Текст
                    химия и жизнь
Научно-популярный журнал Академии наук СССР 1973
I it
8


«Не трогай! Это бяка1» — предупреждает бог Адама на рисунке Жана Эффеля. А между прочим, зря. Яблоко — это не только плод познания добра и зла, не только яблоко раздора (даже если оно олицетворяет совой научно популярную журналистику, как в апрельском номере «Химии и жияни») и не npoi то лакомс тво О малоизвестных свойствах яблок, которые бе лают их ценным диетическим продуктом, pact казывается в заметке В Гранчарова «Яблоки, пектины и ацидоз»
жимия и жизнь Экономика, производство Новые заводы Гипотезы В лабораториях зарубежных ученых Проблемы и методы современной науки Л почему бы и нет! Элемент №... Последние известия Как делают вещи и вещества Размышления Сенсация Литературные страницы Что мы едим Земля и ее обитатели Живые лаборатории Сказка Новости отовсюду Информация Словарь науки Полезные советы и пояснения к ним Клуб Юный химик Спортплощадка Rp: новый препарат 8 3 В. С. ВЫШЕМИРСКИЙ. Сибирская нефть 8 М. ЮЛЙН. В горы — на дешевом бензине 8 Л. П. СМИРНОВ. Топливо из Киришей 10 А. 3. ЗЛОТИН. Пебрина, дихло- фос и урожаи шелка 14 Д. Н. ФИНКЕЛЬШТЕИН. Что даст автотрофность? 19 В. ИВАНОВ. тРНК в трех измерениях 20 М. В. ВОЛЬКЕНШТЕИН. Эволюция макромолекул и жизнь 27 А. И. МИРОШНИКОВ. Универсального метода пока нет 28 С. В. ЦИВИНСКИЙ. Старит тепло! 31 Р. А. ДЬЯЧКОВА. йротактиний 35 В. ШМЕЛЕВ. Радон: легкие изотопы 36 В. КОТЬ. История, в которой достоверны только уравнения реакций 45 А. Л. КОЗЛОВСКИЙ. Липкие ленты 49 Г. СТЕНТ. Об открытиях — преждевременных и неповторимых 55 И. В. АЛЕКСАХИН, А. В. ТКА- ЧЕНКО. Отцы и дети 60 Теперь это называется «инвит» 64 С. ГОЛДИН. Сладких снов, Мелисса! 67 Э. НАУМОВА, О. ЛЕОНИДОВ. О пользе бесполезного 72 С. Д. КУСТАНОВИЧ. Как утихомирить зверей 76 А. ФРИДМАН. «Проклятое племя» 80 М. КРИВИЧ, О. ОЛЬГИН. Не может быть 82 84 85 Т. АУЭРБАХ. Взрывчатые вещества 86 Л. ЧИСТЫЙ. ...Напоминают палехскую роспись 88 92 М. КИРИЛЛОВ. Допинг или не допинг? 93 96 К- САМОПАНЩИКОВ. Какие зубы лучше — золотые, белые или черные? НА ОБЛОЖКЕ — леденцовый петушок, который, как заведено, должен быть красным. Однако очень распространенный прежде краситель амарант сейчас запрещен, и леденцы, а также кремы, сиропы и кисели окрашивают, если это надо, другими красящими веществами. В пищевые продукты вводят и другие добавки; о них идет речь в статье <Ю пользе бесполезного». ЕЖЕМЕСЯЧНЫЙ НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ АКАДЕМИИ НАУК СССР Август 1973 Год издания 9-й Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, Л. А. Костандов, Н. К- Кочетков, Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Г. М. А. В. Е. A. Д. О. И. О. М. Д. Н. B. В. C. Ф. Т. А. в. к. Володин, Гуревич, Жвирблис, Иорданский, Коломийцева, Либкин, Осокина, Станцо, Старикович, Сулаева, Черникова «ХИМИЯ И ЖИЗНЬ», 1973
,*r\
ЭКОНОМИКА, ПРОИЗВОДСТВО Доктор геолого- минералогических наук В. С. ВЫШЕМИРСКИИ СИБИРСКАЯ НЕФТЬ РАССУЖДЕНИЯ О ТОПЛИВНО-ЭНЕРГЕТИЧЕСКОЙ БАЗЕ СТРАНЫ Речь пойдет в основном о нефти, и прежде всего нефти сибирской. И о некоторых проблемах производствеппых, научных, политических, связанных с дальнейшим освоением топливно-энергетической базы Сибири, которую сегодня нельзя рассматривать иначе как основу топливно-энергетической базы страны в целом. Допускаю, что некоторые положения этой статьи могут показаться дискуссионными, и постараюсь аргументировать их особенно строго. Начну, однако, со статистики, с цифр, взятых из отчетов и справочников ЦСУ. В 1972 году в СССР произведено: нефти — 394 млн. т, природного газа — 221 млрд. м3, угля — 655 млн. т. Соотношение угля и нефти пока, как видим, в пользу угля. Но сопоставим цифры прироста за год: нефть — 22 млн. т, уголь— 14 млн. т, газ — 9 млрд. м3. Чтобы все три графы стали соизмеримы, переведем эти цифры в проценты (за 100% примем уровень 1971 года). Получим: нефть — 5,94%' прироста, газ — 4,25, уголь — 2,18. Тенденция очевидна. Статистические выкладки выглядят более убедительно при сопоставлении данных за сравнительно долгий срок. Вычислим проценты прироста, взяв за 100% уровень добычи в 1965 году. Получается: нефть — 62,2% прироста, газ — 70,8, уголь — 28,7. Как видим, тенденция подтверждается. Нефтяная и газовая промышленность развиваются быстрее угольной, и это закономерно. В Директивах XXIV съезда КПСС записано: «Повысить удельный вес нефти и газа в общем балансе топлива в 1975 году не менее чем до 67%». Эта цифра отражает роль отдельных видов топлива еще яснее, чем добыча в тоннах. ЧТО ЗНАЧИТ ДЛЯ НАС НЕФТЬ... Без малого сто лет назад великий Менделеев бросил полемическую фразу: «Нефть не топливо, топить можно и ассигнациями». С тех пор она стала хрестоматийной, настолько привычной, что мы стесняемся приводить ее в своих выступлениях и не задумываемся о том, что, несмотря на очевидные успехи нефтехимии, производства каучуков, пластмасс и прочей синтетики, нефть — это все-таки прежде всего топливо, основа и сырьевая база для производства современного углеводородного топлива, многократно обруганного гигиенистами, но пока незаменимого. И потребность в жидком топливе растет день ото дня. Даже в странах с наиболее высоко развитой химической промышленностью на нужды химии в наше время идут лишь несколько процентов всей потребляемой нефти. А большая часть — на удовлетворение энергетических потребностей. Этот факт приведен вовсе не для того, чтобы упрекнуть в недостаточной прозорливости великого Менделеева. Просто время другое, масштабы добычи другие, другие возможности, другие потребности. Во времена Менделеева разведанные запасы нефти на Земле оценивались в 4 млрд. тонн. Сейчас — примерно в сто! Есть месторождения по 8— 11 млрд. тонн каждое. С другой стороны, появились миллионы машин, которым необходимы бензин, керосин, дизельное топливо, нефтяные масла и так далее. Поэтому вряд ли можно смотреть сейчас на нефть так, как во времена Менделеева. Не поздно — скорее «ра- новременно», как он говорил. !• S
Сибирская нефть — это не только месторождения Тюмени. Более 30 нефтяных месторождений открыто в Томской области. На снимке — самоходная буровая установка сейсморазведочной партии Качественно иным стало отношение к минерально-сырьевой базе в целом. В наше время она используется так интенсивно, что совершенно иначе приходится оценивать ее значение и значение отдельных месторождений. Те из них, которые прежде, каких-нибудь четверть века назад, казались неисчерпаемыми, ныне представляются более чем скромными. Например, еще в первые послевоенные годы можно было услышать рассуждения о неисчерпаемости бакинской нефти или донецкого угля. Сейчас в масштабах страны доля этих традиционнеиших месторождений — порядка нескольких процентов. О сколько-нибудь значительном приросте добычи и говорить не приходится — прирост дает в основном Сибирь... В нашей стране, как и во всем мире, нефтяные богатства распределены неравномерно. Было время — обходились одним Баку, потом появилось «Второе Баку» в Поволжье, потом третье — в Западной Сибири... А примерно 82% мировых запасов нефти сосредоточены в странах Ближнего Востока и Северной Африки. Кроме этих стран и СССР относительно богаты нефтью лишь США и Венесуэла. Развитым же капиталистическим странам Европы нефти из собственных недр хватило бы в лучшем случае на считанные месяцы (ФРГ — на девять, Италии — на пять, Франции — на три). Англии же — всего на 36 часов, а Японии — на 200. Отсюда — непрекращающаяся битва за нефть, за влияние на богатые нефтью государства. Саудовская Аравия, сохраняя нынешние уровни добычи и потребления нефти, но не вывозя ее в другие страны, могла бы обходиться собственной нефтью примерно восемь тысячелетий. А Кувейт — несколько десятков тысячелетий. Такая неравномерность распределения минерально-сырьевых ресурсов во многом определяет политику. Приведу две цитаты из американских журналов. Первая: «Минута, в течение которой мы ощутим нехватку нефти, окажется для нас смертельной». Вторая: «Если США окажутся не в состоянии обеспечить нефтью Западную Европу, все эти союзники выскользнут из сферы влияния США». В статье, из которой взято это высказывание, речь шла о проблемах НАТО. Совершенно очевидно, что энерговооруженность — ключ к техническому прогрессу. Она складывается из разных источников, разных видов энергии. Но 90—95% потребляемой ныне энергии дает минеральное топливо: уголь, нефть, газ и в значительно меньшей мере — торф и горючие сланцы. Наибольшее стратегическое значение придается нефти. Причин тому много, главных — три. Первая— энергетическая. Сравним теплотворную способность нефти и угля: нефть-г-10300 ккал/кг, каменный уголь — 6880 ккал/кг, бурый уголь — 2150 ккал/кг... Вторая причина в основном химическая: огромные качественные преимущества нефти перед углем, относительная простота превращения ее в высококачественное моторное топливо. И третья — экономическая: добыча нефти обходится значительно дешевле добычи угля. Не случайно в той же Западной Германии одна за другой закрываются угольные шахты, но из года в год растут закупки нефти за границей. Покупать чужую нефть оказывается выгоднее, чем добывать свой уголь... 4
В нашей стране с учетом всех эксплуатационных и транспортных затрат нефть обходится впятеро дешевле угля. Газ, правда, еще дешевле: первый советский газопровод Саратов— Москва окупил за восемь месяцев и строительство, и все поисково-разведочные работы. Но у газа возможности меньше; превратить его в моторное топливо в принципе можно, но получать топливо из газа куда сложнее и дороже, чем из нефти. Наверное, после приведенных фактов и цифр излишне пояснять, что распространен- нейший газетный штамп — «нефть — это черное золото» — не такое уж преувеличение. ...И ЧТО ЗНАЧИТ ДЛЯ НАС СИБИРЬ Сибирь богата практически всеми видами минерального топлива. Уголь, нефть, газ, торф, горючие сланцы — вот, собственно, все виды горючих ископаемых. Лишь сланцев в Сибири относительно мало. Но и в энергетическом балансе мира их роль пока близка к нулю. Торф. По запасам этого ископаемого, используемого пока очень слабо, Сибирь превосходит всю земную сушу, включая остальную территорию СССР. Уголь. Советский Союз по угольным ресурсам занимает первое место в мире: из 23 триллионов тонн угля, разведанных во всех угольных бассейнах планеты, на долю СССР приходится десять, а на долю Сибири из этих десяти— девять. Крупнейшие бассейны мира — Ленский C триллиона), Тунгусский (два), Канско-Ачинский (полтора), Кузнецкий (один)... И что важно, в сибирских недрах много высококачественных коксующихся углей. Газ. До открытия нефтяных и газовых месторождений Западной Сибири СССР занимал второе место в мире по запасам газа: 8,7триллиона кубических метров в США — немного больше четырех у нас. Сейчас разведанные в Западной Сибири запасы природного газа составляют 12 триллионов кубометров — несколько больше, чем во всех остальных странах, вместе взятых. А по оценкам, общие запасы горючего газа в Сибири не меньше 50 триллионов кубометров. (Пока на нефть и газ обследована на севере Западно-Сибирской низменности примерно пятая часть территории, а на юге и в центральной части — примерно треть.) Нефть. Западная Сибирь оказалась не только крупнейшей газоносной провинцией, но и нефтеносной. Если как газоносная она, безусловно, крупнейшая в мире, то как нефтенос- Далънему Востоку нуоюна своя нефть. Слишком дорого обходится перевоз сюда нефтепродуктов из других районов страны. Нефть найдена на Сахалине. Публикуемый снимок сделан минувшей зимой на севере острова: этот необычный караван перевозит буровую установку на новое место ная — крупнейшая в Советском Союзе. Главные нефтяные богатства сосредоточены в так называемой среднеобской нефтеносной области. Здесь расположено крупнейшее месторождение Советского Союза — Самотлор: оно не очень большое по площади, но там много пластов и они мощные, так что запасы этого месторождения очень велики. Самотлор — не единственное уникальное сибирское месторождение, есть и другие. Правдинское, Усть-Ба- лыкское и еще несколько входят в число 20— 30 крупнейших месторождений мира. Западносибирские газовые и нефтяные залежи выгодно отличаются от месторождений других районов. Если у нас в среднем по стране каждая скважина дает 13,5 тонн нефти в сутки, то в Западной Сибири меньше 70—80 тонн скважины не дают, а есть и по 5
I 350—400 тонн в сутки, бывает и больше. Самая богатая скважина на месторождении Гач- Саран в Иране дает 12 тысяч тонн нефти в сутки; у нас в районе Грозного есть скважины, которые дают более двух тысяч тонн в сутки. Но то, что в Иране, тЬ не наше; то, что в Грозном, это хорошо, но мало. Месторождения высокопродуктивные, но мелкие. Здесь же множество скважин дают устойчивые десятки и сотни тонн нефти в сутки — во много раз выше средних по стране показателей. Многим Западная Сибирь представляется районом, чрезвычайно трудным для освоения нефтяных и газовых богатств. Некоторые основания к этому есть: очень короткое лето, суровая и длинная зима, плохо замерзающие болота. А западносибирские нефтяники всегда жалуются, что зима, наоборот, слишком короткая, что из-за этого они многого не успевают сделать. Болота замерзают где-нибудь в декабре, а то и в январе. В марте они уже оттаивают, не держат мощную тяжелую технику. Работать трудно, продукты и почту доставляют на вертолетах, технику тоже. Сложно? Да! Дорого? Да! Но у сибирских нефтяных месторождении есть йлюсы, которые с лихвой компенсируют неудобства и дополнительные затраты. Во-первых, в Западной Сибири очень простое геологическое строение; во-вторых, здесь чрезвычайно удобный для бурения скважин разрез всей осадочной толщи. Легко бурить скважины, аварии бывают очень редко. Не так, как, например, в Грозном, где к нефтеносному пласту подходит одна скважина из трех — тяжелые условия бурения. А обходится каждая скважина в полтрра-два миллиона рублей. Западносибирские нефтяники перекрыли все рекорды по скоростям бурения, бурят вдвое быстрее прежних рекордов, установленных в весьма благоприятных условиях Азербайджана и Северного Кавказа, и почти в десять раз быстрее, чем в Волго-Уральской области, где разрез чрезвычайно тяжелый. Очень важно, что в Западной Сибири нефтяные и газовые богатства сосредоточены в крупных месторождениях. Крупные месторождения разрабатывать экономически выгоднее, чем мелкие. Их и искать легче. В результате себестоимость поисково-разведочных работ в Западной Сибири очень низка. А вообще искать нефть — дорого. Американцы тратят на поиски одной тонны нефти около семи долларов, мы тратим значительно меньше, причем в Западной Сибири эти расходы составляют лишь 16 копеек за тонну. В среднем! Вот вам и трудные условия... 6 Нефтяные и газовые месторождения имеются не только на западе Сибири, есть они и в других ее районах. Такие месторождения открыты к северу от Иркутска на многих площадях; правда, здесь очень сложное геологическое строение района, трудно разгадать поведение пластов на больших глубинах, и поэтому перспективу района сейчас трудно оценить. Но во всяком случае промышленные притоки нефти и газа здесь получены. В наше время нефтяники всех стран большое значение придают объемам осадочных пород, в которых могла образовываться нефть. Получается, что повсюду запасы нефти более или менее пропорциональны объемам осадочного наполнения крупных впадин. И если посмотреть на Западную Сибирь с этой точки зрения, то перспективы на нефть и газ здесь колоссальные. Перспективен в этом отношении и Дальний Восток. Он может и должен получить свою собственную нефть, это очень важно: слишком дорога перевозка... И В ЗАКЛЮЧЕНИЕ — О БУДУЩЕМ Без топливно-энергетических ресурсов Сибири и Дальнего Востока дальнейшее развитие страны уже не мыслится. Но встает вопрос: как дальше развивать здесь топливно-энергетическую сырьевую базу? Этот вопрос очень острый. Некоторые научные коллективы считают, что нужно в основном развивать в Сибири угольную промышленность. Есть очень удобный для разработки угольный бассейн — Кан- ско-Ачинский. Уголь там добывают в карьерах: самый мощный угольный пласт толщиной в 80—100 метров залегает на глубине всего 10—15 метров. Это действительно чрезвычайно удобный для эксплуатации бассейн, и когда там на полную мощность будут освоены все карьеры, тонна канско-ачинского угля будет стоить примерно 60 копеек. Правда, уголь там бурый, но он хороший среди бурых углей, и с его помощью можно получать дешевую электроэнергию. В Госплане рассматривался вариант строительства в этом районе десяти крупных электростанций — каждая мощностью примерно равна Братской ГЭС. Электроэнергию отсюда можно будет передать куда угодно, но это стоит денег. По расчетам экономистов, передача электроэнергии отсюда на Урал обойдется в два раза дороже, чем использование там природного газа, доставленного по трубопро-. водам с месторождений тюменского Севера, Безусловно, юг Красноярского края, Кемеров-
екая и Иркутская области будут снабжаться дешевой энергией канско-ачинского угля. Другие же районы Сибири и Европейская часть страны будут в основном обеспечиваться энергией благодаря нефти и газу Западной Сибири. Не удивительно, что планы по добыче нефти и газа пересматриваются буквально «на ходу». Согласно Директивам XXIV съезда партии, Западная Сибирь в 1975 году должна дать 125 млн. т нефти, и это далеко не предел. В связи с ростом нефтяной и газовой промышленности нередко встает вопрос о том, на сколько лет нам хватит нефти и газа, не ограбим ли мы потомство. Один из основных тезисов сторонников преимущественного развития угольной промышленности таков: если форсировать добычу нефти, то мы всю нефть «съедим» и нас проклянут наши внуки — они останутся без этого необходимейшего минерального сырья. Этот довод представляется мне более чем спорным. В отличие от других полезных ископаемых нефть никто не разведывает впрок — слишком это дорогое удовольствие. Поэтому в большинстве стран запасы нефти разведаны на ближайшие 15—20 лет, не более. В мире разведано около 100 млрд. тонн — но это не та цифра, которая характеризует ресурсы Земли. И советские, и зарубежные ученые оценивают общие ресурсы нефти в земной коре в 1500 млрд. тонн. Но и это еще не все. Имеются полужидкие нефтяные сланцы, которые уже начали разрабатывать в ряде стран (их в земле в три раза больше, чем нефти). И, наконец, из горючих сланцев можно будет получить все то же, что из нефти, а сланцев в недрах Земли примерно в десять раз больше, чем нефти. Потребность в нефти до 2000 года оценивается в 120 млрд. тонн. При этом имеется в виду, что после 2000 года большая часть нефти пойдет только на химический синтез, а энергию будет давать в основном ядерный распад. Добыча нефти стабилизируется или, скорее всего, заметно снизится. Так что нам можно, не беспокоясь о потомках, разведывать и максимально использовать нефтяные и газовые богатства Сибири. Думаю, что потомки будут над нами смеяться, если мы станем беречь для них сибирскую нефть и не используем ее для ускоренного развития производительных сил. Фото ТАСС и АПН Я. 7 ,A^ai, 7
В ГОРЫ- НА ДЕШЕВОМ БЕНЗИНЕ Всякий, кому приходилось ездить на автомобиле по горным дорогам, знает, как это непросто. Нависшие над пропастью узкие асфальтовые ленты, крутые закрытые повороты, затяжные подъемы, неожиданные спуски... Водитель на горной дороге всегда должен быть начеку. А тут еще время от времени начинает чихать двигатель, глохнет мотор, и надо приложить немало усилий, чтобы он заработал вновь. Все дело в атмосферном давлении. Уже на километровой высоте цилиндры плохо наполняются воздухом, топливная смесь горит медленно и вяло, мощность двигателя падает. Чтобы хоть как-то поддержать задыхающиеся моторы, их можно оснастить нагнетателями, которые подают воздух в цилиндры под давлением, как говорят, с наддувом, но это сложно и дорого. В общем, разреженный воздух доставляет автомобилистам много неприятностей. Однако езда по горным дорогам имеет все же одно преимущество: вялое горение топливной смеси резко уменьшает опасность детонации. Оказыва- Директивы XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану развития народного хозяйства СССР на 1971—1975 годы ется, что это преимущество может дать автохозяйствам и автолюбителям немалые практические выгоды. Хорошо известно, что детонационное горение топливной смеси — злейший враг двигателей. Неполное сгорание топлива, перерасход бензина, дополнительное загрязнение воздуха, преждевременное разрушение поршней — все это прямые следствия маленьких взрывов в камере сгорания. Единственное средство против детонации — моторное топливо с высоким октановым числом, бензин, содержащий достаточное количество ароматических и разветвленных парафиновых углеводородов, или же — бензин, сдобренный ядовитыми антидетонаторами. Высококачественные бензины с хорошими антидетонационными свойствами (АИ-93 для легковых автомобилей и А-76 для грузовиков) значительно дороже низкооктановых топлив. Но дополнительные расходы с лихвой окупаются надежной работой автомобилей, долговечностью двигателей. По планам пятилетки, выпуск высо- На Киришском заводе перерабатывается ромашкинская нефть (под таким названием во всем мире известна нефть месторождений Татарской АССР), которая по- НОВЫЕ ЗАВОДЫ ТОПЛИВО ИЗ КИРИШЕЙ В нефтеперерабатывающей промышленности увеличить выпуск продукции в 1,5 раза. Значительно сократить сроки проектирования и строительства нефтеперерабатывающих заводов и сроки освоения их мощностей. Улучшить качество нефтепродуктов. Обеспечить производство в основном малосернистого дизельного топлива, высокооктановых бензинов... В девятой пятилетке бурными темпами развиваются промышленность и экономика северных районов нашей страны. С каждым годом для транспорт, энергетики, химической промышленности требуется все больше и больше топлива, смазочных масел, продуктов нефтехимического синтеза. Для северо-западных районов часть этих продуктов начал выпускать Киришский нефтеперерабатывающий завод имени 50-летия ВЛКСМ. В 1960 г. на берегу Волхова, в небольшом городке Кириши, началось строительство крупного промышленного комплекса — нефтеперерабатывающего завода. В 1966 г. предприятие дало первую продукцию, а в конце прошлого года с вводом в эксплуатацию установки каталитического риформинга было завершено строительство первой очереди НПЗ. 8 v
