
Роберт
Вудворд:
«Если путь
к цели очевиден,
то к такой цели
неинтересно
идти»
40
Когда он встречал маленькую
собачку, он не обращал на нее никакого
внимания, но стоило появиться
здоровому псу, как он струной
вытягивал свой обрубленный хвост... Он не
знал, что такое страх. Он не был
похож ни на одну из известных мне
собак.
э. сетон-томпсон.
*Снап»
Роберт Берне Вудворд, нобелевский лауреат, профессор
Гарвардского университета, член Национальной академии
США и по крайней мере еще двух десятков других
академий и ученых обществ, принадлежит к числу наиболее
известных химнков-органнков нашего времени. Славу ему
доставили работы по полному синтезу хинина, стрихнина,
резерпина, холестерина и ланостернна, кортизона, лизергн-
новой кислоты, колхицина, хлорофилла и витамина Bi2.
Он установил структуру алкалоидов стрихнина и цевниа,
антибиотиков террамицииа, ауреомнцина н магнамицина,
ядовитого начала рыбы фугу — тетродотокенна. Вместе с
К. Блохом он сформулировал новую концепцию биогенеза
холестерина. Одновременно с английским химиком X. Вил-
кинсоном Вудворд поиял природу сэндвичевых металлорга-
иическнх соединений и показал ароматический характер
их пятичленных колец. В 1942 году он сформулировал
эмпирические правила, связывающие положение максимумов
в электронных спектрах сопряженных органических
соединений с числом и положением заместителей в их молекулах.
В 1961 предложил правило октантов, определяющее знак
эффекта Коттона в оптически активных циклических кето-
нах. А в 1965 — в тот год, когда ему была присуждена
Нобелевская премия,— он в соавторстве с Р. Хоффманом
опубликовал серию статей о сохранении орбитальной
симметрии, глубокое теоретическое исследование, основанное на
соображениях, заимствованных из квантовой механики,
которое совершенно по-новому осветило обширную область
органической химии, известную ранее под выразительным
названием «по mechanism reactions» — реакции без
механизма.
Уже одни этот список говорит об исключительной
эрудиции — от биохимии до квантовой механики — и широте
интересов, необычной для нашего времени, когда нормой,
увы, становится узкая специализация; однако он ие дает
еще представления о совершенно уникальном научном
стиле Р. Б. Вудворда, в котором даже весьма далекие от
мистических настроений ученые склонны подозревать нечто
дьявольское н сверхъестественное.
Хотя цель вудвордовских синтезов всегда заранее
известна читателю его работ, рядовому органику никогда не
удается предугадать не только весь путь синтеза, ио и
каждую следующую стадию, любой дальнейший шаг на пути
к цели: подход, метод и стиль работы Вудворда так же
отличаются от традиционных, как дедуктивный метод
Шерлока Холмса от приемов инспектора Лестрейда.
Искусство, артистичность — вот, пожалуй, те определе-
MeA>/
HOJ
Me, у
HO*f
2 5 ^n
NNMe
\ чМе
Lh
НШ6 9
NMe,
Эритромицин:
18 ■ симметрических цектрсш,
2,e стереонэомерое B62144)
иия, которые точнее всего передают главные особенности
научного стиля профессора Вудворда. Но кроме этого есть
еще тонкое понимание физического и химического поведения
и пространственной структуры органических молекул,
парадоксальность и рискованность решений в сочетании с
продуманностью общего плана и чувством гармонии,
неукротимый темперамент, заставляющий браться за безнадежно
трудные задачи...
Изысканно культурный бостонский язык его статей
уснащен множеством^ «вудвордизмов», повергающих
переводчика то в восторг перед блеском его речи, то в отчаяние от
попыток иайтн эквиваленты головокружительным
английским оборотам н изобретенным им терминам. (Желающие
могут поупражняться в переводе, например, таких
отрывков нз работ Р. Б. Вудворда.
«...Brobdingnegian molecule of tobacco mosaic virus
protein... How much beyond our grasp is repetitious
monstrosity as beta-corticotropin...»
«I for one will not conceal my hope contrary though it may
be to the often too narrowly utilitarian spirit of the day that
synthesis for its own sake will continue. There is excitement,
adventure and challenge, and there can be great art, in
organic synthesis. These alone should be enough, and organic
chemistry will be sadder when none of its practitioners are
responsive to these stimuli».
«...Бробдингиегианский белок вируса табачной
мозаики..» — Бробдингнег — страна великанов у Свифта.
«Насколько плохо мы еще понимаем бета-кортикотропии,
это однообразное чудо-юдо».
«Что касается меня, то не скрою: я надеюсь, что «синтез
ради синтеза» будет продолжаться — наперекор
утилитарному духу нашего времени. Органический синтез — штука
волнующая, полная неожиданностей, требующая смелости,
подчас поднимающаяся до вершин искусства. Чего же
боле? И было бы очень грустно, если бы химики перестали
это понимать.»)
Читая его статьи, слушая его удивительные доклады,
невольно думаешь, что стань он романистом — он был бы
вторым Анатолем Франсом, в драматургии — вторым
Бернардом Шоу, в шахматах — вторым Талем. Но он очень
рано избрал место приложения своих способностей,
органическую химию, н сам стал эталоном — Р. Б. Вудвордом.
Доктор химических наук О. С. ЧИЖОВ
В июне 1976 г. к списку почетных
званий американского химика
прибавилось еще одно: он избран
иностранным членом Академии наук
СССР. Мы публикуем здесь запись
беседы Р. Вудворда с
корреспондентами «Химии и жизни» Д. Осоки-
ной и В. Черниковой.
Корр.: У нас есть особый повод
обратиться к вам с расспросами, доктор Вудворд.
Некоторое время назад нам довелось
беседовать с Ричардом Бартоном — тоже
нобелевским лауреатом по химии. Когда киы
задали собеседнику шутливый вопрос, что
попросил бы ои в обмен на свою душу,
явись к нему Мефистофель, то профессор
42
достаточно серьезно объяснил, что этот
вопрос следует задавать не ему, а Вудворду,
который явно продал душу дьяволу за
право называться гением органической химии.
Вудворд: Что-то не припомню такой
сделки...
Но нам определенно хочется понять, как это
у человека может «все» получаться.
Я никогда не думал о победах и
поражениях. У меня была просто
хорошая жизнь, и я всегда наслаждался
ею. Конечно, бывают особые
моменты, когда дела и впрямь идут на лад.
Но это длится так недолго — какие-
то считанные часы. А на следующий
день надо идти дальше. Одним
успехом жить нельзя, важно
получать удовольствие от работы
постоянно: все поражения и победы —
части одного целого. Не может же все
время все ладиться. Я бы сказал
даже, что когда дела плохи, это
приближает время, когда они пойдут
успешнее.
Мы знаем о ваших победах. Расскажите о
том, что вам не удалось.
Не думаю, что стоит об этом
рассказывать.
Почему?
Удаются очень редкие
эксперименты. Гораздо больше не получается.
Но и тот эксперимент, который не
вышел, так же важен, как
удавшийся.
Вам не хочется вспоминать о неудачах?
Вовсе нет, но мне кажется, что
удачи и неудачи — это только моя
жизнь, люди не знают о ней, и кому
это может быть интересно?
История открытий, жизнь ученых — это
интересует очень многих, поверьте.
Видите ли... Я хочу, чтобы вы
поняли, что я думаю по этому поводу.
Я никогда не буду писать
автобиографию— мне кажется неудобным
писать о самом себе. Даже не знаю,
почему.
Тогда, может быть, вы расскажете о людях,
с которыми вместе работали, о своих
друзьях, среди которых, наверное, есть
выдающиеся личности?
Одна из самых приятных сторон
научной работы — это возможность
сотрудничать с другими. Мне
приходилось тесно соприкасаться с
множеством людей, за мою жизнь у
меня было около полутысячи
сотрудников. И эти люди, и наша общая
работа интересовали меня больше
всего.
...У меня есть друзья во всем мире.
Самое приятное для меня
—общаться с ними, бывать у них, говорить
с ними.
С кем из них вам интереснее всего?
Зачем же обижать кого-то?
По-видимому, вы расположены к людям?
Мой опыт говорит о том, что в
большинстве своем люди все-таки
хорошие. И вообще куда приятнее искать
хорошее, нежели высматривать
пороки. Я предпочитаю сосредоточи•
ваться на лучшей стороне явлений.
Кто были ваши учителя в науке?
Своими знаниями я обяззн только
самому себе. Я сам себя учил химии.
Я уважаю многих ученых старшего
поколения, но ни с кем из них я
непосредственно не работал.
Где же вы получили образование?
Я поступил в Массачусетский
технологический институт и проучился
там полтора года. А потом меня
выгнали — потому что я не отдавал
должного принятым курсам
обучения, мне было интереснее
заниматься тем, что я считал нужным и
интересным, а не тем, что полагалось по
программе. Я пошел на работу. Но,
проработав немного, вернулся в
институт, решив выполнить все, что от
меня потребуют...
43
Потом я получил должность в
Гарвардском университете и
работаю здесь и поныне, то есть уже
39 лет.
Вы знали, что будете химиком, еще до
поступления в институт?
Я это знал уж не помню с какого
времени. Даже тогда, когда был еще
ребенком. Мне трудно припомнить
время, когда бы я не интересовался
химией.
Вы росли в семье ученых?
Нет. Отец умер, когда мне было
около года. Мать не занималась
наукой. Но она поощряла меня.
Разрешала дома экспериментировать?
Да, у меня была небольшая
лаборатория. Я там ставил самые простые
опыты — но книгам, которые у меня
были. Когда стал постарше, то
занялся более серьезными вещами.
Пока реактивы я не мог покупать
сам, это делала для меня мать.
У вас есть ученики?
Я не читаю лекций в университете,
ио со мной работают студенты, и
мой способ обучения состоит в том,
что они беседуют со мной, а я с
ними.
Какой научной проблемой вы заняты
сейчас?
Сразу двумя важными вещами.
Одна работа связана с синтезом
биологически активных соединений. Мы
пытаемся создать новые
эффективные антибиотики — эта работа идет
в Базеле, в Швейцарии. В Гарварде
мы тоже работаем с
антибиотиками — макролидами.
Другая работа носит
теоретический характер, она не имеет
очевидного практического применения, и
если оно и будет, то только в
далеком будущем.
Когда вы приступаете к синтезу, то по
какому принципу выбираете вещество,
которое хотите синтезировать?
Мне нравится браться за синтез
тех веществ, в возможность
получения которых никто не верит. И
нравятся люди, которые не боятся такой
работы.
Как-то из Англии ко мне приехал
человек с очень хорошими
рекомендациями — он хотел работать со
мной. Я дал ему довольно простой
синтез...
Простой — на ваш взгляд?
Может быть. Но он выполнил этот
синтез за две недели. Тогда я
подумал: ага, это способный человек, мы
должны с ним сделать что-нибудь
посерьезнее. И объявил ему, что мы
будем синтезировать холестерин.
Мы выполнили этот синтез: он, я и
еще несколько сотрудников. Годом
позже он признался, что вначале,
услышав о предстоящем синтезе
холестерина, подумал обо мне:
«видать, он просто сумасшедший»...
Но все равно решил попытаться.
Фамилия этого человека — Зондхай-
мер, сейчас он профессор
Имперского колледжа в Лондоне.
На будущее у меня не бывает
четко разработанных планов. Конечно,
собираясь синтезировать столь
сложные вещества, как витамин Bi2 или
хлорофилл, надо иметь план. Но
этот план должен быть гибким —
чтобы всегда была возможность
изменить путь или даже цель. Я тут
уже упоминал макролиды. В этой
группе антибиотиков есть один —
эритромицин. Это очень интересное
вещество, заманчивый и вместе с
тем весьма трудный объект синтеза,
Здесь мы сталкиваемся со стереохи-
мическими проблемами, которые не
могут быть разрешены уже
известными методами синтеза. Надо искать
новые методы, и в этом свой особый
интерес. Если путь к цели очевиден,
то к такой цели неинтересно идти.
Как-то стало привычным делить ученых на
два типа — одни поглощены только наукой
и ничем больше не интересуются, а другие,
наоборот, широко открыты во внешний мир.
К какой категории вы бы отнесли себя?
44
К третьей. Я с удовольствием
провожу время за работой Но я очень
1юблю читать, люблю встречаться
v друзьями, люблю ходить в гости.
Я не интересуюсь политикой —в от-
>шчие, например, от Джима Уотсона,
но у меня много интересов помимо
чимии люди, книги, театр, кино,
музыка
Какая именно музыка?
Всякая, исключая, пожалуй, только
оперу.
Книги?
Всяческие исторические романы,
мемуары автобиографии,
фантастика.
И фантастика?
Да. И у меня есть друзья среди аме
риканских фантастов Клиффорд
Саймак, Рэй Брэдбери.
А сами вы пишете что-нибудь, кроме
научных статей? Мы имеем в виду
популяризацию науки.
Нет. Я полагаю это очень важным
и интересным делом. Но чувствую,
что не смог бы выполнить его
достаточно хорошо. Поэтому и не
занимаюсь им. Иногда я читаю популярные
лекции и делаю это с большим
удовольствием. И все-таки, на мой
взгляд, они мне не очень удаются.
Это дело должны делать те, кто
имеет талант хорошо его делать. А я —
не из их числа.
Некоторое время назад газеты и
журналы писали о страхе американского общества
перед наукой, о том, что многие ваши
сограждане предают науку анафеме из-за
возможных бед, которые она может принести
миру. Что вы думаете обо всем этом?
Мне кажется, что американцы в
достаточной степени уважают науку и
чувствуют доверие к тому, что
делают ученые. Правда, несколько лет
назад в нашей стране было что-то
вроде Движения, направленного не
только против науки, но вообще
против любого вида
интеллектуальной деятельности. Но не думаю, что
это отражало настроение всего
американского народа, скорее
носителями этих настроений были некоторые
интеллигенты — те из них, которые
по каким-то причинам не любят
сами себя. В целом, я думаю,
американцы в высшей степени
расположены к науке...
А что это было за движение? Немного
подробнее, если можно.
Его называли антикультурой.
Молодежь была озабочена, например,
проблемами окружающей среды.
Она считала, что наука во всем
виновата... Сейчас все переменилось.
Стало ясно, что многие проблемы,
перед которыми стоит общество, мо-^
гут быгь решены только с помощью
науки - демографический взрыв,
нехватка пищи, загрязнение среды,
болезни... Все больше молодых
людей снова выбирают науку.
Но путь в науку — тяжелый путь?
Если вы любите науку, тогда путь
в нее легкий. А если не любите, то
зачем заниматься ею?
Примечание к беседе. В одной из статен
Вудворда, напечата иной в 1955 году,
я отыскал фразу «Erythromycin with all its
advantages looks at present quite hopelessly
complex, particularly in view of its plethora
of asymmetric centers» (Хоть мы уже и
умеем многое, но эритромицин пока еще
представляется безнадежно сложным —
особенно из-за асимметрических центров,
которыми он буквально нашпигован.) И вот я
читаю, что в Базеле и Гарварде идут
работы по синтезу эритромицина. Это значит,
что все двадцать лет Вудворд с поистине
дьявольской настойчивостью ие оставлял
мыслн о полном синтезе этого вещества.
Если хотите, рекорд постоянства н в то же
время неплохое объяснение совершенства
его работ. После этого трудно поручиться,
что синтез хинина он не продумывал,
начиная с шестилетнего возраста!
О. ЧИЖОВ
45
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
I ПЕЧЕНЬ —
I СКЛАД МЕТАЛЛОВ
I Амурская астерия, астерия
I аргонавта н морские звезды
I других видов недавно при-
I влекли внимание сотруднн-
I ков Института химии Даль-
I невосточного научного цент-
I ра А-кадемии наук СССР.
I Чем же заинтересовались
I химики? А вот чем.
I Про то, что морские бес-
I позвоночные накапливают в
I своих телах самые разные
I металлы, знали давно. Но
I ведь металлы не могут про-
I ннзывать всю звезду на-
I сквозь. Они где-то склади-
I руются. Оказалось, что под
I склад морские звезды от-
I велн свою печень. Концен-
I трация меди, цинка, хро-
I ма, ванадия, молибдена, же-
I леза, марганца и никеля в
I печени морских звезд в ты-
I сячи раз больше, чем в мор-
I ской воде.
I КАК ДОЖДЕВЫЕ КАПЛИ
I В Норвегии разработаны
I ткани для спецодежды ме-
I таллургов. От костюмов из
I этих тканей большая часть
I брызг расплавленного ме-
I талла отскакивает, как дож-
I девые капли от иепромока-
|емого плаща. Ткани изго-
I товлеиы из шерсти и нанло-
I на илн— другой вариант —
I из хлопковых нитей, упроч-
I ненных иаилоном. Чтобы
I свести к минимуму горю-
I честь ткани и адгезию к ней
I расплавленного металла, ее
I пропитывают «пироватек-
I сом», состав которого, есте-
I ственно, пока не сообша-
1 ется.
I ИЗ КУКУРУЗЫ —
I ПЛАСТМАССА
I Из кукурузы — глюкоза,
I нз глюкозы — пластмасса.
I Так выглядит в самых об-
I щих чертах процесс, создан-
I ный японскими специалиста-
I мн (в Японии, как нзвест-
I но, своей нефти иет, а вот
I кукуруза есть). Новый по-
| лимер получил название
46
«поллулэн». Он
растворяется в воде, но может быть
и нерастворимым — после
специальной обработки.
Этот полимер, по
сообщению агентства Франс Пресс,
будут использовать для
производства волокон и
клеев. Особое достоинство
поллулэна: он ие выделяет
токсичных веществ при
сгорании и не засоряет
свалки — под действием
микроорганизмов пластмасса
разлагается. Это последнее
свойство в нашем ие
слишком чистом промышленном
мире ценится сейчас особо...
БЕРЕГИТЕ
РОДСТВЕННИКОВ
По сообщению журнала
«Medical Tribune and
Medical News» A976, № 3),
обследования, которыми
были охвачены 5000 человек,
показали, что, по-видимому,
существует иаследствеина я
предрасположенность к
раковым заболеваниям. В
грулле лиц, имевших одного
близкого родственника,
заболевшего раком, сами
оказались больны 9,8%; а
среди тех, у кото таких
родственников было два и
три, больными оказались
соответственно 16,3 и 22%.
«ПОЭМА» ПРОТИВ
ВЛАГИ
Чтобы стекла автомобиля ие
запотевали, их иногда
покрывают пленкой из
прозрачных полимеров,
способных поглощать влагу, в
частности из полиокснэтил-
метакрилата (сокращенно
ПОЭМА). К сожалению, ак-
рилатные пленки довольно
быстро насыщаются влагой
н теряют работоспособность.
Сополимеры органоснлокса-
нов (кремнийоргаиика) н
оксналкиленов (чистая
органика) действуют
иначе — уменьшают
поверхностное иатяженне воды н
разрушают образующиеся кап-
|ли. Но эти вещества
растворимы в воде и потому еще
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
I менее долговечны, чем ак-
I рилатные пленки. Недавно
I химикам одной из амери-
I канских фирм. удалось
I «скрестить» вещества этих
I двух типов и получить плен-
I ку, способную долго проти-
I востоять запотеванию.
Журнал «New Scientist» A976,
I № 989), сообщивший об
I этой работе, не приводит
I подробностей, однако ука-
I зывает, что основой ком-
I позиции остается ПОЭМ Л.
I И СТАРЫЕ И НОВЫЕ
I В Объединенном институте
I ядерных исследований в
I Дубне получены еще два
I новых изотопа. Исследовали
I продукты ядерных реакций,
I образующиеся при бомбар-
I дировке ионами неона-20
I мишеней, изготовленных нз
I природной смеси изотопов
I иридия. Образовавшиеся
I ядра разделяли на масс-се-
I параторе. Были обнаружены
I уже известные изотопы
I франция, радона, полония и
I вместе с ними два изотопа,
I не наблюдавшихся преж-
I де,— астат-200 и фран-
I ций-204. Пока о новых изо-
I топах известно немного —
I лишь энергия испускаемых
I нми альфа-частнц. А она,
I как известно, признак стро-
I го индивидуальный.
I КРЫЛАТАЯ НАДЕЖДА
I Тропическое растение Pso-
I pilocarpus tetragonobulus,
I нечто вроде вьющейся фа-
I соли, может оказаться важ-
I ным источником белка в тех
I районах нашей планеты, где
I белковый голод ощущается
I особенно остро. Стручки
I этого растения содержат
I 34% белков и 17% масла,
I нх можно использовать в
I пищу так же, как бобы.
I Сладковатые корнн нр 20%
1 состоят из белков (это на-
I много больше, чем в кар
I тофеле). Наконец, н листву
I также можно употреблять в
I пищу — как салат.
I Это растение (его англий-
I ское название «winged be-
|ап» — крылатый боб)
выращивают главным образом в
I Папуа (Новая Гвинея),
I между тем как для него
^ [вполне подходит климат
^ь I Центральной и Южной Аме-
£yt |рики, Африки, Океании.
7 I I Очень важно, что крылатый
7 I |боб растет на бедной почве,
/ [обогащая ее, как и все бо-
/ |бовые, азотом.
|МЯСО ПО-НАУЧНОМУ
■ О вкусах вообще не спорят,
|а за обедом тем более: один
I предпочитает бифштекс с
I кровью, другой — отварную
I телятину, третий —свиную
I отбивную или шашлык. Ну
|а как с научной точки зре-
I ния — кто все-такн прав?
I И те, и другие, и третьи.
|Во Всесоюзном научно-нс-
I следовательском институте
л I мясной промышленности
Т I изучили по единой методике
I аминокислотный состав го-
I вядины, телятины, свинины
I н баранины. Оказалось, что
I различие в аминокислотном
I составе очень невелико, все
|эти виды мяса практически
I равноценны. За одним
исключением: лизина больше
I всего в свнннне. Так что
[пристрастие к свиной от-
I бивной можно считать науч-
I но оправданным..
[КРЫСЫ-МУТАНТЫ
| Наш журнал уже писал о
| том, что в ответ на гриме-
[ нение приманок с антнкоа-
/^ I гулянтами (вещества, пре-
rjty\ пятствующне свертыванию
^> I крови) в Шотландии и Да-
S* I нни появились отравоустой-
' |чивые крысы-мутанты («Хн-
| мия и жнзнь», 1972. № 6).
^7" I Теперь примеру европей-
Л| | ских крыс последовали нх
1 I заокеанские подруги. Био-
а\ \ логн университета в Огайо
К I обследовали крыс в сорока
I I городах США. Выяснилось,
I I что во многих городах кры-
I | синое поголовье на три чет-
|вертн состоит из мутантов,
| обладающих иммунитетом к
V Iантикоагулян|ам. Найдены и
Uk I мыши, вступившие на тот
*■ | же путь эволюции.
47
Технология и природа
Катастрофа
становится
привычной
«Трупы были обнаружены на четвертый
день, в полдень... Драга принесла со дна
тысячи мертвых мидий. Створки их были
полуоткрыты, внутри виднелись жалкие
комочки слизи — все, что осталось от тел
моллюсков.
— Замор, — мрачно сказал начальник
экспедиции».
Так начинался репортаж, напечатанный в
«Химии и жизни» два года назад A974,
,№ В). Осенью 1973 года, во время
очередной экспедиции на исследовательском судне
«Миклухо-Маклай», в которой участвовал и
автор, сотрудники Одесского отделения
Института биологии южных морей АН УССР
наблюдали массовую гибель морских
организмов на значительной части
северо-западного шельфа Черного моря — от
Днестровского лимана до дунайских гирл.
Такого исследователи не наблюдали за
всю столетнюю историю изучения Черного
моря. Правда, и раньше в этой части моря
время от времени обнаруживали отдельные
очаги замора, но они были гораздо
меньше. И только в последние годы они начали
расползаться вширь, охватывая тысячи
квадратных километров.
В чем причина заморов? Два года назад
на этот счет можно было только строить
предположения. Одно из них высказал в
том же номере «Химии и жизни»
руководитель Одесского отделения ИНБЮМа
член-корреспондент АН УССР Ю. П.
Зайцев. По его мнению, главный
виновник — Дунай: степень загрязнения его
вод промышленными и
хозяйственно-бытовыми стоками превысила все допустимые
пределы.
С тех пор под руководством Ю. П.
Зайцева были проведены обширные
исследования этого явления. Теперь уже можно
сказать, что гипотеза подтвердилась. В
октябре 1975 г. на международном
симпозиуме «Взаимодействие воды и живого
вещества», проходившем в Одессе,
причинам подобных заморов был посвящен
специальный доклад — авторами его
были Ю. П. Зайцев, гидролог из ИНБЮМа,
кандидат физико-математических наук
Д. М. Толмаэин и начальник экспедиции,
которая впервые обнаружила замор,
кандидат биологических наук В. А. Сельский.
Непосредственной причиной замора
1973 года был недостаток в воде
кислорода — это гидрохимики установили еще
во время экспедиции. Но куда делся
кислород, которого обычно в воде вполне
достаточно?
Кислород расходуется на разложение
органического вещества, которое в
огромных количествах приносят в море реки,
особенно Дунай: на его долю приходится
больше 3Л всего стока в северо-западную
часть моря. Когда содержание органики
превышает определенные пределы,
кислорода уже не остается.
Все это известно уже давно. Однако
исследования одесских ученых показали,
что обширному развитию заморов в
северо-западной части Черного моря
способствуют и другие факторы, и в первую
очередь своеобразные гидрологические
условия этого района. Изучение этих
условий, проведенное Д. М. Толмаэиным, и
помогло воссоздать полную картину
процессов, приводящих к заморам.
Особенность этой части Черного моря в
том, что летом придонные слои воды
(глубже 12—15 м) здесь практически
изолированы и от вышележащих слоев, и от
окружающих водных масс: и
вертикальное, и горизонтальное перемешивание вод
здесь по тем или иным причинам
затруднено. И именно в это время реки
приносят в море особенно много
органического вещества: промышленных и бытовых
стоков, удобрений и пестицидов,
смываемых с полей. Попадая в придонные слои,
органика подвергается окислению — на
это и расходуется большая часть
растворенного в воде кислорода. Вблизи дна
создается мертвая зона. Однако на
прибрежные, мелководные участки моря она
до поры до времени не
распространяется, и здесь пока еще продолжает бурно
развиваться жизнь,-
Но положение изменяется, когда с
приближением осени западные ветры
отгоняют в открытое море верхние, еще
богатые кислородом слои воды. На их
место со дна поднимается «мертвая вода»,
которая подходит почти к самому берегу.
Вот в этот момент и происходит
настоящая экологическая катастрофа, какую
наблюдали здесь и в 1973 г., и в
последующие годы. Первыми погибают
неподвижные, сидящие на дне организмы (мидии,
-усоногие раки) и малоподвижные
обитатели дна (крабы, креветки, донные ры-
48
Зона дефицита кислорода
Таи яоэнннают замеры ■ сеяеро-эападной части
Парного меря. В тачанка лата кислород,
содержащийся я придонных слеяк яоды,
расходуется на разложение органического вещества,
которое приносят я море рени. Здесь создается
мертяая эонв (верхний рисунок).
Осенью, в результате сгонно-нагонной циркуляции,
«мертяая вода» подходит почти н самому берегу,—
наступает замор (нижний рнсунон(
бы). Их массовая гибель и разложение
еще усиливают кислородный дефицит,
приводят к появлению сероводорода.
Часть рыбы уходит к самому берегу, где
у поверхности, в верхнем 1—2-метровом
слое, еще есть кислород. Здесь
скапливается огромное количество полуживых
бычков, молоди камбаловых, кефали. По
свидетельству румынских ученых, южнее
устья Дуная в это время у самого берега
вылавливают за день столько же бычков,
сколько ловили обычно за целый год...
Единственным «здоровым» участком в
это время остается та часть шельфа, где
расположены заросли водорослей —
знаменитое филлофорное поле, которое
занимает большую площадь в этом районе
Черного моря. Это неудивительно:
водоросли сами выделяют кислород,
противодействуя наступлению замора. Даже в
самый разгар катастрофы те же мидии и
крабы, которых здесь поднимали со дна
драги «Миклухо-Маклая», чувствовали
себя прекрасно.
(Нужно заметить, что такую
спасительную роль могут играть далеко не всякие
водоросли. Широко известны ядовитые
«красные приливы» — результат
массового размножения одноклеточных
водорослей, обладающих токсическими
свойствами; ядовиты и для рыб и для людей
сине-зеленые водоросли, которые
вызывают «цветение» водохранилищ. Как
считает один из авторов доклада В. А.
Сельский, и в Черном море массовое развитие
определенных токсичных водорослей если
и не является главной причиной
катастрофы, то уж наверняка ее усугубляет.)
А дальше начинаются осенние штормы,
которые основательно перемешивают
воду, насыщают кислородом даже глубокие
ее слои. Замор прекращается, в
опустошенные им районы снова проникают
различные организмы — жизнь
возобновляется. До следующего замора...
Можно ли предотвратить заморы? В
принципе — конечно, тем более теперь,
когда более или менее ясны их причины.
Ведь раньше, когда загрязнение рек,
впадающих в Черное море, и особенно
Дуная, еще не достигало нынешних
масштабов, таких обширных заморов здесь не
было. Значит, они не фатальная
неизбежность, а дело рук человека; вполне в
человеческих возможностях и разорвать
этот ежегодный порочный круг.
Нужно лишь одно — чтобы стали чище
реки, текущие в море. Разумеется, для
этого от всех стран черноморского
бассейна, и прежде всего от дунайских стран,
потребуется немало усилий. Примером
таких целенаправленных усилий может
служить программа защитных мероприятий,
намеченная в Постановлении ЦК КПСС и
Совета Министров СССР «О мерах по
предотвращению загрязнения бассейнов
Черного и Азовского морей».
А. ИОРДАНСКИЙ
49
Фотоинформация
Хвоя здоровой сосны
живет три-четыре года.
Другое дело деревья,
расположенные вокруг
промышленных
предприятий. В таких
местах хвоя осыпается
гораздо раньше, причем
продолжительность ее
жизни тем меньше, чем
грязнее воздух. Поэтому
сосна может с успехом
служить индикатором
загрязненности атмосферы.
Зеленые насаждения вблизи
химического завода могут
быть подразделены на три
зоны. Первая — самая
пострадавшая, здесь хвоя
живет всего год (на фото:
слева как раз такое
лысеющее дерево, а правое
оказалось еще слабее и
вовсе не выдержало
соседства с заводской
трубой). Во второй зоне
сосновые иголки
долговечнее, они не
опадают два года, а в
третьей держатся на ветках
до трех лет, то есть почти
как на здоровых деревьях.
Если полоса осыпающихся
деревьев широка — это
сигнал опасности.
Предприятию следует
немедленно уменьшить
количество попадающих в
атмосферу вредных
веществ.
А. А. РОЖКОВ,
Московское
специализированное
лесоустроительное
предприятие
Всесоюзного объединения
«Лесопроект»
ч.
^ « w«1
L>
ч\
50
Электронные устройства все
уменьшаются в размерах,
и со все большей
тщательностью и точностью
приходится наносить
на полупроводниковые
кристаллы контуры схем
и приборов. Сейчас их
размеры — микроны,
в ближайшем будущем —
доли микрона. Обычно схему
наносят методом фотомаски.
На поверхности кремния
образуется тонкий (около
1 мкм) слой Si02
и на него наносится слой
светочувствительного
материала. На эту пленку
световым лучом переносят
нужный рисунок.
Затем контуры
протравливают жидкими
реагентами, содержащими
плавиковую кислоту,
через пленку с проявленным
в ней рисунком схемы.
«Мокрое» травление БЮг
обладает принципиальным
недостатком: контур
травится одновременно
и в глубину, и в стороны,
и это приводит к искажению
рисунка; «скосы» контуров
получаются как бы
подточенными, размытыми,
как это видно на верхней
фотографии. Нижний снимок,
сделанный в лаборатории
фирмы «Сименс» (ФРГ),
показывает, как может
выглядеть та же схема,
нанесенная на
поверхность кристалла
другим способом —
с помощью ионного луча.
Ионы аргона, направленные
на покрытую лаком
поверхность кристалла,
«фрезеруют» нужные
контуры без бокового
растравливания. Специалисты
по микроэлектронике считают
-преимущества ^тонного
фрезерования» очевидными.
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
^ в вашей школе?
Что скрывается
за буквами?
Цветные полиены
Хамелеон
из аптечки
Сухой спирт —
один из многих
Вниманию
юных химиков!
Устав клуба
Пункт первый. Членом клуба может быть каждый школьник.
Пункт ■торой. Членом клуба становится тот, кто задаст интересный вопрос, или
найдет интересный ответ, или пришлет заметку, фотографию, рисунок, или просто
расскажет о своих полезных делах.
Этот выпуск клуба сделан — от начала до конца — силами школьников и тех, кто
недавно был школьником.
А в вашей
школе?
Ровно год назад, тоже в
сентябрьском номере, была
напечатана заметка под
таким же заголовком.
Напомним вкратце ее
содержание. Члены клуба
«Радий» из волгоградской
школы-интерната № I
изучали содержание
углекислого газа в классах и
кабинетах очень простым
самодельным прибором. Они
прокачивали воздух
резиновой грушей через
известковую воду — из-за-
образования нерастворимого
карбоната кальция вода
мутнела. А скорость или
степень помутнения зависят от
содержания СОг в воздухе.
