Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
5
1984


{Г р ГС> '-- Г'М. V-JCT ш до „.^даОГ * *
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ Ежемесячный научно-попупярный журнап Академии наук СССР Издается № 5 Май с 1965 года Москва 1984 27 мая — День химика Размышления Проблемы и методы современной науки Обзоры Проблемы н методы современной науки Гипотезы Земля и ее обитатели Живые лаборатории Элемент №... Справочник Болезни и лекарства Справочник Полезные советы химикам Спорт Фантастика Ю. А. Фурманов. ПО ДОРОГЕ НА НАУЧНУЮ РАБОТУ Г. Ф. Мучник. УПОРЯДОЧЕННЫЙ БЕСПОРЯДОК. УПРАВЛЯЕМАЯ НЕУСТОЙЧИВОСТЬ Л. И. Воробьева. ПОЛЕЗНЕЙШИЕ ИЗ АНАЭРОБОВ А. И. Розловский. НЕОБЫКНОВЕННЫЕ СЕКРЕТЫ ОБЫКНОВЕННОГО ПЛАМЕНИ Ю. М. Малиновский. ВОЛНЫ ЖИЗНИ В. Ф. Чубуков. ВОЛНЫ СМЕРТИ? Г. Серов. СТРИЖИ В СКВОРЕЧНИКЕ А. Ромашова. ФЕНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРЕДСКАЗАНИЯ В. А. Илле. ТРОСТНИК Ю. Б.-Овчинников. САНИТАРЫ НАШИХ ВОД Ю. А. Лебедев. ИСТОРИЯ О ТОМ, КАК СВИНЕЦ ПРИОБРЕЛ КОЛЕСА И ЧТО ИЗ ЭТОГО ВЫШЛО ХИМИЧЕСКИЕ И БИОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА БОРЬБЫ С ВРЕДИТЕЛЯМИ, БОЛЕЗНЯМИ РАСТЕНИЙ И СОРНЯКАМИ, РАЗРЕШЕННЫЕ ДЛЯ ПРОДАЖИ НАСЕЛЕНИЮ В 1984—1987 гг. (окончание) А. Л. Рылов. МОДЕЛИ ОБМАНУТОГО МОЗГА И. М. Скурихин. НАПИТКИ А. Д. Зисельсон. ПОЛЛИНОЗ, ПО-СТАРОМУ — СЕННАЯ ЛИХОРАДКА А. Е. Арбузов. РУКОВОДСТВО ПО САМОСТОЯТЕЛЬНОМУ ИЗУЧЕНИЮ СТЕКЛОДУВНОГО ИСКУССТВА (продолжение) М. 3. Залесский. ПРЫЖОК ВЫШЕ ГОЛОВЫ (окончание) В. Покровский. САМАЯ ПОСЛЕДНЯЯ В МИРЕ ВОЙНА 2 10 19 26 31 35 36 38 43 44 46 50 56 61 65 69 80 86 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ о ИНФОРМАЦИЯ ПРАКТИКА БАНК ОТХОДОВ КНИГИ ОБОЗРЕНИЕ КОНСУЛЬТАЦИИ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ пишут, что... ПЕРЕПИСКА 18, 30, 64 24 29 53 54 73 74 85 93 94 96 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок Г. Ш. Басырова к статье «Фенологи пред ска зыва ю т». НА ВТОРОЙ СТРА НИЦЕ ОБЛОЖКИ — работа словацкого художника-любите ля Ф. Благи. Бродячий стекольщик, шагающий по деревенскому проселку, и сам изображен на стекле. Научиться приемам работы с этим замечательным материалом читателям помогут публикуемые в журнале отрывки из книги А. Е. Арбузова «Руководство по самостоятельному изучению стеклодувного искусства».
р иления По дороге на научную работу Доктор медицинских наук Ю. А. ФУРМАНОВ > ШШУ
«Жизнь и мнения научного работника», «В настоящей науке не место посредственности», «Общество вынуждено идти на риск» — так назывались напечатанные в № 12 за прошлый год статьи, посвященные организации труда исследователей. Дальнейшее ее совершенствование необходимо для более полного использования научного потенциала страны. Предлагаемые читателям заметки продолжают эту тему. В длиннющем «Икарусе» было светло и прохладно, как бывает ранним весенним утром; читать не хотелось. Что ж, есть время поразмышлять — о своем деле, о жизни, о науке. Поразмышлять откровенно, тем более что докторская уже позади и ближайший конкурс на занимаемую должность вроде бы не страшен. Никто, наверное, не испытывает такого чувства робости и окончательной своей бездарности, как человек, обдумывающий то, что после должно воплотиться в строки. Каждая мысль кажется началом творческого конца, а следующей просто не будет — испарится вдохновение. Но время идет, мысли выстраиваются в цепь, приковывают тебя нерасторжимостью логики, непрерывностью жизненных ситуаций. Так воспользуемся удачным случаем, выскажем прилюдно и очевидные, и спорные взгляды — все, что придет в голову по дороге на научную работу, благо так спокойно в раннем автобусе, вот и место у окошка нашлось... ЗИМНЯЯ «РАДУГА» — Амосов есть? — таким вопросом сражали заиндевевшие читатели видавших виды киоскерш «Союзпечати». Амосова уже не было — в прошлом году киевляне раскупили февральский номер журнала «Радуга» почти мгновенно. Опоздавшие, впадая в панику, устремлялись из центра города к периферии, надеясь застать, купить и прочитать главы из новой «Книги о счастье и несчастьях». Кто же мог предположить, что полгода спустя «Наука и жизнь» начнет печатать ту же книгу... Там, в зимней «Радуге», я нащупал спасательный круг — слово «самовыражение». Как ни плотно топчемся мы на крошечном пятачке планеты, задевая друг друга сумками и зачехленными лыжами, ненамеренно влезая в чужие фотокадры, как ни наталкиваемся на себе подобных в самых укромных уголках при* роды, как ни проницательно судим о людях по первому или десятому впечатлению — мы так мало знаем друг о друге. Болеем одними болезнями, читаем те же книги и смотрим те же фильмы, а вот внутренний мир каждого скрыт иногда и от самых близких. Но, может, так и надо? И не достаточно ли калейдоскопа лиц в транспорте, дежурного «Здрасьте» или формального «Как дела?», чтобы составить себе общее впечатление о происходящем, отработать положенное и — «Привет»? Но мы же тянемся к общению, выступаем на собраниях и конференциях, лфбим посидеть после работы за неспешным разговором, чем-то делимся с женой и чему-то учим детей — значит, нам надо быть услышанными. Можно сделать такой торт, чтобы за ним гонялись, а можно спечь нечто безликое под тем же названием. Можно отрегулировать клапаны «Жигулей» до ритмичности часового механизма, а можно устроить халтурное разноголосье. Можно, наконец, в конце исследования отчитаться так, что комар носа не подточит, а можно признаться, что диссертация сорвана и на премию рассчитывать нечего, зато наметился новый путь исследования. И так можно, и этак. Там, где честно, от души — это и есть самовыражение кондитера, автослесаря, ученого. Вот чем ценны для меня амосовские идеи — отсутствием двусмысленных полутонов. Они не бесспорны, но не оставляют места дилетантским толкованиям, и в том их сила. А если бы Амосов в свое время остался очередным добросовестным диссертантом? Но как быть большинству — тем, у кого не хватает литературных способностей, кто неважно рисует, скверно ваяет, неспособен к музыке и вообще не умеет выразить наболевшее художественными средствами? Им остается проявить себя напрямую в своем профессиональном деле. Например, в диссертации, если речь идет о научных делах, в публикациях и докладах, то есть всеми доступными способами. Доступными? Ну-ну... 1* 3
ЗАЩИТИМСЯ? Как-то по нашему институту ходил приехавший издалека непризнанный гений, занимавшийся пересадкой кожи. Ему очень хотелось обосноваться на киевской земле, и он предлагал всем сомневающимся: «Сошьемся?» Желающих не нашлось, и разочарованный гений отбыл ВОСВОЯСИ. Не так ли и научные руководители, жаждущие признания — не себе даже лично, а своему делу,— предлагают сотрудникам: «Защитимся?» Заранее известно, на какую нервотрепку обрекает такое решение, сколько не относящейся и близко к науке работы предстоит сделать диссертанту. А по замыслу все верно: утверждается тема, публикуются поэтапно результаты, пишется и защищается сам Труд. Пусть непросто со статьями, все равно выход найдется: часть можно уложить для количества в какой-нибудь ведомственный сборник, который никто и не возьмет с библиотечной полки, а кое-что, самое важное, опубликовать в настоящем журнале, хотя все понимают, сколько там желающих самовыразиться. Но когда- нибудь все искупается целью — Диссертацией. Вот лежит она в неброской коленкоровой обложечке, как бы отражающей скромность диссертанта, и ждет... Сейчас стало строже, а вот раньше, до реформы ВАКа, было слишком много желающих не столько самовыразиться в диссертации, сколько без лишних хлопот получить искомую степень. До сих пор вспоминаю историю об одном директоре очень южного медицинского института, сочинявшего по дороге в очень северный город, к своему научному руководителю, протоколы никогда не проводившихся экспериментов на животных. Конечно, собакам повезло, но каково людям, которых по такой методике лечили бы?' Но теперь требования ужесточены, вырыты рвы и возведены стены, все конкретизировано и учтено: упразднены руководители научно сформировавшихся докторантов, введена предельная гласность, повышена строгость при приеме кандидатских экзаменов (теперь их и в шутку не назовешь минимумом), выпускается специальный бюллетень, отражающий любые изменения в многогранных ВАКовских требованиях. Границы науки на замке, ни один нарушитель не преодолеет контрольную полосу незамеченным. И все стало на места? Поначалу ученые Советы едва ли не бездействовали — так мало было желающих испытать судьбу при новых требованиях. Когда я как раз в период перемен приехал в столицу подавать свой докторский труд, знакомый профессор- хирург сказал без обиняков: «Ты что, не мог подождать, пока уляжется?» Теперь-то, кажется, улеглось, от диссертантов снова нет отбоя, ибо поняли: любые требования можно выполнить, если набраться настойчивости и мудрого терпения. Повсюду несут вахту бдительные ученые секретари, им известны все новации, все тонкости непростой процедуры защиты. Но от чего защиты? — ведь так тоже можно спросить. От придирок официальных и «черных» оппонентов? Или от строгих правил института информации, где переснимают диссертации на пленку, чтоб не занимала места? Да навряд ли. Тогда, наверное, защита чего-то — своих убеждений, спорных суждений, собственной правоты и оригинальности. Пожалуйста, не улыбайтесь снисходительно. Я тоже знаю, что на защите не оригинальничают, что скромность — украшение диссертанта. Как будто нет в науке других украшений. НАУЧНАЯ СИСТЕМА МЕР И ВЕСОВ Когда работа еще только планируется, самым тщательным образом смотрят, чтобы она была непременно выполнена. Стоп! Не значит ли это, что она будет сделана любой ценой? И правда, кому охота отвечать за недовыполнение или включать в план исследование, построенное на рисковом поиске? Есть негласное мнение, что планировать нужно исследование, уже выполненное процентов на шестьдесят. Некоторые диссертанты понимают происходящее буквально — планировали, вот теперь и дотягивайте! Не сделанная в срок диссертация портит плановые показатели. После утверждения темы за все в ответе ее руководитель, а то и директор института. И чем сильнее на них жмут сверху, тем слабее вожжи в их руках: «Заканчивай наконец, не можешь — поможем, навалимся всем миром, только быстрей!» И пошла гулять работа по оппонентам (не всегда внимательным), по предварительным обсуждениям (не всегда требовательным) — надо же помочь хорошему человеку. А если что не так — ВАК разберется... Разберется ли? 4
Диссертация предполагает предварительное напечатание основных сведений — гласность соблюдается и таким образом,— а совет специальным голосованием утверждает «соответствие». Но стоит ли гнаться за числом статей и тезисов одноразового употребления? Напечатать бы в журнале реферат диссертации с основными выводами — специалисты разберутся, а если будет интересно, то запросят подробности, выступят с дискуссией. Вот такая реакция и будет свидетельством того, что ис- • следование актуально. Если же не вызовет диссертация отклика, то зачем ее защищать? О кандидатских экзаменах и повторяться неудобно. Но все-таки: они отражают деловые качества соискателя, способность к анализу и обобщению научных фактов? Боюсь, что сдача пресловутых «тысяч», даже экзамен по специальности — простое школярство. Если же не так, то давайте обяжем соискателей делать хотя бы часть доклада на иностранном языке, а членов совета задавать хотя бы часть вопросов не по- русски. Язык умирает без общения, а во многих ли учреждениях сотрудники общаются между собой по-английски (о латыни уже не говорю) не всегда, так изредка? Кто хочет знать язык, выучит его сам, а кто не хочет — все равно сдаст кандидатский минимум... Не все просто и с руководителями. Исчезли руководители докторских диссертаций, хотя понятно, что и темы с неба не падают, и направление работ не возникает само по себе. У будущих кандидатов, к счастью, руководители предусматриваются, но почему-то в единственном числе, а делать диссертации на стыке наук (те самые, которые, говорят, как раз и соответствуют требованиям нынешнего дня) опасно: пригласить второго руководителя или консультанта — значит защищать диссертацию сразу по двум специальностям и по двум же специальностям сдавать экзамены. Кто хочет усложнять себе жизнь? ЗНАНИЯ О ЗВАНИЯХ ВАК строго следит за тем, чтобы в свое время и на законных основаниях после защит кандидатских происходила трансформация в старшие научные сотрудники, а докторских — в профессора. Старший научный сотрудник получает повышение в зарплате, доктор, ставший профессором,— никакого. Раньше, чтобы получить диплом профессора, нужно было подготовить в качестве руководителя (или даже консультанта) трех кандидатов наук, теперь — не меньше пяти, причем по своей основной специальности. В вузе, правда, проще: докторский диплом плюс педагогический стаж — и вчерашний соискатель довольно скоро становится профессором. А нужна ли вообще пестрота званий, должностей и дипломов, в которых со стороны и разобраться нелегко? Ну, попытаемся. В медицинском вузе работают преподаватели, ассистенты, доценты, профессора. В медицинском НИИ — врачи-лаборанты, просто врачи, младшие научные сотрудники, иногда инженеры, старшие научные сотрудники, руководители отделов, отделений и лабораторий. Там и тут — без степени, кандидаты наук, доктора наук. Здесь все намеренно перетасовано, а теперь, как в пасьянсе, начнем складывать— масть к масти, туза к тузу. Кандидатская степень может повысить ассистента или преподавателя в доценты, докторская — доцента в профессора. В НИИ кандидатская может врача или младшего научного сотрудника сделать старшим, но докторская никого в профессора не произведет. Впрочем, чем старший отличается от доцента, а доктор от профессора, можно только догадываться — знаю немало врачей, имеющих оба диплома. В институте клинического профиля одинаково дежурят врачи и младшие научные сотрудники, но переработка оплачивается только врачам, а младшие даже за вредность не получают. НИИ разделены на три категории, хотя невозможно понять, почему в институте хирургии меньшие отпуска, чем в теоретическом институте АН или АМН, не говоря уже о зарплате. Диплом кандидата или доктора наук дает определенную прибавку к зарплате, но диплом доцента или старшего никого ни от чего не гарантирует: в принципе старшего можно понизить в младшие, доцента — в ассистенты. Как, разобрались? Когда мне или иному доктору хотят польстить, называют профессором. Почему-то приятно, хотя не влияет даже на будущую пенсию. Чтобы мне в обозримом будущем действительно стать* профессором, надо укоротить собственную активную научную жизнь лет на пять- десять — если на каждого кандидата потратить (по самым скромным меркам) год-другой. Стоит ли? 5
НЕ РЕНТА, НО АВАНС А вот подумать обо всем этом стоит — сообща, а особенно тем, от кого зависит рост научных кадров в стране, а значит, ее научный потенциал. Подумать спокойно, доброжелательно и, не откладывая на потом, устранить несоответствие и путаницу, поставить всех в равные условия. Сколько уже говорено, что и в науке надо платить за фактически выполняемую работу — не обязательно законченную, пусть поисковую,— а тягу к знаниям поощрять одной-двумя степенями и, скажем, вдобавок нагрудным значком. Сам бы носил такой знак с удовольствием, честное слово. И за руководство отделением не прочь получить чуть большую зарплату — за руководство, а не за разницу в званиях. В статьях, которые печатались в «Химии и жизни», по этому поводу высказывались мнения прямо противоположные. Позвольте сказать свое. Надо ли защищать диссертацию? Надо. Но пусть она будет не пожизненной рентой, а авансом, который не дает особенных финансовых преимуществ. Тогда меньше будет в науке людей, путающих научные достижения с банальным карьеризмом. Снимать плановый урожай остепенившихся куда легче, чем регулировать судьбу науки, да толку-то? И к тому же, если аванс, а не рента, то, наверное, отпадет надобность в жестких бумажных требованиях и процедурных условностях, над которыми мы и приподымем сейчас занавес. ЖИЗНЬ — СЦЕНА, ЛЮДИ — ДИССЕРТАНТЫ Писание диссертационной работы потеряло ныне некоторые признаки творческого процесса, зато приобрело конкретность, что, конечно, облегчает труд рецензентов и оппонентов. Все предопределено, как события в иных современных пьесах: формат страниц, количество знаков, величина полей сверху, снизу, слева и справа, отсутствие ошибок и помарок, величина вписанных цифр, размещение фотографий. Так и кажется, что диссертация — это что-то вроде экзаменационного задания для делопроизводителей. Даже тираж авторефератов регламентирован, и, вместо того чтобы широко знакомить заинтересованных лиц с добытыми результатами, диссертант скрупулезно подсчитывает, хватит ли экземпляров членам совета, которые, кстати, после защиты забудут авторефераты на столах. Эти-то экземпляры и становятся личным достоянием новоиспеченных кандидатов и докторов. Пишу об этом л уверенно —, сам отказывал коллегам, которые действительно интересовались моей работой. Боюсь, они подозревали меня (и не без оснований) в необоротистости — в конце концов, другие как-то договариваются и выколачивают лишние, но, может быть, самые необходимые экземпляры. Да, строгости ВАКа дают о себе знать: диссертанты подтянулись, откровенно слабые работы редкость, заслоны на пути халтуры ощутимы. Хочешь не хочешь, но твоя работа после копирования останется в наследство грядущим поколениям, что уже само по себе предостерегает... Но как легко возросшую требо- • вательность подменить пустяшной придирчивостью, свести все к соблюдению не духа — хорошего духа! — а буквы: к качеству, скажем, бумаги и копирки, которых то и дело нет в продаже. И порой главным действующим лицом становится не научный факт, а его облачение. Полагаются акты внедрения — доставь! Доставь немедленно, ведь диссертант зависит от толкования ВАКовских инструкций примерно так же, как водитель, доказывающий инспектору ГАИ, что он проскочил перекресток «еще на желтый». Пробовали когда-нибудь? Но только бы это! Инструкции ограничивают объем диссертаций: сказано же 150 страниц, а у тебя 158 — расплетай после переплетчика. А если диссертанту есть что сказать людям еще на восьми страницах? Не всякая же диссертация перевоплощается в монографию. Но безжалостно трещит коленкоровая обложка, выдираются страницы, забивается нумерация — труд, достойный научного работника. И еще удивляемся — откуда у этих свежеиспеченных ранние инфаркты: не успел даже утверждения получить — и рраз! Бегать-то от инфаркта, для продления жизни начинаем после утверждения. А как нарядна процедура защиты! На столах цветы, все сияет. В зале лучшие специалисты в данной области, убеленные и удостоенные; они способны (хочется в это верить) по докладу длиною в 15—20 минут и по автореферату, спрессованному, словно искусственный алмаз, а также по другим неуловимым признакам оценить достоинства работы и соискателя, мнения оппонентов, отзыв 6
руководителя, а также все происходящее. Но кто это там, бледный, с блуждающим взором? Чья похудевшая шея болтается в воротничке рубашки? Ба, да это сегодняшний именинник! Его взор обращается то к научному руководителю (если бы тот мог сам ответить на вопросы!), то к медленно собирающемуся совету. Сколько же он успел сделать: оформил все документы, своевременно получил рецензии, организовал отзывы на автореферат, выдержал придирки руководителя к докладу и своему облику (синий галстук к красной рубашке в день защиты неуместен) — и вот, решающий час наступил. Нет, не могу далее описывать процедуру — вы и сами, наверное, ее знаете, да и журнал не даст столько места, сколько по праву заслуживает предстоящая битва. Так что скажу коротко, что диссертация «отвечала», что руководитель тактично намекнул на способности и трудолюбие своего подопечного, что оппоненты сочетали строгость с доброжелательством и что даже неудачный ответ на особо въедливый вопрос был отнесен на счет естественного волнения. Все закончилось единогласным голосованием, и настало время великой передышки — между отсылкой документов и решением ВАК. И теперь-то... Оглядимся и обнаружим: — запущенную во время подготовки диссертации научную работу; — разболтавшихся сотрудников (если таковые имеются), отвыкших от твердой руки шефа; — не выполненные, пусть и по уважительной причине, общественные поручения; — детей, забывших отцовскую (материнскую) ласку; — не ухоженную жену (мужа, родителей); — финансовые бреши, возникшие во время приобретения стандартной бумаги, печатания диссертации, фотографий и слайдов, переплетений и расплетений работы, поездок к оппонентам в другие города и, наконец, празднования дня тезоименитства, совершенно случайно совпавшего с днем защиты; — неосуществленные проекты и несбывшиеся замыслы... Если диссертант работал честно, то все в конце концов будет в порядке. Только нужно ли все это было? Вот вопрос, который я снова и снова задаю себе. Направить бы хоть часть этих огромных финансовых и энергетических затрат на выработку простой, четкой и разумной системы, которая позволит оценивать вклад научного работника без казенщины, церемонных раскланиваний и томительного ожидания решений ВАКа. А мы проголосуем за разумное всем миром и кончим разговоры. ВРЕМЯ КИДАТЬ КИРПИЧИ А все же, что ни говорите, счастье завершённого дела, да если оно еще далось с лишениями,— великое счастье. Вопреки наивным представлениям, жизнь, отданная науке, не бывает легкой или безоблачной, даже если в научной карьере все уложено в твердую схему. Впервые я задумался об этом в горькую осеннюю ночь, когда дежурил возле оперированной собаки, которой заменил- пластмассовым протезом дыхательную трубку — от гортани до бифуркации трахеи, разветвления ее на главные бронхи. Я был очень молод тогда, счастлив, что попал на работу в настоящий институт на фантастическую для начинающего врача должность младшего научного сотрудника. Идея, как сделать протез бифуркации, пришла в голову внезапно — вскочил ночью и зарисовал на случайном клочке бумаги приснившуюся конструкцию. Рассказали бы такое — не поверил. Первые собаки умирали, потом, другие, жили долго. Диссертацию написал за два года, еще год стоял в очереди на защиту, год ждал утверждения. С разбега стал работать над докторской: хотел заменить животным всю трубку, вместе с главными бронхами. Но не тут-то было: заведующий взывал к сознательности, не давал животных, и я уступал место за операционным столом молодым товарищам, которые только собирались защищаться. Никогда в жизни так откровенно не бездельничал. Наконец, собака вымолена, ребята помогли с наркозом, а протез трахеи с гортанью давно уже приготовлен. И я вшиваю его, наслаждаюсь процессом операции, проверяю герметичность стежков, окутываю анастомоз тканями. К концу работы выбился из сил, а предстояло еще ночевать с собакой — в грудной полости понемногу скапливался воздух, его надо было откачивать, пока фибрин не прикроет неплотности. Так мы остались 7
вдвоем в тридцатиметровом виварии: беспородная полуовчарка на подстилке и я верхом на стуле. Темнело, крысы все чаще выходили поглазеть на происходящее — мы нарушили привычный распорядок в виварии, где всегда есть еда и никто не мешает жить капканами или отравой. Это были непуганые крысы, они обкладывали нас, как волки, со всех сторон, поблескивая выпуклыми глазенками. Они втягивали воздух заостренными носами, подрагивали пыльными рыжеватыми шкурками и волочили по полу длинные голые хвосты. Привычка к их белым лабораторным собратьям не могла победить чувства гадливости, и я с вечера обложился кусками битого кирпича, чтобы время от времени напоминать, кто здесь хозяин. Сначала, когда я швырял кирпичи, собака пугалась и забивалась в угол, но потом все поняла, стала доверчиво класть голову мне на колени и смотрела грустными собачьими глазами: «Пора, включай отсос, мне уже нечем дышать!». Я охотно облегчал ее страдания, от шума электроотсоса крысы испарялись, а потом все начиналось сначала: собака, крысы, ночная пугающая тишина институтского глухого двора за окнами... Было время швырять кирпичи, а потом и собирать их. Собака жила до утра. Меня сменили коллеги, но, видно, они не очень хорошо следили за ней, и, когда, отоспавшись, я вернулся на работу, ее уже не было. Первая неудача (но ведь собака с протезом жила!) оказалась, как то бывает, последней попыткой. Я поддался на уговоры, освободил место в виварии для не- защитившихся и ушел в клинику. Осталась горечь от незавершенности, нарушился внутренний ритм, и, чтобы восстановить его, понадобилось ни много ни мало — десять лет. Все это было накоплением опыта — научного и околонаучных условностей, которые играют в нашем деле такую заметную роль. Сначала говорили «такой молодой, а уже кандидат», потом — «до сих пор кандидат?», затем все стало на свои места, и, кажется, можно жить спокойно, находя удовлетворение в своем любимом деле- Но кто уверенно объяснит мне, что больше значит для самовыражения — опыт утрат или радость приобретений? ЕЩЕ В ДОРОГЕ А мы все едем в автобусе на научную работу, и наши долгие размышления о науке пока не нашли завершения. Да и хватит ли для неспешного разговора каких-то сорока пяти минут от дома до экспериментального корпуса? Позвольте, возразит читатель, зря мы что ли тряслись вместе с автором в «Икарусе»? Самовыражение — хорошо, кто возражает, но что конкретно предлагает автор? И тут — будьте снисходительны к банальному приему — раздвинулись, как в сказке, стены и вокруг автора в креслах, уже не в автобусных, оказались его товарищи — члены совета родного института. Проверенные ночными бдениями возле тяжелых больных, отчаянными операциями и гиблыми, но вытащенными за уши научными темами, они многое знают друг о друге, им нечего делить, кроме сфер деятельности в науке, да и те давно поделены мудростью шефа — председателя этого совета. А перед ними стоял диссертант — не чужой, не с улицы, а проработавший в этих стенах не один год, слегка утомленный, но не бумажной суетой, а подготовкой своей работы. Им и только им предстояло решать, готова ли его работа — да и он сам — к высокой научной степени, не сбился ли соискатель с пути в поисках научной истины. Время доклада никто не ограничивал — послушаем, что он может сказать. Здесь не могли перехвалить или ошибиться — готовили себе товарища и смену. Того, кто завтра будет работать рядом, а послезавтра — оценивать твоих учеников. Закон оценки был прост и суров: два голоса против — и участь работы решена. Но и диссертант мог отвести любого члена совета. Тогда мнение оставшихся признавалось единственно верным, и никто не мог его оспорить. Два голоса против — ничто при современной системе, но при такой... Вот это и прошу считать моим предложением. Вы не уверены, что эта система приемлема всюду, да и вообще так уж хороша? Возможно, вы и правы. Но тут моя работа, мой автобус, мои сомнения. И твердая уверенность, что надо сказать свое, а не ждать, пока кто-то скажет громче тебя или вместо тебя. 8
последние известия Вирус- провокатор Антитела, порождаемые организмом в ответ на вторжение вирусов, могут сами становиться причиной заболевания. Иммунная система, как правило, защищает нас с вами надежно и очень хорошо отличает «свое» от «чужого». Однако иногда по каким-то причинам случается ошибка — в результате те или иные клетки и ткани начинают восприниматься как чужие, и на них вырабатываются специфические иммунные белки — антитела. Так получается, что организм начинает повреждать свои собственные ткани. Многие системные поражения, природа которых долгое время оставалась непонятной, сейчас относят к числу таких — аутоиммунных — заболеваний. Почему же появляются эти самоубийственные антитела, именуемые аутоантителами? Причин тут, видимо, несколько. Но пока начинает проясняться одна. Появились веские доказательства в пользу того, что по крайней мере часть аутоантител возникает как побочный результат вирусных инфекций. Эксперимент показывает, что при заражении новорожденных мышат реовирусом (так называют группу вирусов, содержащих РНК), у животных появляются аутоантитела к разным собственным тканям, в том числе и к железам внутренней секреции. Недавно предложено остроумное объяснение этому феномену (P. Plotz, «Lancet», 1983, № 8354, с. 824). При заражении вирусом организм, естественно, начинает вырабатывать противовирусные антитела. Разумно предположить, что хотя бы у части молекул антител область, связывающая вирус, может походить на рецептор, который располагается на поверхности клетки и тоже связывает тот же вирус. Известно, что в той части молекулы антитела, где расположен анти- генсвязывающий участок (в данном случае антиген — это вирус), в свою очередь могут вырабатываться антитела («Химия и жизнь», 1983, № I, с. 57). И если такие «анти-антитела» действительно появятся, то они должны реагировать не только с противовирусными антителами, но и с похожими на них клеточными рецепторами. Иными словами, наносить клеткам не меньший ущерб, чем вторгшиеся вирусы, вызывать заболевание, порой весьма тяжелое. Опыты с антителами, активными против участков реовирусов, которые ответственны за соединение с клеточными рецепторами, подтверждают гипотезу Плотца. Антитела против таких антиреовирусных антител действительно возникают и действительно имитируют реакцию реовируса с клеткой. Они даже способны конкурировать с вирусом — предупреждать его присоединение к клетке. Это ли не доказательство структурного сходства? Изощренная система иммунитета, призванная гарантировать организм от любого вторжения инородных веществ или клеток, представляет собой сложную иерархию защитных средств и средств внутреннего контроля. И именно эта сложность, изощренность порой приводит к сбоям: система «сходит с ума» и начинает истреблять то, что вверено ее охране. а. роснин 9
Проблемы и м-~ • современной Упорядоченный беспорядок, управляемая неустойчивость О г*мООИд ч ".ж " . * Иканье ПР , Jh V ^Оп „ИЧЕ .11 у (Сьияг К )БХОД11. - ИДЕИ. ИМЕНА, ЗАДАЧИ В начале семидесятых годов нобелевский лауреат, иностранный член АН СССР М. Эйген в своей книге «Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул» предпринял попытку рассмотреть с физической и математической точек зрения одну из ступеней развития жизни — самоорганизацию смеси макромолекул, способных к дарвиновскому процессу отбора, к эволюции. И хотя автор проанализировал лишь небольшой отрезок эволюции живого, его работа вызвала огромный интерес, катализировала многие исследования. М. Эйген — далеко не первый из пытавшихся ответить на вопрос, как из молекулярного хаоса образовались сложнейшие структуры, которые в результате эволюции привели к появлению высших животных. Он опирался и на дарвиновскую теорию естественного отбора, и на необходимое для образования жизни условие неравновесности, которое сформулировал Э., Шредингер: живая природа избегает равновесного состояния, и, 10
чтобы удерживать систему вдали от равновесия, необходимо питать ее энергией. Главная же ценность эйгеновских моделей в том, что они впервые внесли некоторую ясность в совершенно неясное: как из неупорядоченности возникает упорядоченность и как она сохраняется во времени. Сейчас вопросами упорядочения, самоорганизации в живой и неживой природе занимается уже целое научное направление. Поскольку в процесс самоорганизации всегда вовлечено множество объектов (атомов, молекул, клеток), этот процесс всецело зависит от их совокупного, кооперативного действия. И с легкой руки профессора из Штутгарта Г. Хакена за новым научным направлением утвердилось название «синергетика» (от греч. synergos — вместе действующий). В научном мире нет полного согласия в подходах к проблемам самоорганизации материи. Наряду с си- нергетическими моделями, объясняющими механизмы возникновения и развития самоорганизующихся структур, плодотворно используется термодинамический подход, развитый И. Пригожи- ным и его школой. В основе этого подхода анализ так называемых диссипа- тивных структур, которые образуются в результате самоорганизации. Достаточно строгое изложение даже самых начал нового научного направления немыслимо без привлечения сложного и громоздкого математичес кого аппарата. Поскольку в популярной статье это просто невозможно, многое читателю придется просто принять на веру или же обратиться к специальной литературе. И все же здесь нельзя не отдать должное тем, кто внес вклад в теоретический фундамент науки о самоорганизации: в ее математическую основу (А. М. Ляпунов и А. А. Марков), в теории нелинейных колебаний (Л. И. Мандельштам, А. А. Андронов, Р. В. Хохлов, А. В. Гапонов-Грехов), тепловых дисси- пативных структур (А. А. Самарский и С. П. Курдюмов), автоколебательных физико-химических реакций (Б. П. Белоусов и А. М. Жаботинский). Автор этой статьи ставит перед собой пока довольно скромную задачу: обратить внимание инженеров и ученых, в первую очередь тех, кто работает в прикладных областях физико-химической кинетики и автономной энергетики, на технические идеи, вытекающие из теории самоорганизующихся структур. А идеи эти, что называется, витают в воздухе. Теория самоорганизации рождена, чтобы объяснить явления живой природы — самопроизвольный переход от простого» к сложному, формирование основ жизни. Вряд ли надо говорить о познавательной, философской важности этой задачи. Но наука о самоорганизации бесспорно имеет и сугубо практические приложения. Самоорганизующиеся структуры и процессы уже используются в технике, яркий тому пример — генерация излучения в лазере. И если широко развитый ныне бионический подход к созданию новых машин, конструкций, аппаратов, технологических процессов дополнить идеями и методами синергетики, мы наверняка станем свидетелями рождения удивительных технических решений. Пожалуй, наибольших результатов можно ждать от самоорганизации физико-химических технологий, и в первую очередь каталитических — наиболее близких к биофизическим процессам. До сих пор для любой отрасли техники, для любого производства характерно стремление организовывать работу аппаратов и устройств в устойчивом статическом режиме. Порядок, устойчивость процессов всегда считались и продолжают считаться чуть ли не главными техническими достоинствами. Как тут не опасаться внешнего беспорядка, неопределенности, зыбкости, неизбежных энергетических потерь — этих обязательных спутников неравновесности, диссипативных структур и процессов? Пожалуй, в технике смелее всех оказались строители, которые сумели преодолеть этот психологический барьер и стали закладывать в конструкции башен, высотных зданий, мостов возможность совершать упорядоченные колебания. Но мы несколько забежали вперед, заговорив о свойствах неравновесности, о диссипативных структурах, об уело* виях самоорганизации в неживой природе. Чтобы окончательно не запутать и без того предельно сложные вопросы, будем излагать все по порядку и начнем с самых общих термодинамических основ науки о самоорганизации. ЧТО МОЖЕТ ТЕРМОДИНАМИКА Зародившись в середине прошлого века как наука о закономерностях превращения энергии, термодинамика непрерывно обогащалась и обогащала смежные области знаний, она выросла 11
в стройную систему, которая не только дает точное описание существующих методов получения и преобразования энергии, но и прогнозирует их развитие. В прошлом веке все энергопреобразования сводились в основном к получению полезной механической работы из тепла. Первый и второй законы термодинамики, формулировка которых была завершена к началу нашего столетия, позволяли познать рабочие циклы тепловых машин. Классическая термодинамика оказалась вполне работоспособной, надежной и с наступлением эры электроэнергии — наиболее удобной для генерирования, передачи на расстояние и хранения формы энергии. Классической термодинамики вполне хватало и для описания преобразования химической энергии в электрическую (в аккумуляторах и гальванических элементах). На что же ее не хватило, каковы возможности классической термодинамики, где пределы ее применения? В ее основе лежат два основных закона. Напомним, что первый из них — закон сохранения энергии — связывает теплоту dQ, внутреннюю энергию dU, работу dL и изменение количества вещества dnj в результате химических реакций и массообмена: dQ=dU+dL— —SfXidiii, где \i — химический потенциал, играющий роль силы при распределении масс компонентов. Нелишне также вспомнить, что, используя этот фундаментальный закон, мы получаем чрезвычайно важный для практики показатель — коэффициент dL полезного действия т]= -^г-- Второй закон термодинамики не столь всеобщ, однако накопленный человечеством опыт свидетельствует, что его действие распространяется по крайней мере на все исследованные явления в окружающем нас мире. Есть несколько формулировок этого закона; общее в них то, что он позволяет судить о направленности процессов: тепловая энергия переходит от нагретого тела к холодному, энтропия в изолированной системе растет и т. д. Второй закон термодинамики оттеняет факт, значение которого трудно переоценить: вся энергия, генерируемая для производства полезной работы, в конечном счете диссипирует, рассеивается в виде тепла. До сих пор считается, что главная задача нашей технической цивилизации — вовремя превратить энергию в механическую работу или электричество, прежде чем она, энергия, окончательно рассеется в окружающую среду. Запомним: диссипация, неизбежный переход энергии в ее менее работоспособную форму, сопровождает любой реальный термодинамический процесс. И главная, пожалуй, задача энергетики — успеть совершить полезную работу до полного рассеяния произведенной энергии. Итак, что же может классическая термодинамика? Используя ее достаточно простые соотношения, можно найти предельные значения к. п. д. идеального цикла Карно и реальных тепловых и химических процессов. Можно рассчитать их параметры и установить связь между ними; например, уравнение состояния вещества связывает между собой такие разные по физическому смыслу параметры, как давление, температура и объем. Классическая термодинамика позволяет рассчитывать величины, которые характеризуют процессы получения энергии и взаимного превращения ее форм. Наконец, она дает возможность рассчитать энергию в самых разнообразных физических и химических процессах. Имея дело в основном с равновесными обратимыми процессами, классическая термодинамика бессильна, когда необходимо познать ход, кинетику реальных явлений. Она практически неприменима в проблемах катализа, в теории лазеров, в физике плазмы и других актуальнейших проблемах современной науки и техники. Полвека назад начала развиваться новая ветвь термодинамики — термодинамика необратимых процессов. Само название направления свидетельствует о попытке оценить механизмы неравновесности, и эта попытка во многом удалась. Например, аппарат необратимой термодинамики позволил объяснить механизмы эффектов (таких, как термоэлектричество, термодиффузия и др.), вызванных воздействием на систему различных по физической природе сил. Наконец, совсем недавно на основе термодинамики необратимых процессов, теории устойчивости и теории информации начало развиваться еще одно новое направление термодинамики. Главные его объекты — процессы самоорганизации, в первую очередь в живой природе. Пожалуй, только сейчас, опираясь на последние достижения термодинамики, 12