кокачественного топлива должен резко возрасти, а производство иизкооктановых бензинов А-72 и А-66, на которых сейчас работают старые грузовики, будет прекращено. Сделав это отступление, вернемся к горным проблемам. Давно замечено, что из-за разреженного воздуха даже иизкооктаиовые бензины в горах детонируют гораздо меньше, чем иа равнине. Исследовав детонационные свойства моторных топлив при разных атмосферных давлениях, проведя множество стендовых экспериментов иа двигателях и дорожных испытаний на автомобилях, доктор технических наук И. Л. Варшавский и кандидат технических наук П. А. Арамяи пришли к выводу, что при подъеме в горы иа каждый километр над уровнем моря можно без ущерба для автомобиля снижать октановое число топлива примерно на 12 единиц. Примерно такие же результаты получили исследователи в США и Венесуэле. А перуанские автомобилисты утверждают, что иа подъеме с уровня моря до высоты 4,5 километра (в Перу таких дорог немало) можно постепенно снижать октановое число топлива с 82 (вполне приличный беизин) до 18 (по равнинным меркам, никуда не годный). Итак, есть объективная возможность экономить иа бензине — отправляясь в горы, брать с собой горючее, которое вдвое дешевле обычного. Но много ли можно сэкономить таким способом? Давайте посчитаем. На Памире есть у нас самая высокогорная в мире автотрасса Ош — Хорог, она вся лежит значительно выше трех километров над уровнем моря, ее протяженность ступает по нефтепроводу от Ярославля, и ухтинская — ее подвозят в цистернах по железной дороге. В состав первой очереди НПЗ входят установки первичной переработки нефти, каталитического рифор- минга, гидроочистки дизельного топлива, битумные установки. Среди них выделяются крупнотоннажные установки риформинга бензина мощностью 600 тысяч тонн в год, гидроочистки мощностью 1200 тысяч тонн дизельного топлива в год. Сейчас сверхмощные нефтеперерабатывающие установки модернизируются. На действующих производствах непрерывно интенсифицируются технологические процессы. В результате фактическая мощность первой очереди НПЗ почти на 20% превысила проектную. Новое предприятие выпускает продукцию только высокого качества: высокооктановые автомобильные бензины (больше половины — марки А-76) и мэлосерни- стое дизельное топливо. более семисот километров. Чтобы преодолеть путь от Оша до Хорога на «Волге», нужно сжечь больше ста килограммов бензина. Если вместо бензина марки АИ-93 залить в бак дешевый А-66. можно выгадать примерно восемь рублей. Для экономного автолюбителя это не так уж мало. Но по Памирскому тракту ежедневно проезжают сотни автомобилей, и этот тракт — не единственная высокогорная автострада в стране. Третью часть нашей территории занимают горные районы. В Грузии они составляют 20%, в Армении —42%, в Таджикистане — 44%, в Киргизии—70% территории. Замена дорогого топлива дешевым может по всей стране дать огромную экономию. Но это еще не все. Нефтеперерабатывающие заводы выпускают разный бензин: одни — подороже, другие — подешевле. Из одного конца страны в другой возят горючее разных марок. Экономисты подсчитали: если не возить в горные районы высокооктановое топливо, только иа Транссибирской магистрали и железных дорогах Закавказья можно сократить встречные перевозки на 2—3 миллиарда тоннокиломет- ров. Наконец, последнее. Отказ от горючего с высоким октановым числом позволит автомобилистам городов, которые расположены в горах, избавиться от этилированного бензина. Значит, в воздух перестанут попадать ядовитые свинцовые соединения. А этот не вызывающий сомнений результат не менее важен, чем экономия миллионных сумм. М. ЮЛИН В Киришах спроектированы и построены современные очистные сооружения, включающие пруды-отстойники большой емкости. Из этих прудов чистую воду во время весеннего и осеннего паводков сбрасывают в Волхов. Строительство Киришского НПЗ продолжается. Предусмотрено сооружение крупных цехов по производству ароматических углеводородов, которые служат сырьем для многих нефтехимических процессов, установок для депарафинизации дизельного топлива и переработки газов. Л. П. СМИРНОВ 9
[jfe_ fl fa ft fi ft & fly fi /ft ft Fw й й m^wftfl Miflf» ffi /ft ''wrwruUUUfil^^
Кандидат биологических наук А. 3. ЗЛОТИН ПЕБРИНА, ДИХЛОФОС И УРОЖАЙ ШЕЛКА Начало этой истории относится к середине XIX века. Давно прошли те времена, когда шелковые ткани были в Европе предметом неслыханной роскоши, когда два легендарных монаха тайно, рискуя жизнью, привезли в Константинополь в своих выдолбленных посохах первую грену шелкопряда, ставшую родоначальником всего европейского шелководства. Производство шелка во Франции, Италии, Центральной Европе, России уже давно превратилось в обширную отрасль промышленности, ежегодные урожаи шелка-сырца измерялись тысячами тонн. Казалось, ничто не предвещало беды. Но вот все чаще и чаще стали появляться сообщения о массовой гибели шелковичных червей, вызванной каким-то неизвестным заболеванием, получившим название пебрины, или «пятнистей болезни». Гусеницы отставали в росте, на теле их появлялись темные пятна (отсюда и название болезни); при сильном заражении большинство гусениц погибало, а немногие дожившие до окукливания давали бабочек-уродов. К 60-м годам XIX в. события приняли угрожающий характер — европейское шелководство оказалось перед катастрофой. Выкормки шелкопряда резко сократились. Нужно было искать пути борьбы с этим бичом шелководства. В ЕДИНОБОРСТВЕ С ПЕБРИНОЙ Кризис в шелковой промышленности серьезно обеспокоил правительство Франции. В 1865 г. оно обратилось за помощью к всемирно знаменитому Луи Пастеру и предложило ему заняться изучением загадочной болезни. Со своей стороны правительство гарантировало внедрение результатов исследований в практику. Посоветовавшись со своим учителем Жаном-Батистом Дюма, Пастер принял предложение и переехал с семьей из Парижа на юг Франции, в центр французского шелководства, где в течение пяти лет изучал тутового шелкопряда и его болезни. Но сначала ученый отправился за консультацией к известному энтомологу Анри Фабру, так как, по его собственным словам, до этого «никогда не держал в руках шелковичного червя». В своих «Энтомологических воспоминаниях» Фабр рассказывал, как в одно прекрасное утро Пастер явился к нему и попросил показать ему коконы: «— Я никогда их не видел, я знаю их только по названию. Не могли бы вы достать их для меня? — Нет ничего легче... Подождите, пожалуйста, минуту. Со всех ног я бегу к соседу, набиваю карманы коконами и, вернувшись, показываю их ученому. Он берет один кокон и вертит в руках, рассматривая его, как мы рассматривали бы диковинку с другого конца света. Потом он прикладывает кокон к уху. — Я слышу какой-то звук,— говорит он с удивлением.— Там, внутри, что-то есть? — Да, конечно. — Что же? — Куколка. — Как это — куколка? — Я хочу сказать, что-то вроде мумии, в которую превращается гусеница, прежде чем стать бабочкой. — И во всех коконах есть такая штука? — Конечно. Гусеница и строит кокон для защиты куколок. — А-а-а! И без дальнейших разговоров коконы перешли в карман ученого, который решил на досуге ознакомиться с этой замечательной новинкой — куколкой. Эта удивительная уверенность в себе меня поразила. Не зная, что такое гусеница, кокон, куколка, метаморфоз, Пастер явился, чтобы возродить шелковичного червя. Древние гимнасты выступали на соревнованиях обнаженными. Гениальный борец против бича шелковод- 11
ства также явился к месту битвы совершенно нагим, лишенным самых простых сведений о насекомом, которого нужно было избавить от опасности. Я был поражен; более того, я был восхищен...» Пастер блестяще справился с задачей. Он выделил возбудителя пебрины, установил, что инфекция передается потомству от родителей через яйца (грену) и разработал простой, но эффективный способ защиты шелкопряда. Он предложил каждую самку, собирающуюся откладывать яйца, сажать в бумажный мешочек с отверстиями для воздуха. Откладка яиц продолжается несколько дней, после чего бабочка погибает, Тогда ее тело подвергают микроанализу и выясняют, была ли она заражена пебриной. Яйца здоровых бабочек имеют право на жизнь, а зараженных — подлежат уничтожению. Метод Луи Пастера получил название цел- люлярного (от латинского слова «целлюла» — клетка, мешочек). Целлюлярный гренаж возродил шелководство, «ПОТЕРЯ КАЧЕСТВА ПРИ ВЫИГРЫШЕ ТЕМПА» Метод Пастера до сих пор остается единственным способом приготовления грены, гарантирующим получение абсолютно здорового потомства. Однако со временем и у него был обнаружен существенный недостаток. Выражаясь шахматным языком, его можно назвать «жертвой качества». У меня в руках — ставшая библиографической редкостью книга Н. Каулина и П. Крип- нера «Научно-практическое руководство к возделыванию шелковицы, выводке шелковичных червей, размотке коконов и ручному прядению шелкового хлопка». Она была издана Московской практической школой шелководства в 1859 г., еще до массовой вспышки пебрины и появления метода Пастера. Вот что там написано: «Так как яички, положенные в разные дни, различны не только по количеству, но и по качеству, то и примято за правило переменять места кладки. Вот почему в первый день по истечении 14—16 часов самок снимают и переносят на другие листы». Уже тогда, больше 100 лет назад, шелководы знали, что бабочка откладывает полноценную грену только в первый день, а дальше идет грена-брак. Она содержит много неопло- дотворенных и сухих яиц, значительно сильнее заражена болезнями, дает урожай коконов на 20% ниже, чем грена первого дня откладки. Засорение полноценной грены бракованной не допускалось. Но одно дело — пересадить бабочек с листика на листик, как это было до целлюляр- ного гренажа: стряхнул — и все, а другое — пересаживать их из мешочка в мешочек. На грензаводах ежедневно появляются на свет миллионы бабочек, так что изолировать всех «свежих» и пересадить всех «вчерашних», да еще так, чтобы не перепутать грену от разных бабочек (ведь в этом весь смысл целлюляр- ного гренажа!) просто нет никакой физической возможности. Способ Пастера решил проблему защиты шелкопряда от пебрины. Но при этом пострадало качество грены. Как устранить этот недостаток? ПЯТЬ ЛЕТ И СТОЛЕТИЯ Если Луи Пастеру для победы над пебриной понадобилось всего пять лет, то у его последователей «борьба за качество» заняла целое столетие. Сначала долго казалось, что найти выход из положения вообще не удастся. Первый успех был достигнут лишь в 1945 г., когда советский ученый профессор Э. Ф. Поярков предложил совершенно новый подход к борьбе с пебриной, одновременно решавший и проблему качества. Суть этого биологического метода сводилась к известной формуле: «Спасение утопающих — дело рук самих утопающих». Куколок шелкопряда предлагалось прогревать при определенной температуре — при этом происходила мобилизация собственных защитных сил их организма и одновременно угнетался возбудитель пебрины. В результате шелкопряд должен был самостоятельно освободиться от инфекции, подавить ее. Метод Пояркова значительно снижал зараженность грены. Правда, не до конца: от 0,5 до 26,5% зараженной грены оставалось. В 1952 г. известный советский ученый, ныне академик Б. Л. Астауров, стремясь усовершенствовать метод Пояркова, предложил прогревать не куколок, а грену. Это упрощало обработку и повышало ее эффективность: в грене возбудитель пебрины находится в более уязвимой стадии развития. Однако остаточное заражение грены оставалось высоким, особенно в Средней Азии, где возбудители болезни оказались более жаростойкими. Кроме того, выяснилось, что высокая температура вредна и для самого шелкопряда. Тем не менее новый метод нашел применение в шелководческих хозяйствах Грузии. Одновременно продолжались попытки усовершенствовать классический метод целлю- 12
лярного гренажа, чтобы, не ослабляя борьбы с пебринои, избежать риска, связанного с действием на шелкопряда физических факторов. В 1954 г. профессор В. А. Струнников предложил изолировать в каждой коробке не по одной, а сразу по сто бабочек и микроанализ проводить по препарату, изготовленному одновременно из всей сотни. При обнаружении спор пебрины должна была выбраковываться грена, полученная от всех 100 бабочек. Этот способ, конечно, облегчал приготовление грены, упрощал пересадку бабочек. Но он был пригоден лишь при ничтожно малом заражении пебринои: нетрудно подсчитать, что при зараженности в 1 % пришлось бы выбраковывать всю грену. Способ нашел применение для приготовления промышленной грены лишь на Самаркандском грензаводе, где пебрина на протяжении многих лет не встречалась. А в общем и сто лет спустя после открытия Луи Пастера всю племенную и большую часть промышленной грены по-прежнему готовили путем изоляции самок в мешочках. Проблема борьбы за качество оставалась нерешенной. ДИХЛОФОС СОРТИРУЕТ ГРЕНУ Итак, все идет по-старому. Очутившись в мешочке, бабочка через некоторое время приступает к яйцекладке. Проходят сутки. Бабочка отложила первосортную грену, тут бы ей и остановиться, но она продолжает откладку, неотвратимо засоряя первосортную продукцию. Что ж, ее можно понять'; ею движет инстинкт сохранения вида, а не забота об интересах шелководов. Как же остановить яйцекладку в нужный момент? И сделать это понадежнее, да и попроще, чтобы дело легко пошло в производство? Хорошо было Пастеру: ему немедленное внедрение результатов в практику гарантировали... Остановить яйцекладку можно только одним способом — убить бабочку внутри мешочка, не повредив при этом грену. Только и всего — дальше все было бы совсем просто. Остановка была за таким средством, которое проникнет в мешочек (как? видимо, через отверстия для воздуха?) и убьет бабочку. Поисками такого средства ученый совет Украинской опытной станции шелководства и поручил заняться автору эти:; строк (в работах принимала участие Е. С. Кораблева). Вещества, убивающие насекомых, давно имеются в распоряжении химиков в огромном (может быть, даже излишнем) ассортименте. Это применяемые в сельском хозяйстве инсектициды, в том числе фумиганты — препараты, применяемые в виде газов или паров. После длительного их изучения был сделан выбор: наиболее подходящим препаратом был, скорее всего, 0,0-диметил-0-2,2-дихлорвинил- фосфат. Несмотря на столь устрашающее название, он всем хорошо известен — это дихло- фос, тот самый, который продается в магазинах бытовой химии. Его главный недостаток—неспособность убивать яйца насекомых, из-за чего нам приходится снова и снова повторять опрыскивания против разных непрошенных квартирных сожителей,— на этот раз обернулся ценным достоинством! Были и другие доводы в пользу дихлофоса: он хорошо испаряется при 25° С, малоядовит для человека, сравнительно быстро разлагается. Летом 1969 г. мы начали лабораторные испытания дихлофоса. Надежды полностью оправдались. Стоит внести в камеру, где воздух насыщен его парами, мешочки с бабочками и отложенной ими первосортной греной, как препарат проникнет внутрь мешочков и убьет бабочек, не повредив грену. Неотложенная грена-брак останется в брюшке мертвой бабочки. Прошло пять лет напряженной работы, проведены десятки лабораторных экспериментов, многочисленные производственные испытания на Симферопольском и Миргородском гренажных заводах. Изучены все возможные аспекты влияния препарата на грену и организм тутового шелкопряда. Выводы однозначны: грена, полученная новым способом, по всем показателям не уступает контрольной, полученной путем ручной пересадки бабочек. А экономия на приготовлении килограмма грены составляет около 25 руб. От внедрения нового метода шелководство страны может получить в год несколько миллионов рублей дополнительной прибыли. Сейчас новый способ приготовления грены внедряется на гренажных заводах Украины. А состоявшийся в Москве в прошлом году межреспубликанский семинар по шелководству рекомендовал всем шелководческим республикам Советского Союза провести широкие производственные испытания метода, разработанного на Украине. 13
ГИПОТЕЗЫ ЧТО ДАСТ АВТОТРОФНОСТЬ? Единственный путь к достижению прочной устойчивости жизни — непрестанное движение вперед. Г. УОЛЛЕС Человек не может жить вне биосферы. Эта тривиальная истина верна хотя бы потому, что люди питаются самой биосферой: съедают другие существа — растительные и животные, или питаются продуктами их жизнедеятельности — молоком или плодами. Означает ли это, что человечество на веки вечные привязано к колеснице биосферы со всеми вытекающими отсюда ограничениями? Конечно, нет. В не столь далеком будущем человечество может стать автотрофным, то есть наш стол перестанет зависеть от других форм жизни. Термин «автотрофный» употребляется здесь в том смысле, какой вложил в него В. И. Вернадский. Биологическое толкование термина другое: автотрофные организмы сами синтезируют необходимые для их жизни органические вещества, а гетеротрофные едят готовую органику. Стало быть, человек сам по себе навсегда останется гетеротрофом. Но совокупность людей — человечество — может быть автотрофным. Столбовая дорога к авто- трофности человечества пролегает через химический синтез питательных веществ из соединений неживой природы. Вероятно, это будет промышленный синтез, в какой-то мере подсмотренный у процессов природного фотосинтеза. Конечно, в дальнейшем техника оставит позади модели природы, уйдет вперед. Но об этом рассуждать пока рано. ФУНДАМЕНТ ЖИЗНИ И ВЕТВИ КРУГОВОРОТА Хотя я и верю в будущее атомной энергии, однако я считаю, что настоящий переворот в энергетике наступит только тогда, когда мы сможем осуществлять массовый синтез молекул, аналогичных хлорофиллу или даже более высокого качества. Ф. ЖОЛИО-КЮРИ Фотосинтез — исток и фундамент жизни на нашей планете. И фундамент обширный: ежегодно растительность Земли усваивает 170 мил- 15 лиардов тонн углерода. Помимо того, растения вовлекают в создаваемую ими органику миллиарды тонн азота, фосфора, серы, кальция, калия и других химических элементов. В результате каждый год образуется около 400 миллиардов тонн органики, в которой запасено 5-Ю21 кал энергии. Эта энергия и движет автобус, львиную лапу и пальцы пианиста. Ресурсы Земли не безграничны — вся масса живого вещества биосферы весит около 2,5 триллионов тонн. Для нас съедобна лишь малая частица этой органики. Население земного шара быстро растет. Развивается и промышленность. И к ожидаемому в будущем дефициту углеводов и жиров и уже обострившейся нехватке белков добавится оскудение кладовых органического сырья. Стало быть, реальна угроза нарушения глобального биологического круговорота вещества: нисходящие звенья (распад, окисление и минерализация органических веществ) будут опережать восходящие звенья круговорота (накопление продукции фотосинтеза). И как же иначе: сейчас за год сжигается столько органики, сколько природа накапливала за миллион лет. Чтобы баланс звеньев был устойчивым и чтобы сжигание все больших количеств топлива не нарушало газового равновесия в атмосфере, надо дополнить, а дальше и частично заменить естественные процессы более быстрым искусственным синтезом. Человечеству придется добавлять в атмосферу все больше кислорода, в особенности когда его убыль из-за окислительных процессов — прежде всего сжигания топлива — станет превышать количество 02, выделяемое растениями. Правда, концентрация кислорода в атмосфере надолго останется стабильной благодаря его колоссальному абсолютному содержанию— 1.5-1015 тонн. Тем не менее таяние этого «основного капитала» атмосферы недопустимо. Ведь мы не знаем всех возможных последствий такого расточительства.