Однако этот
опыт—качественный: он позволял
сказать только, что в одной
комнате СОг больше, чем в
другой. Поэтому редакция
обратилась к юным химикам
с предложением проверить
способ и подумать над тем.
как сделать анализ
количественным. Вот краткий
обзор лучших предложений.
Как и следовало
ожидать, юные химики
обратили внимание на то, что
гидрат окиси кальция —
сильное основание, и поэтому
его раствор должен
проводить электрический ток. А
вот когда через раствор
пропускают углекислый газ,
то образуется карбонат
кальция, который
растворяется в воде примерно в
25 раз хуже, и,
следовательно, электропроводность
раствора должна
уменьшиться. Девятиклассник
Сергей Третьяков из гор.
Электросталь Московской
области и десятиклассник
Михаил Горбачев из
Кишинева как раз н предложили
использовать для
количественного оп ределен и я СОг
измерение
электропроводности раствора.
На первый взгляд, способ
прост: вставляем в склянку
с известковой водой два
электрода, подсоедин яем
источник тока и амперметр
и, прокачивая воздух, еле-
52
Клуб Юный химмк
дим за стрелкой. Сильно
отклонилась — С02 в
воздухе много, слабо — воздух
чистый. Ну а проградуиро-
вать прибор по содержанию
С02 — это, как говорится,
дело техники.
И все же ие так все
просто. Во-первых (как
отметил М. Горбачев),
чтобы сохранить постоянное
напряжение, надо
использовать аккумулятор,
подзаряжая его перед опытом, что,
конечно, "неудобно. Но
главная трудность в другом.
Когда ток проходит через
раствор, поверхность
электродов меняется, причем
изменения зависят от
напряжения и времени
протекания тока. Естествен но, п ри
этом меняется и общее
сопротивление прибора.
Значит, сказать что-лнбо
определенное об
электропроводности самого раствора
будет нелегко.
(Правда, эту трудность
можно преодолеть. В
лабораториях применяют
слабый переменный ток и
платиновые электроды, а
электрическое сопротивление
измеряют с помощью та к
называемого мостика Унт-
стона. Но это, конечно,
усложняет анализ.)
Василий Мисовец н
Анатолий Шмырев из гор. Кисе-
левска Кемеровской области
пошлн по другому и,
заметим, более простому пути.
Вот в чем суть их
предложения. Объемная
концентрация СОг в воздухе
определяется соотношением
УСо2^ВОзд.. где ув0зд. —
объем пропущенного через
сосуд с известковой водой
воздуха, уС01 " объем
содержащегося в этом
воздухе углекислого газа.
Первую величину определить
просто: она равна
произведению объема груши vrp.
на число качаний п. Но как
узнать объем С02?
Оказывается, вычислять
эту величину каждый раз не
нужно. В предложенном
методе она постоянна, авторы
ее уже определили. Именно
в этом и заключается нх
основная идея: прокачивать
через известковую воду
ровно столько воздуха,
чтобы раствор помутнел до
определенной степени. Это
значит, что воздух будет
содержать наперед заданное
количество С02.
Моментом окончания
замера авторы решили
считать выпадение интенсивной
белой мути. А чтобы
определить, какому количеству
С02 соответствует этот
момент, они попросили
разрешения поработать в
химической лаборатории завода
«Гормаш». Оказалось, что
выпадение белой мути в
200 мл раствора
соответствует 6,3 мл С02. (Легко
подсчитать, что при этом
прореагирует около 6%
гидроокиси кальция и
образуется 25 мг карбоната
кальция.) Итак, формула
для определения:
Конечно, метод не
идеально точен, поскольку момент
окончания анализа
определяют все-таки на глаз. Но,
как сообщают авторы,
проведенные ими десять
замеров дали хорошие
результаты. Для повышения
точности анализа они советуют
строго выдерживать
постоянство объема раствора
B00 мл), при прокачивании
воздуха периодически
взбалтывать колбу, чтобы весь
углекислый газ успел
прореагировать (измерение
удобнее прдводчть вдвоем),
и, наконец, каждый раз
перед наполнением
промывать, колбу слабым раство-
Клуб Юный химик
53
ром кислоты и наполнять ее
профильтрованным
раствором Са(ОН)г-
Метод действительно
хорош, и мы всячески
рекомендуем его юным химикам,
которые решат точно узнать,
сколько углекислого газа в
воздухе их школы. Одна
только беда: измерение
отнимает довольно много
времени. Объем грушн от
обычного пульверизатора
около 40 мл, и если в
воздухе содержится, как
обычно, 0,02—0,04% С02, то для
пропускания через раствор
6.3 мл углекислого газа
потребуется нажать на грушу
270—540 раз... Советуем
выбрать в качестве
стандарта меньшую степень
помутнения. Конечно, придется
заново найти
vco*
одна
ко, надеемся, знающим
юным химикам это не
составит большого труда.
ХОТИТЕ ПОДГОТОВИТЬСЯ
К ЭКЗАМЕНАМ ПОЛУЧШЕ!
Что скрывается
за буквами?
Эти задачи прислала в Клуб Юный химик
Нина ГЕРАСИМОВА, выпускница школы
№ 4 города Ярославля, ныне студентка
Ярославского политехнического института.
1. Для очистки металла А от других
металлов, сопровождающих его в рудах, над
предварительно восстановленной нагретой
рудой пропускают газ Б. А соединяется с Б,
образуя летучее соединение В, которое при
болеее высокой температуре разлагается с
выделением чистого металла А. Известно, что
молекула В, структура которой соответствует
правильному тетраэдру с атомом А в центре,
образуется из А и Б по донорно-акцепторно-
му механизму. Для получения 85,35 г В
требуется 44,8 л газа Б (нормальные условия).
Газ Б способен гореть, причем продукт
горения Г при пропускании над раскаленным
углем увеличивает объем вдвое, образуя газ Б.
Какие вещества скрываются за буквами А,
Б, В и Г? Напишите уравнения реакций.
2. Элемент X получают в свободном
состоянии, восстанавливая магнием его хлорид.
Масса вступающего в реакцию магния равна
массе образующегося простого вещества. Что
это за элемент?
3. Соединения элемента Y окрашивают
бесцветное пламя газовой, горелки в голубой
цвет. При термическом разложении одного
из таких соединений (I) получается твердый
окрашенный остаток (II) и смесь двух газов
(III и IV). Если к бесцветному раствору
вещества (I) добавить раствор калиевой соли
сильной бескислородной кислоты (V), то
выпадает окрашенный осадок вещества (VI),
растворимый в горячей воде (последнюю
реакцию используют в аналитической "химии
для обнаружения ионов элемента Y).
Назовите элемент Y и вещества I—VI; как
окрашены вещества II и VI?
4. При действии иодида калия на раствор,
содержащий катионы металла Z, образуется
бурый осадок, который становится белым,
если на него подействовать сернистой
кислотой. Сульфид элемента Z нерастворим в
разбавленной серной кислоте даже при
кипячении, но растворяется при нагревании в
разбавленной азотной кислоте. О каком
элементе идет речь?
(Решения задач — на стр. 58)
ОПЫТЫ БЕЗ ВЗРЫВОВ
Цветные
пол иены
Окраска органических
соединений связана с их
строением. Например, нитрозо-
группа — NO придает
соединениям зеленую илн
синюю окраску, а нитрогруп-
па — N02 — желтую или
красную (такие группы
называют хромофорами).
Важный хромофор —
сопряженная цепь простых и
двойных связей: —СН =
= СН—СН = СН—. В такой
цепи л-электронные облака
двойных срязей
перекрываются, я-электроны делока-
54
Клуб Юный химик
лизуются в пределах всей
молекулы. Чем длиннее
цепь, тем легче
возбуждаются электроны под
действием света, тем глубже
получается окраска. Пример
окрашенного полнена — всем
известный каротин, а также
ликопин, красящее
вещество яблок и томатов.
А не попытаться ли
получить окрашенный полнен
из поливннилхлорида? Ведь
если подействовать на него
спиртовым раствором
щелочи, то произойдет такая
реакция:
...-СН-СН—СН-СН—... к
1111 -НС1
С1 Н CI Н
► ...сн=сн-сн=сн—...
Надо полагать, продукт
реакции должен быть окра-
шеи. Если же на него
подействовать галогеном нли
окислителем, то он
обесцветится:
Вг
...—сн=сн—сн=сн—... >
»....-СН-СН—СН—СН—..'
1111
Вг Вг Вг Вг
[О]
...—сн=*сн—сн=сн—... —>
>.... сн-сн—сн-сн...
1111
он он он он
Чтобы получить полнен, я
кипятил поливинилхлорнд в
насыщенном растворе КОН
в бутиловом спирте (схема
прибора — иа рис. 1).
В нижнюю часть
воздушного холодильника (длинной
стеклянной трубки) надо
поместить . небольшой
кусочек полимера — так, чтобы
он пропускал воздух, но
при этом держался плотно.
Этот кусочек —
контрольный: он нужен для того,
чтобы проверить, не идет ли
Клуб Юный химик
/
^
<&
термическая деструкция,
ведь она тоже может дать
окрашенные продукты.
Кипятить полимер в
щелочи надо I—2 минуты,
следя за тем, чтобы кипящий
раствор не попал в
холодильник. За это время
белый поливинилхлорнд
станет красным. Между про*
чим, это говорит о том, что
достаточно длинные участки
полимерной цепи имеют
регулярное строение.
Если поместить
окрашенный кусочек полимера в
пары брома, то он
обесцвечивается. Для этого надо
нагреть в пробирке (рнс. 2)
подкисленный раствор
КМп04 с КВг (НЕ
НЮХАТЬ! РАБОТАТЬ ПОД
ТЯГОЙ!).
Поливнннлхлорнд для
этого простого и наглядного
опыта лучше всего взять
из гибкой трубки. Она
применяется в радиотехнике, в
бытовых приборах для
предохранения проводов от
частых перегибов.
Любопытная деталь: когда я
перебирал у знакомого
радиолюбителя ста рые резисторы
(а они при работе нередко
сильно нагреваются), то
нашел кусок полнвинилхло-
рндной трубки ярко-крас-
ного цвета.
Прежде чем ставить опыт,
хорошо бы убедиться, что
вы взяли поливинилхлорнд, а
не другой полимер. Вот
несколько его признаков. Он
горит коптящим пламенем,
вне пламени не горнт,
размягчается при 60СС. Дает
пробу Бейльштейна на
галогены: если медной
проволокой, прокаленной до
исчезновения зеленого
окрашивания пламени, прикоснуться к
чистому кусочку
поливннилхлорида и снова внести
проволоку в пламя, то оно
окрасится сначала в ярко-
синий, а затем в зеленый
цвет.
Евгений КОНКИН,
студент Калужского
фармацевтического
училища
н
Хамелеон
из аптечки
На страницах Клуба Юный
химик была напечатана
заметка A975, № 1) об
удивительных свойствах дихло-
рида ванадия, настоящего
химического хамелеона.
Между тем подобного
хамелеона можно обнаружить и
в домашней аптечке. Это
обычный перманганат калия,
«марганцовка». Если
найдется тонкостенный
химический стакан, штатив,
фарфоровая ступка н немного
едкого натра или кали, то с
«марганцовкой» можно
поставить несколько красивых
опытов.
Закрепите в штативе иа
высоте 3—5 см от
поверхности стола химический
стакан с 10—12 мл
прозрачного раствора перманганата
калия. (Если нет штатива,
можно сделать простой дер-
\ф0 Ш
жатель для стакана из
медной проволоки, согнутой,
как показано на стр. 57.)
Под закрепленный стакан
положите лист белой
бумаги и хорошо осветите
рабочее место. Наблюдать за
опытом надо в проходящем
свете, тогда будут
отчетливо видны все оттенкн
раствора. Лист бумаги играет
роль отражателя.
К раствору перманганата
ОСТОРОЖНО, ОЧЕНЬ
НЕБОЛЬШИМИ ПОРЦИЯМИ
(во избежание сильного
разогрева) добавляйте едкий
натр илн кали. По мере
того как увеличивается
щелочность среды, раствор из
красно-фиолетового ста но-
вится фиолетовым, сине-фно-
летовым, синим,
сине-зеленым и, наконец, зеленым.
Такое превращение
объясняется не только
химическими, но и физическими
причинами. В щелочной среде
красно-фиолетовый
перманганат (VII)
восстанавливается до зеленого манганата
(VI):
4 МпО" + 4 ОН" ь
к 4МпО^~+2Н20+02.
Каждому значению
щелочности соответствует своя
концентрация ионов
манганата, в растворе
присутствуют те н другие ноны (с
увеличением щелочности все
больше МпО^~и все меньше
МпО^~). Теперь вступают в
силу физические причины —
происходит смешение
цветов. С этим явлением мы
часто сталкиваемся;
например, чтобы получить
зеленую краску, смешивают
желтую с синей. С
изменением концентрации ионов
хамелеон понемному
перекрашивается.
Ионы Мп04~" устойчивы
только в щелочной среде.
Это легко проверить. Если
нейтрализовать раствор
кислотой, то окраска вновь
станет красно-фиолетовой, а
в осадок выпадет бурый
оксид марганца (реакция
самоокисления —
самовосстановления):
ЗМпО*_+4Н+ к
к Мп02+2Мп04_ +
+2 Н20.
Опыт можно поставить и
в «перевернутом» виде:
сначала приготовить раствор
щелочи, а затем бросить в
него кристаллик
«марганцовки» — раствор сразу
станет зеленым.
А если поставить опыт в
неводной среде? Это
возможно, но работать надо
очень аккуратно. В
фарфоровый сосуд (стеклянным
пользоваться нельзя)
поместите немного смеси
перманганата калия н щелочи
(I : 2), хорошо растертых в
56
Клуб Юный химик
Ступке. ВНИМАНИЕ: ПРИ
РАСТИРАНИИ ЩЕЛОЧИ
НАДЕНЬТЕ ЗАЩИТНЫЕ
ОЧКИ И ПЕРЧАТКИ!
СТУПКУ НАКРОЙТЕ
БУМАГОЙ! Смесь осторожно
нагрейте. Она расплавится,
и из нее начнут выделяться
пузырьки газа. При ох
лажденин образуется
твердое вещество красивого
светло-голубого цвета.
Произошло восстановление пер-
манганата —еще более
сильное, до манганата (V):
2КМп04 4- 4КОН -*
— 2КзМп04+2Н20+02.
При охлаждении манганат
образовал с выделившейся
водой голубой
кристаллогидрат КзМпО4-10Н2О. Это
вещество неустойчиво, при
растворении в воде оно
переходит в перманганат, и
раствор вновь становится
красно-фиолетовым.
Сергей НИКИТЕНКО,
Бердянск, 10-й класс
школы № 9
ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ
Сухой спирт—
один из многих
Читатели клуба нередко спрашивают
редакцию: из чего сделаны таблетки сухого
горючего? В этой заметке ие только дан ответ,
но и предложен доступный способ
получения еще одного сухого спирта.
Сухое горючее—не одно какое-то
вещество, есть несколько видов горючего. И у
каждого вида нет своего определенного
бытового названия, поэтому их часто путают,
называют по-разному (сухой спирт, твердый
спирт, твердое горючее и т.п.), считая при
этом, будто все названия относятся к
одному и тому же химическому веществу.
Между тем белые горючие
кристаллические вещества, спрессованные в таблетки,
имеют разные, вполне определенные
химические названия. Приведу два из них: гек-
саметилентетрамин C6H,2N4 (применяется
также в медицине под названием
уротропин); метальдегид (СН3L(СНОL (тетрамер
уксусного альдегида).
Я хочу предложить способ получения еще
одного сухого спирта. Для его
приготовления нужен этиловый (винный) спирт и
порошок уксуснокислого кальция. Этиловый
спирт годится перегнанный, с содержанием
основного вещества не менее 96%.
Уксуснокислый кальций можно приготовить,
растворяя в уксусной кислоте (годится столовый
уксус) углекислый кальций — чистый мел
или мрамор. Раствор надо выпарить, а
оставшийся порошок Са(СНзСОО)г высушить,
Клуб Юный химик
S7
не нагревая его слишком сильно, — при
400° С он разлагается на карбонат кальция
и ацетон.
Приготовим в небольшом стакане
насыщенный водный раствор уксуснокислого
кальция, отфильтруем и точно отмерим 2 мл
раствора. В другой стакан нальем 47 мл
этилового спирта и быстро вольем в него
приготовленный раствор Са(СН3СОО)г. Смесь
тотчас затвердеет, образуя белую массу. Это
и есть сухой спирт. Если его поджечь, он
медленно сгорит некоптящим пламенем.
Владимир ПАРАХУДА,
Ленинград, 10-й класс школы № 481
От редакции. Несколько пояснений к этому
опыту. В стакане образуется коллоидный
раствор ацетата кальция в спирте (студень).
При хранении в закрытой склянке (чтобы
не испарился спирт) через несколько дней
из-за распада студня выделяются мелкие
кристаллы Са(СНзСОО)г. Соотношения
веществ можно варьировать; если сухое
горючее окажется частично жидким, его можно
отжать. Наконец, вместо спирта можно взять
ацетон, метилацетат и другие растворители,
а для улучшения образования студня
полезно добавить в смесь 0,5% стеариновой
кислоты.
Вниманию
юных
химиков!
При комитете ВЛКСМ
Ленинградского
технологического института имени
Ленсовета с 1969 г. работает
Заочная школа «Юный
химик» (ЗШЮХ). Эта
бесплатная двухгодичная
школа создана для учащихся
девятых и десятых классов,
живущих в сельской
местности, в небольших городах
и поселках. Ее
цель—подготовить школьников к
поступлению в вузы химико-
технологического профиля.
Обучение в ЗШЮХ
ведется по трем предметам —
химии, физике и
математике. Программа разработана
на основе требований,
которые п редъяв л яются к
поступающим в ЛТИ им.
Ленсовета. Учащиеся заочной
школы получают задания,
разъяснения, перечень
литературы и присылают в
свою очередь контрольн ые
работы, которые тщательно
рецензируются. Эту работу
ведут на общественных
началах студенты института
под руководством опытных
преподавателей.
Ежегодно во время
весенних каникул 70 лучших
учеников ЗШЮХ, учащиеся
десятых классов,
приглашаются в Ленинград
(предоставляется бесплатное жнлье)
на очную сессию. В течение
недели со школьниками
занимаются преподаватели,
ребят знакомят с
кафедрами и лабораториями
института.
Опыт работы ЗШЮХ
показывает, что многие
выпускники школы поступают
в ЛТИ им. Ленсовета (они
пользуются
преимущественным правом зачисления при
прочих равных условиях), а
также в другие вузы.
Например, в 1975 г. 24 из 98
учащихся стали студентами
ЛТИ.
Заочная школа «Юный хи-
мик> приглашает к себе
школьников, живущих в
деревнях, селах, поселках,
небольших городах.
Заявления принимаются только от
девятиклассников не
позднее 31 октября каждого
года. Желающим
заниматься в заочной школе
высылают вступительные
задания, после чего проводится
зачисление.
Заявления надо
присылать по адресу: Ленинград
Л-13, Московский проспект,
26, ЛТИ им. Ленсовета,
ЗШЮХ.
Секретарь комитета ВЛКСМ
Д. ГАВРИЛОВ
директор ЗШЮХ
В. ЧВИРОВ
За буквами
скрывается..
(См. стр. 54)
1. Проще всего выяснить сначала, что такое
газ Б. Продукт его горения Г при
пропускании над раскаленным углем увеличивает свой
объем вдвое, вновь превращаясь в газ Б;
можно предположить, что Г — это углекис-
58
Клуб Юный химик
*лый газ, а Б — окись углерода:
2СО+02=2С02,
С02+С = 2СО.
Предположению, что газ Б — окись
углерода, есть подтверждение. Металл А
соединяется с Б по донорно-акцепторному
механизму, а в молекуле СО у атома углерода
есть неиспользованная электронная пара.
Поэтому окись углерода может
выступать в роли донора электронов.
По условию задачи, структура молекулы
В соответствует правильному тетраэдру с
атомом А в центре. Из этого можно сделать
вывод, что каждый атом А присоединяет
четыре молекулы СО:
А+4СО—* А (СО) 4.
Теперь можно определить металл А:
4-22,4 л хг
А+4СО = А(СОL.
44,8 л 85,35 г
х= 170,7 г.
170,7 г — это грамм-молекулярная масса
вещества А(СОL. Теперь нетрудно вычислить
атомную массу металла А:
170,7—28-4 = 58,7.
Металл А — никель. Соединение В — те-
тракарбонил никеля Ni(COL.
2. Эту задачу удобнее решать, используя
понятие эквивалента. По закону
эквивалентов, вещества взаимодействуют между собой
в количествах, пропорциональных их
эквивалентам. В реакции, о которой идет речь,
массы вступающего в реакцию магния и
образующегося простого вещества равны, а
следовательно, равны и эквиваленты магния и
искомого элемента. Так как эквивалент маг-
24
ния равен у = 12, то и эквивалент эле-
мента X также равен 12: Между
эквивалентом элемента и его атомной массой
существует простое соотношение:
атомная масса
Поскольку валентность может быть
выражена любым натуральным числом от 1 до 8, мы
можем выписать восемь вероятных значений
атомной массы неизвестного элемента: 12,
24, 36... 96.
Клуб Юный химик
Нетрудно убедиться, что задача имеет
решение только при валентности, равной
четырем. Атомная масса: 12-4 = 48. Элемент X —
титан. Основной промышленный метод его
получения — восстановление хлорида
титана (IV) магнием:
TiCI4+2Mg=Ti+2MgCl2.
3. Задача имеет единственное решение:
элемент Y — свинец. Именно его соединения
окрашивают бесцветное пламя газовой
горелки в голубой цвет.
Соединение I — нитрат свинца Pb(N03J,
который при нагревании разлагается с
образованием РЬО (вещество II) красновато-
желтого цвета, а также диоксида азота
(вещество III) и кислорода (вещество IV);
2Pb(N03J=2PbO+4N02+02f .
При добавлении к раствору нитрата
свинца раствора иодида калия (вещество V)
выпадает осадок иодида свинца (вещество VI)
желтого цвета:
Pb2++2I- = PbI2i.
РЫ2 частично растворим в горячей воде
@,44 г РЫ2 в 100 г Н20 при 100°С), причем
раствор бесцветен. После охлаждения
раствора иодид свинца выделяется в виде
золотистых блесток. Это известная
качественная реакция на ион РЬ2+.
4. Металл, о котором идет речь в задаче, —
это медь. При взаимодействии иодида калия
с растворами солей двухвалентной меди
вместо иодида меди (II) образуется иодид
меди (I) и свободный иод. Дело в том, что
Сц12 — очень нестойкое соединение,
разрушающееся уже при обычных температурах:
2Cu2++4I-=2CuI + I2.
При действии сернистой кислоты на бурый
осадок, состоящий из Cul и 12, цвет осадка
становится белым, так как свободный иод,
придающий ему бурую окраску, переходит в
бесцветный ион I", а иодид меди (I) сам
по себе белого цвета:
SOf- + Н,0 + 12 = SO*- + 2 Н+ + 2 I--
Сульфид меди (II), нерастворимый в
разбавленной серной кислоте, растворяется при
нагревании в разбавленной азотной кислоте:
3CuS+8HN03=3Cu(N03J+4H20+
+2NO+3S.
59
Словарь науки
В преддверии учебного года, в августовском номере, мы
рассказали о происхождении слова университет. Сейчас,
когда учебный год уже начался, продолжим разговор иа
близкую тему — о других терминах, имеющих прямое от
нешеиие к университету, да и к высшей школе вообще.
На студенческие
темы
ФАКУЛЬТЕТ
Значений слов, здесь упомянутых, раскрывать не надо —
они общеизвестны. Менее известно, откуда и когда пришли
слова. Факультет —из Германии, в начале XVIII века
(впервые появляется в литературных источниках в 1725 г.).
В Германии же слово бытовало с XVI в. (Fakultat).
Немецкий язык заимствовал его из французского, где faculti уже
в XII в. означало «университетский коллеж». Все эти весьма
похожие слова восходят, несомненно, к латинскому facultas,
которое, как читатель догадывается, не имеет прямого
отношения к университетам и институтам — по причине
отсутствия таковых в древние времена. Латинское facultas — это
возможность, удобный случай, способность, сила, удар,
талант, запас, средства, деньги, состояние. Что ж, каждый
выбирает факультет по способностям...
Если заглянуть чуть глубже, мы придем к латинскому же
слову facilis — легкий, а от иего к глаголу facio — делаю,
совершаю, строю, произвожу и т. п. Здесь возможна такая
связь: легкое—-то, что доступно сделать, что можно без
труда совершить.
Латинский глагол facio породил множество слов,
вошедших в разные языки (в том числе и в русский). Поэтому в
родственниках факультета следует числить факт, фактор и
фактуру. Впрочем, это очевидно; а есть и неочевидные
родственники. Например, конфитюр (conficere по-латыни —
совместно сделанное), конфекция, конфета, фатальный, фабула.
Латинский корень восходит к древнейшему
индоевропейскому дхе — делать, так же как русский корень, лежащий в
основе слов дело и действовать.
А откуда взялся ходкий нынче термин факультативный
(необязательный), скажем, курс, который можно посещать,
а можно и пропустить? Слово факультативный произошло
непосредственно от facilis — легкий. (Хотя на самом деле
факультативный предмет легок лишь для тех, кто им не
занимается.)
КАФЕДРА
Сейчас ударение в этом слове на начальном слоге, в
греческом же, откуда слово пришло, ударение в середине —
катэдра. Впрочем, так было в свое время и у нас —
семинаристы в прошлом веке говорили кафедра.
Хотя греческое происхождение слова несомненно, путь
его в Россию был скорее всего кружным — через латынь
(cathedra) и немецкий язык (Katheder); от немецкого же
слова Kathedrale — собор — идет церковный термин
кафедральный собор. Дело в том, что одно из значений
латинского cathedra — «сидеиие», что толковалось также как
местопребывание епископа.
Греческое катэдра ближе к привычному нам
значению — это стул, кресло учителя на возвышении, откуда он
спускается к ученикам. Произведено слово от глагола ка-
тидзо (катиэми) — идти вниз, из предлога ката — вниз и
ейми (иду); мы писали о них достаточно подробно,
рассматривая слова катион и катод — прямых родственников.
кафедры.
ФО
Сегодня слово кафедра расширило свое исходное зиаче
ние — это не толькг место, откуда читают лекции, но так
же состав преподавателей, коллектив ученых вуза, рабо
тающих в какой-то определенной области науки Это по
серьезнее, чем стул на возвышении...
ЛЕКЦИЯ И ЛЕКТОР
Это очень древние слова, они существовали еще в латыни:
lector — чтец, lectio—чтение. Их первоисточник — греко-ла-
тииское lego — собираю, читаю. Отметим, что прежде было
значение «собираю», оно более древнее. А «читать»
понималось как «складывать, собирать буквы». От того же корня
берет начало греческое лексис — слово, давшее жизнь
многим иным словам в самых разных языках (вспомним хотя
бы термины лексика, лексикон).
И лектор и лекция пришли в Россию в XVIII в., причем
в современном значении: лектор — не просто чтец, а
преподаватель, наставник. Эти слова заимствованы из латыни
через посредство немецкого языка. Одно время
существовала форма лектюра, от французского lecture (впервые
отмечается в 1352 г.). А вот французкое же lecteur
(лектор) моложе русского слова — оно появилось лишь
в 1836 г. и пришло тоже из немецкого языка.
От греко-латинского lego произошло знаменитое греческое
слово логос—разум, слово, вошедшее в тех или иных
сочетаниях в языки большинства народов мира (достаточно
сказать о таких международных терминах, как логика,
логарифм, каталог). Но еще больше есть наук, названия
которых заканчиваются на ...логия. Слушая лекцию по бно
(гео, палеонто, гидро, фармако и т. д. и т. п.) логии, будем
помнить, что лектор несет нам слово разума.
СТУДЕНТ
Для всех студентов — настоящих, бывших и будущих —
история этого слова должна представлять интерес. Поиски
ассоциаций в славянских языках успеха не принесут.
Например, нет никакой связи со столь похоже звучащим
словом студень — это производное от глагола стыть, стынуть.
Надо вновь обращаться к латыни, хотя в Древнем Риме
студентов и в помине не было...
Латинское studens означало старательный, усердно
занимающийся, стремящийся к чему-либо, любознательный,
пытливый, преданный наукам — в общем, типичный портрет
идеального студента. Слово в его нынешнем обличье
пришло, видимо, из Германии (Student), возможно через
Польшу. В латыни существовала еще одна форма этого слова —
studiosus; еще в прошлом веке слово студиозус
употреблялось и в русском языке.
Прилагательное от студента — студенческий. А вот до
революции при канцелярии Московского университета был
«секретарь по студентским делам». Среди самих студентов
бытовал глагол студентствовать, ныне забытый. Зато глагол
штудировать, заимствованный в конце прошлого века из
немецкого языка (studieren восходит к латинскому stude-
ге — упорно занимающийся), живет и по сей день. И вовсе
не стоит пренебрегать этим полезным глаголом ...
Т. АУЭРБАХ
61
Репортаж
Хорошо
покрашенный
автомобиль
Эффективность и качество — так XXV съезд
КПСС определил содержание нынешней,
десятой пятилетки.
Есть предприятия, которые привлекают
особое внимание — экономистов,
инженеров, журналистов; привлекают тем, что уже
сейчас эффективность работы и качество
продукции достигли здесь высочайшего
уровня. Среди таких предприятий-лидеров,
безусловно, ВАЗ — Волжский
автомобильный завод им. 50-летия СССР.
Предлагаемый читателям репортвж — об
одном из самых химических вазовских
производств, лакокрасочном.
С ЧЕГО НАЧИНАЕТСЯ
ГЛАВНЫЙ КОНВЕЙЕР
По делам в незнакомый город лучше
всего приезжать с вечера, чтобы
спокойно, без утренней командировочной
спешки, сориентироваться на местности.
Применительно к городу Тольятти эта
затея оказалась бесполезной, поскольку
от гостиниц, расположенных в центре
старого города, до ВАЗа, с которым мне
предстояло познакомиться, дорога
длинная — сначала улицами, а потом чистым
полем; да к тому же автобусы в
вечернее, уже не пиковое, время ходят нечасто.
Пришлось брать информацию из вторых
рук, прямо в гостиничном холле.
Гостиничные старожилы сообщили, что
автозавод спланирован просто, словно
специально для новичка, чтобы ему не
заблудиться. Километра на два вдоль
заводской ограды, именуемой здесь
периметром, тянется главный конвейер. В него
точно под прямым углом вливаются
цепочки, несущие двигатели, колеса и все
прочее, что требуется автомобилю. Эти
боковые ветви называют вставками, и так
как за каждой из них расположен
соответствующий цех, то против вставок
устроены проходные, а возле проходных,
разумеется, есть автобусные остановки.
Таким образом, надо лишь узнать, у какой
вставки выходить, а дальше уже не
запутаешься.
Позвонив наутро в цех окраски кузовов
автомобилей и договорившись о визите,
я спросил небрежным тоном завсегдатая:
«А на какой, между прочим, вы вставке?»
— На никакой, — ответили мие. И,
правильно расценив мое молчание,
добавили: — Если вам будет так понятнее, то на
нулевой. Главный конвейер начинается
с нас.
РОБОТЫ И РИХТОВЩИКИ
Главный конвейер начинается с кузова,
окрашенного полностью и окончательно.
Сделав прощальный разворот на
девяносто градусов, сияющий, только что
остывший кузов уходит, вознесясь на подвеске,
из цеха окраски, чтобы попасть на одну
62
из трех ниток главного конвейера, где ему
суждено, мало-помалу обрастая
деталями и узлами, превратиться в автомобиль
«Жигули». Утром и вечером (но не
ночью), шесть дней' в- неделю (кроме
воскресенья) каждые двадцать две секунды
(без всяких «кроме») очередные
«Жигули», аккуратно опущенные на невысокий
помост с пологим спуском, срываются с
места навстречу неизвестному
потребителю. И в том же темпе выплывают из
окрасочных камер свеженькие, еще нагие
кузова.
В окрасочные камеры посторонним
ходить заказано. Работают тут в
респираторах и пьют бесплатное молоко. Изнутри,
как мне сказали, кузов красят вручную, не
кистью, упаси боже, а из
пистолетов-распылителей. А снаружи — с помощью
роботов.
Эти роботы так распалили воображение,
что в нарушение всех правил, сделав вид,
будто заклинание у входа не про меня
писано, я приоткрыл дверь и боком
протиснулся внутрь камеры.
Пистолеты действительно похожи на
пистолеты. А роботы ничуть на себ я не
похожи. Одно название.
Скромные металлические конструкции,
заканчивающиеся распылительными
головками (руки, по всей видимости), ходят
взад-вперед, вверх-вниз, опрыскивая
разбитой в пыль эмалью багажник, крышу,
капот, двери. Строго по программе
пошипят головки на одну машину, помолчат
немного, подойдет следующий кузов, опять
пошипят... Совсем не величественно. Зато
полезно: этим железкам респиратор не
требуется.