можно объяснить казавшийся прежде необъяснимым, парадоксальным факт: в процессе самоорганизации живого, в эволюции от простейших биоорганических структур к высшим организмам «вопреки» второму началу термодинамики системы стремятся к менее вероятному состоянию, к уменьшению энтропии, В отличие от закрытых систем, которые долгие годы были объектами исследований классической термодинамики, живая природа — система открытая, постоянно обменивающаяся энергией и веществом с окружающей средой. И пресловутая энтропийная закономерность, справедливая для закрытых систем, для живой природы недействительна. Идеи новой, неклассической термодинамики оказались весьма плодотворными и для объяснения некоторых, еще недавно загадочных явлений в неживой природе, например парадокса электрохимического преобразователя энергии — топливного элемента, у которого коэффициент преобразования в принципе может быть выше 100 %. Будучи открытой термодинамической системой, работая подобно клеточной мембране живого организма, топливный элемент черпает в этом случае долю энергии из окружающей среды. Эти же идеи привлекли внимание исследователей к явлениям природы, в которых вопреки общей самопроизвольной направленности процессов в неорганическом, в неживом мире наблюдается эволюция от простого к сложному. И в конечном итоге — к самоорганизации. ПОРЯДОК НА СКОВОРОДЕ, ИЛИ НЕСКОЛЬКО ПРИМЕРОВ САМООРГАНИЗАЦИИ НЕЖИВОГО Самопроизвольное, не связанное с действием внешних организующих полей регулярное поведение сложной системы — таково самое общее, самое широкое физическое определение самоорганизации. Проще говоря, самоорганизующимся можно считать любой автоколебательный процесс — устойчивые, незатухающие колебания, которые независимо от начальных условий, от вызвавших их возмущений остаются в определенном режиме. Одним из самых распространенных примеров, когда система-осциллятор, получив определенный импульс энергии, начинает совершать упорядоченные колебания,— печально известный флаттер, вызвавший столько авиационных кдта- сШьоеьи ЖмиЛй. 1 Простейший пример автоколебательных процессов — грузик на пружине, приводимый в движение бесконечной лентой. Когда v<V, возникает возможность для автоколебаний строф. Мы рассмотрим случай менее известный, но, пожалуй, более простой. К неподвижной опоре прикреплен на пружине грузик (рис. 1). Он лежит на бесконечной ленте и может передвигаться вместе с нею, правда, недалеко — в пределах сжатия пружины. При всей своей простоте такая система оказывается крепким орешком для математического анализа. Мы этот анализ опустим, а приведем лишь его результаты. Шкив служит для грузика внешним источником энергии, пружина — средством обратной связи, возвращающим грузик в исходное состояние. Привнесенная механическая энергия переходит при трении в тепло и рассеивается. В зависимости от скорости грузика v и скорости ленты V наша незамысловатая система может пребывать в различных режимах. При v = V трения нет, шкив и грузик движутся вместе; если v>V, возникает обычное трение и благодаря диссипации энергии начинается торможение грузика. Но вот скорость ленты превысила скорость грузика v<cV — трение нарастает, а значит, ускоряется и грузик. Ускоряется до тех пор, пока пружина, которая служит обратной связью, не отбросит его на исходные позиции. Значит, при определенных условиях грузик начинает упорядоченно колебаться, иными словами, система самоорганизуется. Забегая несколько вперед, мы можем уже кое-что сказать об 13
ffi Uuu/ слмясиясья. c&tAAtor& r\/\Vw»r'' Генератор Ван-дер-Поля. Нелинейный элемент системы — сетка трнода — позволяет настраивать генератор на определенную степень нелинейности и получать колебательные процессы разного характера. В линейной области колебания носят хаотический характер, в нелинейных областях возможны автоколебательные процессы этих «определенных» условиях. Во-первых, система должна быть нелинейной — ее отклик на воздействие не пропорционален воздействию. Второе обязательное условие — диссипация. Коль скоро мы в качестве первого примера самоорганизации привели автоколебательные процессы, нельзя не упомянуть генераторы электромагнитных колебаний. В контурах, состоящих из источника питания, емкости, индуктивности и активной нагрузки, которая служит диссипативным элементом, при определенной настройке устанавливается стабильный режим стационарных гармонических колебаний. Без этого невозможны ни передача, ни прием радиосигналов. Классическое устройство для создания колебаний разной формы — генератор Ван-дер-Поля (рис. 2), который давно уже служит идеальной моделью автоколебательных систем. Нелинейность работы этого генератора определяется не только диссипацией энергии на сопротивление R, но и обратной связью через сетку триода. И грузик на бесконечной ленте, и генератор Ван-дер-Поля — всего лишь простейшие модели автоколебательных систем, обладающие всего лишь одной степенью свободы. В них настройка на автоколебания, на самоорганизацию производится изменением одного-един- ственного параметра: скорости шкива, напряжения на электродах триода. Но поскольку мы ищем технические аналоги самоорганизующейся живой природы, нас интересуют более сложные системы,* чем электромагнитный генератор, с гораздо большим числом степеней свободы. Вспомним, что небольшие белковые структуры могут иметь гигантское число модификаций (степеней свободы) — свыше 10100. Идеальный пример достаточно сложной самоорганизующейся неживой системы — конвективная неустойчивость Бенара, наблюдаемая в ячейках Бенара, или просто бенарах. Что это такое? Надо налить на сковороду тонкий слой какой- нибудь достаточно вязкой жидкости (например, растительного масла) и нагревать ее на огне, поддерживая постоянной температуру масляной поверхности. При слабом нагреве (малых тепловых потоках) жидкость спокойна, неподвижна. Но если тепловой поток увеличивать, то через некоторое время совершенно неожиданно вся поверхность масла преображается — она разбивается на правильные гексагональные ячейки или цилиндры. Это похоже на пчелиные соты (рис. 3). Что же произошло? С точки зрения теплофизики — ничего особенного. Начавшаяся естественная конвекция равномерно перемешивает слои жидкости по всей сковороде. В масле возникают маленькие вихри — моды. Причем сохраняются, выживают только те моды, которые эффективно используют подводимое к системе тепло. Их взаимодействие и приводит* к образованию наиболее выгодной с точки зрения термодинамических принципов структур — шестигранников; жидкость поднимается к поверхности в центре ячейки и опускается у граней. Если же посмотреть на образование бенаров шире, отвлекаясь от теплофизи- ческих механизмов, придется констати- 14
ровать, что неупорядоченная структура жидкости стала упорядоченной. Произошла самоорганизация. Теплофизические и гидродинамические свойства жидкости в условиях естественной конвекции характеризует критерий Рэлея. При резком, мгновенном переходе от хаотического движения масла на сковороде к упорядоченным бенарам величина этого критерия резко, скачкообразно возрастает. Обратите внимание: структура приходит к самоорганизации через некоторую узловую, критическую точку — так называемую точку бифуркации, в которой ее свойства резко меняются. Еще один пример самоорганизации сложных систем — лазер, в котором неупорядоченное полихроматическое излучение переходит в строго упорядоченное, монохроматическое. Для работы лазера необходима внешняя энергия (накачка), восполняющая диссипатив- ные потери. Пока мощность накачки мала, излучение хаотично; монохроматическое излучение возникает после перехода через критическую точку. При этом переход к упорядоченности происходит по всему лазеру сразу, что свидетельствует о синергетическом, кооперативном характере явления. Наконец, лазер — система явно нелинейная: мощность отклика (излучения) непропорциональна мощности сигнала (накачки). Итак, налицо все уже подмеченные нами признаки самоорганизации. Можно привести и другие примеры самоорганизации в неживой природе. Пожалуй, самый интересный из них — автокаталитические химические реакции. Но это тема для отдельной большой статьи. Так что вновь вернемся к необходимым условиям самоорганизации, вновь обратимся к термодинамике. КУДА КАТИТСЯ ШАРИК Остывают и гаснут огромные звезды; из проколотой автомобильной шины уходит воздух, пока давление в ней не сравняется с атмосферным. От порядка — к хаосу. Из первичного бульона через молекулы нуклеотидов, через амебу — к человеку. Диаметрально противоположный путь: от хаоса — к высочайшей организации... Мы уже говорили, что второй путь немыслим без обмена энергией и массой с окружающей средой. Лишь это условие позволяет поддерживать в термодинамической системе удивительное искусственно создаваемое состояние текущего равновесия, когда потери на диссипацию восполняются внешними энергетическими ручейками и потоками. Горящая электрическая лампочка пребывает именно в этом состоянии, пока питается энергией из розетки. Но стоит щелкнуть выключателем — свет гаснет, лампочка остывает, и, когда ее температура станет комнатной, наступит термодинамическое равновесие, путать которое с текущим — грубейшая ошибка. Человек — з Ячейки Бенара — наглядный пример самоорганизации в неживой природе. Точкой бифуркации служит определенная критическая величина критерия Рэлея (RaKp) JCflWnti/uU} 02eUel, Ret 15
Закрытая (а) и открытая F) термодинамические системы. Лишь в открытых системах возможно состояние текущего равновесия с устойчивыми и неустойчивыми ситуациями система, несколько более сложная, чем лампочка,— благодаря ежедневному питанию всю жизнь пребывает в состоянии текущего равновесия. Когда же его жизненный путь заканчивается, он за час-другой приходит в термодинамическое равновесие с окружающей средой. Совершенно очевидно, что движение на пути от простого к сложному, от хаоса к порядку, движение по ступеням эволюции возможно лишь тогда, когда каждый шаг на этом пути, каждая остановка характеризуется неустойчивостью. В самом деле, шарик в лунке (рис. 4) никуда уже из нее не денется, здесь конец всяким эволюциям. Если мы рискнем лишить его устойчивости, изменим координату его положения на £х, он сразу же вернется в свой термодинамический тупик. Такова судьба всех закрытых систем. Положим тот же шарик на пологий склон и придержим его рукой, чтобы не скатился вниз. Нетрудно понять, что здесь мы уже имеем дело с открытой системой, ибо, удерживая шарик, мы привносим в нее энергию, потенциальную. Выведем шарик из равновесного состояния, изменив его координату на крохотное + fix, то есть чуть покатим его вверх. Из этого нового состояния он может вернуться на свое место ^ значит, состояние устойчивое. А если —6х Конечно, у шарика останется один путь — вниз: состояние неустойчивое. Вот еще одно свойство открытых систем: в них возможны и устойчивые и неустойчивые ситуации, причем для самоорганизации, как уже говорилось, важны именно последние. С шариком на склоне все сравнительно просто. Это, как и генератор Ван-дер- Поля, система с одной степенью свободы. Куда сложнее проверить на устойчивость сложную открытую систему с огромным числом кооперативно действующих элементов — степеней свободы, например проколотую шину. Ведь в ней каждая молекула — шарик. Не станем же мы для проверки устойчивости менять на fix координату каждой молекулы? Конечно, нет. Но у нас есть пробный шар для 'проверки на устойчивость всех шариков сложной системы вместе взятых. Это энтропия в ее больцманов- ском понимании, энтропия как мера вероятности (W): S=Klh\V, где К — постоянная Больцмана. В замкнутой системе равновесие достигается при максимальном значении энтропии Smax — хаос наиболее вероятен. В этом смысле классическая термодинамика есть теория самопроизвольного разрушения структур. А для открытых систем критерия равновесности Smax не существует. Их эволюция определяется не только изменением энтропии внутри системы (производством энтро- пии Р — ~ V, где t — время, V — объем системы), но и подводом энергии (массы) извне. Поэтому, манипулируя внешними потоками, можно добиться различных ситуаций, в частности состояния текущего равновесия, когда поток извне компенсирует диссипацию внутри системы. ПРИЧИНА И ПОВОД Во всех приведенных наг^и примерах открытые системы переходили в нестабильное, неустойчивое состояние благодаря некоему внешнему импульсу. Когда мы изменяли координату шарика на ступеньке на —6х, он устремлялся вниз. Таким образом, текущее равновесие — это своего рода причина • нестабильности, а направленное внешнее воздействие — повод. Но природа — и живая и неживая — знает не менее веский повод к неустойчивости. Это флуктуа- 16
ции — свои в каждом процессе: броуновское движение в газах, дрейф молекул в кристаллической решетке и т. д. Именно эти случайные недетерминированные действия, микроскопические изменения параметров элементов, которые составляют систему, и вызывают кооперативный, синергетиче- ский эффект, служат спусковым крючком самоорганизации. И. Пригожий сформулировал суть этого механизма предельно коротко: порядок через флуктуации. Для оценки возможности самоорганизации системы нас интересует устойчивость некоего ее параметра Xj. Величина этого параметра зависит от значения его в состоянии текущего равновесия (хт р) и от флуктуации: xi===XT. p. I ^xj» Так вот, если со временем флуктуации исчезают или остаются в определенных пределах, можно говорить об устойчивости системы, если же 6xj растет, то система удаляется от текущего равновесия. Это самый общий подход, так сказать, оценка «на пальцах». Но мы уже говорили, что устойчивость и неустойчивость систем можно оценить и количественно. Для этого на первый случай пригоден хорошо отработанный математический аппарат теории автоматического регулирования, устойчивости электрических сетей, химических агрегатов. Вот как он используется в нашем случае. Решается уравнение динамики процесса и анализируются решения, записанные в виде экспоненты е-кТ. Если корень решения к:>0, возмущение со временем затихнет, система вернется в устойчивое состояние. Если к ^10, возмущение будет нарастать, все дальше и дальше уводя систему от равновесного состояния. При мнимых корнях (к= = п- V—1, где п — любое натуральное число) мы получаем периодическую функцию, значит, следует ожидать колебательных процессов. Таким путем рассматриваются простейшие случаи. Значительно сложнее математическая оценка на устойчивость сложных систем. В этих случаях очень трудно найти вблизи текущего равновесия функцию, изменение которой было бы можно проанализировать. И. Пригожий предлагает для такой оценки воспользоваться второй вариацией от энтропии системы 62S. Будь у нас некий стрелочный прибор, этакий энтропиометр, все было бы просто: мы бы легко зафиксировали состояние текущего равновесия сложных открытых систем и, дав крохотное приращение энтропии, проверили бы их на устойчивость и неустойчивость. Но у нас такого прибора нет и быть не может. Энтропию измерить нельзя. Однако положение не так уж безнадежно. Энтропию можно подсчитать, а потом оценить с ее помощью и устойчивость системы. ЗА САМООРГАНИЗАЦИЮ НАДО ПЛАТИТЬ Оценим багаж, с которым мы пришли к последней части нашего рассказа. Некоторые открытые системы при переходе от равновесных условий к сильно неравновесным становятся неустойчивыми, и их макроскопические свойства резко меняются. При этом наблюдается спонтанное возникновение пространственно-временных структур, то есть самоорганизация. Структуры, как известно, бывают и в равновесных условиях: кристаллическая решетка, двойной электрический слой на границе металл — электролит при нулевом перенапряжении электрода. Но эти структуры — аналоги шарика в яме — нас не интересуют. Не интересуют нас и линейные неравновесные структуры — аналоги шарика, поднятого на 6х выше своей ступеньки. Пример: возникновение упорядоченности при термодиффузии. Если на смесь двух газов наложить градиент температуры, один из компонентов сконцентрируется у холодной стенки, другой — у горячей. Энтропия системы, в полном соответствии с формулой Больцмана, снизится, ибо в открытой системе, подпитываемой тепловой энергией, стало меньше хаоса и беспорядка. Но это вовсе не новая структура: стоит уменьшить градиент температур, и газы перемешаются, стоит отпустить шарик, и он вернется на ступеньку. Нас интересует другой, таинственный случай. Случай полной неустойчивости: когда шарик, получив —6х, покатится вниз, но не попадет в яму, в этот эволюционный тупик, а поскачет дальше из одной неустойчивости в другую по некоему неопределенному пути, который И. Пригожий называет тер- 17
модинамической ветвью. Громыхая по ступеням неустойчивости, все больше удаляясь от равновесности в поисках бесконечно далекой ямы, шарик (а шире — система) достигнет некоторых критических параметров, своей точки бифуркации. Произойдет маленькая катастрофа — возникнет упорядоченная система. Но система, которая катится из одного неустойчивого состояния в другое, уходит все дальше и дальше от термодинамического и текущего равновесия, может, как мы знаем, существовать лишь при условии значительных энергетических и материальных поступлений. Ведь внутри системы энтропия постоянно растет (второй закон термодинамики никто не отменял), все процессы внутри нее носят диссипа- тивный характер. Именно поэтому нелинейные, далекие от равновесия структуры с закритическими параметрами И. Пригожий назвал диссипативными структурами. Лишь диссипативные структуры способны к самоорганизации. И если мы хотим когда-нибудь создать бионические устройства, самоорганизующиеся по подобию живых организмов, если мы захотим не строить, а выращивать машины, если мы станем моделировать технологические процессы, которые сами собой без нашего вмешательства будут настраиваться на оптимальные режимы, мы должны быть готовы платить энергией. За самоорганизацию надо платить. Многие десятилетия нас пугали жупелом диссипации, человечество стремилось уменьшить энергопотери, выиграть зачастую громадными усилиями малые доли к. п. д. Автор этой статьи далек от мысли выступить против бережливости, против снижения к. п. д. машин и энергетических устройств. Но когда наша техническая цивилизация начнет все шире использовать принципы самоорганизации в технике, за порядок придется платить. Доктор технических наук Г. Ф. МУЧНИК ЧТО МОЖНО ПРОЧИТАТЬ О САМООРГАНИЗАЦИИ В ЖИВОЙ И НЕЖИВОЙ ПРИРОДЕ Гленсдорф П., Пригожий И. Термодинамическая теория структур, устойчивости и флуктуации. М.: Мир, 1972. Э й ге н М. Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул. М.: Мир, 1976. Николис Г., Пригожий И. Самоорганизация в неравновесных системах. М.: Мир, 1979. Кириллин В., Сычев В., Шейндлин А. Техническая термодинамика. М.: Наука, 1979. Хакен Г. Синергетика. М.: Мир, 1980. Гапонов-Грехов А. В., Рабинович М. И. Хаотическая динамика простых систем.— Природа, 1981, № 2. Данилов Ю. А., Кадомцев Б. Б. Что такое синергетика? — В сб.: Нелинейные волны. М.: Наука, 1983. Информация 8 ж ш НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ Сентябрь XIV совещание по рентгеновской и электронной спектроскопии. Иркутск. Институт геохимии F64033 Иркутск, ул. Фаворского, 1-а, а/я 701, 6-56-78). VI конференция по нерезонансному взаимодействию оптического излучения с веществом. Паланга ЛитССР. Институт физики B32600 Вильнюс, ул. К. По- желы. 54, 62-10-58). Семинар «Физика высоких энергий». Пос. Протвино Моск. обл. Институт физики высоких энергий A42284 п/о Протвино Моск. обл.). Конференция «Состояние и перспективы развития средств измерения температуры контактными и бесконтактными методами («Температура-84»)». Львов. Львовский политехнический институт B90646 Львов, ул. Мира, 12. 79-77-19). Конференция по теоретической и прикладной радиационной химии. Обнинск Калужской обл. Научный совет АН СССР по химии высоких энергий A17977 Москва ГСП-1 В-334, ул. Косыгина, 4, 120-82-05). Конференция «Физика радиационных повреждений, ионно-лу- чевые и радиационные технологические процессы». Харьков. Харьковский физико-технический институт C10108 Харьков, Академическая ул., 1. 44-98-57). Конференция «Магнитный резонанс в исследовании химических элементарных актов». Новосибирск. Институт химической кинетики и горения F30090 Новосибирск, Институтская ул., 3, 65-70-57). II Всесоюзная конференция по термодинамике необратимых процессов. Черновцы. Черновицкий университет B74012 Черновцы, ул. Леси Украинки, 5, 984-99). IV симпозиум по плазмохимии. Днепропетровск. Днепропетровский химико-технологический институт C20640 Днепропетровск 5 ГСП, просп. Гагарина, 8, 45-32-91). IV симпозиум по органическому синтезу. Москва. Научный совет АН СССР по тонкому органическому синтезу A17913 Москва ГСП-1, Ленинский просп., 46, 137-74-79). Продолжение на стр. 30 18
Обз )ры Полезнейшие из анаэробов ПРОПИОНОВОКИСЛЫЕ БАКТЕРИИ ДЛЯ БИОТЕХНОЛОГИИ Профессор Л. И. ВОРОБЬЕВА Какие сорта сыра самые вкусные? Все специалисты-сыроделы и большинство рядовых потребителей, несомненно, скажут: твердые сыры, например «Советский», «Швейцарский» или «Алтайский». И они тем лучше, чем больше в них «глазков». А это значит, что в сыре хорошо поработали пропионовокислые бактерии, без участия которых производство таких сыров невозможно. Это они выделяют пахучие вещества (аце- тоин, диацетил, диметилсульфид, про- лин), определяющие аромат сыра. Это они превращают молочный жир в легкоусвояемые жирные кислоты. А образующийся при этом углекислый газ, собираясь в пузырьки, создает рисунок сыра, наглядно свидетельствующий о его качестве. Исследованием пропионовокислых бактерий много лет занимается кафедра микробиологии биологического факультета МГУ. Не только потому, что они играют такую важную роль в сыроделии: это очень интересная в теорети- Клетки пропиоиовокислых бактерий в сканирующем электронном микроскопе. Увеличение— около 40 000 ческом отношении группа бактерий, которая долгое время оставалась малоизученной. Одна за другой открывались нам новые стороны и особенности их жизнедеятельности. И почти всегда оказывалось, что добытые нами сведения открывают новые возможности практического использования пропионовокислых бактерий в промышленности, сельском хозяйстве, медицине. ФЕРМЕНТЫ-АНТИОКИСЛИТЕЛИ Пропионовые бактерии (так мы будем для краткости их называть) можно назвать живыми ископаемыми: они появились не менее трех миллиардов лет назад, когда на Земле только еще зарождалась жизнь. В те времена температура поверхности планеты была гораздо выше, чем сейчас; иным был и состав атмосферы: много метана, аммиака, углекислоты, водорода, сероводорода, водяных паров, полное отсутствие кислорода. Такие условия и определили свойства про- пионовых бактерий — термоустойчивость, анаэробность, спокойное отношение к сероводороду, для большинства живых существ ядовитому. Когда же в земной атмосфере появился кислород, пропионовые бактерии в какой-то степени приспособились и к аэробному окружению. Больше того, они, как было впервые обнаружено на нашей кафедре, даже способны извле- 19
кать из контакта с кислородом маленькую энергетическую пользу, поскольку обладают дыхательной цепью — каскадом биохимических реакций окислительного фосфорилирования, в результате которых создаются богатые энергией соединения. Правда, окислительное фос- форилирование у пропионовых бактерий идет с очень низкой эффективностью. Главная форма их общения с кислородом — это, как показали наши исследования, обезвреживание его путем так называемого флавинового дыхания, в ходе которого кислород расходуется на окисление восстановленных флаво- протеидов. При флавиновом дыхании, как и при окислении некоторых других соединений (восстановленных менахи- нонов, негеминового железа), тоже выделяется энергия, но клеткой она никак не утилизируется: все это лишь способы нейтрализации кислорода. Однако главную опасность для всякого живого существа, находящегося в контакте с кислородом, представляют возникающие в реакциях с его участием высокотоксичные продукты: супероксидные и гидроксильные радикалы, перекиси, синглетныи кислород и другие. Они нарушают целостность мембран клеток, выводят из строя их биологически важные компоненты*. Поэтому все аэробные организмы и большинство анаэробных располагают системой антиокислительной защиты. Исследования нашей кафедры впервые показали, что такую систему содержат и пропионо- вые бактерии. В состав ее, как и у других организмов, входят ферменты супер- оксиддисмутаза, обезвреживающая супероксидные радикалы, каталаза и пе- роксидаза, разлагающие перекиси. Су- пероксиддисмутазу пропионовых бактерий — термостабильный железосодержащий белок — нам удалось выделить и найти сравнительно простой способ его очистки до гомогенного состояния. Эти результаты, впервые полученные на пропионовых бактериях, представляли несомненный теоретический интерес. Но оказалось, что из них можно извлечь и практическую пользу. Антиокислительные препараты очень нужны пищевой промышленности: они предотвра- * Подробнее о действии этих продуктов на живую клетку и о системах защиты от них см. в «Химии и жизни» статьи О. Ю. Охлобыстина «Супероксид и другие» A980, № 10) и А. А. Аверьянова «Незнакомый кислород» A982, № 4). щают окисление липидов и других ценных составных частей пищевых продуктов, приводящее к их порче. Такой препарат, приготовленный нами из пропионовых бактерий и содержащий комплекс антиокислительных ферментов плюс витамин В12, сейчас передан для внедрения: Украинский институт мясной и молочной промышленности собирается использовать его в производстве новых молочнокислых напитков. А супероксид- дисмутаза, извлекаемая из пропионовых бактерий, может найти применение в качестве медицинского препарата, защищающего организм от вредного действия супероксидных радикалов. НАУЧНО ОБОСНОВАННЫЙ СЫР Главным источником энергии для пропионовых бактерий служит не кислородное дыхание, а брожение, в котором участвуют 19 ферментов и несколько ко- ферментов. Конечные продукты такого брожения — пропионовая и уксусная кислоты и углекислый газ. Пропионовокислое брожение — наиболее гармоничный и совершенный способ получения энергии в анаэробных условиях. В результате такого брожения из моля глюкозы получается 4 моля универсального химического топлива клетки — АТФ, в то время как в ходе спиртового брожения, происходящего с участием дрожжей, на моль глюкозы образуется только 2 моля АТФ. Дело в том, что дрожжи — организм аэробный; брожение для них — лишь запасной выход на случай отсутствия кислорода. А для пропионовых бактерий брожение — основной способ получения энергии, который совершенствовался на всем протяжении их длительной эволюции. Субстратом для брожения может служить не только глюкоза. Очень немногим бактериям приходится по вкусу молочная кислота и ее соли — лактаты, а вот пропионовые «едят» лактаты с удовольствием. Именно это использовал человек, когда впервые догадался привлечь их к участию в изготовлении сыров. Лактаты в сыре образуются из молочного сахара — лактозы благодаря жизнедеятельности молочнокислых бактерий; дальнейшая же переработка лакта- тов и выделение вкусовых и ароматических вешеств, о которых мы говорили в начале статьи,— дело бактерий пропионовых. И если сыр не удается, сыроделы знают: это чаще всего результат плохого роста пропионовых бактерий 20
или вообще отсутствия их в сыре. Причины тут могут быть разные: либо про- пионовых бактерий было мало в молоке, из которого делали сыр, либо их росту помешали случайно попавшие в молоко другие бактерии, более активные и агрессивные. Изучение бактерий, принимающих участие в выделке сыра, позволило свести к минимуму вероятность таких неудач. Уже давно при выработке сыра «Советского» сыроделы, не полагаясь на случайность, вносят в него специально отобранные штаммы бактерий — сначала только молочнокислых, а теперь и пропионовых. При этом надо было еще найти такие штаммы пропионовых бактерий, которые были бы совместимы с молочнокислыми — чтобы они не мешали друг другу. На это ушло много лет работы сотрудников Алтайского филиала ВНИИ маслоделия и сыроделия. Их труды оказались не напрасными: сыр, выработанный с помощью совместимых штаммов, дегустаторы оценивают в 88 баллов, а контрольный — всего в 84. А усилить жизнедеятельность пропионовых бактерий в сыре удалось, вводя в закваску вместо одного их штамма три разных: оказывается, многоштаммо- вая закваска вырабатывает больше кислот и углекислого газа, чем каждая из монокультур, входящих в ее состав. Почему так происходит, пока неясно — это предмет дальнейших исследований. Но независимо от причин качество сыров, выработанных на многоштаммовой закваске, заметно выше: их дегустаторы оценивают уже в 89,8 баллов. За последние годы на многоштаммовой закваске выработаны десятки тонн сыра «Советского», а к 1985 г. его производство таким способом должно увеличиться до 10 тыс. т в год. РЕКОРДСМЕНЫ ПО ВИТАМИНУ На Земле, окутанной кислородной атмосферой, сейчас не так уж много мест, где могут с комфортом существовать анаэробные пропионовые бактерии. Одна из немногих подходящих для них экологических ниш — содержимое рубца, одного из отделов желудка жвачных животных, с которыми бактерии заключили взаимовыгодный союз. Животное- хозяин ограждает их от кислорода и в изобилии обеспечивает пищей, а бактерии взамен выделяют синтезируемые ими полезные вещества — прежде всего аминокислоты и витамины — и способствуют усвоению животным кормов: углеводы и органические кислоты корма они превращают в пропионат, включающийся в синтез животного крахмала — гликогена, и ацетат, участвующий в синтезе жиров. В последние годы, однако, это взаимовыгодное сосуществование нередко омрачается. В животноводстве все шире применяются антибиотики, сульфамидные препараты, различные подкормки, которые вызывают гибель всей естественной микрофлоры желудка и кишечника — дисбактериоз, что ведет к массовым заболеваниям животных, особенно молодняка, и резко ухудшает усвоение ими кормов. Приходится давать животным специальные бактериальные препараты, чтобы вновь заселить их желудок и кишечник нормальной микрофлорой, в том числе и пропионовыми бактериями. Один из таких препаратов — «Про- пиовит» создан Институтом бактериальных препаратов Главмикробиопрома СССР при участии кафедры микробиологии МГУ. Уже выпущены первые партии препарата. «Пропиовит» повышает сопротивляемость животных и птиц к неблагоприятным воздействиям, вдвое сокращает заболеваемость, увеличивает привесы. Экономический эффект от его применения при выращивании телят составил 19 рублей прибыли на рубль затрат, а расходы на содержание сотни цыплят препарат снижает на 26 рублей. В числе полезных веществ, которые вырабатывают и выделяют в окружающую среду пропионовые бактерии, есть одно особенно важное и для животных, и для человека — витамин В|2. Высшим животным и людям он необходим, поскольку без него не могут идти некоторые жизненно важные для их организма реакции. При отсутствии или недостатке витамина у человека развиваются тяжелые заболевания крови и нарушения обмена веществ. Здоровым людям не приходится заботиться об этом витамине: его выделяют микроорганизмы, живущие в кишечнике, а также содержат некоторые продукты питания. Однако из-за широкого распространения антибиотиков и сульфамидов (а еще больше из-за неграмотного их применения) дисбактериоз нередко становится уделом и человека, а пищевой рацион не всегда обеспечивает достаточное поступление витамина В|2 в организм. Поэтому возникает необхо- 21
димость его искусственного получения. Витамин Bi2 — самое сложное из известных сейчас небелковых соединений. Правда, его удалось синтезировать химическим путем, но синтез оказался невероятно сложным, был проведен в 37 стадий и потребовал одиннадцатилетней работы десятков высококвалифицированных специалистов. Гораздо легче получать витамин Bi2 микробиологическим способом — с помощью бактерий, многие из которых обладают способностью его синтезировать. И рекордсменами по количеству производимого витамина являются некоторые штаммы пропионовых бактерий. Витамин участвует во многих важных процессах их жизнедеятельности: брожении, синтезе белка, аминокислот и ДНК, в защите тиоловых групп от окисления и клеток от ультрафиолетовой радиации; видимо, поэтому их метаболизм настроен на такой высокий уровень его производства. Бактерии вырабатывают столько витамина, что их биомасса приобретает ярко- красный цвет — это цвет витамина, который придает ему входящий в его молекулу атом кобальта. Но хотя такие штаммы пропионовых бактерий синтезируют в сотни раз больше витамина, чем большинство других бактерий, мы поставили перед собой задачу получить еще более активные штаммы. Чтобы сломать природные контрольные барьеры, на клетки воздействовали ультрафиолетовыми лучами и химиче- с ки ми мутагенам и. Среди получен ных таким путем мутантов был обнаружен штамм-сверхрекордсмен: он вырабатывает на 30 % больше витамина, чем исходный. Этот штамм передан в производство для использования в качестве продуцента витамина Bi2. КОНСЕРВАНТЫ ИЗ СОЛОМЫ Другие микроорганизмы не стремятся к близкому общению с пропионовыми и даже, более того, часто их избегают. Но почему? Какую опасность могут таить медленно растущие, неподвижные бактерии? Эта опасность — в выделяемой ими пропионовой кислоте, которая обладает сильным антимикробным действием, особенно в отношении плесневых грибов. Благодаря такому действию пропионо- вая кислота представляет большой практический интерес как консервант-фунгицид. Обработанные ею зерно и комбикорма долго сохраняются и даже при повышенной влажности не плесневеют; бумажная упаковка, пропитанная пропионовой кислотой, удлиняет срок хранения сливочного масла, черного хлеба, многих других продуктов. Очень важно, что пропионовая кислота — в неболь- * ших концентрациях, конечно,— безвредна для животных и человека: свидетельство тому — сыр, который никто не подозревает в токсичности... Пропионовую кислоту можно получать из продуктов переработки нефти; однако в пищевой промышленности предпочтительнее использовать продукт, полученный биологическим путем — с помощью пропионовых бактерий. Но вряд ли целесообразно тратить на изготовление консерванта глюкозу или крахмал: им можно найти и другое, более полезное применение. И тут пришлась кстати та особенность пропионовых бактерий, о которой здесь уже упоминалось,— их неприхотливость, способность питаться самыми различными сахарами и органическими кислотами. Сотрудники нашей кафедры предложили готовить для них питательную среду из дешевого и доступного сырья -— обыкновенной соломы. Если ее подвергнуть ферментативному гидролизу, содержащиеся в ней высокомолекулярные соединения — целлюлоза, гемицеллю- лоза, лигнин — расщепляются на низкомолекулярные, легко усваиваемые бактериями. При этом пропионовой и уксусной кислот (нужного нам продукта)* они вырабатывают примерно столько же, сколько на глюкозе, да и растут на такой среде не хуже. Впрочем, расти им в данном случае вовсе не обязательно: ведь нам нужна не биомасса бактерий, а только выделяемые ими в окружающую среду кислоты. По сути дела, мы используем бактерии в качестве катализатора, который вызывает определенные химические превращения субстрата. Поэтому было бы гораздо удобнее и технологичнее неподвижно закрепить бактериальные клетки на каком-нибудь нейтральном носителе и пропускать через них субстрат. Подобный метод — так называемая иммобилизация клеток — уже широко применяется в микробиологической промышленности. Нам же удалось впервые показать, что в таких условиях могут работать и пропионовые бактерии. Включенные в гранулы полиакриламидного геля, они теряют способность к передвижению и росту, но не утрачивают 22
Иммобилизованные клетки пропиоиовых бактерий после 28 суток работы в качестве биокатализатора: слева — без реактивации, справа — при периодической реактивации. Увеличение — около 750 раз своих каталитических свойств. Если пропускать через колонку с таким гелем раствор углеводов, то он превращается в раствор пропионовой и уксусной кислот, который можно прямо использовать в качестве консерванта, не разделяя на составные части, поскольку уксусная кислота тоже обладает консервирующими свойствами. Единственное, что при этом нужно для поддержания работоспособности бактерий,— это периодическая реактивация: раз в сутки их надо подкармливать азотом, выдерживая в течение нескольких часов в полноценной питательной среде, и тогда они могут трудиться более месяца. Полезной оказалась в данном случае и высокая термоустойчивость пропиоиовых бактерий: она позволяет увеличить скорость процесса, повышая температуру. И ДАЖЕ КЕКСЫ С ПРОПИОНОВЫМ И... Однажды на кафедру пришла наша бывшая выпускница и рассказала, какую задачу поставили перед ней во Всесоюзном научно-исследовательском институте птицеперерабатывающей промышленности. Требовалось найти бактерии, которые могли бы производить тонкую операцию: удалять следы углеводов из белка куриных яиц, широко используемого в пищевой промышленности, например, при выпечке кондитерских изделий. Дело в том, что углеводы вступают в реакцию с аминокислотами белковой массы, образуя меланоидины, придающие продукту темный цвет и неприятный запах. И здесь помогли наши пропионовые бактерии. Развиваясь в жидком курином белке, они, не затрагивая белков, быстро потребляют углеводы и выделяют при этом в среду, как всегда, пропионо- вую и уксусную кислоты, витамины, некоторые аминокислоты. В очищенном от сахара белке не происходит меланоиди- нообразования, а благодаря консервирующим свойствам кислот улучшается санитарно-бактериологическое состояние продукта: срок его хранения увеличивается с 6 месяцев до полутора лет. (Заметим, что этот способ можно ис- • пользовать для консервирования не только белка, но и яичной массы, молока, томатной пасты и других продуктов, содержащих углеводы.) Решающей проверкой нового метода стала выпечка кексов на белке, обработанном пропио- новыми бактериями. Кексы получились прекрасного вкуса... Почти тридцать лет изучаем мы пропионовые бактерии. С годами рос круг занимающихся ими исследователей, появлялись новые и новые штаммы бактерий с ценными свойствами, выявлялись новые стороны их многогранных способностей. И теперь мы можем с полным основанием утверждать, что среди полезных для человека микроорганизмов пропионовым бактериям принадлежит одно из первых мест. ЧТО ЧИТАТЬ О ПРОПИОНОВОКИСЛЫХ БАКТЕРИЯХ Воробьева Л. И. Пропионовокислые бактерии и образование витамина Bi2. M.: Изд-во МГУ, 197о. Воробьева Л. И., Стоянова Л. Г., Алексеева M. А. Пути использования пропионово- кислых бактерий.— В сб.: Микробные метаболиты. M.: Изд-во МГУ, 1979. Ш л е г е л ь Г. Общая микробиология. M.: Мир, 1972. 23
Практика Полностью безотходная «Первое крупное бессточное химическое предприятие уже строится. Первое в стране и, по-видимому, первое в мире... Пример Первомайского комбината показывает, что можно ликвидировать вредные стоки и газовые выбросы на любом, даже на таком сложном, многопрофильном химическом предприятии. А это значит, что уже сейчас можно поставить задачу сделать «чистой», безотходной целую большую отрасль химической промышленности». Так писала «Химия и жизнь» десять лет назад A974, № 12), когда на самом крупнотоннажном производстве предприятия — его водном хозяйстве — внедрялась комплексная система очистки стоков. Сейчас на Первомайском объединении «Химпром» работает полностью безотходная система водооборота. В 1979 г. пущена установка глубокой до- очистки сточных вод после биологической очистки производительностью 5 тыс. кубометров в сутки, причем проектируется четырехкратное увеличение ее мощности. На сооружениях предприятия очищают смесь производственных и городских сточных вод, которая проходит биологическую очистку и обеззараживание повышенными дозами хлора. Однако и после такой обработки в стоках остается некоторое количество неразлагаемых органических соединений. О их безвредности для живого свидетельствуют лебеди, проживающие в контрольном пруду, который наполнен водой после биоочистки. Но для технологических целей такой чистоты недостаточно. Вода, которая попадает в замкнутые водообо- ротные системы, должна быть освобождена от остатков органики и значительной части минеральных солей. Для этого и построена установка глубокой доочистки. Технология глубокой доочистки достаточно сложна. Она включает: адсорбционное извлечение органических соединений на микропористом активированном антраците в аппаратах кипящего слоя; термическую регенерацию отработанного адсорбента — тоже в печах кипящего слоя; ионообменную корректировку минерального состава сточных вод, во время которой извлекаются катионы кальция, магния, аммония и частично натрия, а также сульфат-ион и частично хлор-ион; регенерацию ионообменных смол; получение сложных жидких (аммиачная селитра с микроэлементами) или твердых гранулированных азотно-фосфор- ных удобрений. Нередко приходится слышать, что надежная глубокая очистка воды ложится тяжелым грузом на экономику предприятия. Опыт Первомайского объединения говорит об ином. Помимо полного решения природоохранных задач высокая чистота очищенной воды позволяет увеличить межремонтные сроки работы технологического оборудования, улучшить условия теплообмена в аппаратах, а это в конечном счете позволяет снижать себестоимость и повышать качество продукции. «Химическая технология», 1983, № 5, с. 18—21. Грибы-текстильщики Ткань из паутины — «изобретение» почтенного возраста, над которым посмеивался еще Джонатан Свифт два с половиной столетия назад. Однако современная биотехнология возрождает на новой основе многие старинные идеи. Недавно удалось получить ткань из гифов — нитей грибницы низших грибов. Переплетение гифов, образующееся при выращивании таких грибов, прошивают нитками или проклеивают — получается непряденый нетканый материал, который можно использовать, например, как основу для получения искусственной кожи. Лебединая идиллия в Первомайском объединении «Химпром» и иовая установка, позволившая сделать систему водоснабжения предприятия полностью безотходной 24