И в этой ситуации искусственный фотосинтез может стать не только поставщиком пищи, органического сырья и химической энергии, но и орудием управления составом атмосферы. Притом орудием исключительной мощи. Ни один поддающийся воображению способ обогащения воздуха кислородом или изъятия из него двуокиси углерода по своим возможностям не идет в сравнение с динамизмом искусственного фотосинтеза. И у ромашки, и у василька, и у баобаба есть общие черты фотосинтеза. Эта глобальная одинаковость уживается с неописуемым многообразием частностей — следствием эволюционного приспособления растений к конкретным условиям. Оттого почти каждый вид растений и вырабатывает свой, только ему присущий набор веществ. Искусственному фотосинтезу не понадобится такое сверхобилие технологических схем. Но и одной, универсальной схемой едва ли обойтись. Логичнее думать о пока что фантастических фотоскнтетических заводах как о комплексе взаимодополняющих производств, где будут и бескислородные, и продуцирующие кислород процессы. ЧЕМ ХОРОШ ИСКУССТВЕННЫЙ ФОТОСИНТЕЗ? Освоение жизнью материальных источников неорганической среды становится все более полным. В этом заключается прогресс жизни. М. М. КАМШИЛОВ При всей своей грандиозности природный фотосинтез, однако, медленный процесс: летом за сутки квадратный метр листвы вырабатывает не более 15 граммов сухих веществ. Должно пройти почти 300 лет, чтобы атом углерода среднестатистической молекулы углекислого газа, блуждающей в воздушном и водном океанах, получил свой шанс быть связанным в молекуле целлюлозы, глюкозы, протеина или другого продукта фотосинтеза. В заводских же реакторах восходящие звенья биологического круговорота будут коваться в тысячи раз быстрее, и притом все в ускоряющемся темпе. В истории химической технологии записано немало примеров подобного ускорения— так развивались синтезы каучуков, волокон, красителей, минералов, словом, всех аналогов природных соединений. Даже неспециалисту бросается в глаза несоответствие между медленным накоплением питательных веществ в растениях и огромной скоростью ферментативных реакций, лежащих в основе фотосинтеза. О их феноменальной быстроте можно судить, сравнив заводской синтез аммиака с таким же в принципе синтезом в корнях бобовых растений. Каталитическая активность азотфиксирующих ферментных систем в 1015 раз выше, чем у катализируемой губчатым железом реакции на аммиачных заводах! Само собой понятно, что будущей технологии искусственного фотосинтеза надо взять на вооружение модели естественных ферментных систем. Достижения последних лет говорят о том, что приход ферментных аналогов в химическую технологию не за горами. Сошлемся на три факта. В 1968 году был получен первый синтетический фермент — рибонуклеаза. В том же году в Институте катализа Сибирского отделения Академии наук создали модели ферментов на основе органических полупроводников. Третий факт: выяснено, что в состав той части клубеньковых ферментов, которая активирует азот, входят органические соединения переходных металлоз — железа и молибдена. Работы Института элементооргани- ческих соединений АН СССР показали, что в присутствии соединений переходных металлов азот способен восстанавливаться при комнатной температуре до нитридов, гидролиз которых и ведет к образованию аммиака. Круг замкнулся... Эволюция менее всего думала об интересах человека, ее удовлетворил менее чем процент световой энергии, используемой растениями. Между тем выведенный Международным институтом риса карликовый сорт IR8 обладает к.п.д. фотосинтеза в 5—6% и дает урожай риса в 95 ц/га. Разве не в силах науки будущего создать эффективные пигменты, сенсибилизаторы и катализаторы, которые станут &&■'■ ' •••-, /&& w у- .if-^^/^^:'/-Ъ^± ■ ■ "■■ - i "* i ■_ ii/.i, »1з?Гг^----- *Т'1 II V\ i ■-TI 1*1 -Fi п i i ' — ■ ■ - —— i iiinijjn -ь\ i i i 1 ■! nil 1И1Г-4- 16
молниеносно подавать энергию Солнца в реакционную массу с высоким к.п.д. использования света? Если природный фотосинтез выдает конгломераты из тысяч соединений разных степеней полезности, то его искусственный собрат будет давать лишь вещества наибольшей биологической и энергетической ценности. И не доли процента, а основная масса продукции заводского фотосинтеза направится в пищевую цепь человека. Компактность и круглогодовой цикл производства позволят высвободить громадные площади из-под пашен и создать на них ландшафты для отдыха. При всеобъемлющей урбанизации и высокой плотности населения, к чему быстро идет общество, это станет неплохим подарком любителям природы. Искусственный фотосинтез заставит атомы и молекулы с возрастающей частотой вступать в бесконечную цепь превращений. Изменится и понятие органических отходов: материалы не будут выбрасываться, как теперь. И как символ бесконечного круговорота и обновления вещества обретет реальные черты образ легендарной птицы феникс, что сгорала в своем гнезде и вновь возрождалась из собственного пепла. КОГДА ЭТО БУДЕТ? Человечество ставит себе всегда только такие задачи, которые оно может разрешить, так как при ближайшем рассмотрении всегда оказывается, что сама задача возникает лишь тогда, когда материальные условия ее решения уже имеются или, по крайней мере, находятся в процессе становления. К. МАРКС Уже редки голоса о нереальности искусственного фотосинтеза. Стрелы скепсиса направлены теперь на отдаленность осуществления этой цели, на невероятную сложность и дороговизну будущих фотосинтетических заводов. Когда же речь заходит о сроках реализации идеи, то пока ясно лишь одно: сроки эти серьезно зависят от размеров научного фронта, *~ж* л* >да-^-- ^ я**—-ут- -;ац^ штурмующего твердыню непознанного. Фронт ширится. В системе Академии наук СССР в Пущино- на-Оке недавно создан специализированный Институт фотосинтеза, его перспектлвной задачей как раз и служит воспроизведение этого природного процесса. На первых этапах, вероятно, с помощью искусственного фотосинтеза будут получать простое органическое сырье, быть может, топливо и простые пищевые вещества— глюкозу и другие моносахариды. Что же касается стоимости искусственного процесса, то уместно напомнить исторический факт — один из многих, ему подобных. После постройки первой в России железной дороги рядом с нею возили грузы гужом. Извозчики несколько лет успешно конкурировали с железной дорогой. Однако в конечном счете победил не конь, а паровоз. В предстоящем соревновании природного и искусственного фотосинтеза победителем окажется обладатель большего энергетического потенциала. Стало быть, конечный результат очевиден. И все же соревнование пойдет на пользу и биологическому и заводскому процессам. Это будет похоже на конкуренцию натурального и синтетических каучуков, башенного и контактного способов производства серной кислоты: совершенствуются и те и другие способы и продукты, шлифуются их грани, выявляются резервы. МОНОМЕРНАЯ ДИЕТА Мы думаем, что наша цивилизация близится к своему зениту, а в действительности нам еще только поют петухи и светит утренняя заря. Р. У. ЭМЕРСОН Из многообразной по составу и строению пищи организм выбирает сравнительно немного пластических и энергетических материалов — небольшое число растворимых мономеров: аминокислот, моносахаридов, жирных кислот... Усвоенные организмом, эти мономеры отчасти расходуются, отчасти же вновь полимеризуют- 2 Химия и Жизнь, № 8 17
ся, давая начало новым белкам, полисахаридам, жирным кислотам. Отсюда и возникла идея рационов, составленных из мономеров. Внедрение «мономерных диет» позволит резко снизить число пищевых продуктов, выпускаемых фотосинтетическими заводами, и регулировать потребление человеком жизненно необходимых веществ, в соответствии с особенностями его организма. По-видимому, переход от полимерной пищи к мономерной изменит нагрузки на отдельные органы нашего тела и на ферментативную систему. Это вызовет перестройку и приспособление организма. Впрочем, такое уже не раз происходило в истории человечества. (Например, при замене грубой сырой пищи, сырого мяса вареным или жареным...) Искусственный фотосинтез не станет копией природного собрата: переход к мономерным или даже олигомерным комплексным обедам (использование в пищу полимеров с малым молекулярным весом) упростит технологию заводского фотосинтеза, тем самым приблизит его осуществление. Все множество процессов природного фотосинтеза легко разбить на две фазы: 1) синтез мономеров, сочленение их в высокомолекулярные конструкции, 2) образование веществ, обеспечивающих жизнь растения. Ясно, что интерес для заводского фотосинтеза представят вещества первой фазы. Следовательно, на заводах будут иметь дело с несравнимо меньшим числом технологических схем и продуктов. Все это позволяет надеяться, что воплощение искусственного фотосинтеза встанет на практические рельсы уже в будущем столетии. Основным стимулятором тут выступят требования жизни. Ф. Энгельс (в письме к В. Боргиусу) как-то заметил, что «если у общества появляется техническая потребность, то это продвигает науку вперед больше, чем десяток университетов». АВТОТРОФНОСТЬ — ЭТО ЗДОРОВЬЕ Мнится, земли не касаюсь, но гостем Зевеса Б небе амброзией я, пищей бессмертных кормлюсь. ПТОЛЕМЕЙ Было бы утопией думать, что человек совершит скачок в автотрофность, как только в обиходе появится синтетическая еда, пусть даже превосходящая природную по своим качествам. Скорее всего этот переход растянется на столетия, и все это время человек будет вести миксотрофное, смешанное, существование: в меню будут входить и организмы, и синтетическая пища. Тем временем наука тщательно исследует пищевые потребности человека и разработает наилучшие варианты синтетических обедов на все случаи жизни. Издревле люди мечтали о чудодейственной пище, которая наполняет тело богатырской силой и дарует долгую жизнь. В древней Греции родился миф об амброзии, которую ели боги. Амброзия давала им вечную юность и бессмертие. Сквозь фантасмагорию легенды проблескивала разумная мысль. Правильное питание действительно таит в себе источник силы. Вот что говорит профессор А. А. Покровский: «Оптимальное питание человека — то есть такая пища, которая обеспечит ему наибольшую работоспособность, максимальную продолжительность жизни, наилучшую сопротивляемость болезням и хорошее настроение,— такая пиша должна содержать в определенной пропорции по крайней мере 65 обязательных компонентов». А ведь все эти компоненты легко ввести в синтетическую пищу. Уже сегодня реален синтез белка заданного состава и чередования аминокислотных остатков, и не нужен крайний оптимизм, чтобы представить, каких вершин достигнет конструирование запланированных свойств пищи. Так что автотрофность подарит и здоровье. Кандидат химических наук Д. Н. ФИНКЕЛЬШТЕЙН 18
В ЛАБОРАТОРИЯХ ЗАРУБЕЖНЫХ УЧЕНЫХ тРНК В ТРЕХ ИЗМЕРЕНИЯХ Молекулы транспортной рибонуклеиновой кислоты (тРНК) играют ключевую роль в синтезе белка. Они служат переводчиками с языка генетической информации, записанной в последовательности нуклеотидов, на язык аминокислотных последовательностей белков. Восемь лет назад Роберт Холли с сотрудниками расшифровали последовательность мономеров в тРНК, переносящей аминокислоту аланин. С тех пор стали известны первичные структуры около сорока различных видов тРНК. Оказалось, что все они могут быть изображены в виде так называемого ^клеверного листа». Но до последнего времени было неизвестно, как лепестки такого клевера располагаются в пространстве. И вот в январе этого года американский кристаллограф Александр Рич и его сотрудники опубликовали результаты рентгено- структурного анализа фенилала- ниновой тРНК («Science», 1973, т. 179, с. 285). «Она похожа па букву Г,— отмечают авторы работы,— короткий конец котэрой акцептирует аминокислоту, а длинная ножка заканчивается антикодоном — тройкой нуклеотидов, узнающих триплет информационной РНК для этой аминокислоты. В углу молекулы расположена ТфЦ-петля клеверного листа, которая содержит универсальную для всех видов тРНК последовательность нуклеотидов: Р1ЩГ(А)». Несомненно, что многие молекулярные биологи рассматривают сейчас изображение этой структуры, пытаясь понять ее внутреннюю логику в связи с механизмом белкового синтеза. Всегда, ли тРНК имеет вид буквы Г? Может быть, это лишь одно из нескольких устойчивых состояний молекулы, а в других условиях в растворе или в ходе синтеза белка на рибосомах тРНК распрямляется? Слишком уж многие из полученных ранее данных свидетельствуют о палкообразной, 1-форме, тРНК. Соблазнительно предположить, что переход из Г-формы в 1-форму служит тем приводным механизмом, который «продергивает» информационную РНК сквозь рибосому во время синтеза белковой цепочки. Но сначала, конечно, очень важно было бы доказать, что такая 1-форма тРНК, действительно, существует. Кандидат физико- математических наук В. ИВАНОВ °-**<> Г А hY ЦУЦ, hY ... Г *,nr*Uf>4K>*MJAvi' a.**4t4 4C&is*.'*a**i** 9Г ц г г А У У У А т^Г • Г ГА ГЦ, ГА т rueVv]-«i> т2Г Ц ц Г - А Цт Y А- З'ОН ц ц А • U - Г • Ц у Т^Ц - пст^ь ' у \ . А \ Г А Ц А Ц ^А , _ ^.rri / Ц) Цу?г V-V Г шл • г - у . т5Ц • У А Y Ту\Х~п*'М,ля VvjCrT h'lu чРШ уч nsIl Jlk \i«JOT^ «^ ^C 'ли-гмдроу/мф*** >й& СВч. <jor\ojLHUT4ju>-^j£ у'^ЗЖЦ*^ incest п&тля ^^*J ^^^ j&isi^^^bb. Pi 1 Vgv 1 ^^w /^ ^^v l*\ J/ /м JJj З'-он ^ У *n, 1 Фенилаланиновая тРНКфсн, изображенная в форме «клеверного листа* и ее пространственная структура по данным Л. Рича 2* 19
ПРОБЛЕМЫ И МЕТОДЫ СОВРЕМЕННОЙ НАУКИ Член-кор респондент АН СССР М. В. ВОЛЬКЕНШТЕЙН ЭВОЛЮЦИЯ МАКРОМОЛЕКУЛ И ЖИЗНЬ Живое тело представляет собой сложнейшую динамическую систему, существование которой определяется сетью химических реакций; оно содержит разнообразные высокомолекулярные и низкомолекулярные вещества, большие и малые молекулы. К первым относятся прежде всего белки и нуклеиновые кислоты. Но говорить о живых молекулах бессмысленно: ни белок, ни ДНК сами по себе не живут и в этом смысле не отличаются от синтетических полимеров. Необходимым условием жизни является наличие различных веществ, способных реагировать друг с другом. Биохимия и молекулярная биология достигли немалых успехов в расшифровке химических реакций, происходящих в живых организмах. Достаточно указать на раскрытие путей обмена веществ, на решение проблемы генетического кода. Однако и химия, и физика встречаются с громадными трудностями при изучении процессов развития организма. Многоклеточный организм возникает из одной оплодотворенной яйцеклетки, из зиготы; клетка делится, происходят дифференцировка клеток и морфогенез... Эти основные жизненные явления загадочны, и молекулярная биология лишь приступает к их изучению. Вместе с тем, своеобразие процессов индивидуального и эволюционного развития, существенное отличие явлений жизнедеятельности от явлений неживой природы порождают противоречия между обычной физикой и химией, с одной стороны, и биологией — с другой. ТЕРМОДИНАМИКА И БИОЛОГИЯ В прошлом веке были созданы две великие эволюционные теории. Первая из них — физическая, смысл которой заключается в том, что любая изолированная физическая система эволюционирует к состоянию равновесия, характеризуемому максимальной неупорядоченностью, мерой которой служит энтропия. Так, при соприкосновении двух тел, обладающих различной температурой, происходит теплообмен, температура выравнивается и соответственно повышается энтропия. Это второе начало термодинамики, сформулированное и обоснованное Р. Клаузиусом, Л. Больцманом, Д. Гиббсом. Вторая теория — эволюционная теория Ч. Дарвина, описывающая и объясняющая эволюцию в живой природе, идущую от простейших микроорганизмов к человеку с его мыслящим мозгом. Биологическая эволюция является как бы «антиэнтропийной», она развивается по направлению ко все большей упорядоченности. Иначе говоря, термодинамика и биология очевидным образом противоречат друг другу... Это противоречие, однако, снимается, если учесть, что клетка, организм, популяция, наконец, биосфера в целом — не изолированные, но, напротив, открытые системы, то есть системы, обменивающиеся с окружающим миром и веществом, и энергией. Поясним термодинамические особенности открытой системы простым примером. Живой человек находится в неравновесном состоянии: в нем протекают биохимические процессы, его температура отлична от окружающей среды и т. д. Такое состояние поддерживается обменом с окружающей средой — процессами дыхания, питания, выделения отбросов. Если этот человек — космонавт, находящийся в космическом корабле, то корабль в целом можно с большой степенью точности считать изолированной системой, так как действительно прилагаются все усилия, чтобы изолировать его от окружающего космоса. И коль скоро все идет хорошо, космонавт во время полета сохраняет свое состояние: он здоров, его вес постоянен. Постоянна и его энтропия — мера неупорядоченности. А как же быть со вторым началом? Оно, конечно, соблюдается для корабля в целом. Постоянное, стационарное, но неравновесное 21
состояние космонавта поддерживается оттоком его энтропии в окружающую среду, в корабль. Продукты выделения космонавта имеют большую энтропию, чем продукты его питания, и энтропия в целом возрастает. Значит, открытая система может находиться достаточно долго в состоянии неравновесия, а именно это состояние и характеризует жизнь. По-видимому, советский биолог Э. Бауэр был первым ученым, анализировавшим эту ситуацию еще в 1935 году. Для трактовки биологических процессов трудами школы бельгийского физика И. При- гожина была развита неравновесная термодинамика, или термодинамика необратимых процессов. При равновесии равны скорости прямых и обратных реакций, все процессы обратимы: необратимые изменения происходят лишь в неравновесных условиях. Но до недавнего времени неравновесная термодинамика рассматривала лишь те процессы, которые протекают все-таки именно вблизи равновесия. Процессы же развития, возникновение новых структур из бесструктурной системы нельзя объяснить, если ограничиваться условиями хотя и неравновесными, но близкими к равновесию. В самом деле, любой фермент, то есть белковый катализатор, без которого не обходится ни одна биохимическая реакция, вблизи равновесия ускоряет и прямую, и обратную реакции в равной мере. Следовательно, переход системы в новое структурное состояние вблизи равновесия невозможен. «Вблизи-равновесная» термодинамика неприменима к процессам развития. За последние годы И. Пригожий и П. Гланс- дорф разработали методы анализа стационарных состояний, далеких от равновесия. Оказывается, что в этих условиях действительно возможны и образование новых неравновесных структур, и периодические процессы — такие, например, как периодические химические реакции, которые изучил молодой советский физик А. М. Жаботинский *. Таким образом, сейчас заложены основы для общефизического понимания процессов биологического развития. ТЕОРИЯ ИНФОРМАЦИИ У этой же проблемы есть и иной аспект — он связан с теорией информации. Количество информации в каком-либо сооб- * «Химии и жизнь», 1973, JVs 7. 22 щении есгь мера сведении, которые такое сообщение содержит. Бросим монету. Пока она не брошена, нет события и нет сообщения о событии. Оба исхода — герб и решка — равновероятны, информация отсутствует, ее количество равно нулю. После того как монета брошена и выпал, допустим, герб, событие осуществилось и получено некое количество информации. Как его измерить? Бросим одновременно две монеты. В сообщении «первая монета — герб, вторая — решка» содержится вдвое больше сведений, чем в сообщении о том, что одна монета легла вверх гербом. Количества информации складываются. А вероятности? Вероятность выпадения герба у первой монеты равна 72. Такова же вероятность выпадения решки у второй монеты. Вероятность того, что эти два независимых события произошли одновременно, равна 'Д- Вероятности перемножаются. i Если мы хотим связать количество информации в данном событии с его вероятностью, то зависимость между этими двумя величинами должна быть логарифмической: когда две величины перемножаются, их логарифмы складываются. Следовательно, количество информации I, получаемое при выборе одного из равновероятных событий, равно логарифму их числа Р: I = log2P Логарифм взят при основании 2. Единица количества информации называется один бит. При бросании одной монеты Р=2, 1 = 1 бит; при бросании двух монет Р=4, 1=2 бита и т. д. Очевидно, что Р есть число, обратное вероятности. Написанная выше простая формула подобна физическому выражению энтропии S=klnP, где Р — число способов, которым можно осуществить данное состояние, а к — постоянная Больцмана, равная 1,38X10-16 эрг/градус (логарифм здесь натуральный, то есть взятый при основании е=2,78...). Очевидно, что ' S = kln2 ■ log2P = 0,693kl. (множитель In 2 появляется при переходе от логарифма с основанием е к логарифму с основанием 2). Следовательно, количество информации и энтропия пропорциональны. Иными словами, мы можем перейти от количества информации к энтропии, умножив его на малый множитель kln2«10~6 эрг/градус.