Трижды покрывают кузов одной и той
же меламино-алкидной эмалью, не давая
ей подсохнуть. Мокрым по мокрому. Это
не образ, а технологический термин.
Потом кузов въезжает в камеру растекания,
где поддерживают температуру около
40°С. При такой температуре эмаль
становится менее вязкой, а высохнуть не успе-
i вает, вот она и растекается по поверхно-
i сти ровным слоем. После этого ее можно
> сушить в суровом режиме — сто граду-
> сов и более. Полчаса в сушке (все на том
с же конвейере), потом охлаждение, и дело
> сделано — кузов как игрушка.
Это мне так показалось. На участке
исправления дефектов, последнем в цехе,
люди без работы не сидели. Пока кузов
не покрашен, небольшие пороки
металлической поверхности можно проглядеть, а
на блестящей эмали они заметны.
Медленно, в темпе конвейера, идет рядом с
кузовом рихтовщик, вооруженный
молотком, постукивает прямо по эмали,
выправляет поверхность. Кое-где эмаль подшли-
фуют и подполируют, иногда прдкрасят и
тут же на конвейере высушат
инфракрасными лампами.
После роботов все это выглядит
несколько архаично, но такая работа под
силу только человеку с наметанным в згля-
дом и верной рукой. Накладно? Наверное.
Но — качество!
ВЗГЛЯД В ГЛУБИНУ
Прямо в цехе окраски, за тонкой стенкой,
находится лаборатория лакокрасочных
покрытий. Подчиняется она Управлению
лабораторных и исследовательских работ
ВАЗа (коротко — УЛИР; речь вазовцев
изобилует подобного рода сокращениями,
большей частью непонятными новичку, ибо
структура управления здесь не совсем
обычна). Так вот, специалисты по
лабораторным и исследовательским работам
весьма иронично отнеслись к моему
порыву сразу же изучить окрасочные
камеры. По той причине, что корреспондент,
завороженный видом хорошо
выкрашенного кузова, начал с конца.
Красиво окрашенный и хорошо
окрашенный — не одно и то же, — сказали
специалисты. Самая элегантная эмаль,
даже твердая, даже износостойкая, не
выполнит в одиночку возложенную на нее
миссию — защищать металл от коррозии.
Надо смотреть глубже. То есть под эмаль.
Что ж, начнем с начала. С того
момента, когда полностью сваренный кузов
попадет в цех.
«Путь будет долгим», — предупредил
Владимир Иванович Кравченко, старший
инженер лаборатории. Это можно было
предположить — цех вытянулся в длину на
добрых полкилометра. Ради удобства
читателей несколько сократим путь и будем
останавливаться только на главных этапах.
ФЗ
Подготовка: замасленную поверхность
протирают уайт-спиритом, удаляют
раствором ржавчину (если она есть),
обезжиривают, окуная и обливая, промывают,
фосфатируют, моют технической водой, а
затем деминерали зованной, пропущенной
через ионообменники (чтобы
нежелательные соли не попали). Сушат. Кажется, все.
В общих чертах, конечно.
Грунтовка: не кистью и не
распылителем — электрофорезом. Монтируют
электроды — так, чтобы грунт проник всюду,
даже в скрытые сечения, и кузов,
подвешенный на конвейере, величественно и
неторопливо, будто подводная лодка,
погружается в глубь водорастворимого грунта,
густо-красного, непрозрачного. В
электрическом поле заряженные частицы краски
движутся к металлу, осаждаются на нем,
а все, что с другим знаком, удаляется
через диализные фильтры. Покрасневший
кузов выныривает на поверхность,- его
орошают деминерализованной водой,
дважды — проточной технической, опять
деминерализованной; его обдувают горячим
воздухом, сушат на конвейере в печи,
охлаждают...
(«Хорошо бы, — сказало одно
заинтересованное лицо, не слишком искушенное в
лакокрасочной технологии, — и полезно
бы дать технологию во всех подробностях,
чтобы воспроизвести ее при домашнем
ремонте автомобиля». Не знаю, насколько
хорошо, но бесполезно — это уж точно;
мыслимо ли все это не на заводе? И когда
вам советуют красить автомобиль только
на станции автосервиса, не относитесь к
этому совету с иронией.)
Если вы думаете, что с грунтовкой
покончено, вы ошибаетесь — пройдена
только половина. Есть еще второй грунт —
эпоксидный, который наносят в
электростатическом поле. Потом следует
герметизация соединений — мастикой на
основе полиизобутилена. И еще одна мастика,
противошумная — на днище.
Все? Как бы не так... Мокрая шлифовка
грунта — вручную, пневматическим
инструментом. Промывка, продувка, сушка.
Герметизирующая мастика — на сварные
швы пола, багажника, шумоизолирующие
коврики на пол. Обдувка. Протирка
марлей с невысыхающим лаком, чтобы
подобрать все пылинки. И только потом —
собственно окраска.
Долго? Долго. Но — качество...
КРЕСТ
НА ПЛАСТИНКЕ
Скромненький такой крест, вырезанный
скальпелем на грунте, покрывающем
стальную пластинку. А в самом надрезе
и за краями его — обычная ржавчина,
печальный след коррозии...
Эта пластинка пробыла 150 часов в
соляном тумане.
Водители, не желающие ставить машину
на прикол в зимнее время, проклинают
соль, которой посыпают улицы,
избавляясь от гололеда. От соли никуда не
деться (по крайней мере сейчас, когда нет
других дешевых препаратов).
Сбереженные жизни водителей и пешеходов важнее
днищ и крыльев, даже если они
проржавеют до дыр.
Нынешние грунты выдерживают 150
часов — за это время коррозия не должна
распространиться далее чем на два
миллиметра от креста. Этого мало. За
рубежом появились грунты, выдерживающие
300 часов. Ради качества пришлось пойти и
на валютные расходы. В прошлом году с
ВАЗа ушла первая опытная партия
автомобилей с солеустойчивым грунтом; сейчас
наша промышленность осваивает его
выпуск.
Такие расходы оправданы: в
конце концов немалая часть «Жигулей» идет
на экспорт (под названием «Лада»);
значит, есть и валютные поступления.
Выигрывают же все: и сам завод (на внешнем
рынке ему приходится конкурировать со
многими фирмами), и зарубежный
потребитель, и отечественный. Нет на ВАЗе
отдельных конвейеров и участков — тут на
экспорт, там на внутренний рынок. Не
предусмотрены здесь два уровня качества —
повыше и пониже. Все, что делается,
делается хорошо, и таблички «Жигули» или
«Лада» привинчивают к кузову не в
конце конвейера, а в самом его начале.
(Заметим кстати, что слухи об
импортной зависимости ВАЗа в части
лакокрасочных материалов сильно преувеличены: 70
процентов эмалей — отечественные.)
64
Пластинки с крестами демонстрировал
мне Владимир Николаевич Шамин,
заместитель начальника отдела химии ВАЗа.
(Весьма показательно, что его кабинет
находится прямо в цехе, рядом с
лакокрасочной лабораторией — ближе к
производству не бывает.) Он же показывал
другие пластинки, покрытые твердой, с
металлическим блеском, очень нарядной
эмалью.
Это принципиально новая вещь:
неводная акриловая дисперсия. Если ввести
в нее особым образом обработанную
алюминиевую пудру, то получается эмаль с
привлекательным глянцем, под которым,
переливаясь, просвечивает металл.
Впрочем, можно и без металла — все равно
красиво.
Высокое качество, конечно, требует
некоторых жертв, которые в конечном итоге
безусловно окупаются. И все же —
нельзя ли без ущерба для качества
уменьшить трудоемкость окрасочных работ,
сгладить контраст между роботом и
человеческой рукой, залепляющей
негерметично сваренный шов мастикой? На этот
вопрос В. Н. Шамин ответил примерно так:
в принципе можно, даже нужно, но
начинать следует не с мастики. Тут как раз
тот случай, когда ручная работа
достаточно эффективна. А вот, скажем, шлифовка
эпоксидного грунта перед окончательной
окраской...
Эпоксидный грунт играет также роль
шпатлевки, он сглаживает неровности.
Шлифуют его, налегая с немалой силой на
шлифовальную машинку; на этом участке
работают крепкие мужчины. Но есть
модификация этого грунта, с добавкой высо-
кокипящего растворителя, который придает
грунту матовость, резко снижает
трудоемкость шлифовки. Но вот в чем беда:
объединение «Союзкраска» может обеспечить
в этом году только треть потребности в
растворителе. Между тем на Кемеровском
азотно-туковом заводе этот растворитель —
один из отходов производства, и можно
сдвинуть технологический процесс в
сторону его образования.
Будем надеяться, что в Кемерово
прочтут эти строки.
ЦЕНТР СТИЛЯ
Официально он называется так: отдел
художественного конструирования УГК (то
есть Управления главного конструктора).
Но краткости ради и по устоявшейся
традиции весь этот отдел, включая комнаты,
где работают дизайнеры, мастерские и
демонстрационный зал с новыми моделями,
называют на иностранный манер — центр
стиля.
Начальник отдела Марк Васильевич
Демидов цев показывал новые модели
(например, «Ниву» — для сельской
местности), о которых можно и нужно писать, и
перспективные модели, на которые
разрешено пока только смотреть, и не более
того. Он говорил о функциональности, о
пересыщенности интерьера ВАЗ-2103, о
сложности автомобиля и простоте
управления. Он вспоминал время, когда к
дизайну, то бишь к художественному
конструированию, относились с непониманием,
и о сегодняшнем дне, когда...
— ...Без вас ничего не могут делать?
— Ничего не должны делать!
— И красить автомобиль тоже?
— Еще бы! Гамму-то утверждаем мы.
— Но, простите, раньше покупали
палевый и серый сейчас покупают красный и
желтый, но и серый тоже не залежался
бы — автомобили по-прежнему
дефицитный товар...
— Во-первых, покупатель не тот, что лет
пять назад: все подряд уже не берет.
Скажем, в Средней Азии темные цвета
не желают покупать — слишком жарко в
темном автомобиле. Предпочитают
подождать, но купить светлую машину.
Во-вторых, зарубежные представители ВАЗа
оповещают нас о том, какие цвета требует
потребитель на рынке, насыщенном
автомобилями. Но ведь кузов экспортной
«Лады» и отечественных «Жигулей» красят в
одной и той же камере...
Говорить подробно о гамме «Жигулей»
вряд ли следует: то, что можно увидеть,
надо смотреть. Можно на улице. Можно
на иллюстрации, помещенной на следующих
страницах. Там в меру типографских
возможностей показаны все тринадцать цветов,
в которые ВАЗ красит свои машины.
3 «Химия и жизнь» № 9
65
Гамма:
№ 110 — красная |рубин),
№ 165 — коррида;
N1 208 — oipa золотистая,
№ 222 — ярко-желтая,
№ 233 — белая,
№ 240 — желтая,
HI 29S — оранжевая;
Nt 330 — светло-зеленая,
NS 340 — оливковая,
NS 388 — зеленая;
Ms 4S6 — темно-синяя.
NS 480 — васильковая;
N1 793 — темно-коричневая.
Слева внизу, под N1 422 — снятая по соображениям
безопасности сиреневая »*аль.
К сожалению, мы лишены возможности
показать цвета «Жигулей»
е полном блеске —
на автомобиле они смотрятся
несравненно лучше,
чем на типографской бумаге.
И все же иеноторое представление
о современной гамме ВАЗа
читатель, надеемся, получит.
Краткое пояснение к номерам эмалей.
Первая цифра обозначает номер группы:
1 — красная, 2 — желто-бела я, 3 — эепеная,
4 — смияя, J — дополнительные цвета |сейчас их нет),
6—серо-черная (тоже иет|, 7 — коричневая.
Остальные две цифры —
Тринадцать — совсем не мало; на
аналогичных зарубежных заводах выбор
цветов примерно такой же.
МИНУС СИРЕНЕВЫЙ
Гамма «Жигулей» обновляется ежегодно.
Не делают сейчас, например, столь
ходких в былые времена вишневых, палевых,
светло-дымчатых, табачных «Жигулей».
Нынче в моде классическая гамма, так
сказать, основной ствол — белое,
красное, желтое, синее. Боковые ветви,
смешанные, неявные цвета отошли на задний
план (может быть, временно). По мнению
художника-конструктора Владислава
Ивановича Пашко, мода на открытые цвета
возникла под влиянием современного
искусства. Что ж, весьма правдоподобно.
Я попросил показать палитру
современного автомобиля. Принесли толстенную
книгу большого формата, стали листать:
цвета по годам, фирмам, заводам... Выбор
несравненно богаче, чем у любого
живописца. На чем остановиться?
Прежде всего, к «Жигулям» подходит
далеко не всякий цвет. Так, на модели
ВА3-2101 темные цвета смотрятся
плохо — сокращается и без того невеликий
размер автомобиля. А к модели ВАЗ-2103
они подходят, поскольку у нее вытянутый
кузов, много блестящих хромированных
деталей.
Художники-конструкторы заказывают те
или иные цвета, делают подборку,
предлагают гамму. Не все заявки, к сожалению,
удовлетворяют — нет некоторых
пигментов, а чрезмерно обильные закупки за
рубежом, понятно, не поощряются. В этом
году Ярославское производственное
объединение «Лакокраска» должно освоить три
новые расцветки — красную, оранжевую,
ярко-зеленую. Пока сделана ярко-зеленая.
Вот так и формируется гамма: между
желаемым и возможным. Имея в виду
авторитет ВАЗа, — все-таки ближе к
желаемому.
Но есть еще ограничение, обязательное
и неумолимое, — безопасность.
Число 13 в нынешней гамме выбрано
вовсе не из любви к роковым числам.
Поначалу в документах фигурировало
обыденное число 14. Четырнадцатым цветом был
сиреневый.
Руководитель дизайнеров в отделе
художественного конструирования Игорь
Борисович Гальчинский рассказал историю
холодного сиреневого цвета, милого глазу
Многих автолюбителей. Его исключили из
гаммы, поскольку в сумерках автомобиль
сливается с окружающим фоном. Вовсе не
обязательно, что это приведет к аварии, но
вероятность какого-либо происшествия с
мало заметной машиной несколько
повышена. Сиреневый цвет сняли, так же,
как в свое время сняли серый, мышиный
цвет.
Гамма, конечно же, будет обновляться и
впредь. Возможно, это коснется
оранжевого цвета — когда несколько часов
подряд видишь перед собой оранжевый
капот, глаза устают. Хотя, с другой стороны,
цвет заметный, яркий, не то что
сиреневый. И уже сейчас готовятся гаммы на
будущее — на семьдесят седьмой и
далее...
Поживем — увидим.
О. ЛИБКИН,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
68
с
\
1
ч
Ш-
t
Технология и природа
Мусор:
отбросы цивилизации
или
новый источник сырья?
Мусор, сор — дрянь, дрязг, пыль и
путина, обрезки, негодные и
брошенные остатки, наношенная ногами и
просохлая грязь, битый камень,
кирпич, глина, известь, иногда с золою
и угольем, окалиной, черепками; ста-
рый лом, домашний скарб, буторишка,
плохая одежонка, обувь, ветхая
посуда, обивки, мелочь, все, что...
выкидывают, как негодное.
в. даль.
Толковый словарь
живого великорусского языка
Мусорную корзину французы называют
пубелем. Это название ведет родословную
от фамилии префекта, который, может быть,
впервые в мире, в 1884 году предложил
69
расставить урны для мусора'на парижских
улицах. По иронии судьбы, имя человека,
мечтавшего о чистоте улиц и площадей
французской столицы, теперь навечно
связано с отбросами, ненужными бумагами и
битыми бутылками. Увы, мусор издавна
был непременным городским атрибутом.
Полагают, что от старинных русских слов
«бусор», «бутор» получили название
захламленные городские слободы на
окраине бутырки. Любопытно, что московские
Бутырки были владением университетской
печатни; по крайней мере бумажного
хлама там хватало.
Гора бытовых отходов все растет. И
порой ее рост подталкивают: общество
потребления стремится повысить «разовость»
предметов, их недолговечность. Например,
в запааных журналах по радиоэлектронике
и автомобилизму появились сожаления по
поводу такого просчета — телевизоры и
автомашины, рассчитанные на пятилетнюю
эксплуатацию, служили по 7—10 лет, что
вело к падению спроса на эти вещи. Поэтому-
то так сильна тенденция к выпуску вешен
разового пользования. Дешевые
недолговечные рубашки, бумажные пеленки,
вышедшие из моды платья, пакеты и банки
быстро попадают в мусорную корзину. Вес
такого добра, ежегодно выбрасываемого во
Франции, в 600 раз больше веса Эйфелевой
башни. Иными словами, каждый француз
каждый день оставляет в мусорном веаре
около килограмма мусора. В других
европейских странах картина почти такая же —
в них на человека в год соответственно
приходится: в Дании - 230 кг, в
Люксембурге — 400 кг, в Англии 272 кг
бытовых отходов.
Чем же наполнены нынешние пубели?
Их содержимое зависит не только от
географического положения страны, времени
года, но и от склада характера человека,
рода его работы и образа жизни. «Скажи
мне, что у тебя в мусорном ведре, и я
скажу, кто ты» — так можно перефразировать
известную пословицу.
По подсчетам специалистов, в мусорном
ведре европейца от 10 до 20% золы, от 15
до 30% пищевых отходов, 20—40% бумаги
и картона, I 6% тряпичных отходов, 2—
6% пластмасс, 2—8% стекла и от 2 до 6%
металлов. Зимой бытовой мусор Англии^
70
Голландии и других стран, где
отапливаются углем, содержит почти 40% шлака и
золы.
В мусорной корзине американца больше
стекла (там около 12 млн. тонн стекла
ежегодно попадает на городские свалки),
больше металлов (около 10%), 3%
каучука и почти нет золы. По предсказанию
экономистов, в 1990 году зола совсем
исчезнет из этой композиции, зато вдвое
вырастет количество бумаги, картона и
пластмасс. Это объясняется просто: древний
способ обогрева дровами, торфом и углем все
больше оттесняют электричество и газ.
А выбрасывать бумагу и пластмассы
станут чаще потому, что будет больше удобной
и гигиеничной упаковки, которая служит
лишь один раз.
А вот каков состав бытовых отходов в
некоторых городах СССР A968—1970 гг.,
в % к весу).
Город
л
О
ГО
о
а:
н
(J
таллы
о
£
о
loco л
a) t=i
3 °
С о
мага
?*.
и
очие
о.
С
Москва 6,3 3,7 3,4 36,8 36,4 13,4
Ленинград 11,8 7,4 4,7 28,1 3U 18
Харьков 7,8 5,6 1,8 47 27 10,8
Ростов-на-
Дону 22,7 4,3 4,7 28,6 9,3 30,4
Наблюдения за составом мусора
позволили выявить закономерности его
изменения и даже делать перспективные прогнозы.
Вот, например, как увеличивалась доля
бумаги в бытовом мусоре городов СССР
(см. рисунок).
Рост тиражей периодических изданий и
совершенствование упаковки еще более
увеличит долю бумажных отходов. Подобные
же закономерности есть и в динамике
других компонентов мусора.
Вот результаты некоторых подсчетов.
В 1980 году 40% веса лондонского
городского мусора придется на бумагу, 16% —на
пищевые отходы и 10% на стекло. В Мое-
тыс т
1940 г. 1950 г. I960 г. 1970 г. 1975 г.
Производство бумаги |аержняя кривая)
н доля бумажных отходов в городском мусоре
кве в этом же году состав городского
мусора будет несколько иным: 47% его веса
займет бумага, 29% - пищевые отходы, а
доля стекла будет мизерной — 4%. Такого
рода сведения можно расширить,
детализировать. Но не в этом главная задача
статьи — нам нужно проследить за
тенденциями.
В самые последние годы неимоверно
выросли «дикие» отходы —
незапланированные следы воскресных прогулок и
путешествий. В одном лишь Булонском лесу под
Парижем за год набирается 2000 м:* битых
бутылок, газет и пустых банок.
И еще одна немаловажная тенденция.
В мусоре все больше так называемых
легких составляющих, главным образом
бумаги и пластмасс. Это приводит к
уменьшению веса отходов Другими словами,
переполненная мусорная корзина среднего
горожанина становится все легче. Если в
1950 году во Франции громадный
грузовик мог увезти 6—7 тонн отходов, то
теперь лишь пять тонн.
Подумать только, в США за последние
десять лет в пять раз выросло число
пластмассовых бутылок, и на человека там ныне
приходится по 80 выброшенных бутылок
за год.
Увы, дело не только в бутылках
изготовленных «на выброс»,— не надо забывать
про то, что мусорную лавину подталкивает
и небрежное отношение к материальным
ценностям, и даже погоня за модой. Все
это* ведет к бессмысленной утрате
ценнейших предметов. И чтобы успешно бороться
с мусором, нужно всячески снижать «мусо-
ропроизводство».
Агафья Матвеевна сидела на полу и
перебирала рухлядь..., около нее
лежали груды тряпок, ваты, старых
платьев, пуговиц и отрезков мехов.
И. ГОНЧАРОВ. Обломов
До недавнего времени гигантское
количество всякого хлама вывозили на свалки, где,
чередуя слой мусора со слоем земли,
получали нечто вроде слоеного пирога, который
со временем удавалось спрятать под
новыми сооружениями. На месте бывших
сваток выстроен знаменитый аэропорт
Кеннеди, недалеко от Торонто (Канада)
появился гигантский трамплин для лыжников, в
Гельзенкирхене (ФРГ) на площади 100 га,
где сейчас высятся 80-метровые холмы
мусора, намечено сделать центр отдыха.
В нашей стране пошли по другому пути:
разработаны инженерные сооружения, где
мусор уплотняют на специальных
долговременных полигонах. Такие полигоны уже
работают в Орле, строятся в Курске и
Костроме. Но чажс для них нужны большие
территории и зоны санитарного разрыва
между ними и городскими кварталами.
Значит, и этот способ избавления от
хлама не самый главный. Не проще ли сжечь
мусор?
Идея сжигания ненужных бумаг в печи
или камине не нова — в пепел обращается
и мусор, и мебель, и все, что хочется
скрыть от постороннего взгляда. По
народному поверью, сор, выметенный из избы, мог
послужить злому человеку для «наведения
знахарской порчи». Поэтому на Руси
издавна сор сжигали в печи.
История же промышленного мусоросжи-
гания началась в 1870 году, когда в
предместье Лондона по проекту Альфреда
Фрайера соорудили первую
мусоросжигательную установку. С тех пор мусоросжи-
гание начало свое победное шествие по
городам Европы. Увы, к 1905 году в России
71
лишь в Ялте и Одессе испытывались две
небольшие установки для мусоросжигания
когда Санкт-Петербургская городская
управа объявила всемирный конкурс на
устройство в столице крупной
мусоросжигательной станции. На конкурс поступило
Четыре проекта из Англии, России и Дании.
Победила английская фирма «Горсфаль»,
которая к тому времени построила
мусоросжигательные печи в 80 городах Европы.
И через год первая в России крупная
мусоросжигательная станция вступила в строй.
Ее производительность по тем временам
была высокой — 6500 пудов в сутки.
Сейчас самая крупная европейская
установка для сжигания отходов и выработки
энергии действует в Мюнхене — ее
производительность 108 тонн мусора в час. И еще
факт такого же рода: за 1972 год в
Париже установки по сжиганию бытовых
отходов переработали почти 1,5 млн. тонн
мусора; при сжигании каждого килограмма
мусора удалось получить 1800 килокалорий.
Вторичному использованию мусора (в
том числе и сжиганию для получения
электроэнергии) способствует его сортировка —
полимерные материалы отделяют от
металлов, бумаги и пищевых отходов. (Кстати,
тонны кухонных отбросов хватает на
откорм 75 свиней — из расчета по 13 кг на
свинью в день.) Или же сортируют по
принципу — горит, не горит...
Для раздельного сбора утиля на
лестницах и улицах устанавливали по нескольку
урн. Увы, это оказалось хлопотливым
занятием и не гарантировало от перемешивания
мусора. Поэтому были созданы установки
для переработки бытовых отходов без их
предварительной сортировки.
Особо широкое распространение получил
так называемый пиролиз. Принцип прост —
нагревают мусор до 700—1000°, но без
доступа кислорода. Потом отгоняют легкие
фракции и получают жидкий конденсат,
углистый твердый остаток и горючие газы
(водород, метан), что позволяет вести
дальнейший процесс без доступа внешнего тепла.
Практика показала, что пиролиз,
пожалуй, наиболее целесообразный способ
переработки городского мусора. Ибо при этом
получается множество ценных продуктов —
генераторный газ, уксусная кислота,
метанол, древесный уголь, пек...
з
4
5
6
7
8
9
10
И
i i 1-
500 Ю00 150С
производительность, т/сутки
Сравнение разным методов переработки мусора:
I — сжигание и получение алектроанергии:
I — только сжигание; 3 — сжигание и использование
остатков; 4 — сжигание н получение паре;
5 — усовершенствованная санитарная свалка;
6 — сжигание, получение пара и использование
остатков; 7 — компостирование; 8 — лиропиэ;
9 — полная утилизация отходов; № — санитарная
свалка; II — получение топлива
...Сор дает тучное удобрение для
растений.
Из разговора
Другое решение проблемы бытовых
отходов — их переработка в компост, в
органическое удобрение. Здесь обезвреживание
бытовых отбросов идет уже не с помощью
огня, а при разложении микробами
органики. Для этого мусор нашпиговывают
бактериями и грибками. Самые подходящие —
аэробные микробы. Благодаря их
жизнедеятельности мусор подогревается до +70°,
что губит патогенную микрофлору, яйца
гельминтов, личинок и куколок мух.
Конечный продукт по содержанию питательных
веществ будет равноценен навозу. В
Голландии, например, около 20% городских
отбросов перерабатывают именно так.
Изготовление компоста из мусора, то есть
переделка мусора в удобрение для
пригородного сельского хозяйства и городского
72
озеленения у нас пока еще набирает силу.
Вот данные на этот счет. В Ленинграде
мусороперерабатывающий завод,
оснащенный отечественным оборудованием
выпускает 50 тысяч тонн компоста за год F5%
от веса поступающего мусора). Московский
завод в Коровине ежегодно дает 36 тысяч
тонн прекрасных органических удобрений.
Итак, компост вроде бы благо. Но есть
и противоположное мнение. Взгляните на
график — там проанализированы разные
методы переработки мусора.
График — это, так сказать, теория, а вот
практика: в Западной Европе сжигают
22% мусора, компостируют 8%. на свалки
же отправляют 70% драгоценных
городских отходов. В США дела еще хуже:
14,5%, 0,5%, 85% соответственно. Как
видно, заводская переработка мусора из-за
высокой стоимости пока большого успеха не
имеет.
Но от переработки бытового мусора в
компост или еще во что-либо никуда не
денешься — это одна из проблем века. В
Москве из-за удаленности свалок (около 35 км
от города) расходы на вывоз мусора
перевалили за 10 миллионов рублей. В 1980
году из Москвы придется удалить 11, а в
1990 году — 19 миллионов кубометров
мусора. И чтобы не тратить деньги на
дальнюю перевозку хлама, по генеральной схеме
санитарной очистки Москвы будет
построено 10—12 мусороперерабатывающих
заводов. Недавно вступил в строй завод в
Бескудникове. Гигантские заводы для нужд
Москвы строятся сейчас в Красногорске,
Одинцове и Бирюлеве.
Увы, удобрения из мусора получаются
все хуже и хуже. В этом повинны
синтетические материалы, картон и неорганические
компоненты мусора, снизившие ту долю, ко
торую можно перерабатывать в компост
На качестве компоста сильно сказываются
и примеси, например стекло B—4%).
Осколки стекла опасны сами по себе, да еще они
создают неприятный блеск на газонах
и пашнях. Между прочим, особенно
много стекла почему-то в мусоре
Ленинграда.
Еще сильнее ухудшают качество
компоста те синтетические материалы, которые
не могут разложить микробы. Может,
ближайшее будущее все-таки не за
компостированием, не за дорогим пиролизом, а за
более дешевым и простым мусоросжигани-
ем? И в самом деле, мусоросжигательные
заводы могут работать в городской черте.
Благодаря автоматизации почти исключен
контакт рабочих с мусором, а высокая
температура гарантирует стерильность
конечного продукта. Сжигание в десять раз
уменьшает первоначальный объем мусора,
поскольку золы остается немного. Значит,
справиться с перевозками будет не трудно.
Тепло же, полученное при сжигании, пойдет
на городские нужды в виде горячей воды,
пара или электроэнергии.
И в сор попадает золото.
Русская поговорка
Но вот беда — жалко жечь ценности. Так,
в нашей стране на городские свалки
выбрасывают более 25 миллионов тонн разных
веществ. В конечном итоге это
значительная часть продукции целых отраслей
промышленности: пищевой, легкой,
деревообрабатывающей, бумажной, полиграфической...
Оправданно ли уничтожение в
очистительном пламени мусоросжигающих заводов
гигантской массы органических материалов?
Жаль губить в пламени и другие вещества.
К тому же, если сжечь весь годовой мусор
Москвы, можно получить лишь 0,6—0,7%
тепловой мощности московских ТЭЦ.
Есть и такая обратная сторона медали —
капитальные затраты на строительство
мусоросжигающих заводов в 20 раз выше
затрат на обычные ТЭЦ. Да и расход мусора
ввиду его небольшой теплоты сгорания для
выработки единицы тепла в пять раз выше,
чем обычного топлива. К тому же
увеличение в мусоре доли синтетических
материалов делает его сжигание все более и
более опасным из-за загрязнения атмосферы.
Но сторонники мусоросжигания не
складывают оружия — аргументируют свою
точку зрения изменением состава мусора. И в
самом деле, содержание пищевых отходов
падает, а бумаги — увеличивается. И это
действительно повышает теплотворную
способность мусора, но не намного.
А что делать с пластмассами, самым
замечательным и ходовым продуктом химии
нашего века? Сжигать? Это значит
отравлять воздух ядовитыми газами. Может,
вывозить на свалку по старинке? Не зря же
73
•Л l
строиильнал ферма (алюминиевый лом]
нарнас н стоики [алюминиевый лом]
элементы нрыши сподосточиои трубой
(переработанный алюминиевый лом)
битумный ировельиын материал
(переработанная бумажная
макулатура и волокно)
иблицовка дпма
(алюминиевый лом)
кирпич (битое
стекло м нарьерньк
отходы'
плитии длл настила попа
(обрезии пиннла и дрепесиые отходы)
пужайиа,удобренная
иомиостом иэ городского мусора
**" дорожнпе покрытие (битое стекло и старые
автомобильные покрышки)
битое стекло вместо грапня под
фундаментной плитой -
десптисаитиметровап плита иэ бетона
с подмешанной летучей золой
трубы паиалвэации и вентиллциоинпи
системы (лереработаииыи чугунный лом]
говорили в прежние времена: «На
помойную яму не напасешься хламу». По
пословице, к сожалению, не получается: объем
пластмассовой тары велик, вес ничтожен и
ямы быстро заполняются.
Переоабатывать пластмассу повторно?
Но это невыгодно экономически, да и не
всякую пластмассу можно вновь пустить в
дело. Перерабатывать в компост? Но
пластмассовые отходы не по зубам микробам и
поэтому ие усваиваются биосферой. Нужны
новые подходы к использованию этой
балластной синтетической фракции мусора.
Может, тут принесет пользу открытие
английских специалистов, доказавших, что
три из главных четырех пластиков
(полиэтилен, полипропилен и поливинилхлорид).
идущих на упаковочные материалы,
разрушаются на свету после добавки
специальных присадок или фоточувствитсльных
сополимеров?
На еще более глубокие размышления
наводит поступок фирмы «Reynolds Metals».
Ею в рекламных целях был выстроен
весьма любопытный дом. Битое стекло,
смешанное со шлаком сталелитейных заводов, по-
74
теллонзоллционнын материал
(битое стекло и шлак
сталелитейных заводов]
битумный нартой для кровли и стен
(бумажное волонно.пыдвлеиное из городского мусора]
шкафчиии из дрепесных отходов и
неделопон древесины
кроплл
(бумажная макулатура]
плнтнн длл пола
(обреэкн вииила,
глинозем и бокситы)
впдопроподиап труба (медный лом)
снование ппла (бумажная маиулатура)
мл'гкал подстилка под иопры [перерабптаииые обрезки джута)
бал и и переирытнл (алммиииепый лом)
ипвер из переработанных обрезков иейлоиопого волокна
бетонный фундамент с примесью летучем золы
стеклобетониые блоки (битое ствкло)
грубппроподы (алюминиепый лом)
шло на теплоизоляционные материалы,
кирпичи и стеклобетониые блоки, оно же
заменило гравий под фундаментной плитой. Из
алюминиевого лома и консервных банок
сделали балки перекрытия, строительные
фермы, обшивку, водосточные трубы,
дверные и оконные рамы. Перекрытие и
навесные панели изготовили из бумажной
макулатуры и из золы, валяющейся возле
тепловых электростанций. Полы обтянули
ковром из остатков найлонового волокна. На
облицовку Банной комнаты пошли осколки
мрамора из карьерных отвалов; полочки
и подвесные шкафчики сделали из прессо-
ваных опилок и стружек.
Список новшеств можно продолжить. И не
удивительно: к мусору, к этой важной эко
логической проблеме, привлечены многие
умы. Земной шар — не свалка, а мусор —
ценность.