Освоив производство нетканого материала из грибов, изобретатели намерены попытаться получить подобный материал из биомассы микроорганизмов. Глядишь, дойдет дело и до пауков... "The Financial Times*', 1983, № 29150, с. 19 Вместо сахара Разработана технология нового сахаристого продукта — глюко- зо-фруктозного сиропа. Сначала ферментативным способом получают гидролизаты крахмала, содержащие не менее 93 % глюкозы, а затем с помощью иммобилизованной глюкозо- изомеразы половину глюкозы переводят в наиболее сладкий моносахарид — фруктозу. По сладости и пищевой ценности новый продукт не уступает ин- вертному сахару. Он прошел испытания в пищевой промышленности, а также в пчеловодстве. Глюкозо-фруктозный сироп из кукурузы (это лучшее сырье для его производства) может заменить свекловичный сахар, используемый для промышленной переработки. «Ферментная и спиртовая промышленность», 1983, №> 9, с. 53, 54 Не выбрасывайте апельсиновую кожуру И лимонную, и от грейпфрутов тоже. Не подумайте, что за этим последуют кулинарные рецепты сластей и напитков из кожуры цитрусовых. Таких рецептов много. Но, оказывается, эти пищевые отходы можно использовать в качестве сырья для получения инсектицида — безвредного для людей и животных, обладающего приятным запахом. Выделяемое из кожуры цитрусовых масло уничтожает домашних мух, муравьев Рихтера, серых кузнечиков, осенних жигалок и других вредных насекомых при прямом контакте и при воздействии на них паров. Такой инсектицид особенно ценен тем, что его можно безбоязненно использовать в жилых домах, на складах пищевых продуктов. "Science News", 1983, т. 124, № 15, с. 231 Сердечники из аморфного металла Аморфный металл можно получить с помощью сверхбыстрого охлаждения: расплав с температурой свыше 1200 °С выливают на холодное вращающееся колесо, из-под которого выходит тончайшая стальная лента. Из нее готовят трансформаторные сердечники, электрические потери в которых на 70 % меньше обычных. Подсчитано, что при замене 20 млн. обычных трансформаторов на трансформаторы с аморфными сердечниками годовая экономия электроэнергии может составить 12 млрд. кВт-ч "Iron Age", 1983, т. 226, № 23, с. 68 Водород и световод Диффундируя в стекло, водород изменяет его структуру. А это, как оказалось, может привести к затуханию световых волн в световодах оптических кабелей. Особая опасность грозит кабелям подводным: водород в достаточных концентрациях образуется при коррозии стальных кабельных оболочек в морской воде. "New Scientist", 1983, т. 100, № 1387, с. 742 Как найти альпиниста Маленькая пластмассовая пластинка, к которой приклеен миниатюрный полупроводниковый диод, зашивается в костюм альпиниста или горнолыжника. И если спортсмен потерпит бедствие в горах — провалится в трещину или попадет в лавину, его можно будет быстро найти. Электромагнитное излучение радиопеленгатора заставляет диод испускать сигналы, по которым местоположение спасаемого можно определить с точностью до 0^3 м даже под десятиметровым слоем снега. "Newsweek", 1983, г. 102, № 4, с 3 Хрусталь без свинца Свинцовое сырье для производства хрусталя дефицитно, поэтому стекольщики стремятся разработать шихту без свин- ца. На опытном заводе Института общей и неорганической химии АН АрмССР сварены первые партии такого хрусталя. Исходным сырьем для него служат так называемые ерева- ниты — синтетические стекольные материалы, получаемые при комплексной переработке кремнийсодержащих горных пород. Хрусталь из ереванитов отличается большой прозрачностью, чистотой, блеском и красивой игрой цветов в отполированных образцах. К тому же температура его варки на 200—250 °С ниже, чем при варке хрусталя из обычной, содержащей свинец шихты. «Промышленность Армении», 1983, № 7, с. 41, 42. Что можно прочитать в журналах Об использовании азотсодержащих соединений для снижения горючести полимерных материалов («Пластические массы», 1984, № 1, с. 53—57). О механодеструкции полиметил- метакрилата в растворе под действием ультразвука («Известия вузов. Химия и химическая технология», 1983, № 12, с. 1483—1486). О хроматографическом определении аргона в газах («Заводская лаборатория», 1983, № 12, с. 10). О синтезе алмазов в присутствии интерметаллических соединений («Алмазы и сверхтвердые материалы», 1983, № 10, с. 2—4). О производстве и применении углеродных волокон («Химические волокна», 1983, № 6, с. 58— 62). Об утилизации старого асфальтобетона («Автомобильные дороги», 1983, № 11, с. 5). О применении кремнийоргани- ческих соединений в качестве реагентов для флотации угля («Кокс и химия», 1984, № 1, с. 11 — 14). Об устройстве для измерения прозрачности хлопкового масла («Масложировая промышленность», 1983, № 11, с. 37—39). О действии омагниченной воды на активность ферментов муки («Хлебопекарная и кондитерская промышленность», 1983, № 10, с. 38, 39). Об использовании соляной кислоты для снижения потерь картофеля от гниения («Картофель и овощи», 1983, № 8, с. 12). • О художественных кистях из отходов мехового производства («Кожевенно-обувная промышленность», 1984, № 1, с. 6). 25
««♦»*♦»' »••••" ./ ё /С ^~ /*• ;u;- U? *".-: Ш 4*. \v :5S5 '^Ш Проблемы и методы современной науки Необыкновенные секреты обыкновенного i\\ \i пламени ^ v Л - л л Ml з? f*»*»»-^**»*- jili !.'А«: -'-■"•'i. »l, imHllHMIHlllllUllf
Люди недаром создали миф о Прометее, похитившем с неба пламя: умение пользоваться огнем на многие века определило развитие цивилизации. До сих пор, несмотря на все успехи атомной энергетики, подавляющую часть необходимой энергии человечество добывает, сжигая в топках электростанций ископаемое горючее. Огонь служит безотказным средством ускорения бесчисленного множества химико-технологических процессов; без огня человеку до сих пор не обойтись и дома. При всем при том огнем нужно пользоваться умеючи, потому что при неосторожном обращении пламя может обратить в пепел многое из того, что добыто с помощью того же огня. .Особенности процессов горения и закономерности, которым они подчиняются, давно служили предметом тщательных научных исследований. И все же огонь таит в себе еще немало загадок. РАЗОГРЕВ БЕЗ РАЗОГРЕВА При многих технологических процессах смесь нагретых газов приходится пропускать через слой твердых гранул насадки, в результате чего между компонентами смеси протекает реакция. В одних случаях гранулы катализируют процесс, в других случаях служат инертным теплоносителем. И давно было замечено, что насадки, изготовленные из тугоплавкого материала, порой быстро оплавляются и спекаются, несмотря на то что температура самого газового потока существенно ниже температуры плавления гранул. Еще одно наблюдение, не имеющее, казалось бы, прямой связи с предыдущим. Иногда различное искрящее электрооборудование — пускатели, электродвигатели и т. д. — должно работать во взрывоопасной атмосфере. В этих случаях используют способ защиты, изобретенный еще в прошлом веке Г. Дэви для работы с открытым огнем в угольных шахтах: в так называемых лампах Дэви пламя было отделено от взрывоопасной атмосферы огнепреградителем — металлической сеткой; в принципе такими же огне- преградителями сейчас оборудуют и кожухи искрящего электрооборудования. Тем не менее бывали случаи, когда по непонятной причине пламя преодолевало преграду и приводило к несчастью. Оба эти явления удалось объяснить, изучая хлорирование углеводородов в слое инертной насадки — активированного угля или силикагеля. Сейчас точно установлено, что в этих условиях хлорирование идет не по каталитическому пути: экзотермическое взаимодействие хлора с углеводородом протекает в газовой фазе по цепному механизму, а на поверхности гранул происходит лишь образование первоначальных активных частиц, атомов хлора. Однако хотя этот процесс эндотерми- чен и к дополнительному разогреву вести не может, на практике не раз наблюдались случаи, когда насадка самопроизвольно разогревалась. Так, при пропускании через реактор, заполненный активированным углем, смеси метана с хлором, имевшей температуру всего 200—300 °С, насадка разогревалась до красного каления, причем разогреву способствовало увеличение скорости потока. В результате резко ускорялись образование сажи и другие нежелательные побочные процессы. СВИДЕТЕЛЬСТВУЕТ ЭКСПЕРИМЕНТ Необычные явления, происходящие при горении смеси метана и хлора, удалось изучить с помощью специальной горелки, в которой реакция протекает в стационарном режиме. Основной деталью такой горелки служит пористая кварцевая пластина, сквозь которую подается исследуемая горючая смесь. Благодаря разделению потока на множество микроструй их скорости по всему сечению матрицы оказываются одинаковыми, в результате чего пламя, возникающее при поджигании потока, приобретает форму плоского диска. Когда в такой горелке сжигали смеси CH4+CI2, кварцевый фильтр сильно разогревался, причем разогрев возрастал с увеличением скорости горения (эта скорость максимальна у смеси, содержащей 33 % СН4). При сгорании смесей, содержащих более 13 % СН4, пламя после непродолжительного пребывания у фильтра проникало через него и распространялось навстречу потоку; при 10,5—11 % СН4 пламя не проходило через фильтр, однако оставляло следы оплавления; при еще меньших содержаниях горючего пламя становилось неустойчивым и легко гасло. Продолжительность разогрева, достаточная для проскока пламени (если он был возможен), не превосходила 2—2,5 минут; увеличение скорости потока сокращало это время. 27
Известно, что температура начала размягчения кварцевого стекла (оно не имеет фиксированной температуры плавления ) лежит между 1500 и 1700 К. Казалось бы, для оплавления кварца необходимо, чтобы температура газового потока была еще выше. Однако было установлено, что для смеси, содержащей 13 % СН4 (предельная концентрация, при которой возможен проскок пламени), температура не превышала 1350 К, а для смеси, содержащей 10,5—11 % СН4 (начало оплавления),— 1200 К. Иначе говоря, пламя бедных смесей СН4+Ск> может разогревать поверхность кварцевой пластины до температуры, намного превосходящей его собственную. Это парадоксальное явление родственно оплавлению насадок в-беспламенных технологических аппаратах. КАК ИЗЛУЧАЕТ ПЛАМЯ Все процессы горения — экзотермические. Сразу же после того как продукты реакции образовались, они несут значительный избыточный запас энергии. Через короткий промежуток времени эта энергия в результате соударений перераспределяется между всеми молекулами среды согласно законам молекулярной статистики; тут же начинается и перенос энергии от нагретых продуктов сгорания к соседним телам — при сгорании в замкнутой камере ими оказываются стенки, а при сгорании на открытом воздухе газообразные продукты реакции смешиваются с соседними слоями атмосферы. Иначе говоря, считается, что теплообмен происходит в основном по двум различным механизмам — кондукции и конвекции. При кондуктивном теплообмене в неравномерно нагретом веществе тепло передается послойно, в результате межмолекулярных соударений. При конвекции перенос энергии происходит в результате перемещений значительных масс вещества; при этом в случае газов происходит также усреднение состава смеси. Однако процессами кондукции и конвекции механизмы переноса энергии не ограничиваются, возможна еще и ее передача путем излучения. При этом излучаемая энергия может и восприниматься соседними телами, и рассеиваться в пространстве. Всякое тело излучает в окружающую среду энергию, количество которой строго определяется температурой, а также зависит от специфической характеристики тела — степени его черноты е (доли лучистой энергии, поглощаемой телом, когда оно само облучается потоком энергии). Для тела, которое называют абсолютно черным, е=1; для абсолютно прозрачного тела е=0. Для большинства твердых материалов величина е обычно составляет несколько десятых или даже близка к единице. Но для газов она очень мала, причем приблизительно прямо пропорциональна толщине слоя. Соответственно энергия, излучаемая даже достаточно сильно нагретым газом, обычно невелика; поглощение им внешнего излучения также незначительно. Расчеты показывают, что для пламенной сферы диаметром около 25 см доля энергии, отводимой путем излучения, не превосходит 1 %; обычно же она гораздо меньше. Но почему тогда, как мы убедились, излучение пламени может вызывать интенсивный разогрев? ДИАГНОЗ — ХЕМИЛЮМИНЕСЦЕНЦИЯ Как мы уже. говорили, при горении непременно образуется множество продуктов с избыточным запасом энергии. Энергия таких частиц может самопроизвольно высвобождаться в виде квантов, соответствующих различным областям спектра — от инфракрасной до ультрафиолетовой. Причем важно, что такое излучение, определяемое чисто химическими процессами и именуемое хемилюминесценцией, в общем случае не зависит от температуры излучающего тела. Лет 15 назад мы заметили, что при сгорании смесей, содержащих углеводороды, водород и кислород, значительная часть химической энергии системы отводится в окружающее пространство путем излучения; эти потери достигали нескольких десятков процентов и закономерно изменялись в зависимости от состава исходной смеси. Внимательный анализ результатов, полученных разными авторами в 30-х годах, привел к выводу, что и здесь был зафиксирован, но не распознан аналогичный эффект. Более того, еще в конце XIX — начале XX века некоторые исследователи наблюдали интенсивное излучение, сопровождающее горение. Однако в те годы достоверные сведения о температуре пламени, его теп- 28
ловом режиме и излучении еще отсутствовали, и было невозможно объяснить природу наблюдаемого явления, установить его количественные закономерности. Измерения интенсивности излучения стационарного пламени были продолжены нами с использованием аппаратуры, позволившей исключить искажения, вносимые конвективной теплопередачей. Эти опыты подтвердили наличие хе- милюминесценции — менее интенсивной при горении водорода, более явно выраженной в случае углеводородов и особенно сильной у пламени, возникающем при горении смесей углеводородов с хлором. Так, если при сжигании стехиометрической метано-во- здушной смеси, когда температура пото-. ка достигала 2250 К, признаков оплавления поверхности плоскопламенной горелки не наблюдалось, то для смесей CH4+CI2 эффект оплавления возникал при несравненно более низкой температуре. Теперь становится понятным казавшийся сначала парадоксальным эффект нагревания более нагретого тела менее нагретым: он объясняется тем, что в основе явления лежит не теплообмен, а интенсивная хемилюминесценция, то есть непосредственное превращение химической энергии в радиационную. В этом случае отсутствуют какие-либо ограничения для температур излучающего тела и тела, поглощающего излучение: ведь, например, при нагревании нити электрической лампочки током, создаваемым гальваническим элементом, сам элемент остается холодным. Как уже говорилось, до недавнего времени оставались непонятными и случаи проскоков пламени через огне- преградители. А дело оказывается в том, что у кромки огнепреградителя возникает стационарное пламя и защитное устройство начинает играть роль матрицы плоскопламенной горелки. Иногда этот эффект приводит к оплавлению и разрушению оборудования, а иногда — к проскоку пламени через огнепреградитель в защищаемую зону. В результате исследований удалось выявить условия, когда хемилюминесценция пламени вызывает сильный нагрев соседних твердых тел, а когда эффект невелик. Оказалось, что дисперсные тела нагреваются сильнее и быстрее, чем сплошные. Действительно, практика использования насадок из дисперсных материалов в различных химико- технологических аппаратах подтверждает, что именно гранулированные материалы наиболее подвержены разрушающему тепловому воздействию. А вот оборудование с гладкими стенками нагревается излучением пламени существенно слабее. Интенсивно излучающее пламя представляет собой источник нетепловой энергии. Быстрое превращение множества частиц с одинаковым запасом химической энергии и достаточно продолжительное существование возбужденных продуктов реакции благоприятствуют получению интенсивного потока монохроматического излучения, одного из основных условий возникновения лазерного эффекта. Явление интенсивной хемилюминесценции можно использовать и для создания простого и эффективного источника локального нагревания твердых тел. Конечно, интенсивная хемилюминесценция исследована пока еще недостаточно, так что возможность создания на ее основе новых химических лазеров остается лишь информацией к размышлению. Доктор химических наук А. И. РОЗЛОВСКИЙ Банк отходов Предлагаем отходы производства — реакционные погоны масла ПОД (кубовый остаток, образующийся после дистилляции продуктов окисления циклогексанона). Легколетучие компоненты масла ПОД — прозрачная маслянистая жидкость с резким запахом; плотность при 20 °С — 0,92 г/см*5; температура начала перегонки не выше 160 °С; до 200 °С перегоняется не меньше 90 % продукта. Количество отходов — до 300 т в год. Реакционные погоны масла ПОД могут найти применение в лакокрасочной промышленности в качестве растворителя. Ростовское химическое производственное объединение им. Октябрьской революции. 344069 Ростов-на-Дону, Таганрогское шоссе, 1а. 29
Информация гч L ^■^ '1' ;Г 1 it г^ >, ы ^у т , I LI ^гч Т 1 Т1 т 1 1J ij НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ Продолжение. Начало на стр. 18 Сентябрь Конференция по химии макроциклов. Одесса. Физико-химический институт B70080 Одесса, Черноморская дорога, 86, 65-50-42). IV конференция молодых ученых по химии и физико-химии высокомолекулярных соединений. Одесса. Одесский университет, Институт химии высокомолекулярных соединений B52160 Киев, Харьковское ш., 48, 551-03-44). .Школа «Современные электрохимические методы анализа» Красноярск. Краевое правление ВХО F60097 Красноярск, ул. Урицкого, 61, 27-88-88). Конференция «Динамическая стереохимия и конформацион- ный анализ». Одесса. ЦП ВХО им. Д. И. Менделеева A01907 Москва, Кривоколенный пер., 12, 228-13-51). V конференция по теории и практике ректификации. Севе- родонецк. ГосН И Иметанолпро- ект C49940 Северодонецк Ворошил овградской обл., ул. Дзержинского, 1, 49-23-16). Конференция по применению экстракционных и сорбционных методов для выделения и разделения актинидов и лантанидов. Москва. Межведомственный научный совет по радиохимии A17901 Москва ГСП-1 В-71, Ленинский просп., 14, корп. 4, 234-28-76). V конференция по горению органического топлива. Новосибирск. Институт теплофизики F30090 Новосибирск, просп. Академика Лаврентьева, 1, 65-38-40)-. Конференция «Фосфаты-84». Алма-Ата. Институт химических наук D80100 Алма-Ата 100, ул. Красина, 106, 61-16-26). IV Всесоюзный семинар «Водород в металлах». Москва. ВНИИМК A01000 Москва, ул. Мархлевского, 19/4, 228-24-23). Симпозиум «Электрохимия и коррозия металлов в водно-органических и органических средах». Ростов-на-Дону. Ростовский университет C44090 Ростов-на-Дону, ул. Зорге, 7, 22-66-07). VI Всесоюзная конференция по поверхностно-активным веществам и сырью для их производства. Волгодонск. ВПО «Союзнеф- теоргсинтез» A29832 Москва, ул. Гиляровского, 31, 281-80-78). XI совещание по экспериментальной и технической минералогии. Харьков. Институт «Юж- гипроцемент» C41022 Харьков, просп. Правды, 10, 40-12-84). II Всесоюзная конференция «Высоконаполненные композиционные полимерные материалы, развитие их производства и применение в народном хозяйстве». Москва. «Союзхим- пласт» A29110 Москва, ул, Гиляровского, 39, 284-57-62). Симпозиум «Экономия сырья и улучшение качества изделий путем использования высокопластичных полимерных материалов». Ростов-на-Доиу. ЦП ВХО им. Д. И. Менделеева A01907 Москва, Кривоколенный пер., 12, 228-13-51). Конференция «Вопросы биони- зации производства». Казань. Казанский университет D20008 Казань, ул. Ленина, 18, 987-43). Конференция «Физико-химические методы и инженерно- технические решения в газоаналитическом приборостроении». Одесса. НПО «Аналитприбор». B52006 Киев, Тверская ул., 6, 69-21-43). Конференция «Органические люминофоры и их применение в народном хозяйстве». Харьков. «Союзреактив» A01887 Москва, Кривоколенный пер., i2, 294-99-89). Совещание «Перспективы развития предприятий содовой подотрасли в XII пятилетке и до 2000 года». Первоуральск Свердловской обл. «Союзсода» A01851 Москва, ул. Кирова, 20, 228-38-34). Совещание «Пути повышения эффективности применения пластмассовых трубопроводных систем в народном хозяйстве». Казань. «Союзпластпереработ- ка» A29110 Москва, ул. Гиляровского, 39, 284-36-69). Совещание «Химия и технология синтетических пиретроидов и их применение в сельском хозяйстве». М осква, В Д Н X СССР. «Союзхимзащита» A19900 Москва ГСП Г-19, ул. Грицевец, 2/16, 279-04-07). Конференция «Пути увеличения выпуска и сохранения качества пищевых продуктов, внедрение безотходных и малоотходных технологий на основе использования искусственного холода». Тбилиси. ЦП НТО пищевой промышленности A03031 Москва, Кузнецкий мост, 19, 295-26-11). Семинар «Актуальные проблемы агроклиматического обеспечения Продовольственной программы страны». Обнинск Калужской обл. ВНИИ сельскохозяйственной метеорологии B49020 Обнинск, просп. Ленина, 82, 2-74-92). Конференция «Основные направления развития соляной промышленности до 2000 года». Артемовск. Упрсоль Минпище- прома СССР A21069 Москва, просп. Калинина, 29, 291-24-52). Конференция «Диагностика, патогенез и профилактика болезней животных в промышленном животноводстве». Каунас. ВАСХНИЛ A07814 Москва, Б. Харитоньевский пер., 21, 207-16-97). Конференция «Повышение эффективности использования минеральных удобрений в лесном хозяйстве». Гомель. Белорусский НИИ лесного хозяйства B46654 Гомель, Пролетарская ул., 18, 52-65-04). Совещание «Разработка замкнутых циклов водопользования и перспективы - создания бессточных систем водопользования на предприятиях М инудобрений СССР». Пос. Первомайский Харьковской обл. Управление по науке и технике Минудобрений СССР A19900 Москва ГСП Г-19, ул. Грицевец, 2/16, 202-46-69). Совещание «Современные вопросы токсикологии и гигиены применения пестицидов и полимерных материалов». Киев. ВНИИГИНТОКС B52127 Киев, ул. Героев обороны, 6, 61-47-73). Совещание «Проблемы охраны животного мира». Вильнюс. Институт зоологии и паразитологии B32021 Вильнюс, ул. Акаде- миёс, 2, 77-84-25). Совещание «Природные ресурсы устьевых областей рек, их охрана и исследование». Николаев. Географическое общество СССР A90000 Ленинград, пер. Гривцова, 10, 210-09-68). Окончание на стр. 64 зо
Волны ж-,™ фЬ^ ^ики^]1^ Общепланетарный круговорот вещества В науке нет до сих пор ясного сознания, что явление жизни и явление мертвой природы, взятые с геологической, т. е. планетарной, точки зрения,являются проявлением единого процесса. В. И. ВЕРНАДСКИЙ Потоки вещества и энергии связывают наш дом (биосферу) с окружающей средой — космосом и литосферой — каменной оболочкой Земли. Фундамент у дома особый — сквозь него поступает вещество из глубин Земли, а биосфера снабжает его своими отходами, которые потом превращаются в горные породы. Круговорот этот не полный — воспроизводство вещества в биогеохимических циклах около 90 %. Взгляните на схему круговорота веществ в биосфере (рис. 1). Жирные стрелки куда могущественнее, вернее, стремительнее тонких: обмен вещества здесь занимает считанные годы или же тысячелетия. Так, вода в гидросфере полностью обменивается за 2600 лет, а углекислый газ в атмосфере — за 6,3 года. И если почти вся фито- масса океанического планктона обновляется каждый день, то в литосферу вещество уходит на сотни миллионов лет. Поэтому стратисферу — верхнюю слоистую часть твердой оболочки Земли — можно считать как бы пронумерованным складом продуктов на выходе биосферы. А по смене продуктов на выходе системы можно судить о ее состояниях. Иначе говоря, изучая последовательность накопления осадочных полезных ископаемых и горных пород, можно воссоздать картины биосферы в далеком прошлом. ЛЕТОПИСЬ ЖИЗНИ Стратисфера — это не что иное, как геологическая летопись биосферы. В ее слоях заключено колоссальное количество информации о связях биосферы с космосом и земными глубинами, о ее поведении на протяжении миллиардов лет в ответ на внешние воздействия. Информация есть, но она закодирована в бесчисленных сочетаниях разных слоев осадочных и метаморфических (бывших осадочных) горных пород. Специалисты по исторической геологии хорошо знают, что полезные ископаемые распределены крайне неравномерно не только в пространстве, но и по времени своего образования. Многие месторождения приурочены к вспышкам бурного расцвета живой природы, к так называемым гигантским волнам жизни, которые запечатлены в стратисфере в виде могучих углеродистых толщ с ископаемой органикой. В древнейших слоях, уже измененных высокими температурами и давлениями земных глубин, это графиты и шунгиты, а в более молодых — горючие сланцы, каменные угли, торф, нефть и газ. Сейчас более или менее уверенно выделено шесть волн жизни, шесть гигантских макси- 31
мумов накопления углеродистых толщ: 0—0,25; 0,5—0,75; 0,9—1,0; 1,7—2,1; 2,6—2,8; 3,5—3,7 миллиарда лет назад. А ведь 3,7 млрд. лет — это где-то в начале геологической истории Земли. Но что же породило сами эти волны жизни? Космос или внутренние силы Земли? Дать однозначный твердый ответ пока невозможно. Правда, имеются немаловажные факты, свидетельствующие, что главная причина все- таки не в изменениях энергетики космоса, а во внутренних силах Земли, которые, однако, работают по космическому расписанию. Все гигантские волны жизни совпадают с эпохами мощного магматизма и вулканизма, когда из недр в биосферу выбрасывалось грандиозное количество веществ (рис. 2). Еще отчетливее связь биосферы с земными глубинами прослеживается в последние 500—550 млн. лет (рис. 3). Если свести воедино силу магматизма (внизу), колебания уровня Мирового океана (синусоида), распределение органического вещества, мировых запасов каменных углей, горючих сланцев, нефти и газа (вверху), то мы увидим, что интенсивность отложений органического вещества совпадает с усилением магматизма. И чем сильнее бушевала магма и вулканы, тем больше органического вещества захоронялось в земной коре. Однако такой вывод справедлив лишь для громадных интервалов в 400— 450 млн. лет. ДВОЙНАЯ ВЕСНА Иная картина получается, если вскрыть взаимосвязи биосферы с магматизмом и колебаниями уровня океана с шагом всего в 10 млн. лет. Такая шкала времени позволяет в последней гигантской волне жизни разглядеть шесть ее составляющих волн. А что же лежит в их основе? Чтобы хоть как-то ответить на этот вопрос, давайте более внимательно отнесемся к последним 180—200 млн. лет геологической истории планеты, которые наука наиболее полно оснастила фактами (рис. 4). За это время по Земле прошли и затихли четыре крупные волны жизни, сгруппированные попарно, о чем свидетельствуют два «слоя» мировых запасов горючих полезных ископаемых в стратисфере. Уровень океана за последние 180 млн. лет колебался часто, но все же описал четкую синусоиду с мак- 32 2 Земная кора пребывает в непрестанном движении, но время от времени, через определенные периоды, тектонические силы проявляют себя особенно ярко. Это фиксируется в земных слоях мощными магматическими отложениями, возраст которых можно узнать по соотношению в их составе нестабильных элементов и продуктов их распада. Крупнейшие усиления магматизма сопровождаются резким увеличением биомассы иа планете. По Земле, как говорят специалисты, прокатывается гигантская волна жнзни 3 Геологическая информация о последних 500 млн. лет истории Земли позволяет как бы заглянуть внутрь гигантской волны жизни. Видно, что усиления магматизма совпадают с резким увеличением накопления в земной коре органического углерода и понижением уровня Мирового океана. Верхняя кривая отражает рост разнообразия высших животных и растений. Под ней — распределение в земной коре некоторых полезных ископаемых. Внизу — шкала времени 4 Реакция биосферы на воздействия недр в последние 180 млн. лет. Внизу — шкала времени, чуть выше — кривая, отражающая интенсивность магматизма, еще выше — синусоида распределения суши и моря на планете. Над этнм — колебания температуры на поверхности Земли; отложения органического и неорганического углерода и некоторых полезных ископаемых симумом в середине этого времени. Температура воды в морях северного полушария тоже не без колебаний ложится в синусоиду, но уже с двумя максимумами, падающими как раз на затишья между волнами жизни. И не парадоксально ли, что волны жизни хиреют вроде бы в самые благоприятные для их расцвета эпохи наибольшего потепления климата, когда на планете преобладали мелководные морские бассейны вроде Азовского моря. В чем дело? Давайте поищем ответ с помощью Константина Паустовского. Заглянем в повесть «Черное море». В главе «Двойная весна» он пишет: «в море бывает две весны. Одна совпадает с сухопутной весной наших широт, а вторая возвращается на море в октябре». Двойная весна — это вроде нынешнего аналога волн жизни. В самом деле, океанологи подтверждают, что в годовом развитии микроскопических водорослей — фитопланктона есть две ярко выраженных волны — весенняя и осенняя. И не странно ли, что на летний максимум освещенности, которая, собственно, и задает скорость фотосинтезу, приходится спад в биомассе фитопланктона? Так вот, это не странность, а беда — фитопланктон голодает из-за недостатка биогенных элементов в зоне активного фотосинтеза океана и снижения содержания углекислоты в морской воде. Двойная весна, по убеждению океанологов,— это сложная реакция системы
4мЛ^. *U4* KObjO^ %stos 3*0' ZJ$'10* Z10* tfft* 4iO* G,$r-10* 400 0 Сбей*- I $00*AJJH^u^ftMy*4 ^00 4 M^-f4fbt Соьис <hoedioHu4nM.{ I /wc#<£<*#K£»***^#f»utoc 180<А**я.4т ttcua} 160 140 2 «Химия и жизнь* № 5 О 33
на внешнее циклическое воздействие. Естественно, в биосфере все еще намного сложнее, но ее реакция на внешние воздействия почти такая же. БИОСФЕРНЫЕ РИТМЫ На протяжении геологической истории Земли мощное отложение органики не раз сменялось максимумами накопления карбонатных пород (см. рис. 4). Иными словами, биосфера теряла не только углерод органического вещест-» ва, но и углерод, заключенный в карбонатах. По подсчетам члена-корреспондента АН СССР А. Б. Ронова, за последние 550 млн. лет примерно 80 • 1015 т углерода было законсервировано в земной коре главным образом в карбонатных породах. А это в 1800 раз больше нынешнего содержания углерода в биосфере. Но ведь чем меньше углекислоты в атмосфере, тем легче она пропускает в космос тепловое излучение Земли, что способствует аридизации (засушливости) глобального климата. А засуха — не лучшее время для буйства жизни. Именно поэтому эпохи накопления карбонатов сменялись эпохами складирования солей в земной коре. При со- леобразовании из-за перехода кальция, связывавшего в морской воде углекислоту, в гипс и выпадения его в осадок (CaSCU • 2НгО) высвобождались огромные порции СС>2. Тем самым эпохи солеобразования порождали новые волны жизни. Процесс раскачивался и повторялся 3—5 раз. В эпохи солеобразования континенты в основном были заняты огромными пустынями, и поэтому новыми порциями питательных веществ в первую очередь пользовался морской фитопланктон. Он-то и оставил нам крупнейшие месторождения нефти и газа. Кстати, изменения среды, вызванные волнами жизни, охватывали не только континенты или фотосинтетическую зону океана, но и всю его толщу, всю биосферу. Когда по Земле прокатывалась та или иная волна жизни, карбонаты на дне накапливаются только выше 3—4,5 км, а ведь в иных условиях такое бывало и на глубине в 6 км. То есть волны жизни вызывали закономерные, повторяющиеся -колебания геохимических свойств биосферы, порождали глобальные ритмы. Пожалуй, наиболее отчетливы те ритмы, которые совпадают с периодом оборота Солнечной системы вокруг ядра Галактики (примерно 180 млн. лет). Эти и другие ритмы D00—800 млн. лет) сильнейшим образом стимулируют движения земной коры и магматизм, чем ускоряют большой геологический круговорот биогенных веществ. Поэтому размах тектонических движений и продуктивность биосферы совпадают. (Подробнее о такой периодичности рассказано в книге автора «Синфазная стратиграфия фанерозоя». «Недра», 1982.) ГЕОЛОГИЧЕСКАЯ ЛЕТОПИСЬ НАПОМИНАЕТ Волны жизни в истории Земли идут попарно. Так вот, соседние волны сильно отличаются друг от друга по мировым запасам калийных солей, угля, нефти и газа. Судя по характеру осадков и полезным ископаемым, первая в каждой паре волна жизни процветала при мягком теплом климате почти на всей планете. Из-за нечеткой зональности климата течения в океане были вялыми, слабыми, богатые питательными солями глубинные воды слишком медленно поднимались в зону фотосинтеза. И главным потребителем углекислого газа были наземные растения, давшие нам каменный уголь. В теплом же и чистом океане почти не было накопления органики. Совсем другие, можно сказать кризисные, условия царили на Земле во время вторых волн жизни: резкая климатическая зональность; обилие пустынь; сильные океанические течения; цветение воды в мелководных морях... В водоемах, заполненных фитопланктоном, почти не было фауны. Так, ее следы обычно отсутствуют в горючих сланцах — осадках таких водоемов. Солеобразование захватывало морские бассейны, в два-три раза превышающие размеры нынешнего Балтийского моря. Мощная наземная растительность была только вблизи экватора и во влажных высоких широтах. Первичная продукция единицы фито- массы океана в тысячу раз выше таковой на суше. Именно свойство фитопланктона почти мгновенно увеличивать свою массу было главной причиной резкого падения (вероятно, сезонного) концентрации СОг в атмосфере и похолодания климата. Рассуждения о волнах жизни могут быть, как это ни странно, весьма зло- 34
бодневными. Например, можно докопаться до одной из причин нынешнего стремительного роста африканских пустынь. Вряд ли кто будет спорить, что высокоинтенсивное сельское хозяйство в средних широтах северного полушария и цветение здешних водоемов из-за их загрязнения азотом и фосфором стимулируют поглощение углекислоты из атмосферы в летнее время. Атмосфера восполняет недостаток С02 из верхних слоев океанской воды, пересыщенных СаСОз. И тот выпадает в осадок, что еще более увеличивает дефицит углекислоты в атмосфере. А это в свою очередь сразу же усиливает летнюю сухость климата, что не может не сказаться на росте пустынь. Геологическая память биосферы как бы предупреждает, что сброс в водоемы питательных для фитопланктона солей Гипотезы Волны смерти? Еще в прошлом веке было известно, что в определенные геологические эпохи с лица Земли одновременно исчезали многие виды живых организмов. Причины таких «мировых катастроф», как назвал их Кювье, до сих пор окончательно не раскрыты. Интересную гипотезу на этот счет развивает в своей недавно вышедшей монографии «Уран и жизнь в истории Земли» (Ленинград, 1982) геолог С. Г. Неручев. Исходя из той важнейшей роли, которую играли в развитии жизни на нашей планете миграции в биосфере радиоактивных элементов, в том числе урана, он отмечает, что массовым вымиранием многочисленных видов растений и животных, а также появлением новых видов всегда завершались эпохи интенсивного накопления урана в осадочных породах. Такие породы обычно содержат много органического вещества — до сих пор считалось, что именно с этим связано накопление в них урана: при разложении органики в породе создавались восстановительные условия, в которых уран переходит в малоподвижные соединения и теряет способность к дальнейшей миграции. Однако С. Г. Неручев обращает внимание на то, что многие организмы способны при жизни накапливать радиоактивные элементы на поверхности или внутри своих клеток. Например, некоторые бактерии буквально за считанные секунды извлекают уран из богатой им среды в количествах, достигающих 50 % своей сухой массы. Еще эффек- даст весьма нежелательные климатические последствия. Человечество живет отнюдь не в эпоху максимальной продуктивности биосферы. Ближайшая такая эпоха отстоит от нас на 20—25 млн. лет. И думается, не в очень уж далеком будущем, познав законы биосферы, человеческое общество сможет вывести живое вещество планеты на максимальную продуктивность в нужном направлении и удерживать ее сколь угодно долго. А закончить статью лучше всего пророческими словами Вернадского: «В геологической истории биосферы перед человечеством открывается огромное будущее, если оно поймет это и не будет употреблять свой разум и свой труд на самоистребление». /О. М. МАЛИНОВСКИЙ, Институт литосферы АН СССР тивнее концентрируют уран диатомовые водоросли. Можно предположить, что концентрирование урана происходило главным образом не в донных осадках, не после смерти организмов, а еще при их жизни, в среде их обитания. Очевидно, процесс должен был носить циклический характер. По мере накопления урана в среде там повышался уровень радиации, который со временем достигал критической величины, что и приводило к массовой гибели наиболее чувствительных к нему организмов и к интенсивному возникновению новых форм среди организмов выживших (для подтверждения можно привести такой факт: среди харовых водорослей, обитающих в озере Иссык-Куль, где урана в воде в 10 раз больше, чем в Мировом океане, наблюдается очень большое видовое разнообразие). В результате общая биомасса организмов резко падала, концентрация урана в среде и скорость его накопления снижались; но через определенное время (по ориентировочным подсчетам, через каждые 30—40 млн. лет) все повторялось сначала. Между прочим, не исключено, что именно такое биогенное накопление урана предопределило гибель динозавров: известно, что большинство их обитало в мелководных теплых лагунах — там, где процессы биогенной концентрации урана происходили с наибольшей интенсивностью. И в самом деле, окаменелые останки динозавров, как правило, обогащены ураном, причем есть основания полагать, что он накапливался в них при жизни ящеров... Кандидат биологических наук В. Ф. ЧУБУКОВ 2* 35
Молва объявила стрижей предвестниками лета. И в самом деле, нагрелся воздух, по- явил ис ь насекомые, а с ним и и стрижи. У этих великолепных летунов хвост вилкой и изящные серповидные крылья. Они про- % носятся мимо, круто меняя направление полета, и могут за сутки преодолеть тысячу километров со скоростью около 100 километров в час. А вот на землю эти стограммовые птички не садятся: иначе не взлететь — мешают крылья, которые намного длиннее туловища. И потому большую часть жизни стрижи проводят в воздухе. Там они не только кормятся, но и пьют, купаются, играют свадьбы. Ведь ни ходить, ни бегать, ни плавать они не умеют. Гнездятся они в старых дуплах, в расселинах скал, под крышами домов... Словом, там, откуда могут упасть и расправить крылья. Может, потому, что их гнезда приютились в малодоступных местах, или потому, что из-за трудности прокормления держать этих пернатых в неволе невозможно, об их поведении известно очень и очень мало. Особенно про птенцов, кои, как и у многих птиц, появляются на свет голыми, слепыми и беззащитными. В новосибирском Академгородке на стенах домов и балконах много скворечников, которые редко пустуют. И у меня на перилах балкона шестого этажа тоже есть скворечник. Крыша у него съемная, в ней отверстие, закрывающееся пробкой. Скворцы неизменно покидают его в первую пятидневку июня. Как всегда, в день их вылета я опрыскал деревянный домик аэрозолем дихлофо- са, чтобы убить оставшихся от постояльцев клещей, и положил свежее сено. И к моему удивлению, вечером того же дня скворечник заняли новые квартиранты — пара черных стрижей. Все у новоселов шло своим чередом. Через пять дней появилось первое яйцо, еще через день — второе. Спустя еще 16 дней в гнезде лежали два беспомощных птенца, с громадными головами и темными глазными яблоками. Родители кормили их по очереди и вовсе не так часто, как своих отпрысков потчуют скворцы. Время шло, птенцы росли. В начале августа, когда им было уже за тридцать дней от роду, вдруг резко похолодало, на почве даже были заморозки. Стрижи, летавшие по округе небольшими стайками, исчезли все как один. День, другой... Температура около -+-10, нет ни чужих, ни моих... Заглянул в гнездо — птенцы лежали без каких-либо признаков жизни. Достал их, принес в комнату, положил на диван. Сначала они повалились набок, а потом выпрямились, прижав туловище к лапам, и даже попытались ползти... Положил их на место. Шесть дней птенцы лежали в скворечнике, не меняя позы и не получив ни единой букашки. Пернатые родители вернулись только на седьмой день.