Увеличение энтропии, то есть неупорядоченности, означает уменьшение информации, и наоборот. Рассмотрим кристаллизацию жидкости (рис. 1). Жидкость обладает большей энтропией, чем кристалл, так как кристалл упорядочен, частицы в нем размещены строго регулярно. Значит, при кристаллизации энтропия уменьшается. Одновременно возрастает информация, так как расположение молекул в кристалле, в отличие от жидкости, известно; причем полученное количество информации будет равно уменьшению энтропии с точностью до множителя 0,693 к. Но если при кристаллизации жидкости энтропия уменьшается, а информация возрастает, то холодильник при этом нагревается, его энтропия возрастает, а информация уменьшается. При развитии организма возрастает упорядоченность, то есть количество информации, и убывает энтропия. Это оплачивается увеличением энтропии окружающей среды. БИТ БИТУ РОЗНЬ Многие ученые предпринимали попытки применить теорию информации к биологии, к процессам развития. При этом выяснилась своеобразная ситуация. Оказалось, что чрезвычайно трудно оценить количество информации, заключенное в живой клетке. Скажем, количество информации в кристалле определяется выбором точных положений атомов и молекул, образующих кристалл. Но в клетке количество информации определяется не только положениями атомов и молекул, но всеми их специфическими взаимодействиями. И если бы даже удалось узнать, сколько битов содержит клетка, это дало бы очень мало. Ведь количество информации, эквивалентное энтропии, характеризует всего лишь степень упорядоченности. А для понимания процессов развития нужно знать не количество информации и его изменение, но программу биологического развития, заложенную в генах, и способ ее реализации. Значит, возникает вопрос о содержании информации, о ее ценности для развития. Мы получаем один и тот же бит информации при ответе на любой вопрос, поставленный в форме «да или нет?» Скажем, положительный ответ на вопрос «можно ли применять теорию информации к биологическому развитию?» дает один бит, то есть столько же, сколько дает результат бросания монеты. Ценность информации здесь не фигурирует. Как же определить эту ценность? Рассмотрим простой пример. Третий том курса высшей математики академика В. И. Смирнова содержит богатую информацию. Какова ее ценность? Приходится спросить: для кого (или для чего)? Для дошкольника ценность нулевая, так как он не в состоянии эту информацию воспринять. Для академика А. Н. Колмогорова она также нулевая, ибо он в'се это уже знает. Очевидно, что информация, заключенная в этой книге, имеет наибольшую ценность именно для студентов того курса, для которого она предназначена (рис. 2). Значит, ценность информации зависит от предварительного запаса информации у ее рецептора. Такой предварительный запас информации называется тезаурусом («тезаурус» по-латы- ни значит сокровище). Иными словами, ценность информации определяется реальным процессом ее передачи и восприятия. Ценность информации, заложенной в генах, определяется реальными процессами программирования биологического развития. ТЕОРИЯ ЭЙГЕНА В 1971 году известный физико-хнмик Ман- фред Эйген (ФРГ), опираясь на достижения современной неравновесной термодинамики и теории информации, а также воспользовавшись теоретическими методами кинетики, построил модельную теорию добиологической эволюции, эволюции макромолекул*. Допустим, что биологической, клеточной эволюции предшествовала эволюция макромолекул белков и нуклеиновых кислот. Это согласуется с общими идеями о возникновении жизни из неживой природы, впервые последовательно сформулированными академиком А. И. Опариным. Макромолекулярные цепи, построенные из различных звеньев, — это информационные макромолекулы. Белковая цепь представляет собой «текст», написанный двадцатибуквен- ным алфавитом, так как она строится из двадцати сортов аминокислотных остатков. Цепь нуклеиновой кислоты — четырехбуквенный текст, построенный четырьмя разновидностями нуклеотидов. * Работа Эйгена «Самоорганизация материи и эволюция биологических макромолекул» опубликована в журнале «Die Naturwissenschaften» в октябре 1971 года. Затем она была издана в виде отдельной книги. На русском языке эта книга появится в 1973 году в издательстве «Мир». Перевод более короткой и популярной статьи Эйгена, написанной на ту же тему, опубликован в «Успехах физических наук» (март 1973 года). 23
Наличие текста означает наличие информации. Но как она может создаваться, воспроизводиться, отбираться и эволюционировать? Иначе говоря, как отбираются из громадного числа случайно возникающих различных цепей именно те, которые в дальнейшем определяют развитие жизни? Ведь, например, нуклеиновая цепочка, состоявшая из 100 звеньев, может иметь 4100 различных последовательностей нуклеотидов. Эйген анализирует мысленное устройство, модель, представляющую собой ящик с полупроницаемыми стенками (рис. 3). Через стенки могут проходить мономерные, но не полимерные молекулы. Внутри ящика происходит случайная полимеризация мономеров, а также распад образовавшихся полимерных цепей. Кроме того, цепи обладают способностью к репликации, то есть цепь может служить как бы матрицей (в типографском смысле этого слова) для сборки собственных копий из свободных мономеров. Осуществляется своеобразный автокатализ. При сборке копии, при репликации, возможны и ошибки. «Ящик Эйгена» сугубо неравновесен. Поступающие в него мономеры снабжены избыточной энергией — именно поэтому они и способны • полимеризоваться. Так, в реальном синтезе цепей нуклеиновых кислот участвуют мономеры, содержащие избыточную химическую энергию в фосфатных группах. Неравновесность «ящика Эйгена» находится в согласии с современными представлениями об особенности термодинамики биологических систем, с неравновесной термодинамикой. Скорость копирования, скорость размножения различна для различных цепей. Очевидно, что цепи, для которых скорость копирования меньше, чем скорость распада на мономеры, будут «вымирать», исчезать с течением времени. Напротив, цепи, размножение которых будет происходить быстрее, чем распад, «выживут» (рис. 4). Однако этот процесс еще не моделирует естественный отбор и эволюцию. Только если наложить на исследуемую открытую систему, на эйгеновский ящик, определенные условия, обеспечивающие стационарность обшей организации, то есть постоянство концентраций моиомерных единиц и суммы всех полимерных цепей, то в системе начнутся естественный отбор и эволюция. Каждый сорт цепей будет характеризоваться определенной ценностью информации для процессов копирования, определенной величиной, определяющей скорость размножения цепей. Существенно, что ошибки копирования могут повышать эту величину— цепи с мутациями могут оказаться быстрее размножающимися. Величина ценности информации выражается простой комбинацией кинетических констант, характеризующей превышение скорости репликации над скоростью распада и учитывающей наличие мутаций. Эйген называет эту величину селекционной ценностью. Решение кинетических уравнений показывает, что спустя некоторое время в системе останутся только цепи с наибольшей селекционной ценностью — они будут накапливаться в результате вымирания всех остальных цепей. >> «■■■ S"' чЛ- Л U *Л. 0%. (А <Л 6 *~fl* /С ffi) s':> М Шхольцм H)CoJn/w о ъоуроб ч Яёз«улу* / Изменение информации и энтропии при кристаллизации жидкости (I — информация, S — энтропия). Справедливы соотношения и 5BI-5A>х>5ж — 5к = = (/к — /ж) k In 2. То есть увеличение энтропии холодильника превышает уменьшение энтропии кристаллизуемой жидкости и эквивалентное ей увеличение информации Ценность информации зависит от тезауруса — предварительного запаса информации у рецешора 24
Наличие ошибок копирования, мутаций оказывается необходимым для эволюции. Допустим, что селекция закончилась, на данном этапе развития выжили только «главные копии» с наибольшей селекционной ценностью. Если в результате мутаций появятся цепи с еще большей ценностью, то они займут место главных копий, и процесс сдвинется в сторону образования этих новых цепей. Далее Эйген проанализировал конкретные биологические системы, исходя из их экспериментально установленных свойств. Процессы копирования определяются молекулярным узнаванием: данное место цепочки-матрицы должно узнавать определенный мономер и на этой основе включать его в растущую полимерную цепь. Конечно, узнавание состоит в реальных взаимодействиях атомных структур, зависящих от их природы и пространственного расположения. Наличие мутаций связано с неточностью узнавания. Эйген показал, что эта неточность при простом копировании цепей настолько велика, что в результате селекции могут возникать лишь короткие информационные макромолекулы с числом звеньев порядка нескольких десятков. Если же копирование нуклеиновой кислоты происходит с участием белков-ферментов, синтезируемых на цепи нуклеиновой кислоты, как на матрице, то замыкается некий цикл. Нуклеиновая кислота обеспечивает синтез белка, который, в свою очередь, необходим для размножения молекул нуклеиновой кислоты, Такие циклы подлежат селекции и эволюции, описываемым кинетическими уравнениями. Будет происхо- д^ь четкий отбор сколь угодно длинных нуклеиновых и белковых цепей. Ясно, что для реализации ыуклеиново-бел- кового цикла необходим генетический код — определенное соответствие между последовательностью нуклеотидов и последовательностью аминокислотных остатков. Код этот сегодня известен, то есть указанный цикл дейст-, вительно осуществлен в живой природе. ТЕОРИЯ И ЭКСПЕРИМЕНТ Может показаться, что Эйген не открыл ничего нового. Это было бы ошибкой. Эйген доказал теоретическими расчетами, что именно реально существующие нуклеиново-белковые циклы способны к естественному отбору и эволюции. Впервые построена физико-химическая модель эволюционного процесса на молекулярном уровне. Понятие ценности информации приобретает в теории Эйгена конкретное физико-химическое содержание. Информация, запасенная в макромолекулярной цепи, имеет ценность применительно к определенному процессу, к процессу копирования цепей, и количественно выражается как кинетическая величина, названная селекционной ценностью. Эйген смог сопоставить теорию с опытом, проанализировав результаты, полученные при изучении Qp-фага С. Спигелменом *. * «Химия и жизнь», 1970, № 9. «Ящик Эйгена» имеет стенки, проницаемые для активированных мономеров, но непроницаемые для образовавшихся из этих мономеров высокомолекулярных цепей. Это система, далекая от состояния равновесия, и поэтому ее поведение описывается неравновесной термодинамикой, используемой для описания биологических систем В «ящике Эйгена» может идти «размножение» главных цепей, имеющих наибольшую селекционную ценность, и одновременное «вымирание» других цепей 25
Так называемый Qp-фаг, заражающий бактериальные клетки, синтезирует в них свою собственную РНК-репликазу. Это фермент, катализирующий репликацию Qp-фага, то есть его размножение. Qp-репликаза вполне специфична— она узнает только Qp-PHK, но не какую-либо инукк РНК- С. Спигелмен провел опыты по «эволюции в пробирке». Репликаза и активированные мономеры (нуклеозидтри- " фосфаты четырех сортов) помещались в пробирку, в которую в качестве затравки, матрицы вводилось малое количество QP-PHK. Проходил матричный репликационный синтез РНК. Малая доля синтезированной РНК переносилась в следующую пробирку, содержащую репликазу и мономеры, и т. д. При этом постепенно уменьшалось время, отпущенное на синтез, время инкубации реакционной смеси. Всего было сделано до 80 переносов. Очевидно, что проводился отбор тех цепочек РНК, которые размножались быстрее всего. В конечном счете получались молекулы РНК, утратившие до 85% своих исходных звеньев, но по-прежнему взаимодействующие с реплика- зой. Эти молекулы, если пользоваться терминологией Эйгена, и обладали наибольшей селекционной ценностью. Расчеты Эйгена вполне согласуются с этими опытами. Таким образом, можно дать физико-химическое толкование эволюции и естественному отбору на уровне макромолекул. Процессы развития оказываются объяснимыми на основе строгих понятий, выработанных при изучении неживой природы. Нужна ли для понимания биологических яз- лений, в частности явлений развития, некая принципиально новая физика, отличная ог уже существующей? Так ведь уже было — в начале века пришлось построить новую, неклассическую физику, квантовую механику и теорию относительности для объяснения явлений микромира и быстрых процессов. Ответ на поставленный вопрос отрицателен. Как показывает все развитие молекулярной биологии и биофизики, как показывает работа Эйгена, существующая физика достаточна. Необходимо вводить новые понятия, — такие, например, как селекционная ценность, — необходимо по-иовому пользоваться старыми понятиями, но принципы физики и химии при этом не меняются. В биологии мы не встречаемся с границами применимости этих принципов. Возникновение квантовой механики и теории относительности определялось именно тем, что наука встретилась с границами применимости ранее отработанных принципов и представлений. В биологии этого нет. Дальнейшее развитие идей, сформулированных Эйгеном, будет, по-видимому, связано с изучением уже не макромолекулярного, но биологического — клеточного и организменно- го развития. Трудностей здесь очень много, но есть все основания смотреть в будущее оптимистически. И действительно, годом позже работы Эйгена появилась статья Г. Куна, в которой также рассматривается эволюция макромолекул и дается убедительная гипотеза происхождения жизни. Но об этой работе следует рассказать отдельно. В 1945 году была опубликована замечательная книга Э. Шредиигера «Что такое жизнь с точки зрения физики?» (она вышла в русском переводе в 1947 и 1972 гг.). В этой книге качественно формулировались основные термодинамические особенности живых организмов и ставился ряд вопросов о молекулярной природе наследственности и изменчивости. В дальнейшем молекулярная биология на эти вопросы ответила. Книга Шредиигера сыграла важную стимулирующую роль в ее развитии. Труд Эйгена можно сравнить с книгой Шредиигера. Различие состоит в том, что спустя четверть века Эйген имел возможность опереться в своих выводах на достижения неравновесной термодинамики, теории информации и молекулярной биологии. Работа Эйгена содержит не только модельную теорию селекции и эволюции макромолекул, но и множество ценных мыслей, относящихся к широкой совокупности проблем молекулярной биологии и биофизики. Мы еще далеки от подлинного объяснения происхождения и развития жизни, и теория Эйгена, конечно, не решает все эти проблемы. Однако сделан реальный шаг на пути, ведущем к их решению. 26
УНИВЕРСАЛЬНОГО МЕТОДА ПОКА НЕТ В июньском номере «Химии и жизни» напечатана заметка О. Алексеева €<Ноьый способ синтеза белков». Сна затрагивает одну из важных проблем современной биоорганической химии — синтез пептидов и белков, к которому проявляют сейчас большой интерес не только химики, но и биологи, фармакологи, работники медицины К сожалению, рассказывая об успехах исследователей из ФРГ, автор заметки обошел трудности, существующие сейчас в синтезе пептидов. Есть два основных направления в синтезе пептидов и белков: классический синтез в растворах и синтез на полимерных носителях, предложенные в 1963 году Р. Мэррифилдом (в журнале он ошибочно назвав нобелевским лауреатом). Классический метод отмечен такими достижениями, как синтез рибонуклеазы, инсулина, многих других гормонов и их аналогов. Он предполагает последовательное соединение аминокислот в полипептидную цепь и сопряжен со множеством сложностей в работе. Требуется выделять в очищать все или, по крайней мере, большинство промежуточных продуктов реакции, зти продукты трудно растворимы. Все это затрудняет автоматизацию и стандартизацию основных стадий синтеза. Синтез на высокомолекулярных носителях лишен многих из этих недостатков, его гегко автоматизировать (некоторые фирмы уже наладили серийный выпуск автоматических синтезаторов) и в последние годы он приобрел широкую популярность во многих лабораториях. Казалось бы, этот метод может найт^ применение в промышленности, однако опыт свидетельствует, что и у этого процесса есть принципиальные недостатки — они обсуждались в губликации €<Химии и жизни». Естественно, чт-э появилась идея объединить достоинства классического синтеза и синтеза на полимерных носителях. В 1965 г. М. М. Шемякин, Ю. А. Овчинников и их сотрудники продемонстрировали такую возможность в работах на растворимом полисти- рольном носителе. Сообщение об этом исследовании было опубликовано в Советском Союзе и за рубежом, оно известно в научной литературе как €<метод Шемякина». Этими же авторами была высказана идея использовать кроме полимеров, растворимых в органической среде, еще и водорастворимые полимеры и, кроме того, удалять низнсмолекулярные продукты реакции с помощью мембранных фильтров. Именно такой способ впоследствии был успешно использован в США X. Г. Кораной при синтезе олиго- нуклеотидов. Однако дальнейшие исследования показали, что и этот процесс не лишен серьезных недостатков. Пептидный синтез идет в растворе и зто избавляет от стериче- ских препятствий. Однако для слишком разбавленных растворов — а именно таковы растворы полимеров в органических и водных средах — пока нет достаточно эффективных способов создания пептидной связи. Поэтому реакция идет медленно, это требует избытка реагентов, а если на какой-либо стадии синтеза незначительно счижается выход продукта, то это загрязняет конечный продукт реакции примесями, отделить которые очень трудно. Все эти недостатки относятся и к уже известному советским специалистам способу Э. Байера, Байер впервые начал разделять продукты синтеза с помощью мембранного ультрафильтра €<Dia- flo», работающего в водной среде. Но этот способ можно будет считать действительно серьезным новшеством только тогда, когда появятся мембраны, способные работать не только в водной среде. Кроме того, предстоит еще добиться высокой скорости образования пептидных связей и решить другие специальные проблемы химии пептидов. Поэтому, как нам кажется, преждевременно говорить о появлении принципиально нового универсального метода синтеза пептидов и белков. Классический метод все время совершенствуется и многие исследователи предпочитают пользоваться именно им, а для сложных физико-химических и биологических исследований получают чистые соединения только методом синтеза в растворах. Сообщение в «Химии и жизни» справедливо обрещает внимание ип такие интересные объекты исследования, как, например, низкомолекулярные пептиды, выделенные из гипоталамуса животных. Эти соединения могут оказаться полезными для выяснения механизма гормональной регуляции и для практической медицины. Однако и в данном случае модифицированный метод Э. Байера нельзя считать единственно целесообразным. Работы по синтезу низкомолекулярных гормонов ведутся всеми возможными методами, в частности, ь Институте химии природных соединений АН СССР, и отдавать предпочтение какому-либо одному способу— пока рано. Кандидат химически» наук А. И. МИРОШНИКОВ 27