Полное комплексное использование
мусора равносильно открытию богатейшего и
неисчерпаемого источника сырья.
Кандидат химических наук
И. В. КОМЛЕВ
75
КОНФЕРЕНЦИИ
VI совещание по
термическому анализу. Звенигород,
ноябрь. Научный совет АН
СССР по термическому
анализу A17071 Москва В-17,
Ленинский проспект, 31).
Симпозиум «Лизосомы —
структура и функции».
Москва, декабрь. Научный совет
АН СССР по проблемам
биохимии животных и
человека A17312 Москва В-312,
ул. Вавилова, 34, комн. 106).
IV конференция по
физиологии вегетативной нервной
системы. Ереван, ноябрь.
Научный совет АН СССР по
комплексным проблемам
физиологии человека и
животных, Армянское
общество физиологов, Институт
физиологии АН Арм. ССР
C75028 Ереван 28, уп.
братьев Орбели, 22).
I конференция по
физиологии и патологии
кровообращения, посвященная памяти
академика В. В. Ларина.
Москва, ноябрь. Московское
отделение Всесоюзного
физиологического общества
A03009 Москва К-9, ул.
Герцена, 6).
XIII Всесоюзный съезд
акушеров-гинекологов. Москва,
23—27 ноября.
Министерство здравоохранения СССР
(Москва К-51, Рахманов-
ский пер., 3).
Ill совещание по структуре
почвенного покрова.
Москва, ноябрь. Научный совет
АН СССР по проблемам
почвоведения и мелиорации
почв, Почвенный институт
ВАСХНИЛ A29017 Москва
Ж-17, Пыжевский пер., 7).
I симпозиум «Канцерогены
и растения». Ленинград,
ноябрь. Научный совет АН
СССР по проблеме
«Биологические основы
рационального использования,
преобразования и охраны
растительного мира»,
Ботанический институт АН СССР
A97022 Ленинград П-22, ул.
проф. Попова, 2).
Совещание «Экологическая
оценка использования
пестицидов и других средств
борьбы с вредителями в
наземных и водных
экосистемах». Пущино, ноябрь.
Научный совет АН СССР по
проблемам биосферы
A17312 Москва В-312, ул.
Ферсмана, 11, корп. 1, кв. 1).
Ill конференция по
экологической физиологии рыб.
Киев, ноябрь. Институт
гидробиологии АН УССР B52003
Киев 3, Владимирская ул.,
44), Научный совет АН СССР
по проблемам
гидробиологии, ихтиологии и
использования биологических
ресурсов водоемов.
НАЗНАЧЕНИЯ
Член-корреспондент АН
СССР Ю. В. БРОМЛЕЙ
назначен заместителем
Главного ученого секретаря
Президиума АН СССР.
Доктор
геолого-минералогических наук В. А.
СОКОЛОВ назначен
председателем Президиума
Карельского филиала АН СССР.
Академик К. А.
АНДРИАНОВ утвержден
председателем Научного совета АН
СССР по
высокомолекулярным соединениям.
Академик Г. М. ФРАНК
утвержден председателем
Научного совета АН СССР по
проблемам биологической
физики.
Академик АН Латв. ССР
А. Я. КАЛНИНЬ утвержден
председателем Научного
совета АН СССР по проблеме
«Химия древесины и ее
основных компонентов».
Академик М. М. ДУБИНИН
утвержден главным
редактором журнала «Известия
Академии наук СССР, серия
химическая».
КНИГИ
В ближайшее время в
издательстве «Наука» выходят
следующие книги:
X. С. Багдасарьян.
Двухбайтовая фотохимия. 12 к.
А. Н. Барабошкин.
Электрокристаллизация металлов из
расппавленных солей. 1 р.
80 к.
A. М. Вассерман, Л. Л. Ку-
нин, Ю. Н. Суровой.
Определение газов в металлах
(метод восстановительного
плавления в атмосфере
газа-носителя). 1 р. 80 к.
B. Ю. Галла. Развитие химии
в Венгерской Народной
Республике. 85 к.
Гидриды, галиды и металло-
органические соединения.
Сборник. 1 р. 50 к.
В. А. Губанов, В. П. Жуков,
А. О. Литинский.
Полуэмпирические методы
молекулярных орбиталей в
квантовой химии. 1 р. 30 к.
Б. В. Дерягин, Д. В.
Федосеев. Рост алмаза из газовой
фазы. 50 к.
A. Н. Кузнецов. Метод
спинового зонда (основы и
применение). 1 р. 10 к.
Н. С. Любопытова, Р. Д.
Оболенцев. Электронкые
спектры поглощения
органических соединений серы,
содержащихся в нефти и
нефтепродуктах. 2 р. 40 к.
Методы определения
микроэлементов в природных
объектах. Сборник. 1 р. 40 к.
Новое в области синтеза,
модификации и переработки
полимеров. Сборник. 2 р.
30 к.
Прогкозирование в учении
о периодичности. Сборник.
2р'
B. В. Синюков. Структура
одноатомных жидкостей,
воды и водных растворов
электролитов. Историко-
химический анализ. 1 р. 05 к.
Е. В. Сунозова, В. И.
Трубников, К. И. Сакодынский.
Газовая хроматография
аминокислот. 45 к.
76
Почему
температура
нашего тела
36,6 °С?
Тепловой датчик —
хром
Первоначальным толчком для размышлений
послужил удививший меня график в статье
А. А. Гусовского €<Хром», опубликованной в
с<Химии и жизни» A967, № 11). Из графика
следует, что хром внезапно, скачком
меняет теплоемкость, модуль упругости,
линейное тепловое расширение, удельное
электросопротивление... И все эти метаморфозы
идут не вблизи абсолютного нуля и не в
области красного свечения раскаленного
металла, а при нормальной температуре
тела теплокровных животных. И не любопытно
ли, что точка перегиба кривых на графике
соответствует обычной температуре нашего
тела?
Размышления над графиком были не
бесплодны — я изобрел высокоточный
термометр (авторское свидетельство № 263209),
новый тип теплового двигателя (а. с.
№ 266471), и способ преобразования
тепловой энергии в механическую (а. с. № 280104).
Но тема этой статьи — не изобретения, а
гипотеза, поясняющая, почему у самых
разных теплокровных животных нормальная
температура тела в среднем 37,8° с
отклонениями в четыре-шесть градусов, хотя
диапазон колебаний температуры на
планете куда внушительней.
Казалось бы, эволюция для обитателей
холодных районов должна была выработать
одну нормальную температуру, а для
тропиков — другую, отличную от первой. Это
было бы логично с точки зрения
минимальных трат энергии на существование. Но, увы,
в живой природе этого нет, что вызывает
удивление специалистов по терморегуляции
организмов. Вот что несколько лет назад
писал заместитель директора Института
физиологии имени И. П. Павлова доктор
медицинских наук К. П. Иванов: «Отдельные
стороны терморегуляции сейчас хорошо
изучены. Однако принцип работы €«физиологиче-
ского термостата» — назовем так систему
терморегуляции организма — в целом
остается загадкой. К сожалению, пока нет
ответа на, казалось бы, очень простые и
практически важные вопросы... Непонятен
физиологический смысл высокой чувствитель-
77
it
36,6°С
—i 1 1 r-
32 33 34 35
-г—
36
удельное электро
сопротивление
тепловое
расширение
модуль
упругости
виутренилп
теплоемкость
—i—
37
-г—
39
-г—
40
—г—
41
—г—
42
-I 1 г—
43 44 45
30
38
t°C
i mi ii
ности терморецепторов, которые
реагируют на сотые доли градуса, в то время как
температура кожи меняется весьма
широко, в пределах 10—15°...».
Всякий раз, пока нет удовлетворительного
ответа, появляются гипотезы. Нет
недостатка и в гипотезах по поводу терморегуляции
теплокровных животных. Некоторые из них
перечислены в книге А. Бартона «Человек в
условиях холода». Одна гипотеза гласит,
будто тело теплокровных животных
подогрето примерно до 37° для того, чтобы
создать наилучшие условия для работы
биологически важных ферментов. Вторая
гипотеза утверждает, что эволюция выбрала
37° потому, что это соответствовало
среднегодовым температурам тех районов
планеты, где шел переход от холоднокровных
к теплокровным формам живых существ.
Эта температура якобы была наилучшей для
78
теплоотдачи. Есть и другие гипотезы, но
они все не бесспорны.
В чем же суть новой, «хромовой» гипотезы,
которая, мне кажется, тоже имеет право на
существование? В ее основу положен факт
совпадения аномалии свойств хрома вблизи
37° с температурой теплокровных. Весьма
примечательно, что на планете почти нет
живых существ, поддерживающих тепло
своего тела вдалеке от температурной
аномалии хрома.
Я полагаю, что базис «хромовой
гипотезы» не вызовет горячих протестов у
критически настроенного читателя (см. рисунок,
где показано совпадение изменений свойств
хрома с температурой тела некоторых
теплокровных).
Принципы терморегулирования одинаковы
в эпоху динозавров и в атомный век, в
технике и в биологии. Для стабилизации
внутренней температуры любого тела при
изменении внешних условий необходимы:
источник энергии, пополняющий ее
недостаток; холодильник, сбрасывающий «избыток»;
штаб терморегуляции, принимающий
решение в зависимости от обстановки. Нужны
также каналы для движения информации
и команд, датчики, чувствительные органы,
которые посылают соответствующее
донесение в штаб. И наконец, обязательно
нужна так называемая «установка термостата».
Под этим в теории автоматического
регулирования понимают ту оптимальную
температуру (вблизи 37°, например),
отклонение от которой обязывает включить нагрев
или охлаждение.
«Хромовая гипотеза» еще только
народилась, она не накопила достаточного числа
положительных и отрицательных фактов,
чтобы охватить все звенья такой цепи. Зато
два последних звена — терморецепцич и
«установка термостата» — работают в
соответствии с моими предположениями.
Всем существам жизненно необходимы
терморецепторы, чутко реагирующие на
изменение температуры. Материал
датчика, конечно же, должен быть широко
распространен в природе и легко доступен.
Хорошо, чтоб его можно было усвоить с
водой и пищей.
Хром идеально отвечает всем этим
требованиям. Его «критическая температура» —
экстремальная точка в 36,6°С — как раз и
лежит примерно в середине требуемого
диапазона. Вблизи этой точки даже малое
колебание температуры вызывает заметное
изменение удельного электросопротивления
хрома, его электродвижущей силы и т. д.
Эти сигналы нетрудно преобразовать в
импульс биотоков, идущих в центр
терморегуляции, где принимается необходимое
решение.
Хром — один из 50 микроэлементов,
входящих в состав аминокислот, РНК и других
биомолекул. В рассеянном виде хром
широко распространен в природе, и животные
с пищей получают его предостаточно. И
вот что особенно важно: есть
разрозненные сведения, будто концентрация хрома в
теле теплокровных животных наибольшая в
периферийных областях тела, там, где
сильно меняется температура из-за контакта с
окружающей средой. Куда меньше хрома
во внутренних органах — гипофизе,
надпочечниках, легких, тонких кишках, то есть в
хорошо изолированных местах. Так может
быть, и в самом деле хром был взят
эволюцией в качестве материала для
терморецепторов и нервных окончаний, которым
поручено собирать информацию об
изменении тепловых потоков, действующих на
организм? Не этот ли выбор определил и саму
«точку отсчета» — температурную зону
теплокровных организмов?
Но может быть, хром — не единственный
претендент на выполнение столь важных
функций? Нет ли других веществ,
способных играть ту же роль?
Совместно с И. И. Эльшанским мы
скрупулезно просмотрели множество веществ
и не нашли более достойного претендента.
Может быть, что-либо нами и было
пропущено. Например, температура тела
некоторых обитателей южного полушария
(ленивец, утконос, ехидна) сместилась влево
(около 30е) и вышла из зоны «скачка» хрома.
Может, эти животные вместо хрома
подыскали себе что-то другое и
соответствующим образом приспособили организм на
другие температуры? Но, вероятно, это все-
таки исключение из правила.
«Хромовая гипотеза» объясняет причину
сверхвысокой чувствительности терморецеп-
79
торов, которая попросту не нужна
организму, о чем. писал К. П. Иванов. И в самом
деле, не может ли эта сверхчувствительность
быть объяснена быстрыми изменениями
свойств хрома при крошечных колебаниях
температуры?
Не это ли свойство хрома использовано
в термолокаторе змей? Термолокатор — это
два углубления на голове змеи,
расположенные между ноздрями и глазом.
Перегородка, делящая углубление на
внутреннюю и наружную части, пронизана
нервными волокнами. Термолокатор гремучей змеи
реагирует на изменение температуры в
сотые доли градуса, что позволяет змее
ночью найти мышь. Я думаю, что датчиками
столь чувствительного термолокатора,
вероятно, служат частицы хрома,
сконцентрированные на нервных волокнах.
Метод нейтронного активационного
анализа обнаруживает любой микроэлемент в
препарате, даже если его там менее 10~'2
грамма — одна триллионная часть. И было бы
весьма полезно исследовать
терморецепторы человека и животных, в особенности
термолокатор змеи. Повышенное содержание
хрома в этих тканях по сравнению с теми,
где вроде бы нет тепловой
чувствительности (нервные окончания глазного дна,
участок тела змеи вдали от термолокатора
и т. д.), могло бы стать доводом в пользу
«хромовой гипотезы».
Проверить гипотезу можно и на
цыплятах. Дело в том, что вылупившихся из яйца
цыплят заботливо обогревает наседка,
потому что поначалу у них очень слаба
терморегуляция. Только через месяц
температура цыплячьего тельца становится
независимой от окружающей среды. За этот
месяц в цыпленке формируются все
элементы термостата — датчики, коммуникации,
центр, механизмы нагрева и охлаждения —
и налаживается их совместная работа. А что
если попытаться кормить группу цыплят
пищей, в которой совсем нет хрома? Как это
скажется на формировании их
терморегуляции? А в корм другой группы
экспериментальных цыплят можно добавлять
радиоактивный хром и найти места концентрации
этого изотопа. Скопление изотопа в
терморецепторах тоже могло бы быть
подтверждением гипотезы. Ну, а противоположные
факты опровергли бы ее.
Л. И. РАБИНОВИЧ
Тепловой
датчик —
структура воды
Почему, когда наша
температура превышает 37°С, мы
беспокоимся о здоровье?
Для того чтобы
почувствовать подогрев тела всего на
1°С, вовсе не обязательно
ставить градусник — мы
ощущаем недомогание.
Почему же природа так
сконструировала человека, что
постоянство температуры
тела служит едва ли не
главным индикатором
здоровья? Вероятно, потому,
что нарушается стройный
ход биохимических реакций.
Но сперва небольшое
отступление. Большинство
животных не умеет
регулировать температуру тела. Их
называют понкилотермными
животными. Сравнительно
немногие поддерживают
внутреннюю температуру
постоянной. На рисунке
показано, как меняется у
некоторых теплокровных
температура тела при
изменении окружающей
температуры на 10СС. Вряд ли
человек имеет себе равных по
термостабильности. Так для
чего же естественный
отбор, шлифуя человека,
снабдил его тончайшими
механизмами терморегуляции?
Биологи давно выяснили,
что теплокровные животные
обладают перед пойкило-
термными серьезным
преимуществом — их поведение
мало зависит от
температуры окружающей среды.
А вот те. кто не может
регулировать температуру,
вынуждены всецело
полагаться на капризную
погоду. Известно и другое-
скорость биохимических
реакций в организме
удваивается при повышении
температуры на 10°С.
Эволюция решила
подогревать организм не
снаружи, а изнутри, увеличивая
тем самым скорость
биохимических реакций.
Рассудила она мудро: тело
животного должно быть теплее
воздуха — выгоднее
произвести тепло и сохранить его
в организме, нежели
затрачивать силы на постоянный
отвод внутренней термиче-
80
Изменение температуры тела
при изменении температуры
окружающей среды на 10°С
ской энергии в более
теплую окружающую среду.
Для подстегивания
скорости биохимических реакций
желательно нагреть тело
посильнее, но не чересчур. Ибо
эволюции пришлось оы
немало постараться, чтобы
снизить потери тепла из-за
того, что градиент между
внутренней и наружной
температурой был бы слишком
высок. Эти рассуждения
поясняют, почему внутренняя
температура должна быть
несколько выше наружной.
Но не объясняют, почему
именно 36,6°С.
И опять приходится
начать издалека. Перед вами
обычная схема автоматиче-
аятоматического регулирования.
На компараторе температура
регулируемой системы
сравнивеется с сигналом
от эталона, и при нк
рассогласовании выдается
приказ управляющим органам,
которые либо увеличивают,
либо снижают теплопродукцию
или отвод тепла, чтобы свести
рассогласование к нулю
ского регулирования
температуры. В роли
регулируемого объекта в данном случае
выступают внутренние
органы, температура которых
должна быть наиболее
стабильна.
Термочувствительные рецепторы кожи и
нервные пути образуют цепь
отрицательной обратной свя-
?и. Сравнивающее
устройство (компаратор)
располагается в мозговом центре
терморегуляции в гипоталамусе
и представляет собой
сложнейшее нейронное
образование. Этот центр через
вегетативную нервную систему
(управляющий орган)
действует на сосуды кожи, работу
мышц, потовые железы,
систему дыхания и прочие
органы, влияющие на
теплообмен организма.
Наименее изучен узел,
который мы условно
называем эталоном. Ои,
собственно, н определяет ту самую
температуру 36,б°С. В нем
должна быть некая
физическая константа, связанная с
температурой 36,6°С. Эта
константа должна быть
абсолютно стабильна, по
крайней мере на нашей
планете. Кроме того, она
должна отражать важнейшее
состояние того вещества, из
которого состоят тела
животных.
Биохимические
механизмы клетки — синтез белка,
ферментативный катализ и
другие реакции идут в
водной среде. В живых тканях
воды много—от 70 до 90%.
Предлагаемая нами
гипотеза и основана на том, что
эталоном служит состояние
воды как неизменного
компонента всего живого.
Если точно мерить
удельную теплоемкость чистой
воды как функцию
температуры от точки замерзания
до точки кипения, то
полученную зависимость можно
выразить таким уравнением:
С(Т)= /4,2236 +
Т Т\
+ 0,1075^- ln^-):
Дж
х ю3
кг •град'
где Т — текущая
температура, Тк= 100°С. График,
построенный по этому
уравнению, напечатан на
следующей странице. Рассмотрите
его — дальнейшие
рассуждения опираются на этот
график. Видно, что
теплоемкость воды минимальна в
диапазоне от 30 до 40СС.
Анализ уравнения дает
более точную цифру Тм =
= 36,79°С. Температура
минимума теплоемкости воды
неожиданно и красиво
совпадает с температурой
человеческого тела. Вряд ли это
случайно.
Биологическую
целесообразность поддержания
температуры тела вблизи
минимума теплоемкости воды
можно объяснить экономией
энергии при
терморегуляции. Действительно, для
нагрева воды при 36, 79°С
нужно меньше тепла, нежели,
например, при 30°С. Однако
увеличение к. п. д. при этом
мало (ие более 0,01%)-
Значит, вряд ли эволюция
остановилась бы на 36,6°С
из-за этого. Да и почему
прн изменении температуры
тела всего на 1°С в
организме происходят
существенные перемены?
ТИ837Ч
81
x 10
cm 1
3 ДМ
кгград
4,/UB 1
А 9ПП -
4,/UU
4 192 -
4,184 •
Г
ч
~1
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 101
Т
I зона II зона III зона IV зона
V зона
Изменение удельной
теплоемкости юды
ости от температуры
Биологическую
целесообразность, вероятно, нужно
искать в более тонких
механизмах, которые тоже
находят свое отражение в
удельной теплоемкости воды.
Речь идет о микрофазовых
превращениях в системе
«жидкость — кристалл».
При температурах от 0 до
100°С вода при обычном
атмосферном давлении
может пребывать в пяти
фазовых состояниях (размеры
кристаллов не превышают
20—30 А). Первая фаза—
гексагональная, остальные
четыре — кубические.
Границами микрофазовых
переходов служат температуры:
О, 15, 30, 45, 60 и 100°С.
И до того как закипеть,
вода последовательно
проходит все эти фазовые
состояния. Изменение
кристаллических решеток связано с
поглощением и выделением
энергии, что как раз и
отражается на теплоемкости
воды.
Структура водяных
микрокристаллов чрезвычайно
важна, ибо органические
молекулы упорядочивают
структуру воды по типу
льда и тем сильнее, чем
больше конфигурация
макромолекул похожа на
ледяную
микрокристаллическую решетку. В свою
очередь вода в зависимости от
своего фазового состояния
способствует
упорядочиванию структуры белка. Мы
не будем здесь обсуждать
проблемы соединения
жидких кристаллов воды при
помощи водородных связей
с нуклеиновыми кислотами,
углеводами и главное —
белками. Для нас самое
важное то, что в середине
третьей фазы C0—45°С)
структура воды наиболее
благоприятна для реакций
гидратации, а границы
третьей температурной
зоны — это границы жизни
теплокровных животных.
В середине этой зоны
наилучшие энергетические усло-
82
вия для жидких
микрокристаллов и поверхностных
реакций.
Не может ли структура
воды служить тем * самым
эталоном, который еще
неизвестным образом подает
сигналы гипоталамусу,
управляющему всей системой
терморегуляции?
В опубликованной
несколько лет назад статье
японец Ивао Нисияма
доказывал, что фазовые
переходы плохо отражаются на
стабильности и
непрерывности биологических
процессов. И нельзя ли
предположить, что вслед за
теплокровными животными,
которых эволюция приспособила
к середине третьей
температурной зоны воды, пойкило-
термные животные
пришлифованы к другим ее зонам?
И в самом деле, насекомые,
рыбы и почвенные бактерии
предпочитают размножаться
при температурах,
попадающих в середину второй зоны
B3—25°С); эффективная
температура весеннего
пробуждения семян, как
правило, 5—10°С, то есть
середина первой зоны.
Температуры тела
теплокровных животных
занимают узкий интервал в центре
третьей зоны. Есть и.
исключение — низшие
млекопитающие (утконос, ехидна).
В этом случае, вероятно,
разумно говорить о
несовершенстве их системы
терморегуляции. Более же
высокую температуру птиц
можно объяснить их
активнейшим образом жизни, при
котором выделяется так
много тепла, что организм не
успевает отводить его
наружу. Кстати,
радиотелеметрические наблюдения П. Хор-
ма и Ю. Кескпайка на Пух-
тусской орнитологической
станции (ЭССР) показали,
что температура птиц в
спокойном состоянии, особенно
во время сна, уходит в зону
оптимума C7—38°С).
Конечно, возможны и
другие объяснения, но
надеемся, что наше — правильное.
Кандидат
технических наук
Я В. ФРЕЙДИН,
В. Г. БОЧКОВ
Арбуз
Начало осени, благодатное время, пора
арбузного изобилия! Заранее предвкушаем
мы ту минуту, когда под острым ножом
треснет, суля неслыханную сладость, тугая
корка...
Говорят, арбуз не очень-то калориен.
Правильно говорят. В нем многовато воды.
И это правда. А с витаминами негусто. Так
оно и есть.
Зато — вкусно!
Что касается до садов плодовых, то
они здесь так хороши, что и в
Персии мы не находим почти лучи/их.
А именно: яблони, айва, грецкие
орехи, большие желтые дыни, а также
водянистые дыни, называемые
русскими арбузами.
Адам ОЛЕАРИЙ
Эти слова немецкий ученый Олеарий
записал, посетив Астрахань триста с лишним
лет назад. И поныне мы питаем к
астраханским «водянистым дыням» особое почтение.
Здесь, на Нижней Волге, выходец из
Африки — арбуз получил идеальные для своей
жизни условия.
Разными путями шел* арбуз на территорию
нашей страны. Через Грецию и ее
черноморские колонии — вверх по Днепру; через
Иран и древнее государство Урарту — в
Закавказье; от азиатских народов, живших
за Каспием, — в Поволжье. И все эти пути
берут истоки в Южной Африке, где и
поныне (в пустыне Калахари) встречается
дикий арбуз с мелкими круглыми плодами.
В рекламе арбузы не нуждались. Первые
сведения о бахчеводстве в Московском
государстве относятся к 1526 г., а уже век
спустя арбузы завоевали популярность и у
простого люда, и у власть имущих. Царь
Алексей Михайлович приказал в 1660 г.
«построить в Чугуеве пять огородов или
сколько доведется и на тех огородах садить
арбузы, и те арбузы посылать к Москве на
свой великого государя обиход».
Однако путь от бахчи до стола неблизок
и арба — не самый быстрый транспорт.
Арбузы нередко портились в дороге.
Поэтому процветало и парниковое бахчеводство
(арбузы выращивали даже на Ладоге). Тот
же царь Алексей выписал из Астрахани в
Москву арбузные семена и «арбузных дел
83
мастеров, самых добрых, тихих, не гордых
людей». Правда, его наследники не
слишком жаловали арбузы, и вскоре
государственные огороды зачахли; однако на
всеобщем пристрастии к арбузам это никак не
сказалось. Их выращивали все больше и
больше, появились знатоки этого дела,
которым, как сказано в старой книжке,
«арбузное строение было за обычай».
А когда появились пароходы и железные
дороги, возникли совсем иные возможности
для сбыта. Арбуз из небольших огородов
перешел в поле.
В верхней части щита герб
Саратовский, в нижней — в золотом поле
два арбуза, означающие изобилие
сего города таковыми плодами.
Описание герба города Балашово
В нашей стране арбузов выращивают
больше, чем где бы то ни было. Арбузные бахчи
занимают около 400 тысяч гектаров — в
Поволжье и на Украине, в Молдавии и на
Северном Кавказе, в Казахстане и
Среднеазиатских республиках. Многие города
славятся арбузным изобилием, и все они
расположены южнее 50-й параллели. Причем, как
правило, в засушливых местах, там, где
другим культурам без полива несладко.
Таковы уж особенности корневой системы
арбуза — она способна извлекать влагу
даже из сыпучих песков. Если срезать
стебель растения, то пенек выделяет более
половины литра влаги за сутки. Листья
здорового крепкого арбуза испаряют за то же
время несколько литров воды, охлаждая
растение до приемлемой температуры. На
бахчах нет сорняков — они не выдерживают
конкуренции с арбузом. Что ж, одной
заботой меньше...
Однако нас интересуют в арбузе не корни
и не листья, а плоды. А они у арбуза, как
и в всех бахчевых культур, — ягоды.
Правда, ложные, но все-таки ягоды.
Каждый из нас представляет себе арбуз
трехслойным — зеленое, белое, красное.
Такое представление в принципе верно, но
слишком уж оно упрощенное. Только в
коре есть восемь-десять слоев клеток,
содержащих хлорофилл, а над ними еще
наружный слой — эпидермис, да под ними —
твердый панцирь, придающий плоду
прочность. А еще ниже, за целым поясом
бесцветных клеток, — самое вкусное.
84
Съедобная часть плода именуется у
специалистов коровой мякотью. Чем ближе к
центру, тем крупнее становятся клетки, и в
самой середине они достигают порою
миллиметра. Их можно без труда увидеть
невооруженным глазом — не такой уж частый
случай. Этот гигантизм вызван тем, что в
клеточном соке много сахара и,
следовательно, повышенное осмотическое давление,
которое растягивает стенки. Если
концентрация сахара продолжает расти, то стенки
могут и не выдержать. Тогда они рвутся,
освобождая сок, он испаряется через
устьица в коре, и в арбузе образуются полости.
Обрадовавшись в первое мгновенье — до
чего же красна мякоть! — мы с
огорчением разглядываем пустоты и приходим к
совершенно справедливому выводу — арбуз-
то перезрел...
Несколько слов о внешности арбуза.
Отчего одни плоды светлые, а другие
темные, одни без полос, а другие полосатые?
Все зависит от хлорофиллоносных клеток.
Они располагаются то сплошными слоями,
то отдельными участками или полосами —
в зависимости от того, как распределены
сосуды в коре. И арбузные семечки тоже
бывают разных цветов — черные,
коричневые, красные, а то и белые, хотя основной
пигмент в них один — красный; все зависит
от его концентрации. Понятно, что в белых
семенах этого пигмента нет вовсе.
Известно около пятисот сортов арбуза, и
даже простое их перечисление здесь
невозможно. Заметим лишь, что на бахчах
выращивают не только столовые арбузы, но и
кормовые. Они отличаются высокой
урожайностью (хотя и у столовых она немалая,
измеряется сотнями центнеров;
зарегистрирован случай, когда урожайность достигла
400 тонн с гектара). Из корок кормовых
арбузов делают цукаты, все остальное,
естественно, идет скоту. Такие арбузы никогда
не сеют рядом со столовыми. Все бахчевые
культуры оплодотворяются пыльцой других
сортов, и поэтому ароматный, редкой
сладости сорт может быть загублен кормовым
арбузом.
Надо, видимо, сказать и о том, что
ложные ягоды, именуемые арбузами, — самые
крупные в мире плоды, их масса
достигает 15—20 кг. Абсолютный рекорд
принадлежит американским селекционерам (в США,
кстати, есть специальное «Общество
любителей крупных плодов»). Рекордный
арбуз весил 7В кг.
Жители питаются от посева дынь и
арбузов... Они занимают все поля, ибо
ни в каком другом посеве жители не
упражняются. Вкусное, сладимое и
сочное сие растение...
И. И. ЛЕПЕХИН
Таково мнение о Царицынском уезде
Ивана Ивановича Лепехина, академика,
ботаника, совершившего в конце XV!!! века два
больших путешествия по России. Добавим
от себя следующее: сие растение еще и
полезно, несмотря на малую свою
калорийность.
Впрочем, калорийность надо оценивать
в сравнении. Конечно, мясо и шоколад
питательнее. Если же сравнивать с
помидорами или огурцами, то арбузы по
калорийности выйдут в лидеры B7,5 ккал на 100 г).
Вызвано это тем, что в их плодах в отличие
от тех же огурцов много сахара: в
среднем 400—500 г на один арбуз. Девять
десятых всех сухих веществ мякоти
приходятся на долю Сахаров — глюкозы, фруктозы,
сахарозы. С точки зрения диететики
весьма важно, что к моменту созревания в
плодах преобладают фруктоза и глюкоза, и
лишь потом, при достаточно долгом
хранении, накапливается сахароза, та самая,
которая сахар-рафинад...
Есть в арбузах в принципе все, что
положено плодам, — азотистые вещества,
пектины, клетчатка, органические кислоты.
Однако содержатся они в столь мизерном
количестве (например, клетчатки всего
0,04%), что арбуз по праву относят к
диетическим сахаристым продуктам. Его
нередко рекомендуют как освежающее
средство при разного рода лихорадках.
Весьма важно, что арбузная мякоть
содержит щелочные вещества (это, кстати,
относится ко многим овощам и фруктам).
Дело в том, что основные наши продукты
питания — мясо, рыба, яйца, хлеб, сыр
и т. п. — имеют кислую реакцию. И
поскольку они основные, в организме
накапливается избыток кислот, а это не лучшим
образом влияет на обменные процессы.
Арбуз не только утоляет жажду, он также
способствует восстановлению щелочно-
кислотного равновесия.
Есть в арбузе и усвояемые соли
железа; по их содержанию он занимает третье
место среди фруктов и овощей, уступая
лишь салату и шпинату и вдвое превосходя
картофель. Впрочем, шпинат должен
уступить свою ступеньку на пьедестале
арбузу, поскольку его едят обычно в вареном
виде, а при варке соли железа частично
переходят в нерастворимые соединения.
Наконец, о витаминах. Их в арбузе
немного, но все же они есть — и
аскорбиновая кислота, и каротин, и фолиевая
кислота. В общем, слухи о бесполезности
арбуза сильно преувеличены.
Что же касается невысокой
калорийности, то это свойство как раз и ценят в
арбузе врачи-диетологи, назначая его,
скажем, при ожирении, при некоторых
заболеваниях сердечно-сосудистой системы.
Издавна известно мочегонное действие
арбуза (не только свежего, но и соленого).
Сочетание этого свойства с низкой
калорийностью весьма полезно — арбуз вводят в
диету при болезнях почек и печени, при
подагре.
Впрочем, предоставим специалистам
делать те или иные назначения и судить О
лечебной эффективности арбузов. Сами же
заметим, что вряд ли найдется человек,
который отказался бы от такого лекарства.
Как показывает практика, даже здоровые
не • отказываются...
Прислано к Москве из Астрахани...
3 лагуна с вареными арбузными
полосы в патоке.
Дела Тайного приказа, 1673 г.
Не для того мы вынесли эти строки в
эпиграф, чтобы читатель подивился — вот, мол,
и Тайный приказ тоже интересовался
арбузами. Цель тут иная: обратить ваше
внимание на то, что уже триста лет назад арбуз
перерабатывали и заготовляли впрок.
Арбуз -<- не слишком-то лежкий товар,
даже для хранения зимних сортов нужны
особые ухищрения. А вот, скажем,
вареный в патоке, или соленый, или
маринованный, он сохраняется хорошо и подолгу.
С давних времен готовят арбузный
мед — нардек. Обычно его делают так:
деревянными прессами отжимают из
мякоти сок, фильтруют его через холст, а затем
упаривают в медных котлах, пока он не за-
85
ДО4
86
густеет, словно мед. Нардек содержит
главным образом инвертированный сахар
(около 40%) и примерно 20% сахарозы.