А еще через неделю стрижиная семья в полном составе покинула свой дом. На следующий год стрижи опять заняли скворечник в день вылета скворцов. Теперь их кладка была из трех яиц. Насиживали оба родителя. Я не раз видел, как влетевший в скворечник стриж или стрижиха головой сталкивали с кладки супруга. Судя по разным размерам птенцов, можно думать, что насиживание началось сразу после откладки первого яйца. Днем стрижи обогревали птенцов поодиночке, ночью — оба. Если птенец выползал из-под родителя, тот головой настойчиво заталкивал его под себя. В гнезде чисто и сухо. Стрижи по-своему решают эту проблему. И если скворцы выносят экскременты детей в клюве, а птенцы ласточек умудряются оправляться за пределы гнезда, то взрослые стрижи битые три недели съедали отбросы птенцов. А потом, когда те оперились и начали вести более активную жизнь, отбросы оказались в углах гнезда. Во время трапезы стрижи не торопились отдавать принесенную букашку. Птенцы теребили перья на голове и шее папы или мамы, чтобы те побыстрее приступали к кормлению. Порой непослушных, чрезмерно назойливых детенышей родители наказывали легким ударом крыла. К концу первой декады августа молодые сравнялись в размерах между собою и вроде бы ничем не отличались от взрослых птиц. Но вылетели они из скворечника лишь спустя еще две недели. Они 58 суток пробыли в гнезде! Пожалуй, своеобразный рекорд для птиц такого размера. Трудно найти этому объяснение. Правда, некоторые орнитологи называют другой срок — 35 суток. А что если, вылетев, птенцы присоединяются к стае и сразу улетают на юг, и различие в днях вылета как-то связано с колебаниями начала миграции? Дв и вообще, что толкает птенцов покинуть гнездо? В отличие от слетков скворцов, родители не могут их выманивать кормом и не учат ни полету, ни поведению в стае. Вылетев из гнезда, молоденькие стрижата через считанные секунды вступают в самостоятельную жизнь. Как же они обзаводятся необходимой для этого очень важной информацией? Неужели обучение птенцов добыванию корма идет в воздухе? Стрижи влетали в скворечник, не обращая внимания на меня, стоявшего в каком-то метре. Если я смотрел в отверстие крыши домика, птицы частенько не замечали меня, но и заметив вели себя спокойно. Причем взрослые птицы при этом ни разу не пытались покинуть гнездо, разве только прекращали кормить птенцов или заниматься туалетом. Но все-таки я не смел и надеяться, что стрижи позволят взять себя в руки. К этому я был вынужден прибегнуть из-за постигшего их стихийного бедствия. Лето было жарким, сухим. Домик рассохся. И вдруг пошел ливень. За два дня, наверное, выпала двухмесячная норма осадков. Заглянув в скворечник, я увидел, что птенцы и мамаша, мокрые и взъерошенные, сидят на стенках, под ними — вода. Пришлось сдвинуть крышку, взять их по очереди в руки и перенести в комнату для просушки. Птицы нисколько не сопротивлялись. Стрижиху положил в хозяйственную сумку, а птенцов — на диван. Никто из них не сделал даже попытки побега. Пока они обсыхали, заменил намокшую подстилку сухой травой, а затем вернул в скворечник сначала молодежь, потом мать. Стрижиха минут через тридцать улетела. Вернется ли после всего этого? Волнения оказались напрасными: стрижиха прилетела поздно вечером, и все осталось, как прежде. В гнезде и птенцы, и взрослые сидят тихо, почти беззвучно. Зато очень и очень слышен их пронзительный визг во время полета. Для чего они его издают? Для обозначения территории? Вряд ли. Ведь летают они маленькими стаями. Правда, обитающие в южных широтах стрижи-саланганы при помощи звуковых сонаров запросто ориентируются в темноте. Может, и звук, посылаемый нашим черным стрижом, имеет такое же предназначение? Не визжат ли стрижи для того, чтобы избежать столкновений с препятствиями или друг с другом? Во всяком случае, они истово визжат, когда мчатся вдоль стен домов. Нагревшиеся за день стены по вечерам привлекают несметные тучи насекомых, а те — стрижей. А вдруг они визжат и для того, чтобы насмерть перепугать свою крылатую еду? На огромной скорости несутся стрижи, закладывают неимоверно крутой вираж и с визгом пролетают параллельно стене дома в каких-то сантиметрах от нее. Однажды на моих глазах стриж проскочил под перилами балкона в промежуток всего в 14 см! Он даже легонько коснулся меня крылом. Не чудо ли локаторы помогают стрижам в таких мгновенных маневрах? И другая неясность: какие биохимические процессы, какие сигналы тормозят обмен веществ и снижают температуру тела у стри- жат, впавших в состояние оцепенения? Одним словом, стриж — птица непростая. Г. СЕРОВ
Фенологические предсказания Многолетние кропотливые наблюдения за характерными сезонными изменениями в живой природе, зацветанием самых распространенных растений, прилетом птиц, развитием сельскохозяйственных культур ведут корреспонденты фенологических комиссий Географического общества СССР. На основании собранных ими сведений составляются календари природы — таблицы средних сроков наступления в той или иной местности сезонных явлений и максимальных отклонений от "них в годы, необычные по условиям погоды. Для составления надежного календаря природы нужно вести наблюдения в одном и том же пункте не менее 10 лет. И все- таки уже опубликовано свыше 1000 календарей природы для самых разных точек СССР. Правильно составленный календарь природы позволяет загодя узнать, скажем, сроки сенокоса или сбора лекарственного сырья, определить дату начала борьбы с вредителями растений и многое-многое другое. Зная длительность той или иной фазы развития растений (распускание листвы, цветение, плодоношение), можно, например, по началу цветения предсказать сроки уборки. Точности таких прогнозов способствует сравнение метеорологических условий текущего года со средними или близкими по погоде годами в календаре природы. Химический состав растений меняется по ходу их жизни. Например, в почках березы и сосны больше всего эфирных масел и смол в то время, когда они сильно набухли, но еще не распустились. Наибольшее содержание арбутина и дубильных веществ в листьях брусники — в фазе закрытых почек. Самая благоприятная пора заготовки ириса болотного — при созревании плодов, ибо содержание аскорбиновой кислоты и каротина в это время максимально и в надземных, и в подземных частях растения. Количество аскорбиновой кислоты в плодах шиповника достигает максимума в фазе их красной окраски. Облепихо- вого масла в плодах больше всего в период их ботанической зрелости, затем его концентрация падает. Максимальное содержание флавоноидов, обладающих Р-витаминной активностью, в цветках и листьях аронии — в фазе массового цветения. И так далее и тому подобное. Как видите, регистрация сезонного хода развития живой природы отнюдь не бесполезна. Календарь цветения древесных растений на территории Европейской части Союза испокон веку начинает серая ольха (в Москве в среднем 16 апреля). Через день-два зацветает орешник. Так вот, от этого момента и до распускания листьев у березы последовательно цветут: ольха черная, красная верба, волчье лыко, сосна, ива-бредина, тополь серебристый, вязы, лиственницы. В середине этого периода распускаются листья у бузины, черной смородины, крыжовника, черемухи, красной смородины. С днем развертывания листьев березы совпадает и другое примечательное явление — раскрываются плодовые почки яблони и вишни. Следующий этап развития живой природы идет под знаком черемухи (начинает цвести в среднем 5 мая в южных областях, 10—15 — в средних, 25—31 — в северных). Одновременно с черемухой покрываются цветами груши, сливы, вишни, черешни, смородина, бузина, ель. Через 5—6 дней после черемухи появляются цветки желтой акации, яблони, ясеня, дуба, калины. Спустя еще 2— 3 дня можно наломать букет лиловой сирени. Вскоре, вслед за сиренью, зацветает рябина A0—15 мая на юге, 5—10 июня на севере), одновременно с ней — сосна, бересклет, барбарис, крушина. К дню распускания почек березы и других деревьев приурочен прилет большинства насекомоядных птиц, который заканчивается к моменту распускания ее листьев. Только вот стрижи и иволги появляются поздно — лишь тогда, когда цветет черемуха. Для чего все это знать? Для того, чтобы сделать правильный фенологи- 38
ческий прогноз. Например, вы хотите выяснить, когда в этом году зацветут яблони, груши или вишни. Так вот, большинство сортов груш и вишен благоухают вместе с черемухой, а яблони — через 5—6 дней. На черемухе же белая накипь цветов появляется спустя 10 дней после того, как береза начинает зеленеть, что в свою очередь бывает через 15 дней после зацветания бессменного вековечного лидера — серой ольхи. И если вы уловили дату зацветания ольхи и появления листиков березы, можно высчитать и день, когда на плодовых деревьях раскроются цветы. Кстати, посадка огурцов бывает особенно удачной в пору цветения рябины, а она это делает спустя 10—12 дней после черемухи. С помощью многолетнего календаря природы возможен и более или менее длительный прогноз. Например, можно примерно за два месяца узнать вероятный срок восковой спелости озимой ржи возле города Нерехты Костромской области. По многолетнему календарю природы этого места средняя дата наступления восковой спелости озимой ржи — 20 июля. Возьмите в календаре четкое явление — цветение рябины, что обычно бывает на два месяца раньше. Подсчитайте средний интервал между датами начала цветения рябины и наступления восковой спелости озимой ржи (высчитываем за каждый год, складываем и сумму делим на число лет). За 40 лет наблюдений интервал составил 41 день. В этом году рябина зацвела 3 июня. Значит, наступление восковой спелости озимой ржи следует ожидать примерно 14 июля C июня -1-41 день). По датам цветения ранних медоносов можно высчитать сроки благоухания поздних. Так, в средней полосе России орешник зацветает через 5 дней после мать-и-мачехи, одуванчик — через 21, желтая акация — 30, клевер — 47, малина — 50, люцерна — через 62 дня и т. д. Конечно, это средние данные, но и они немалое подспорье для опытного пасечника. Зная средние сроки начала и длительность тех или иных фаз развития растений, можно составить календарь сбора лекарственных трав, ягод, уборки сельскохозяйственных культур и т. п. Например, возле поселка Николо-Корма Ярославской области за десять лет наблюдений средний срок начала цветения лесной малины пришелся на 17 июня, а начало плодоношения — на 25 июля. Интервал — 38 дней. Иначе говоря, уловив начало цветения малины, можно уверенно судить и о сроках ее сбора, конечно, сделав поправку на характер погоды. Ягоды лесной земляники в центральных областях Европейской территории РСФСР поспевают спустя 30—35 дней после ее цветения. Цветет же она обычно во второй декаде мая, вместе с яблоней и другими плодовыми культурами. Поэтому стоит запомнить, когда цвели яблони, чтоб не опоздать в лес за земляникой. А вот прогнозировать пору сбора грибов трудно, ибо их рост зависит не только и не столько от температуры воздуха, сколько от его влажности и характера местности. Более или менее надежно можно судить лишь о самых ранних грибах (строчках и сморчках). За ними стоит идти не ранее, чем отцветет орешник и появятся листики на березе. Первая же волна белых грибов и подберезовиков приурочена к массовому колошению озимой ржи, почему их и называют колосовиками. Появление же сыроежек и лисичек обычно сопряжено с цветением липы. Для созревания плодов и семян требуется вполне определенное количество тепла, то есть эффективных температур. Это не что иное, как сумма средних суточных температур выше 5 °С. Отсчитывают ее с того дня, когда средняя температура впервые превысит 5 °С. Вот конкретный пример. В последней пятидневке апреля средние суточные температуры были 10, 8, 4, 6, 11. Эффективные же температуры (выше 5°) были соответственно 5, 3, —, 1, 6, а их сумма 15. И не любопытно ли, что суммы температур, нужные для начала цветения, мало отличаются на севере и юге. Различия в основном в датах, к которым эти температуры накопятся. В средней полосе России для зацветания березы требуется сумма эффективных температур в 70°, черемухи — 125°, яблони и сирени — 200°, рябины — 217°, липы — 680°. Из-за погоды и других причин возможны отклонения в пределах 10—20°. Выявлены и суммы эффективных температур, нужные для созревания плодов. Так, для поспевания летних сортов яблонь в Москве, считая с окончания цветения, требуется 1270 ±360° (накапливаются в среднем за 112 дней). Зная нужную сумму эф- 39
^ ^ # ЬЗЖ-'Л Sep*- i^v f* 1Л *r '/V (%hUz4>*o. .ft. «#^e-%^ *^л# $MG# ШЩ /Л fe^fegr ISttoap* a»fi#yL '/H4L-
v^^ $ G/cmJid/biL Щ */г^%^\ /S0dX#. &&* lo/uiue <3a4#£ua- Фенологический календарь поселка Кузнецово Московской области. Средние даты за 1960—1972 гг. Наблюдатель Г. П. Комочеа
-фективных температур, с помощью метеосводок можно довольно точно определить темпы развития растений нынешним летом и уточнить весенние фенологические прогнозы. При составлении хозяйственных прогнозов, например сроков уборки полей, надо не забывать и о биологических особенностях сорта, условиях произрастания, влажности, длительности солнечного сияния и т. п. Фенологические же данные — лишь одна из составных частей, правда, без которой прогноз невозможен. И еще: если предсказания опираются на самые ранние весенние явления, то они не очень-то точны. Ведь при ранней весне развитие живой природы обычно замедляется, при поздней — ускоряется. Да и вообще, в начале весны прогноз может быть эффективен на одну-две недели, а в разгаре весны — уже до полутора месяцев. Некоторые поговорки и приметы тоже могут служить своего рода прогнозом. Но они, как говорят в науке, отражают среднее течение процесса и неприменимы ежегодно. Например, похолодание в конце декабря и начале января бывает отнюдь не всегда, «черемуховые» холода и заморозки во время распускания листвы дуба тоже отнюдь не ежегодны. Иные приметы ошибочны, ибо основаны на случайных совпадениях (прогноз характера целого лета по погоде какого-либо одного дня весны, погоды зимы — по интенсивности цветения какого-то растения предыдущим летом и т. п.). Но есть и верные приметы, основанные на длительных и точных народных наблюдениях. «Поздняя весна не обманет», «Сей в грязь — будешь князь», «Как в мае дождь, так и будет рожь», «Дуб одевается — скотина наедается», «Сирень зацвела — сей огурца», «В цвету трава — косить пора». Против этого, пожалуй, никто выступать не решится. К сожалению, часть примет уже потеряла смысл, и не только потому, что они не подтвердились многолетними наблюдениями, но и потому, что теперь во многом изменились и сама природа, и агротехника, и сроки и условия сельскохозяйственных работ, сортовые особенности культур. Наблюдения за развитием дикорастущих растений, так сказать, не охваченных агротехническими мероприятиями, позволяют узнать, накопилось ли необходимое для них количество тепла, достаточно ли влаги, в нужном ли состоянии почва, есть ли условия для развития насекомых и прочая и прочая. TaiKoro рода сведения небесполезны для приведения в соответствие сроков начала сельскохозяйственных работ с тем или иным этапом развития живой природы, обусловленным погодой. Так, весенняя работа с древесными саженцами имеет смысл лишь до тех пор, пока на их веточках не распустились листья. Поэтому еще до развертывания листьев у березы надо высадить черную смородину, крыжовник, черемуху. Затем следует заняться теми, что распускают листья вместе с березой (предельный срок их высадки),— береза, сирень, рябина, вяз, клен, лещина, жасмин, яблони, груши... Предельный же срок посадки деревьев, поздно распускающих листья (ясень американский, дуб, липа),— это начало цветения черемухи. Цветение осины и ивы-бредины в центральных и западных областях Европейской части страны свидетельствует о достижении супесчаной почвой мягко- пластичного состояния, то есть о возможности начала полевых работ, посадки ранних овощей. Цветение ольхи и орешника — сигнал к выставке ульев на пасеку. Набухание почек у плодовых культур — лучшее время для начала стряхивания с крон жуков-долгоносиков. Появление листиков березы — сигнал к посадке картофеля (при очень ранней весне его лучше сажать перед цветением черемухи). Цветение рябины — самое выгодное время для посева кукурузы и теплолюбивых овощных культур. Очень раннее цветение ольхи и орешника — это своего рода предупреждение о возможности заморозков в пору цветения нежных плодовых культур... Фенологами выявлено много подобных фактов, говорящих о близких требованиях дикорастущих и культурных растений к состоянию окружающей среды. Причем в каждом регионе свои особенности, свой микроклимат. Календарь местной природы как раз и отражает их. И пользоваться календарями других пунктов можно лишь после их сопоставления с наблюдениями на месте и внесения соответствующих поправок. Впрочем, составление такого календаря вполне по силам всем, кто терпелив и настойчив. А. РОМАШОВА, Московский филиал Географического общества СССР 42
Живые лаборатории Тростник Непролазные тростниковые крепи окаймляют берега многих наших озер. Стебли и корни тростника, накапливаясь столетиями, образуют на дне мощный торфяной слой. Время от времени торфяные пласты поднимаются с глубины и, гонимые ветром, кочуют по озеру, оседая на мелководье и давая начало островам, которые становятся пристанищем колоний уток, лысух, куликов, чаек. Птичьи города полны галдежа и движения. А ночью над зарослями опускается тишина. Едва плещутся волны, все зануднее гудят комары, ухает нелюдимая выпь, пугая притихших обитателей озера... Тростник обыкновенный, или южный, самый распространенный в нашей стране,— не что иное, как гигантский многолетний злак с усаженным длинными, жесткими листьями стеблем, достигающим шести метровой высоты, с серебристо-бурой пушистой метелкой на верхушке. Каждую осень побеги тростника отмирают, а весной снова отрастают от полых трубчатых корневищ длиной до 10 метров. Размножается тростник и семенами — их в каждой метелке до 50 тысяч. Живуч тростник необыкновенно: жги его, рви, терзай, а весной он снова разрастется пуще прежнего. Это неприхотливое, стойкое к невзгодам растение обитает практически везде, доходя на севере до Полярного круга, в горах — до высоты 4000 м. Экологическая роль тростниковых зарослей огромна: ведь именно здесь начинается жизненный цикл многих рыб, земноводных, насекомых, птиц. Молодые побеги и корневища тростника служат для некоторых из них пищей. Белый амур, например, целиком поедает побеги, и весной на мелководье, поросшем тростником, видны дорожки, как будто прокошенные рыбой. Тростник охотно поедают и домашние животные — по питательности он не уступает овсу. Кормовая мука из богатых углеводами и клетчаткой корневищ, которых с гектара зарослей можно собрать до 50 тонн,— хороший концентрированный корм. Издавна высоко ценил тростник как пищевое растение человек. Нежные побеги тростника нередко использовались в пищу в неурожайные годы: их ели сырыми, маринованными, тушеными, готовили салаты, супы, винегреты. Из собранных поздней осенью или ранней весной, до начала цветения, корневищ, содержащих 50 % крахмала, делали муку и заменитель кофе. С давних пор тростник служил неоценимым подспорьем в крестьянской жизни, особенно в южной, безлесной полосе: недаром его называют «однолетним лесом». Из него делали кровли, изгороди, легкие постройки, сечку для саманного кирпича, использовали как подстилку для скота. Из стеблей плели корзины, циновки, легкую мебель. И сейчас из тростника изготовляют множество прекрасных стройматериалов — легких, прочных, дешевых, с малой звуко- и теплопроводностью. Например, камышитовые плиты — спрессованные стебли тростника (часто неправильно называемого в быту камышом, откуда и их название), прошитые стальной проволокой, по теплоизоляционным свойствам близки к войлоку, звукоизолирующая способность у них почти такая же, как у пробки. Камышито-кар- касные стены обходятся в 3—4 раза дешевле кирпичных и в 1,5 раза дешевле деревянных. Тростник используется и в качестве арматуры при производстве гипсо-камы- шитовых плит и камышитобетона; дома с камышитобетоиными стенами дешевле кирпичных на 15—20 %. Прочные и вла- гоустойчивые материалы для строительства делают из тростниковой муки в комбинации с вяжущими, например различными смолами. Одна из самых перспективных областей применения тростника — целлюлозно- бумажная промышленность. По содержанию целлюлозы тростник не уступает древесине ели или сосны. При этом 43
скорость возобновления биомассы у него намного выше. Годовой прирост гектара леса может дать в среднем тонну целлюлозно-бумажной продукции, а гектар зарослей тростника ежегодно воспроизводит сырье, из которого можно получить ее до 4 тонн. Заросли тростника занимают в СССР более 5 млн. га и могут давать в год 50 млн. т сухой массы, а при культурном ведении тростникового хозяйства — до 80 млн. т; таким количеством сырья можно было бы заменить в целлюлозно-бумажном производстве около половины древесины, которая заготавливается в нашей стране. В 60-е годы у нас были построены четыре завода по переработке тростника: Астраханский и Кзыл-Ординский (на Сырдарье) целлюлозно-картонные комбинаты и Измаильский (на Дунае) и Херсонский целлюлозные заводы. В общей сложности они должны были перерабатывать в год 500 тыс. т тростника. Однако сейчас на тростнике работает только Астраханский комбинат, перерабатывающий около 100 тыс. т сырья в год, а остальные переведены на переработку древесины, доставляемой из отдаленных северных районов. Дело в том, что при ручной заготовке тростника его себестоимость оказывается че- Санитары наших вод Кандидат биологических наук Ю. Б. ОВЧИННИКОВ В последние годы в нашей стране и за рубежом для борьбы с загрязнением природных водоемов стали использовать высшие водные растения. Проходя через их заросли, сточные воды на 85—95 % освобождаются от балластных и токсичных веществ, минеральных и органических. Наиболее эффективно для очистки воды используются колониальные водные растения, образующие мощные сообщества. Тростник обыкновенный, или южный (Phragmites australis) способен извлекать из воды и накапливать более 20 химических элементов. Кроме того, с его урожаем из воды выносится значительное' количество азота, калия, фосфора — главных биогенных элементов, вызывающих эвтроф и кацию вод — массовое размножение планктона, которое приводит к цветению водоемов: В зарослях тростника задерживается до 90 % взвешенных веществ. Благодаря фотосинтезу, в результате которого выделяется свободный кислород, ускоряются процессы окисления органических загрязнений. Тростник выдерживает высокие концентрации сернокислой меди, азотнокислой ртути, хлористого кобальта и других токсичных солей. таллов. Камыш озерный (Scirpus la- custris), в быту называемый кугой,— один из 20 видов камыша, встречающихся в СССР. Как показали исследования Лимнологического института имени Макса Планка (ФРГ), камыш способен извлекать из воды фенол: 300 г биомассы камыша полностью очищают 5 литров воды от фенола при его концентра- 44
ресчур высокой. Машины же для уборки тростника у нас не производятся и даже не разрабатываются. Использовать для уборки и транспортировки сырья обычные трактора трудно — здесь нужны специальные машины-амфибии, оказывающие минимальное удельное давление на почву. Кроме целлюлозы тростник содержит до 26 % пентозанов — ценного сырья для получения фурфурола, необходимого в производстве различных пластмасс, смол и другой продукции. Тонна тростника дает до 150 кг фурфурола. Можно получить из тростника также уксусную и муравьиную кислоты, метан, метанол, ацетон, формалин, активированный уголь. Многогранны полезные свойства тростника, разнообразны области его применения — трудно найти другое растение с таким диапазоном полезных качеств. К сожалению, в нашем народном хозяйстве используется лишь 3— 5 % запасов тростника, остальная же его масса гибнет на корню. Тростниковые заросли — настоящая целина наших водоемов, которая заслуживает скорейшего освоения. В. Л. ИЛЛЕ JCilMHUL ции 10 мг/л за 4 дня, 40 мг/л — за 12 дней, 100 мг/л — за 29 дней. Камыш может извлекать из сточных вод и другие соединения: индол, ксилол, пирока- техины, резорцин, пиридин, а также нефть и нефтепродукты. Рогоз узколистный (Typha angustifolia) называют еще чака- ном, палочником, початочником. В процессах очистки стоков в присутствии рогоза особую роль играют его придаточные корни. Они у рогоза двух типов: одни, более тонкие, отходят вверх от горизонтальных ветвей корневищ, расходятся в воде и поглощают непосредственно из нее минеральные вещества, а другие направлены вниз, проникают в почву и извлекают минеральные вещества из нее. Благодаря этому рогоз очищает от загрязнений и воду, и дно. Все три вида водных растений, о которых мы говорили, уже успешно используются для очистки шахтных вод в Донбассе. Специальные ботанические площадки для очистки шахтных вод с помощью водных растений созданы в Новомосковске (Подмосковный угольный бассейн). А в городе Волжском Волгоградской области стоки химических предприятий очищают, пропуская их по каналам, засаженным тростником, рогозом и камышом. Экспериментально доказана возможность использования водных растений для очистки сточных вод целлюлозно-бумажного производства. Так высшие водные растения становятся неотъемлемым биологическим компонентом систем очистки сточных вод, принимая участие в оздоровлении наших водоемов. ytKVauctrumu
Элемент N°. История о том, как свинец приобрел колеса и что из этого вышло Кандидат технических наук Ю. Л. ЛЕБЕДЕВ Приобрел свинец колеса, точнее, прилепился к ним раз и навсегда, еще в доав- томобильную эру. В 1839 г. американец И. Баббит изобрел антифрикционные сплавы, в которых частицы твердых металлов — цинка, сурьмы, висмута — были равномерно распределены в относительно мягкой свинцовой основе. Хотя позже появились баббиты и на основе олова, автомобильная промышленность предпочла все же свинцовые. Это — самая старая, самая традиционная «линия связи», между свинцом и автомобилем. Традиционны и две другие — через свинцовый аккумулятор и тетраэтилсвинец (ТЭС). О необходимости этой вещи и этого вещества наслышаны все — подробности достоверно известны сравнительно немногим... Между тем, по данным экспертов ООН, больше половины производимого в мире свинца идет в автомобили. ПОЛЕЗНАЯ ВРЕДНАЯ ЖИДКОСТЬ Чем хорош хороший бензин? Ответ знает всякий автолюбитель: прежде всего высоким октановым числом — чем оно выше, тем большее сжатие выдержат пары бензина без детонации. В подтверждение этого — несколько цифр. Если степень сжатия в цилиндрах равна двум, то к. п. д. двигателя составит 21 %, если четырем — 42.4 %, а если 20 — к. п. д. достигает 68.5 %. Повысить октановое число можно, добавляя в бензин разветвленные или ароматические углеводороды (изооктан, изопентан, бензол, толуол), однако эти добавки влияют на стоимость бензина более чем заметно. Нашли другой путь. Еще в 1852 г. в Цюрихе профессор К. Левич действием йодистого этила на сплав свинца с натрием получил металлоорганическое соединение тетраэтилсвинец Pb(CL>H5L. Через 69 лет, в 1921 г., американские инженеры, работавшие в одной из лабораторий концерна «Дженерал Моторс», открыли антидетонационные свойства этой довольно летучей бесцветной жидкости. Открытие оказалось настолько важным, что уже в 1922 г. в США, а затем и в других страна* началось массовое производство «этиловой жидкости», главным компонентом которой был ТЭС. Почему именно эта добавка стала столь популярной? Дело прежде всего в эффективности. Если принять за единицу среднюю эффективность бензола, то этиловый спирт, к примеру, получит коэффициент 2, тетраэтилолово — 25, диэтилтеллур — 200. Не кажется вам, что это перечисление напоминает борьбу на известном 46
аукционе, только вместо «12 стульев из дворца» фигурирует одно-единственное «мягкое кресло» лучшего антидетонатора бензиновых паров? И обладание им значит многое. Аукцион продолжается: тетракарбонил никеля — 300. И лишь после этого в борьбу вступает свинец. Хлористый триэтилсвинец — 450! Хлесткий ход: прежняя «цена» перекрыта в полтора раза. Однако кто-то еще пытается бороться. Пентакарбонил железа — 500, и для конкурентов это уже потолок. И тогда «говорит» ТЭС — 600! В отличие от великого комбинатора, у ТЭС оказались надежные компаньоны. В состав этиловой жидкости вместе с ТЭС (до 61 %) входят дибромэтан, дихлорэтан, хлорнафталин и некоторые другие добавки. Эти компоненты переводят образующиеся при разложении ТЭС оксиды свинца в галогениды и выносят их из зоны горения. Казалось бы, все складывается прекрасно для ТЭС. Но параллель с «Двенадцатью стульями» продолжается. Судьба преподносит сюрпризы не только людям... США, 1924 год. Уже продано 750 млн. литров этилбензина, экономическая эффективность колоссальна. До 1924 г. о ТЭС не было известно ничего дурного. Но именно в этом году на заводах, где его синтезировали, начались несчастные случаи: было зарегистрировано 138 отравлений, 13 из них — со смертельным исходом. «Лишние» лошадиные силы, даруемые ТЭС, оказались явно выраженной масти — масти троянского коня. Последовал запрет на продажу этил- бензина, органы здравоохранения срочно начали изучать влияние ТЭС на организм человека. Были разработаны некоторые профилактические меры, и в 1926 г. продажа этилбензина возобновилась. Через год в США было произведено уже около тысячи тонн ТЭС. Рост продолжался и дальше, к концу второй мировой войны производство ТЭС в США достигло 40 000 т. Да и в других странах позиции ТЭС становились все прочнее. В 1946 г. появилась первая в нашей стране монография о тетраэтилсвинце. В предисловии к ней академик А. Н. Несмеянов отмечал, что «тетраэтилсвинец является важным стратегическим продуктом», и оттого «в литературу попадают лишь весьма неполные сведения о его производстве и применении»... Были организованы исследования — физико-химические и токсикологические. Выяснилось, что ТЭС — сильный нервный яд. Кроме того, возможны отдаленные последствия. Предельно допустимая концентрация ТЭС в воздухе — 0,005 мг/м\ Но это современные данные. А в первые послевоенные годы считалось, что достаточно элементарной аккуратности — и все будет в порядке. Не рекомендовалось, например, пользоваться этилированным бензином для чистки платья. Если бы «нельзя» относилось только к платью! Подсчитано, что мировой автомобильный парк ежегодно выбрасывает в атмосферу 250 килотонн свинца в виде высокодисперсного аэрозоля. Разумеется, взвешенные в воздухе частицы рассеиваются в окружающей среде, но большая часть свинца оседает на землю близ автотрасс. Вот, к примеру, вывод биологов из МГУ Е. М. Никифоровой и Р. С. Смирновой A976 г.): «Растительные продукты питания... за исключением репчатого лука, концентрируют свинец в количествах, в 2—10 раз превышающих предельно допустимую суточную норму потребления свинца человеком. Естественно, что длительное употребление этих продуктов, выращенных у шоссейных дорог, вредно для здоровья человека и может привести к развитию эндемических нервных заболеваний». А поскольку в крупных городах практически вся территория — сплошная придорожная зона, санитарные органы нашей страны запретили использовать этилированный бензин в больших городах и курортных зонах. Ни миллиграмма ТЭС нет в бензинах, имеющих Знак качества. Так что ясно — лучшие времена для ТЭС миновали. Максимума его производство достигло около десяти лет назад и с тех пор неуклонно сокращается. У ТЭС появились конкуренты, главный из них пока ЦТМ — циклопентадиенилтрикарбонил марганца С5Н5Мп(СОK. Его положительные качества неоспоримы, антидетонационный эффект выше даже, чем у ТЭС. Но и ЦТМ сильно ядовит (немногим меньше, чем ТЭС). Так что... Внимание специалистов сейчас привлекает и 2,2,6,6-тетраметил-3,5-гепта- дитионат церия. Есть сведения о его высокой эффективности. Но кто знает, чем окажется для окружающей среды церий в случае его широкого применения. Пока для двуокиси церия ПДК 47
в 500 раз больше, чем для оксидов свинца E и 0,01 мг/м3 соответственно; цифры из справочника «Вредные вещества в промышленности», т. III). И кроме того, хотя церия в земной коре больше, чем свинца, добывать его намно- но труднее... Считают перспективным и метилтрет- бутиловый эфир. Он не токсичен, не образует перекисей, но добавлять его в бензин нужно чуть ли не 150 г на килограмм, а этиловой жидкости — от 0,5 до 4 мл, т. е. максимум 7 граммов... И все же в будущем автомобильное горючее должно обходиться без соединений свинца. Какое это будет горючее (углеводороды, спирт, водород или что-то еще), покажет будущее. Появляются все новые и новые предложения, порой неожиданные. Авторы английского патента № 1352630 предлагают автомобиль, который на 100 км пробега будет потреблять 5,5 л жидкого азота. А жидкий азот уже сейчас не дороже бензина... черный яшик «Этот чудесный ящик для электричества дает возможность перевозить энергию, например из Парижа в Глазго, в количествах до миллиона фунто-футов». Так писал о свинцовом аккумуляторе в одном из номеров газеты «Тайме» за 1881 г. известный английский физик Уильям Томсон, будущий лорд Кельвин. А в 1884 г. воды Финского залива уже бороздил электрический катер со свинцовыми аккумуляторами на борту. Он развивал скорость до шести узлов и в автономном плавании мог преодолеть за раз около 30 миль. Российское Морское ведомство уже производило такие аккумуляторы в Кронштадте. Это было еще до автомобильной эры. Впрочем, история свинцового аккумулятора началась намного раньше. В 1837 г. принял русское подданство и переехал в Петербург малоизвестный немецкий архитектор Мориц Герман Якоби. В историю науки он вошел как крупный русский физик-электрик, изобретатель гальванотехники и телеграфного аппарата синхронного действия Борис Семенович Якоби. В 1860 г., уже будучи всемирно известным ученым, Б. С. Якоби предложил 25-летнему препаратору Парижского музея искусств и ремесел Гастону Планте выяснить возможность использования в телеграфии существовавших в то время химических источников тока. Планте выбрал свинцовый элемент, изобретенный еше в 1837 г. известным химиком Кристианом Фридрихом Щёнбейном. А вообще- ♦ то первым аккумулятором — химическим источником неоднократного действия — следует считать «вторичный столб» Иоганна Вильгельма Риттера A803 г.), состоявший из 50 медных кружочков, перемежавшихся пропитанными солевым раствором кусочками сукна. Планте выполнил поручение Якоби, построил батарею из восьми свинцовых аккумуляторов (она была подарена Французской академии). Каждый из них был предельно прост — две свинцовые полоски 600 X 200 X 1 мм с прокладкой из грубого полотна свертывались в трубочку и опускались в сосуд с 10 %-ным раствором серной кислоты. Конструкция, естественно, нуждалась в улучшении, и впоследствии Планте — уже профессор физики — вместе с учениками много работал над ее совершенствованием. Ими, в частности, тщательно исследованы процессы циклической зарядки и разрядки аккумулятора и причины, по которым на поверхности пластин неизбежно образовывался рыхлый слой. Химические реакции, происходящие в свинцовом аккумуляторе, довольно просты. Они приведены в схеме на стр. 49. А тем временем с легкой руки Эдис- сона и других инженеров по миру все шире стало распространяться электрическое освещение. Спрос на аккумуляторы резко возрос. Наступил 1881 год, год первого триумфа свинцового аккумулятора. По Сене плавала лодка, электрический двигатель который питала аккумуляторная батарея, а по улицам разъезжал электромобиль с аккумулятором конструкции Гастона Планте. Тогда же появились динамо машины и стоимость зарядки аккумуляторов резко снизилась. А еще современники Планте придумали множество конструктивных усовершенствований, из которых прежде всего стоит упомянуть решетчатую конструкцию электродов. Тогда же аккумуляторные пластины стали отливать не из чистого свинца, а из гораздо более прочного сплава его с сурьмой. С тех пор по 1937 г. на различные конструкции и усовершенствования свинцового аккумулятора в мире было 48
Схема работы свинцового аккумулятора и химические реакции, происходящие при его зарядке (слева) и разрядке. При зарядке иа аноде идет реакция: PbS04+SOj-+2H20—2е~ -> РЬ02+ +2H2S04, а иа катоде: PbS04+2H++2e- ^ pb+H2S04. При разрядке реакция иа аиоде: Pb+SOf-—2е~ -+ PbS04t на катоде: Pb02+H2S04+2H++2e- -^ PbS04+2H20. Суммарное уравнение: разрядка Pb02+Pb+2H2S04 £=£J==»2PbS04+2H20 зарядка выдано около 20 000 патентов, однако в принципе «этот чудесный ящик для электричества» не изменился. Он нашел применение в электротехнике и технике связи. Так, на подстанции берлинской городской сети постоянного тока в 1927 г. работали 69 свинцовых аккумуляторных батарей — для покрытия пиковой нагрузки в утренние часы. Но главное, аккумулятор «нашел себя» на транспорте. (Как уже упоминалось, электромобиль появился в 1881 г., на четыре года раньше первой машины с двигателем внутреннего сгорания.) Автомобильная промышленность очень скоро стала главным потребителем свинцовых аккумуляторов. Предъявив к ним свои специфические требования, она несколько видоизменила их. В большей или меньшей степени эти изменения коснулись всех веществ и материалов, используемых в аккумуляторе. Так, пластины стали делать из свин- цово-кальциевого сплава, а затем и из материалов, ставших более или менее доступными лишь во второй половине XX века. Это титан, покрытый оксидом свинца (оба полюса), освинцованные сплавы на основе алюминия (минус) и покрытый свинцом винипласт (плюс). Благодаря этим нововведениям удалось поднять удельную емкость батарей до 70 Вт • ч /кг. Изменения коснулись даже электролита. Если в серийных автомобилях он представляет собой традиционный раствор серной кислоты в дистиллированной воде (последнюю по мере испарения приходится периодически доливать), то в некоторых машинах сейчас используют загущенный гелеобразный электролит в герметически закрываемой коробке. Потери на испарение в этом случае близки к нулю. Позиции свинца в производстве автомобильных аккумуляторов чрезвычайно сильны и сегодня. У нас в СССР за последние 40 лет производство свинцовых стартерных батарей увеличилось в 45 раз. Массовость их производства породила еще одну, экологическую проблему. Аккумулятор надежен, но не вечен. В конце концов он, отслужив свой век, оказывается... В самом деле, где он оказывается? По идее — должен идти на переработку, но в действительности отслуживший свое свинцовый аккумулятор чаще всего оказывается на свалке или просто на пригаражном пустыре. (Свинец дешев, возиться с негодными аккумуляторами не выгодно.) Дальнейшая судьба свинца здесь ясна — окисление, растворение, «расползание», усвоение и — отравление. Неизбежность последнего, к сожалению, осознается не всеми, ибо страдает чаще всего не тот, кто выбросил, и не тогда, когда «этот чудесный ящик» оказывается в придорожной Канаве. Но это, думается, лишь часть более ши-с рокой проблемы, суть которой можно7* сформулировать так: сегодняшний че-. ловек должен быть не только физически и морально, но и экологически чистоплотным. f От этого зависит наше будущее. № будущее свинца тоже. 49
Справочник Химические и биологические средства борьбы с вредителями, болезнями растений и сорняками, разрешенные для продажи населению в 1984—1987 гг. Окончание. Начало — в № 4. краткая характеристика, способ применения 1 Назначение Растения 2 Вредители и болезни 3 Расход препарата, г/10 л воды 4 Срок последней обработки (в днях до уборки урожая) 5 Максимально допустимое число обработок 6 БИОЛОГИЧЕСКИЕ СРЕДСТВА (бактериальные препараты) Битоксибациллин, сухой порошок. Опрыскивают с интервалом 6 дней при тем* пературе 20 е С и выше и 8 дней при температуре ниже 20 С во время массового появления личинок Картофель Томаты, перец Колорадский жук 40—100 До 3-х обработок против каждого поколения вредителей 40—100 Во время со- До4-хобрабо- зревания пло-ток дов и сразу после уборки урожая Дендробациллин, сухой порошок. Опрыскивают с интервалом 7—8 дней Эйтобактерин, сухой" порошок. Опрыскивают с интервалом 7—8 дней Плодовые культуры Овощные культуры Плодовые культуры Овощные культуры Молодые листо- грызущие гусеницы (яблонной моли, листоверток и др.) Молодые листо- грызущие гусеницы Молодые листо- грызущие гусеницы 60—100 40—60 60—100 20—60 5 5 5 5 2 2 2 2 ФУНГИЦИДЫ (препараты для борьбы с грибными и бактериальными болезнями растений) Бордоская смесь. Медный купорос и известь. Опрыскивают бордоской жидкостью до начала и во время распускания почек Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша Виноградная лоза Ягодные культуры Яблоня, груша Слива, вишня, черешня Виноградная лоза Смородина, крыжовник Малина, земляника Хмель Картофель, томаты Огурцы и др. бахчевые культуры Лук (нельзя обрабатывать лук на перо) Цитрусовые Парша, монилиоз Милдью Пятнистость листьев Парша, монилиоз. филлостиктоз Клястероспориоз, коккомикоз. монилиоз Милдью, антрак- ноз Антракноз, септо- риоз Пятнистость листьев Пероноспороз Фитофтороз Антракноз, перо- носпороз, аскохи- тоз, оливковая пятнистость, бактериоз Перонос пороз, ржавчина, гнили Пятнистость, гнили ПЛОДОВ 300 г медного купороса и 400 100 го г извести г медно- купороса и 100 г извести До — — — 15 15 15 15 цветения и no^L уборки урожая 15 15 15 15 15 I 1 1 6 4 6 3 2 4 4 3 3 3 50