А ПОЧЕМУ БЫ И НЕТ! Кандидат СТАРИТ физико-математических наук с в. цивинскии ФОРМУЛА СТАРОСТИ Почему лось живет 25 лет, а коза— 12? Почему у животных одних видов жизнь длинная, а у других совсем короткая? Нет ли тут какой- нибудь закономерности? И в объемистом теле слона, и в крошечном организме дафнии идет множество физико-химических, биохимических и других процессов. Сильнейшее влияние на них оказывает темпе- • ратура, которая воздействует на все жизненно важные явления. Так, может быть, она влияет и на длительность жизни близких видов животных? Температура теплокровных животных (млекопитающие и птицы) как бы задана особенностями их физиологических процессов. А вот для холоднокровных животных (насекомых, рыб, пресмыкающихся и др.) в первом приближении можно считать, что температура тела равна температуре внешней среды. Почему в первом приближении? Да потому, что змея может сильно разогреться под лучами солнца, а скоростные рыбы порой куда теплее воды — рыб согревает интенсивная работа мышц. Но не будем отвлекаться от основной темы. Вернемся к возможной зависимости между температурой и сроком жизни зверей, птиц и других «братьев наших меньших». Сравним длительность жизни теплокровных животных, например млекопитающих, и температуры их тела. Посмотрим, нельзя ли, меняя температуру среды, увеличить или уменьшить среднюю продолжительность жизни холоднокровных животных. В обоих случаях прослеживается некоторая закономерность. Полагаю, что она может быть выражена в следующей математической форме Е In t « In te + xj-, A) где t — средняя длительность жизни, Т — абсолютная температура, R — коэффициент пропорциональности между средней энергией теп- ТЕПЛО! лового движения атома и абсолютной температурой, t0 и Е — постоянные величины, о смысле которых будет сказано ниже. Уравнение — это, конечно, хорошо, но большинство из нас хочет зримо ощутить выраженную в нем зависимость, увидеть, как температура регламентирует сроки жизни. Ну что же, построим графики. На них прямые, наклонные к оси абсцисс под углом, определяемым коэффициентом Е, и показывают эту зависимость. Теперь нужно объяснить, что такое to- Формально это время жизни животного при температуре, равной бесконечности. Для родственных животных (например, млекопитающих) t0 приблизительно одно и то же. К сожалению, сведения о естественной средней продолжительности жизни млекопитающих и птиц очень скупы. (Мне они были предоставлены сотрудником Ленинградского зоопарка Г. И. Изюмовым.) Вероятно, отсутствием достаточно точных данных и можно объяснить разброс точек на графиках, помещенных на вклейке (между с. 48—49). В общем, получается, что чем выше температура тела родственных животных, тем короче их жизнь. Однако это не простая зависимость: малые вариации температуры .слабо изменяют логарифм длительности жизни, а саму жизнь сокращают существенно. Почему же длительность жизни довольно сложным образом зависит от температуры — зависит по закону, описываемому соотношением A)? Старение—это изменение свойств тканей, изменение их химического состава. Нельзя ли и этот процесс рассматривать как результат многих, а возможно, и одной необратимой реакции? СТАРОСТЬ— РЕЗУЛЬТАТ ОДНОЙ ХИМИЧЕСКОЙ РЕАКЦИИ? Вероятно, многие помнят, что скорость химической реакции V зависит от температуры 28
30 40 50 60 70 80 90 возраст, годы Сила мышц правой (I) и левой (II) руки мужчины в зависимости от возраста. (Из книги Б. Стрелера «Время, клетки и старение») следующим образом lnV = In К Е RT B) где К — постоянный коэффициент, Е — энергия активации химической реакции, то есть та минимальная энергия, которую необходимо сообщить молекулам исходных веществ, чтобы они вступили в реакцию. Нетрудно заметить, что средняя продолжительность жизни (t) обратно пропорциональна скорости гипотетической реакции, вызывающей старение, и что из соотношения B) должно следовать уравнение A). Конечно, процесс старения протекает гораздо сложнее. Однако все возможные варианты можно свести к двум наиболее вероятным: старение обусловлено реакциями, которые идут независимо друг от друга, или же старость предопределена такси совокупностью реакций, когда конечный продукт предыдущей служит исходным веществом для последующей. В первом случае процесс старения в основном зависит от той реакции, которая протекает наиболее быстро. Во втором — от той, которая идет с наименьшей скоростью. Однако и тут и там главенствует какая-то одна реакция. Это и подтверждает уравнение, показывающее, как длительность жизни зависит от температуры тела животного. Пользуясь графиками, построенными по опытным данным, можно найти Е, то есть энергию активации гипотетической реакции старения. Для млекопитающих, птиц и личинок морских ежей она равна примерно 100 ккал/моль, для дрозофил — 9 ккал/моль, а для водяных блох — 10,5 ккал/моль. Базируясь на том, что старость предопреде- 29
лена химической реакцией, идущей при данной температуре с постоянной скоростью, легко, например, объяснить, почему начиная с тридцатилетнего возраста у человека слабеют мышцы и падает жизненный объем легких и интенсивность деятельности желез. Это прямое следствие того, что продукты реакции накапливаются пропорционально времени. Где же, в каких участках организма идет реакция старения? ГДЕ СКРЫВАЕТСЯ СТАРОСТЬ Старческие изменения очень стойки и поражают жизненно важные функции. Значит, в нашей реакции участвуют наиболее стойкие и важные для организма вещества. А обменом веществ в клетках, тканях и во всем организме руководит дезоксирибонуклеиновая кислота в ядре клеток (ДНК). В молекулярной биологии высказывалось мнение, что мы стареем из-за нарушения межатомных связей в ДНК. На эти связи действуют ионизирующее излучение, химические вещества и тепловое движение молекул. Чем выше температура тела, тем это движение интенсивнее. Под действием тепла некоторые атомы могут получить энергию, достаточную для разрыва связей с атомом-соседом. Клетка, в которой нарушено строение ДНК, уже не может выполнять все необходимые функции, это старческая клетка. Где же в огромной молекуле ДНК рвутся внутримолекулярные связи? ДНК состоит из двух спиральных цепочек, связанных друг с другом водородными связями, возникающими между азотистыми основаниями (тимином и аденином, гуанином и цитозином). Набор и расположение этих оснований предопределяет главные особенности клетки, ее обмен веществ. Если разорвать некоторые связи между азотистыми основаниями или внутри них и заменить их другими, клетка гибнет или выполняет только часть своих функций. У млекопитающих и птиц энергия активации реакции (Еж 100 ккал/моль) в десять раз выше, чем у насекомых A0 ккал/моль). А 100 ккал/моль как раз соответствуют энер- \ / гии связи внутри азотистых оснований: С = С. / \ Так, может быть, именно разрыв этих связей и приводит к появлению старческих клеток в теле мыши, попугая и человека? А энергия активации процесса старения насекомых близка к энергии двух-трех водородных связей. Конечно, все это пока лишь предположения. Чтобы их подтвердить или опровергнуть, необходимо изучить изменения ДНК на разных этапах жизни организма. Мне кажется, что продление жизни встанет на практические рельсы, когда выяснится, что именно определяет величину t0. Это пока совершенно неизвестно. А жаль. КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ Когда обезьяна стала человеком? Антропологи утверждают, что лемуры превратились в обезьян примерно 65 миллионов лет назад, что 37 миллионов лет назад от них отделилась ветвь современных человекообразных обезьян и что 15 миллионов лет назад возник древнейший предок человека по прямой линии. Но сейчас появилась возможность определять время возникновения видов по составу белков. Дело в том, что в ходе эволюции белки в результате генетических мутаций изменяются. Чем ближе ЧАСЫ БЕЗ ЦИФЕРБЛАТА между собой виды, тем более похожи их белки; чем дальше друг от друга расположены виды на эволюционном древе, тем сильнее различаются их белки. Если определить момент, когда белки разных видов были одинаковыми, то это и будет датой рождения новых видов. И вот в применении к человеку белковые часы показали, что наш предок появился всего 4—6 миллионов лет назад. Ошибка в 9—11 миллионов лет? Чтобы реабилитировать новый интересный метод, была сделана попытка объяснить полученное расхождение тем, что в ходе эволюции изменяется продолжительность развития индивидуума от оплодотворенного яйца до половозрелой особи, в результате чего общее число мутаций и, следовательно, темп изменения состава белков меняется. Но количественно учесть влияние этого нового фактора далеко не просто. Одним словом, белковые часы тикают, стрелки их движутся, но никто не знает, какое время они показывают... В. ЬАТРАКОВ 30
ЭЛЕМЕНТ №. Кандидат химических наук Р. А. ДЬЯЧКОВА ПРОТАКТИНИЙ Протактиний — один из немногих элементов, существование которых предсказано почти за полвека до открытия... Протактиний — один из немногих элементов с двойственным химическим характером: в одних случаях, в одном валгнтном состоянии, он подобен элементам V группы ниобию и танталу, а в других — актиноидам... Протактиний — один из немногих элементов, которые пока намного дороже золота... Протактиний -— один из немногих элементов, которые пока не нашли практического применения. ТРИ ОТКРЫТИЯ ОДНОГО ЭЛЕМЕНТА Располагая химические элементы в периодической системе, Д. И. Менделеев оставлял, как известно, пустые места для еще не открытых элементов. Осталось свободным и место между торием и ураном — двумя самыми тяжелыми из всех известных тогда элементов. Предположив, что атомный вес нового элемента будет около 235, а химические свойства аналогичны свойствам тантала, Менделеев назвал его «экатанталом». Экатантал оказался протактинием. Первые сообщения об открытии протактиния появились в 1917 году. В некоторых книгах * название этого элемента переводится * См., в частности, книгу Г. Г. Диогенова «История открытия химических элементов», М., 1960. как «первый луч», однако эта трактовка представляется слишком буквальной и оттого неточной. История открытия элемента № 91 — одна из страниц истории поисков радиоактивных элементов и изотопов в природе. Поэтому ее нельзя рассматривать в отрыве от истории других радиоактивных элементов, прежде всего актиния. Протактиний почти одновременно обнаружили О. Ган и Л. Мейтнер в Германии и Ф. Содди и И. А. Крэнстон в Англии. Новый элемент был открыт при химической переработке минералов урана, точно так же, как полоний, радий, актиний. Протактиний нашли в одной из фракций урановой смолки, содержавшей тантал. Недаром Менделеев называл этот элемент экатанталом! И тогда же обнаружилась связь этого элемента с открытым несколькими годами раньше актинием. Обе группы первых исследователей протактиния обнаружили изотоп, который, испуская альфа-частицы, превращался в актиний. Отсюда и название элемента № 91. Протактиний значит «предшествующий актинию». Греческое лреотоа — это не только «первый», но и «исходный», «начальный»... Так был обнаружен самый долгоживущий изотоп элемента № 91 — протактиний-231 с периодом полураспада около 35 000 лет. Но не этот изотоп протактиния был открыт первым. 31
Еще в 1913 году К. Фаянс и О. Гёрлинг обнаружили среди продуктов распада урана короткоживущий изотоп с периодом полураспада чуть больше минуты. Полагая, что открыт новый элемент, ученые назвали его бре- вием (от латинского brevis — «короткий»), то есть короткоживущий. Гаи и Мейтнер, пытаясь изучить химию бревия, обнаружили его сходство с танталом. Однако исследовать этот элемент достаточно глубоко им не удалось прежде всего из-за малого времени жизни бревия. Доказать, что бревий — менделеевский экатантал, тогда не смогли, и этот продукт распада урана стали именовать ураном Хи. Лишь спустя несколько лет было доказано, что бревий, он же уран Хи,—природный изотоп протактиния с массовым числом 234. Получается, что первооткрывателями протактиния были не О. Ган и Л. Мейтнер, а К. Фаянс и О. Гёрлинг... Спустя еще несколько лет, в 1921 году, нрот- актиний-234 вошел в историю науки. При его детальном изучении Отто Ган открыл явление ядерной изомерии. Суть этого явления состоит в том, что некоторые радиоактивные ядра способны распадаться двояко — разными способами или с разными периодами полураспада. У протакти- ния-234 большинство ядер, испуская бета- частицы (период полураспада 1,17 минуты), сразу же превращаются в уран-234. Однако одно ядро из тысячи (точнее—13 из 10 000) избирает другой путь. Испустив гамма-квант, оно превращается в новое ядро, тоже бета- активное, но отличающееся от прочих ядер протактиния-234 более низким уровнем энергии. Такое ядро более стабильно, и у этой разновидности протактиния-234 период полураспада равен 6.7 часа. Нужно ли говорить, что работа, предпринятая Ганом, потребовала исключительной тщательности. Как и другие первые исследователи протактиния, он работал с исчезающе малыми (исчезающе — во всех смыслах этого слова) количествами элемента, вернее, его соединений, точно не идентифицированных. Только в 1927 году американский радиохн- На этой микрофотографии с 60-кратным увеличением показаны кристаллы одного из немногих точно идентифицированных соединений элемента М 91 — протактинийфтористого калия мик А. Гроссе приготовил первые два миллиграмма чистой окиси протактиния Ра2Оу А спустя еше семь лет А. Гроссе и М. Агрусс сумели получить уже 100 мг Pa2Os и выделить из них металлический протактинии. Тогда и узнали, что цвет этого металла светло-серый и что на воздухе протактиний, подобно алюминию, отгораживается от мира (или от окисления в массе) защитной пленкой окиси. Ра205 — самое устойчивое и, пожалуй, наиболее изученное из соединений элемента № 91. Этот окисел белого цвета хорошо растворяется в плавиковой кислоте, но не растворяется в азотной и соляной. До сих пор известно немного соединений протактиния, состав которых установлен точно. Тому есть причины, и главная из них — склонность очень многих соединений элемента №91 к гидролизу. В водной среде они существуют в самых разнообразных формах — ионных, коллоидных, полимерных. Форма нахождения протактиния в растворе зависит не только от начального состава раствора, но и от того, каким способом и как давно этот раствор приготовлен. Нередко протактиний вообще исчезает из раствора —многие его соединения сорбируются стенками стеклянных сосудов... Не случайно этот элемент считается одним из самых трудных для исследования. В довершение всего — та двойственность химического характера протактиния, о которой упоминалось в начале. В современной менделеевской таблице протактиний занимает место в отдельной строке, но это, если можно так выразиться, самый неактиноидный актиноид. 32
iT * i * //с этол* снимке, сделанном в начале 30-х годов, группа виднейших физиков и радиохимиков. Среди них Отто Ган и Лиза Мейтнер, считающиеся первооткрывателями элемента № 91. В первом ряду слева направо: О. Ган, Э. Резерфорд, Л. Мейтнер, С. Мейер. Во втором ряду: Д. Хевеши, Г. Гейгер, Дж. Чедвик, К. Пршибрам и Ф. Панет АКТИНОИД ИЛИ d-ЭЛЕМЕНТ? До появления актиноидной концепции Г. Си- борга протактиний занимал в таблице Менделеева то самое место, которое было оставлено для экатантала. Для этого были все основания. Выделен из танталовой фракции — раз. Образует окисел, аналогичный пятиоки- сям тантала и ниобия — два. Большинство достоверно изученных соединений пятивалентного протактиния — галогениды, оксигалоге- ниды, фторпротактинаты подобны соответствующим соединениям тантала — три. Тем не менее сейчас в таблице Менделеева протактиний, так же, впрочем, как и торий с ураном, вынесен в отдельную графу актиноидов. В чем дело? Как известно, химические свойства элементов определяются прежде всего строением наружных электронных оболочек атомов. Но не всегда. У элементов побочных подгрупп происходит заполнение «дополнительными» электронами предпоследней оболочки, обозначаемой латинской буквой d. Отсюда относительное сходство всех переходных металлов (они же d-элементы), независимо от группы. Еще больше сходство элементов, в атомах которых происходит заполнение следующей — f-оболоч- ки: примером тому редкое единообразие свойств лантаноидов. В седьмом периоде следовало ожидать, что, начиная с элемента № 89, актиния, «лишний» электрон пойдет в предпоследнюю, 6d-oбoлoчкy. Так, собственно, и происходит. Однако уже у следующего элемента — тория девяностый электрон вкли- 3 Химия и Жизнь, JVe 8 33
Яивается в предыдущую Sf-оболочку. То же и у протактиния... Так с позиций актиноидной концепции объясняется нынешнее местонахождение элемента № 91 в таблице Менделеева. Но не все, что логично объясняется, хорошо согласуется с опытом. Протактиний весьма плохо следует правилам, принятым в актиноидном семействе. Если для большинства этих элементов наиболее характерна валентность 3+, то протактиний чаще всего пятивалентен, а в трехвалентном состоянии до сих пор не получен. Известны, правда, соединения четырехвалентного протактиния, которые получают с помощью восстановителей в атмосфере водорода или инертного газа. Эти соединения подобны аналогичным соединениям некоторых лантаноидов и актиноидов в четырехвалентном состоянии. Этот факт оправдывает размещение элемента № 91 во втором «интерпериодическом узле» менделеевской таблицы. Двойственность химического поведения протактиния — то он ведет себя как типичный d-элемент, подобный ниобию и танталу, то как актиноид — нашла объяснение. Разница энергий у электронов 5f- и 6с1-уровней в его атомах очень мала — меньше, чем у других актиноидов (исключая торий). Электроны этих слоев могут легко переходить с одного уровня на другой, меняя электронную конфигурацию атома и, следовательно, химические свойства элемента. По свидетельству Гленна Сиборга, протактиний— «один из самых капризных и неуловимых элементов», и, думаю, под этими словами охотно подписался бы любой химик, имевший когда-либо дело с элементом № 9L ПОРОЖДЕННЫЙ УРАНОМ По сравнению с возрастом Земли — 4,5 • •109 лет — время жизни любого изотопа протактиния очень мало. Первичный протактиний, образовавшийся в период формирования нашей планеты, уже давно распался, вымер. Тем не менее протактиний в природе есть. Его очень немного — порядка 10-!0%. Этот протактиний (изотоп 23Фа) порожден распадом урана-235. Схема здесь такая: Этот процесс идет постоянно, поэтому прот- актиний-231 постоянно присутствует во всех рудах, содержащих уран. Но поскольку продолжительность жизни протактиния-231 в 22 000 раз меньше, чем урана-235, у цифр, отражающих содержание ЭТйХ изотопов в земной коре, та же пропорция. А доля порождающего протактиний урана-235 в природной смеси изотопов этого элемента всего 0,7%. Вот почему протактиний принадлежит к числу наименее распространенных на Земле элементов. В этом расчете, разумеется, не учтен другой природный изотоп протактиния — с массовым числом 234, бывший бревий. Но на точности расчета это обстоятельство никак не отразилось: слишком уж мало время жизни этого изотопа. Заметим только, что и он — продукт распада ядер урана. Кроме этих двух изотопов протактиния, сейчас известны еще 11—с массовыми числами от 224 до 237 и периодами полураспада от нескольких секунд до нескольких дней. Все они образуются искусственным путем в цепочках радиоактивных распадов, идущих после облучения урана-238 и тория-232 протонами, дейтронами или альфа-частицами. ОБ ИСТОЧНИКАХ ПРОТАКТИНИЯ, РЕАЛЬНЫХ, НО БЕСПЕРСПЕКТИВНЫХ, И ПЕРСПЕКТИВНЫХ, НО ЕЩЕ НЕРЕАЛЬНЫХ После рассказанного должно быть ясно, почему протактиний до сих пор не нашел практического применения. Исключительная трудно- доступность (радия в урановой руде больше, чем протактиния), недостаточная изученность, отсутствие (по сегодняшним критериям) каких-либо выдающихся свойств... И в довершение всего — токсичность, примерно в 250 миллионов раз превышающая токсичность синильной кислоты (последняя цифра выведена из сравнения допустимых концентраций содержания этих веществ в воздухе). Известно, что в 1955 году во всех химических лабораториях мира было всего лишь около трех граммов протактиния. Позже его стали получать больше, но не из урановых руд, а из так называемых эфирных шламов, выпадавших при экстракции урана эфиром из азотнокислых растворов. Только на одном из английских урановых заводов (до того как он перешел на другую технологию извлечения урана) скопилось около 60 тонн такого шлама, значительно более богатого протактинием, чем любая урановая руда. Но и этот протактиний был баснословно дорог: его себестоимость составляла примерно 3000 долларов за грамм. А поскольку в урановой промышленности всего мира наблюдается устойчивая тенденция к переработке и использованию бедных руд, природные источники протактиния практически бесперспективны. 34