Из центнера арбузов получается около
10 кг недурного на вкус меда.
Соленые и маринованные арбузы
теперь в магазинах бывают нечасто.
И жаль — они очень вкусны. А многие
продукты из арбузов и вовсе забыты.
Например, вареные арбузы. Некогда мякоть
свежих арбузов растирали деревянным
пестом и варили из нее кашу, которая, как
говорят, хранилась целый год; ели ее с
хлебом, как бутерброд. Варили также
арбузный морс, который, по сообщению
поваренной книги прошлого века, «хранится без
порчи весьма долго».
Зато сейчас в нашей стране из
арбузов стали делать такой продукт, рецепт
которого ни в одной старой книге не
найдешь, — арбузный сок. Попытки изготовить
такой сок предпринимались давно, однако
успехом они не увенчались — при
консервировании сок приходится нагревать и
знакомый каждому вкус арбуза резко
меняется.
Лишь недавно удалось получить
консервированный арбузный сок с мякотью,
напоминающий вкусом свежий арбуз.
На рнсунне— шесть сортов арбуза из пятисот,
известных в мире; жги сорта, выведенные
совет с мим и селекционерами, широко
распространены в нашей стране. 1 — Быковский 22.
Среднеспелый засухоустойчивый сорт, хорошо
транспортируется. Районирован в Волгоградской
и Оренбургской областях, на Северном Кавказе
и на Украине. 2 — Мелитопольский 142.
Высокоурожайный сорт. Крупные круглые плоды
с ярко-красной зернистой мянотью.
Широко распространен в РСФСР южнее линии
Шахты — Куйбышев — Оренбург, а также в Крыму,
в Казахстане и в республиках Закавказья.
2 — Ажиповский 5. Среднеспелый засухоустойчивый
сорт, лежкий и хорошо переносящий дальнюю дорогу.
Плоды крупные с очень сладкой красной мякотью.
Выращивают в Ростовской и Куйбышевской областях,
в Дагестане. 4 — Победитель 395. Скороспелый сорт,
устойчивый и засухе. Плоды шаровидные,
мякоть ярио-малиноаая. 5 — Скороспелка
харьковская. Плоды некрупные, с сочной красной
мякотью. Одии из самых скороспелых сортов.
Распространен на Украине и на юге Белоруссии,
в некоторых областях Казахстана.
6 — Узбекский 452. Плоды среднего размера,
мякоть ярко-малиновая. Среднеспелый
высокоурожайный сорт. Районирован в Узбекистане
и Таджикистане, а также на юге Казахстана
В этот сок добавляют лимонную кислоту,
а также немного яблочного и алычового
пюре. Институт питания АМН СССР дал
высокую оценку новому продукту, и в
Астрахани уже налажено производство
арбузного сока. Он и в самом деле неплох, но,
положа руку на сердце, свежий арбуз
лучше. Не упускайте времени, пока сезон в
разгаре...
Взяв арбуз, изрезати в слои да семя
и с телом вырезати.
Домострой
С этими арбузными семечками одни
только хлопоты. Однако отнесемся к арбузу с
пониманием: ему тоже надо как-то
продолжать род. Дикие предки нынешнего
арбуза, скромных размеров зеленые шары,
катились по своей пустыни Калахари,
гонимые ветром, трескались и разваливались;
сок увлажнял почву, и семена прорастали.
Или животные разгрызали арбузы,
проливая сок с семенами на землю.
Но сейчас-то, когда мы имеем дело
с культурным арбузом, неужто нельзя
обойтись без семечек? Пусть они будут только у
тех плодов, которым надлежит дать
потомство, но не у тех, которые все равно
попадут на стол...
Это отнюдь не благое пожелание.
Арбуз без семечек не только существует, но
и успешно выращивается, главным
образом в Японии. Его вывел 30 лет назад
японский генетик X. Кихара.
Арбуз без семечек — триплоидный.
У него не двойной набор хромосом, как то
положено от природы, а тройной. Пополам
не делится. И следовательно,
размножаться семенами арбуз не может. А если так,
то зачем ему семена?
Исходя из такого предположения,
Кихара вывел сначала, обрабатывая семена
колхицином, тетраплоидный арбуз, с
учетверенным набором хромосом Bп = 44). Это
растение он использовал как материнское,
а отцовскими послужил самый обычный,
диплоидный арбуз Bп = 22). В результате
он получил семена, из которых выросли
растения, неспособные давать потомство,
вообще без семян. Правда, их все равно
приходится опылять, чтобы стимулировать
развитие ложной ягоды; для этого рядом
сеют некоторое количество обычных
арбузов, поставщиков пыльцы.
87
Есть одно обстоятельство,
усложняющее работу с триплоидным арбузом: его
семена прорастают только при достаточно
высокой температуре. Поэтому сначала в
парниках и теплицах выращивают рассаду,
а затем ее пересаживают в прогретую
солнцем почву. Вероятно, из-за этой
сложности арбузы без семян пока не получили
широкого распространения. Тем не менее
они превосходят своих предков по всем
показателям: и урожаи выше, и сахара
больше, и распределен сахар от центра к
кожуре равномернее. Словом,
дополнительные заботы с рассадой все же
оправдываются. Во всяком случае, арбузы без
семечек выращивают не только в Японии,
но также в Венгрии и Болгарии.
Впрочем, не следует пренебрегать и
арбузными семечками. Они содержат до
25°,и масла, которое не так уж сложно
извлечь. По вкусу оно не уступает
оливковому; специалисты говорят, что арбузное
масло вполне может заменить
медицинское миндальное.
И между прочим, не надо мерить все
своими мерками — сушеные арбузные
семечки синицы предпочитают любой другой
пище. В том числе и арбузу, который мы
здесь восхваляем.
Т. ПЕРСТЕНЕВА, О. ОЛЬГИН
Приглашение
к столу
Уж если приглашать к
столу, то на спелый и сладкий
арбуз. А как узнать, не
разрезая, спелый он или нет!
Одни подносят арбуз к
уху, сжимают его и
слушают — трещит пи! Другие
глядят на «хвостик» —
зеленый он или подсохший!
Третьи внимательно
изучают полоски. Кто прав! И те,
и другие, и третьи. И вы
тоже, если у вас есть свой, не
упомвнутый здесь способ.
Говорят, правда, что
слепые арбузы плавают в
воде, а неспелые в ией тонут,
ибо плотность при
созревании уменьшается. Вероятно,
так оно и есть, но возле
лотков с арбузами иет, как
правило, ваниы с водой.
Говорят также, что есть
приборы, измеряющие вес
арбуза в соотношении с
объемом, но таких пр иборов в
продаже пока не видно...
Словом, теоретические
основы выбора арбуза
разработаны явно
недостаточно, и на этом вопросе мы,
чтобы ие попасть впросак,
задерживатьсв не будем.
Расскажем о том, как
поступить с уже выбранным
арбузом. Съесть его
незамедлительно — совсем неплохой
способ. Но далеко не
единственный. В
подтверждение — несколько рецептов.
ВАРЕНЬЕ
ИЗ АРБУЗА
Срежьте с арбуза самый
верхний слой кожи,
разрежьте арбуз на куски
произвольного размера,
опустите в холодную воду и
варите, пока они не
размягчатся. На каждый
килограмм арбуза возьмите 2 кг
сахара и разделите его на
две части. Из одной части
приготовьте сироп,
предварительно выжав в воду сок
двух лимонов. Вскипятите
сироп, положите в него
размягченные куски арбуза и
варите на слабом огне,
посыпая остальным сахаром.
88
ВАРЕНЬЕ ИЗ АРБУЗНЫХ
КОРОК
Оставшиеся от арбуза
корки можно употребить с
пользой. Срежьте с них
зеленую кожуру, нарежьте
корки на мелкие кусочки,
сварите в воде и откиньте
на сито. Когда вода стечет,
пересыпьте кусочки
толченым имбирем (на стакан
вареных корок — столовую
ложку имбиря). Поставьте
смесь в холодное место на
сутки. Затем сполосните
корки водой, мен я я ее
несколько раз, чтобы удалить
остатки имбиря. Возьмите
столько сахара, сколько у
вас вареных корок, и вдвое
меньше воды, сварите
сироп и опустите в него
корки. Варите, как любое
другое варенье.
АРБУЗНЫЕ ЦУКАТЫ
Их варят прямо с кожицей.
Промойте корки и
разрежьте их на небольшие
квадратные или прямоугольные
кусочки. Чтобы корки не
разваривались, положите их
на 8—10 часов в соленую
воду (четыре столовые
ложки на литр воды).
Тщательно промойте корки в
холодной проточной воде, чтобы
удалить соль, и подержите
их десять — пятнадцать
минут в горячей воде.
Варят цукаты в несколько
приемов. На килограмм
корок уходит килограмм
сахара. Первые две — три
варки— в 40%-ном сахарном
сиропе D0 г сахара на 60 г
воды); при четвертой и
пятой варках в сироп
досыпают остальной сахар. После
каждой варки охлаждайте
корочки четыре-пять часов.
Когда закончена
последняя варка, осторожно
выньте корки из таза и
разложите на сите, чтобы стек
сироп. Если на поверхности
охлажденных и высушенных
корок появляется
беловатый сахарный налет, то
цукаты готовы. Их хранят в
картонных или деревянных
ящиках, выложенных
изнутри пергаментной бумагой;
такой же бумагой
прокладывают каждый ряд цукатов.
ЖЕЛЕ В АРБУЗЕ
Арбуз среднего размера и
правильной формы
разрежьте пополам и
осторожно извлеките середину.
Вынув из нее семена,
нарежьте ломтиками и поставьте в
холодное место.
Оставшуюся мякоть выскоблите
ложкой и вместе с вытекшим
соком перенесите в
кастрюлю. Влейте в эту массу
равное количество воды, и на
каждые 3 стакана смеси
добавьте 1 стакан сахарного
песка и 25 г желатины.
Оставьте смесь на час (время
от времени помешивайте
ее), а затем подогрейте на
слабом огне, чтобы
желатина растворилась. В пустые
половинки арбуза положите
слой любых ягод,
нарезанные фрукты, ломтики
арбуза и залейте небольшим
количеством жидкости.
Поставьте в холодильник.
Когда желе застынет,
положите следующий слой фруктов,
опять залейте смесью и
так до тех пор, пока «чаши»
не заполнятся. Если
арбузного сока будет
недостаточно, добавьте к нему
любой ягодный сок.
СОЛЕНЫЕ АРБУЗЫ
Для засолки хороши
некрупные и не совсем
зрелые арбузы, с твердой
коркой. Вымойте их и уложите
рядами в хорошо
выпаренную кадку, перестилая
каждый ряд ржаной соломой,
предварительно
ошпаренной кипятком. Сверху
положите деревянный круг с
отверстиями, а на него гнет
(чистый камень). Залейте
арбузы холодным рассолом
F00 г соли на ведро воды,
раствор прокипятить и
остудить).
• Небольшое количество
арбузов можно засолить в
стеклянных банках, разрезав
арбузы на куски и срезав с
них корки. Но еще удобнее
совсем уж современный
способ засолки — в
полиэтилене. Чистые арбузы со
срезанными «хвостиками»
уложите по одному в
полиэтиленовые пакеты и
залейте рассолом, а затем
заварите пакет на пламени
газовой горелки.
Приготовленные таким образом арбузы
не только не уступают
арбузам, засоленным в бочках,
но даже превосходят их.
СВЕЖИЕ АРБУЗЫ
НА ЗИМУ
Вот три рецепта,
заимствованные из старых книг.
Арбузы сохраняются
свежими до половины зимы
следующим образом. Взять
арбузы не совсем
дозрелые. Уложить их в бочонок
или в бочку, смотря по
количеству, пересыпая сухой
золой так, чтобы арбузы
не касались ни дна, ни
стенок бочонка, ни друг
друга. Сверху засыпать толстый
слой золы, забить
донышко, засмолить, поставить в
сухое, но прохладное место
или закопать глубоко в лед.
Собрать не совсем
дозрелые арбузы, подержать их
на солнце несколько часов,
чтоб обсохли, потом
завязать в толстую простыню,
повесить в сухом, но
холодном подвале, под потолок.
Взять не перезрелые
арбузы, обмотать их паклею,
облепить глиною и держать в
сухом холодном месте.
89
Щ Домашнее консервирование приобрело ныне завидную популярность. Пик хлопот с
■ варкой, засолкой, укупоркой и иными делами, сулящими очень приятные последствия,
■ приходится скорее всего на сентябрь. Поэтому сейчас уместно будет дать несколько
I полезных советов по использованию химических продуктов, улучшающих вкус, цвет
■ и консистенцию домашних консервов, надежность консервирования и прочие свой-
■ ства. Если же некоторые советы уже запоздали, беда невепика: пригодятся в следую-
щ щем году.
I Не надо бояться слов «химические продукты» применительно к питанию — при
I переработке овощей и фруктов их применяют постоянно. Вспомним сахарозу (сахар),
Ж хлорид натри я (поваренную соль), уксусную и лимонную кислоты. Однако список
Щ этим не исчерпывается. Мы будем говорить и про широко распространенные хими-
щ ческие продукты, и про редко употребляемые в домашнем обиходе.
I ХРАНЕНИЕ СЫРЬЯ
Щ Свежие фрукты и фрукты до переработки можно хранить в нижней части холодиль-
■ ника 2—3 дня в полиэтиленовых мешочках. Нежное сырье хранят в таких же мешоч-
щ ках в течение суток при комнатной температуре, но внутрь помещают ватку, смочен-
Щ ную уксусом (еще лучше — этиловым спиртом).
Я Очищенные и нарезанные яблоки, груши, айву, персики, соцветия цветной капусты
М при необходимости можно хранить 1—2 часа в 0,4—0,5%-ном растворе поваренной
■ сопи или 0,2 % -ном растворе лимонной кислоты. Сырье при этом не темнеет, однако
Щ некоторая часть растворимых в воде веществ все же теряется.
I ОЧИСТКА СЫРЬЯ
т В промышленности применяют растворы каустической соды, размягчающие кожицу;
т сода уделяется зетем избытком воды. Использовать каустическую соду в домашнем
щ обиходе настоятельно не советуем — не исключены ожоги и отравления.
щ При заготовке томатов без кожицы на плодах делают два круговых надреза глу-
Ш биной 2—3 мм (через место соединения с плодоножкой). Затем томаты опускают на
■ 1—2 минуты в кипящий 4%-ный раствор двууглекислой соды и охлаждают холодной
■ КОНСИСТЕНЦИЯ В
■ Чтобы соленые и маринованные огурцы, томаты и грибы получились хрустящими, щ
щ надо брать жесткую воду. Признаки жесткой воды: в ней трудно развариваются ово- ■
■ щи, плохо заваривается чай, на стирку белья уходит много мыла. Если там, где вы ■
■ живете, вода мягкая, то в рассолы или маринадную заливку желательно добавить В
щ хлористый кальций (CaClj). Из-за большой гигроскопичности этой соли ее продают в В
■ аптеках в виде 10%-ного раствора. Когда солят огурцы, томаты и грибы, то на литр В
■ рассола добавляют '/г—1 чайную ложку раствора CaCL; ту же норму, но в расчете В
Щ на 1 кг соблюдают при квашении капусты (особенно той, что идет на салаты). В ма- щ
щ ринады добавляют половину чайной ложки раствора на 1 л емкости тары, в компоты I
В из нежного сырья — четверть чайной ложки. В
щ Джему, желе, повидлу, мармеладу требуемую консистенцию придает пектин. Смесь В
Щ надо готовить так, чтобы она содержала около 40% яблочного или крыжовенного В
■ пюре (сока) — эти продукты богаты пектином. В
1 КОНСЕРВАНТЫ В
■ Вряд ли надо говорить о самом известном консерванте — о поваренной соли. Кон- В
■ сервирующие свойства сахара проявляются только при высокой его концентрации. В
■ Сахарный сироп создает высокое осмотическое давление в клетках и исключает об- В
В мен веществ в вязкой среде. Если в уваренном продукте не менее 73—75% сахара В
В и растворимых веществ, то варенье или джем может храниться без герметической В
Щ укупорки. В
В К числу лучших современных консервантов относится сорбиновая кислота (или сор- В
В бат калия, который значительно лучше растворяется в воде). Эта кислота безвредна, В
■ она не придает продуктам посторонних привкусов и запаха. Сорбиновая кислота и ее В
В соли подавляют деятельность плесневых грибов и дрожжей, на бактерии же они дей- Н
В ствуют слабо. Н
^^*&лодовые^л^|££^«1^^соки можно in in i I mill ii in lib nrinrirnntia i ли (W w>^pftiB- ^1
6
ляя на каждый литр 0,6 г сорбиновой кислоты. Затем соки разливают в литровые
бутылки или банки и пастеризуют 8—10 минут при 60—70Х. Такой же режим можно
принять и для компотов из нежных фруктов и ягод.
Любители невареных консервов смешивают дробленые ягоды и сахар в
соотношении 1 : 2 и хранят смесь в прохладном месте, чтобы не началось брожение. При
уменьшенном A:1) количестве сахара добавка 0,5—0,7 г сорбиновой кислоты на 1 кг
смеси препятствует брожению, а смесь получается менее приторной.
Слабокислые овощные маринады (огурцы, томаты) получаются на редкость
хорошими, если овощи и пряности залить кипящей маринадной заливкой с добавкой
сорбиновой кислоты A,2—1,4 г/л) и немедленно закупорить без последующей стерилизации.
Сорбиновую кислоту @,5—0,7 г на 1 л емкости тары) применяют для овощных
маринадов, снижая температуру их пастеризации на 10СС. Добавка такого же количества
кислоты к готовым соленым огурцам или квашеной капусте в несколько раз
увеличивает срок хранения при комнатной температуре.
Ни в коем случае нельзя использовать для домашнего консервирования
салициловую кислоту и ацетилсалициловую кислоту (аспирин)—они могут вредно влиять на
здоровье.
АНТИОКИСЛИТЕЛИ
Некоторые овощи и фрукты после чистки быстро темнеют. В стерилизованных
компотах, особенно в поверхностном слое, темнеют яблоки, груши, абрикосы, персики.
Виной тому окислительные ферменты, катализирующие окисление даже при
незначительном содержании кислорода.
В практике домашнего консервирования применяют только один антиокислитель —
аскорбиновую кислоту. Она интенсивно окисляется сама, теряя отчасти С-витаминную
активность, тем самым предохраняя от окисления овощи и фрукты. В компоты из
яблок, груш, абрикосов или персиков добавляют перед стерилизацией 400—500 мг
аскорбиновой кислоты на 1 л емкости, в соки из тех же фруктов — 200—300 мг.
ВИТАМИНИЗАЦИЯ
Прежде чем заниматься витаминизацией консервов, надо постараться сохранить как
можно больше витаминов в сырье — не держать его долго в воде, мыть,
бланшировать и охлаждать как можно быстрее, не применять железную и медную посуду.
Лучший способ витаминизации — добавка высокоактивного сырья. В компоты или
фруктовые соки добавляют отвар шиповника E0 г/л), это повышает активность
продукта по витаминам С и Р. Яблочно-каротиновый сок готовят из 70% кислого
яблочного и 30% морковного сока; хорошего качества компот получается из 70%
темных слив (венгерка) и 30% черной смородины.
Добавка в овощные маринады свежей пряной зелени C0—50 г на литровую банку),
замена уксуса красной или белой смородиной (либо соком из них) увеличивают С-ви-
таминную активность; рекомендуется также положить в маринад сладкий
стручковый перец A—2 штуки на литровую банку).
Как уже говорилось, аскорбиновая кислота препятствует окислению и
витаминизирует продукт. Рекомендуем добавлять ее не только в компоты и соки, но и в
натуральные томаты, залитые протертыми томатами, в заготовки овощных обеденных блюд
(щи, борщ и т. п.) — 200—300 мг/л перед стерилизацией.
Нет смысла добавлять аскорбиновую кислоту к овощным маринадам, так как их
заливку обычно выливают и растворенный в ней витамин С пропадает бесцельно. Не
витаминизируют и томатное пюре, которое используют в кулинарии, — лучше уж
витаминизировать готовое блюдо.
ВКУСОВЫЕ ВЕЩЕСТВА
Глутаминовая кислота и глутамат натрия активируют характерный вкус овощных,
грибных и мясных блюд. При консервировании маринадов из овощей и грибов, а также
заготовок овощных блюд можно добавлять 0,2—0,5°,, глутамата натрия (не более!).
Сахарин в 400 раз слаще сахарозы, но у него есть неприятный металлический
привкус. Этот привкус скрадывается, если использовать в консервах (соки, сиропы,
компоты) смесь сахара B00—300 г) и сахарина A г), которая по сладости соответствует
600—700 г сахара. Преимущество такой смеси в том, что жидкость не становится
излишне вязкой.
КРАСЯЩИЕ ВЕЩЕСТВА
Прежде всего надо принять меры к сохранению естественного цвета плодов и
овощей. При бланшировании (особенно цветной капусты, яблок и груш) полезно
добавить на литр воды 1—2 г лимонной кислоты. В компоты из садовой земляники, а
также белой черешни и другого светлого сырья, в маринады из цветной капусты
добавляют аскорбиновую кислоту (не менее 100—200 мг/л). Для сохранения
естественного цвета свеклы при варке на каждый литр воды добавляют чайную
ложку уксусной эссенции (или 1,5—2 столовые ложки 9%-ного уксуса).
Искусственные красящие вещества в домашнем консервировании обычно не
используют. Впрочем, их можно применять для подкрашивания соков, вина, желе,
варенья, джема и повидла (но не компотов и маринадов — в этом случае окрашивается
только заливка). Можно взять синий краситель — индигокармин, желтый — тартразин,
желто-золотистый — рибофлавин (витамин В.); сочетание индигокармина с тартрази-
ном или рибофлавином даст зеленый цвет.
Красители следует развести в 20—40%-ном винном спирте до концентрации 1 —
2%. Затем в небольшую склянку наливают 20—50 мл воды и пипеткой по каплям
добавляют раствор красителя, пока не получится требуемый оттенок. Если берется
только один краситель, то его раствор можно добавлять по каплям прямо в продукт,
непрерывно размешивая.
Итак, советов дано более чем достаточно. Пользуйтесь на здоровье!
Д. БЕЛОУСОВ
Удары молнии
Камилл ФЛАММАРИОН
Французский астроном, основатель
обсерватории в Жювизн, близ Парижа, Камилл
(Камиль) Фламмарион A842—1925)
получил всемирную известность, как автор
прекрасных научно-популярных книг. За этн
публикации ему была присуждена премия
Парижской академии наук. О том, какими
яркими фактами располагал Фламмарион,
дает представление отрывок из его книги
«Атмосфера», вышедшей на русском языке
в 1910 году. Печатается с сокращениями.
Никакая театральная пьеса, никакие
фокусы не могут соперничать с молнией по
неожиданности и странности ее эффектов. Она
кажется каким-то особым веществом, чем-то
средним между бессознательными силами
природы и сознательной душой человека;
это — какой-то дух, тонкий и причудливый,
хитрый и тупой в то же время,
ясновидящий или слепой, обладающий волей или
подневольный, переходящий из одной
крайности в другую, страшный и непонятный.
Для того чтобы составить достаточно
полную картину чудес, совершаемых молнией,
мы выберем некоторое количество самых
выдающихся фактов и классифицируем их по
аналогии, соединяя вместе те, которые
имеют больше друг с другом сходства.
Об одном только мы будем заботиться:
это — о точности. Мы воздержимся от
объяснений, пусть факты говорят сами за себя:
тем приятнее будет читателю обдумывать
каждый из них самостоятельно.
Одним из самых страшных деяний молнии
является убийство человека, причем
последний остается в том же положении, в каком
молния его застала, а между тем он не
только мертв, ио н сгорел дотла. Вот, например,
один из таких случаев.
В Вик-сюр-Эне, в 1838 году, во время
сильной грозы, трое солдат спрятались под
липою. Молния убила их всех троих одним
ударом, а между тем все они остались по-
прежнему стоять, точно будто ничего не
случилось. ' Одежда их оказалась нетронутой!
После грозы прохожие видят их, подходят
к ним, заговаривают с ними, но, не получив
ответа, дотрагиваются до них, причем все
три трупа рассыпаются, как куча золы.
Это факт не единственный; даже древние
заметили, что люди, убитые молнией,
рассыпаются в золу. А вот совершенно
противоположное действие электрической искры.
29 нюня 1869 года в Прадетте (Ариеж)
у тамошнего мэра явилась несчастная мысль
спрятаться во время грозы под очень
высокий тополь. Спустя несколько минут
молния ударяет в это дерево, но, по странному
капризу, не убивает мэра, а только раздевает
донага и разбрасывает вокруг все
изорванные принадлежности костюма, за
исключением одного башмака, который остался на
своем месте.
Одним из самых курьезных примеров в
этом роде является следующий, сообщаемый
Мора ном: платье и обувь одной женщины,
пораженной молнией в то время, когда она
была переодета по-мужски, было разорвано
на ленточки и разбросано в нескольких от
нее футах, так что пострадавшую пришлось
завернуть в простыню, чтобы отнести в
соседнее селение.
В некоторых случаях одежда, даже наибо-
■ее близкая к телу, бывает совершенно
изорвана и даже сожжена, тогда как кожа
остается невредимою. В других случаях,
наоборот, кожа сжигается, а одежда остается в
целости.
Одежда сгорает обыкновенно без
пламени, но иногда показывается и пламя. 10 мая
1865 года, в пять часов вечера, сторож на
железной дороге из Бапома в Альбер
(Сомма) был найден убитым молнией. Одежда
была с него сброшена и продолжала гореть.
Иногда белье сгорает, а верхнее платье
остается целым; иногда даже, что еще
страннее, сгорает одна лишь подкладка одежды,
а верх — не тронуг. Таких примеров можно
привести много.
95
Как одежда, так и обувь бывают иногда
точно нарочно распороты. Так, 18-го июня
1872 года около Крезо (Сона-и-Луара)
панталоны одного субъекта, пораженного
молнией, оказались сверху до низу
распоротыми, по четырем швам, а башмаки сняты.
Надо заметить, что у людей, убитых
молнией, иногда совсем никаких повреждений
не оказывается. Это знали даже древние,
как можно видеть по следующему месту у
Плутарха: «Молния убила их, не оставив
никаких следов удара, раны и ожога; души
их улетелн из тел от одного только страха,
как птички из клетки».
Во многих случаях люди, убитые или
только оглушенные молнией, оказывались
совершенно лишенными волос на голове, бороде
и по всему телу; иногда волосы исчезают
при самом ударе, а иногда выпадают
несколько дней спустя.
У одного очень волосатого человека,
застигнутого грозою около Э., молния сбрила
волосы полосами, вдоль всего тела, скатала
их в клубочки и глубоко засунула
последние в толщу икряных мышц (Сетье).
При таком разнообразии проявлений трудно
отыскать какие-нибудь правила для хода
молний. Между тем, несмотря на быстроту
ее проскакивания, можно бывает иногда
проследить этот ход по следам, оставленным
на металлах, которые она преимущественно
выбирает в качестве торной для себя
дороги. Так было, например, в случае поражения
молнией капитана Лакруа 7 мая 1869 года
в его палатке, в Шалонском лагере.
В семь часов пятьдесят три минуты
вечера, когда упала молния, дождь лил как из
ведра. О смерти капитана узнали только
на другой день утром. Труп лежал лицом
кверху; в согнутой правой руке его
находился крепко прижатый к груди металлический
подсвечник Около ног на песке находились
следы, по которым можно было заключить,
что капитан в минуту смерти стоял и
затем повалился навзничь, сделав
пол-оборота на пятках. Одет он был в штатский
костюм. Полотняная дверь палатки оказалась
застегнутой изнутри и снаружи.
По следам, оставленным молнией,
можно было видеть, что она прошла следующим
путем: металлический шарик на палатке,
мокрая ткань последней, на которой
виднелись полосы, кэпи и голова капитана, его
тело, часы, портмонэ и железная кровать.
Шарик с палатки был отброшен на
тридцать шагов, а между тем на лбу капитана
находилась рана, имеющая форму и размеры
этого шарика; кэпи сгорела совершенно;
галуны валялись истрепанными; часы
остановились на пятидесяти трех минутах
восьмого и в одном месте своей крышки, на
пространстве полутора миллиметров,
представляли следы плавления.
Телеграфные проволоки во время грозы
тоже заряжаются атмосферным
электричеством, так что маленькие птички,
усаживающиеся на них для отдыха, нередко
оказываются убитыми наповал. Иногда и сами
проволоки, и станционные аппараты
разлетаются вдребезги или портятся до
невозможности продолжать службу. Железные
решетки и столбы, будучи прекрасными
проводниками, тоже заряжаются во время гроз,
так что приближаться к ним не безопасно.
Сквозной ветер, вибрация всякого рода,
металлы — суть пути предпочитаемые
молнией, так что обычай звонить в колокола во
время гроз и по теории и на практике
оказался неподходящим. Он не только не
прогоняет грозу, как это принято думать, а,
напротив, привлекает ее. Звонари очень
часто бывают убиваемы молнией.
В одну только ночь с 14-го на 15-е
апреля 1818 года молния упала на двадцать
четыре колокольни по берегу Бретани, между
Ландерно и Сен-Поль-де-Леоном, но это
нисколько не испортило репутации колоколов
как хорошего средства о г молнии. Простой
народ приписывал такое множество
несчастий тому, что гроза была в пятницу на
страстной неделе, когда звонить в колокола
не полагается.
Уже в 1747 году Академия наук
признавала этот обычай опасным. 21 мая 1784 года
парламент подтвердил распоряжение
муниципальных властей Лангра, воспрещающее
звонить в колокола во время грозы, а
между тем и до сих пор звонят в них пренспра-
вно даже в самом Лангре.
11 июля 1819 года, в одиннадцать часов
утра, при звоне колоколов молния ударила
в церковь Шатонеф-ле-Мутье (Нижние
Альпы) . Девять человек убиты на месте и
восемьдесят два ранены. Все собаки,
находившиеся около церкви, оказались мертвыми.
96
Молния часто вырывает из рук людей
разные вещи и уносит их на далекие
расстояния. Так, у одного господина был вырван
из рук стакан и выброшен на двор, причем
ни стакан ие разбился, ни человек не
пострадал. У одного молодого человека, певшего
псалмы, псалтырь был вырван из рук и
разорван иа мелкие кусочки. Хлыст был вырван
из рук одного всадника и отброшен далеко
в сторону. Две дамы вязали что-то на
спицах, как вдруг явилась молния и унесла у
них последние. Мальчик с фермы нес на
плечах вилы; молния вырвала их из его рук и
отбросила иа пятьдесят метров, изогнув
концы вил наподобие спиралей, и притом с
математической правильностью.
28 июня 1885 года молния упала на купол
обсерватории в Жювизи, который тогда не
был еще снабжен громоотводом, с
неслыханной силой оторвала большой кусок дуба
с угла здания, расщепила его, разбросала
щепки, а одну из них засунула под петлю
оконной рамы, между отворяющейся и
неподвижной ее частью, в щелку не более
одного миллиметра. И все это — не разбив
стекла.
8 июня 1868 года один служащий в
горнозаводской компании, проходя по улице в
десять часов вечера, во время грозы,
увидел яркую молнию и почувствовал, что
падает. Упал он иа колени, причем
почувствовал давление в желудке и сильную дрожь
во всем теле (продолжавшуюся потом два
дня). Зайдя в пивную, чтобы подкрепиться
и успокоиться, он стал осматривать свое
тело, ища повреждения. Каково же было
его удивление, когда он увидел, что из
новых его ботинок выскочили все винты!
Но из всех действий молнии самым
необыкновенным является то, что убитый ею
человек или животное остаются в том
самом положении, в каком застала их смерть.
Можно представить много тому примеров.
Кардан сообщает, что когда восемь
жнецов, мирно завтракавших под дубом, были
убиты молнией, то прохожие, подошедшие
посмотреть, в чем дело, не заметили
сначала ничего особенного: окаменевшие жнецы
продолжали как будто бы по-прежиему
завтракать. В руках одного был стакаи, другой
доносил хлеб ко рту, третий брал что-то с
блюда. Смерть застигла их в том положении,
которое оии занимали до удара молнии.
Катастрофа произошла так быстро, что
лица даже не имели времени переменить
выражение. Мышцы остались в том же
положении, в котором находились в минуту
смерти. Глаза и рты были открыты, и если
бы цвет кожи у всех сохранился, то
иллюзия живой картины была бы полная. Но у
многих лица почернели, как бы будучи
закопчены молнией.
Но если есть много случаев, в которых
убитые молнией остаются в том же
положении, в котором они были до удара, то есть
и примеры совершенно противоположного.
Хирург Бриллуэ, застигнутый грозою
около Шантильи, был поднят молнией и
отброшен на двадцать пять шагов от того
места, в котором спрятался.
Иногда трупы пораженных молнией
остаются гибкими, как при жизни. 17 сентября
1780 года страшная гроза разразилась над
Пет-Бериом (Великобритания). Кучер и
лакей были убиты. «Хотя трупы оставались
непогребенными с воскресенья до среды, —
говорит очевидец, — но трупного окоченения
не последовало» (Сетье).