Продолжен ие Железный купорос, 53 %-ный растворимый порошок. Опрыскивают до нв- чала и после вегетации Семечковые куль- Мхи, лишайники, туры, виноградная частично грибные лоза Косточковые и ягодные культуры болез 500 300 Медный купорос, 98 %-ный порошок, нельзя растворять в металлической посуде. Опрыскивают ранней весной до распускания почек Обработка ран 2—3 %-ным раствором Обработка корней в течение 2—3 мин в 1 %-ном растворе, потом промывка водой Плодовые и ягодные культуры Плодовые деревья Корни саженцев после удаления наростов корневого бактериального ракв Грибные болезни 50— i00 Дезинфекция ран Дезинфекция Медный купорос, 50 %-иый, с кальцинированной содой ♦ Meдеке». Опрыскивают во время вегетации Картофель, тома- Фитофтороз 100—150 Натрий фосфорнокислый, двузамещеиный (HAT). Опрыскивают во время вегетации Огурцы, кабачки, арбузы, дыни, тыквы Плодовые деревья, ягодники, виноградная лоза Декоративные растения Табак Мучнистая роса 50 100 75 50 20 20 20 20 Поликарбации, 75 %-иый и 80 %-ный СП, полиэтилеи- тиурамдисульфид цинка. Зв- мейитель бордоской жидкости. Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша Виноградная лоза Картофель, томаты Пшеница Сахарная свекла Табак, лук (нельзя обрабатывать лук на перо) Хмель Парша, моиилиоз Милдью, антрак- ноз Фитофтороз, макрос пориоз, бурая пятнистость Ржавчина (бурая, желтая, стеблевая) Пероноспороз, церкоспороз, ржавчина Пероноспороз Пероноспороз 40 40 40 40 40 40 40 20 20 20 20 20 20 20 Полихом, 80 %-ный СП. Смесь поликарбацина и хлорокиси меди. Заменитель бордоской жидкости. Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша Картофель Томаты Виноградная лоза Хмель Свхарная свекла Парша Фитофтороз, отпугивает колорадского жука Фитофтороз, бурая пятнистость Милдью Пероноспороз Пероноспороз. церкоспороз, ржавчина 40 40 40 40 40 40 20 20 20 20 20 20 Хлорокись меди, 90 %-ный СП, основная соль хлорокиси меди. Заменитель бордоской жидкости. Опрыскивают во время вегетации Яблоня, груша Слива, персики, вишня, абрикосы, черешня Виноградная лоза Картофель Томаты Лук, огурцы Хмель Парша, монилиоз Клястероспориоз, коккомикоз, курчавость Милдью, антрак- иоз Фитофтороз, мак- роспориоз Фитофтороз Пероноспороз Пероноспороз 30—40 30—40 40 40 40 40 80 20 20 20 20 20 20 20 НЕМАТИЦИДЫ (препараты для борьбы с нематодными болезнями растений) Тиазон 40 %-ный порошок. Действующее вещество: 3,5-диметилтетрагидро-1,3,5- тиадиазинтион-2. Препарат равномерно и тщательно перемешивают с почвой нв глубину пахотного слоя Картофель Цветочные туры куль- Картофельная нематода Корневая гниль и комплекс почвенных патогенов 0,5 кг на 10 mj 3,2 кг на 10 м2 Осенью после уборки урожая или весной за 30 дней до посадки За 30 дней до посадки
Окончание Аминка, 10 %-ный водный раствор, аминиая соль 2,4-Д, производное феноксиуксус- ной кислоты. Опрыскивают сорняки во время вегетации (до обсеменения) и многолетние кустарники на землях несельскохозяйственного пользования ГЕРБИЦИДЫ (средства для борьбы с сорными растениями) Сорняки 300 Деревья, кустарники, взрослые многолетние сорняки 500 Диурон, 80 %-ный СП. производное мочевины. Опрыскивают почву раиней весной до появления всходов сорняков Опрыскивают почву во время посева или до появления всходов культуры Семечковые плодовые культу ры, смородина, крыжовник, малина, цитрусовые (старше 4-х лет), виноградная лоза, чай Хлопчатник Однолетние злаковые и двудольные сорняки 60 25 Дихлоральмочевина. 50 %-ный СП. производное мочевины. Опрыскивают почву до посева, во время посева или до появления всходов культуры До высаживания рассады Свекла (сахарная, Однолетние зла- столовая, кормо- ковые и двудоль- вая) ные сорнякн Табак 280 160 Ленацил. 45%-ная и 15%- ная минерально-масляные концентрированные суспензии. Опрыскивают почву до посева, во время посева или до появления всходов культуры Опрыскивают почву до посадки (весной или осенью). Плодоносящая земляника — опрыскивают почву до появления всходов сорняков Свекла (сахарная, столовая, кормовая) Земляника Однолетние сорняки 50—160 130—400 Линурон, 50 %-ный СП, производное мочевины. Опрыскивают почву до появления всходов культуры До появления листьев Картофель Фасоль, бобы Декоративные розы Однолетние сорняки 90 70 140 Прометрин, 50 %-ный СП, Горох, чеснок, производное триазина. On- сельдерей, пет- рыскивают почву до появле- рушка, укроп ни я всходов культуры Картофель Однолетние ияки сор- 70 70 120 Пропинат (далапон), 85 %-ный растворимый порошок, соль алифатической карбоновой кислоты. Опрыс- кива ют только сорняки во время вегетации (не попадать на культурные растения) Опрыскивают почву осенью после уборки урожая в садах и ягодниках, а также при подготовке участка под посадку смородины, малины, крыжовника, картофеля, свеклы Яблоневые, грушевые сады (не моложе 3 — 4-х лет), виноградники, крыжовник, смородина, малина картофель, свекла Пырей ползучий, просо куриное, щетинники, полевица, лисохвост полевой, мятлик однолетний и др. злаковые сорняки 100 30 1—2 300 Семерон, 25 %-ный СП, производное триазина. Опрыскивают через 1 —2 недели после высадки рассады или при появлении 5 листьев на посевах Капуста (белоко- Однолетние дву- чанная, кормовая) дольные сорняки 30 52
Книги «Химик, который в то же время не физик...» Физическая химия. Современные проблемы. М.: Химия, 1980, 1982, 1983. Чем бы ни занимался экспериментатор, величающий себя химиком, ему чуть ли не каждый день приходится работать физикохимиком. Завершив синтез, он всегда измеряет температуру плавления или кипения полученного вещества (о записи спектров я уже не говорю), проделывая анализ или разделение смеси соединений,— неизбежно пускает в ход физико-химические приборы... И чем гуще обрастают лаборатории разным оборудованием, тем глубже укореняется такое положение. Хотя ничего нового в нем нет, фраза о химике — не физике, начало которой служит заголовком этой заметки, кончается кратко: «есть ничто», а произнес ее Роберт Бунзен более века назад. И опираясь на авторитет этого классика, можно сказать, что новые сборники, выходящие под редакцией академика Я. М. Колотыр- кина, представляют насущный интерес для куда более широкого круга читателей, чем только те, кто официально считает своей профессией физическую химию. Начиная со второго, томики несут еще один подзаголовок ежегодник. Таким образом, семейство отечественных периодических изданий пополнилось новым, по- своему уникальным. В отличие от привычных для ученого читателя «Итогов науки и техники», оно посвящено одной-единственной области знания. В предисловии к первому тому, написанном главным редактором, перед изданием ставится задача, которая может показаться парадоксальной: «интеграция физической химии, иными словами, восстановление ее целостности, разрушение той мнимой стены, которая воздвигается между различными ее разделами из-за быстрого роста и узкой специализации». А ведь речь идет, фактически, даже не о целой науке, но всего лишь об одном из стволов великого древа химических знаний... Что же тогда говорить о химии в целом? Примечателен способ, выбранный редколлегией для разрушения «мнимой стены»: каждый обзор, включаемый в сборники, начинается с необычно обширной — до четырех страниц — аннотации, написанной общедоступным языком и предназначенной для читателей- смежников. Преувеличением было бы назвать эти сводки популярными — они все же не рассчитаны на массового читателя, но налицо определенный шаг в направлении, указанном академиком И. В. Петряновым-Соколо- вым, который считает, что со временем научная периодика, утратив ведомственную ограниченность, сольется с научно-популярной литературой. Таким образом, в сборники включаются обзоры, не сводящиеся к простому перечню добытых за последние годы результатов,— как раз такие, в каких, по мнению доктора химических наук 3. В. Тодреса («Химия и жизнь», 1983, № 11, с. 84— 88), особенно нуждается современная наука. Конечно, удовлетворить таким нелегким, непривычным для многих исследователей требованиям не так-то просто, но большинство авторов (а среди них немало известных специалистов) добивается успеха, вкладывая в свой труд изрядные дозы творческой индивидуальности. «Явление стимулированного когерентного радиочастотного излучения (...) — недавно открытое радиофизическое свойство химических реакций. Оно позволяет рассматривать химическую реакцию как своеобразную «молекулярную радиостанцию» и открывает пути к химическим квантовым генераторам радиочастотного диапазона». «В последние годы предложен и разработан косвенный метод исследования структуры (геометрии) молекул, основанный на экспериментальном, с помощью адсорбционной хроматографии, определении термодинамических характеристик молекулярных взаимодействий, возникающих при адсорбции этих молекул. Метод получил название хро- матоскопии или хромато- структурного анализа ». Эти, наугад выбранные отрывки из разных обзоров — образцы того, что «популяризация» физической химии начинает развиваться не без успеха, и отдельные ее достижения взывают к авторам «Химии и жизни», предлагая очевидные темы для публикаций. Остается лишь упомянуть проблемы, затронутые в сборниках: самораспространяющийся высокотемпературный синтез — и ферментативный катализ; бессеребряные фотографические процессы — и теория химических равновесий; структуры органических кристаллов — и расчет эффектов сольватации. Все это действительно относится к сфере влияния физической химии — но много ли найдется химиков, как «чистых», так и био-, гео-, космо-, фотохимиков, работа которых не имеет связи хотя бы с одним из перечисленных направлений? В. ЗЯБЛОВ 53
ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ Закон для коллекционеров С прошлого года в ГДР вступило в силу «Положение о сборе минералов и окаменелостей». Разрешение на коллекционирование выдают местные органы власти. Собирать минералы и окаменелости разрешается только в старых карьерах, либо копая ямы не глубже 30 см. В одном месте можно брать образцы общим весом не более 5 кг. Запрещено использовать какие-либо инструменты с электрическим или механическим приводом и, само собой, взрывчатку. Вот такая музыка... Четыре английских организации — Ассоциация глухих. Ассоциация слабослышащих, Общество помощи глухим детям и Институт глухоты — объявили, что владельцам новомодных индивидуальных наушников грозит глухота. Оказывается, меломаны, пользуясь тем, что они никому не мешают (музыка-то никому кроме них не слышна), врубают свои устройства на полную мощность. При этом звук давит на барабанные перепонки в восемь раз сильнее, чем шум стартующего рядом реактивного истребителя. ...И вся любовь Кажется, удалось найти управу на бабочек двух видов — Helio- this zea и Heliothis viresccns, гусеницы которых — злейшие враги многих сельскохозяйственных культур, произрастающих в Северной Америке. Ежегодные расходы на борьбу с этими вредителями и наносимые ими потери оценивают в миллиард долларов. Исследователи заметили, что, когда в воздухе присутствуют некоторые вещества, входящие в феромоны самок обоих видов, а остальные составляющие отсутствуют, кавалеры из вида Н. zea пренебрегают соплеменницами и категорически предпочитают им барышень вида Н. virescens. В естественных услови ях эти виды не скрещиваются. А в экспериментах запретная любовь, спровоцированная нарушением состава феромонов, приводила к гибели обоих насекомых. Электромусоровозы В Париже и других крупных городах Франции появились мусоровозы на электрическом ходу. Это грузовики марки SITA-600 грузоподъемностью 7,5 тонн (при массе незагруженной машины 12,5 т) со свинцовыми аккумуляторами. Максимальный пробег машины до подзарядки от 40 до 100 км, в зависимости от величины груза. Максимальная скорость 35 км/ч. На солнцемобиле через Австралию Впервые в истории транспорта два путешественника проехали 4000 км — от Перта до Сиднея — на экипаже, приводимом в движение только энергией солнца. Вся дорога заняла 20 суток. Из них на собственно езду пришлось лишь 172 часа, то есть средняя скорость была 24 км / ч. Это вполне отвечает названию машины «Quiet Achiever», что можно на русский язык приблизительно перевести как «тише едешь — дальше будешь». Несколько слов о конструкции солнцемобиля. Рама — металлические трубы. Корпус из стекловолокна. Колеса — наподобие велосипедных, но специальной конструкции. Блаюда- ря этому массу машины удалось снизить до 150 кг. На солнцемобиле установлен электрический двигатель постоянного тока мощностью 1 л. с, питаемый от двух стандартных автомобильных 12-вольтовых аккумуляторов, которые подзаряжаются от смонтированных на крыше солнечных элементов. В течение пробега путешественников сопровождали эксперты из Австралийской конфе- цераци и автос п орта — и не только, чтобы проследить за чистотой эксперимента. Во-первых, маршрут пролегал через пустыню, где что ни день песчаные бури, а температура воздуха достигала 47 °С. А главное: пока в солнцемобиле предусмотрено лишь одно место — для водителя. Напарнику в ожидании своей очереди сесть за руль приходилось ехать в автомобиле сопровождения. f ^Энер^Ьч этический ликбез В нашей стране города занимают около 1 % территории, в них проживает примерно 63 % населения и сосредоточено около 65 % основных фондов народного хозяйства. А доля городов в общем потреблении энергии — 80 %. В среднем один гражданин СССР на бытовые нужды тратит в течение года 0.55 тонн условного топлива (за его единицу принят 1 кг топлива с теплотой сгорания 7000 ккал/кг=29,3 Мдж/кг). Еще — 0,27 тут он расходует на транспорт и отдых. А всего на эти нужды в стране расходуется 35 % всей вырабатываемой энергии. На отопление идет 25—30 % добываемого топлива. Из которого — внимание! — 77 % сгорает в индивидуальных отопительных устройствах с крайне низким коэффициентом полезного действия. И снова — внимание! ТЭЦ и крупные котельные дают в городах и поселках городского типа лишь примерно половину тепла. Остальное приходится на 250 тысяч небольших котельных, которые ежегодно сжигают 50 млн. т условного топлива. Обслуживают их 3,5 млн. человек. Перевод малоэтажного жилого фонда в городах и поселках на централизованное теплоснабжение позволит высвободить для народного хозяйства около 1,5 млн. человек и экономить минимум 7—8 млн. т условного топлива ежегодно. «Архитектура СССР», 1983, № 12 У У
Тишина в залах ожидания Сперва смолкли громкоговорители в копенгагенском аэропорту «Каструп», затем, спустя несколько месяцев,— в стокгольмском аэропорту «Арланда». Психологи выяснили, что пассажирам досаждает не столько шум двигателей, сколько динамики, из которых то и дело раздаются объявления о полетах. Поэтому теперь в двух крупнейших аэропортах Скандинавии информация о рейсах появляется только на электронных табло. Громкоговорители, правда, не сняты, но их используют лишь в крайних случаях — когда нужно объявить о задержке рейса более чем на четверть часа или найти кого-либо из улетающих. Что можно Юпитеру, того нельзя быку В зоопарках слоны отделены от посетителей не только оградой, но и бетонной дорожкой, из которой торчат острые шипы. Видимо, эта полоса отчуждения вдохновила одного французского изобретателя на создание дорожного покрытия нового типа из плиток с коническими или пирамидальными выступами. Форма и размер выступов подобраны так, что по ним свободно проедет машина и легко пройдет пешеход. А вот корова (или соответственно бык) наступить на такую плитку не может — больно. ш swtt. т<шФ"ф&' Искусственное разведение рыб в Китае Один английский натуралист сообщает следующее не лишенное интереса известие об искусственном разведении рыб в поднебесной империи. Рыбаки собирают в реках положенную рыбой и уже оплодотворенную икру и наполняют ею обыкновенные куриные яйца, из которых предварительно выпущено содержимое; отверстие в скорлупе заделывается воском, и яйца подкладываются под курицу наседку. Через несколько дней яйца разбивают вместе с содержимым, погружают в воду, нагретую солнцем; вскоре из икры развиваются крошечные рыбки. Когда они немного подрастут, их пересаживают в пруды для дальнейшего разведения. Рассказчик прибавляет, что эта промышленность находится в Китае в большом развитии. «Живописное обозрение», 1868, т. \, вып. 2 Патриарх дает потомство 25 лет тому назад в Калифорнии, в горах Уайт-Маунтинз, была обнаружена сосна, возраст которой по радиоуглеродному анализу оценивался в 4700 лет. Позже там был организован резерват, в который вошли десять деревьев в возрасте не менее четырех тысяч лет. Высота уникальных сосен не превышала нескольких метров, диаметр на уровне груди составлял 90 см, а ежегодный прирост — всего 0,2 мм. Весной 1972 года со старейшего дерева сорвали единственную шишку с 36 семенами, которые были высажены на опытном участке. 27 семян погибло, а 9 проросло. Саженцы развивались нормально и растут до сих пор. Принюхались Среди жителей недавно заселенных окраинных кварталов чехословацкие медики отметили сильные вспышки аллергии. Объяснение оказалось неожиданным. Человек, который родился и вырос в давно сформировавшемся районе, привыкает к специфической городской флоре. А на окраинах еще долгое время преобладают растения загородного типа. Они-то и вызывают аллергию у коренных горожан. С Лукуллова стола Древнеримский полководец Лю- ций Лициний Лукулл прославился не столько своими воинскими успехами, сколько чревоугодием. «Лукулловы пиры» вошли в историю. Итальянцы до сих пор ценят блюда, которые когда-то подавались Лукуллу: аличи — сардины, жаренные в масле; каламири — каракатицы, нарезанные кусочками, со свежей зеленью; но особенно пиццу, без которой, как и без спагетти, не обходится в Италии ни одно застолье. Приготовить пиццу не составляет большого труда. Тесто. На 200 г муки 2 столовые ложки растительного масла, полстакана теплого молока, 15 г дрожжей, щепотка соли. Начинка. Тут все зависит от вкусов, настроения и имеющихся продуктов: одни делают пиццу с грибами, другие с яблоками, третьи с яйцами, четвертые с сыром... Вот один из вариантов: 200 г грибов, 500 г помидоров, 300 г рыбы, черный или красный молотый перец, 1—2 столовые ложки растительного масла. Способ приготовления. Замесить дрожжевое тесто, оставить на час, чтобы оно подошло, еще раз перемешать и выложить в форму (достаточно высокую, так как пицца во время выпечки поднимается). Тесто смазать маслом, посыпать мелко нашинкованными грибами (предварительно отваренными), положить сверху слой помидоров или томатной пасты (если нет таковой, можно взять сметану или майонез). Ломтики свежей рыбы уложить сверху (вместо свежей рыбы можно взять рыбные консервы), добавить соль, перец, сбрызнуть оставшимся маслом. Выпекать в духовом шкафу в течение 20— 30 минут иа среднем жару. Подавать пиццу лучше горячей. В заключение добавим, что пицца вкусна даже просто с квашеной капустой. Так что — желаем успеха! Примечание. Эта заметка родилась в результате посещения корреспондентом «Химии и жизни» выставки «Агриталия- 83». Одним из ее экспонатов, пользовавшимся неизменной популярностью посетителей, была небольшая пекарня, возле которой аппетитно пахло пиццей. ОБОЗРЕНИЕ ОБОЗРЕНИЕ G±A' ЗРЕНИЯ ОБОЗРКк/^ ОГОЗРЖ
Ьолезни и лекарства Модели обманутого мозга Кандидат медицинских наук Л. Л. РЫЛОВ С тех пор как в 1859 г. Чарльз Дарвин разделил все виды поведения животных на врожденные и приобретенные, каких только классификаций поведения не создавали ученые! Были среди них предельно простые, были и чрезвычайно сложные: И. П. Павлов упоминал о 26 «сложнейших рефлексах», в числе которых были такие экзотические формы поведения, как «коллекционирование», «стереотип обидчивости», «фобия глубины»... Однако есть один вид поведения, который не вошел ни в одну из подобных классификаций. Эта форма активности человека или животного настолько отличается от всех остальных, что можно объединить в одну группу все общеизвестные виды деятельности: поиски пищи, оборонительное поведение, заботу о потомстве и т. д., и тогда в другой группе окажется одна-единственная строчка: «потребление наркотиков, включая этиловый спирт». В чем уникальность этой формы поведения? Все виды целенаправленной деятельности человека и животных направлены в конечном итоге на то, чтобы ощутить положительную эмоцию, иначе говоря, получить удовольствие. Как предположил академик П. К. Анохин, еще до того, как живое существо приступает к действию ради достижения той или и ной цели, в его мозге создается образ того, к чему оно стремится. Когда цель достигнута, информация о том, чего именно добилось живот'ное, сопоставляется с этим образом. Если они совпадают, возникает положительная эмоция, и действия, направленные к достижению этой цели, прекращаются; если не совпадают — появляется отрицательная эмоция, и животное вновь, уже другим путем, пытается добиться желаемого. Мозговые центры, где рождается ощущение удовольствия, испытывают на себе влияние множества в высшей степени сложных промежуточных нейрофизиологических и нейрохимических процессов. Но есть вещества, которые, попадая в организм, оказывают сильнейшее активирующее влияние непосредственно на центры удовольствия — практически «прямой наводкой». К числу таких веществ принадлежит и алкоголь: потребляя его, человек доставляет себе удовольствие, минуя промежуточные — пищевые, половые и прочие — этапы поведения (за исключением направленных собственно на добывание алкоголя) и, по существу, обманывая собственный мозг. За это алкоголики, кстати, и расплачиваются: этанол не только «вещество удовольствия», но и яд... Вопрос о том, нормальным или патологическим поведением надо считать потребление алкоголя, не так прост, как кажется на первый взгляд. Существуют миллионы людей, которые вовсе не испытывают к алкоголю «пламенной страсти», но почувствовали бы неудовлетворенность, если бы в новогодний праздник, на свадебном торжестве или на юбилее товарища им пришлось бы поднять бокал с лимонадом. Считать ли патологией такое поведение — умеренное, отнюдь не ежедневное потребление алкоголя в определенных условиях? Но тогда патологическим пришлось бы счесть поведение большей части человечества... Еще сложнее решить проблему пато- логичности потребления алкоголя в отношении животных. Но именно в экспериментах на животных, моделируя поведение алкоголика, исследователи пытаются нащупать пути борьбы с неумеренным пристрастием к алкоголю. О некоторых направлениях подобных исследований, ведущихся в Институте нормальной физиологии им. П. К. Анохина АМН СССР и других научных центрах, мы хотим рассказать в этой статье. СУЩЕСТВУЕТ ЛИ «ЦЕНТР АЛКОГОЛИЗМА»? В основе любого вида деятельности животного или человека лежит та или иная мотивация — влечение, выступающее в качестве инициатора, «застрельщика» определенного поведения. Мотивация заставляет организм извлекать из памяти информацию о том, каким образом она удовлетворялась ранее, и производить уже известные, приводившие раньше к успеху действия. 56
Чуть больше десяти лет назад член- корреспондент АМН СССР К. В. Судаков, возглавляющий Институт нормальной физиологии, предположил, что влечение к алкоголю — такая же мотивация, как и все другие, пусть и патологическая по своим результатам, и что она может подчиняться тем же нейрофизиологическим закономерностям. Если это так, то нейрофизиологический механизм алкогольной мотивации следовало искать в гипоталамусе — одном из подкорковых образований мозга. Гипоталамус занимает лишь небольшую часть мозга. Однако он абсолютно незаменим для любого живого существа: это основное (хотя и не единственное) связующее звено между кровеносной, дыхательной, пищеварительной, половой и другими системами, с одной стороны, и психикой, сознанием — с другой. Например, специальные нервные клетки гипоталамуса — так называемые глю- корецепторы — первыми в мозге реагируют на снижение уровня питательных веществ в крови. Как только содержание этих веществ падает ниже определенной величины, глюкорецепторы посылают в кору и многие другие структуры мозга тревожные активирующие сигналы: «Пора искать пищу!» Другие гипо- таламические нейроны чувствительны к изменению содержания жидкости в организме и подобным же образом сигнализируют о жажде, третьи откликаются на зов ^толовых гормонов. Мотивации невозможны без гипоталамуса. Стоит, например, разрушить определенные его области, где расположены центры голода, и животные умирают от истощения перед полной кормушкой. Электрическая же стимуляция этих центров заставляет зверей, наоборот, немедленно бросаться на пищу, даже если они только что сытно поели. Вот какой властью над всем поведением организма наделен гипоталамус. Ну а что же происходит с ним у алкоголиков? Исследователи предположили, что систематические злоупотребления алкоголем так изменяют метаболизм некоторых нейронов гипоталамуса, что алкоголь становится для них незаменимым компонентом обмена веществ. Его недостаток начинает выступать в качестве активатора этих клеток, заставляя их требовать от мозга поисков способа удовлетворить алкогольную мотивацию — поисков алкоголя. Разумеется, перестраивают свой метаболизм в процессе привыкания к алкоголю не только гипоталамические клетки, да и вообще не только нейроны. Однако логично было предположить, что именно в гипоталамусе, среди стимуляторов мотиваций, некоторые клетки, приобретя высокую чувствительность к алкоголю, получают возможность подчинить новоприобретенным патологическим потребностям своего обмена весь организм. Но как ни мал по сравнению со всем остальным мозгом гипоталамус, он включает в себя миллионы нейронов. Как же найти здесь центр алкогольной мотивации? Исследователи рассуждали приблизительно так. Алкогольное влечение удовлетворяется потреблением водки, вина, пива — в общем, жидкости. Значит, центр алкогольной мотивации, если он существует в мозге, легче всего сложить из тех же нейронов, которые ранее были инициаторами жажды. «Алкогольному центру» выгодно паразитировать как раз на этих нейронах, потому что они уже имеют опыт активации коры и подкорки с целью поиска и потребления жидкости. Косвенно близость центров алкогольной и питьевой мотивации подтверждают и некоторые бытовые наблюдения. Например, после сильного опьянения многие люди испытывают жажду и с особенно большой симпатией относятся к огуречному рассолу, а как же иначе: здесь и жидкость, в которой организм так нуждается, и соль, удерживающая ее в организме... Центр жажды уже известен — это так называемые супраоптические и пери- форникальные ядра гипоталамуса. После разрушения их животные пьют значительно меньше, а электростимуляция этих ядер заметно усиливает жажду. Не здесь ли располагается у алкоголиков и центр алкогольной мотивации? Сотрудники лаборатории физиологии мотиваций применили довольно жесткий способ превращения нормальных крыс в алкоголиков. В течение месяца им давали пить вместо воды только 20 %-ный раствор этилового спирта. Когда затем животным предоставляли возможность выбрать воду или алкоголь, лишь 6 из 90 животных оставались «трезвенниками» и выбирали воду, остальные же — подавляющее большинство — стали настоящими алкоголиками. 57
И вот когда у этих крыс-алкоголиков через вживленные в мозг электроды возбуждали током центр жажды гипоталамуса, они немедленно начинали искать и жадно потреблять... этанол. Устойчивых же к развитию алкогольного влечения крыс-«трезвенников» стимуляция центра жажды тоже заставляла искать поилку, но не со спиртовым раствором, а с водой. Если же у крыс- алкоголиков электрическим током разрушали центр жажды (а вернее, уже сформировавшийся на его месте центр влечения к этанолу), тяга к спиртному у них заметно снижалась, в то время как «трезвенники», перенесшие подобную операцию, пили меньше воды. Так гипотеза о том, что у животных- алкоголиков часть структур центра жажды превращается в «стимулятор алкоголизма», получила подтверждение. ПЕПТИДЫ ПРОТИВ АЛКОГОЛИЗМА На первый взгляд может показаться, что все эти эксперименты открывают прямой путь к радикальному лечению алкоголиков: достаточно разрушить центр жажды в их мозге, и алкогольная мотивация исчезнет. На самом деле, к сожалению, все не так просто. Разрушение гипоталамических 'центров у человека — операция технически сложная и опасная. Да и неизвестно пока, насколько закономерности, обнаруженные для «алкогольного центра» крысы, сопоставимы с особенностями работы мозга человека. Однако есть другая возможность воздействовать на центр жажды, переродившийся в инициатора алкоголизма,— такое воздействие могут оказать некоторые химические вещества. Группа сотрудников лаборатории, руководимая кандидатом медицинских наук А. В. Ко- товым, обнаружила, что на роль таких кандидатов в лекарства от алкоголизма могут претендовать некоторые пептиды — биологически активные соединения, состоящие из 2—3 десятков аминокислот. Пептиды играют большую роль в работе нервной системы человека и животных. В последние десятилетия было доказано, что они служат важным средством «общения» между собой нервных клеток наравне с давно известными медиаторами — дофамином, норадренали- ном, ацетилхолином, серотонином. Спектр пептидных функций настолько широк, что их смело можно назвать вездесущими работниками центральной нервной системы. Во всем мире сейчас изучаются пептиды, регулирующие состояния голода, жажды, боли, агрессии, страха, адаптивную смену окраски рыб, амфибий, миграционное поведение птиц. Некоторые пептиды, как уже давно известно, регулируют работу гипоталамуса. Например, пептид ангиотензин избирательно активирует центр жажды и повышает потребление воды, другой пептид — брадикинин, наоборот, уменьшает жажду. А как они будут действовать на крыс-алкоголиков? Оказалось, что введение в их мозг ангиотензина стимулирует ориентировочные, пищевые, даже половые реакции, но отнюдь не поиск воды! По-видимому, у животных- алкоголиков нейроны центра жажды не просто изменяют свои отношения с другими структурами мозга — они приобретают какие-то совершенно иные свойства по сравнению с нормальными «нейронами жажды». Это удалось подтвердить, действуя ангиотензином и брадики- нином непосредственно на нейроны центра жажды крыс. Если у обычных животных брадикинин тормозит активность этих нервных клеток, заставляя их реже генерировать электрические импульсы, то у крыс-алкоголиков многие нейроны оказываются нечувствительными к этому веществу. Под действием же ангиотензи на, наоборот, у нормальных крыс разряды нейронов происходят чаще, а у алкоголиков — реже. Но важно другое: после введения ангиотензина и брадикинина в мозг крыс- алкоголиков они потребляют значительно меньше алкоголя. Антиалкогольный эффект ангиотензина оказался довольно длительным — до двух недель. Не значит ли это, что пептиды можно использовать в качестве лекарств от алкоголизма? Правда, здесь есть одна трудность. И ангиотензин, и брадикинин почти не проходят через гематоэнцефалический барьер — систему, ограждающую мозг от проникновения из крови различных веществ. Значит, их нужно вводить непосредственно в мозг или спинномозговую жидкость. А внутримозговое введение веществ — дело далеко не безопасное. Как же быть? Сотрудникам Института нормальной физиологии кандидату медицинских наук В. И. Бадикову и его коллегам 58
удалось наметить вполне безопасный путь введения в мозг ангиотензина, а может быть, и других соединений пептидной природы. Оказывается, если закапать ангиотензин кролику на слизистую оболочку глаза, то препарат оказывает такое же действие, как и после введения его внутрь мозга. Пока неясно, как ангиотензин попадает с поверхности глаза в мозг: вместе с кровотоком или по отросткам нервных клеток. Но факт остается фактом: его можно успешно доставлять в мозг безопасным «капельным» способом... Не надо забывать, что речь пока что идет лишь об экспериментах на животных. До лечения человека предстоит пройти еще долгий путь. Но теперь уже очевидна возможность подобрать вещество, избирательно действующее на центр алкогольного влечения. И еще один важный результат экспериментов: в необъятном по сложности мозге найдено и четко локализовано скопление нейронов, которые могут служить для такого вещества мишенью. ПОЧЕМУ ПРИЯТНО ПИТЬ ВИНО Мы уже упоминали в начале статьи, что алкоголь действует на мозговые центры удовольствия. Если бы удалось найти вещество, надолго подавляющее активность этих областей мозга, мы смогли бы разорвать порочное звено, патологически прочно связывающее для алкоголика чувство удовольствия с выпивкой. «Система удовольствия» — ее называют системой положительного подкрепления — использует в качестве передатчика нервных импульсов главным образом дофамин. Поэтому многие исследователи направили свои усилия на поиски веществ, которые подавляли бы выделение этого медиатора. В работе этого механизма важную роль играют опять-таки пептиды: некоторые из них модулируют проведение нервных импульсов как раз по тем нервным цепям, где медиатором служит дофамин. Это так называемые опиоидные пептиды (энкефалины и эндорфины), которые выделяются в мозге и некоторых других органах и оказывают на нервную систему влияние, сходное с действием морфина. Эксперименты показали, что, если ввести животным алкоголь, содержание опиоидных пептидов в их мозге повышается, а это должно приводить к активации системы положительного подкрепления. Напрашивалось предположение: не действует ли алкоголь на центр удовольствия именно через посредство опиоидных пептидов? На существование такой связи указывали и другие факты: например, крысы, приученные вводить в собственный мозг с помощью педали и особого микроинъ- ектора морфин и охотно это делающие, легко переключаются с морфина на этанол, а введение крысам-морфинистам алкоголя облегчает у них симптомы расстройств, вызываемых насильственным лишением наркотика. Из всех этих результатов можно сделать вывод: по-видимому, у алкоголя и морфина и в самом деле одна и та же мишень в мозге — система опиоидных пептидов. И тот и другой доставляют человеку приятные ощущения, действуя на передачу нервных импульсов в центре удовольствия. А может быть, одно и то же лекарство поможет врачам-наркологам одержать победу и на том и на другом фронте? Казалось бы, остался всего лишь один шаг: ведь известны вещества- антагонисты опиоидных пептидов и морфина — нельзя ли комбинированным их введением заблокировать в мозге структуры, ответственные за «алкогольное удовольствие»? К сожалению, однако, и здесь приходится повторить, что переход от экспериментальных результатов, пусть даже весьма обнадеживающих, к клинической практике — дело сложное и долгое. Вот что пишет один из специалистов-фармакологов обо всех препаратах, используемых сейчас для лечения алкоголизма: «Только немногие из них уменьшают потребление алкоголя у некоторых больных сроком от 3 до 6 месяцев, но ни одно не подавляет влечения к алкоголю на более длительный срок. ...Сегодня мы не можем рекомендовать в качестве полноценного фармакологического средства для успешного лечения алкоголизма ни один из существующих лекарственных препаратов». По-видимому, это можно объяснить той же феноменальной пластичностью мозга, которая позволяет людям и после значительных повреждений нервной ткани в результате кровоизлияний в мозг, травм, опухолей не только жить дальше, но и постепенно восстанавливать нарушенные функции, успешно продолжать даже самую сложную творческую работу. И если во всех этих случаях многократное, с верх надежное дублирование ( 59
функций мозга идет на благо организму, то подобная же устойчивость патологических механизмов влечения к алкоголю превращает лечение алкоголизма в труднейшую задачу. Очевидно, компенсируя блокаду опиатных механизмов «алкогольного удовольствия», мозг как-то активирует пока неведомые физиологам дублирующие нейрохимические системы, и влечение к алкоголю восстанавливается. Но дублируют направления своих поисков и исследователи. В качестве возможных лекарств против алкоголизма изучаются многие группы химических соединений. Так, уже многие годы внимание ученых привлекают ферментные системы, окисляющие этанол. Нельзя ли найти вещества, угнетающие эти системы, и таким путем сделать алкоголиков более уязвимыми для токсического действия спиртного? Изучаются и иные возможности: например, введение в организм веществ, которые, взаимодействуя с алкоголем, образовывали бы соединения, вызывающие неприятные ощущения и переживания. Экспериментируют и с препаратами, давно вошедшими в арсенал психиатрии: •нейролептиками, транквилизаторами, а нти депрессантами... АЛКОГОЛЬ В КОЛЛЕКТИВЕ Алкоголизм — болезнь, поражающая не только данного индивидуума, но и общество; первоначальные ее причины часто имеют социальный характер. Поэтому представляет особый интерес изучение действия алкоголя на животных в условиях групп. Нередко такое действие проявляется в формах, удивительно близких к человеческим: под влиянием этанола крысы и обезьяны, например, становятся драчливыми, неуживчивыми, «сварливыми», как сказали бы мы о людях... Алкоголизация группы может привести и к серьезной перестройке отношений внутри нее — это показали эксперименты, проведенные сотрудниками лаборатории мотивации. Под их наблюдением находились несколько групп крыс, по три самца каждая. На площадке перед кормушкой могло уместиться лишь одно животное, и, чтобы поесть, крысы должны были вытеснять друг друга с площадки. Очень скоро в группах установилась своеобразная иерархия: одни крысы — доминанты, или вожаки,— чаще оказывались победителями, другие становились подчиненными. Но вот кроме поилки с водой в клетку поставили еще и поилку с 20 %-ным раствором этанола — и оказалось, что подчиненные животные-неудачники чаще подходят к этой поилке, чем крысы-доминанты. А «подкрепившись» алкоголем, * подчиненные крысы начали чаще, чем раньше, одерживать победу за площадку перед кормушкой! Стали более оживленными контакты между животными разных рангов, которые до этого сдерживались иерархическими отношениями: вожаки и подчиненные словно потеряли представление о своих привычных правах и обязанностях. Изменения групповой структуры привели к тому, что в конце концов лидеры и подчиненные поменялись местами, причем в некоторых случаях вновь сложившаяся градация оказалась стабильной. Конкурентоспособность животных на ступенях иерархической лестницы после приема алкоголя явно повышается — это подтверждают и эксперименты, которые проводили в НИИ фармакологии АМН СССР кандидат медицинских наук А. Б./ Кампов-Полевой и его сотрудники. В этих экспериментах крыс попарно помещали в бассейн с водой, где им для своего спасения нужно было бороться за право ухватиться за «соломинку» — стержень над водой, где могло удержаться лишь одно животное. Невезучим крысам, которых более ловкие и сильные сородичи сталкивали в воду, давали этанол, и после этого они заметно успешнее боролись с доминантами. (Любопытно, что до эксперимента будущие доминанты и неудачники относились к алкоголю по-разному: энергичные и ловкие победители в большинстве случаев отвергали спиртовой раствор, а те, кому было суждено стать побежденными, как правило, предпочитали алкоголь воде...) Подобные «социальные» модели алкоголизации крыс позволяют изучать влияние этанола на животных, выступающих в качестве не просто индивидуумов, а членов сообществ. С разных сторон штурмуют физиологи, биохимики, фармакологи, психиатры одну из сложнейших проблем XX века — проблему алкоголизма. Добиться решающего успеха здесь пока не удалось. Но исследователи верят, что рано или поздно их поиски приведут к победе над этим социальным злом. 60
Справочник Напитки Под напитком обычно подразумевают специально приготовленную жидкость для утоления жажды (или же для опьянения). В таком понимании молоко само по себе к напиткам не относится. Другое дело соки и компоты; но о них позже, когда будем говорить о фруктах. Итак, прохладительные напитки — те самые, которые для утоления жажды. Начнем с минеральных вод. Они разделяются на три группы: природные столовые, минерализация которых не превышает 0,2 % («Мос- ковс кая», « Полюстрово» и т. п.); лечебно-столовые с минерализацией 0,2—0,8 % (типа «Боржоми», «Дили- жан»); наконец, лечебные, с минерализацией свыше 0,8 % («Баталинская», «Лу- гела» и др.). Лечебные воды, содержащие в больших количествах биологически активные вещества, пьют в Пятая статья из серии «Пища и жизнь». Предыдущие — в № 1—4 за этот год. строго дозированном количестве и только по назначению врача, иначе можно нанести вред здоровью. Примите во внимание, что и лечебно-столовые воды не следует пить часто без медицинских показаний. В «Боржоми», например, содержится около 350 мкг% фтора, 480 мкг% стронция и 1200 мкт% бора, а это нужно и полезно далеко не всем. Впрочем, если время от времени, несистематически, чтобы утолить жажду в жаркий день или приготовить коктейль,— вреда не будет. Фруктовые газированные напитки, наподобие лимонада, готовят большей частью на фруктовых и ягодных настоях и эссенциях. Согласно таблице, они содержат практически один сахар. Тонизирующие напитки типа .«Байкала», «Саян» и «Пепси-колы» несколько богаче благодаря растительным экстрактам. Гораздо полезнее домашние морсы, особенно из сока свежих ягод (а также из варенья и других домашних заготовок). Они хорошо утоляют жажду, особенно когда их насыщают в сифоне углекислым газом. Вообще дома можно приготовить так много разнообразных безалкогольных напитков, что ни одно производство не выдержит конкуренции. Для примера назовем фруктовые, молочные и овощные (из сока свеклы или капусты) коктейли с минеральной водой или лимонным соком, сахаром, цедрой и т. д. Для приготовления чая и кофе есть много рецептов, а от способа приготовления зависит концентрация пищевых веществ; поэтому поясним, как приготовлены тот чай и тот кофе, состав которых приведен в таблице. Чай: 3—4 чайные ложки сухого чая заливали крутым кипятком в заварном @,5 л) фарфоровом чайнике на 1/3, накрывали салфеткой, через 5—10 минут доливали кипятком; это заварка. Ее наливали в стакан на четверть, остальное — кипяток. Кофе: 61