Но тут естественно возникает вопрос: стоит ли говорить о перспективности (или бесперспективности) протактиниевого сырья? Чего ради получать этот капризный, токсичный, бесполезный элемент? Прежде всего ради науки: изучение протактиния продолжается, и это не чья-то прихоть. Несколько лет назад был предложен и развит метод датирования океанических осадков по соотношению в них протактиния-231 и то- рия-230 (иония). Он уже дал ценные для науки результаты. Уже поэтому протактинием стоит заниматься. И потом... Торий тоже был «безработным» элементом, и германий тоже, и многие другие элементы. А еще протактиний стоит изучать ради будущего. Известно, что из протактиния-231 сравнительно несложно (при облучении нейтронами) получить искусственный изотоп урана с массовым числом 232. Элемент, порожденный ураном, с;|м порождает уран. А уран-232 — перспективный альфа-излуча- Самый распространенный и доступный изотоп радона — радон-222, применяемый, в частности, в медицине,— получают из солей радия. Соли тория и актиния — достаточно надежный источник легких изотопов радона с массовыми числами 219 и 220. Значительно менее доступны еще более легкие нейтронодефицмтные изотопы этого элемента, а они тоже очень нужны: распад их ядер приводит к образованию астата—одного из наименее изученных химических элементов. Нейтронодефицмтные изотопы радона с массовыми числами от 206 до 212 получают в реакциях глубокого распада ядер урана и тория под действием протонов высокой энергии. Но для исследования поведения астата в различных органических и неорганических средах нужны легкие изотопы радиохимической чистоты, не загрязненные примесями, излучение которых осложняло бы наблюдение за соединениями астата по их излучению. В реакциях же глубокого расщепления урана и тория вместе с порождающими астат изотопами радона образуются радиоизотопы криптона и ксенона. тель, способный конкурировать с плутониш- 238 и полонием-210, используемыми в земной и космической технике в качестве автономных источников энергии. Подсчитано, что удельное энерговыделение урана-232 примерно в девять раз больше, чем у плутония-238, а периоды полураспада этих изотопов близки. Уже поэтому нельзя считать бесперспективным протактиний, ибо простейший путькурану-232 лежит через протактиний-231. Искусственным путем протактиний-231 можно получать в количествах, значительно больших, чем добывалось и добывается из урана. «Сырье» для этого есть — изотопы тория с массовыми числами 230 и 232. Вероятнее всего, протактиний-231 будут получать в энергетических реакторах с ториевым циклом как побочный продукт при производстве одного из ядерных горючих — урана-233. Полагают, что такие реакторы будут играть важную роль в энергетике восьмидесятых годов. Главной частью установки, созданной в Дубне для очистки легких изотопов радона, стала газохроматогра- фическая колонка. Это медная трубка длиной около 50 см и диаметром 4 мм, заполненная мелкими зернами цеолита (молекулярных сит). Радиоактивные изотопы благородных газов, образовавшиеся при ядерных реакциях, улавливают в то время, когда облученную мишень растворяют в кислоте. Смесь поступает на разделение в специальной ампуле, которую присоединяют к хроматографической колонке. Туда же с определенной скоростью C5 см3/мин) подается газ-носитель — высокочистый и тщательно осушенный гелий. Разные газы задерживаются на цеолите по-разному и таким образом разделяются. На такой установке получают радиохимически чистые нейтронодефицитные изотопы радона. Об этом свидетельствуют полученные гамма-спектры: все присутствующие в них линии можно приписать лишь радону и его дочерним продуктам. Время полного разделения — менее получаса. В. ШМЕЛЕВ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ • ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ РАДОН: ЛЕГКИЕ ИЗОТОПЫ В Объединенном институте ядерных исследований в Дубне разработан способ получения легких изотопов радона радиохимической чистоты. 3* 35
Несмотря на то что музы научной популяризации не существует, умение увлекательно рассказать о сложной научной проблеме есть, по-видимому, своего рода искусство. В искусстве же, как и в науке, нельзя обойтись без экспериментов. Просим васг уважаемый читатель, считать таким экспериментом рассказ, предлагаемый вашему вниманию. в коть ИСТОРИЯ, В КОТОРОЙ ДОСТОВЕРНЫ ТОЛЬКО УРАВНЕНИЯ РЕАКЦИЙ Зрелище было захватывающим. Самолет с ревом устремлялся прямо на крыши, в последний миг выходил из пике, взмывал свечой и снова камнем падал вниз, на соседний квартал города. За самолетом кружились тучи каких-то листков, которые оказались черно- синими проспектами химической фирмы «Карбон унд Вассер». Я подобрал один листок и прочел: «Уважаемым покупателям по доступным ценам предлагается широкий выбор химических товаров промышленного, научного и бытового назначения, полученных по специальной патентованной технологии, обеспечивающей высокую чистоту продуктов при доступных ценах. Среди продуктов, производимых на наших заводах большим тоннажем, вы найдете бензол, стирол, альдегиды, высшие жирные спирты и кислоты, а также уникальные по свойствам полимеры и моющие средства. Для научных исследований наша фирма предлагает редкие реактивы, среди них — циклооктатет- раен». В те же фирменные цвета — черный и синий— была раскрашена и платформа, медленно двигавшаяся по улицам. Четверка дюжих молодцов, стоя на платформе, хрипло орала разбитной шлягер; в нем через каждые две строки повторялось название той же самой фирмы. На углах красотки в черно-синих мини раздавали билетики беспроигрышной лотереи — тоже, конечно, черно-синие... Так загадочная фирма «Карбон унд Вассер», заводы которой как-то вдруг заполоняли все предместья нашего города, завоевывала популярность. И я про себя решил, что эти самые Карбон с Вассером — весьма оборотистые деятели. Впрочем, никто в городе этих деятелей и в глаза не видал. Иное дело — глава фирмы «Фенол унд Крезол», его-то знали все. Герр Кауфман как раз сидел прямо передо мной на тряской автобусной скамье и с тоской глядел на всю эту рекламную вакханалию. Злые языки утверждали, что в автобусе он ездит не столько из скаредности, сколько из-за того, что дела его фирмы идут из рук вон плохо. Рядом с главой фирмы сидел невзрачного вида человечек и вполголоса докладывал: — ...А если у них в лаборатории что-нибудь не получается, то зовут его самого. Он придет, капнет чем-то из своей бутылочки куда надо, скажет «так же и в дальнейшем», и все сразу же начинает идти как по маслу... 37
Директор «Фенола» поморщился и, не отрываясь от окна, пробормотал: — Бабьи сказки! Покажите лучше, что вы добыли. — Вы с ума сошли! — тихо завизжал человечек.— Здесь? Вы знаете, чем я рискую? Они заговорили тише. В их бормотании я разобрал только одно: «Десять тысяч». Затем оба поднялись и пошли к выходу. И вдруг я вспомнил, где видел этого плюгавого человечка, — ведь сыщик должен помнить все. Этот человечек, одетый в фартук и рукавицы, каждое утро подметал мостовую перед конторой «Карбона унд Вассера». Так вот через кого герр Кауфман решил раздобыть производственные секреты конкурентов! Пожалуй, и впрямь дела этого скряги плохи, если он согласен за какие-то бумажки отвалить дворнику целых десять тысяч... Впрочем, меня это не касалось. Полчаса назад из университета нашего города сообщили, что химик Артур Кранк найден в лаборатории мертвым, и я как раз туда ехал. Я охотно согласился расследовать этот случай: еще в молодые годы я увлекался химией. Поначалу казалось несомненным, что этот далеко не молодой человек просто умер в своем кресле от разрыва сердца. Ну кому может прийти в голову убивать безобидного старика? — И бесполезного, — добавил в разговоре со мной профессор Герман Рауф, руководитель лаборатории, где работал Кранк. Впрочем, какое там работал! Профессор Рауф признался мне, что злоупотреблял своим служебным положением, позволяя этому бездельнику (хоть и грех говорить так о покойнике) числиться в штате лаборатории и получать жалованье. Что поделаешь, все-таки друг юности, однокашник... Не выгонять же его на улицу! ...Заключение патологоанатома гласило: Кранк умер от угара, то есть окиси углерода. Никаких печек в лаборатории, конечно, не было. Не было и источников окиси углерода, способных заменить печку. Моя версия строилась на сущем пустяке: в захламленной лаборатори, где работал Кранк, я не обнаружил ничего необычного, кроме осколков стекла под подушкой кресла, в котором был найден мертвый химик. Это могло и ничего не значить — остатки битой посуды попадались здесь в самых неожиданных местах. Но как попали эти стекляшки туда, куда они попасть никак не могли? Профессор Рауф не мог объяснить, откуда взялась в лаборатории окись углерода. Я решил прикинуться простачком и начал расхваливать чудотворные возможности химии, а заодно, без всякой задней мысли, рассказал и подслушанную в автобусе историю о чародее с бутылочкой, у которого любая реакция получается. Профессор, понятное дело, ядовито усмехался, слушая эту антинаучную чушь, но когда я произнес любимую присказку чародея «так же и в дальнейшем», неожичанно пришел в сильнейшее возбуждение и обжегся сигарой. — Что? Как он говорит? — «Так же и в дальнейшем», — повторил я и продолжал, сделав вид, что ничего не заметил. — Вы, профессор, лучше других знали покойного Кранка. Не было ли у него каких- либо причуд? Профессор никак не мог справиться с необъяснимым волнением и сбивчиво рассказал, что, на его взгляд, Кранк был не совсем нормальным, что у него еще во время учебы на химическом факультете, курсе этак на втором, появилась «идея-фикс»... — В чем же она заключалась? — заинтересовался я. — Кстати, об окиси углерода, — вдруг прервал меня профессор, так и не ответив на вопрос. — Извините меня, уважаемый, мне пора на лекцию... Если желаете, можете послушать. Из записи лекции, прочитанной в тот день профессором Рауфом. «Сегодня я намерен рассказать об окиси углерода СО, известной под названием «угарный газ». Ее можно получать, например, так: С + Н20 = СО + Н2. Для органической химии она, однако, не представляет интереса. Пусть окисью углерода занимаются неорганики. Для них окись углерода— хороший восстановитель. Кроме того, она 38
вступает в реакции с переходными металлами, давая странные соединения, так называемые карбонилы. Например, карбонил железа Fe(CO)s, карбонил кобальта Сог(СО)8, карбонил никеля Ni(COL. Странны эти соединения тем, что очень летучи, хотя и содержат тяжелые атомы металлов. Я бы не советовал вам иметь с ними дело: они очень ядовиты, ядовитее самой окиси углерода, хотя симптомы отравления и совпадают...» Во время лекции я не обратил на это место особого внимания, но потом, перечитывая записанное, обомлел: карбонилы! Летучие ядовитые жидкости, симптомы отравления которыми совпадают с симптомами отравления окисью углерода. Теперь понятно, что могут означать осколки, найденные под подушкой кресла... Я немедленно потребовал дополнительного анализа. И не ошибся в своих подозрениях: легкие покойного Кранка были битком набиты никелем. Никель был найден и на поверхности стекляшек, которые я вытащил из кресла. Подшив эти новые данные к делу, я закрыл папку с делом и решительно написал hs ней: «Убийство бакалавра Артура Кранка». Ай да профессор Рауф! Только зачем ему понадобилось убивать своего приятеля? г. - - - • • • »• • * • ■" ■' Я На следующий день я осмотрел убогую холостяцкую комнатушку, где жил Кранк. Помещение было явно нежилым. Во всяком случае, не здесь Кранк проводил все время, когда не работал в университетской лаборатории, а как следовало из слов Рауфа, он появлялся там всего два-три дня в неделю. Вся внутренняя часть валявшейся на столе тетради была поспешно вырвана, что наводило на мысль о похищении. Очевидно, обложка была брошена потому, что на ней глубоко процарапано «Артур Кранк». Под фамилией владельца стояло неуклюжее слово «циклоолигомеризация». В лаборатории Рауфа, куда я тотчас же направился, меня встретил веселый молодой парень в синем халате. — Ну, как ваша наука? — бесцеремонно осведомился я у него. — Ну, какая сейчас наука! — ответил парень, не моргнув и глазом. — Сегодня утром шеф объявил, что лаборатория меняет тематику, и раздал всем новый план работы. — Чем же вы будете заниматься, если не секрет? — Секрета никакого нет, да только не каждому по зубам: «циклоолигомеризация ацетиленов». «Так и есть», — подумал я и попросил разрешения зайти в кабинет профессора. — Милости просим! — учтиво произнес мой собеседник. Даже не поинтересовавшись, кто я такой, он пошел по своим делам. Рауфа в кабинете не было. В ящике его письменного стола я сразу же нашел пачку листков с заголовком: «План исследований в области циклоолигомеризации». Как и следовало ожидать, часть листков была написана почерком, не принадлежавшим профессору Рауфу... Я уселся поудобнее и стал ждать хозяина кабинета. Когда профессор Рауф наконец пришел, я обратился к нему, не поднявшись из-за его *ке письменного стола и даже не кивнув. — Итак, профессор, на втором курсе университета вашим другом Крайком овладела навязчивая идея, связанная с изучением органической химии, не так ли? — Видите ли,— замямлил профессор, растерявшись от моей наглости,— наш преподаватель органической химии... — Доцент Штуль,— выстрелил я в него архивными данными. — Совершенно верно...— Рауф прямо-таки захлопал глазами.— Доцент Штуль замучил нас одним из видов химических задач, и это сильно повлияло на беднягу Кранка. — Что это за задачи? — Это были задачи по химии ацетилена. — Попрошу вас отвечать подробнее. Должен сообщить вам, что Кранк был отравлен, причем убийство совершено с химической точки зрения весьма грамотно. Так что сами понимаете... Ну, быстрее! — прикрикнул я на вконец перетрусившего профессора. 39
— Из ацетилена можно получить очень многие органические соединения,— заговорил Рауф, заикаясь.— Сам же ацетилен образуется при взаимодействии карбида кальция и воды. Известь, которая после этого остается, можно прокалить и снова сплавить с углем— и опять получится карбид. Таким образом, ацетилен фактически получается... — Из угля и воды! — воскликнул я. (Господи, как же я сразу не догадался, что «Карбон унд Вассер» — это не фамилии владельцев, а просто «уголь и вода»!) — Вот в том и состояли задачи Штуля,— продолжал Рауф,— из угля и воды получить ацетальдегид, винилацетилен и другие полезные вещи. А Кранк воспринял эти задачки чересчур всерьез и на экзамене, а потом и всю жизнь твердил, что любое органическое соединение можно получить из угля и воды... — Вы сотрудничаете с фирмой «Карбон унд Вассер»?—как бы невзначай спросил я. — Что вы, что вы! — залепетал профессор. — А как зовут человека, который любит говорить «так же и в дальнейшем»? Профессор молчал. Его лицо и шея покраснели, он начал задыхаться. Для симуляции получалось уж очень натурально. Я вызвал врача и отправился домой, забрав найденные листки. Дома я разложил перед собой добытые листки и закурил трубочку. Так уж принято среди сыщиков. Поначалу читать химическую скоропись было трудновато, но постепенно я освоился. Вот самое интересное из того, что осталось от записей Кранка: 4СН-=СН Ni (С0L сн= сн сн сн щ—Ni—ш СН | СН СН=тСН CHi =СН сн в- сн \ \ сн Ni сн СН: =СН ■I I CO* (CO)R ЗСНе-СН > сн сн / 111 —Со сн \ ф сн сн сн сн сн / сн сн —Со | \ сн \ сн /\ 4СН=СН —II \f I—СН=СНо Циклооктатетраен, бензол, стирол... При каждом уравнении были указаны нужные величины температуры и давления. Еще более интересные реакции шли дальше. В них участвовала окись углерода: О 2СН == СН -|- 2СО 2СН—СН + 4СО- II С сн сн III III сн сн с I о о / \ ->о-с с = сн=сн о II о о / \ : С С=0 \ / сн=сн Катализаторы указаны не были, и именно эти две реакции не фигурировали в планах Рауфа. Очевидно, для начала он хотел играть наверняка. Значит, циклооктатетраен, бензол, стирол... Стоп! Да ведь названия этих самых веществ как раз и украшают каталог «Карбона унд Вассера»! Небольшая проверка. Звоню в лабораторию Рауфа и слышу знакомый голос веселого парня. Спрашиваю: — Вы еще меня не забыли? Я только что был у вашего шефа. Как он? — Ничего,— бодро ответил голос,— он старик крепкий. — А могу я спросить одну вещь? — Разумеется, к вашим услугам. — Не знаете ли вы, кто часто повторяет фразу «так же и в дальнейшем»? Пауза. Парень скорбно произносит: — Еще бы не знать. Это было любимым присловьем покойного Кранка. 40
ацетилена в двойные сн«сн СН | СН II 'Nt || СН I СН \ I / СН=СН или СН СН СН / II-Со | СН \ СН \ f СН Эта проклятая химия опять меня увлекла. На целый вечер я забросил поиски убийцы и погрузился в мудрствования по поводу карбони- лов. Почему с их помощью удается проделывать совершенно немыслимые реакции? В записях Кранка не было никаких предположений на этот счет. Может быть, он просто верил в волшебную природу этих веществ. От знаменитого профессора Рауфа самостоятельных мыслей ждать не приходилось. _ ' Сам Кранк подсказал мне одну идею. Логически она была безупречна, как пасьянс. Уж не знаю, как там связаны СО или ацетилен с металлом, но, согласно этой идее, они могут вытеснять друг друга из молекулы карбони- ла. Иначе откуда могут взяться промежуточные соединения, которые Кранк брал в скобки? Это можно объяснить так, что вещество, которого больше, вытесняет конкурента. Поэтому если СО вводится только в составе карбонила, а ацетилена кругом полным-полно (реакция-то идет под давлением!), то вытесняется СО: СО I ОС- Ni-CO + 4СН=СН I СО СН==СН СН | СН l!|-Ni-|!| СН | СН СН=ЕЕЕСН И, наконец, новое вытеснение: готовые циклические продукты вытесняются ацетиленом и снова получаются СН=ЕСН СН | СН III -Ni^UI СН | СН СН=Е£Н СН СН / СН или ||| _Со СН \ СН ф СН Таким образом, крошечного количества карбонила оказывается достаточным для того, чтобы аккуратненько прореагировал почти весь ацетилен. Если же в реакцию вводить окись углерода и ацетилен в одинаковых количествах, молекулы СО тоже участвуют в образовании циклов. Но какое отношение имеют карбонилы к стиральным порошкам? И почему на никель садятся четыре молекулы ацетилена, а на кобальт— только три? Это не давало мне покоя. Химический пасьянс не сходился. Если взять не карбонил никеля, а карбонил кобальта, почему-то вытесняется не четыре, а три молекулы СО и получается соединение: СН СН / СН III-Со СН \ СИ ф А так как атомы углерода оказываются близко друг к другу, образуются новые связи в результате превращения тройных связей Не сходился и другой пасьянс — сыскной. С чего это я вздумал подозревать профессора Рауфа? Разве был бы так неосторожен этот пугливый старик, если бы убил Кранка? Да он и не знал о моем предположении, что Кранк убит. Когда я разговаривал с ним в первый раз и помянул про чудотворца из фирмы «Карбон унд Вассер», Рауф сразу же смекнул, что Кранк тот самый чудотворец и есть — ему ли не знать, кто говорил «так же и в дальнейшем»?—и поэтому тотчас же кинулся в комнату своего бывшего однокашника. Ничего преступного он в этом не видел, поскольку с некоторой натяжкой мог назначить себя законным наследником идей покойного. 41