Иногда, наоборот, это окоченение
достигает необыкновенной степени. 30 июня 1854
года тридцатипятилетинй мастеровой был
убит в Париже молнией. На другой день
доктор Сетье видел его труп в морге: он
был тверд, как вылитый из бронзы. Еще
через день, сорок четыре часа спустя после
смерти, окоченение еще не исчезло.
Все эти факты странны и необъяснимы. Но
что же сказать про следующие, про так
называемую «кераунографию», про
изображения, отпечатываемые молнией на телах
убитых? Между тем мы имеем массу таких
случаев, надлежащим образом
засвидетельствованных.
29 мая 1868 года страшная гроза
разразилась над Шамбери, в то время как одна
рота 47 линейного полка упражнялась в
стрельбе. Пока большая часть солдат
продолжала стрелять, некоторые из них спрятались
под деревьями, окаймляющими дорогу.
Только что они успели сделать это, как молния,
упавшая на один каштан, убила шестерых
из них. Один умер только через четверть
часа, успев произнести несколько слов. Два
часа спустя после его смерти осмотр трупа
дозволил врачу местного госпиталя коиста-
4 «Химия и жизнь» 9
97
тировать присутствие на теле убитого
следующих фотоэлектрических изображений.
На правой руке — три пучка листьев,
отпечатавшихся до мельчайших подробностей
красно-фиолетовым цветом с тенями и
полутенями.
Первый пучок, находившийся на середине
части передней поверхности предплечья,
представлял ветку каштана с листьями; второй,
представлявший две или три веточки,
находился на середине плечевой части руки, а
третий — на самом плече.
Летом 1865 года один врач из
окрестностей Вены, доктор Дрендингер, возвращался
домой с железной дороги. Выходя из
экипажа, он хватился своего портмоне;
оказалось, что его украли.
Это портмоне было черепаховое, и на"
одной из его крышек находился
инкрустированный стальной вензель доктора: два
переплетенных между собой D.
Несколько времени спустя доктора
позвали к иностранцу, пораженному молнией и
найденному без чувств под деревом. Первое,
что доктор заметил на ляжке больного, был
его собственный вензель, как бы только
сфотографированный. Можно судить об его
удивлении! Больной был приведен в чувство
и перенесен в госпиталь. Там доктор заявил,
что в карманах больного где-нибудь должно
находиться его черепаховое портмоне, что
оказалось вполне справедливым. Субъект
был тот самый вор, который стащил
портмоне, а электричество заклеймило его,
расплавив металлический вензель.
Мы могли бы прибавить еще двадцать
четыре таких же случая, собранных
астрономом Пэи; мы могли бы припомнить рассказ
Распайля об одном ребенке, убитом грозою
в то время, когда он доставал гнездо с
тополя: на груди этого ребенка отпечатались
и гнездо, и птичка. Мы можем также
цитировать пример г-жи Мороза, из Лугано, на
йоге которой во время грозы отпечаталось
изображение цветка, так и оставшееся на
всю жизнь. Мы можем упомянуть о
матросе, убитом молнией в гавани Занте
(Ионические острова), причем на его груди
отпечаталась цифра 44, находившаяся на каком-то
месте судна. Но мы ограничимся передачей
следующего случая, произведшего большую
сенсацию в конце XVII столетия.
18 июля 1689 года молния упала в
колокольню церкви Спасителя в Ланьи и
отпечатала на напрестольной пелене все слова
освящения Жертвы, начиная с: «Qui pridie
quam pateretur» — и кончая: «Наес quoties-
cumque feceritis, in mei memoriam facietis»,
за исключением только слов: «Hoc est corpus
meum» и «Hie est sanguis meus». Этот текст
был отпечатан справа налево из книги,
которая упала на пелену, а пропущенные слова
не вышли, потому что были напечатаны
красной краской. Фотография может объяснить
нам теперь эту неполную репродукцию, но
понятно, как такое чудо могло поразить умы
в век Людовика XIV!
От печатания, производимого молнией,
прямой переход к гальванопластике, к
переносу металлов на расстояние в большем или
меньшем количестве.
25 июля 1868 года, во время грозы в
Нанте, один прохожий около Эрдрского мостч
был как бы объят молнией, но, ничего
особенного не почувствовав, продолжал свои
путь. В кармане его лежало портмоне с
двумя серебряными монетами и одной золотой,
в десять франков, находящимися в разных
отделениях. На другой день, открыв это
портмоне, он был очень удивлен, когда увп-,
дел, что золотая монета стала серебряной,
но, рассмотрев ее поближе, он убедился, что
штамп на ней прежний. В то же время одна
нз серебряных монет, лежавших в другом
отделении, видимо уменьшилась и как бы
стерлась, особенно в одном месте, под усами
изображения главы государства. Значит,
слой серебра, с нее снятый, был перенесен на
золото сквозь кожаную перегородку.
В других случаях молния, проскочив по
золоченым карнизам или рамкам картин,
уносит с них позолоту и откладывает ее на
таких предметах, на которых таковой не
полагается. 15 марта 1773 года она ударила в
квартиру лорда Тайльнеза в Неаполе, во
время приема гостей. Из пятисот
присутствующих никто не был задет, но молния счистила
всю позолоту со стен, картин и мебели.
20 апреля 1807 года молния упала в
ветряную мельницу в Грэт-Мартоне
(Ланкашир), причем превратила'толстую железную
цепь в сплошную палку: звенья цепи
размягчились, растянулись и слились друг с другом.
А вот, для контраста с этим грубым
поступком молнии, другой — удивительно
тонкий и деликатный, как его передает Бей ль.
98
На столе стояли два совершенно
одинаковых стакана рядом друг с другом. Молния
проскочила, вероятно, между ними, так как
на одном остался едва заметный след
плавления, а другой был до такой степени
размягчен, что совершенно изуродовался и едва
мог стоять на своем донышке. Ни один,
однако же, не был разбит.
Иногда молния самым фантастическим и
прихотливым образом распределяет тепло по
предметам, ею проходимым.
4 июля 1883 года, например, в Тарбе она
докрасна раскалила толстую железную
полосу громоотвода, на протяжении целого метра,
и продержала ее в раскаленном состоянии
несколько минут. А в июле 1783 года в Кам-
по Сампьеро Кастелло молния ударила в
сеновал н, не тронув сена, расплавила стекла
в рамах.
Рядом с этими мелкими проделками
молнии встречаются и чудовищные.
В Клермонском замке, в Бонэри, была
громадная легендарная стена в десять футов
толщиною, построенная еще римлянами и до
такой степени отвердевшая, что ее, как
говорится, лом не брал. «Однажды, — говорит
Ноллэ, — удар молнин пробил в ней дыру, в
два фута глубины и столько же ширины,
выбросив отбитые куски на пятьдесят футов
вперед».
В марте 1818 года в Плимуте после удара
молнии бесследно исчезла большая ель, ста
футов высотою и четырнадцати футов в
обхвате — краса и гордость всей страны.
Несколько обломков ее были найдены на
расстоянии двухсот пятидесяти футов. 25
августа того же года в Тюри один дуб в 25
метров высоты был разбит молнией. При
ближайшем рассмотрении оказалось, что
концентрические слои его древесины свободно
отделялись друг от друга и могли быть
выдвинуты, как части зрительной трубы.
Но что может быть ужаснее падения
молнии на корабль!.. Вот, например, судно,
буквально переломленное молнией пополам.
3 августа 1852 года корабль «Моисей» в
виду Мальты был застигнут страшной
грозою. В полночь молния упала на большую
мачту и, пройдя по ней до палубы, рассекла
корабль надвое. Он тотчас же потонул со
всеми пассажирами и экипажем, кроме
капитана, который успел схватиться за какую-
4*
то доску и проплавал на ней семнадцать
часов. По его словам, судно пошло ко дну в
три минуты.
18 августа 1769 года молния ударила в
Сен-Назарскую башню в Брешпи, в
подземных погребах которой хранился миллион
килограммов пороха, принадлежавшего
Венецианской республике. Башня взлетела на
воздух целиком, а упала обратно в виде
каменного дождя, разрушившего часть города
и убившего три тысячи человек.
Таково могущество молнии. И этим-то
могуществом она иногда весьма добродушно
шалит, как мы сейчас увидим.
29 августа 1791 года, по словам
знаменитого аббата Спалланцанн, недалеко от Павнн
молодая крестьянская девушка, находясь во
время грозы на лугу, вдруг увидела, что к
ней подкатывается огненный шар, величиной
в два кулака. Покрутившись около голых ног
девушки, шаровая молния проскочила к ней
под юбку и, не теряя круглой формы, вышла
из-за корсажа, а потом с шумом разорвалась
в воздухе. В ту минуту, как молния
находилась под юбками, эти последние
расширились, как открытый зонтик. Девушка упала:
два свидетеля приключения подбежали к ней
в испуге, но она оказалась невредимою!
Медицинский осмотр мог открыть на ее теле
только небольшую царапину, идущую от
правого колена до средины груди. Рубашка
на этом пути была изорвана в клочки, а на
корсете оказалась дыра.
При молнин с неба падает иногда и
весомая материя.
В августе 1855 года гроза разразилась над
Снттвнллем (деп. Нижней Сены); гремел
гром, молнии бороздили небо, дождь лил
ручьями. Вдруг на улицу Пьера Корнеля стали
падать шарики величиною в горошину, из
коих каждый, коснувшись земли, загорался
фиолетовым пламенем. Таких шариков
выпало больше двадцати штук. Когда один
прохожий попробовал наступить на такой
шарик, уже потухший, то он вспыхнул ярче.
Следа на почве они никакого не оставляли.
28-го июля того же года, выходя из Лю-
шона по Бпгоррской дороге, один прохожий
видел, как молния упала метрах в
двадцати от него. Оправившись от испуга, он пошел
посмотреть это место, причем увидел, что
как стена огораживавшая дорогу, так и
камни и деревья покрыты черным налетом. Бе-*
99
сомнения, этот налет принесен был молнией,
а свойства его в высшей степени странны:
при растираннн пальцами он размазывался,
а на свечке-—горел сильно коптящим
пламенем, издавая смолистый запах. Откуда
взялась эта смола? До сих пор никто не мог
ответить на такой вопрос.
В июле 1885 года, на другой день после
того, как молния упала на телеграфную
станцию в Савнньи-сюр-Орж, я сам собрал на
деревянных частях аппарата какой-то черный
порошок с запахом серы, занесенный,
конечно, молнией.
10 августа 1883 года в Невере молния
упала в каменную трубу, в которой потом
нашли черный камень величиною с кулак, очень
легкий и ноздреватый, похожий на губку.
25-го августа 1880 года в Париже, во
время очень сильной грозы, г. Трекюль, член
Института, среди бела дня видел, как из темной
тучи выскочило очень блестящее
продолговатое тело почти белого цвета, около 35—40
сантиметров в длину и 25 сантиметров в
ширину, с концами, вытянутыми в виде
коротких конусов.
Это тело было видимо лишь несколько
секунд, а затем оно опять спряталось в тучу,
оставив за собою небольшое количество
какого-то вещества, которое упало на землю
вертикально, как бы подчиняясь законам
тяготения. При падении оно отделяло от себя
искры или скорее красноватые шарнкн, без
блеска, а сзади за ним тянулся блестящий
хвост, который, подобно дыму, у самого
падающего вещества стоял прямым,
вертикальным столбом, а чем выше, тем более
становился волнистым. Падая, вещество
рассыпалось, понемногу гасло и скрылось за домами.
Во все время его падения не было слышно
никакого шума, хотя туча еще не успела
отдалиться.
СТАТИСТИКА МОЛНИИ
На 2322 убитых молнией мужчин приходится
только 947 женщин, то есть чуть не втрое
меньше. Данные, собранные в других
странах, приводят почти к такому же
заключению. Галантность молнии по отношению
к женщинам пробовали объяснять разницей
в натуре полов, различным электрическим
состояниям организма, температурой тела,
электропроводимостью одежды и проч. Но
она, вероятнее всего, зависит просто от того,
что мужчины чаще бывают на полевых
работах.
Надо заметить, между прочим, что детей
молния редко убивает, если бы даже и
упала на ннх.
Надо заметить также, что молния как бы
оказывает предпочтение некоторым зданиям
н даже людям, так как поражает их по
нескольку раз. По отношению к зданиям это,
конечно, легко объясняется: одинаковые
условия вызывают одинаковые последствия.
Щадя женщин по сравнению с мужчинами,
молния щадит, между прочим, и человека
вообще по сравнению с животными. Лошади,
коровы, овцы чаще страдают от гроз, чем
погонщики, извозчики и пастухи.
Между различными породами деревьев
молния также делает выбор. Древние
думали, что она щадит лавр; в наших климатах
такой же репутацией пользуется бук, но это,
как мы ниже увидим, неверно.
Между различными заметками
относительно поведения молнии у меня набралось сто
шестьдесят шесть случаев, в которых записан
род дерева, подвергшегося удару молнии.
Эти случаи распределяются следующим
образом: дуб — 54, тополь — 24, вяз — 14,
орешник — 11, бук — 6, ясень— 5, груша —
4, вишня — 4, яблоня — 2, рябина—1,
шелковица— 1.
Высота деревьев не играет, по-вндимому,
главной роли в большей или меньшей пора-
жаемостн их молнией... скорее можно
прийти к убеждению, что молния
действительно предпочитает известные породы нх.
Почему, в самом деле, клены, березы,
маслины, акации, столь часто у нас встречающиеся,
так редко поражаются молнией? Но высота
все-таки имеет некоторые значение: среди
группы деревьев молния предпочитает самое
высокое, но далеко не всегда. Изолированное
положение дерева, особенно на высоте,
строение листьев и корней, состав почвы —
все это должно иметь значение. Молния
предпочитает, вероятно, лучшие проводники
и деревья, более пропитанные влагою.
Публикацию подготовил
С. КУРАПОВ
100
Понятно многое,
что казалось
необъяснимым
Фламмариону
Мало кто умел так
воспринимать природу —
удивляясь и удивляя, видя сам
(кстати, непростая задача)
и помогая видеть другим, —
как французский астроном
Камилл Фламмарион.
Неистовый популяризатор
Фламмарион и природу
воспринимал в ее .неистовстве,
а Фламмарион-ученый
стремился найти в этом
неистовстве порядок, и чем глубже
он и его читатели
знакомились с природой, тем шире
раскрывались их глаза,
потому что число чудес
возрастало.
Для постижения чуда
необходима квалификация.
Современному
исследователю понятно многое из того,
что тогда казалось
необъяснимым. В те дни, когда
Фламмарион писал книгу
«Атмосфера», молния
представлялась мгновенной
вспышкой. Теперь мы
знаем, что во время этой
вспышки происходит
множество событий. Рассказы о
них с трудом умещаются
даже в толстой книге.
Над поверхностью
планеты одновременно громыхает
около 2000 гроз, каждую
секунду сто молний
вонзаются в землю и сверкает
несколько сот внутриоблачных
молний. Если в средних
широтах число дней с грозой
всего 10—30, то в
Индонезии отсутствие грозы —
событие.
Потенциальная энергия,
запасенная грозовым
облаком, превышает 1013—
1014 кГм, что не уступает
энергии ядерной бомбы.
Скорости вертикальных
воздушных потоков в таких
облаках от нескольких до
десятков метров в секунду.
Я помню, как в облаке
пилот самолета Ту-104 отдавал
полностью от себя штурвал,
стремясь снизить самолет, а
указатель подъема
показывал, что скорость подъема
превышала предельную. В
этих поистине грозных
условиях и рождаются молнии.
Электрические заряды в
облаке возникают при
нарушении контакта частиц с
разными
электрохимическими потенциалами или при
разрушении частиц. И в
том и в другом случае
ранее нейтральные частицы
оказываются электрически
заряженными. Если частицы
с разными знаками зарядов
падают с разными
скоростями, во всем облаке
появляются электрические поля.
В зоне облака, где
электрическое поле велико,
образуются электронные
лавины, переходящие в нити
электрических разрядов —
стримеры. Сливаясь, они
порождают яркий канал —
ступенчатый лидер молнии.
Промчавшись несколько
десятков метров со
скоростью около 5-Ю7 м/сек,
лидер на мгновение
останавливается, как бы
набирая силы перед следующим
броском, свечение его
слабеет. Затем он снова
мчится несколько десятков
метров, при этом ярко
светятся все пройденные ступени.
Потом снова остановка и
снова рывок... У
поверхности земли под влиянием
мощного электрического
поля лидера из
выступающих предметов
выбрасывается ответный стример,
соединяющийся с лидером. По
ионизованному лидером
каналу следует главный
разряд.
Главный разряд куда
ярче лидера, температура его
нередко выше 25 000°С.
Длина канала молнии
несколько километров, а
диаметр крошечный —
несколько сантиметров.
Обычно молния состоит из
немногих повторных разрядов,
но их могут быть и десятки.
Такая многократная молния
сверкает секундами.
Смещение многократной
молнии ветром создает
ощущение блестящей полосы.
Внутриоблачные молнии
бывают длиннее тех, что
бьют в землю. Как-то,
пролетая вдоль гряды грозовых
облаков, мы увидели
молнию, вышедшую с одной
стороны громадного облака
и скрывшуюся в другой.
Длина этой молнии, как
показали наши измерения,
превышала 50 км. Для
сравнения напомним, что в
лаборатории не удалось
получить искры длиннее 25
метров.
Многое из того, что
описывал Фламмарион, можно
объяснить на основе
добытых знаний.
Кратковременность молнии делает
понятным, почему убитый ею
человек «остается в том же
положении, в каком молния
его застала». Смерть от
разряда молнии следует
уже через десятитысячную
или тысячную долю
секунды.
Жертвы, через тело
которых прошел сильный ток,
обугливаются,
«превращаются в золу», а другие,
убитые слаботочной молнией,
кажутся невредимыми.
Нелогичное поведение
молнии нередко
объясняется тем, что основной
разряд идет по пути
наименьшего сопротивления.
Протекая по влажной нижней
одежде, имеющей
небольшое (по сравнению с
телом человека)
сопротивление, ток молнии может
сжечь белье, подкладку и не
причинить вреда владельцу.
Если разряд нагреет и
испарит влагу одежды, то
образовавшееся облако пара
может сорвать платье.
Кстати, самые большие
повреждения деревьев молнией
возникают именно при
мгновенном образовании
пара из древесных соков —
нечто вроде взрыва.
Несколько лет тому
назад группа японских
школьников была застигнута
грозой в горах. Как требуют
альпинистские правила, вся
цепочка детей была связана
веревкой. Молния, попавшая
в школьников, убила
каждого третьего, не повредив
остальных. Этот случай
поразил научную обществен-
101
ность. Японцы провели
детальное лабораторное
изучение распространения
сверхдлинных искр —
аналогов молний. На макетах
людей было показано, что
молния перескакивает от
металлической шпильки в
голове макета к шпильке,
укрепленной на руке, а от
нее, минуя корпус, бьет в
ногу. Это объяснило
некоторые случаи, описанные
Фламмарионом, но, увы, не
раскрыло причину гибели
каждого третьего
школьника-
Лавины электронов,
фотонов и рентгеновских
лучей, возникающих при
ударе молнии, могут
отпечатать изображения на теле
человека, дать
своеобразный загар. Подобные
эффекты воспроизведены в
лаборатории. Испарение
материалов при ударе молнии
и их последующее
осаждение на удаленных
предметах может перенести
позолоту.
Увы, не все рассказы
очевидцев, приведенные
Фламмарионом, достоверны.
Например, недавние
исследования показали, что молния
в первую очередь бьет й
одиночные деревья,
независимо от породы. Поэтому в
разных странах чаще
поражаются разные породы
деревьев, и английское
присловье «беги дуба — ищи
бук» может оказаться
неверным в тех краях, где
дубы образуют лес, а
одинокие буки растут на полянах.
Многое непонятное нашло
свое объяснение. Но...
способность видеть чудеса
растет с ростом квалификации
людей. Сейчас кажется
чудесным, что весь хаос
грозы после разряда молнии
точно по
экспоненциальному закону меняет
электрическое поле облака. И
тоскующий по порядку иссле-
Молннн, бьющие в землю,
различны по форме.
Сннмни сдепены неснольно лет
назад в городе Шуше
Азербайджанской ССР
дователь гроз начинает
понимать, что беспорядок,
вероятно, таит в себе простые
закономерности. Их
открытие проложит дорогу к
новым чудесам.
Каждый, кто когда-либо
крутил электрофорную
машину или хотя бы устроил
короткое замыкание,
хорошо знает, что короткую
искру получить легче, чем
длинную. Казалось бы, и в
грозовом облаке должно
быть множество очень
коротких молний и немного
длинных. На самом же деле
молний короче километра
не бывает. Почему?
Для того чтобы в
лаборатории начался
электрический разряд,
необходима напряженность поля
3 000 000 в/м. В грозовом
облаке напряженности
больше 200 000 в/м еще никто не
измерил. Может, в облаке
разряду развиваться легче,
чем в чистом воздухе
лаборатории? Для того чтобы
электрический разряд
развивался, нужно подводить
энергию в канал разряда.
С клемм генератора,
стоящего в лаборатории, эта
энергия поступает. А в
облаке? Клемм в облаке нет.
есть 1020—1022 капель,
снежинок и градин, хорошо
изолированных друг от
друга (расстояния между
каплями превышают сотни их
радиусов).
И вот вся эта масса
изолированных, практически не
взаимодействующих капель,
разбросанных на десятках
километров, за тысячные
доли секунды отдает свои
заряды в канал молнии.
Чудо? Но это чудо
тысячелетиями повторяется на
Земле. Тривиальность? Но
тогда нужно менять взгляды на
условия возникновения и
развития высоковольтного
разряда.
Чудом кажутся и шаровые
молнии. Их возникновение,
время существования и
энергия лежат за пределами
разумности с точки зрения
современной науки. Да и
обычные линейные молнии,
рождение которых
однозначно связывали с кучево-
дождевыми облаками,
оказывается, могут греметь и в
слоисто-дождевых облаках,
где нет ни сильных
вертикальных движений воздуха,
ни крупных частиц, ни
больших запасов влаги. То есть
нет, казалось бы,
необходимых условий для рождения
грозы.
Перефразируя Фламма-
риона, можно сказать:
никакая детективная история,
никакой фантастический
рассказ не могут соперничать
с молнией по
таинственности ее проявлений. И
вероятно, следует добавить, что
никакие алмазные копи и
золотые рудники не смогут
дать человечеству больше
богатства, чем раскрытие
всех тайн грозы.
Доктор физико-
математических наук
И. М. ИМЯНИТОВ
В октябре выходит в свет пятый номер
«ЖУРНАЛА ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО
ОБЩЕСТВА им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА»,
посвященный проблемам переработки пластмасс.
В номере будут опубликованы статьи ведущих химиков,J
* физиков и технологов о важнейших химических
физических, технических и экономических проблемах этой важной j
* области химической технологии, о результатах теорети-
► ческих исследований и прикладных разработок.
Журнал в розничную продажу не поступает.
Организациям журнал высылается наложенным платежом по заявке,}
подписанной руководителем и бухгалтером. Индивидуаль-3
► ные читатели, желающие получить журнал, должны
перевести стоимость номера A р. 50 к.) по почте или сдать?
[деньги непосредственно в редакцию по адресу: Москва j
•Центр, Кривоколенный пер., 12. Расчетный счет № 608211*
в Бауманском отд. Госбанка.
Заказы принимаются до 15 сентября 1976 г..
! В ближайшее время издательство «Наука и
(Минск) выпускает книгу
, Ю. А. ОЛЬДЕКОПА и Н. А. МАИЕРА
► «СИНТЕЗ МЕТАЛЛООРГАНИЧЕСКИХ СОЕДИНЕНИИ
ДЕКАРБОКСИЛИРОВАНИЕМ АЦИЛАТОВ
МЕТАЛЛОВ».
, Ориентировочная цена книги 1 р. 40 к. Заказы можно]
» направлять по адресу: 220668 Минск, пл. Свободы, 19,
магазин «Книга—почтой».
юз
Книги
Юлий Медведев. В первом
приближении. Москва,
«Советская Россия», 1975, 270 с,
тираж 30 000 экз.
Книжка эта с ее
приводящим в легкое недоумение
названием содержит
множество сведений, которые
останавливают на себе
внимание читателя.
Например, о
ядохимикатах, которые мы уже
привыкли обвинять во всех
смертных грехах:
оказывается, никто не доказал, что
воздействие малых доз ДДТ
вызывает у человека и
животных какие-либо
заболевания. Еще о том же ДДТ:
были исследованы 34 образца
почвы, хранившиеся с
1910 года в герметических
упаковках. В 32 из них
анализ обнаружил следы
пресловутых пестицидов.
Деликатное обстоятельство
заключается, однако, в том,
что еще 30 лет после того,
как были взяты и
изолированы эти пробы, хлор
органические пестициды нигде в
мире не применялись и не
производились — они
появились лишь в 1940 году.
Странно...
Об автомобильном
двигателе, питавшемся
водородом D0-е годы); о
термоградиентной энергетике. Об
азоте как о необходимой
основе плодородия:
атмосферный азот может
усваиваться не только бобовыми,
но и другими растениями
(это из работ профессора
Федора Васильевича Турчи-
' на)...
Об авгиевых конюшнях:
миллиарды тонн нечистот,
которыми человечество
отравляет свое существование
в этом мире, могут быть
использованы в весьма
своеобразной системе
увеличения производства белка — с
помощью мух (Юл.
Медведев уже писал об этом в
«Химии и жизни» — № 6 за
1975 г.).
Одним словом, эта
книжка— о довольно непростых
проблемах, порожденных
научно-технической
революцией. О довольно
глубоком и сложном
противоречии Биология — Технология,
вызывающем в нынешнем
мире не только и не всегда
оптимизм.
Эпиграфом к книжке
поставлено четверостишие
Марины Цветаевой:
Ах — с эмпиреев, и ох -
вдоль пахот.
И согласись, поэт.
Что ничего, кроме этих
ахов.
Охоп. у Музы нет
Если подразумевается,
что печатное слово —
несерьезное средство
воздействия, то с поэтессой и
автором книжки с<В первом
приближении» можно и не
согласиться: новое знание
и нетривиальные мысли —
это уже кое-что да значит.
J1. А. Купьский, В. В. Дапь.
Проблемы чистой воды.
Киев, «Наукова думка», 1974,
230 с, тираж 32 000 экз.
«Вода стоит особняком в
истории нашей планеты. Нет
природного тела, которое
могло бы сравниться с ней
по влиянию на ход
основных, самых грандиозных
геологических процессов...»
Эти слова Владимира
Ивановича Вернадского взяли в
качестве эпиграфа к своей
книге о воде известный
ученый-химик, академик АН
УССР Л. А. Кульский и его
ученица В. В. Даль. В
небольшой по объему книге
они попытались охватить
чрезвычайно широкий круг
физико-химических,
экологических, технических и
даже этических проблем
стоящих перед
современным человечеством в связ*
с загрязнением природны>
вод.
В этой книге немало
интересной информации.
Например, все знают, что
соленой воды на Земле
намного больше, чем пресной
но конкретизировать это
«намного» могут немногие.
А это точно подсчитано:
морской и океанской воды
на нашей планете в 3375 раз
больше, чем озерной и
речной. Дефицит пресной воды
во многих районах мира
(отнюдь не только в
пустынях) — печальная
реальность, и проблемы чистой
воды — это проблемы
бытия, проблемы жизни и
смерти. Ведь не только
грибы на восемьдесят с
лишним процентов состоят из
воды...
Л. А. КУЛЬСКИЙ
В. В. ДАЛЬ
1ГШШ1 IT
ПСТИВОДЫ |f(f
104
К проблемам чистой воды,
и в частности к проблеме
экономного ее
использования промышленностью, есть
разные подходы. Бессточное
производство, замкнутый
вод оо борот, водоочистка
непосредственно после
каждого производственного
цикла, до смешения
стоков — это, безусловно,
самый рациональный путь, и,
видимо, ему принадлежит
будущее. Но нынешние
технологические схемы
построены, как правило,
иначе: сначала все стоки
перемешиваются в общем
коллекторе, а потом вещества-
загрязнители извлекаются
из получившейся смеси.
При этом не учитываются
возможные и, увы,
неконтролируемые
взаимодействия между компонентами
стоков, в результате
которых в воде появляются
новые вредные примеси.
В конце 60-х годов Л. А.
Кульский выдвинул теорию
комплексной очистки воды.
Все примеси, согласно этой
теории, делятся на четыре
больших группы, но не по
химическому составу и
даже не по степени
токсичности. В основу классификации
автор положил их фазово-
дисперсный состав, то есть
размер частиц примесей и
их растворимость в воде, в
зависимости от которых в
каждом конкретном случае
выбирается наиболее
целесообразная технология
очистки. Например, взвеси
с размерами частиц более
10 ч см удаляются
физическими методами —
отстаиванием, фильтрацией. Вторую
группу — коллоидные
частицы размером 10~5—10_6 см
— переводят в осадок
путем обработки воды
окислителями (хлор, озон) и
коагулянтами. Частицы
размером Ю-6—10~7 см,
растворенные в воде, эффективно
удаляются аэрированием,
окислением, адсорбцией. И
так далее.
Групповая классификация
позволяет правильно
выбрать технологию удаления
из воды любых примесей,
и, видимо, справедливо, что
ей посвящена значительная
часть книги. К сожалению,
именно этот важный раздел
написан менее интересно,
чем остальные. Слишком
много для
научно-популярной книги технических
подробностей, таблицы порой
растягиваются на несколько
страниц подряд.
Значительная часть приводимых здесь
данных, безусловно, важна
для специалистов,
занимающихся проблемами водо-
подготовки и очистки
стоков, но не для широкого
круга читателей, которому,
как написано в аннотации,
адресована книга.
А. И. Ивопгии.
Созидательные взрывы (исторический
очери). Издание 2-е,
переработанное и допопиениое.
Москва, «Недра», 1975,
304 с, тираж 11 000 экз.
Летом 1962 г. на шахте
«Магнетитовая» (Курская
магнитная аномалия) одним
взрывом было отбито
1 100 000 тонн железной
руды. Ее хватило на год (I)
работы самому крупному
участку шахты.
Катастрофический взрыв
парохода «Мон-Блан»
произошел в 1917 г. в гавани
канадского города
Галифакс. При швартовке «Мон-
Блан» случайно столкнулся
с другим судном. На
палубе возник пожар, который
команда пыталась тушить.
Но после первых же неудач
люди стали в панике
покидать судно. И тогда
раздался чудовищной силы взрыв:
трюмы «Мон-Блана» были
заполнены грузом
взрывчатки (тротил, пироксилин,
пикриновая кислота, да еще
впридачу 35 тонн бензола).
Взрыв выбросил на берег
большинство стоявших в
гавани судов, взрывная волна
прокатилась на 60 миль от
Галифакса. 1800 человек
погибло, более 8000 было
ранено. По числу жертв и
разрушений этот взрыв
оставался самым страшным в
истории почти 30 лет — до
того дня, как. были
сброшены атомные бомбы на
Хиросиму и Нагасаки... В
книге А. И. Иволгина можно
найти множество
малоизвестных фактов из истории
открытия и применения
взрывчатых веществ. Тем не
менее прочтут ее немногие.
И не только потому, что
тираж ее мал. Книга
построена по принципу
монографии, нет в ней движения
мысли, сюжетного стержня,
который вел бы читателя от
одного интересного факта
к другому от начала до
конца. Вероятно, автор и
редактор книги, располагая
таким обилием информации,
могли общими усилиями |
сделать эту книгу намного
интереснее. Не сделали.
Жаль.
Обзор подготовили
М. ЧЕРНЕНКО
и В. СТАНИЦЫН
105
Как
в аптеке
ObbLMHOb
ДОЗИРОВАНИЕ
ФОТОРЕАКТИВОВ
Точное дозирование
химикатов — одно из главных
требований, предъявляемых
фотолюбителю различными
справочниками и пособиями
по фотоделу.
Мы говорим: точно как в
аптеке. И понятие точности
обычно ассоциируется с
взвешиванием на аптекарских
весах. Из всех доступных
фотолюбителю весов
именно они позволяют добиться
наибольшей точности
взвешивания—до 0,02 г. Такой
результат вполне приемлем
для навесок .свыше 1 г, а
при отвешивании малых доз,
например 0,1 г фенидона,
относительная погрешность
взвешивания достигает 20%,
что допустимо далеко не
всегда. Зато при
взвешивании 200 г тиосульфата
точность достигает 0,1%, но
для набора
двухсотграммовой массы при
«грузоподъемности» весов 20 г
придется брать десяток навесок.
Что же получается? Фе-
нидон не мешало бы
отвесить и с большей точностью,
да нельзя, а для
тиосульфата получаемая точность
вроде бы и ни к чему —
лучше бы его отвесить
погрубее, но за один прием.
А это невозможно. И вот
что еще: если нет
возможности как следует
дозировать один компонент
раствора, какой смысл биться над
десятыми долями процента
при взвешивании других?