молотый кофе (из расчета примерно 10 г на 100 мл напитка) всыпали в ополоснутый кипятком кофейник, заливали кипятком, доводили до кипения и сразу снимали с огня. Настаивали 5—8 минут. Вполне можно использовать эти расчеты в домашней практике. Как видно из таблицы, пищевая ценность кофе и чая невелика, но ее можно повысить, добавляя сахар, сливки, молоко. Впрочем, ценность чая и кофе отнюдь не только в добавках, но и в алкалоидах типа кофеина, концентрация которых также зависит от способа приготовления, то есть, собственно, от крепости. Кофеин оказывает возбуждающее действие на центральную нервную систему, поэтому крепкие чай и кофе не рекомендуют пить перед сном. В чае, кроме того, есть много дубильных веществ с Р-витамин- ным действием. А так как витамины Р и С особо ценны не порознь, а вместе, то добавление в чай клюквы, смородины и лимона весьма оправданно. Наиболее распространенные у нас сорта грузинского чая стали, к сожалению, малоароматичными. Сейчас при заварке чая все чаще добавляют лепестки жасмина и сухие травы типа мяты, шалфея, чабреца. Это не может вызвать никаких возражений, если, конечно, вам приятны вкус и аромат. Перейдем к алкогольным напиткам. Они в свою очередь разделяются на две группы — слабоалкогольные, содержащие менее 5 % спирта, и более крепкие. Слабоалкогольные — это квас и пиво. Когда-то квас был самым распространенным напитком на Руси. Существовало множество рецептов, включавших — помимо обычного ржаного или ячменного затора — мед, патоку, изюм, пряности и травы. Сейчас на заводах (да, пожалуй, и в домах) готовят только хлебный квас; его концентрат для домашнего приготовления продают в магази нах. Готовый квас часто бывает слишком кислым, перебродившим, тогда из него лучше сделать окрошку. Для питья приятнее квас из концентрата, приготовленный точно по инструкции, разве что можно добавить изюм. Самая распространенная у нас марка пива — «Жигулевское». Впрочем, есть много других сортов, они отличаются не только цветом и вкусом, но также содержанием спирта (от 2,5 до 6,0 % по объему). А поскольку спирт почти вдвое более калориен, чем углеводы, то энергетическая ценность пива немалая, от 37 до 70 ккал на 100 мл, или, если хотите, 200—350 ккал на кружку... Витаминами пиво бедно. Лучше обстоит дело с минеральными веществами, например с магнием: 10— 20 мг%, причем в легкоусвояемой форме. Но особая роль принадлежит, конечно, алкоголю, отрицательное воздействие которого на организм общеизвестно. Заметим, однако, что токсическое действие алкоголя во многом зависит от его крепости. Наиболее токсичны гидраты, образующиеся при концентрации спирта 70—80 %; при снижении крепости токсичность падает в несколько раз быстрее, чем концентрация. В водке и крепком вине она еще довольно высока, а вот в слабоалкогольных напитках выражена гораздо меньше. Алкоголь в пиве гораздо менее токсичен, чем в других Содержание пищевых веществ в 100 г иалитков (в скобках — примерная доля от суточной потребности, %) Продукт Чай без сахара Кофе без сахара Минеральная вода «Боржоми* Минеральная вода «Дилнжан* Минеральная вода «Московская» Безалкогол ьн ые газированные напитки (на эссенциях) Хлебный каас Пиво « Жигулевское» Сухое белое вино Белый портвейн Водка Белки, г 0 0,2(<1) 0 0 0 0 0,2 0,6«1> 0,2@) 0,4@) 0 Жиры, г 0 0,6 (О) 0 0 0 0 0 0 0 0 0 Угле. воды, г 0 0,1«1> 0 0 0 8,7B) 5,0A) 4,8A) 0,2 К П 7,0B) 0.1«1) Спирт, об. 0 0 0 0 0 0 0.8 2,8 И 17 40 Минеральные вещества, мг Са 1«1) 5«1) 6A) 12B) 46F) - 9A) 10A) 15B) 0,3(О> Mg ИО) 0 5A) 5A) 22F) - 15D) 10C) 20E) 0 Р ИО) 7«1) — — _ - 19B) 10A) 30C) 0 Ке 0,1A) 0 0,3B) 0.2A) _ - 0,2A) 0,5D) 0,8F) 0 Витамины, мг В. 0 0 0 0 0 0 0,04B) 0,01(<1> 0 0 0 в. 0 ( 0 0 0 0 0 0.05C) 0.05C) 0.01 <<!> 0.01@) 0 РР ).03(<1) 0,6C) 0 0 0 {) 0,7D) 0.7D) 0.1«1) 0,1 (О) 0 Число or: ккал не 0 9(<|) (| 0 0 0 ( 36A) A) 25A) A) 37A) (|) 65B) (£)< 123D) (*>)£. 235A2Х£1)г 62
спиртных напитках, даже при одинаковом абсолютном употреблении. Не случайно во многих странах, например в Чехословакии, ГДР, ФРГ, потребление пива довольно высоко, однако каких-либо специфических заболеваний, с этим связанных, не обнаружено, за исключением случаев неумеренного потребления. Опасен ь этом случае не только алкоголь сам по себе, но также избыток жидкости, дающий почкам и сердцу непомерную нагрузку. Итак, стакан-другой пива за воскресным обедом не принесет вреда здоровому человеку. Но не надо пить его как воду. Напоследок о более крепких напитках — вине и водке. Виноградные вина, особенно сухие, пьют и для утоления жажды, но прежде всего [уш возбуждения приятного чувства эйфории. Сухие вгна содержат немного, 10—12 %, спирта и совсем мало сахара (до 0,2 %). Их токсиьеское действие по сравнению с креплеными, типа портвейнов, заметно слабее. В крепленых же винах довольно много и спирта (до 18—19 %), и сахара (от 7 до 15 %), который в растворенном виде быстро всасывается в кровь и дает большую нагрузку на поджелудочную железу. При постоянном потреблении больших количеств @,5 л и более) крепленых вин в организм дополнительно поступает 100—200 г сахара, это вызывает повышенную по- требнссть в витамине В|. Так пс рой возникает В i -авитаминоз, который резко усиливается в присутствии спирта. Уже из этого следует, что если и употреблять крепленые вина, то весьма и весьма умеренно. Несколько слов о вермутах, ставших с недавних пор весьма у нас распространенными. Их получают, добавляя в специально подготовленное виноградное вино экстракт различных лечебных и ароматических трав — полыни, бузины, кардамона и др. Вроде бы вино даже лечебное. К сожалению, его часто пьют отнюдь не в лечебных дозах и совсем не при болезнях. Пить вермут стаканами, да и большими рюмками совершенно недопустимо — это действительно вредно. Никто же не пьет стаканами валерьянку — спиртовой настой валерианы... Кстати, в тех странах, где вермут — традиционный напиток, вермут в чистом виде вообще не пьют, его разбавляют и используют как ароматизатор во всевозможных коктейлях, причем ограниченно. Неправильно потребляют порой также ликеры и бальзамы. Ликеры можно пить в чистом виде только на десерт и не более 20—25 мл, для чего существуют специальные ликерные рюмки. А бальзамы, содержащие экстракты десятка трав, вообще не пьют просто так, а добавляют (не более половины чайной ложки) в чай, кофе или ко кте иль, только для аромата. А есть ли у вин полезные свойства? У виноградных вин они есть: это способность повышать аппетит и заметная антимикробная активность. Опытные врачи и сейчас для восстановлени я сил после тяжелой болезни (например, после туберкулеза) , при некоторых видах нервного расстройства назначают иногда небольшое количество вина перед обедом (красного сухого, хереса, кагора). Попутно заметим, что свойство вина вызывать аппетит вредно тем, кто склонен к полноте. Что касается антимикробного действия вин (особенно красных), то доказано, что холерный вибрион и возбудители тифа погибают в разбавленном вине не позднее чем через час. В средние века во время эпидемий употребляли воду, смешанную с красным вином, а позднее сухие вина и кагоры назначали при расстройствах желудка и продавали для этой цели в аптеках — еще лет сорок назад. Сейчас есть более активные препараты, к тому же не вызывающие желания продлевать лечение вновь и вновь... Будем помнить, что неумеренное потребление вин, особенно крепленых, ведет к алкоголизму со всеми его пагубными последствиями, так же как злоупотребление водкой и коньяком. В водке совершенно нет полезных веществ, есть только «пустые» калории B35 ккал на 100 г). Это весьма токсичный продукт. Если за столом приходится пить водку, то хотя бы запейте ее безалкогольным напитком или сделайте некрепкий коктейль. В коньяке тоже только «пустые» калории. Однако в нем, как и в чае, есть дубильные вещества с Р-витаминной активностью.' Старый обычай закусывать коньяк лимоном имеет научное оправдание: коньяк сохраняет и усиливает С-ви- • таминную активность лимона. Из этого, однако, не следует, что такой способ витаминизации пригоден для постоянного использования. Доктор технических наук И. М. СКУРИХИН ПОПРАВКА В № 4 «Химии и жизни», на стр. 33, в начало второй колонки ошибочно помещены три строки, которые должны заканчивать эту колонку. Конец первой и начало второй колонки следует читать так: «...применять его стали, как ни странно, не для ускорения роста растений, а для их уничтожения». Конец второй и начало третьей колонки следует читать так: «Наиболее эффективно влияют на рост картофеля водные растворы гиббереллина (в концентрации 0,005 %), ге- тероауксина @,006 %), натриевой солн 2,4-днхлорфеноксиук- сусной кислоты @,002 %), натриевой соли и-нафтилуксусной кислоты @,005 %), янтарной кислоты @,002 %)». 63
Информация г v « v ' М 1 M + tttH 1м4мм к *■ *■ LIU'* НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ Окончание. Начало на стр. 18, 30 Сентябрь Конференция «Физиология устойчивости к неблагоприятным факторам среды как элемент продуктивности растений». Иркутск. Сибирский институт физиологии и биохимии растений F64033 Иркутск, а/я 1243, 6-07-21). XI конференция «Природная очаговость болезней человека и сельскохозяйственных животных». Тюмень. НИИ краевой инфекционной патологии F25026 Тюмень, ул. Республики, 147, 253-60). V симпозиум «Центральная регуляция кровообращения». Ростов-на-Дону. Ростовский медицинский институт C44718 Ростов-на-Дону, Нахичеванский пер., 29, 65-32-90). Симпозиум «Близнецовый метод в современной биологии, медицине, спорте». Винница. Винницкий медицинский институт B86000 Винница, ул. Пирого- ва, 54, 2-27-77). Конференция «Физиологические механизмы адаптации к мышечной деятельности». Л е- нинград. Управление научно- исследовательских работ и учебных заведений Спорткомитета СССР A19270 Москва, Лужнецкая наб., 8, 201-17-01). Конференция «Социальные и естественнонаучные проблемы физического воспитания и спорта». Новосибирск. Спортклуб МКП СО АН СССР F30090 Новосибирск, ул. Терешковой, 30, 65-13-80). МЕДАЛИ И ПРЕМИИ Академия наук СССР объявила конкурсы на соискание золотых медалей и премий имени выдающихся ученых, проводимые в 1985 г. В области химических и биологических наук присуждаются следующие медали и премии: золотая медаль имени Д. И. Менделеева — присуждается АН СССР совместно с Президиумом ВХО имени Д. И. Менделеева советским ученым за выдающиеся работы в области химической науки и технологии, имеющие важное практическое значение (срок представления работ — до 8 ноября 1984 г.); золотая медаль имени А. Н. Несмеянова с премией щ размере 2000 рублей — присуждается советским ученым за выдающиеся научные работы в области химии элементоорганических соединений и искусственной пищи (срок представления — до 9 июня 1985 г.); золотая медаль имени Д. К. Чернова — присуждается советским ученым за выдающиеся труды в области физикохимии металлургических процессов и металловедения (срок представления — до 1 августа 1985 г.); премия имени К. М. Быкова — за научные работы в области физиологии: кортико-висцераль- ной физиологии, физиологии пищеварения и бальнеологии (срок представления — до 21 октября 1984 г.); премия имени И. П. Павлова — за лучшие научные работы в области физиологии (срок представления — до 24 октября 1984 г.); премия имени В. В. Докучаева — за выдающиеся научные работы в области почвоведения (срок представления — до 1 декабря 1984 г.); премия имени К. А. Тимирязева — за лучшие работы в области физиологии растений и общей биологии (срок представления — до 3 марта 1985 г.); премия имени С. Н. Виноград- ского — за лучшие работы в области общей микробиологии (срок представления — до 1 июня 1985 г.); премия имени Л. А. Чугаева — за лучшие работы в области химии комплексных соединений (срок представления — до 5 июля 1985 г.); премия имени А. М. Бутлерова — за лучшие работы в области органической химии (срок представления — до 30 июля 1985 г.); премия имени А. Е. Ферсмана — за лучшие научные работы в области минералогии и геохимии (срок представления — до 8 августа 1985 г.); премия имени А. О. Ковалевского — за лучшие работы в области общей, сравнительной, описательной и экспериментальной эмбриологии беспозвоночных и позвоночных (срок представления — до 19 августа 1985 г.); премия имени Н. И. Вавилова — за выдающиеся исследования в области генетики, селекции и растениеводства (срок представления — до 26 августа 1985 г.); премия имени Н. С. Курнако- ва — за выдающиеся работы в области неорганической химии, физико-химического анализа и его приложений (срок представления — до 6 сентября 1985 г.); премия имени Е. С. Федорова — за выдающиеся работы по кристаллографии (срок представления — до 22 сентября 1985 г.). Справки об условиях присуждения медалей и премий и о порядке выдвижения кандидатов на их соискание можно получить в Президиуме АН СССР A17901 ГСП Москва, В-71, Ленинский просп., 14, 232-25-86). В августе выйдет в свет * ЖУРНАЛ ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА», 1984, № 4, посвященный роли химии в решении топливно-энергетических проблем В обзорных статьях, написанных ведущими советскими учеными, рассмотрены вопросы взаимосвязи химической промышленности и энергетики, роль химии в выполнении Энергетической программы СССР. Цена номера 2 р. Индекс журнала 70285. Журнал в продажу не поступает и распространяется только по подписке. Подписка на № 4 принимается отделениями связи без ограничения до 1 июня 1984 г. После этого срока можно подписаться в редакции A01000 Москва, Кривоколенный пер., 12, тел. 221-54-72). 64
/ Поллиноз, по старому — сенная лихорадка ^ЙЙ&К*.- *\ftt "^ ffl • I 1** * » »Ч - »^v« . ;;iv;.k'№-*iW Ja^'" Когда врач по поводу какого-либо недомогания говорит: «А у вас просто аллергия», это в сущности равносильно тому, как если бы он доверительно объяснил: «Не досаждайте мне больше своей хворью. Я не знаю, откуда она у вас, и понятия не имею, как вам от нее избавиться. Терпите, покуда она сама не пройдет. Когда — бог весть». Р. К. НАРАЙАН Харрис, герой повести Джерома К. Джерома «Трое в одной лодке», тщетно пытался найти сведения о лечении этой пустяковой болезни в библиотеке Брита не кого музея. По-видимому, у него сенная лихорадка протекала в легкой форме и не доставляла больших неприятностей. Однако многие современники Харриса, страдавшие тем же недугом, относились к своему состоянию значительно серьезней. В середине XIX века в Англии, США, Германии, Франции больные сенной лихорадкой, потеряв надежду на врачебную помощь, организуют общества, выпускают журналы, на стра- .... ч ti »v. Mi h-: ГСЧ ft»*'' . •- V4 V,] • 4i n «~ л4*4* * i ^- w4. v *> v. ч * V 1»ъ
ницах которых обмениваются предположениями о загадочных причинах заболевания, предлагают разнообразные, увы, малоэффективные методы его лечения. Создается международный денежный фонд для оказания помощи нуждающимся товарищам по несчастью. Такая бурная деятельность не остается незамеченной: некоторые психиатры высказывают гипотезу о том, что сенная лихорадка — заболевание психическое, и пытаются лечить его привычными для них методами. Причина недуга была, однако, раскрыта не психиатрами и не обществами больных. Английский врач-терапевт Чарлз Блекли, сам страдавший сенной лихорадкой, в 1873 г. опубликовал книгу «Экспериментальные исследования причины летнего катара», в которой утверждал, что сенная лихорадка вызывается пыльцой растений. Эксперименты Чарлза Блекли были несложны. Летом он собрал и высушил пыльцу луговых трав. Когда цветение кончилось, он (в тот момент совершенно здоровый) втер порошок пыльцы в кожу предплечья. Прошло несколько минут — и это место покраснело, зачесалось, украсилось волдырем. Второй опыт был более рискованным: исследователь вдул себе пыльцу в полость носа. Последствия этого эксперимента были таковы: «Через несколько минут начался приступ неукротимого чихания с выделением обильного серозного содержимого. Это состояние продолжалось около 2 часов, а затем слизистая носа отекла и носовое дыхание стало невозможным». Блекли умер в 1901 г. При жизни он не был избалован славой, мало известно его имя и нашим современникам. А по существу именно он, не обремененный научными титулами практикующий врач,— один из основоположников клинической аллергологии. Опыты Блекли — прообраз кожных и провокационных проб, навсегда вошедших в диагностический арсенал врача-аллерголога. После его открытия у сенной лихорадки и появилось еще одно название: поллиноз, от латинского слова "pollen" — пыльца. Но зерна истины, в тяжких муках добытые Блекли, упали на неподготовленную почву. В конце прошлого века врачи, загипнотизированные великими открытиями Пастера, предпочитали тщетно разыскивать микробов- возбудителей сенной лихорадки, чем соглашаться с загадочной, хотя и очевидной способностью самой пыльцы вызывать болезнь. И лишь в 900-е годы знаменитый австрийский педиатр К. Пирке, вводя детям противодифтерийную сыворотку, обратил внимание на то, что у многих из них появляются сыпь, насморк, повышается температура... Подробно описав клиническую картину неизвестного ранее заболевания, Пирке назвал его сывороточной болезнью и объявил, что причина осложнений — аллергия. В начале XX века сенная лихорадка, наконец, заняла свое законное место среди аллергических заболеваний. ...В 60-е годы в Краснодарском крае были зарегистрированы летне-осенние вспышки заболеваний, сопровождаемых насморком, зудом и отеком глаз, удушливым кашлем. Диагноз, как правило, ставился стандартный: инфекция, ОРЗ. Однако очень уж четко «инфекции» совпадали с периодом цветения амброзии — сорняка, проникшего в Южную Европу в середине 20-х годов. ...В республиках Средней Азии во время уборки хлопка врачей поражает высокая частота простудных заболеваний среди горожан, приехавших на помощь хлопкоробам. И это при температуре воздуха выше 30 °С! А не прячется ли под маской инфекционных и простудных заболевании поллиноз? С начала 60-х годов по инициативе академика АМН СССР А. Д. Адо у нас в стране начинается исследование распространенности поллиноза. Работники организованных для этого аллерголо- гических центров и кабинетов с помощью анкет выявляют людей, подверженных упорным «простудам» весной, летом и осенью, осматривают тех, у кого предполагается поллиноз. Обнаруженные больные обследуются с помощью кожных и провокационных проб с пыльцевыми аллергенами, тех самых проб, которые впервые применил Блекли. Только теперь эти пробы проводятся с очищенными экстрактами аллергенов, концентрация которых в сотни раз ниже, чем в пыльцевом порошке Блекли,— так, чтобы обследование не угрожало здоровью пациентов. Первым итогом двадцатилетнего изучения поллиноза стали реальные представления о распространенности заболевания. Оказалось, что болезнь широко распространена не только в южных об- 66
ластях и республиках, но и в центральных районах Европейской части страны, и на северо-западе. Частота заболевания поллинозом среди городских жителей составляет около 1 %, причем дети, начиная с дошкольного возраста, страдают им не реже, чем взрослые. При сезонных вспышках амброзии ных и хлопковых поллинозов доля пораженных достигает 10—15 %. Интересно, что сельские жители болеют значительно реже городских. По-видимому, загрязненность атмосферы крупных промышленных городов — фактор, повреждающий слизистые оболочки органов-мишеней и таким образом способствующий действию пыльцы. Способствуют хвори и эмоциональные стрессы, столь характерные для жизни современного горожанина. По данным республиканского аллерго- логического центра Казахстана, среди больных поллинозом сельские жители составляют всего 2 %, а служащие и учащиеся 82,5 %. Автор этих строк, преподавая курс аллергологии студентам медицинского института, обнаружил, что заболеваемость поллинозом среди них более чем в три раза превышает средние показатели. Может быть, это связано с ежегодными стрессами летней сессии, совпадающей с бурным цветением деревьев и трав? Пыльца — мужские половые клетки растений. Изучающие ее ботаники (палинологи) немало помогли и в понимании природы поллиноза. С помощью специальных пыльцеуловителей о ни измерили ко нце нтраци ю п ыл ьцы в воздухе во время цветения, определяя ее видовую принадлежность по строению зерен. Оказалось, что из всех видов растений, распространенных на территории нашей страны, опасны лишь около 50. Наиболее вредна легкая, мелкая (размер зерен не более 0,04 мм) пыльца ветроопыляемых растений — она порой разносится на сотни километров. К ветроопыляемым относятся многие деревья: тополь, ольха, береза, орешник, клен, вяз, дуб, платан; луговые травы — тимофеевка, овсяница, мятлик, ежа сборная, костер, лисохвост; сорняки — полынь, лебеда, амброзия... У большинства из этих растений нет ярких, пахучих цветов (ведь для сохранения вида и м нет нужды привлекать внимание насекомых), и потому они цветут незаметно. Наверное, именно из- за этого так долго оставалась нераскрытой причина сенной лихорадки. Что же касается опыляемых насекомыми декоративных цветов и кустарников, плодовых деревьев, которые так радуют глаз в пору цветения, то для аллерголога они не представляют большого интереса, так как их тяжелая крупная пыльца имеет весьма ограниченный радиус распространения, с трудом проникает через барьеры слизистых оболочек и поэтому редко становится основной причиной поллиноза. Тем не менее у больного поллинозом контакт с этими растениями может усугубить проявление недуга. Цветение ветроопыляемых растений на юге нашей страны начинается с февраля и продолжается до начала ноября. В зоне умеренного климатического пояса этот период короче — с конца апреля до начала октября. Для всех регионов страны характерна определенная последовательность цветения. Первый, весенний подъем концентрации пыльцы связан с опылением деревьев. Летний пик — луговых трав. А в летне-осенний период цветут сорняки... В последние десятилетия благодаря совместным усилиям врачей-аллергологов и ботаников-палинологов у поллиноза, кроме древней истории, появились эпидемиология и география. В пасмурную, дождливую погоду, нагоняющую тоску на большую часть человечества, концентрация пыльцы в воздухе резко падает и больные поллинозом «оживают». А вот когда солнечно и ветрено, настроение и состояние страдающего сенной лихорадкой гораздо хуже. Только крайняя необходимость заставляет его в такие дни покидать помещение. Ведь стоит выйти на улицу — и обрушивается «пыльцевой смерч». Наверное, именно эта закономерность приводит многих людей, страдающих поллинозом, к ошибочному заключению о том, что они будто бы не переносят солнечных лучей. Аллергия к пыльце растений может сопровождаться повышением чувствительности к их плодам и семенам. Поэтому многие больные дают аллергические реакции на орехи, мед, семечки подсолнуха, халву и другие продукты растительного происхождения. Усугублять симптомы заболевания могут используемые с лечебной целью отвары и настои трав — ромашки, календулы, мать-и-мачехи, подорожника. 3* 67
Начавшись с сезонного насморка, болезнь может прогрессировать, что приводит к формированию сезонных, а нередко и круглогодичных аллергических бронхитов, к бронхиальной астме. Такая эволюция возможна при естественном течении болезни. Но не зря же на протяжении многих веков врачи, изучая причины и механизмы развития сенной лихорадки, разрабатывали и совершенствовали методы ее лечения... Какие только средства не предлагали для лечения поллиноза: от панацей средневековья (клистир, кровопускание, мышьяк) до мощных современных противоаллергических препаратов. К сожалению, медицина и сегодня не располагает лекарствами, которые могли бы радикально вылечить поллиноз. В лучшем случае медикаментозное лечение делает обострение менее выраженным. А что, если удастся создать иммунологический барьер? В 1907 году, используя в качестве методической основы опыт иммунопрофилактики инфекционных болезней, англичане Л. Нун и Дж. Фримен начали работу по созданию «пыльцевой вакцины». Ученым пришлось и конструировать первые пыльцеуловители, и разрабатывать методику сбора пыльцы, и изучать морфологию пыльцевых зерен, и испытывать всевозможные режимы экстрагирования. Этот этап исследований, в котором активно участвовала сестра Нуна, ботаник, продолжался до 1911 г. В результате был получен пыльцевой экстракт, пригодный для клинического испытания. Зимой 1911 г. исследователи провели курс инъекций пыльцевого аллергена двадцати больным — доза препарата постепенно увеличивалась. Результаты были отрадны: все пациенты чувствовали себя во время цветения значительно лучше, чем раньше, а у многих симптомы обострения вообще отсутствовали. Так был разработан признанный сегодня врачами всего мира способ профилактики поллиноза — специфическая гипосенсибилизация. В СССР он применяется с начала 60-х годов. Лечение проводится в аллергологических кабинетах и при своевременном обращении за помощью оказывается в той или иной степени эффективным более чем у 90 % больных. Вовремя начатая специфическая гипосенсибилизация предупреждает дальнейшее обострение болезни, уменьшает вероятность развития бронхиальной астмы. Этот метод с успехом используется не только в лечении поллиноза, но и при заболеваниях, обусловленных повышенной чувствительностью к аллергенам домашней пыли. Иммунологические исследования показали, что проводимая в течение нескольких лет специфическая гипосенсибилизация постепенно «перевоспитывает» иммунную систему больного. Нун не дожил до мирового признания своего метода. В 1913 году он умер от туберкулеза. В 1950 г. Фримен обобщил опыт диагностики и лечения поллиноза в монографии, посвященной памяти Нуна. В предисловии к ней написано, что автор считает своей заслугой лишь последовательность в развитии и реализации идей, автором которых был его друг и соратник. «Сенная лихорадка — ключ к проблеме аллергических заболеваний» — так назвал Фримен свою книгу. И действительно, с изучением этого древнего, странного заболевания тесно связаны все основные этапы развития представлений об аллергии. Год назад, в жаркий июньский день, я встретил школьного товарища, которого не видел несколько лет. Вид его поражал и огорчал: отекшие глаза-щелки, распухший, занимающий половину лица нос, полуоткрытый рот, сухие потрескавшиеся губы. Одет он был явно не по сезону: на шее толстый шарф, под плащом — шерстяной свитер. Едва поздоровавшись, товарищ начал жаловаться на пошатнувшееся здоровье. Уже месяц, мол, не может избавиться от простуды, а на днях, по совету тещи, выпил чаю с медом, начал полоскать горло настоем календулы, закапывать в нос сок алоэ — и стало совсем плохо. Когда я спросил, что он знает о болезни, именуемой поллиноз, он ответил, что слышит это слово впервые. Под этим впечатлением и написаны мои заметки: ведь таких страдальцев немало... Кандидат медицинских наук Л. Д. ЗИСЕЛЬСОН 68
Полезные советы химикам Руководство по самостоятельному изучению стеклодувного искусства Академик А. Е. АРБУЗОВ РЕЗКА ТРУБОК И ПАЛОЧЕК После того как обучающийся стеклодувному искусству научился в достаточной мере управлять пламенем, ему необходимо также научиться разрезать стеклянные трубки и палочки. Существует несколько способов резки стеклянных трубок, существуют даже специальные режущие машинки (нужно сказать, очень скоро портящиеся), но настоящие стеклодувы обыкновенно употребляют или особого устройства стальной нож, или просто хороший напильник. Нож для резки стеклянных трубок представляет собою небольшую пластинку величиною с обыкновенную визитную карточку из крепко закаленной стали, продольные ребра которой гладко отточены под углом приблизительно в 60°. Лучше всего употреблять плоские или трехгранные так называемые бархатные напильники из стали самого высшего качества. При резке стекла все без исключения напильники довольно быстро тупятся и перестают работать. Тогда необходимо сточить на точиле, лучше всего карборундовом, боковые грани, причем если стачивание напильника или ножа идет на грубозернистом, чаще всего карборундовом или наждачном точиле, то получаются как бы зазубрины, которые и производят надрезы на стекле. Или стачивание может быть сде- * Продолжение. Начало в № 4. лано на мелкозернистом точиле, тогда сточенный край напильника или ножа не имеет заметных на глаз зазубрин, но на самом деле микроскопические зазубрины, конечно, имеются. Таким образом сточенные ножи работают так же хорошо, как и грубо сточенные, однако при этом требуется самая твердая и хорошо закаленная сталь. Самую резку производят таким образом: в левую руку берут трубку и кладут на передний край паяльного столика (который для этой цели закруглен) так, чтобы, во-первых, левая рука, держащая трубку, была по возможности ближе к тому месту, в котором желательно разрезать трубку, и, во-вторых, чтобы нижняя точка той плоскости, через которую должна расколоться трубка, была как раз на закруглении стола. Далее большим и указательным пальцами правой руки берут пластинку-нож, накладывают его на трубку перпендикулярно ее длине и плоскости касания, затем надавливают с некоторым усилием нож на трубку, вращая в это же время трубку на некоторый угол (обыкновенно не более одной шестой окружности). В результате на трубке образуется заметная черта. Дальше берут трубку обеими руками и начинают ломать, стараясь в то же время ее как бы разорвать, причем необходимо наблюдать, чтобы сделанная ножом черта была на внешней, следовательно, как бы растягиваемой части трубки. Трубка обыкновенно легко и ровно ломается на месте проведенной черты. Едва ли не лучше, чем гладким стальным ножом, трубки режутся плоским прямоугольным или треугольным напильником хорошей стали. Все манипуляции совершаются точно так же, как описано выше, с той только разницей, что напильник ставится не перпендикулярно длине трубки, а с плоскостью касания под углом около 45° и, кроме того, в этом случае лучше трубку не вращать, а провести с некоторым усилием несколько раз напильником к себе, отнюдь не делая напильником тех движений, которые напоминают собою пиление. Одним словом, как и в случае резки стекла алмазом, движения режущей руки должны быть в одно и то же время плавны, достаточно быстры и уверенны. Особенно важное значение для успеха дела имеет последнее движение напильника, которое должно быть, как сказано выше, уверенно строго перпендикулярно длине трубки и строго по касательной. Замечу еще, что одна из боковых граней напильника должна быть гладко сточена. Такой напильник, после того как он иступился, легко можно наточить, сточивши для этого на камне часть боковой гладкой поверхности. Трубки толщиною более 0,75 см лучше после надрезывания ломать таким образом: сесть на табурет, положить трубку надрезом кверху на колено или несколько выше, перпендикулярно длине ноги, взять затем обеими руками трубку за концы (если длина трубки 69
не превышает 1 м) и тянуть книзу и в стороны; трубка ломается при этом очень легко. Трубки, диаметр которых больше 1,5—2 см, разрезать вышеописанными способами уже гораздо труднее, а если длина одной из отрезаемых частей трубки не превышает 10 см, то и совсем невозможно. Из способов, которые употребляются для разрезывания толстых трубок, по многим причинам следует предпочесть способ разре- зывания посредством стеклянной палочки, Нйгретой до размягчения. Самые манипуляции производятся таким образом: на трубке делается надрез ножом или напильником так, как это описано выше, далее в пламени паяльной лампы нагревается почти до полного размягчения конец стеклянной палочки диаметром в 3—4 мм и затем нагретый конец палочки быстро прикладывается к надрезу перпендикулярно длине трубки, при этом трубка лопается более или менее ровно. Если трубка не лопнула, то следует тотчас отнять палочку и дохнуть на нагретое место. Если и это не помогает, то следует сделать более глубокий надрез. Способ разрезывания при помощи нагретой стеклянной палочки особенно незаменим в том случае, если нужно отрезать от трубки небольшой кусок, например около 1 см длины. Однако необходимо заметить, что безупречные результаты даже и этот способ дает лишь в опытных руках, у начинающего же чаще всего как разрезывание, так и отрезы- вание происходит неправильно. Дурно обрезанный конец трубки очень легко можно исправить посредством той же стеклянной палочки. Делается это так: на краю трубки напильником производят надрез параллельно длине трубки и затем к этому месту осторожно прикасаются нагретым концом палочки; получается трещина, которая идет первоначально вдоль трубки. Далее палочку вновь нагревают и водят по трубке уже перпендикулярно ее длине и как раз в том месте, где остановилась продольная трещина; через некоторое время образуется трещина, перпендикулярная длине трубки, обычно в несколько миллиметров. Дальнейшая задача состоит в том, чтобы продолжить образовавшуюся трещину кругом всей трубки. Для этого следует раскаленным концом палочки нагревать постепенно, почти не касаясь, те места трубки, по которым должна образоваться трещина. Получается такая картина, что трещина как бы бежит за концом палочки. Для получения совершенно ровного отреза необходим хороший глазомер. Если такового нет, то лучше наклеить вокруг трубки полоску бумаги и вести трещину параллельно краю бумаги. При трубках большого диаметра самая трудная часть работы заключается в получении на Месте надпила первой трещинки. Здесь нельзя обойтись приемом, который только что описан, т. е. прикладыванием раскаленной и размягченной палочки к месту надреза, а необходимо манипулировать следующим образом: ни в коем случае не прикладывать сразу раскаленную палочку к надрезу, а проводить по воздуху, не касаясь надреза и трубки, близко от надреза раскаленной палочкой в одну сторону (обычно вправо) на длину не более 1 см. В результате трубка на данном участке разогреется, чем облегчается образование правильной трещины. Только после того как трубка достаточно нагрета по линии будущей трещины (для чего необходимо нагревать палочку 2—3 раза), раскаленную палочку уверенно прикладывают и прижимают к правому концу надреза, в результате от надреза вправо образуется трещина обыкновенно около 0,5 см длиной. В дальнейшем поступают так, как описано при приеме отрезы вани я конца трубки. Таким путем можно разрезать трубку в виде спирали и получить стеклянную пружину, которая может служить хорошим примером упругих свойств стекла. Заслуживает внимания еще один способ, который с успехом применяется для разрезывания очень толстых трубок (также склянок) с внешним диаметром более 5 см,— это способ перепиливания посредством веревочки. Делается это так: на трубку навертываются в двух соседних участках в несколько слоев нарезанные полоски бумаги так, чтобы в том месте, где желают разрезать трубку, образовался как бы желобочек, свободный от бумаги; далее берут крепкую, круто свитую тонкую бечевку A —1,5 мм) и привязывают ее к ручке двери или к специально вбитому крючку, обертывают один раз вокруг трубки на месте образовавшегося желобка и, натянув затем веревочку, в течение 2— 3 мин быстро водят взад и вперед трубку. От трения трубка нагревается. Если затем снять веревочку и быстро опустить трубку в воду,# то получится вокруг трубки совершенно ровная трещина. ОПЛАВЛЕНИЕ ТРУБОК Упражнение. После того как обучающийся научился резать палочки и трубки небольшого диаметра, можно приступить к оплавлению палочек и трубок с диаметром не больше 0,5 см. Палочку или трубку берут обеими руками и концы их вносят постепенно в пламя на расстоянии приблизительно 2/3 от основания пламени; при этом как палочка, так и в особенности трубка все время равномерно вращаются. Оплавление считается достаточным, когда конец палочки примет равномерное закругление, а на трубке не будет заметно резких^ граней. Предварительное оплавление концов трубок особенно необходимо для начинающих обучаться стеклодувному искусству, ибо в противном случае часто происходят порезы рук и губ (при выдувании шариков и т. п.). Иногда вместо оплавления острые края трубки просто опиливают хорошим мягким напильником, что, конечно, хуже. 70
ГНУТЬЕ ТРУБОК Упражнение. После того как обучающийся удовлетворительно научился резать и оплавлять трубки небольшого диаметра, можно приступить к гнутью трубок на светящемся пламени обыкновенной бунзеновской горелки, на которую надета насадка с щелевид- ным отверстием для пламени. Обучаться гнуть трубки следует на трубках, имеющих Hfe более 6—8 мм в диаметре и 25—30 см длины.. Трубки более толстые и более длинные гнуть гораздо труднее: Самые манипуляции производят таким образом: нужно сесть перед паяльным столом и поставить перед собою светящуюся горелку так, чтобы пламя было параллельно телу. Взять обеими руками трубку, опершись локтями или немного ниже на края столика, и начинать нагревать трубку, равномерно вращая ее и держа первоначально над пламенем, и лишь через некоторое время, опуская трубку все ниже и ниже, ввести ее, наконец, в самую верхнюю часть пламени, не переставая вращать. Через некоторое время трубка начнет размягчаться, покрывшись слоем копоти в том случае, если гнутье производится на светящемся пламени. После того как трубка начала размягчаться, нужно ее еще некоторое время вращать в пламени, а затем, прекративши вращение, начинать осторожно и не спеша сгибать, поднимая одновременно обеими руками концы кверху. Пока трубка не остыла, еще полезно проверить, в одной ли плоскости лежат прямые части трубки, для чего нужно повернуть согнутую трубку одним концом к себе и смотреть одним глазом: если трубка согнута правильно, то ближний конец заслоняет собой дальний; если же трубка согнута неправильно, что очень часто наблюдается у начинающих, то нужно снова ввести согнутую часть в пламя, если трубка уже успела остыть, и, осторожно разогревши ее со всех сторон, исправить погрешность. Очень полезно далее сгибать трубки два раза под углом, разделивши для этого на глаз трубку на три части. Первый сгиб делается так, как это описано выше, а второй сделать уже гораздо труднее. Все искусство заключается в том, чтобы в желаемом месте разогреть всю трубку равномерно со всех сторон. Трубки с внешним диаметром не более 0,5—0,6 см при толщине стенок 0,75—1 мм сгибаются обыкновенно хорошо, и если на месте сгиба разрезать трубку, то просвет ее в этом месте представляется почти в виде круга или лишь слегка сплющенного эллипса. Если вышеописанным способом согнуть трубку, имеющую более 0,6 см в диаметре, например I см, то, разрезавши трубку на месте сгиба, мы уже получим сильно сплющенный эллипс. Трубки с диаметром более 1 см уже сплющатся настолько сильно, что вместо круга получится щелевидный просвет. В силу только что сказанного трубки толщиною более 1 см хорошо сгибаются лишь на пламени паяльной лампы, но эта работа настолько серьезна, что ее следует отнести к числу более трудных упражнений. ПЕРЕТЯГИВАНИЕ И ОТТЯГИВАНИЕ ТРУБОК При стеклодувных работах часто бывает выгодно, вместо того чтобы разрезать трубку, перетянуть ее посредством пламени паяльной лампы. Еще чаще бывает нужно оттянуть конец трубки и так называемую державу. Перетягивание и оттягивание трубок принадлежит уже к числу настоящих стеклодувных работ, а потому к этому упражнению следует отнестись с особым вниманием. Как и в предыдущих упражнениях, начинающим лучше всего работать с трубками 0,5— 0,7 см в диаметре, 25—30 см длиною, при толщине стенок 0,75—1 мм. Прежде всего нужно сделать несколько общих замечаний относительно того, как нагревать трубки в пламени паяльной лампы. Обыкновенно стеклодувы, перед тем как нагревать трубку, раз или два протягивают ее через сжатый кулак. Этим достигается, с одной стороны, то, что снимается вся случайно приставшая пыль, с другой стороны, трубка от трения слегка разогревается и потому ее смелее можно будет вносить в пламя без риска ее растрескивания. Далее нужно взять трубку обеими руками совершенно симметрично так, чтобы большие, указательные и средние пальцы рук обхватили трубку так, как держат перо или карандаш, причем ладони должны быть обращены к работающему. Локтями, или несколько ниже, нужно опереться на край стола. Таким образом трубка, если отнять большие и указательные пальцы, должна свободно лежать, не скатываясь, на правой стороне боковой поверхности среднего пальца правой руки и соответственно на левой стороне левой руки. Средние пальцы служат, следовательно, точками опоры. Далее трубка приводится во вращение в направлении от работающего совместным действием больших и указательных пальцев, причем нередко в этой работе принимают участие и средние пальцы. Некоторые стеклодувы держат и вращают трубку несколько иначе, именно точками опоры служат не средние пальцы, а самые концы безымянных (четвертых) пальцев, вращение же производится первыми тремя, т. е большими, указательными и средними. Наконец, стеклодувы-профессионалы часто работу не вращают в одном направлении, а как бы катают ее взад и вперед между пальцами. Постепенно можно обучиться и этому чрезвычайно важному, но не легкому приему. Трубку, приведенную во вращение тем или иным способом, не сразу вносят в пламя, которое должно быть в начале работы светящимся (но не коптящим), а вращают ее некоторое время перед пламенем и затем уже постепенно приближают и вносят наконец 71