Но кто же тогда проник в лабораторию, где работал Кранк, и аккуратно подложил под деревянную раму подушки кожаного кресла ампулу с карбонилом никеля? Кто мог точно знать, что никто, кроме Кранка, в это кресло не садится, а сам Кранк достаточно туг на ухо, чтобы услышать щелчок от раздавленной ампулы? В городке произошло еше одно убийство. Труп, извлеченный из сточной канавы, принадлежал дворнику фирмы «Карбон унд Вас- сер», которого я последний раз видел в автобусе. Я почти наверняка знал, за что с ним так обошлись, и про себя подивился строгости порядков, царивших на этой почтенной фирме. Как бы то ни было, новое преступление кое в чем развязало мне руки, и я немедленно отправился к главе фирмы «Фенол унд Крезол», герру Кауфману, с официальным визитом. Вопреки ожиданию, я не встретил особого сопротивления. То, за что дворник получил десять тысяч и пропуск на тот свет, оказалось зеленой папкой с бумагами. Кротость дельца объяснялась просто: записи оказались совершенно для него бесполезными— они были зашифрованы... Впрочем, расшифровать записи не составило особого труда. Первые листки из зеленой папки были озаглавлены пугающе: «Вещественное доказательство». На листках оказалось следующее письмо: «Дорогая Агата! Рад был узнать, что Ваши работы идут к концу. Поражаюсь Вашему терпению и уверенности в себе: семь лет собирать важнейшие результаты и не публиковать ни строчки — такое может не каждый. У нас в фирме «Карбон унд Вассер» царит невообразимый психоз на почве секретности, и мне, их главному химику, не разрешили открыто служить. Администраторы объясняли мне, что обязательно нужна «крыша», то есть какая-нибудь легкая, но официально зарегистрированная работа, как раз такая, какую я и получил в лаборатории Рауфа. Я готов был согласиться на любые условия этих дельцов, готов был работать на них бесплатно— ведь их фирма позволила мне осуществить все, о чем я мечтал. Рауф, конечно, обижается и считает меня отъявленным бездельником, но что я могу сделать? Говорить ему о своей основной службе я не имею права, а для работы еще и на него у меня не хватает сил. Ведь мы все уже не молоды... Я совершенно не заслуживаю благодарности и тем более предлагаемого вами авторства в ваших статьях, появления которых жду с нетерпением. Как же я мог не поделиться с вами, моим университетским товарищем, своими скромными результатами, которые без этого пропали бы для химии в пучине секретности, принятой на фирмах? В славе я не нуждаюсь — зачем она мне, старому неудачнику, которому всю жизнь не везло и в химии, и в том, что принято называть личной жизнью. На этом сентиментальном вздохе, дорогая Агата, я и кончаю свое письмо. С искренним уважением, Артур Кранк». Читал я это письмо со все нарастающей тревогой, чувствуя, что потребуются быстрые действия. "П1 L—•*" " Последний листок шифровки был озаглавлен «Решение Совета Акционеров Фирмы». Написан он был строго официально: «Совет Акционеров в составе Сэмми Принца, Саши Полосатого, Одноглазого Билла, Гертруды Азиатки и Тома Торпеды, рассмотрев обвинение главного химика Артура Кранка в нарушении Основного Пункта Всеобщего Контракта, постановил: считать Кранка виновным в нарушении Основного Пункта, которое выразилось в разглашении Данных в письме некоей Агате Кроль (смотри «Вещественное доказательство»). Наказание виновного поручить Торпеде. На него же возложить меры по борьбе с Утечкой, которая, как показывает «Вещественное доказательство», возможна в ближайшее время». 42
От визита в правление фирмы «Карбон унд Вассер» я не ждал ничего путного. Мне только нужно было убедиться в том, что я уже знал. За столом, украшенным табличкой «Дежурный Член Совета Акционеров», сидел в высшей степени респектабельный джентльмен с аккуратной повязкой на правом глазу — ясно, Одноглазый Билл. Левым глазом джентльмен выжидательно уставился на меня — чем, мол, могу?.. Я предъявил служебное удостоверение: — Меня интересует некий Томас Торпеда, служащий вашей фирмы... Бровь джентльмена удивленно вскинулась вверх: — У нас такой не служит. Впрочем, минуточку. Может быть, вы имеете в виду Томаса Пракса, начальника нашей внутренней охраны? Его действительно иногда зовут в шутку Торпедой — очень уж шустрый парень. — Согласен и на Томаса Пракса,— кивнул я, уже чувствуя, что опоздал. — Искренне вам сочувствую,— вздохнул Одноглазый Билл.— Томас Пракс уже два дня не служит в нашей фирме. Он взял расчет и уехал. — Не знаете ли, куда он уехал? — Кажется, на Таити,— мой собеседник ухмыльнулся совсем уж не по-джентльменски. Теперь нельзя было терять ни минуты. Я немедленно выяснил, где живет профессор химии Агата Кроль, бывшая однокурсница Кранка и Рауфа, и отправился туда первым же самолетом. Летел я не один, меня сопровождали три тяжеловеса, которые помимо каратэ в совершенстве владели стрельбой по подвижным целям. Сам я — плохой специалист в этих мужественных видах спорта. В тот же вечер в номере «люкс» тамошней гостиницы тяжеловесы схватили дьявольски проворного Тома Торпеду и еще одного громилу. Торпеда категорически отрицал свое намерение убить профессора Агату Кроль. Я не настаивал. Материалов у меня и так достаточно, чтобы арестовать всю шайку разбогатевших гангстеров, поместивших свои капиталы в благодатную сферу новейшей технологии. Итак, сыскной пасьянс сошелся. На этом я мог бы и поставить точку, но, если быть откровенным, в последние дни детективная сторона дела отошла для меня на второй план. И в самолете, и в гостинице я думал о другом: какие вопросы я задам Агате Кроль? ...Профессор Кроль оказалась веселой, простой в обращении пожилой дамой. Она всплакнула, когда я, умолчав об уголовной стороне дела, сообщил о скоропостижной смерти гениального неудачника Артура Кранка; затем с интересом прочла его последнее, не дошедшее до нее письмо и подняла на меня глаза: — Ну, а вы что думаете об этих реакциях? — Видите ли, профессор, кое в чем я уже разобрался. Но вот, например, чего не могу взять в толк: какое отношение имеют эти кар- бонилы к стиральным порошкам? — Это и неудивительно,— быстро заговорила моя собеседница, на ходу рисуя на бумажке уравнения.— Вы еще не знаете наших последних работ. Если нагревать ацетилен с равным количеством водяного газа, то есть смеси СО и водорода, которая получается при пропускании паров воды через раскаленный уголь, в присутствии карбонила кобальта, то получают акролеин: "Со, (СО)в CfeCH + СО + Н2 > СН2 = СН — СН - О. Если водяного газа взять больше, в дело вступает еще одна молекула водорода, и получается пропионовый альдегид С2Н5СН = 0. В такую же реакцию вступает этилен или его аналоги. В общем виде это выглядит так: Со, (С0)8 RCH=CH2 + СО + Н2 -> RCH2CH2CH=0. Как видите, это общий способ получения альдегидов. При несколько ином катализаторе олефины полимеризуются, причем этот процесс можно прерывать и получать в конце концов спирты с длинными цепями. На их основе и делаются стиральные порошки. Этим 43
и подобным им реакциям и посвятил себя Артур. Все что угодно — из угля и воды... — Потрясающе, профессор! А не скажете ли вы, почему в карбониле никеля ацетилен вытесняет все четыре молекулы СО, а в карбониле кобальта — только тря? — В карбониле никеля все СО равноценны и одинаково подвижны. А структурная формула карбонила кобальта такова: О И ОС С СО \ / \ / ОС—Со Со —СО / \ / \ ОС С СО и о Два атома кобальта связаны между собой как непосредственно, так и с помощью двух мостиковых молекул СО, которые в реакциях менее подвижны, чем остальные — концевые СО. Ацетилен замещает преимущественно концевые. Вот и получается по три СО на один атом кобальта. Еще есть вопросы? Вопросов было сколько угодно. Но я не стал задавать их и, поблагодарив милую Агату Кроль, отправился на аэродром дожидаться своего рейса. То, чем мне предстояло заниматься по возвращении домой, вдруг показалось мне скучным до отвращения. И я с грустью подумал, что, если бы я был молод и мне предстояло вновь выбирать себе путь в жизни, я бы, пожалуй, пошел не в сыщики... Послесловие автора. В те времена, когда действительно создавался метод циклоолигомеризации ацетиленов, девушки еще не носили мини-юбок. КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ИЗОБРЕТАТЕЛЬ ЛИР И НОВЫЙ ПАРОМОБИЛЬНЫЙ БУМ Изобретатель-самоучка Вильям П. Лир достаточно известен в мире авиации. Он изобретал автопилоты и другие электронные приборы, конструировал реактивные самолеты. Несколько лет назад Лир забросил авиацию и занялся автомобилями. В результате появился паровой двигатель, вызвавший в США настоящий паромо- бильный бум. По утверждению изобретателя, его паромобиль в полтора раза экономичней обычного автомобиля с двигателем внутреннего сгорания и втрое экономичней всех существующих современных паровых автомобилей. На разогрев и испарение рабочей жидкости новая машина расходует один литр жидкого топлива (например, бензина) на 15 километров, развивает скорость 140 км в час и абсолютно не загрязняет воздух. Конечно, автомобилистам было бы интересно узнать другие подробности. Но когда о них заходит речь, Лир становится немногословным: замкнутая система, в которой испаряется и вновь конденсируется некая жидкость, да паровая турбина — вот и все, что пока просочилось в печать. Особенность парового двигателя Лира в том, что запасы жидкости не нужно возобновлять, что рабочий пар в атмосферу тоже не попадает. (В связи с этим любопытная деталь: первый «антисмоговый» закон принят в США полвека назад, он был направлен против паровых автомобилей, разносивших по улицам облака пара.) Несмотря на некоторую таинственность, которой окружен новый двигатель, несколько машин уже работает по системе Лира. В Лос-Анджелесе выстраиваются очереди желающих прокатиться на паровом автобусе. В этом сам Лир усматривает не столько интерес к необычной технике, сколько протест против «грязных» автомобилей. Автомобильные фирмы тоже заинтересовались изобретением. Но Лир считает, что они неоправданно медлят, сомневаясь в коммерческом успехе дела. Вот как закончил изобретатель свое интервью итальянскому журналу «Эспрессо» B9 января 1973 г.): «Чтобы понять срочную необходимость замены моторов, достаточно пройти в полдень по центру Рима или в шесть часов вечера по центру Милана». М. АБРАМОВ 44
КАК ДЕЛАЮТ ВЕЩИ И ВЕЩЕСТВА ЛИПКИЕ ЛЕНТЫ История липких материалов начинается с натурального каучука. В 1845 г. врач Дейк предложил болеутоляющие и вытяжные пластыри, поверхность которых была покрыта раствором каучука и канифоли с добавкой молотого перца и листьев белладонны. В 1857 г. некто Смит запатентовал состав липкой, твердой при комнатной температуре композиции на основе гуттаперчи — затвердевшего сока дерева эйкомии или кустарника бересклета. (Гуттаперча на пять шестых состоит из гутты — углеводорода, схожего по химическому составу с натуральным каучуком.) Всевозможные разновидности композиции Смита долгое время применялись под названием «чаттертон». Но все это скорее предыстория. А собственно история начинается уже в нашем веке. ТРЕБОВАНИЯ АВТОМОБИЛЬНОГО ВЕКА В начале нашего столетия липкие ленты применяли либо в медицине, либо в электротехнике— для изоляции. Но эти ленты на тканевой или бумажной основе никак нельзя было назвать массовой продукцией: медицине нужно не так уж много пластыря, а электротехника только-только становилась на ноги. И липкие ленты не привлекали особого внимания. Все изменилось после первой мировой войны. И причиной, как ни странно, послужили автомобили. Кареты были черными. Их красили масля- но-асфальтовыми лаками, которые долго сохнут и требуют от каретного мастера терпения и известного искусства. Первые автомобили, как и кареты, тоже красили в черный цвет. Окончилась война. Еще во всю мощь работали заводы, производившие нитроклетчатку — бездымный порох. Но кому была нужна нитроклетчатка в таком количестве? Она оказалась нужной в лакокрасочном деле. Ее растворы бесцветны, им можно придать любой цвет. И вскоре на рынке появились нитролаки и нитрокраски ярких цветов. Но как нанести их на ограниченный участок автомобиля, если нужно окрасить машину, скажем, в два цвета? Вот как: тот участок, который пока окрашивать не надо, заклеить липкой лентой, А потом снять без труда эту ленту и докрасить автомобиль. Так появилось крупное промышленное производство липких лент на основе каучука, Естественно, натурального. Но и потом, когда начали производить синтетический каучук, липкие ленты по-прежнему делали на натуральном: только он был липким. И лишь в 1942 г. были синтезированы вещества, сообщающие липкость синтетическому каучуку, НЕМНОГО О ТЕРМИНАХ ♦Вещества, придающие липкость каучуку и вообще полимерам, были названы по-английски tackifiers. Это производное от слова tack — липкость. То, что они были названы так по- английски, вполне естественно. Удивительно же то, что и по-русски их стали называть тем же словом, лишь произнесенным на русский лад,— текайферы. Разумеется, человеку, не владеющему английским и встретившему это слово впервые, оно ничего не скажет. Вместо кочующего из одного специального журнала в другой «текайфера» предлагалось использовать более понятный термин — лип- коген. Правда, и у него есть недостаток: русский корень смешан с греческим. Однако, пока нет лучшего слова, будем все же пользоваться липкогеном — это по крайней мере понятно. И еще одно замечание по поводу терминов. Во многих толковых словарях слова «липкость» и «клейкость» отождествляются. Это недоразумение. Клейкость ни аналогом, ни синонимом липкости не является. Липкие клеи обычно вязкие, поэтому нередко с липкостью отождествляют и вязкость. 45
Это неверно. Жидкое стекло, например, совершенно нелипко, хотя Ьно и может служить клеем. Оно соединяет детали лишь после того, как затвердеет. А липкость проявляется уже тогда, когда клеевая прослойка еще жидкая. ЧТО ЖЕ ТАКОЕ ЛИПКОСТЬ? Сломайте прутик и сложите вместе две половинки. Конечно же, они не будут держаться. А что ргныпе связывало несломанные еще части, что удерживало молекулы друг подле друга? Силы межмолекулярного взаимодействия. Теперь связь нарушена. Какое-то мгновение освободившиеся молекулы еще могли бы вновь притянуться друг к другу, но мгновение это слишком коротко. Кислород и водяные пары «сцепились» со свободными молекулами, лишили их возможности восстановить былые связи. Да и можно ли сложить половинки прутика абсолютно точно, молекула в молекулу? Соединить прутик можно липким веществом. Следовательно, липкость — это свойство свободных молекул (или хотя бы относительно свободных). Липкоген в каучуке либо в другом полимере и есть источник таких свободных молекул. Все липкогены растворяются в полимерах, образуя твердые растворы, в которых они существуют частично в виде свободных молекул. Те из них, что находятся на поверхности, смачивают склеиваемые материалы, связываются с ними молекулярными силами. * Липкость могут вызывать не только свободные молекулы, но и подвижные активные участки больших молекул. Многие природные и синтетические полимеры липки именно по этой причине. Обычно они представляют собой вязкие жидкости, растекающиеся под собственной тяжестью. Сначала они образуют молекулярные связи с вершинами выступов на склеиваемой поверхности, потом заполняют все углубления, и в результате контакт со склеиваемыми деталями бывает полным, что, разумеется, очень важно для прочности склейки. ЧТО ЗА КЛЕЙ НА ЛИПКОЙ ЛЕНТЕ? У липкой ленты в отличие от обычного клея липкость не должна быть очень большой. Представим себе, что мы наклеили липкую ленту, скажем, на стену. Разумеется, с тем, чтобы потом эту ленту отодрать от стены. Но если клей был очень липким, то он так и останется на стене, а у нас в руках окажется лишь подложка... В общем, прочность должна уменьшаться в таком порядке: связь липкого слоя с подложкой, прочность самого липкого слоя, прочность прилипания. Опуская технологические тонкости, заметим лишь, что наиболее подходящими материалами для липкого слоя ленты оказались простые поливиниловые эфиры — от жидкого поливинилметилового до твердого эластомера — поливинилизобутилового эфира. Чтобы получить липкую ленту с заданными свойствами, применяют смесь различных эфи- ров. А еще используют бутилкаучук, полиэфиры акриловой кислоты и некоторые другие синтетические полимеры. Липкогенами же могут служить как синтетические смолы, так и вещества природного происхождения — скажем, канифоль или ее производные. 46
О РАЗНЫХ ЛИПКИХ ЛЕНТАХ Вряд ли есть необходимость рассказывать, как выглядят липкие ленты: каждый их видел, почти все ими пользовались. Может быть, для того, чтобы обмотать оголенный электрический провод (изоляционная лента, конечно, липкая), или скрепить сломанную ручку молотка, или просто прикрепить к доске объявление... Но помимо привычных липких лент — из пластика или ткани с клеевым слоем — есть и особые. Когда нужно соединить две детали так, чтобы одна была на другой, применяют двусторонние липкие ленты. У них клеющие прослойки расположены по обе стороны подложки. А чтобы в рулоне все не слиплось, каждая из прослоек защищена тонкой разделительной лентой, которая легко снимается при развертывании рулона. С помощью двусторонних лент очень удобно, например, приклеивать на стены декоративные пластмассовые плитки, а на пол — синтетические ковры. Еще один вариант липкой ленты — мягкая лента. Мягкая она потому, что подложка у нее из губчатого полиуретана. Каждый год в преддверии зимы мы сталкиваемся с проблемой: как понадежнее заклеить окна, чтобы через щели не проник морозный воздух. Мы забиваем щели ватой, заклеиваем рамы бумагой или пластырем. А в последнее время изолируем свои комнаты от внешнего мира полосками поролона — вспененного полиуретана. Между тем задача намного облегчится, если эти поролоновые полоски сделать липкими. А это, собственно, и есть мягкая лента. В некоторых странах ее уже используют для сезонной герметизации окон и дверей. Наклеивается она мгновенно и столь же легко снимается весной. И вдобавок защищает помещение не только от холода, но и от пыли, сажи и дыма. Подобные ленты используют и швейники. Например, когда делают синтетические «дубленки». Липкая лента соединяет детали прочно, не хуже, чем нитки; а пороть такой шов, конечно же, несравненно проще. Еще один пример — декоративные липкие ленты. Они нужны хотя бы для упаковки — яркая лента, которой обернут пакет, всегда привлекает внимание покупателя. Для таких лент часто используют металлизированную пленку разных цветов — золотого, серебряного, красного, синего, зеленого. Кстати, пленки берут такие, чтобы они сохраняли прочность и внешний вид даже во влажном состоянии; и подмоченный товар не теряет привлекательности... Очень эффектны ленты, окрашенные флуоресцентными красками. Они хорошо видны ранним утром, в сумерках, в туманную погоду. А в ночное время они светят не хуже неоновых ламп. Такие ленты уже используют для предостерегающих плакатов на дорогах и в производственных помещениях. НЕ ТОЛЬКО ЛЕНТЫ Если подложку не нарезать на ленты, то, естественно, получится липкий пленочный материал. Вначале его применяли с единственной целью — защитить полированные поверхности стальных и алюминиевых листов от царапин и вмятин при транспортировке. Но потом ста- 47
ло ясно, что это далеко не все, на что способны липкие пленки. Помимо металлических листов такими пленками стали закрывать строительные панели, машины, мебель, футляры телевизоров. Предлагают даже использовать эти пленки при ремонте квартир, чтобы уберечь мебель и полы... А потом оказалось, что липкие пленки могут служить не только для защиты от пыли, грязи и царапин. Неожиданно они нашли применение в холодной обработке металлов — в штамповке, глубокой вытяжке, прокатке. Когда металлическая поверхность закрыта липкой пленкой, требуется меньше усилий, чтобы придать металлу надлежащую форму; а кроме того, на поверхности не образуется трещин. Упруго-пластичные свойства липкого слоя таковы, что он мягко и в то же время достаточно полно передает усилие на заготовку. Особое применение липких пленок — самоприклеивающиеся обои. На одну сторону виниловой пленки наносят печатный красочный оттиск, на другую — липкий слой. Такие обои настолько легко приклеивать, что их предлагают даже менять подобно скатерти — хотите раз в неделю, хотите трижды на дню. ИСЧЕЗАЮЩИЕ ЭТИКЕТКИ Применений липких лент и пленок не счесть. Вряд ли стоит заниматься их перечислением; расскажем еще об одном — и конец. Липкими лентами пользуются сейчас повсюду, и производство их растет очень быстро. Делают такие ленты двумя способами — мокрым и сухим. На вклейке показан первый способ, более распространенный. Все вещества, входящие в состав липкого слоя, растворяют или диспергируют в растворителе, тщательно фильтруют и наносят на пленку. После сушки дисковые ножи разрезают пленку на отдельные ленты, которые и наматывают на катушки. Иногда высушенную пленку целиком наматывают на широкий сердечник, а потом уже режут на ленты вместе с сердечником. По сухому методу все ингредиенты смешивают без растворителей, а затем нагревая до температуры размягчения, наносят на пленку Итак, последнее: липкие этикетки. В общем- то, казалось бы, очевидная вещь: бумага или фольга с лицевой стороны, липкий слой — с оборотной. Однако здесь есть одна тонкость. Этикетка на бутылке или банке должна легко удаляться. Значит, бумага должна быть прочной, а клеевая прослойка, напротив, слабой. Но возможен и другой случай: этикетка обозначает цену товара, скажем, в магазине самообслуживания. Тогда берут непрочную бумагу и добротный клеевой слой. Если злоумышленник решит подменить этикетку, он не отдерет ее, а лишь разорвет... Недавно появились особые липкие этикетки — водорастворимые. Вместо обычной бумаги в них используют растворимую в воде метилцеллюлозу; а клеевой прослойкой служит сополимер метилвинилового эфира с ма- леиновым ангидридом, который тоже растворяется в воде без остатка. Разумеется, и краски в этом случае применяют водорастворимые. В результате этикетки исчезают в воде на глазах — за четверть минуты, если вода холодная... Кандидат технических наук А. Л. КОЗЛОВСКИЙ 48