Насыпная плотность распространенных фотореактивов
Название вещества
Химическая
формула
Насыпная
плотность,
г/мл
Амидол
C6H3OH(NH2J-2HCl 0,67
Аммоний двухромово- /MU v п ~
кислый (NH4JCr207
кислый
Аммоний надсернокис-
лый
(NH4JS2Oe
Аммоний сернокислый (NH4JS04
Аммоний хлористый NH4C1
Гидрохинон
СвН4(ОНJ
Глицин
Железо (II)
сернокислое
FeS04-7H20
Железо (III)
сернокислое
Fe2(S04K-9H20
Калий бромистый
КВг
Калий
двухромовокислый
К2Сг207
Калий железисто-
синеродистый
K4[Fe(CN)e].3H20
Калий железо-
синеродистый
K3[Fe(CNN]
Калий
марганцовокислый
КМп04
Калий
п и росернисток исл ый
k2s2o5
Калий углекислый К2СОэ
Калий фосфорно- кн рг)
кислый однозамещенный 2 4
Калий
надсер но кислый
k2s2o8
Калий щавелевокислый KjCtC4 • Н20
Квасцы
алюмокалиевые
KA1(S04J-12H20
Квасцы
железоа ммони иные
1,16
1,08
1.03
0,48
0,74
CeH4OHNHCH2COOH 0,24
1,15
0,96
1,20
1,40
0,96
0,90
1,36
0,90
1,10
1,24
1,07
1,03
1,0
NH4[Fe(S04JH2H 20 0,69
107
В фотографии высокая
точность нужна далеко не
всегда. При дозировании
компонентов проявителей
допустимая погрешность
составляет 10—15%.
фиксирующих растворов— 15—
20%. Такие не очень
жесткие требования позволяют
совсем отказаться от весов,
отмеривать сухне реактивы
мензуркой нли мерным
цилиндром, как жидкости.
Правда, точность объемного
дозирования существенно
ниже, чем весового: помимо
погрешности самого
мерного сосуда (равной
половине минимального деления
шкалы) на результат
накладывает отпечаток еще
погрешность,
обусловленная непостоянством
структуры сыпучего вещества, а
значит, и его насыпной
плотности. Вторая
погрешность обычно не превышает
6—7% объема дозируемого
вещества. Общая же
погрешность равна сумме
двух погрешностей.
Например, если в мензурке с
ценой деления 10 мл
отмерено 50 мл вещества,
общая погрешность составит
50-0,07+ 10-0,5 = 8,5 мл, или
17,5%.
В фотографической
рецептуре объемы сухих
веществ, приходящиеся на
предписанные навески,
никогда не указываются. Для
пересчета массы сыпучего
вещества m (г) в объем
m
V (мл) по формуле V=—
"нис.
необходимо знать насыпную
ПЛОТНОСТЬ ХИМИКата рнас.
(г/мл). (Не следует путать
насыпную или кажущуюся
плотность реактивов с их
истинной плотностью.
Последняя величина в
справочниках есть, но она
непригодна для пересчета.)
Объемное дозирование
компонентов применимо для
большинства
фотографических растворов при наличии
достаточно полного набора
мерной посуды (мензурки
на 25, 50, 100, 250 н
500 мл). Мензурки
меньшего объема для дозирования
сухих веществ применять
Название вещества
Химическая
формула
Насыпная
плотность,
г/мл
Квасцы хромокалие-
вые
KCr(S04J-12H20
1,0
Кислота борная
Кислота винная
Кислота щавелевая
Кобальт хлористый
Магний сернокислый
Медь сернокислая
Метилфенидон
Метол
НзВ03
с4н6ов
Н2С204-2Н20
СоС12-6Н20
MgS04-7H20
CuS04.5H20
CeH5C4H8ON2
(CH3NHCeH4OHJH2S04
0,85
0,96
0,84
1,02
0.92
1,18
0,45
0,45
Натрий бромистый
NaBr
1,67
Натрий гексамета-
фосфорнокислый
Na6(P03)e
1,26
Натрнй
гидросернистокислыи
Na2S204
1,30
Натрий
лимоннокислый
Na3CeH507-5,5H20
0,91
Натрий
пиросернистокислый
Na2S205
0,78
Натрий сернисто-
кислый безводный
Na2S03
1,30
Натрий сернокислый м qn
Ямнппный iNa2;*j4
безводный
1,60
Натрий сернокислый NaeSO 10H 0
кристаллический
0,80
Натрий
тетраборнокислый
Na^B4O7-10H2O
0,78
Натрий
тиосернокислый
Na2S203-5H20
1,0
Натрий углекислый N CQ
безводный 2 3
1.0
Натрий углекислый №ХОз.|0НО
кристаллический
0,80
108
неудобно. Для отмеривания
малых порций лучше брать
конические сосуды: их
шкала сильнее растянута внизу.
Совсем не обязательно
доставать полные наборы
мерной химической посуды.
Можно самому проградуи-
ровать сосуды.
Если в дозируемом
веществе есть крупные куски, их
надо измельчить. Не
рекомендуется перед
дозированием растирать реактив —
это сильно снижает
насыпную плотность и вызывает
дополнительную
погрешность. Насыпанное в сосуд
вещество следует несколько
раз встряхнуть, чтобы
устранить пустоты н выровнять
поверхность, затем
уплотнить, несколько раз легко
ударив донышком сосуда о
стол. Уплотнять вещество
сильнее не стоит — это
существенно понижает
точность дозирования.
И при весовом, и при
объемном дозировании в
одном и том же мерном со-
- суде точность прямо
пропорциональна
отмериваемому количеству вещества.
При отмеривании малых
доз точность может
оказаться недостаточной, это
вынуждает фотолюбителя
прибегать к
комбинированным методам дозирования:
малые порции отвешивают
на аптечных весах, а
большие отмеривают мерной
посудой. Впрочем, несколько
усложнив объемный метод,
можно применять его и для
дозирования малых
объемов. Если, например,
нужно взять 0,1 г фенидона,
отмеривают мензуркой 5 г
реактива и растворяют это
количество химиката в 1 л
воды, получая 0,5%-ный
раствор. 0,1 г сухого феии-
дона соответствует 20 мл
раствора, отмерить которые
с достаточной точностью не
составляет труда.
Ит-ак, объемное
дозирование фотореактивов
прекрасно заменяет весовое.
И все же сохраните в своей
фотолаборатории весы. В
некоторых случаях объем-
Название вещества
Химическая
формула
Насыпная
плотность,
г/мл
Натрий углекислый
кислый
NaHCOg
0,86
Натрий
уксуснокислый
Натрий
фосфорнокислый двузамещенный
Натрий
фосфорнокислый трехзамещенный
Натрий фтористый
Натрий хлористый
Парааминофенол
сернокислый
Параформ
Соль Мора
Тиомочевина
Трилои Б
Фенидон
CH3COONa.3H20
Na2HP0412H20
Na3P04.12H20
NaF
NaCl
(CeH4OHNH2JH2S04
(HCHO)n
(NH4J[Fe(S04J] 6H20
(NH2JCS
C10H14OeN2Na22H2O
CeH6C3H6ON2
0,84
0,83
0,80
1,30
1,20
0,60
0,86
1,0
0,80
0,65
0,56
ное дозирование применять
не рекомендуется. Вот эти
случаи.
1. Составление растворов
(и в особенности первого
проявителя) для цветных
обращаемых материалов.
2. Дозировка сильно
гигроскопичных веществ.
3. Составление растворов
из несовместимых
химикатов: тиосульфата и серной
кислоты, хлорного железа и
щелочи. Несовместимые
вещества в фотографических
растворах объединяются с
помощью «посредников».
Таким «посредником» в кислом
закрепителе с серной
кислотой выступает сульфит
натрия — без сульфита
такой закрепитель не
просуществует и пяти минут.
Другой пример. Ионы
тяжелых металлов и
алюминия, вводимые в ослабители,
усилители, виражи, склонны
к образованию осадков со
многими веществами. Чтобы
предотвратить это, в
растворы вводят комплексооб-
разователи.
Химикаты, вводимые для
защиты раствора от
разложения, равно как и
защищаемые ими вещества,
следует дозировать по
возможности точнее, так как даже
небольшое нарушение
пропорций между
компонентами может привести раствор
в негодность.
Во всех остальных
случаях, повторяем, мензурка
или мерный цилиндр
несравненно лучше весов. С ними
работать удобнее и быстрее
Инженер Н. П. НЕСТЕРЕЦ
109
рл
ЧТО ТАКОЕ
БЕРГАМОТОВОЕ МАСЛО!
В статьях о парфюмерии,
которые я с удовольствием
время от времени читаю,
упоминается бергамотовое
маспо. Есть груша сорта
бергамот. Маспо имеет к
ней отношение! Его
получают из цветов ипи из
плодов!
Т. Иванова,
Новосибирск
Бергамотовое масло к
груше никакого отношения не
имеет. А получают его и из
плодов (точнее из кожуры),
и из цветов, а также из
листьев и молодых побегов.
Но не груши, а
бергамотового дерева из семейства
рутовых, рода цитрусов. Это
небольшое, высотой 3—
5 метров, вечнозеленое
дерево с
овально-продолговатыми листьями, сверху
темно-зелеными, а снизу
светло-зелеными. Бергамотовое
дерево состоит в близком
родстве с апельсиновым, и
плоды его, не очень
крупные, покрыты золотисто-
желтой кожурой. Но в
отличие от апельсина они мало
съедобны, мякоть их
кисловатая, а то и просто кислая;
к тому же она слегка
горчит.
Выращивают плоды не
ради мякоти, а ради кожуры,
из которой и получают
масло высших сортов, с очень
приятным характерным
запахом (описать его словами
не беремся). Основные
компоненты масла — линалил-
ацетат (до 90%), линалоол,
лимонен. Однако эти
вещества есть и во многих
других эфирных маслах;
особенность же бергамотовому
маслу придает вещество,
известное под названием бер-
гаптена.
Бергамотовое дерево
было вывезено в XVII веке из
Индии. Сейчас его
выращивают преимущественно
в странах
Средиземноморья — Франции, Италии,
Греции. Культивируют его и
на черноморском
побережье Грузии, правда, в
небольшом количестве.
Но почему все-таки один
из сортов летних груш
называют бергамотом? Не из-
за аромата. Просто эти
груши очень похожи на плоды
бергамота: они не
вытянутые, грушевидные, а скорее
круглые. Специалисты так и
говорят — бергамотообраз-
ные плоды.
О СОРТАХ
ПИЩЕВОЙ СОЛИ
В продаже бывают разные
сорта пищевой сопи. Чем
они отличаются друг от
друга!
Н. Семенов,
Люберцы
У нас существует стандарт
на соль — ГОСТ 13830-68
«Соль поваренная
пищевая». В нем дается
подробная характеристика этого
продукта. Вот некоторые
сведения оттуда.
В продажу поступают
четыре сорта соли: «Экстра»,
высший, первый и второй.
Они отличаются друг от
друга количеством
хлористого натрия и
нерастворимых в воде веществ. В
соли «Экстра» должно быть
не менее 99,7% NaCl и
только 0,03%
нерастворимых примесей. В высшем
сорте хлористого натрия
меньше — 98,4%, а в
первом сорте — 97,7%. В соли
второго сорта содержится
97,0% NaCl и 0ГВ5%
нерастворимых примесей.
Не одинаково в разных
сортах соли и количество
влаги, но здесь есть одна
тонкость. По содержанию
влаги сорта отличаются друг
от друга, если они разного
происхождения. В
зависимости от технологии
получения соль может быть
каменной, самосадочной,
садочной и выварочной.
Каменную добывают в
соляных шахтах, самосадочную
в соляных озерах; чтобы
получить садочную, рассол
накачивают в специальные
емкости, и там соль
осаждается, а выварочную получают
упариванием рассола. Так
вот, влажность каменной
соли любого сорта должна
быть не более 0,25%, а,
скажем, самосадочная и
садочная могут содержать от
3,2 до 5% влаги.
При оценке соли важное
значение придают органо-
лептическим показателям.
Вкус 5%-ного водного
раствора соли любого сорта
должен быть чисто
соленым— без посторонних
привкусов. А цвет может быть
разный. Соль «Экстра» —
снежно-белая, а продукт
остальных сортов бывает
сероватым, желтоватым или
розоватым — это, как и
содержание влаги, зависит от
происхождения соли.
Соль подразделяется и по
величине помола. Зачем,
казалось бы, выпускать
мелкую и крупную соль?
Делают это для удобства.
Конечно, если в кастрюлю
необходимо положить 20 г соли,
то безразлично, какую
взять. Но если надо
посолить мясо, рыбу или кашу,
то удобнее
воспользоваться мелкой — она
равномерно распределится в
продукте. А вот в рецептах
засолки овощей обычно
рекомендуется брать крупную
каменную соль: хорошие
кулинары убеждены, что
вкус солений от этого
получается лучше. Да и
некоторые гурманы предпочитают
даже на столе иметь дело с
сероватой кристаллической
солью, она им кажется
вкуснее, нежели чистая, белая
и мелкая «Экстра». Как
говорится, на вкус и на цвет...
110
Учитесь переводить
Английский — для химиков
МНОГОЗНАЧНОСТЬ ЯЗЫКОВЫХ ФОРМ
Follow. Из многих значений этого слова
для перевода научной и технической
литературы следует использовать «следовать
за (чем-либо)», «протекать» «применять»,
«подчиняться», «давать», «прослеживать»,
«контролировать»:
Multilayers of different substances may
be deposited above one another, and their
interdiffusion might be followed with the
help of X-rays.
«Мультислои различных веществ можно
наложить один на другой, и их взаимную
диффузию можно проследить с помощью
рентгеновских лучей».
One of the procedures described in Part
I has been followed here.
«Здесь была применена одна из
методик, описанных в первой части».
Then followed the discovery of a new
compound.
«Затем последовало открытие нового
соединения».
В некоторых случаях конкретное
значение этого многозначного глагола можно
выявить только из контекста.
For. Многозначность этого служебного
слова вызывает порой грубые ошибки при
переводе. Как правило, for ассоциируется
с его предложным значением «для».
Затруднения возникают тогда, когда for
выступает в качестве союза или в сочетании
с последующим инфинитивом.
В качестве союза for обязательно стоит
перед подлежащим в значении «ибо», «так
как»:
Irradiation, at least in case of production
of suprasterol 1, appears to result in the
closing of the ring, for only three double
linkages are indicated for the compound.
«Облучение, по крайней мере при
получении супрастерина I, по-вндимому,
приводит к замыканию кольца, нбо для этого
соединения указаны только три двойные
связи».
Продолжение. Начало см «Химия и жизнь»,
1976. W 1-5, 7.
This systematic method of derivation
serves a useful purpose for if all possible
modes of substitution are considered, no
isomer can be missed.
«Этот системный метод вывода формул
имеет практическое значение, так как при
учете всех возможных видов замещения
нельзя пропустить ни одного изомера».
Предложный оборот for+существитель-
ное (местоимение) -[-инфинитив
рекомендуется переводить эквивалентами
«чтобы + по длежащее-|-сказуемое» или «что-
бы+сказуемое+подлежащее»:
For this mesomerism to be possible the
ion must have a planar configuration.
«Для того, чтобы эта мезомерня стала
возможной, конфигурация иона должна
быть плоской».
Two hours are sufficient for the reaction
to occur.
«Чтобы произошла реакция, достаточно
двух часов».
Можно, впрочем, предложить другой
вариант перевода этого инфинитивного
оборота: «для+существптельное». В таком
случае последнее английское предложение
будет эквивалентно русскому:
«Для прохождения реакции достаточно
двух часов».
The former... the latter. Эгн слова (вместе
или по отдельности) употребляются в тех
случаях, когда в английском тексте нужно
заменить упомянутые ранее
существительные. The former заменяет первое, a the
latter — второе из них:
X and Y were acids. The former was strong,
the latter weak.
«X и Y были кислотами. Х была
сильной кислотой, a Y — слабой».
В таких случаях the latter не
рекомендуется переводить словом «последний»,
так как в русском языке это указывает
именно на последнее существительное
предложения, а не на второе существительное
из пары:
Polyesters and polyamides are spinned
from melts. The latter are more polar.
«Полиэфиры и полиамиды прядут нз
расплавов. Полиамиды (а не расплавы. —
А. П.) более полярны».
The rates and molecular weights are
affected by lowering the temperature, the
former being decreased and the latter
increased.
«На скорости и молекулярные веса
влияет понижение температуры, причем
скорости уменьшаются, а молекулярные
веса увеличиваются».
Former встречается также в значениях
«прежний», «бывший».
Доктор филологических наук
А. Л. ПУМПЯНСКИЙ
111
Болезни и лекарства
Зубной протез
на упругой
подушке
Поговорим о мало приятной процедуре —
о зубном протезировании, с которым
почти у каждого связаны не слишком
радужные воспоминания. Разумеется, не для
того, чтобы лишний раз пробудить эти
воспоминания, а с куда более гуманной целью:
напомнить врачам и химикам, что есть
материалы, облегчающие и работу
протезиста, и участь пациента. Материалы,
которые, к сожалению, до сих пор у нас не
выпускаются.
Но прежде всего — краткое пояснение
для тех, кти не искушен в стоматологии.
Когда делают зубной протез, то в первую
очередь снимают слепок с мягкой ткани
десен: нижняя, опорная часть будущего
протеза должна как можно точнее
повторить конфигурацию десны. С оттиска
получают форму-негатив из гипса или
другого быстро затвердевающего материала,
а в ней уже прессуют или отливают
протез из синтетического полимера.
Казалось бы, опорная поверхность
протеза должна в точности повторить
микрорельеф десны. В этом случае полимерная
«челюсть» как бы присосется к мягкой
ткани и удержится на ней, подобно тому как
тщательно отполированная стальная
плитка (так называемая плитка Иогансона)
крепко соединяется с другой такой же
плиткой. Правда, как бы тщательно ни
были отполированы плитки, они не склеились
бы, не будь на их поверхности тончайшего
слоя атмосферной влаги; однако во рту
влаги предостаточно. Выходит, проблем с
фиксацией протеза нет? Если бы /ак..
Микрорельеф поверхности десен
практически никогда не воспроизводится точно.
При переработке полимерного материала
обычно возникает усадка. У материалов
формы и протеза разные коэффициенты
теплового расширения. Наконец, даже очень
хороший слепок не идеален. Все это
приводит к тому, что опорная поверхность
протеза хотя бы немного, но иная, чем
поверхность десны. И чтобы протез прилегал
плотно, врачу приходится применять
усилия, невольно травмируя наши десны.
«Потерпите», — говорит протезист, и мы
терпим. И все же не так уж редки случаи,
когда, несмотря на наше долготерпение,
протезист вынужден поправлять, а то и
переделывать протез: не вписался...
Выход — использовать упругие липкие
прослойки, которые компенсируют
неминуемые зазоры между протезом и десной и
зафиксируют протез на ткани. Липкость
должна проявляться в несколько
необычных условиях, а именно при смачивании
слюной. Впрочем, подобные клеи не
такая уж редкость; вспом ните хотя бы клеи
на марках и конвертах, которые
становятся липкими как раз после того, как их
увлажнят.
Однако зубы, даже искусственные, — не
почтовая марка, требования к
механическим свойствам клея тут. несколько иные.
Прослойка между протезом и десной
должна выдержать немалую нагрузку, которая
возникает, когда мы разжевываем пищу.
Ее свойства не должны меняться в
широком диапазоне температур — от минусовых
(когда мы едим мороженое) до близких к
температуре кипения воды (когда мы пьем
чай). Наконец, прослойка должна
достаточно долго сохраняться в полости рта.
Не воспримите сказанное здесь за
откровение: первое упоминание о зубопротезном
клее относится к 1857 году. Начинались
такие клеевые прослойки с камедей —
траганта, гуммиарабика. Камеди — это
модифицированные углеводороды, способные
поглощать воду, образуя упругий студень.
Ни гуммиарабик, ни трагант требуемого
комплекса свойств не имеют, а наилучшим
из природных материалов оказалась
гораздо менее известная камедь карая (ка-
гауа). Ее получают из дерева Sterecula
urnes, произрастающего в Индии. Эта
камедь— смесь ацетилированных
углеводородов, она дает кислую реакцию, в чем и
заключается главный ее недостаток: в
полости рта реакция щелочная. Поэтому
клеевые прослойки из чистой камеди карая
приходится слишком часто заменять. Все
же эту камедь используют в зубопротезном
деле и по сей день, но не саму по себе, а
в композиции с катионными полимерами
(у камеди же, напротив, анионные
свойства).
Обычно клеи выпускают в виде
порошков. Их наносят на опорную поверхность
протеза, а затем, уже во рту, покрытие
набухает в слюне и образует упругую
липкую прослойку, компенсирующую зазоры.
В состав порошка входят наполнители,
антисептики, пигменты, а нередко и эфирные
масла — для приятности.
112
Иногда готовят клеи в виде паст —
дисперсий в маслах или петролатуме. Правда,
масла гидрофобны, поэтому приходится
добавлять в клей гидрофильные вещества,
например древесную муку или
альфа-целлюлозу. Такие пасты помещают в тубы
наподобие зубных паст.
Ну а какие синтетические полимеры
годятся для прослоек? В первую очередь поли-
оксиэтилен с молекулярным весом от
500000 до 2 000000. Этот показатель
весьма важен, поскольку в зависимости от
него свойства полиоксиэтилена существенно
меняются. Полимеры с указанным
молекулярным весом отличаются тем, что быстро
и равномерно смачиваются водой,
сохраняют консистенцию и вязкость даже при
большом разведении, имеют высокую липкость,
что предотвращает сдвиг протеза. Хотя они
достаточно стойки к воздействию
микроорганизмов, в клеи нередко вводят
немного антисептика.
Камедь карая — вещество для нас
экзотическое. Поэтому нелишне будет
подчеркнуть, что существует немало рецептов
зубопротезных клеев и без камеди, только
на основе синтетических полимеров. Кроме
полиоксиэтилена используют оксицеллюло-
зу с добавкой метил целлюлозы. Этот клей
замечателен тем, что с повышением
температуры вязкость его не уменьшается, как
обычно, а растет, и это позволяет
поддерживать постоянную вязкость композиции
при перепадах температур.
Не лишены интереса клеи на основе
сополимеров акриламида с акриловой
кислотой. Старейшая фармацевтическая фирма
«Шеринг» запатентовала клей, в состав
которого входят поливинилацетат, этиловый
спирт, вода, пластификатор и минеральный
гидрофильный коллоид. Есть патенты и на
зубопротезные клеи, содержащие
различные камеди, природные и синтетические.
В общем, вариантов более чем
достаточно. Казалось бы, можно выбрать
известный (или создать новый) и начать,
наконец, производство клее в-прослоек для
зубных протезов. Это экономически оправдано:
ускоряется процедура, резко уменьшается
число переделок и доводок; да и хорошее
самочувствие пациентов — не последнее
дело. Однако такого производства нет, и
неизвестно, когда оно будет. На это автор
и хотел бы обратить внимание двух
уважаемых министерств — химической
промышленности и здравоохранения.
Во многих странах и уже немало лет
выпускают зубопротезные клеи. И нам
пора бы!
Кандидат технических наук
А. Л. КОЗЛОВСКИЙ
От редакции. Принимая во внимание
всеобщую заинтересованность в надежном и
безболезненном протезировании зубов,
редакция выражает надежду, что вопрос,
поднятый в заметке А. Л. Козловского,
будет в скором времени решен. Журнал
проинформирует читателей о мерах,
которые, надо полагать, примут ведомства,
ответственные за выпуск стоматологических
материалов.
ВНИМАНИЮ СПЕЦИАЛИСТОВ! Для
ускорения дела приводим два рецепта,
почерпнутые из литературы, а также краткий список
патентов, посвященных клеям-прослойкам
для протезов.
Паста на основе полиоксиэтилена (в
процентах):
полиоксиэтилен (молекулярный вес
2 000 000) — 54,5;
изопропилпальмитат — 5,0;
жидкий петролатум — 40,0;
гексахлорофен — 0,2;
отдушка — 0,15;
пигмент (красный) — 0,15.
Паста с камедью:
полиоксиэтилен (молекулярный вес
около 2 000 000) —9,5;
камедь карая — 63,8;
борнокислый натрий — 6,0;
гидрат окиси алюминия — 20,0;
инфузорная земля — 0,5;
отдушка — 0,2.
Патентная библиография:
британский патент 1373563:
патенты США 2978812, 2997399, 3575915,
3868259, 3868900.
113
В зарубежных лабораториях
Привычка свыше
нам дана
«Я пошел по этой тропинке случайно».
«Я набрала на замке камеры хранения
случайную комбинацию цифр». «Я
зачеркнул случайные номера в карточке
спортлото». Сколько раз каждый нз нас
произносил или слышал такие фразы! И тем
необычнее покажется нам утверждение
психологов, что человек не только не
поступает, но и в принципе, по-видимому, не
может поступать случайно.
Мы называем событие случайным, если
факторов, влияющих на него, так много,
что невозможно предсказать его исход.
Классический пример такого события —
приводимое во всех популярных книжках
по теории вероятности бросание монеты.
Действительно, выпадет орел или решка —
это зависит от стольких факторов, что мы
можем считать оба события случайными,
а каждый исход равновероятным. Поэтому
бросанием моиетки и пользуются иногда при
жеребьевке в спорте или при разрешении
споров.
Предсказать, какой стороной выпадет
монета, невозможно. Но можно
попытаться это угадать — тоже положившись на
случайность. Английский журнал
«Spectrum» рассказал об экспериментах
сотрудника Бирмингемского университета А. Мак-
роу, изучавшего статистику таких
угадываний. На вопрос: «В каком порядке будут
выпадать орел и решка в серии из
нескольких бросков?» — почти все
испытуемые предсказали такую
последовательность бросков, в которой половина
падений приходилась на орла, а половина — на
решку. И это вполне правильно. Но в
80% случаев люди почему-то полагали,
что первой выпадет решка. А в
следующем после решки броске непременно
предсказывали выпадение орла.
Таким образом, хотя падение монеты и
в самом деле случайно и его исход можно
угадать только случайно, но предсказания
людей об этом исходе носят, как видим,
неслучайный характер. И в этом,
по-видимому, проявляются некоторые особенности
устройства мышления человека.
Вообще, многие поступки, которые
кажутся самому человеку случайными, на
поверку оказываются далеко не таковыми.
Например, если вам дадут пять цветных
карандашей и попросят раскрасить
клетки на бумаге в произвольной
последовательности, то окажется, что клетки,
раскрашенные одинаково, будут соседствовать
друг с другом значительно реже, чем это
диктует случай. Предсказывая исход
подбрасывания монеты, человек интуитивно
полагает, что раз уж падение орла и
решки равновероятны, то монета вряд ли
будет падать подряд одной стороной. А меж
ду тем один из учебников по теории
вероятности сообщает, что в серии из
десяти тысяч реальных бросков монетка
падала одной и той же стороной 7—!0 раз
подряд — и это повторялось в данной
серии несколько раз.
Замечено: когда человек пишет, как он
полагает, случайную последовательность
цифр, то одинаковые цифры в такой
последовательности соседствуют друг с
другом реже, чем это должно быть при
истинно случайном выборе. Кроме того,
большинство людей почему-то избегают цифр
5 и 8 и чаще вставляют I. В «случайной»
последовательности букв чаще всего
встречается буква, наиболее употребляемая в
родном языке пишущего.
Интересно отметить, что эти
наблюдения позволили объяснить казавшиеся
чудесными результаты некоторых опытов по
телепатии. Эти опыты проходили,
например, так. В одной комнате некто
медленно записывает на бумаге случайную
последовательность цифр. В другой комнате,
под наблюдением авторитетной комиссии,
телепат воспринимает эту
последовательность и записывает ее. Потом обе записи
115
сличаются. В некоторых случаях
транслируемая последовательность была
составлена комиссией заранее, чтобы исключить
сговор испытуемых. Так вот. Поскольку и
передающий и члены комиссии были всего
лишь людьми, то они выбирали цифры
далеко не случайно, хотя и не подозревали
об этом. В цифровых последовательностях,
переданных и принятых, оказывались
значительные совпадения. Это было признано
еще одним доводом в пользу
существования телепатии, но на самом деле
объяснялось неслучайностью переданной
информации, и только.
Все это было известно А. Макроу, когда
он решил проверить в строгом
эксперименте, способен ли все-таки человек к
совершенно случайному выбору. Свои опыты
исследователь начал в уверенности, что
такой выбор человеку, конечно же,
доступен и все дело только в том, что в
описанных выше ситуациях люди не очень-то
заботились о том, чтобы и впрямь
выбирать случайно.
Макроу справедливо считал, что в игре
человек чаще склоняется к случайному
выбору, чем в других жизненных ситуациях.
Например, в игре с мячом слишком
логичный выбор направления броска позволяет
сопернику заранее двинуться иа перехват
мяча. Случайный же бросок не может
быть угадай.
Однако в играх с мячом ситуация
слишком сложна, чтобы ее математически
анализировать. Поэтому для эксперимента
придумали специальную игру. Играющий
садился за панель, на которой было всего
две кнопки: правая — П и левая — Л. (Над
каждой кнопкой находилась лампочка, а
вся панель связана с вычислительной
машиной Отделения физиологии
Бирмингемского университета.) ЭВМ в этой игре была
соперником человека.
Правила игры были весьма просты. В
ходе игры человек должен был нажимать
на кнопки в совершенно случайной
последовательности. . А компьютер, анализируя
предыдущие ходы, должен был угадать,
какую кнопку нажмут в следующем ходе.
После того как человек делал очередной
ход, загоралась лампочка, сообщавшая
предсказание компьютера. Если ход был
116
угадан правильно, то очко получала
машина. Если машина ошибалась, то очко
получал игрок. Играли до 1000.
Краткое отступление для тех, кто
незнаком с принципами программирования. Как
можно запрограммировать ЭВМ на
выявление неслучайностей в каких-нибудь
последовательностях? Это можно сделать,
например, так. Предположим, последние
три хода игрока были: ПЛЛ, а игра до
этого шла так: ПЛПЛЛППППЛЛЛЛПЛП
ПЛЛПППЛПЛП. Теперь можно
проанализировать сделанные игроком ходы и
выбрать все сочетания ПЛЛ. Такие
сочетания встречались уже трижды. Затем
можно проверить, какую кнопку игрок
нажимал следующим ходом. В двух случаях
следующей шла кнопка П, в одном — Л.
Можно предположить, что и в очередной
раз будет нажата правая кнопка.
Конечно, такой способ угадывания
сильно зависит от того, сколько уже
сделанных ходов было проанализировано. Ведь
можно заглянуть назад не на три, а,
например, на четыре хода и проследить за
последовательностью Л ПЛЛ. В
приведенном примере такая последовательность
встречалась лишь однажды, -и после нее
игрок нажал левую кнопку. В этом случае
компьютер предскажет очередным ходом
тоже Л.
Конечно, эксперимент осложнялся тем,
что игра машины могла влиять на выбор
хода игроком. Проигрыш очередного хода
мог заставить человека нажать в
следующий раз обязательно другую кнопку.
А регулярная смена кнопок при каждом
ходе могла легко подсказать компьютеру,
как строить стратегию угадывания.
Словом, грозило возникнуть очень сложное
«психологическое» взаимодействие между
машиной и человеком, при котором обе
стороны испытывали бы сильное взаимное
влияние, а это требовалось исключить.
Мы не будем останавливаться на
особенностях составленной Макроу программы
для ЭВМ. Скажем только, что был
выбран вариант, по возможности
исключающий взаимное влияние стратегии человека
и машины. Очередной ход игрока ЭВМ
предсказывала на основе анализа шести
предыдущих ходов. Машина начинала
игру, не «зная» ничего заранее о характере
игрока, и накапливала сведения о его
привычках в процессе игры.
В самом начале игры анализировать
практически было нечего: все
последовательности встречались впервые, и
компьютер называл следующий ход случайно
Постепенно игровые ситуации начинали
повторяться, и машина строила свои
предположения более обоснованно.
Единственная ситуация, в которой
машина не могла бы правильно угадать
очередной ход, могла сложиться лишь тогда,
когда кнопки нажимались совершенно
случайно. Собственно, вся игра и была
придумана для того, чтобы вынудить
человека принять случайную стратегию.
Перед игрой участникам подробно
объясняли правила и на простых примерах
показывали, как быстро разгадывает
компьютер последовательности ходов,
построенные по каким-нибудь правилам. Игрокам
еще раз объясняли, что если каждый
очередной ход будет сделан случайно, то есть
во всей последовательности не окажется
никакой закономерности, то не будет и
способа предсказать очередной ход В этом
случае машина поделит очки примерно
пополам с игроком, то есть вероятность
выигрыша составит 50%.
Но более того, правила игры ставили
человека в более выгодную ситуацию —
ему давали фору в 25 очков, а при
счете 475:525 в пользу компьютера
выигравшим все равно считался человек. Чтобы
еще больше заинтересовать игрока, за
каждый выигрыш выплачивалась
денежная премия — I фунт стерлингов.
В соревновании с компьютером приняли
участие двенадцать человек, каждый из
них сыграл по четыре партии. Было
подсчитано, что если человек выберет
случайную стратегию, то вероятность выиграть
составит для него в каждой партии 94%-
То есть вероятность проигрыша равна 6%.
За две игры, а тем более за три,
вероятность выиграть хоть одну партию,
естественно, возрастает. Вероятность
проигрыша сразу во всех четырех партиях
составляет при такой стратегии всего сотые
доли процента.