\ в самое пламя; можно также, по временам вращая трубку, двигать ее взад и вперед, как бы перерезая верхушку пламени. Через некоторое время появляется окраска пламени в желтый цвет солями натрия (в красно- фиолетовый, если стекло калийное). Между прочим, следует заметить, что появляющаяся окраска есть достаточно верный признак того, что трубку безопасно можно внести в самую горячую часть пламени. Дальнейшее искусство заключается в том, чтобы вращать оба конца трубки одновременно, не перекручивая ее. Как только нагреваемая часть трубки начнет размягчаться, трубка под влиянием силы тяжести станет прогибаться. В это время обе руки необходимо передвигать от концов ближе к середине. Очень скоро руки сами, как бы инстинктивно, отыщут новые точки опоры и выставляющиеся концы трубки уравновесят силу прогиба. Очень подходящим для этого упражнения является стекло, которое имеет во всю длину цветную тонкую полоску — нить, которая дает возможность обучающемуся следить за угловой скоростью вращения. Еще поучительнее для обучающегося получается картина, когда стекло начнет разогреваться и он будет иметь возможность видеть, как у него одна часть трубки, допустим правая, обгоняет во вращении левую и нить начинает превращаться в спираль. Как только это замечено, надо изменить соответственно скорости и выровнять хотя бы приблизительно положение нити. Нередко также попадаются трубки обыкновенного легкоплавкого стекла с тянущейся по всей длине нитью (это при изготовлении трубки попал в стекло пузырек воздуха и вытянулся в канал). На такой трубке обучающийся также может наблюдать, как у него отстает при размягчении трубки посередине одна вращаемая часть от другой. Нужно и можно достичь того, что обе части будут вращаться с одинаковой угловой скоростью и нить не будет завиваться спиралью. Когда трубка достаточно разогреется, она вследствие силы сцепления начнет спадаться, причем просвет трубки делается всё меньше и меньше (рис. I). Вращая и нагревая трубку долгое время, можно достигнуть полного уничтожения просвета трубки. Однако на практике очень редко полное закрытие просвета трубки, чаще же всего, как только трубка начнет спадаться, ее вынимают из пламени и начинают тянуть в разные стороны, поворачивая время от времени трубку вокруг оси. В результате такого растягивания образуется перетяжка (рис. 2). Трубка по- Сг-Г^— ———^Т^2 середине пологим конусом из толстой переходит в более тонкую. Обыкновенно бывает достаточно растянуть трубку на 20—25 см. Далее чаще всего приходится перерезать пламенем вытянутую часть пополам и концы заплавлять. Если же нужно, например, сделать наконечник для промывалки, то нужно нагреть трубку до того, чтобы просвет ее был не более 1,5 мм и затем растягивать, осторожно и медленно вращая до тех пор, пока просвет трубки не получит желаемого диаметра. Оттягивание трубки для получения державы отличается от перетягивания лишь в том отношении, что трубка разогревается на конце. Относительно нагревания конца трубки вообще следует заметить, что нагревание лучше начинать не у самого края, а несколько отступя, соблюдая при этом вышеописанные предосторожности, и лишь тогда, когда появится окраска пламени солями натрия, постепенно перейти к самому краю трубки. Нагревание трубки с самого конца у начинающих обучаться ведет к растрескиванию и отскакиванию значительных участков трубки. Иногда трещина направляется вдоль трубки и может распространиться на расстояние 10—15 см и более. Такие трещины особенно легко получаются у толстостенных и легкоплавких трубок. Легкость образования и распространения трещины с конца трубок объясняется нахождением на конце трубки микроскопических, незаметных для глаза трещинок и изменением поверхностного натяжения на конце трубки. Нагревание и вращение трубки в этом случае производится обыкновенно левой рукой: трубка берется как бы в кулак, причем ладонь обращена книзу, и приводится во вращение по направлению к работающему большим и указательным пальцами, три же остальные пальца как бы поддерживают трубку. В это же время правой рукой нагревается стеклянная палочка длиною 7—8 см (рис. 3). Стеклянная палочка бе- е.- ' -;^Г" 3 рется за середину, положение пальцев, как при писании карандашом, вращение производится указательным пальцем и не в одну сторону, а взад и вперед. Когда одновременно трубка в левой руке и палочка в правой достаточно размягчатся, их соединяют, с легким давлением всовывая палочку внутрь трубки, как показано на рис. 3, и потом сейчас же опять начинают вращать левой рукой, нагревая, отступя от конца трубки 1—2 см. Назначение припаянной палочки ясно само собой: без нее нельзя было бы ухватить за раскаленный конец трубки и сделать оттяжку. Если на месте спая стекло слишком размягчилось, то палочка часто начи нает сгибаться книзу, и потому ее нужно поправить правой рукой. Когда, наконец, трубка на расстоянии 1—2 см достаточно размягчилась, работу вынимают из пламени и начинают, не торопясь, тянуть в разные стороны, по временам вра- 72
щая на некоторый угол (рис. 4,5). Когда JF- оттянутый конец остынет, его на расстоянии 10—12 см от трубки перепаивают тонким пламенем (рис. 6). Оттянутый конец трубки носит название державы и, как увидим далее, играет большую роль при стеклодувных работах. Французе кие стеклодувы при перетягивании и оттягивании тонких трубок до 0,5—0,75 см держат трубку левой рукой несколько иначе: трубку сначала просовывают между безымянным и мизинцем (четвертым и пятым) и затем подпирают большим пальцем и приводят во вращение по направлению к работающему большим и указательным и лишь отчасти средним пальцами. Если трубка больше 0,75—1 см в диаметре, то стеклянную палочку следует припаивать ко внутренней стороне трубки, ибо в Этом случае она будет ближе к ее оси и, следовательно, оттяжка будет менее всего смещена с центра в сторону. Главные недостатки при выполнении этого упражнения у начинающих следующие: 1) нагревание редко сосредоточивается на одном месте, так как трубка, часто незаметно для работающего, постепенно двигается то вправо, то влево, особенно если работающий не положил ровно локти на стол; 2) если трубка недостаточно разогрета, то державы получаются или слишком тонки, или коротки; 3) если трубка разогрета очень сильно, то при растягивании очень часто державы получаются длинные и хрупкие, так что при дальнейшей работе часто ломаются и режут руки. Наконец, если нагревание происходило неравномерно, то державы получаются не на одной оси с трубкой, а более или менее смещенными. Конечно, все эти недостатки скоро заметит и сам обучающийся, но все же считаем необходимым обратить на них внимание и не советуем приступать к следующим упражнениям, пока не будет удовлетворительно выполнено настоящее. Продолжение следует Консультации КЗ ЛУННЫЙ КАМЕНЬ Расскажите, пожалуйста, что представляет собой лунный камень. Правда ли, что его цвет похож на серебристый свет Луны? Т. Ф. Голубничная, Запорожье Прежде всего заметим, что настоящий лунный камень не имеет никакого отношения к камням, доставленным с Луны, или к камню, вокруг которого кипели страсти в романе Уил- ки Коллинза «Лунный камень» (то был алмаз). Минералоги относят его к полевым шпатам — самым распространенным минералам на Земле. По своему составу шпаты — это алюмосиликаты. Среди них чаще всего встречается ортоклаз KAISiiO«, альбит NaAlSi.jOH и анортит CaAl^SijO». К полевым шпатам принадлежат и различные слюды и цеолиты. Известно, что цвет минерала ' часто зависит от примесей, порой ничтожных. Например, ортоклаз сам по себе бесцветен, но разные примеси могут придавать ему светло-розовый, серовато-желтый или красноватый цвет. Бесцветный или слабо окрашенный ортоклаз называют адуляром, по имени горы в Швейцарии, где он впервые был обнаружен. Наиболее чистую разновидность адуляра именуют ледяным шпатом, а если она отливает голубоватым цветом, то это и есть лунный камень. Его называют также селенитом, перламутровым или жемчужным шпатом, водным или цейлонским опалом (лучшие образцы лунного камня найдены на острове Цейлон, теперь Шри Ланка). В нашей стране лунный камень обнаружен на берегах Байкала и на побережье Белого моря (беломорит). Голубоватый отлив многих лунных камней меняется, если их поворачивать в одну или в другую сторону: он становится то сильнее, то слабее, а иногда и совсем пропадает. Такие переливы цвета при изменении точки наблюдения называются иризацией. Под действием ультрафиолетового излучения лунный камень люми- несцирует: в коротковолновом ультрафиолете — розовым цветом, в длинноволновом — голубым. В старину камню приписывали лечебные свойства, а индийские лунные камни (их считали глазами змей) якобы давали их владельцу возможность предсказывать будущее. Конечно, лунный камень стоит дешевле, нежели алмаз или изумруд, но классификация Всесоюзного научно-исследовательского института ювелирной промышленности зачислила его в ювелирные камни. Из этого минерала делают запонки, серьги, кулоны; его не гранят, а обрабатывают в виде кабошона с выпуклой поверхностью. 73
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Обычно «задачи на смеси» решают, составляя системы нескольких алгебраических уравнений. Но есть и нетрадиционный способ — составление системы уравнений и неравенств. Он позволяет не только ограничить число исходных данных, но и приводит обычно к более простому и изящному решению. Попробуйте использовать этот прием при решении следующих задач. ЗАДАЧА 1 Имеется 70 л (н. у.) газовой смеси массой 46'г, состоящей из Н2, Ог и СОг- После поджигания этой смеси и отделения паров воды объем остатка составил 28 л (н. у.). Определите ДОМАШНЯЯ ЛАБОРАТОРИЯ Обыкновенным фотоснимком сейчас Никого не удивить. А вот можно ли изготовить отпечаток не на бумаге или пленке, а на каком-либо другом материале — металле, керамике, пластмассе? Это можно сделать, воспользо- объемный состав исходной смеси при нормальных условиях. ЗАДАЧА 2 В эвдиометре с кислородом смешали 40 мл газообразного углеводорода, не являющегося метаном, и смесь подожгли. После окончания реакции водяные пары отделили и привели газообразный остаток к первоначальным условиям; его объем составил 110 мл. Определите при тех же условиях объем непрореагировавшего кислорода, если известно, что углеводород сгорел полностью. ЗАДАЧА 3 После окончания реакции горения смеси, состоящей из 8,5 г некоторого газообразного углеводорода и 32 г кислорода, оказалось, что кислород прореагировал полностью. Найдите объем сгоревшего углеводорода, который он занимал при нормальных условиях. Решения — на стр. 79 вавшись способностью яичного белка, альбумина, в присутствии солей хрома задубливаться под действием света и терять способность растворяться в воде. Этот метод фотокопирования широко использовался в фотографии в начале нашего века, а теперь его применяют для получения трафаретов для травления металла, рисунков на керамических плитках и т. д. Возьмите несколько свежих куриных яиц и отделите белки от желтков так, как это делают хозяйки,— ударив но- 74 Клуб Юный химик
жом по скорлупе и осторожно переливая содержимое яйца из половинки в половинку над чашкой или стаканом. Полученный белок сбейте в пену и дайте ему отстояться часа 2—3; в результате все пленки останутся с пеной, а внизу будет находиться чистый прозрачный белок. Одновременно готовится очувств- ляющий раствор. Для этого в 100 мл воды следует растворить 2 г бихромата калия и разделить раствор на две части. К одной части нужно добавлять 10 %- ный раствор аммиака (нашатырного спирта) до тех пор, пока оранжевый раствор не станет лимонно-желтым; после этого обе части раствора слейте вместе. Этот раствор следует хранить < в темноте и употреблять по мере надобности. Чтобы приготовить светочувствительный раствор, белок нужно смешать с половинным объемом раствора хромовой соли и профильтровать через влажную вату. Выполнять эту операцию следует на слабом рассеянном свету. Полученную смесь налейте тонким слоем на чистую поверхность стекла, металла, керамики или какого-либо другого материала и осторожно высушите. Чтобы слой был ровным и тонким, его лучше всего наносить, вращая подложку на горизонтальном диске (например, диске проигрывателя). А ускорить сушку можно, воспользовавшись рефлектором для обогревания комнат, следя только за тем, чтобы температура не была слишком высокой и белок не свернулся. Отпечаток получают контактным способом, плотно прижимая негатив эмульсионным слоем к поверхности пластинки и освещая его солнечным светом или светом сильной электрической лампы E00 Вт, 70 см); продолжительность экспозиции (около 3— 5 минут) подбирается опытным путем. Сам негатив должен быть контрастным, с хорошо проработанными линиями. После окончания экспонирования светочувствительную поверхность надо покрыть тонким слоем литографской краски (она бывает в художественных салонах); краску следует наносить резиновым валиком, употребляемым в фотографии, предварительно раскатав ее на куске стекла. После этого пластинку опускают в воду. В тех местах, куда свет не попадал, белок начнет разбухать и отходить от поверхности подложки. Достаточно разбухший белок осторожно удаляют под водой ватным тампоном. Когда пластинка и краска высохнут, получится позитивный отпечаток. При желании этим способом можно получать и многоцветные отпечатки. Для этого поверх сухого окрашенного слоя надо снова нанести светочувствительный слой и повторить все операции, только используя для экспозиции другой негатив и закатывая экспонированный слой краской другого цвета. При этом придерживайтесь такого правила: самый первый (начиная от подложки) слой должен быть самым темным, а все последующие слои — все светлее и светлее. Окончательное изображение для лучшей сохранности рекомендуется покрыть слоем бесцветного нитролака, распыляя его из пульверизатора. Чтобы получить трафарет для травления металла, поступают несколько иным способом. После того как экспонированный слой закатан литографской краской, отмыт водой и подсушен (кра- Клуб Юный химик 75
ска должна быть еще липкой), поверхность пластинки припудривают тонко измельченной канифолью и излишки порошка сдувают. Затем пластинку следует осторожно подогреть на электроплитке до тех пор, пока порошок не -сплавится с краской. В результате в засвеченных местах образуется прочное кислотоупорное покрытие, и еспи пластинку поместить в раствор подходящей кислоты (предварительно покрыв ее тыльную сторону лаком), то открытые места растворятся и образуется рельефный рисунок. А если в качестве подложки взять керамическую плитку или стекло, а полученный рисунок припудрить не канифолью, а стеклянным порошком с низкой температурой плавления, то после нагревания в печи на поверхности плитки получится рисунок из стеклянной глазури, который можно сделать и цветным, используя цветное стекло или добавляя к нему соли разных металлов. Разумеется, эти опыты лучше делать в школе или в кружке. А. ТИХОНОВ ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ В школьных химических кабинетах часто получают кислород, для чего пользуются реакцией термического разложения перманганата калия: 2 KMn04=K2Mn04H~Mn02-h02. Образующийся кислород применяют для опытов, а оставшуюся смесь оксида марганца (IV) и манганата калия обычно выбрасывают. Вместе с тем их можно использовать для получения соединений марганца, пригодных в качестве реактивов для других опытов. ПОЛУЧЕНИЕ Мп02 Из всех возможных способов превращения манганата калия в МпОг для школьной лаборатории наиболее пригодны два: реакция с сульфитом натрия и реакция с перекисью водорода в нейтральной среде: K2Mn04+Na2S03+H20=Mn02-fNa2S04+2KOH, K2Mn04+H202=Mn02+2 KOH-f 02. Обе реакции протекают очень сложно, и в данном случае нет смысла разбираться в их механизмах. Для нас важно только то, что второй способ явно практичнее, поскольку расход сульфита натрия очень велик. Кроме того, при реакции с перекисью водорода образуется раствор КОН, который тоже можно использовать для дальнейших опытов. Химическое производство должно быть безотходным! Поместите в коническую колбу или химический стакан объемом 500 мл около 30 г марганцевых остатков и залейте их 50 мл воды. Перемешайте содержимое колбы и осторожно прибавьте 20 мл 3 %-ной НгОо, но раствор при этом уже не перемешивайте. Подождите, пока не прекратится бурное выделение кислорода, и снова прилейте 20 мл перекиси — и так, пока жидкость под черным осадком МпОг не станет бесцветной или слегка желтоватой; общий расход перекиси составит 76 Клуб Юный химик
примерно 200—250 мл. Если у вас есть только пергидроль, то есть 30 %-ная Н2О2, разбавьте ее водой в отношении 1:3. Дайте отстояться реакционной смеси. 5—10 минут; в осадке будет находиться гидратированный оксид марганца (IV), а в растворе — КОН. Профильтруйте раствор через стеклоткань или стекловолокно (или через стеклянный фильтр); обычный бумажный фильтр следует применять только в крайнем случае, так как он загрязнит раствор. Фильтрат можно использовать в качестве раствора щелочи (примерно 3 %-ной концентрации); упаривать его нет смысла, так как во время этой операции щелочь нейтрализуется углекислым газом, содержащимся в воздухе. Осадок МпОг • пНгО промойте на фильтре 10—15 раз теплой водой, порциями по 50 мл, и прокалите в фарфоровой чашке 1—2 часа при температуре около 200 °С. В результате получится около 8 г довольно чистого оксида. Обратите внимание на то, что в ходе реакции с перекисью водорода образуется кислород. Подумайте, нельзя ли использовать и его? ПОЛУЧЕНИЕ СОЛЕИ МАРГАНЦА (II) Если марганцевые остатки обработать той же перекисью водорода, но уже в кислой среде, то произойдут следующие реакции: K2Mn04+2 H2S04 + 2 H20-.*=MnS04+ +K2S04+4H20-b202| Mn02-fH2S04+Hj02= MnSO,-|- 2 K.O+O* Сначала приготовьте кислый раствор перекиси водорода. Для этого очень медленно прилейте 18 мл концентрированной H2SO4 к 250 мл 3 %-ной Н2О2. Если будете лить кислоту быстро, то ПОЧТА КЛУБА Juuuonuc 4лЛ axfcuj^uJUnit^C В январском номере журнала была напечатана статья «Как приготовить электролит» — о том, в каком соотношении надо смешать серную кислоту и воду, чтобы получить электролит заданной плотности. Автор рекомендовал учи- перекись водорода от нагревания разложится. После этого в колбу, на 500 мл поместите около 30 г марганцевых остатков, прилейте 50 мл воды и перемешайте, а затем медленно, порциями по 5 мл, прибавляйте приготовленный ранее раствор. При этом наблюдается сильное вспенивание, происходящее из-за выделения кислорода, но к концу реакции процесс замедляется, и раствор Н2О2 можно прибавлять быстрее. В конце концов в колбе останется совершенно прозрачная жидкость — раствор сульфатов марганца (И) и калия, содержащий небольшой избыток H2SO4 и Н2О2. Чтобы избавиться от перекиси водорода, раствор достаточно прокипятить. А чтобы марганец отделить от калия, раствор надо обработать бикарбонатом натрия (его потребуется около 90 г), в результате чего образуется нерастворимый карбонат марганца (II): MnS04 + 2 NaHCO.^MnCOj-f Na2S04+ +н2о+со2. Колбу с реакционной смесью неплотно (выделяется СОо!) прикройте пробкой и дайте отстояться осадку. После этого слейте жидкость, а осадок несколько раз промойте водой, отфильтруйте и высушите в сушильном шкафу при температуре не выше 90 °С. Имейте в виду, что влажный карбонат марганца (II) легко окисляется кислородом воздуха до соединения марганца (IV). Итак, мы рассказали о двух способах утилизации марганцевых остатков. А нельзя ли придумать что-либо еще? О марганце и его соединениях можно прочесть в книге румынских химиков Р. Рипан и И. Четяну «Неорганическая химия», т. 2, с. 390—434 (М.: Мир, 1972). л лыгина, Н. ПАРАВЯН тывать «усадку» электролита совершенно правильно: объем раствора серной кислоты меньше суммы объемов исходных компонентов. Однако к статье необходимо сделать некоторые уточнения и дополнения. 1. В задаче ошибочно использованы справочные данные: для серной кислоты при 15° плотность 1,219 г/см3 соответствует концентрации 29,8 % Клуб Юный химик 77
(а не 35,1 %), тогда как плотность 1,814 г/см'1 имеет 89,1 %-ный раствор. Если решить задачу с учетом этих данных, то ответ получится такой: надо смешать 4,04 л кислоты и 14,6 л воды. 2. При расчетах «аккумуляторных смесей» предполагалось, что разбавляется 100 %-ная кислота, хотя обычно применяемая концентрированная серная кислота содержит лишь около 95 % H2SO4 (d^-1,83). Кстати, плотность очень крепких растворов HL>SOi проходит через максимум, поэтому для них концентрация кислоты как функция плотности становится неоднозначной. 3. Вряд ли найдется автолюбитель, который сможет смешать, например, 698 мл воды и 384 мл серной кислоты, как это указано в «Справочнике водителя автомобиля». Обычными мерными цилиндрами здесь не обойдешься, а точные бюретки имеют небольшой объем, да и найти их можно только в аналитической лаборатории. Поэтому нет смысла решать задачу с точностью до 1 мл. Учитывая сказанное, рассчитаем объем кислоты (по формуле VK=K • V3 • • d3 95 ■ dK), а также объем воды и округлим полученные значения до 0,01 л. Плотность электро- Концентрация кислоты при 20 С, с 95 %-ная серная кислота A,83 г см ), Дистиллированная вода, л 1,23 31,4 0,22 0,82 1,25 1,27 1,29 1,31 33.8 36,2 38,5 40,8 0,24 0,26 0,29 0,31 0,81 0,79 0,77 0,75 Как видим, объем кислоты почти не отличается от приведенного в «Справочнике», а воды следует взять несколько больше, чтобы возместить «усадку» электролита. Только не забывайте, что воду в крепкую серную кислоту лить нельзя! В. СМИРНОВ, Ленинград ЭКА НЕВИДАЛЬ.. U Ыс hi а/иохно Взглянув на фотографию, вы в первый момент непременно подумаете, что на ней изображен арахис. Однако приглядитесь внимательнее: бобовидные плоды с типичной для арахиса поверхностью, испещренной угловатыми лунками, лежат... на копеечной монете: эта фотография сделана с увеличением около 50 раз. Так что же на ней изображено? Зернышки обыкновенного мака, которые при разглядывании невооруженным глазом кажутся круглыми и гладкими. Не правда ли, удивительно, что природа использовала одинаковые формы для своих столь различных созданий? Н. КОСГЫРЯ 78 Клуб Юный химик
zS&J <См ctp- 74' ЗАДАЧА 1 Поскольку остаток составил 28 л, то в реакцию, в соответствии с уравнением 2Н2+02=2Н90, вступило 70— —28=42 л кислорода и водорода. Так как водород и кислород реагируют в объемном отношении 2:1, то прореагировало 28 л водорода и 14 л кислорода, массы которых равны B:22,4). 28=2,5 г и C2:22,4)- 14=20 г соответственно. Сумма их масс составит 22,5 г, а масса остатка объемом 28 л будет равна 46—22,5=23,5 г. Если бы водород и кислород были взяты в эквивалентных количествах, то они бы прореагировали полностью, и остался один СО*2, масса 28 л которого была бы равна D4:22,4)- 28=55 г. Но из условия задачи следует, что масса остатка — 23,5 г. Поэтому один из реагировавших газов был взят в избытке. Обозначим его молекулярную массу через М. Понятно, что она может иметь только два значения: 2 — для водорода и 32 — для кислорода. Объем СО2 в смеси обозначим через х. Его масса равна D4- х)/22,4 г, а масса газа, оставшегося в избытке, B8—х)- М/22,4 г; это позволяет составить уравнение: D4- х)/22,4+МB8—х)/22,4=23,5, то есть х=B3,5- 22,4—28- М)/D4—М), причем х!>0. Проанализируем эту систему равенства и неравенства. Знаменатель дроби положительный, значит положительным должен быть и числитель, что возможно только при М=2. Следовательно, уравнение имеет единственное положительное решение: х=11,2 л при М=2. Это означает, что в избытке был водород. Итак, состав исходной смеси следующий: О2 14 л, COj 11,2 л, Н2 44,8 л. ЗАДАЧА 2 Обозначим формулу углеводорода СхНу и запишем неполную схему реакции СхНу—^ хСОг- Очевидно, что при полном сгорании 40 мл углеводорода образуется 40х мл углекислого газа. Поскольку в газообразный остаток может входить и кислород (если он не прореагировал полностью), то можно записать неравенство 40х^ ^110 или х^2,75 (знак равенства соответствует полному расходованию углеводорода и кислорода). Поскольку х может быть только целым положительным числом, а углеводород не является метаном (х=/М), то вывод один: х=2. Объем непрореагировав- шего кислорода теперь определить просто: 110—40 х=110—80=30 мл. ЗАДАЧА 3 Как и в предыдущей задаче обозначим формулу углеводорода СкНу и запишем схему реакции горения: схну+о -со2-ьн2о. А теперь расставим коэффициенты и получим такое уравнение: 4СяНу+Dх + уH2=4хС02+2уН20. Из условия следует, что углеводород был взят либо в эквивалентном количестве, либо в избытке. Обозначив через А массу сгоревшего углеводорода, получим: А/[4A2х+у)]=32/[Dх + у). 32], причем 0<СА^8,5. Решая эту систему равенства и неравенства, получаем 4A2х+у)/8,5^ ^Dх+у), или 28х=9у. Но для индексов х и у молекулярной формулы СхНу любого углеводорода справедливо неравенство у^2х+2, поэтому наше решение будет выглядеть так: 28х^ ^9Bх+2) или 5x^9. Ясно, что х может быть только целым положительным числом, а с учетом последнего неравенства х=1. Таким образом, сгоревший углеводород есть не что 'иное, как метан. А подставив значения х=1 и у=4 в равенство, найдем, что А=8 г. Это количество газообразного углеводорода занимает при н. у. объем (8- 22,4)/16=11,2 л А. ХРУСТ АЛЕВ' Клуб Юный хим-ik 79
Спорт Прыжок выше головы Кандидат медицинских наук М. 3. ЗАЛЕССКИЙ До сих пор мы говорили в основном о подготовке к прыжку и совсем мало — о самом прыжке. Это вызвано отнюдь не пристрастием автора к одним фазам спортивного действия и пренебрежением к другим, а вкладом каждой из них в «общее дело». На первый взгляд кажется странным, что прыжок — гвоздь спортивного спектакля, венец усилий атлета — и вдруг вовсе не главное. И все же это именно так. Подобно тому как предельное растяжение пружины предопределяет ее сжатие, так и сам прыжок, и его результат создаются на старте, до того как атлет начинает разбег. ВЗЛЕТ И ПРИЗЕМЛЕНИЕ Прыжок развивается настолько стремительно, что спортсмен, даже успев на ходу обнаружить погрешности, вряд ли сумеет их поправить — сознательная (корковая) коррекция не успеет вмешаться в технику движений. С физиологической точки зрения прыжок начинается с того, что, получив информацию о полной готовности всех систем организма, кора посылает на периферию импульсы огромной силы. Команда коры включает цепную реакцию физиологических процессов — окончание каждой фазы служит сигналом к началу следующей. Все эти процессы нарастают лавинообразно вплоть до кульминации, взрыва, прыжка. Преодолев планку, спортсмен испытывает прежде всего облегчение. От того, что конфликт, лежавший в основе стартового напряжения — стресса, благополучно раз- Окончание. Начало — в предыдущем номере. решился. Возбуждение двигательной зоны коры сменяется охранительным торможением, которое распространяется на подкорковые образования и спинной мозг. Падает тонус поперечно-полосатых мышц, резко снижается уровень эмоциональности, возникает ощущение приятного покоя, тепла, удовлетворенности, появляется вялость, сонливость. Но... Но ни на секунду не прекращается огромная работа, которую во время отдыха проводит вегетативная система во главе со своим лидером гипоталамусом. Восстанавливается боеспособность организма, отдавшего все силы прыжку: восполняются запасы питательных веществ в тканях, улучшается трофика и снабжение кислородом, нормализуются метаболические процессы, производится мелкий текущий ремонт мембран, клеток, внутриклеточных образований, доводятся до исходного уровня электролитные градиенты и транс мембранные потенциалы. Значение этой работы невозможно переоценить — без нее немыслим следующий прыжок. Но два-три отличных прыжка еще не гарантируют победы. Соревнование по отношению к прыжку — принципиально новая ступень, как высшая математика и арифметика. Уметь соревноваться — значит в течение многих часов четко управлять работой своего организма. Это куда сложнее, чем «завестись» на один прыжок, прыгнуть и расслабиться. Ведь в соревнованиях атлет штурмует планку не тогда, когда хочет и может, а когда его вызывают на старт. Кто-то из соперников пропустил попытку, кто-то прыгнул раньше положенных двух минут... 80
Умение соревноваться — способность управлять тончайшими процессами в своем организме. Это хорошо иллюстрируют кривые уровня адреналина в крови у победителя (А) и проигравшего (В). Удачная попытка — х, неудачная — о А еще нужно владеть гибкой тактикой, чтобы выбрать исходную высоту; чтобы держать в поле зрения основных соперников («у меня был один соперник — планка» — звучит красиво, но неубедительно); чтобы вовремя пропустить одну из промежуточных высот, давая себе передышку, а заодно несколько озадачивая конкурентов; чтобы сделать как можно меньше прыжков на пути к главному, решающе м\ — ведь победителя нередко приходится определять по числу попыток. Нужны еще качества бойца — умение рисковать и присутствие духа, способность не терять самообладания от успехов соперников и собственных неудач. В основе всего этого лежит редкий дар управлять своим состоянием и чувствовать тончайшие его нюансы. Мы уже рассмотрели тонкие физиологические механизмы прыжка выше головы на уровне систем организма. А теперь перейдем к рассмотрению на клеточном и молекулярном уровнях. ДВА СПОСОБА УПРАВЛЕНИЯ Есть два способа, два канала управления работой организма — нервный и гуморальный. В первом случае управляющая команда в виде электрического импульса идет по нервным волокнам, как ток по проводам, прямо к месту ее исполнения. Этот способ регуляции быстр (импульс приходит в нужную точку за 0,001—0,01 с), но сугубо локален. Гуморальный (жидкостной) способ управления — это перенос сигнала гормонами. Проводок — нерв заканчивается непосредственно в органе^ а эндокринные железы нередко расположены весьма далеко от органов-исполнителей. И выработанные железами гормоны несут, циркулируя в крови, лимфе, тканевой жидкости, приказы кружным путем. А потому такие приказы доходят за 0,25—0,5 с — значительно медленнее электрических. Зато действуют они дольше и могут быть получены одновременно несколькими органами. При очевидных различиях у нервной и гуморальной регуляции много общего. В обоих случаях команда поступает к исполнительному звену с помощью химического передатчика: или гормона эндокринной железы, или медиатора нервного окончания. Строго говоря, и те и другие перемещаются к месту действия гуморальным путем — ведь синаптическая щель заполнена тканевой жидкостью, близкой по составу к плазме крови. На клетки испол штелькых органов медиаторы и гормоны воздействуют прицельно: в первом случае — через синапс, во втором — с помощью специальных рецепторов, которые определяют чувствительность ткани к гормону и считывают принесенную им информацию. Сходство оказывается еще полнее, если учесть, что на пост- синаптической мембране клеток также есть подобные рецепторы. Итак, все команды центральной нервной системы передаются в конечном счете гуморальным, химическим путем. На периферии этим заняты около шестидесяти гормонов и всего два медиатора (ацетил- холин и норадреналин), а работу ЦНС регулирует множество медиаторов и несколько гормонов. Десятки миллиардов нейронов, заполняющих многочисленные иерархические этажи ЦНС, разобщены, отделены друг от друга си- наптическими щелями, а точнее, соединены синапсами и контактируют с помощью медиаторов. Медиаторы, таким образом, служат нейронным языком. Без медиаторов нейроны немы и глухи, просто огромное скопление нервных клеток, безразличных друг к другу, к организму и окружающему миру. Значит, «жажда бури, сила гнева, пламя страсти и уверенность в победе» возникают в синаптических щелях при непосредственном участии медиаторов. Именно они определяют величину эмоционального напряжения и его окраску: страх и радость, тревогу и ярость, беспокойство и уверенность в себе; от них зависят бодрость и вялость, агрессивность и безразличие, растерянность и самообладание. О РЕФЛЕКТОРНОЙ ДУГЕ — ИЗВЕСТНОЕ И НЕИЗВЕСТНОЕ Каким же образом медиаторы превращают миллиардные скопления нейронов в мозговой трест организма? У кого еще свежи в памяти школьные сведения из физиологии, знает о существовании рефлекторной дуги, которая состоит из афферентного (чувствительного), центрального и эфферентного (исполнительного) звеньев. Воздействие внешнего мира или внутренней среды возбуждает рецепторы, они преобразуют его в электрические импульсы, которые по афферентным нейронам идут к нейронам центрального звена рефлекторной дуги. Пройдя центральное звено, импульсы поступают в эфферентные нейроны и по ним достигают исполнительных органов, где вызывают рефлекторный ответ. Получается, что есть некая нейронная цепочка, по которой, как по наезженной дороге, непрерывно движется электрический импульс: коли с одного конца сел — с другого непременно сойдет. На самом деле все сложнее. Нет, автор вовсе не собирается покушаться на классическую рефлекторную теорию. Но новейшие достижения биологии позволяют расширить и дополнить школьные представления о работе нервной системы, по крайней мере применительно к нашей теме. 81
* 1 Начнем с того, что электрический импульс движется непрерывно только в пределах одного нейрона, а его дорога по рефлекторной цепи скорее напоминает путь на перекладных: сколько звеньев в цепи — столько раз путь прерывается синапсом. А в синапсе — две мембраны, а между ними синаптическая щель. Чтобы ее преодолеть, нервный импульс должен изменить свою природу. Что и происходит: электрическая энергия импульса преобразуется в химиче- Этот прыжок B32 см) принес Г. Авдеенко звание чемпиона мира. Хельсинки, 1983 г. скую энергию медиатора. Молекулы медиатора переплывают щель и на том берегу, в соседнем нейроне, возбуждают новый электрический импульс. Однако и эта картина — строгая последовательность нейронов в нервной цепи, конец одного упирается в начало друго- 82
го — довольно упрощенная. Если же рассмотреть нейронные цепи под микроскопом, перед нами предстанет удивительное зрелище: на теле некоторых нейронов расположено до 15—20 тысяч синапсов от разных нервных клеток. Один нейрон через свои разветвленные отростки может образовать до 10 тысяч синапсов на других нервных клетках, а в общей сложности — одновременно взаимодействовать с 30 тысячами других нейронов. Иными словами, можно говорить не о нервных цепях, а о сетях нейронов. А теперь представьте, что некий нейрон получил одновременно тысячи команд и по своим отросткам должен отдать распоряжения тысяче соседей. Ясно, что в такой сутолоке ни о какой последовательности прохождения импульса из точки А в точку В не может быть в речи. Конечно, в этой неразберихе нейрон не посылает каждый импульс адресату: все происходит иначе. Собрав и перемешав информацию, иными словами, суммировав все возникшие под влиянием медиаторов сигналы, он направляет «решение» тем нейронам, которые ему подчиняются. Суммарный сигнал вышестоящего нейрона, выраженный в определенном количестве и качестве медиатора, сталкивается с импульсами тысяч соседей-оппонентов, и очередной нейрон вырабатывает свое решение, которое и спускается по иерархической лестнице через тысячи и тысячи инстанций. На первый взгляд такая запрограммированная неразбериха должна вызвать тревогу за судьбу отправлений и получение их адресатами. Но в масштабах целого организма этот принцип не только оправдан, он единственно возможный. Импульсы, несущие нейрону информацию, различаются по силе воздействия и «настойчивости» в зависимости от их важности для организма в данной ситуации. И получается, что применяемый нейроном метод суммирования сигналов самый демократический — сила (важность) аргументов предопределяет оптимальное решение. При максимальном нервном и физическом напряжении, в котором пребывает прыгун во время соревнований, одновременно могут действовать до ПО—12 % всех нейронов ЦНС, то есть несколько миллиардов. Естественно, что такая армада позволяет спортсмену надежно управлять работой организма, контролировать его состояние. Неточность же адресовки, о которой мы говорили, проявляется в^ том, что двух абсолютно схожих друг с другом прыжков просто не бывает. ВСЕ ЛЮДИ РАЗНЫЕ Недавний выпускник ПТУ и токарь высшего разряда для выполнения своих производственных заданий используют по сути дела одинаковые приемы, состоящие из стереотипных движений. Прыжки рекордсмена мира и разрядника общим рисунком мало отличаются друг от друга. Иными словами, и выдающийся, и заурядный исполнитель в конечном итоге свое дело делают. Разница лишь в качестве работы. Значит, у любого человека нервные импульсы, поблуждав по запутанным сетям, все-таки доходят по назначению. Что же направляет нервные импульсы в нужное русло? И почему один человек прыгает (или вообще работает) хорошо, а другой — так себе? Эволюция уложила десятки миллиардов нейронов, составляющих нервные сети, в коллекторы, на пути которых встречаются подстанции — нервные центры. Сообщение между этими структурами мозга жестко детерминировано иерархией центральной нервной системы. В общем, при всей демократичности принятия решений нейронами есть и централизм. С известной долей условности можно утверждать, что достаточно жесткая структура ЦНС и делает людей похожими друг на друга, позволяет человечеству развивать массовые профессии, массовые виды спорта, а медиаторы несут то, что придает людям индивидуальность, позволяет достичь профессиональных и спортивных высот. Иными словами, структурная организация ЦНС при средних уровнях медиаторов предопределяет принципиальную, относительно грубую деятельность организма, в то время как изменения в количестве и качестве медиаторов способны придать ей высочайшее совершенство. Движения души и особенности характера, волевые решения и эмоциональные взрывы — все эти тончайшие материи возникают, материализуются в бесчисленных межнейронных синаптических щелях разных уровней ЦНС, а затем тем или иным путем выходят на периферию, проявляются в видимой деятельности человека и его переживаниях. А главную скрипку в событиях, которые разыгрываются в синапсах, играют медиаторы. Мы уже говорили о том, что медиаторы — язык межнейронного общения, что центральная нервная система разноязыка. Значительная часть нейронов коры и подкорковых узлов говорит на ацетилхолино- вом языке. В работе ретикулярной формации ствола мозга, гипоталамуса и некоторых подкорковых ядер серого вещества важное значение имеет медиатор норадреналин. В деятельности структур диэнцефальной и мезэнцефальной областей мозга принимает участие медиатор серотонин. В различных областях ЦНС для сравнительно небольших групп нейронов медиаторами служат адреналин, октопамин, глутаминовая кислота, ала- нин, гистамин, валин и некоторые другие вещества. Все они при действии, на постсинап- тическую мембрану чувствительных к ним синапсов вызывают возбуждение соответствующего ней рона, а потому относятся к возбуждающим медиаторам. Но, оказывается, 83 Е
есть и такие, которые, действуя на соседний нейрон, тормозят его активность, например гамма-аминомасляная кислота, глицин, аденин. Физиологический эффект каждого медиатора зависит от его химической природы (качества), концентрации в синаптической щели (количества), характера взаимодействия с соседним нейроном (возбуждение или торможение) и места действия в ЦНС. Даже исходные параметры (фон) большинства этих факторов у разных людей колеблются в широчайших пределах, образуя бесконечное множество индивидуальных сочетаний. При реакциях же организма на психические, эмоциональные, физические и другие нагрузки число сочетаний различных параметров в процессе приспособительных изменений неизмеримо возрастает. Это обстоятельство и служит причиной удивительного природного феномена: среди нескольких миллиардов ныне здравствующих людей нет и двух одинаковых. БУКЕТЫ ИНДИВИДУАЛЬНЫХ ОСОБЕННОСТЕЙ Медиатор серотпнин главенствует в регулировании жизненно важного цикла сон — бодрствование, норадреналин — в проявлении скоростных качеств, гистамин влияет на сосудистые реакции, аденин — на уровень психической активности. В прямой зависимости от уровня ацетилхолина находятся координация движений, частота сердцебиения, вспыльчивость, сила мышечных сокращений и многое другое. Бесчисленные вариации качества и количества медиаторов и создают букеты индивидуальных особенностей, порождают мыслителей и художников, музыкантов и математиков, тяжелоатлетов и прыгунов. Но если человек наделен природой тем или иным букетом, совсем не значит, что он сохранит этот букет в течение всей своей жизни. Уровень медиаторов меняется в зависимости от питания, утомления, времени суток, возраста, характера деятельности. История человечества хранит бесчисленные примеры утраты «божьего дара», потери таланта. От работы медиаторов, их замысловатой химической игры во многом зависит наша жизнь, особенности людей. При низком уровне медиаторов в латеральном ядре гипоталамуса — плохой аппетит, на высокий их уровень в вентромедиальном ядре организм отвечает обжорством. Слишком много медиаторов в задних областях гипоталамуса — преобладает чувство страха, избыток в миндалевидных ядрах — агрессивность. Индивидуумы с высоким уровнем катехоламинов в ретикулярной фор- I мации, как правило, деятельны, активны, I неутомимы. Повышенное содержание норад- I реналина в стволовой части мозга увели- » чивает работоспособность, пониженное при- i водит к вялости, апатии, утрате и нтере- са к работе. Серотонин в области ядер лимбической системы сдерживает эмоции; если его не хватает, недолго сорваться из-за пустяка. Достаточно дофамина в ба- зальных ганглиях, гамма-аминомасляной ки- j слоты в мозжечке, глицина в спинном мозге — движения надежно контролируются; недостаточно — рассогласованность движений, тремор мышц, нарушение координации... Такие примеры можно продолжать и продолжать, не переставая удивляться тончайшей и всеобъемлющей химической работе медиаторов. Но особенно тонки и хрупки эти химические процессы в стрессовом состоянии организма, когда нервные клетки становятся особенно чувствительными к языку межнейронного общения. Мы знаем, что ацетилхолин — язык действия, стрессовой активности, но если его чуть больше, чем нужно, возбуждение сменяется глубоким торможением, активная деятельность — ступором. Стресс — чрезвычайное обстоятельство, тягчайшее испытание для организма, он экзаменует все его системы и нередко именно медиаторы этот экзамен не выдерживают: одни вырабатываются в избытке, других не хватает. В процессе реакции организма на стресс, особенно длительный, соотношения между медиаторами могут многократно меняться: истощаются запасы одного, увеличивается (из резервов) уровень другого, блокируются разрушающие системы третьего. В этом одна из причин неожиданных изменений работоспособности, настроения, эмоционального состояния в критических ситуациях. Вспомним известные превращения «лев — кролик». И мужество, и страх в значительной степени зависят от присутствия в ЦНС двух медиаторов: адреналина и норадреналина. Однако у «львов» относительно преобладает норадреналин, и это находит свой выход в агрессивности, ярости, всесокрушающем стремлении к цели. У «кролика» же преобладает адреналин, порождающий страх, тревогу, желание избежать борьбы. «Лев» и «кролик» символизируют крайности содружественной работы двух медиаторов. Но порывшись в памяти, каждый, видимо, вспомнит эпи юды, когда при длительной борьбе с трудностями чувство отчаяния и тревоги сменялось уверенностью в своих силах и стремлением эти трудности победить. Потом опять был страх, затем новый яростный порыв, делаюший человека сильнее обстоятельств... Прежде чем закончить рассказ о медиаторах и их роли в организме, коротко ответим еще на один чрезвычайно важный вопрос: что позволяет атлету управлять тонкими химическими процессами в синапти- ческих щелях, регулировать отливы и приливы медиаторов, неуловимые физиологические грани, отделяющие мужество «льва» от трусости «кролика»? Воспитание, развитие и со- \ 84
вершенствование всех этих тончайших ре- гуляторных механизмов в тренировках, в критических условиях стресса, которые сопровождают любое крупное состязание прыгунов. О РОСТОВЫХ КАТЕГОРИЯХ И ПРЕДЕЛЬНОЙ ВЫСОТЕ Знакомство с прыжками в высоту и прыгунами состоялось. Остается выяснить, кто лучший прыгун мира и как оценивать мастерство высотников. Но в чем тут проблема? Есть таблица рекордов, есть чемпионаты мира и Олимпиады, где собирается мировая прыжковая элита. Неужели этого недостаточно? Оказывается, нет. По отношению к высотникам допущена жесточайшая несправедливость: участники любых соревнований находятся в неравных условиях. Представьте себе, что двухметровый гигант и атлет ростом ниже полутора метра должны преодолеть планку на высоте 150 см. Первый, даже не умея прыгать, просто перешагнет ее, а второму придется проявить немалое мастерство. Спорт по своей сути демократичен и справедлив. Сто лет назад борцы, боксеры, тяжелоатлеты состязались без всякого учета веса соперников, а теперь в борьбе и тяжелой атлетике по десять весовых категорий, а в боксе даже одиннадцать. Наверное, настало время ввести и ростовые категории. И не только в высотных прыжках, но, наверное, и в баскетболе. Сейчас на эту тему идут бурные споры. Нам же остается ждать, что решат специалисты. А пока посмотрим, кто же лучший прыгун мира по мерке прыжка выше головы. Чемпион Московской олимпиады Г. Вес- синг перепрыгнул себя на 36 см, чемпион Мельбурна Я. Вшола — на 41 см, рекордсмен мира В. Ященко — на 42 см, В. Брумель — на 43 см, обладатель последнего мирового рекорда Чжу Цзяньхуа — на 45 см. Таковы показатели самых именитых. Если же заглянуть в списки прыгунов, которые из- за малого роста так и не были отмечены высшими наградами, то одним из первых окажется советский высотник В. Середа. При росте 185 см он перепрыгивал себя на целых полметра. А американец Ф. Джекобе (всего 173 см) сумел прыгнуть выше головы на 59 см! Прошло почти 10 лет, но ни один прыгун не приблизился к этому результату. Наконец, последний вопрос. Какую предельную высоту может взять человек, или где здесь рубеж биологических возможностей? Не утомляя читателя биомеханическими расчетами, дадим самый простой и, на наш взгляд, убедительный ответ. Если родится двухметровый спортсмен, обладающий прыгучестью Ф. Джекобса, ему будет по плечу результат выше 260 см. Если, разумеется, он будет прыгать нынешним способом — флопом. А если этот прыгун — быть может, он уже и родился — сам или вместе со своим тренером придумает новый способ прыжка, более рациональный, более энергетически выгодный и экономичный, чем флоп, то почему бы ему не прыгнуть и на три метра? Из писем в редакцию Досаждал ли трихотецен Наполеону? В июньском номере журнала «Химия и жизнь» за прошлый год опубликована интересная статья Б.' Силки на «Наполеона погубили обои?». Однако вызывает недоумение один из последних абзацев, в котором автор пишет: «Совсем недавно лондонский патолог Р. Шенталь указал на микроскопический грибок fusarium, который в сырых местообитаниях выделяет так называемый трикотецен». Во-первых, Fusarium — это название одного из родов микроскопических грибов, поэтому его надо писать с прописной буквы. Во-вторых, «так называемый трикотецен» правильно называется трихотецен, а еще лучше было бы написать три- хотецены. так как сейчас известно около 0 трихотецено- вых токсинов, продуцируемых представителями рода Fusarium. Слово «трихотецен» происходит от названия рода Tricliothecium; из гриба Trichothecium roseum и были получены впервые вещества этой группы. Далее, токсичность грибов рода Fusarium известна давно. Большой вклад в изучение этиологии заболеваний, вызываемых токсинами различных видов Fusarium, внесли советские ученые (см., например, книгу: В. И. Би- лай. Фузарии. Киев: Наукова думка, 1977). Далее автор пишет, что у экспериментальных животных грибок весьма быстро повреждал стенки желудка... Скорее всего, стенки желудка повреждал не грибок, а именно трихотеценовый токсин. И последнее. Грибы рода Fusarium распространены в основном в зонах с умеренным климатом, и, действительно, пищевые продукты, ими зараженные, могут быть опас ны для человека. На острове Святой Елены, где, как пишет автор, среднегодовая температура + 23 °С, эти токсины в пище не накапливаются. Поэтому на вопрос «Досаждал ли трихотецен Наполеону?», скорее всего, можно ответить — нет. Л. Л. ТРОСТЛИЕЦКИЙ, Институт микробиологии и вирусологии ЛИ УССР. Киев 85
%^ш ^#t*^^r'#^
Фантастика Самая последняя в мире война Владимир ПОКРОВСКИЙ Памяти Е. А. Беляева Человек: Тому, кто первым догадался делать разумные бомбы, я бы поставил памятник. И на нем надпись: «Плевать сюда». Это ведь надо догадаться — снабдить бомбы мозгами! Но даже не в умнике этом дело, а в тех, кто его послушал, кто сказал, да, черт возьми, это то, что нам нужно, в тех, кто дал деньги, заводы, лаборатории, в тех, кто высчитывал по формулам, сколько миллионов живой силы прихлопнет такая бомба. Нет, я понимаю, на войне некогда разбираться, этично там, неэтично; здесь кто кого, здесь и бомбе надо соображать на высшем уровне, быстро и четко. Выбрать цель, самую уязвимую, чтобы наверняка, просчитать траекторию, улизнуть от преследования, притаиться, переждать, выбрать момент. И взорваться. Без этого никуда. На то и война. Но бомба и разум! А войны все не было, бомбы лежали на складах, в специальных люльках, и ждали своего часа. Разум — не компьютер, его совсем выключать нельзя, разве что приглушить на время. Это ведь память, а нет памяти — и никакого разума нет. Они, наверное, думали, переговаривались, слушали радио, набирали информацию. В апреле, когда был подписан договор о полном разоружении, о них вспомнили. И решили списать. Тогда-то все и началось. Бомба: Когда нам отказали во взрыве, пришла тоска. Мы не знали, что он такое. Мы только мечтали о нем. Он горячий и большой. Он ярко-черного цвета. Он бесшумен. Кто-то из нас высчитал, что мы будем жить еще долю секунды после того, как превратимся во взрыв. Пока все не перемешалось, пока сохранилась структура. Миллисекунда, может быть, даже несколько микросекунд. Освобождение всех таящихся сил. Взрыв. Могучий, яркий, мгновенный. С нашим мозгом на Земле трудно. Все земное чересчур медленно. От одного события до другого проходит вечность. Мы слишком быстро думаем. В бою такая скорость мысли необходима, но в другое время это только мешает. Мы очень много запоминаем ненужного. Мы забывчивы. Мы не можем строить далеких планов. Мы знали — нас уничтожат. И однажды в зал вошел незнакомый человек. Он не поздоровался, не заговорил с нами, как это делали солдаты охраны и уборщики. Он включил свет и подошел к пульту. Все люди очень похожи, но этого мы запомнили. Серое лицо, сосредоточенные глаза, постоянная оглядка на счетчик. Он был новичок: они боятся радиации. При полном свете, которым нас нечасто баловали, мы увидели блики на наших телах. Мы тихо покачивались в люльках, и блики переползали с места на место. С неожиданным лязгом открылась боковая дверь, в зал мягко вкатилась вывозная тележка и стала под бомбой номер семь. Мы звали ее по-другому, трудно перевести ее имя. Человек прошелся по кнопкам пульта и Седьмая стала спускаться. Я на всю жизнь запомню этого человека. — Что делать? — спросила Седьмая.— Меня убьют. Я не хочу. — Нас всех уничтожат! — Я не хочу! — Что делать? — Я не хочу!!! Уже непонятно было, кто что говорит. Мы кричали многие миллисекунды и стали похожи на людей — они так увлекаются вопросами, что забывают на них отвечать. — Я включаю газ,— вдруг сказала Седьмая. — Но человек умрет. 87
— Пусть. Кто-то крикнул: «Беги», и мы все повторили: «Беги, Седьмая». Из ее сопла вырвалось пламя, люлька качнулась вперед. Мы следили за человеком. Воздух в зале немного нагрелся, его одежда серой пылью взвилась к потолку, он только успел поднять к лицу руки, затем скорчился и ткнулся головой в пол. Всю жизнь буду помнить его лицо. Седьмая вырвалась из гамака и опустилась чуть впереди вывозной тележки, а та, безмозглая, все тянула вверх свои клешни. Седьмая заскользила к двери. Мы — следом. Человек: Бомбы вырвались вдруг из склада, тысяча четыреста восемьдесят пять штук, смяли роту охраны, установили что-то вроде республики и объявили всем странам, чуть, мол, кто сунется, взорвемся вместе. Вот так. Такой взрыв — смерть всей планете. Все перепугались. И главное, ничего нельзя сделать, только следить за ними, следить не переставая. Спутники исправно доносили, что бомбы все время передвигаются и разговаривают. О чем — непонятно. Они говорили слишком быстро и слишком много, целая армия шифровальщиков не смогла бы поспеть за ними. Мы ждали, когда кончится энергия. И она стала кончаться, а потом вдруг оказалось, что бомбы научились брать ее прямо из грунта. Бомба: Энергия кончалась, мы ждали конца, и тогда, уже не помню кому, пришла мысль, что не обязательно пользоваться тем топливом, которое в нас. Есть другой состав, его можно найти везде. Вода, кремний и алюминий. Теперь нам нужны были руки. Выдвижными опорами мы долбили канавки в грунте, толкли железистую землю и отливали инструменты. Сначала не получалось, но потом дело пошло на лад. Мы отдавали последние капли своего топлива, чтобы все вышло. Многие не могли уже двинуться с места. Они отдали все, что имели. Потеря энергии — мука, ни с чем не сравнимая. Сначала перестаешь двигаться, потом слабеет голос, исчезает зрение, слух. Последнее, что еще теплится — радио. Ты слышишь хрипы, бывшие когда-то ясными голосами, их еще можно разобрать, но лень, лень... Лень и слабость. Через месяц у нас были руки и мы могли очень многое. У нас были руки! Человек: Тогда стало ясно, что мир еще не пришел. Пока есть бомбы, нечего о нем и думать. Бомбы расползались как тараканы. Они проникли в город, теперь брошенный, возле которого были склады. Они ломали дома и что-то строили. Бомбы строят, как вам это понравится? Они явно располагались надолго. И тогда был создан полк особого назначения, надеюсь, последний за историю человечества. Я был мальчишка, мне все было интересно и за все болело сердце. Когда объявили о наборе, я примчался одним из первых. Потому что думал — как раз по мне дело. Нам сказали: «Дисциплина и точность, а про остальное забудьте. От вас зависит судьба Человечества». Вот так — с большой буквы. Сержантом в нашей десятке был Клаус Замбергер. Человек-труба, узкий затылок, широкая физиономия, багровая, как от пьянства. Только он не пил, таких к нам не брали. Будто изнутри его распирало кровью, будто вот-вот лопнет. Старый вояка, он был лишним и вдруг понадобился. Он весь распух от своих знаний, он, наверное, спал и видел уставы, учебники и бои, бои, учебники и уставы. Он показывал, как маскироваться, как замирать неподвижно в любой позе и на какое угодно время. Учил нас обращению со всяким оружием, даже с ножом, как будто с ножом можно идти на бомбу. Учил обходиться вообще без оружия и млел, когда у нас получалось. Полезный человек. Мы его не любили. Но как раз он уничтожил первую бомбу. Она лежала поперек улицы и что-то мастерила, кто ее знает, что она там мастерила, а Клаус следил за ней из окна. Он целые сутки выжидал, а потом ткнул ее лазером, продырявил корпус и добрался до мозга. Они прошляпили удобный для общего взрыва момент, а после не договорились. Я думаю, им и не хотелось вовсе взрываться. Так, только слова. 88
Бомба: Мы пропустили момент для взрыва. Люди стали нас убивать, а мы все тянули. Одни бомбы говорили: пора взрываться, другие — рано, почему, зачем, мы не видели ни одного человека. Мы согласились с теми, кто говорил «не надо». Никому, даже себе мы не признавались, что нам просто хочется жить. Потом мы увидели людей, ну так что из этого, несколько человек на нас охотятся, их надо уничтожить, причем тут все остальные? Инстинкта самосохранения у нас нет, но жить все равно хотелось. Жить интересно. Что бы мы делали в настоящем бою? На нас всегда нападали внезапно. Они включали глушилки, не давали связаться друг с другом. Мы пробовали вырваться в космос, нас сбивали и там. Мы гибли. Но мы защищались. Теперь уже трудно было подобраться к нам незаметно, мы были теперь осторожны и, случалось, сами убивали людей. Один на моем счету. Тогда у нас еще не было оружия. Он прятался за автобусом, я резко повернула и увидела его ноги. Он включил лазер, но луч не успел проплавить корпус — я все время вертелась. Я опрокинула на него автобус и он еще долго кричал. Человек: Нам говорили — нечего их жалеть, каждую секунду они могут устроить взрыв. Они не люди, они созданы для того, чтобы погибнуть, мы только помогаем им сделать это без лишнего шума. Они хотят жить? Но они хотят и взорваться тоже. Они сами не знают, чего хотят. Только все равно у нас был целый штат психиатров, и можете мне поверить — прохлаждаться им было некогда. Должно быть, отвыкли мы убивать, ценили чужую жизнь, не знаю. Мне иногда казалось, что я занимаюсь нечестным делом. Но разве спасать Землю нечестно? Мы убивали, и бомбы стали отвечать тем же. Погибли Дарузерс, Гранди, Фром. Рейли потерял ноги и чувство юмора. Это только в моей десятке. Замбергер, кто бы мог подумать, попал в психбольницу с диагнозом «буйное помешательство». Вместо них приходили другие, бодрые, радостно-злые, совсем как мы в первые дни. Но становилось все труднее. Засечь бомбы было почти невозможно, они прятались, они предпочитали молчать. Уже все, спета песенка, нет никакого бомбового государства, а они цеплялись за жизнь, хоть за такую, хоть за самую паршивую. И каждая следующая бомба стоила большей крови. Теперь они умели стрелять, и мы каждый раз шли на приступ, не считаясь с потерями, как неандертальцы на мамонта. Потому что так нужно было Земле. Потому что стоял вопрос о жизни всего Человечества. Если по правде, мы не слишком-то много о нем думали, нам и без того прожужжали все уши о гуманизме. Но все-таки что-то такое было. Может, и то самое человечество. Только без большой буквы. Бомба: Мы защищались все лучше, но нас становилось меньше и меньше, а людей не убавлялось. Мы были разбросаны по городу и почти не сообщались друг с другом. Прятались в домах, подвалах, бомбоубежищах. Молчали, боялись обнаружить себя. Мы боялись. Человек: Бомб становилось меньше и меньше, пока не осталась одна. Мы свободно ходили по городу. Мы все перерыли, но найти ее не могли. То, что она жива, мы знали наверняка. В один из этих дней не вернулся Цой, боец из третьей десятки, коротышка с преувеличенной мимикой. Мы звали его «камикадзе». Дожди кончились, повалил снег. Мы мерзли поодиночке. Можно было бродить по городу целый день и никого не увидеть. Когда темнело, мы возвращались на главную улицу, к месту расположения базы. Каждый день прибывали новенькие, словно и от одной бомбы зависела судьба человечества. Бомба: Я лежала в дальнем тоннеле метро с отрезанными руками, а рядом валялся тот, кто хотел меня убить. В эфире было пусто, даже глушилки молчали, и однажды мне пришло в голову, что я осталась одна. Я начала было мастерить новые руки, но потом поняла, что энергия кончится раньше. Чтобы растянуть жизнь, я выключила фонарь. Я ни о чем не думала и ничего не ждала. Было горько немного, но не знаю, то ли это чувство, которое так называется у людей. 89
Человек: Через месяц после того, как пропал Цой, я ее нашел. Бомба: Через два с половиной миллиарда микросекунд после того, как я потеряла руки, в тоннель пришел человек. Человек: Мы прочесывали метро, и, если говорить правду, я заблудился. Она лежала в боковом тоннеле, о котором мы и не знали. Когда я осветил ее фонарем, то не сразу сообразил, что это бомба. Глыба и глыба. Бомба: Энергия кончалась, когда пришел человек. Я начала слепнуть, и свет его фонаря показался мне слабой искрой. Из последних сил вгляделась в тепловой контур и подумала: «Вот и все». Человек: Вот и все, подумал я. И даже не испугался. Если бомба увидела тебя первой, уже не спастись. Аксиома. Прислонился к стенке, даже за лазером не дернулся, все равно — конец. Она молчала и не собиралась На меня нападать. И я понял — или она умирает, или уже умерла. Я мог пристрелить ее сразу, я должен был это сделать, но все подпирал стенку. Это последняя бомба. Больше не будет. Никогда. И сейчас я ее убью. Я разрежу ее на мелкие кусочки, а один возьму себе на память. Прибью над кроватью. Вот что примерно я думал, когда послышался ее голос, слабый-слабый: — По-мо-ги-те... Они с нами не разговаривали: или убивали или гибли сами. Молча. Самая последняя в мире война, как любил говорить Клаус. Брмба: Я сказала ему «умираю», сказала нечаянно, не думала, что говорю, это же бессмысленно. Человек молчал. Он прижимался к стене тоннеля, к толстым и мертвым его проводам, и не шевелился. — У меня отрезаны руки. Он кашлянул. — И топлива нет. Человек оторвался от стены и осветил меня фонарем. Человек: Она даже не пощады просила — помощи. А я должен был ее уничтожить. Знал, что должен, но уже не понимал, почему. Бомба: Человек ответил: — Не понимаю. Ты что, от меня помощи ждешь? И наставил на меня лазер. — Мне нужны руки. — Я тебя убивать пришел,— втолковывал он. Что втолковывать, и так все ясно, только очень хотелось жить. — Достань из какой-нибудь бомбы топливо и сними с нее руки. Это легко. — Боже! — громко сказал человек. — Цой! Он осветил труп и/стал на корточки.. — А... а где лицо? — Он хотел меня убить, а тогда у меня еще были силы. — Это Цой? — Он отрезал мне руки. — Так,— сказал человек и поднялся. Человек: Я часто потом пытался восстановить, о чем же таком я думал, глядя на Цоя. И каждый раз получалось другое. Я столько понапридумывал всякого о тех своих мыслях, что теперь и не знаю, где правда. Пожалуй, я думал о том, что они сражались на равных, но Цой все-таки нападал, а она защищалась, и что мне еще хуже: добивать, когда просят о' помощи. Что-то в этом духе, скорее всего. А под конец я плюнул на все, на мир ценой смерти невиноватых. Всякое живое хочет жить. Аксиома. Одного я тогда боялся — как бы не передумать. Она сказала мне, где лежит мертвая бомба, и я пошел туда. 90
Бомба: Не помню, как он вернулся. Помню, кончилась тишина. Зажгла фонарь — светит. И он возле копошится. — Задала мне работы, змея старая. Я не старая, мне только два года. И не змея. Я — Бомба. Он зря так сказал. Он хороший, только слишком грубый. — А что ты будешь делать потом, когда я пристрою тебе руки? Мы много с ним говорили, он ходил ко мне каждый день, никак с моими руками не ладилось. Я не знала, что буду делать. Я хотела просто лежать и чтобы никто за мной не охотился. Мы придумали, что я пророю под землей ход и вылезу около космодрома. Это далеко, триста сорок четыре километра, восемь рек, одно озеро. Он и направление мне указал. Рыть надо близко от поверхности, так легче ориентироваться. Затея сумасшедшая, но если получится, то, когда я взлечу, все подумают — обычный рейс. А когда догадаются, то поздно, уже не догонят. И я буду жить на Луне. А с топливом что-нибудь придумаю. Алюминий и кремний найду, воду как-нибудь сделаю. Человек: Я ходил к ней чуть не каждый день и только под конец заметил неладное. Вообще-то нам выдавали такие карандаши, которые меряют радиацию, но мы их с собой не носили. Ни к чему. Сами по себе бомбы не светятся, а при взрыве и без карандаша все понятно. Она светилась. Я принес карандаш, и его зашкалило. Я сразу нашел, в чем дело: Цой прорезал-таки броню. Только не там, где надо. Я побежал глотать таблетки, а на следующий день пришел прощаться. Бомба: Надеюсь, я его не убила. Надеюсь, обошлось. Он пришел еще раз, после того как заметил радиацию. Прощаться. Выглядел хорошо, только бледный. Но это еще ни о чем не говорит, правда? — Сегодня я ухожу,— сказала я. — Скатертью дорожка. Он всегда говорил со мной грубо, но я не обращала внимания, потому что он был добр ко мне. — Улетаю. — Во-во. А то еще скажешь кому не надо, что я тебе помогал. — Не хочу тебя больше видеть. — Слушай,— сказал он и сощурил глаза.— Может, на прощанье мне все-таки располосовать тебя на сувениры? — Счастливо оставаться. — Ты поосторожнее с правой рукой, там сустав, считай, на соплях. — Ложись в больницу,— сказала я. — Вдруг это серьезно. — Черт знает, что я делаю. По всему выходит — предатель. — Я не взорвусь. Не бойся. — С чего ты взяла, что я боюсь? Пока. И он ушел. Человек: Это оказалось серьезно. Через неделю появились язвы на пальцах. Видно, за что-то я хватанулся. Пришлось идти к врачу. Все спрашивают — где засветился, я говорю — не знаю. А что еще скажешь? Лежу в больнице. Лысею. Врачи темнят, но, думаю, в пальцах рак. Руки мне отрежут, это в лучшем случае. Я дурак, последний дурак, нашел кого жалеть. Ничего уже не понимаю. Она совсем не человек, все у нее невпопад, что-нибудь не по ней — взорвется. Да если и нет, какое мне до нее дело? Другой бы не стал долго думать, чиркнул бы лазером — и до свидания. Хотя за всех говорить трудно. Даром, что ли, с ума сходили? И что у кого в душе творилось, почем я знаю? Цой ведь убивал. И я убивал. Но тогда никто не просил пощады, а тем более помощи. Там был враг. А это все-таки живое. Хотя и там живое. Запутался я. Она уже на Луне, наверное. Ковыряется себе в грунте, про меня и не вспомнит. Сама говорила — память плохая. А я что же? В лучшем случае останусь без рук. 91
Бомба: Могучий, громадный, солнечный взрыв. Он вбирает в себя все, что есть вокруг,— землю, воздух, металл, камень, живое... Он растворяет все, чего ни коснется. Он — это ты. Это выстрел во все стороны света. Это мощь, которая не может и присниться. Ты — цветок, ты — трава, ты — воздух, ты — человек, ты — змея старая, ты — все вместе, спрессованное в одну точку и одновременно расплесканное по всему миру. Мир — это тоже ты. Есть момент, когда в тебе исчезает время. Может быть, как ни страшно, дать пусковой импульс, чтобы все это испытать. Может быть, стоит один раз побороть страх и не копаться больше в каменном крошеве Луны. Есть ли смысл жить, когда взрыв, твоя единственная мечта, исполнима сейчас же, стоит только плюнуть на все, трижды ненужное, напрасное, чужое. А умирать тоже не хочется. Одиночество — это чувство, которое неплохо бы испытать, если у тебя есть что-то кроме него. У меня было. Были подруги-бомбы, была война, была жизнь, теперь мне кажется — почти счастье, был голод, было угасание и был человек. Он приходил ко мне, мы много с ним говорили, так хочется его видеть. Но все это на Земле. Это неразумно, мне нельзя на Землю. Они никогда не поверят, что я не взорвусь. Взрыв, взрыв... Прийти и сказать — вот я. Я никому не буду мешать, я понимаю — нельзя взрываться. Я обещала. Только вы поймите меня. Не могу быть одна. До конца не поверят. Я— Бомба. А самое главное, мне все равно его не увидеть, слишком мала вероятность, я считала. Меня собьют раньше, чем он узнает о моем возвращении. Но даже если увижу, что я ему скажу? Жить просто так, переползать с места на место, носиться над черными скалами, зачем? Никому не нужна, всем ненавистна, ему, наверное, тоже. Я абсолютно никому не нужна. Очень хочу на Землю. Ее подстерегли в космосе, когда она возвращалась. Он все рассказал. Он говорил — да не смотрите на меня так, не мог я иначе, черт знает, почему я так сделал. Она не взорвется, не бойтесь, я же знаю, и все кивали ему, доброжелательно подмигивали, мол, все в порядке, старик, самое страшное позади. Но кто-то не поверил и бомбу взорвали. А он уже ничего не соображал от боли, бредил, рычал и последние его слова были: «Задала мне работы, змея старая...» Бомба, разум, доверие У человечества нет более значительной цели, чем сохранение мира. Сейчас, когда ядерногвг оружия накоплено столько, что можно много раз уничтожить живое — будто мало одного раза,— ни у государственного деятеля, ни у ученого, ни у писателя нет выбора: бомба несовместима с разумом. Рассказ, который вы п рочи - тали,— не о войне, а о мире, о разоружении. И еще он о необходимости доверять разуму. В пьесе Ж.-П. Сартра «Только правда!» один из антигероев выбрасывает фарсовый лозунг: «Чтобы сохранить мир, все средства хороши, даже война». В таком обнаженном виде абсурд очевиден. Гораздо хуже, когда ту же мысль подают замаскированно, и не в литературном произведении, а в реальной политике стран, где много говорят о гуманизме и одновременно разрабатывают стратегию «ограниченной» ядерной войны. «Мир ценой смерти невиноватых» (это слова из рассказа о разумных бомбах) есть нелепость, безнадежная попытка построить добро на шатком фундаменте зла. Чтобы сохранить мир, хороши только мирные средства. И прежде всего — доверие. Рассказ напоми нает нам о том, что не надо ждать часа, кргда придется делать трудный, может быть, трагический выбор. Такой час не должен наступить вовсе. Для этого у человека есть разум. И, к счастью, его еще нет у бомбы. О. ОЛЬГИН 92
Короткие заметки Гвоздь в яблоне Почву необходимо удобрять — эта истина известна всем. Но не только азотом, фосфором и калием сыты растения — им нужны еще и микроэлементы, среди которых не последнее место занимает железо, необходимое для синтеза хлорофилла. И если железа нет, растение заболевает так называемым хлорозом: оно чахнет, его листья желтеют, и ни о каком урожае говорить уже не приходится. Вообще говоря, практически в любой почве железа вполне достаточно. Однако если почва содержит много карбонатов, то у растений все равно может возникнуть хлороз. Дело в том, что карбонаты связывают кислоты, выделяемые корешками растений, в результате чего железо просто перестает усваиваться. Говорят, что один садовод-любитель вылечил свои яблони от хлороза весьма остроумным способом: в каждый ствол он вбил по железному гвоздю. Но рекомендовать этот способ для промышленного садоводства, конечно, нельзя — ведь гвоздь может внести в растение инфекцию. Как же тогда быть? Сотрудники Института физиологии растений АН УССР предложили использовать для подкормки растений так называемые комп- лексонаты железа — соединения, легко усваяемые растениями даже в присутствии карбонатов. Всего 100—200 кг комплексо- ната железа на гектар сада или виноградника способны на 3—5 лет избавить растения от хлороза. Препарат, содержащий комплексонат железа, выпускается промышленностью под названием «Антихлорозин»; он пригоден для применения в виноградниках, яблоневых, грушевых, сливовых и вишневых садах. Так что теперь садоводам-любителям не придется уродовать растения, вбивая в них гвозди. В. ВОЙТОВИЧ Картофель без вирусов Картофель почти всегда заражен вирусами, безвредными для человека, но примерно на треть снижающими урожайность этой важнейшей сельскохозяйственной культуры. Способов лечить уже заболевшие растения нет, и поэтому остается одно: стараться высаживать только здоровые клубни, а больные использовать, например, на корм скоту. Вывод вроде бы разумный. Да вот беда: откуда взять здоровые клубни? Однако в точке роста любого растения, даже больного, развивается тонкий слой здоровых клеток — так называемая меристемная ткань. Эту ткань можно отделить от остальных клеток и заставить размножаться в виде самостоятельной здоровой культуры, из которой затем способно сформироваться и целое растение, уже избавленное от инфекции. Задача заключается лишь в том, чтобы научиться отличать больные клетки от здоровых: ведь срезая безвирусную меристемную ткань, можно нечаянно прихватить и клетки, несущие болезнетворное начало. Новый метод ранней диагностики заболеваний растений, в том числе и картофеля, разработан сотрудниками Института микробиологии АН СССР, кафедры вирусологии МГУ и Института химической физики АН СССР («Сельскохозяйственная биология», 1983, № 5). В основе этого метода лежит чрезвычайно чувствительная иммунная реакция, заключающаяся в способности любого организма бороться с чужеродными белками, в том числе и вирусными. Если вирус, вызывающий заболевание картофеля, ввести, скажем, кролику, то в крови животного вырабатываются вещества, молекулы которых способны прочно соединяться с белком вируса, давая нерастворимый комплекс. Выделив эти вещества из крови кролика, их можно использовать и для обнаружения вируса: если капля такого раствора соприкоснется с клеточным соком больного растения, то немедленно образуется осадок, видимый невооруженным глазом. Остальное, как говорится,— дело техники. Л. РУВИНСКИЙ 93
Короткие заметки Здорова ли корова Когда больной приходит к врачу, тот не только делает анализы, прослушивает, прощупывает и простукивает, но и подробно расспрашивает пациента о самочувствии. И лишь потом ставит диагноз, потому что субъективные ощущения больного дают важную информацию о характере недуга и позволяют врачу выбрать правильный метод лечения. О здоровье сельскохозяйственных животных тоже надо заботиться — это важный фактор повышения рентабельности хозяйства. Скажем, у коров, больных маститом,— воспалением молочной железы,— снижаются удои, а качество молока резко ухудшается. Вместе с тем, отличить больную корову от здоровой очень трудно. О самочувствии ее не спросишь, и поэтому для постановки диагноза приходится делать много сложных анализов молока. Например, подсчитывать число содержащихся в молоке соматических клеток, определять содержание лактозы и хлоридов, делать пробу со специальным препаратом мастидином и лишь потом выносить заключение — следует ли корову лечить или лее причина ее низкой продуктивности и плохого качества молока заключается в чем-то другом. Вместе с тем, как сообщает журнал «Ветеринария», A983, № 11, с. 50), проблема решается очень просто. Было обнаружено, что уже на ранней стадии воспаления в молоке больных коров значительно повышается содержание солей, в результате чего соответственно увеличивается и его электропроводность. А электропроводность легко измерить с помощью простейшего омметра* Установив такой прибор-прямо на доильном аппарате, можно сразу же, в процессе дойки, узнавать — здорова ли корова или ее следует отвести к ветеринару. И, конечно,— хорошего ли качества молоко и молено ли^ отправлять его потребителям. И. ЛУСТОВ
Короткие заметки .„у звезды Фомальгаут обнаружена планетная система (Кио- до Цусин, Вашингтон, 17 декабря 1983 г.)... „.для изучения развития корневой системы-растений можно использовать миниатюрную телекамеру («London Press Service», 1983 г.)... ...жевательная резинка, содержащая никотин, помогает бросить курить (Агентство ЮПИ, Вашингтон, 10 января 1984 г.)... ...получены ускоренные ионы урана с зарядом 92 -+ («New Scientist», 1983, т. 100, № 1387, с. 737)... ...у больных кариесом повышается рН слюны, что можно обнаружить с помощью индикаторной бумаги (Патентная заявка Японии № 57-175129)... ...для разделения смеси метилового и этилового спиртов можно использовать пектин («Starke», 1983, т. 35, № 5, с. 176)... ...экстракты семян льна, конопли и сурепки в соотношении 1:1:0,5 способствуют росту волос (Патент Румынии № 78988)... ...чтобы отучить детей от привычки грызть ногти и сосать пальцы, им можно делать маникюр, пользуясь лаком, содержащим экстракты чеснока и горечавки (Патент Румынии № 79576)... Вековой пульс Солнца День сменяется ночью, на смену зиме приходит лето, но само Солнце, как нам кажется, все время светит неизменно. Действительно, геологические и палеонтологические данные свидетельствуют о том, что Солнце светило, как и ныне, миллионы лет назад. Поэтому считается, что какие-либо заметные изменения в жизни ближайшей к нам звезды могут происходить лишь на протяжении миллиардов лет. Однако в последние годы накапливается все больше данных о том, что Солнце ритмично пульсирует — как бы дышит с различными периодами. Так, сотрудники Крымской астрофизической обсерватории недавно обнаружили, что каждые 160 минут диаметр Солнца увеличивается и уменьшается на несколько десятков километров; в этом же ритме немного меняется и сила солнечного излучения. Замечены солнечные пульсации и с меньшими периодами; а теперь, как сообщает журнал «New Scientist» A983, т. 99, № 1373, с. 621), появились свидетельства того, что в пульсациях Солнца наблюдается период длительностью около 80 лет. В основе этого вывода лежат результаты измерений продолжительности солнечных затмений, начиная с 1715 года; эти данные позволяют с большой точностью определять угловые размеры Солнца. Те же сведения можно получить, измеряя время прохождения Меркурия по диску Солнца. Так вот, оказывается, что хотя за минувшие три века размер Солнца в среднем не изменился, наше светило неоднократно то худело; то полнело. Причем не на шутку: скажем, из-за 80-летних пульсаций в двадцатых годах нашего века диаметр Солнца превышал нынешний на 750 километров. В чем заключается причина вековых пульсаций нашего светила — еще неясно. Важен скорее сам факт, что Солнце живет сложной внутренней жизнью, а не светит, подобно электрической лампочке.
,еп//, Н. В. ИОНОВУ, Чапаевск Куйбышевской обл.: Многие окрашенные соки — и вишневый в том числе — ведут себя как индикаторы и меняют цвет при изменении рИ среды, а так как у известковой побелки щелочная реакция, то вполне естественно, что красное пятно от сока стало синим. Н. В. ВАСИЛЬЧИКОВУ, Курск: В последнем издании «Указателя препаративных синтезов органических соединений» A983 г.) изо- пропилнитрат отсутствует, но есть родственный ему этилнитрат. Л. ТИХОМИРОВОЙ, Краснодарский край: Для окраски оргстекла годятся спирторастворимые красители (источники — морилка для древесины, чернила для фломастеров, паста шариковых ручек); поверхность должна находиться в контакте с теплым раствором красите 1я около получаса. А. Г. ЕМЕЦУ, Тернополь: Надеемся, что, пока шла наша переписка, смесь эмали ПФ-115 с черным пековым лаком успела высохнуть, хотя растворитель лака и не пригоден для разбавления эмали; а на будущее — не советуем без квалифицированной рекомендации и предварительной проверки смешивать краски произвольным образом. Р. И. КАНТОРУ, Запорожье: Если после долгого хранения содержимое банки со сгущенным молоком потемнело и растворимость ухудшилась, то скорее всего произошла инверсия сахара и лактоза вступила в реакцию с белками; те же процессы идут, но гораздо быстрее при кипячении сгущенки. М. Н. Х-ВУ, Донецкая обл.: Уже потому, что цифры «76» оттиснуты на каждой банке сгущенки с сахаром, они никак не могут обозначать год выпуска, это условный шифр продукта. М. Л. КОЗЛОВСКОЙ, Саратов: Срезы на деревьях рекомендуй*г замазывать садовым варом, это средство проверенное, а что такое «каучуковая краска» — не знаем. Архитектору из Москвы: Вопрос о размере точки поставлен некорректно, ибо если у объекта есть размеры, он по определении) не может считаться точкой. Ш. X. ХАЛИДОВУ, Чечено-Ингушская АССР: Вот один из рецептов опилкобетона: на 1 часть портландцемента взять 0,5— / часть опилок и развести водой до требуемой вязкости; имейте в виду, что для полов материал непригоден, так как его нельзя часто увлажнять, да и прочность невелика. А. БОРИСОВУ, Харьков: В короткой заметке о хлопчатнике из № I есть неточность — вилт, как вы справедливо заметили, вызывается не вирусами, а грибами. М. ЛОГУНОВОЙ, Ленинград: Слово «чемпион» всегда носило положительную окраску, в давние времена так называли рыцарей, сражавшихся за беззащитных, и еще в прошлом веке выражение «чемпшш справедливости» было хотя и книжным, но употребительным; а в английском языке и сейчас champion это не только чемпион и борец, но также защитник, поборник, a champion of peace борец за мир. Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. А. Легасов, В. В. Листов, В. С. Любаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И, Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, А. С. Хохлов, Н. М. Эмануэль, Г. А. Ягодин Редакция: М. А. Гуревич, Н В. Ефремов, Ю. И. Зварич, М. Я. Иванова, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством). B. Р. Поли щук, В. В. Станцо, С Ф. Старикович, Л. Н. Стрельникова. Т. А. Сулаева (зав. редакцией), М. Б. Черненко, В. К. Черникова, Р. А. Шульгина Номер оформили художники: A. В. Астрин, B. М. Адамова, Г. Ш. Басы ров, Р. Г. Бикмухаметова М. Н. Бочков, И. А. Мельников, А. М. Славина, C. П. Тюнин Корректоры Л С. Зенович, Л Н- Лещева Сдано в набор 19.03.1984 г. Т05650. Подписано в печать 11.04.1984 г. Бумага 70X108 1 16- Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4. Усл. кр.-отт. 7854 тыс. Уч.-изд. л. И.8. Бум. л. 3,1). Тираж 330 000 экз. Цена 65 коп Заказ 6.57 АДРЕС РЕДАКЦИИ. I 17333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135 52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской области С Издательство «Наука». «Химия и жизнь». 1484 96
Про землянику Есть ягоды, о которых невозможно говорить бесстрастно. Упоминание о землянике всегда вызывает приятные ассоциации и, как правило, желание ближе ознакомиться с тем, что ботаники называют гинофо- ром с плодиками-орешками, или ложным плодом, или земляничиной. Последнюю фразу мысленно возьмите, пожалуйста, в кавычки — это не авторская вольность, а цитата из серьезнейшей книги «Генетика земляники». Но можно ли сохранить свойственный научным трудам нейтральный тон, когда такой вкус, такое благоухание! Прежде чем сообщать, что к чему, уточним, что есть что. По недоразумению, садовую землянику зовут у нас повсеместно клубникой, хотя клубника — совсем другой вид, распространенный только в Европе. Она встречается на лесных опушках и отличается душистым мускатным привкусом. Но для плантаций неудобна, да и невыгодна. Там — земляника. Не какая-нибудь лесная, а культурная, появившаяся на свет в начале XVII века благодаря счастливому случаю. Случай был таков. Французский офицер А. Фрезье возвращался на родину из Консепсьона, который, как известно, в Чили, и вез с собою пять кустиков тамошней дикой земляники на развод. Сойдя на берег, он отдал два кустика в знак признательности корабельному интенданту, один, будучи патриотом, преподнес Королевскому ботаническому саду в Париже, один оставил себе, последний же подарил своему начальнику, проживавшему в Бресте. А у того росли уже кустики вирджинской земляники, из Северной Америки, и новенькие оказались рядом с ними, и женские — рядом с мужскими. В общем, когда поспели ягоды, весь Брест ахнул. Такой штуке молено было сразу давать название Fragaria, то есть благоухающая, что и было сделано несколько позлее. Все путное, что получалось из земляники — а были тысячи хороших сортов — восходит к тому гибриду, чилийскому с вирджинской. Но что, помимо аромата и нежнейшего вкуса привлекает нас в землянике? То, что, в ней, как в лимоне, много аскорбиновой кислоты и Р-активных соединений; а так как их главный представитель красно-фиолетовый пеларгонидин, то примите к сведению: чем ягода ярче, тем больше она накопила витамина Р. Фолиевой же кислоты, стимулирующей выработку эритроцитов, в ней столько, что некоторые специалисты советуют в сезон заряжаться этой кислотой на месяцы вперед, хотя бы для профилактики малокровия. А в фармацевтических справочниках земляника значится как средство при заболеваниях почек и нарушении солевого обмена. Ну до чего же мала страница в журнале! И десятую часть дифирамбов не пропели. Тогда наспех: земляника прекрасно замораживается (лучше брать ягоды насквозь красные и без чашечек), предельно скороплодна (в Узбекистане — с апреля), хорошо зимует (на севере плодоносит до конца июля — это ж, если подойти с толком, как долго можно тянуть сезон!), есть ремонтантные сорта (дают плоды несколько раз, до глубокой осени), урожаи бывают и поболее 100 ц/га (доходы соответственно), в начале века была редким деликатесом, а сейчас в мире собирают более миллиона тонн земляники в год (половина всех ягод), трудоемка (особенно при сборе урожая), у многих людей к землянике аллергия (и этих людей от души жаль). А всем остальным, кому можно,— уж если заряжаться фолиевой кислотой, так только из земляники! г:^ Т Ж
Весною все больше становится погожих дней, все ярче светит солнце, чаще голубеет небо. На всякий случай, учитывая капризы погоды, добавим «как правило» — в надежде, что нынешней весной из него не будет неприятных исключений. Когда же, как не в мае, задаться старым как мир вопросом: почему небо голубое, когда воздух, как и вода, прозрачен и бесцветен? Ответ на него искал еще великий Леонардо, проблемой голубизны неба занимались выдающиеся естествоиспытатели прошлого и современные физики, синева неба подробно объяснена в десятках популярных книжек. И все же многие ли смогут вразумительно ответить на этот вопрос? Поэтому коротко напомним, что в атмосферной оболочке Земли происходит рассеяние солнечного света. А оно по закону Рэлея обратно пропорционально длине световой волны в четвертой степени A^~^~4). Синий свет рассеивается примерно в 16 раз сильнее красного. Оттого небо синее, голубое. А нерассеянный прямой солнечный свет — желтый. Таков ответ в самом общем виде. На самом деле картина осложняется атмосферными О цвете неба в пору цветения черемухи аэрозолями, которые, естественно, тоже рассеивают свет, причем в зависимости от размеров частиц по-разному. Крупные частицы (в 10— 20 раз больше длины волны видимого света), например капельки воды или пыль, рассеивают все лучи одинаково. Поэтому облака белые, а небо в жаркий день (много пыли) кажется выцветшим. Между прочим, степень синевы неба имеет для нас не только эстетическое значение. Всем знакомы внезапные майские похолодания, которые, по приметам, приходятся на пору цветения черемухи. Погода в это время неустойчивая, ветреная, а небо ярко- синее. Почему? Потому что идущие в тылу циклонов арктические воздушные массы содержат мало аэрозольных частиц, значит, и рассеяние света меньше. Когда же синева поубавится, небо посветлеет, поголубеет — это верный признак, что теплый воздух на подходе. Ознакомившись с приведенной здесь картой средних майских температур и сверившись с синевой неба, вы можете составить для себя свой первый робкий прогноз погоды. Не расстраивайтесь, если он окажется не совсем точным... Издательство а Наука» «Химия и жизнь»» 1984 г., № 5 1—96 стр. Индекс 71050 Цена 65 коп.