Казалось бы, игра беспроигрышна для
человека, и без денег уйти из лаборатории
невозможно. Тем не менее результаты
эксперимента показали совершенно обратное.
Из 48 сыгранных партий лишь в 13
случаях игрокам удалось заработать по
фунту стерлингов. (При случайной стратегии
игроки должны были бы выиграть
примерно 45 партий, то есть 94% от 48
сыгранных.)
Последовательность ходов явно не
была связана с простыми причинами,
например с тем, что правой рукой или на
правую кнопку нажимать было удобнее.
Анализ показал, что и та и другая
кнопки нажимались с одинаковой частотой.
Кроме того, в эксперименте приняли
участие и правши и левши, и на результатах
игр это никак не сказалось.
По утверждению доктора Макроу,
проведенные эксперименты очень убедительно
показывают, что человек в принципе не
может делать свой выбор случайно.
Причем не только в ситуациях, где этот
выбор ему безразличен, но и тогда, когда вся
обстановка подталкивает его к
случайному выбору. Действительно, придуманные
Макроу правила игры, высокие денежные
премии — все было направлено к тому,
чтобы сделать случайную стратегию
наиболее привлекательной. Кроме того,
лампочки, все чаще зажигаемые компьютером
над той кнопкой, которую только что
нажал игрок, обращали его внимание на
отклонения от случайного поведения. Игра
была достаточно продолжительной, чтобы
игрок мог в ходе ее изменить свою
стратегию и устранить неслучайности.
И все же человек не смог выиграть.
Что же мешает человеку делать
случайный выбор? Какие физиологические
механизмы заставляют его помимо воли
делать выбор закономерным? И «зачем»
возникли такие механизмы? На все этн
вопросы ответа пока что нет.
П. КАТИНИН
117
Земля и ее обитатели
Инфузории учатся
СПОСОБНОСТЬ К ^БУЧЕНИК
У НИЗШИХ ОРГАНИЗМОВ
Кандидат биологических наук
Н. А. ТУШМАЛОВА
Обучение — это не что иное, как
способность накапливать опыт. То есть в роли
учителя могут выступать и превратности
судьбы. В науке утвердилось мнение,
будто накапливать опыт могут только те
живые существа, которые обладают
достаточно организованной нервной системой. Это,
конечно, так. Иначе бы собак, дельфинов
и слонов нельзя было научить
необыкновенным трюкам. Но я хочу рассказать про
то, что можно кое-чему научить
одноклеточное существо — инфузорию, у которой
нет и намека на нервную систему. Можно
учить и гидру — она толковее инфузории
потому, что эволюция наделила гидру хотя
и простой, хотя и реденькой, но все же
нервной сетью. Еще талантливее плана-
рии — у них есть зачатки нервного узла —
ганглия.
Опыты, о которых пойдет речь, были
проделаны в МГУ на кафедре физиологии
высшей нервной деятельности. Руководит ею
член-корреспондент АН СССР Л. Г. Воронин.
Кроме меня в работе деятельное участие
принимали сотрудники группы по изучению
молекулярных механизмов памяти Ю. К.
Доронин, И. В. Зазулина, М. Н. Куракина и
трое студентов.
ЗА ПАРТОЙ — ИНФУЗОРИИ
Собственно говоря, парты не было. Была
прозрачная камера из оргстекла,
укрепленная на вибрационном устройстве. В камере
плавали инфузории Spirostomum ambignum
major. За их поведением следили с помо-
►
Инфузория туфелька.
Стрелнв умазывает нв трихоцисты —
боевое вооружение «того крошечного корабля
▲
Тан идет стрельба белковыми снарядами —
трихоцистами. Фото из журнала^ВiId dcr Wissenschaf t»
щью бинокулярной лупы. Кроме того,
инфузорий фотографировали, снимали на
кинопленку или вели кимографическую
запись реакций (на вращающемся барабане
вычерчивалась кривая).
Выработать у инфузорий настоящий
условный рефлекс на вибрацию пока не
удалось. Но жизненный опыт эти крошечные
существа накапливали, и не какой-нибудь,
а индивидуальный. Иными словами, при
некоей, строго определенной частоте и силе
вибраций инфузория «понимала», что
тряска не принесет ей вреда, и переставала
суетиться, переставала сокращать свое
тело. Она помнила этот урок довольно
долго — до полутора часов.
Существа, прошедшие такую выучку,
119
пугались прикосновения или более сильных
вибраций. Значит, мы действительно
получили феномен, а не просто довели
инфузорий до крайнего утомления. Да и вообще,
чтобы инфузория утомилась, нужно трясти
ее на вибраторе никак не меньше трех
часов. Наши же опыты занимали минуты.
Одноклеточные создания вроде бы
схожи друг с другом как две капли воды.
Но одна особь ленивая, а другая,
наоборот, мечется — число движений у нее в
единицу времени куда больше. И не
любопытно ли, что ленивые и экспрессивные
инфузории тратили на выработку реакции, на
учебу одно и то же время. Зато голодные
инфузории все поголовно отказывались
учиться.
Срок жизни существ, с которыми мы
имели дело, невелик — от 95 до 105 часов.
Так вот, оказалось, что самый
восприимчивый возраст у инфузорий не детство, а
зрелая пора (спустя 45—55 часов после
деления). С помощью метилового зеленого
ядерного красителя удалось подтвердить,
что выработка реакции привыкания к
вибрациям зависит от состояния ядерного
аппарата клетки и от возраста этих обитателей
луж.
Пожалуй, важнейший критерий
накопления индивидуального опыта — это
тренированность, ускорение обучения от
эксперимента к эксперименту. И не отрадно ли,
что инфузории не сторонятся тренировок,
хотя не могут быть столь последовательны,
как животные, обладающие нервной
системой.
Вывод из сказанного неожиданный:
вовсе безмозглые, более того, безнервные
существа могут учиться, накапливать опыт
и менять свое поведение по мере
повторения экспериментов. Они хорошо помнят:
полтора часа в мимолетной жизни
инфузории — это все равно что наш год. Вот
только чем и как они помнят? Только ли
молекулами?
ГИДРА В ПЕРВОМ КЛАССЕ
Инфузория — приготовишка, ей многого не
хватает. Например, органов чувств. А вот
120
Подмосковная лланария
у гидры недавно нашли минимум три вида
рецепторов. Одни реагируют на
механические раздражения, другие — на
химические вещества, третьи — на свет. У гидры
есть и еще одно громадное преимущество
перед инфузорией — нервные клетки,
число которых меняется по ходу жизни.
Лет двадцать назад советский
физиолог Л. Чайлахян занялся обучением гидр.
Условным раздражителем был свет,
безусловным — электрический ток. После
воздействий этими двумя раздражителями
гидра, опасаясь электрического удара,
сжимала щупальцы, стоило на нее направить луч
света. Увы, утверждать, будто примитивные
кишечнополосные существа способны к
условным рефлексам, еще было нельзя. Де-
Гмдра
ло в том, что гидра пугливо сжималась и
при перемене последовательности
раздражителей, что говорило об эффекте сумма-
ции — об усилении реакции на один из
сигналов.
В опытах с Hydra attenuate я в
качестве раздражителя взяла опять-таки
вибрационные импульсы. Тряска обрушивалась
на гидр через 10, 15 и 30 секунд в течение
получаса. Как и инфузории, гидры скоро
привыкали и переставали бояться вибраций
той или иной частоты- Как и инфузория,
«привыкшая» гидра пугалась и втягивала
щупальць. при еибраиии другой частоты
или силы
Вспомните голодные инфузории
отказывались учиться Гидры же, наоборот,
лучше всего накапливали опыт, будучи
полуголодными — через 4—5 дней после
кормления. И еще одно различие: гидры легче
обучаются в детстве, в однодневном
возрасте, инфузории же предпочитали
набираться ума-разумс в зрелую пору Увы,
почтенные гидры в месячном возрасте
считали, что учиться им больше ни к чему.
Зато тренировка у гидр шла отменно.
Однако, если повторный опыт ставили через
сутки, гидры растренировывались, теряли
форму — ускорения обучения не было То
есть память у гидры короткая — суток ей
достаточно, чтобы все забыть.
Головной ганглий планарии
ПЛАНАРИИ ТОЖЕ ПЛОХО ПОМНЯТ
Планарии — это небольшие плоские
ресничные черви, живущие в воде. Они
обладают не только нервной сетью, как гидра,
но и бесценным даром эволюции —
церебральным ганглием, нервным узлом,
крошечным зачатком мозга. Поэтому планарии
можно было не трясти, а учить
по-серьезному. Так вот, у планарии трех видов из
Подмосковья и двух видов из Байкала я
стала вырабатывать оборонительный
рефлекс на свет в сочетании с электротоком
или поваренной солью. Понятно, соль и ток
удовольствия планариям не доставляли, и
те вели себя оборонительно — прятались.
Пугаться одного света они начали, лишь
100—200 раз убежав от сочетания света с
током или солью.
Результат, прямо скажем, не
блестящий. Например, собака поймет в чем дело
через пару проб. Но в то же время
результат великолепный. У собаки громадный
мозг, а у планарии мы с профессором
В. А. Свешниковым в ганглии нашли всего
две клетки, более или менее
напоминающие нейроны. И хотя планарии не смогли
закрепить свои примитивные условные
рефлексы, они их выработали!
Итак, даже примитивнейшие создания могут
кое-чему научиться. Да и вообще
поведение этих существ не столь уж примитивно,
как привыкли думать. Например, всем
известная инфузория туфелька, которая якобы
заглатывает все, что подвернется,
чувствует, когда в каплю воды, где она плавает,
добавят ее излюбленный корм — бактерий.
Инфузория замедляет бег и начинает как
бы кувыркаться. А планарии тотчас узнают,
что к ним в банку кинули мотыля, и
пускаются на поиск пропитания. Так что
врожденных рефлексов у безпозвоночных
животных немало.
Вот тому еще некоторые
подтверждения. Возьмем хотя бы обездвиживание
жертвы. Инфузории парализуют добычу,
стреляя трихоцистами — палочковидными
тельцами, располагающимися в
поверхностном слое протоплазмы; гидра успокаивает
жертву немотоцистами — стрекательными
клетками на "поверхности своего тела;
планарии ведут стрельбу рабдитами
(крошечные преломляющие свет палочки в
покровных клетках червей). Все это оружие,
конечно же, начинено парализующими ядами.
Даже такая обычная процедура, как акт
еды, — это не только сложный инстинкт,
это длинная цепь безусловных реакций, где
окончание одной служит началом другой.
Вот и выходит, что, изучая жизнь
низших беспозвоночных, мы еще узнаем
много нового и, может быть, ошеломляющего.
УВАЖАЕМЫЕ ЧИТАТЕЛИ,
практика показывает, что единственно верный способ получать «Химию и жизнь»
без хлопот каждый месяц — подписаться сразу на год.
Кстати подписка на 1977 г. идет уже полным ходом...
Индекс «Химии и жизни» по каталогу «Союзпечати» — 71050.
121
ij-
Пу тературные страницы
«Я зверек и ты зверек...»
Вит. РУЧИНСКИИ
—...Как же теперь быть с устройством вселенной, если в ней черные дыры? — в упор
спросил Зубанков.
— Никак не быть, — вяло отозвался Груздев. Скамейка, на которой они сидели в
скверике, постепенно выплыла нз-под тени липы, и Груздев, не выспавшийся за ночь,
быстро размяк на солнце. — Никак не быть. Пока все остается по-старому.
— Нет, а все-таки? Это же форменный переворот!
«А, черт, — подумал Груздев, — дались тебе эти черные дыры!.. И на кафедре с ними
все с ума посходили. В Эйнштейны ломятся...»
Ответить Зубанкову он не успел. Бросив взгляд на обнесенную дощатой загородкой
площадку с песком, он увидел там одного зубанковского Вовнка. Его собственный Глеб
уже резво бежал по дорожке за черным догом, которого вел на поводке мужчина в
кожаной шляпе. Мужчина читал на ходу газету.
— Глеб! Назад! — крикнул Груздев. В горле у него скрипнуло, отчего слово
«назад» вылетело дискантом.
Мальчик остановился. Потом нехотя повернул назад. Возвращаясь, он то и дело
оглядывался на собаку. Дог удалялся, грациозно переставляя длинные тонкие лапы,
похожие на срезанные вишневые ветки.
— То ли дело ваш Вовик, — с завистью произнес Груздев. — Лепит себе куличи и
лепит. Сразу видно, спокойный мальчик. И кушает, наверное, хорошо?
— Вовик? Нормально. Что дадут, то и ест. В садике приучили.
— А у нас Глеба по книге кормят. Английская книга. Заставила меня специально
перевод сделать... Все равно, без развлечений — ни в какую.
Груздев тоскливо умолк.
— Все-таки, если вернуться к этой проблеме, — осторожно кашлянув, нарушил
молчание Зубанков, — к черным дырам... Я, знаете, теперь в Дом культуры хожу.
Нерешенных проблем хоть отбавляй! На прошлой неделе лекция у нас была: об устройстве
вселенной в свете последних открытий. Вышел просто потрясенный!'Это что же получается?
Все к черту, да?.. Через эти черные дыры в самом деле вытекает материя?
«Не забыть до часу позвонить Полине Самсоновне, — подумал Груздев, засыпая.—
А вдруг, она в самом деле няньку нашла?..
— Раньше просто как гвозди в голову вколачивали — не может она исчезать! —
донесся до него голос Зубанкова. — А теперь?
— Да не исчезает она! — Груздев снял шляпу и вытер вспотевший лоб. — Просто пока
мы не знаем, что за ними, за черными дырами. Вот и все... Да, Глеб без развлечений
ложки не проглотит. То покажи, это покажи. «Папа, покажи, как слоник ходит... Как
белочка прыгает?» Приходится показывать.
Втянув голову в воротник «болоньи», Зубанков напряженно всматривался в сонное
лицо Груздева.
— Как это «не знаем»? — медленно произнес он. — Я уже после сам в журнале
читал. Все как дважды два.
— А вот так и не знаем!
— Постойте, постойте... — начал было Зубанков, но фразы не кончил. Судорожно
порылся в карманах и извлек измятую пачку сигарет. Нашел среди изломанных целую
и закурил.
— Нечего сказать — договорились, — прошептал он, делая частые затяжки.
— Да вы зря волнуетесь, — заметил Груздев, зевая. — В сущности сегодня черные
дыры не более чем гипотеза. Надежных фактов маловато. Глеб! Немедленно отдай
девочке мячик!
«Что ни говори, — подумал он, — а детей вовремя заводить следует. А то все эти
кандидатские, докторские... Вообще-то теща виновата: успеете, успеете! Сама теперь
в кусты. И тесть тоже хорош.»
— Как же вы говорите — гипотеза, когда уже все абсолютно доказано? — прервал его
размышления Зубанков.
— Ничего не доказано. Говорю вам!
«И ведь в его честь назвали. «Глебушка, Глебушка, милый внучек!» Приехал бы,
нумизмат чокнутый, погулять с внучком: я бы в библиотеку. Третий месяц статью пишу.
Курам на смех.»
— Вы, может, скажете, и нейтронные звезды гипотеза?—Закатив глаза, Зубанков
резко подался вперед.
— Нет, нейтронные звезды не гипотеза. Глеб! Ты зачем сел на песок? Простудиться
хочешь? Любуюсь я вашим. Чудо, а не мальчик. И спит, наверное, хорошо? Ночью,
спрашиваю, как он спит?
— Кто?—Зубанков ошалело посмотрел на Груздева.— Ах, Вовик! Дрыхнет будь
здоров. Ну а что вы скажете насчет притяжения? Ведь у черных дыр оно страшенной
силы! Попадешь — не вырвешься! Факт?
— Да уж не вырвешься... Только я вам уже объяснил, существуют они или иет,
мнения пока расходятся.
«А может, уже не расходятся?» — промелькнула в голове Груздева тревожная мысль.
— Эх, дети-дети! — произнес он вслух. — Значит, ваш, вы говорите, спнт хорошо.
Счастливец вы. Например, прошлой ночью Глеб просыпается: то ему сапожки надень, то
в считалку сыграй. Моя как раз была смена. А я не знаю считалок! Одну только: «эие-
бене-раба...» и так далее. Без сказки Глеб вообще не заснет. И все новые подавай.
Память у него, как у ЭВМ. Сказок-то хороших сейчас — прямо днем с огнем. Достал
недавно — Юго-Восточной Азии. Самому потом две ночи драконы снились. Теперь
считалки понадобились. Вы, случайно, никаких считалок не знаете?
— Нет, — сухо ответил Зубанков, — считалок я не знаю.
— А я знаю! — крикнул с песочницы Вовик. Он уже оставил свои куличи и с
интересом прислушивался к разговору на скамейке.
— Вот он знает, — подтвердил Зубанков. — Ну-ка, поди сюда. Скажи дяде считалку.
Вовик, переваливаясь из стороны в сторону в своем красном комбинезоне, подошел к
скамейке. Ритмично ударяя по ней лопаткой, он продекламировал:
«Я зверек
И ты зверек,
Я мышонок,
Ты хорек.
Ты хитер,
А я умен,
Кто умен,
Тот вышел вон...».
— Какая же это считалка, когда это стихи писателя Маршака?— строго заметил
Зубанков. — У тебя и книжка такая есть — «Сказка об умном мышонке».
— Нет, считалка, — прошептал Вовик, косясь на Груздева.
— Какая разница, все равно молодец!» — воскликнул Груздев и погладил мальчика по
головке, — Как ты говоришь: «Я зверек, а ты хорек»?
— Нет, нет! «Я зверек и ты зверек...»
— Ах, да! — И Груздев на этот раз уже правильно повторил считалку.
Вовик вернулся к песочнице, а на скамейке наступило молчание.
— А почему нх раньше не было?—неожиданно встрепенулся Зубанков. — Ведь об"
ходились же как-то без них?
— Если они есть, то и раньше были. Глеб! Вот оцарапает тебя кошка, будешь тогда
знать!
— Ну, пока.— Зубанков встал, подозвал Вовнка и пошел с ним к выходу из сквера.
А Груэдев остался. В соответствии с графиком, разработанным знакомым педиатром,
кандидатом наук, прогуливать Глеба следовало еще целых сорок пять минут. Груздев
сидел на скамейке н, зажмурив глаза от яркого- майского солнца, повторял про себя
считалку, которой его обучил Вовик.
Короткие заметки
Ведьмина метла и тальк
Ведьмина метла — это не мистическое
приспособление, а прозаический пучок
коротких сильноветвящихся побегов,
уродующих ствол дерева или его ветвь.
Сродни метлам так называемые капы на
березах. Родственники они потому, что
появляются после повреждения дерева
животными, морозом или при воздействии
канцерогенных веществ. Поэтому капы и
метлы нередко сравнивают с раковыми
опухолями животных. Это тем более
правомерно, что кап и метла угнетают рост
дерева-хозяина.
Недавно сотрудники Института
экологии растений и животных В. Плотников и
Л. Семериков занялись обследованием
березовых капов и сосновых ведьминых
метел в лесах Ильменского заповедника.
Из нх сообщения в «Докладах Академии
наук СССР» A976, № 2) следует, что
болезненный нарост уродует трн из тысячи
берез. Однако, если белые стволы стоят
среди сосен, капы появляются вдвое чаще.
Объяснить этот феномен пока не удалось.
Ведьмина метла — редкость по
сравнению с капами: метла портит лишь одну
сосну из тысячи. Метла чересчур
урожайна, она дает больше шишек, чем вся
крона могучего дерева. Но сосенки, выросшие
из таких семян, нежизнеспособны, они
обречены на скорую гибель.
И вот что грустно: в местах, куда ветер
доносит атмосферные выбросы
расположенного неподалеку талькового
комбината, ведьмины метлы встречаются на 15%
чаще.
Неужели тальк уродует деревья? Не
разделят ли с тальком эту печальную
славу другие вещества?
С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ
Самолеты из графита
На вопрос о том, что нам дают весьма
дорогостоящие космические исследования,
обычно отвечают перечнем работ, которые
ведутся или будут вестись в недалеком и
даже далеком будущем с помощью
космических аппаратов. Непременно
упоминаются метеорологические спутники,
телевизионная система «Орбита», изучение из
космоса геологического строения Земли.
Между тем есть еще одна вещь,
упоминаемая гораздо реже, но имеющая очень
важное значение: космические
исследования стимулируют развитие многих не
космических отраслей. Вот один нз
последних примеров, о котором писал
недавно журнал «Aviation Week and Space
Technology» A976, № 4). До сих пор
композиционный материал, состоящий из моно-
кристаллическнх нитей графита (усов),
связанных эпоксидной смолой, применялся
только для космоса — нз него делали
некоторые детали ракет. Оно н понятно:
килограмм графитового волокна — самого
прочного в мнре — стоил в 1970 году
более 2000 долларов. Но шло время,
производство графитовых усов развивалось, и
это привело к тому, что уникальный
материал подешевел раз в двадцать. И
начались опытные работы по нспользованню
его в самолетостроении вместо
алюминиевых сплавов.
Выгода такой замены безусловна. Во-
первых, новый материал не подвержен
коррозии. Во-вторых, он намного легче.
В-третьих, конструкция разных узлов
становится проще, уменьшается число
деталей. В-четвертых, уменьшается
трудоемкость изготовления самолетов. В-пятых,
раз самолет будет легче, ему понадобится
меньше горючего, летать станет дешевле,
а воздух будет чище..
Прошло всего полвека с тех пор,, как
деревянные аэропланы превратились в
алюминиевые самолеты. Весьма вероятно,
что скоро авиация станет графитовой.
Д. АНДРЕЕВ
125
Кто же был раньше?
В каждой клетке растений, животных и
человека есть своеобразные
внутриклеточные структуры — митохондрии. Они
играют очень важную роль в жизни клетки —
именно здесь образуется АТФ.
Особенность митохондрий состоит в том,
что они пользуются внутри клетки
некоторой автономией. Они самостоятельно
синтезируют белок, имеют в своем составе
собственную ДНК, даже размножаются
сами по себе — в общем, ведут себя так,
как будто это не часть клетки, а некий
самостоятельный организм, живущий с
клеткой в симбиозе. В этом схожи с
митохондриями и хлоропласты — аналогичные
структуры растительных клеток, в
которых тоже происходит важнейший д'ля
жизни растения процесс — фотосинтез.
В последнее время и в научной, и в
научно-популярной литературе оживленно
обсуждается предположение о том, что if
митохондрии, и хлоропласты — это if в
самом деле не просто часть клетки, а
потомки самостоятельных живых организ
мов — бактерий и сине-зеленых
водорослей, которые когда-то проникли в клетки
и приспособились к жизни внутри них.
А недавно появилась совершенно новая
и, пожалуй, еще более оригинальная
гипотеза. Авторы ее, сотрудники Института
биологии развития АН СССР и МГУ
А. И. Зотин, Н. Д. Озернюк, А. А. Зотин
и В. А. Коноплев, считают, что дело
обстояло как раз наоборот: не митохондрии
возникли из бактерий, а бактерии —
потомки раскрепощенных митохондрий
(«Журнал общей биологии», 1975.
т. XXXVI, № 2).
Термодинамические расчеты авторов
показывают, что первыми из «первичного
бульона», скорее всего, возникли не
микроскопические живые системы типа бактерий,
а крупные скопления живого вещества —
протобионты. А уже внутри нх могли
появляться живые системы поменьше,
наподобие митохондрий — вероятность их
возникновения здесь намного выше, чем
непосредственно в «бульоне». После гибели прото-
бнонтов эти системы выходили на свободу
и превращались в бактерии.
Пока еще это только гипотеза. Старый
спор о том, что было раньше — курнца
или яйцо, продолжается на современной
основе...
Пи1^ут;
...с помощью
дифракционной линзы можно
фокусировать рентгеновские лучи
(«Доклады АН СССР»,
1976, т. 227, № 4, с. 827)...
...молоко от коровы,
подоенной вручную, содержит
лишь 0,002 части кадмия на
миллион, а молоко
машинной дойки — 0,1 части
кадмия на миллион («Feed-
stuffs», 1976, т. 48, № 3,
с. 30)..
...при остром лучевом
поражении уменьшается
электрический заряд эритроцитов
(«Радиобиология», 1976,
XVI, вып. 1, с. 140)...
...электрическое поле
напряженностью 107 в/м
может служить для защиты
экипажа космического ко
рабля от излучения
(«Космические исследования»,
1976, т XIV, вып. 1,
с 126)...
...часы, в которых датчиком
времени служат стоячие
электромагнитные волны в
сверхпроводящем
волноводе, могут быть в 50—500 раз
точнее часов на основе во
дородного мазера («Science
News»; 1976, т. 109, № 11,
с. 167)..
...организация и функции
головного мозга человека и
обезьяны одинаковы
(«Medical Tribune and Medical
News», 1976, т. 17, № 8,
с. 9)...
...запасы урана на Земле
могут исчерпаться раньше, чем
будут исчерпаны залежи
нефти («The Observer», 23
мая 1976 г.)..
Человек,
вы чем-то взволнованы?
Даже при разговоре по телефону мы
способны почти безошибочно распознать
эмоциональное состояние собеседника.
Но что именно дает нам основание
судить о состоянии человека по его голосу?
Смысл слов? Но порой бывает достаточно
нескольких междометий, даже одного
выразительно произнесенного «О!» или «А!»...
Оказывается, действительно,
одна-единственная гласная позволяет распознавать
эмоиии человека. Исследователи из
Института высшей нервной деятельности и
нейрофизиологии АН СССР обратили
внимание на то, что на формирование гласных
звуков оказывают влияние два фактора —
состояние голосовых связок н резонансной
системы носоглотки. (Недаром же, скажем,
от волнения у человека перехватывает
горло.) А эти факторы можно оценить
численно, анализируя произносимые
звуки. И оказывается, различному
эмоциональному состоянию соответствуют
определенные области изменения этих двух
величин.
Чтобы выявить эти области, ученые
предлагали актерам читать тексты,
мысленно представляя себе ситуацию, в
которой может возникнуть та или иная
эмоция, причем в эти тексты наряду с
другими словами входило слово «понял».
Анализ звука «о» из этого слова позволил
найти области, в которых характеристики
состояния голосовых связок и резонансной
системы носоглотки различались при
разных эмоциональных состояниях дикторов.
А затем аналогичным образом были
проанализированы звуки «о» из того же
слова, произносимого парашютистами перед
прыжком («Вас понял!»), в момент силь
ного реального напряжения эмоций. И
оказалось, что величины, характеризующие
состояние речевого аппарата
парашютистов, точно указывают на их состояние.
Так что не исключено, что в будущем,
когда с ЭВМ можно будет
непосредственно разговаривать, от машины удастся
услышать сочувственный вопрос: «Человек,
вы чем-то взволнованы?»
В. БАТРАКОВ
^Ё*
***-2Ь- '*&4$&&г^
В. П. КОВАЛЕВСКОМУ, Симферополь: Реакция серебра
с азотной кислотой сложна, она идет с образованием про-
межуточных соединений, и водород металл не вытесняет;
так что ряд напряжений тут не при чем.
И. ФЕДОРЕНКО, Костромская обл.: Вентильный эффект
(пропускание тока в одном направлении) подробно описан
в книге Л. Юнга «Анодные оксидные пленки», «Энергия»,
Л., 1967.
A. Г. МИКИТЧЕНКО> Новомосковск Тульской обл.: Для
окраски внутренних поверхностей фото- и кинокамер, а
также иных оптических устройств рекомендуется матовая
краска из смеси клея БФ с черной гуашью.
B. П. БЛАГОВУ, Харьков: Обозначение мг%
(миллиграмм-процент) расшифровывается так: число
миллиграммов того или иного вещества в 100 г продукта.
И. К. РИТТЕРУ, Рига: Аптечный сок подорожника
готовят прессованием из свежесобранных листьев подорожника
большого и надземной части подорожника блошного.
C. К. ДОВЯНСКОИ, Воронеж: Ни в ягодах рябины, ни в
рябиновом соке синильной кислоты нет.
В. КОНЕВУ, Рязань: В квашеной капусте действительно
много витамина С, поскольку его немало и в свежей
капусте (примерно столько же, сколько в лимоне), а при засолке
аскорбиновая кислота разрушается незначительно.
ЛЕБЕДЕВЫМ, Саратов: Единственно приемлемый в
домашних условиях способ повысить растворимость сахара —
нагреть воду, желательно мягкую, до кипения, то есть,
попросту говоря, приготовить сахарный сироп.
К. П. КАСАТКИНУ, Киев: Ваш совет — жевать петрушку,
чтобы отбить запах чеснока,— доводим до сведения
читателей.
Г. М. ЗАХАРОВУ, гор. Орел: Превращение аммиака в азот
и водород было бы расточительством (очень уж дорого
дается синтез его из тех же газов), а в углекислый газ —
несбыточной мечтой (по причине отсутствия в аммиаке
углерода).
И. Щ-НОЙ, Калиннград: Без врача — никакой диеты для
похудения, в том числе и с обильным потреблением мине-
ральной воды.
В. К-, Курганская обл.: И не убеждайте — все равно ваш
вечный двигатель не вечный.
Редакционная коллегия:
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
Н. М. Жаворонков,
Л. А. Костандов,
Н. К. Кочетков,
Л. И. Мазур,
В. И. Рабинович
(ответственный секретарь),
М. И. Рохлин
(зам. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
Б. Г. Володин,
М. А. Гуревич,
В. Е. Жвирблис,
М. М. Златковский
(худ. редактор),
A. Д. Иорданский,
О. М. Либкин,
B. С. Любаров
(главный художник),
Э. И. Михлин
(зав. производством),
Д. Н. Осокина,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
В. К. Черникова
Номер оформили
художники
А. В. Астрин,
П Ш. Басыров,
А. Я. Гладышев,
Ю. А. Ващенко,
Н. В. Маркова,
Е. П. Суматохин,
С. П. Тюнин
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва В-333.
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29
Корректоры
Л. С. Зенович, Г. Н. Нелидове
Т 14359.
Сдано в набор 18/VI 1976 г.
Подписано к печати 29/V11 1976 г
Бум. л. 4. Усл. печ. л. 10.4.
Уч.-изд. п. 12,2.
Бумага 70X108'/ie
Тираж 275 000 экз.
Цена 40 кол. Заказ 1420.
Чеховский полиграфический
комбинат Союзлолиграфлрома
при Государственном комитете
Совета Министров СССР
по делам издательств, полиграфии
и книжной торговли.
г. Чехов Московской области
© Издательство «Наука»,
«Химия и жизнь», 1976 г.
IP*6
Что снится курице?
W
Куры спят на насесте, без подушек и одеял. И все-таки
они спят, как люди: птичья ночь тоже складывается из
чередующихся медленного и быстрого снов. Так
называемый медленный сон, с которого и начинаются
объятия Морфея, само блаженство — расслабляются
мышцы, реже дыхание, пульс. На смену блаженству
приходит быстрый сон: под закрытыми веками быстро
двигаются глаза, растет температура мозга, подрагивают
мышцы. Потом снова медленный сон, потом — быстрый.
И так до утра.
У людей цикл из медленного и быстрого снов
занимает полтора часа, у кур — минуты. Значит, нх по
ночам чаще бросает из жара в холод. Но еще хуже
мимолетность куриного быстрого сна (от 3 до 15 секунд). -.
Чем же это плохо? Да тем, что сны снятся не когда по-,,
пало, а во время быстрой фазы сна. Что успевает
плениться курице, науке пока неведомо. Допустим, Veu
снится полная кормушка зерна или обида, нанесс
петухом. Увы, ни то ни другое не может крепко
житься в ее памяти — сон куцый, несколько мгновс
Правда, введением химических препаратов удав ал с
продлить куриные сны до двух минут.
Зоологи утверждают, что чем длиннее быг
.Tgw толковее животные, тем их легче Др€ < с*й
яком случае, тупиц с коротким быст
ие свинки, кролики, антилопы),
трудно. Любопытно,
отелей курятник
/У
W *
/4'
^
Среди нейрофизиологов и психологов долгие годы не стихают
споры о функциях полушарий головного мозга. Считалось
установленным, что зоны речи, а также чтения и письма — если можно так
выразиться, зоны грамотности — расположены в левом полушарии
(у левшей — в правом), а прочие высшие психические функции
возложены на оба полушария, которые как бы дублируют друг друга.
Количество исследований, посвященных функциям полушарий
головного мозга, непрерывно растет. И недавно эти
представления удалось существенно уточнить. Психологи подметили такой
факт: при активной работе правого полушария (его активировании)
глазные яблоки поворачиваются влево, и наоборот. Это позволило
поставить довольно интересный психологический опыт.
Испытуемым давали задачи четырех типов: логические, например
каноническую школьную задачу о двух путешественниках;
пространственные— о сечениях геометрических фигур; эмоциональные (как
вы поступите, если...?); наконец, задачи чисто речевые — сколько
букв «о» в слове «корова»? Чтобы участники эксперимента не
испытывали нервного напряжения, которое могло исказить результаты,
испытуемых обманули — им сказали, что исследование предпринято
для проверки слуха.
С высокой степенью достоверности удалось установить, что при
решении логических и речевых задач, требующих точного,
конкретного мышления, активировалось левое полушарие, при решении
задач эмоциональных — правое. Иными словами, лирика справа,
физика слева.
П&£8н$&$?.**
Издательство
«Наука»
Пснв 4П коп