к i ,i к-— III 111 j i | 1
3>*LCUCLUJ*44 -&tBf)*<]. %Еъу<«.7 «*T « ьМ Ы) ко Я to. ль j 15 :JA £''<%&
Осей. Почему лось живет 25 лет, а коза —12? Почему у одних животных жизнь длинная, а у других совсем короткая? Нет ли тут какой-нибудь закономерности? На графиках как раз и отображена такая 'гипотетическая закономерность (подробнее о ней рассказывается в статье <к Старит тепло!»в •" напечачлшой ~ номере ТШЬнала} как тепл^зсгламёнтТТрТ/} сроки жизни млекопитающих а птиц. Чем выше температура тела ^родственных животных (на графиках Т—>
«Авиньонские девицы» — картина, написанная Пабло Пикассо в Париже в 1907 г. Сейчас она хранится в Музее современного искусства в Нью-Йорке. На примере этого всемирно известного полотна Г. Стент, американский молекулярный биолог, рассуждает об уникальности художественного творчества и творчества научного. Примером второго он выбрал прославленную работу Дж. Уотсона и Ф. Крика — открытие молекулярной структуры ДНК, модель которой воспроизведена на стр. 54
РАЗМЫШЛЕНИЯ Гюнтер СТЕНТ ОБ ОТКРЫТИЯХ- ПРЕЖДЕВРЕМЕННЫХ И НЕПОВТОРИМЫХ Размышляя об истории молекулярной генетики, я пришел к выводу, что два самых знаменитых ее эпизода — открытие О. Эвери ведущей роли ДНК в трансформации бактерий и открытие Дж. Уотсоном и Ф. Криком двуспи- ральной структуры ДНК—иллюстрируют две проблемы общего характера. Судьба Эвери проливает свет на вопрос, есть ли смысл в утверждении, будто то или иное открытие «опередило свое время». А пример Уотсона и Крика позволяет порассуждать о том, насколько уникально и неповторимо любое научное открытие. НЕСКОЛЬКО ЛЕТ НАЗАД я опубликовал краткий очерк молекулярной генетики, уделив особое внимание ее истокам. В этом историческом обзоре я не упомянул ни Эвери, ни его открытия. После выхода книги издатель получил письмо от одного микробиолога, который писал: «Нужно считать обидным и непонятным пробелом то, что Стент не упоминает о решающем доказательстве роли ДНК как ' основного вещества наследственности, полученном О. Эвери, К. Маклеодом и М. Маккар- ти. Все развитие (молекулярной генетики) основывается на этом экспериментальном доказательстве... Я достаточно стар, чтобы помнить, какое волнение и энтузиазм вызвала публикация статьи Эвери, Маклеода и Мак- карти. Прекрасный бактериолог, Эвери был скромен, тих и не любил шумихи. Но эти черты характера не должны заставить научный мир забыть его имя». Я был захвачен этим письмом врасплох и написал в ответ, что мне, конечно, следовало упомянуть об этом открытии, сделанном в 1944 г. Однако, поразмыслив, я добавил, что неверно думать, будто все развитие молекулярной генетики основывается на этом доказательстве. На самом деле оно па протяжении многих лет почти не оказывало влияния на генетиков. Причиной было то, что работы Эвери оказались преждевременными. Я не хочу сказать, что открытие осталось незамеченным или вызвало недоверие. Мне кажется, что генетики просто не знали, что с ним делать и как его использовать. И поэтому в сороковые годы открытие Эвери не оказало буквально никакого влияния на развитие генетики. Можно ли указать критерий для оценки преждевременности открытия, кроме утверждения, что оно не повлияло на развитие науки? Да, такой критерий существует. Открытие преждевременно, если оно не увязывается с существующими уже, общепринятыми представлениями. Этот критерий вполне применим к работе Эвери. С тех пор как Ф. Мищер открыл ДНК в клеточном ядре A869 г.), предполагалось, что ДНК играет какую-то роль в генетических процессах. Это подозрение усилилось, когда в тридцатых годах нашего века обнаружили, что ДНК — основной компонент хромосом. Однако тогдашние знания о молекулярном строении ДНК не позволяли представить, как она может служить носителем ^генетической информации. Считалось, что ДНК — это однообразная макромолекула, в которой правильно чередуются четыре нуклеотида и которая имеет, как и другие монотонные полимеры (например, крахмал или целлюлоза), всегда одинаковое строение — независимо от своего происхождения. Постоянному присутствию ДНК в хромосомах находили чисто структурное или физиологическое истолкование. А информационная роль гена приписывалась белку хромосом, поскольку с самого начала века было известно, что между различными белками в одном и том же организме или между аналогичными белками в разных организмах существуют большие различия. Это обстоятельство не ускользнуло от Эвери. Он писал: «Если результаты настоящего исследования трансформирующего начала подтвердятся, то нуклеиновые кислоты следует 49
рассматривать как обладающие биологической специфичностью, химическая основа которой остается пока неизвестной». Однако к 1950 г. представления о монотонности строения ДНК были отброшены, в значительной мере благодаря работам Э. Чар- гаффа. Чаргафф показал, что четыре нуклео- тида не обязательно присутствуют в ДНК в равных количествах. Он обнаружил, далее, что точный нуклеотидный состав ДНК зависит от ее биологического источника. Поэтому, когда два года спустя, в 1952 г., А. Херши и М. Чейз показали, что при заражении бактерии вирусом по меньшей мере 80% вирусной ДНК проникает в клетку и по меньшей мере 80% вирусного белка остается вне ее, уже существовала возможность увязать с накопленными знаниями их вывод о том, что ДНК является веществом наследственности. Неизвестную химическую основу биологической специфичности, о которой писал Эвери, стали рассматривать как последовательность нуклео- тидов в полинуклеотидной цепи. Воздействие эксперимента Херши — Чейз на науку было немедленным и драматическим. ДНК внезапно оказалась в центре внимания, а белок, по-^ скольку дело касалось природы гена, отступил на второй план. Уже спустя несколько месяцев были высказаны первые предположе- , ния о генетическом коде, и Уотсон и Крик вдохновились на поиски структуры ДНК. Конечно, открытие Эвери — лишь одно из многих преждевременных открытий в истории науки. Я рассказал о нем в основном из-за того, что сам не сумел его оценить, когда в 1948 г. начал работать в Калифорнийском технологическом институте у Макса Дельбрюка в группе бактериальных вирусов. Я не раз задумывался над тем, каким бы оказался мой дальнейший путь в науке, если бы я проявил достаточную проницательность, оценил работу Эвери и за четыре года до Херши и Чейз сделал бы вывод, что ДНК должна быть наследственным веществом и в нашем объекте экспериментов... Вероятно, самый знаменитый пример опережения своего времени связан в биологии с именем Грегора Менделя, чье открытие гена в 1865 г. должно было ждать 35 лет, чтобы быть «заново открытым» на рубеже нынешнего века. Можно отметить, что открытие Менделя не оказало немедленного влияния на развитие науки, потому что концепция дискретных единиц наследственности не увязывалась с каноническими познаниями в области анатомии и физиологии, существовавшими в середине XIX в. Кроме того, статистический метод, с помощью которого Мендель оценивал результаты своих экспериментов с горошком, был совершенно чужд мышлению биологов того времени. Однако к концу XIX в. были открыты хромосомы и процессы их деления — митоз и мейоз; теперь результаты Менделя могли быть объяснены с помощью картин, видимых в микроскоп. Кроме того, применение статистики в биологии стало к тому времени общепринятым. Тем не менее пример с открытием Эвери в некоторых отношениях более ярок, чем с открытием Менделя. О работе Менделя до ее «переоткрытия» почти никто не упоминал, а доказательства Эвери широко обсуждались и все равно не были оценены по достоинству на протяжении последующих восьми лет. Случаи позднего признания известны и в физике. Один пример — это М. Полани. В 1914—1916 гг. Полани опубликовал теорию адсорбции газов на твердых телах, согласно которой сила, притягивающая молекулу газа к поверхности твердого тела, зависит только от положения молекулы, а не от присутствия других молекул в силовом поле. Несмотря на то что Полани сумел привести веские экспериментальные доказательства, его теория была отвергнута. И не только отвергнута. Ведущие авторитеты сочли ее столь смехотворной, что, продолжай Полани защищать ее, настал бы конец его профессиональной карьере — по крайней мере, так полагает сам Полани. Спасло ученого только то, что он опубликовал работы, содержавшие более приемлемые для того времени идеи. Причину всеобщего недоверия к работам Полани можно понять. Именно в этот момент была выявлена роль электрических сил в архитектуре вещества. Ни у кого не было сомнений, что в адсорбции газов тоже должно наблюдаться электрическое притяжение между молекулами газа и твердой поверхностью. Но такую точку зрения нельзя было примирить с основным положением Полани о взаимной независимости отдельных молекул газа в процессах адсорбции. И только в 30-х годах, когда получила развитие новая теория межмолекулярных сил, основанная не на электростатическом притяжении, а на квантовомеха- ническом резонансе, стало возможным говорить о таком поведении молекул газа, которое наблюдал в экспериментах Полани. Но к этому времени его теория столь решительно была отправлена в мусорный яшик бредовых идей, что ее «переоткрытие» состоялось лишь в 50-х годах. Можно ли объяснить недооценку современ- 50
никами некоторых открытий другими причинами, а не их преждевременностью? Полагаю, что нет. Но вот мой критик-микробиолог считает, что причиной недооценки вклада Эвери в науку был характер ученого — спокойный, скромный, чуждый шумихе. Чаргафф в своем очерке истории исследования нуклеиновых кислот* поддерживает мысль о том, что недооценка открытия современниками объясняется личной скромностью и отвращением ученых к саморекламе. 75-летний разрыв между открытием ДНК Ф. Мишером и всеобщим признанием важности этого открытия он приписывает тому, что Мишер был одним из незаметных ученых, жившим в то время, когда «еще не заработала гигантская машина прессы, которая сегодня громкими фанфарами извещает мир даже о самом незначительном ходе науки на шахматной доске природы». А 35-летний срок, потребовавшийся для признания открытия Менделя, часто объясняют тем обстоятельством, что Мендель был скромным монахом захолустного монастыря в Моравии. Таким образом, отсутствие рекламы выдвигается альтернативой преждевременности открытия. На мой взгляд, это неуместно и неправильно. Но важнее другое. Применимо ли понятие преждевременности только к ретроспективным суждениям? Нет, я полагаю, что оно может быть полезным и при оценке событий настоящего времени. Даже сегодня некоторые открытия можно назвать преждевременными. Пример — открытие того факта, что информация, полученная животным в результате жизненного опыта, может фиксироваться в нуклеиновых кислотах и в других макромолекулах. ; Лет десять назад начали появляться сообщения психологов-эксаериментаторов о том, что энграмма, или след в памяти животного, оставленный обучением, может быть передана необученному животному, если кормить его экстрактом из тканей обученного донора. В то время только-только получила широкое хождение основная идея молекулярной генетики — представление о нуклеиновых кислотах и белках как об информационных макромолекулах, и легко было, приравняв нервную информацию к генетической, сделать вывод, будто хранителями памяти тоже являются макромолекулы— ДНК, РНК или белок. Каждому ясно, что подтверждение возможности химической передачи памяти оказалось бы научным фактом orpoiworo значения. * См. «Химия и жизнью, 1972, № 8.— Ред. \ 51 И тем не менее лишь немногие нейрофизиологи взялись за проверку этих экспериментов. Правда, оказалось, что эксперименты, на которых основывалась макромолекулярная теория памяти, трудно воспроизводимы, и результаты, о которых было сообщено, могут не соответствовать действительности. Но на самом деле отсутствие интереса к этой теории можно объяснить, лишь признав, что она является преждевременной. Наши нынешние представления о функциональной организации мозга несовместимы с возможностью приобретения, хранения и реализации нервной информации путем кодирования ее в молекулах нуклеиновой кислоты или белка. Естественно, большинство нейрофизиологов не видит смысла в том, чтобы тратить время на проверку экспериментов, результаты которых, даже если они и подтвердятся, не могут быть увязаны с каноническими познаниями. Это же понятие о преждевременности научной идеи может быть применено и к шумным дискуссиям, посвященным ЭСП (extra-sensory perception — сверхчувственному восприятию). Летом 1948 г. я присутствовал при горячем споре в Колд-Спринг-Харборе между двумя будущими китами молекулярной биологии — С. Лурия и Р. Робертсом. Роберте тогда интересовался ЭСП и считал, что ученый мир не уделяет этой проблеме должного внимания. Насколько я помню, он полагал, что можно поставить эксперименты с молекулярными пучками, которые дадут более определенные данные, чем широко применявшиеся тогда методики Дж. Райна с угадыванием карт. Лурия же заявлял, что его не только не. интересуют предлагаемые Робертсом эксперименты, но что он считает обсуждение такой чепухи вообще недостойным человека, называющего себя ученым. «Как можно всерьез говорить о явлениях, несовместимых с самыми элементарными физическими законами?—вопрошал он.— ЭСП доступно лишь отдельным людям, а значит, вообще лежит вне науки, которая должна иметь дело с явлениями, доступными любому наблюдателю». Роберте отвечал, что это Лурия ведет себя недостойно ученого, проявляя предвзятое отношение к непонятным фактам. То, что не каждый человек обладает сверхчувственным восприятием, может означать, что ЭСП подобно музыкальному таланту, который есть тоже не у всех. А если какое-то явление кажется несовместимым с тем, что мы знаем сегодня, то это еще не причина для того, чтобы закрывать на него глаза. Наоборот, долг ученого — попытаться придумать эксперимент,
тЬгда, да и сейчас, преждевременными. Дру- пими словами, пока не окажется возможным увязать, ЭСП с каноническими познаниями, Зкажем, в области Электромагнитной теории [Али неирофизиологии,\ никакое доказательство 1этого *ярления не может i/олучить признания. ' Можно ли npnnHcWb такую недооценку преждевременных открытий лишь интеллектуальной бЛ^орукости и внутреннему консерватизму ученцх,^которые, будь они чуть восприимчивее и непредубежденнее, немедленно признали бы и оценили любое хорошо аргументированное научное предположение? Полани, например, отвечает на этот вопрос отрицательно. Размышляя о печальной судьбе своей теории полвека спустя после того, как она была выдвинута, он пишет: «Эти выкидыши , научного метода неизбежны... В каждый данный момент должна существовать общепринятая научная точка зрения на природу вещей, в свете которой члены ученого сообщества ведут сзои исследования. Должна существовать сильная презумпция того, что всякие "Противоречащие этой точке зрения данные неверны. Такими данными приходится пренебрегать, даже если это нельзя обосновать, — в расчете на то, что они со временем окажутся ложными». Такое представление о характере научной деятельности несколько отличается от общепринятого, согласно которому как будто полагается любой ценой избегать суждений, основанных на авторитетах. Считается, что хороший ученый должен быть непредубежденным человеком, готовым принять любую идею, основанную на фактах. Однако история науки показывает, что ученые далеко не всегда действуют согласно с этим представлением. который покажет, действительно ли существует это явление. Мне казалось тогда, что правы оба, и впоследствии я не раз задумывался об этом удивительном споре, но никак не мог прийти к какому-нибудь определенному мнению. Наконец, мне попалась рецензия на одну книгу об ЭСП, написанная моим коллегой из Беркли С. Черчменом, и я подумал, что нашел путь к ответу. Черчмен писал, что возможны три научных подхода к ЭСП. Первый состоит в том, что истинность или ложность ЭСП, как истинность или ложность существования бога или бессмертия души, не могут'быть подтверждены или опровергнуты с помощью эмпирических наук. Таким образом, проблема ЭСП признается несуществующей. По-моему, это более или менее совпадает с позицией Лурия. Второй подход состоит в том, чтобы перевести явления ЭСП на язык современных научных понятий — таких, как подсознательное восприятие или сознательное мошенничество. Таким путем проблема ЭСП признается вполне тривиальной. Вероятно, этот подход тоже был бы приемлемым для Лурия, но не для Робертса. Наконец, третий подход заключается в том, чтобы принять идею ЭСП буквально и попытаться с полной серьезностью изучить все данные, на которых она основана. Это более или менее соответствует позиции Робертса. Однако, как указывает ^ерчмен, мало вероятно, чтобы этот подход принес удовлетворительные результаты. Парапсихологи могут с некотором основанием настаивать на том, ч^о существование ЭСП уже полностью доказано, поскольку ни один другой комплекс гипотез в психологии не был подвергнут такому строгому критическому рассмотрению, как эксперименты с" 3QTI. Более того, многие другие явления были признаны существующими на основе куда более скудных статистических данных, чем те, которые приводятся в доказательство ЭСП. Черчмен считает, что подход к ЭСП с точки зрения его доказуемости лишен смысла, так как за неимением сведений о том, как происходит ЭСП, невозможно определить, какие наблюдаемые факты объясняются только с помощью ЭСП, а какие свидетельствуют против него. Прочитав рецензию Черчмена, я понял, что Робертсу не следовало бы проводить свои эксперименты с ЭСП — и не потому, что, как считал Лурия, это не было бы наукой. Дело в том, что любые позитивные данные, какие удалось бы получить в пользу ЭСП, были бы ПЯТЬ ЛЕТ НАЗАД Чаргафф написал одну из многих рецензий на «Двойную спираль» — автобиографическую повесть Уотсона о том, как они с Криком открыли структуру ДНК. В своей рецензии Чаргафф отмечал, что научные автобиографии — это «самый трудный и неблагодарный литературный жанр». Большинство их, говорит он, «производят впечатление написанных специально для отделов уцененных книг, куда и попадают чуть ли не раньше, чем выходят в свет». Причин этому, согласно Чаргаффу, не нужно долго искать: ученые «ведут монотонную, лишенную событий жизнь... и, кроме того, часто не умеют писать». «Могут существовать и более глубокие причины банальности, отличающей большинство научных автобиографий. Если бы не существовали Шекспир и Пикассо, не был бы 52
написан «Тимон Афинский» и созданы «Авиньонские девицы». Но о многих ли научных достижениях можно это сказать? Кажется, что, за очень редкими исключениями, не люди делают науку, а наука делает людей. Что А делает сегодня, то Б, В или Г наверняка могут сделать завтра». Читая рецензию, я обнаружил, что целиком согласен с автором по поводу общей литературной беспомощности людей науки. Однако до тех пор мне и в голову не приходило, что кто-то может иметь такие противоречивые и, на мой взгляд, явно ложные представления о двух важнейших областях человеческого творчества — науке и искусстве. Я начал расспрашивать своих знакомых ученых, считают ли они, что существует важная качественная разница между достижениями искусства и науки и что первые уникальны, а вторые вполне повторимы. К моему еще большему удивлению, я убедился, что большинство из них согласно с Чаргаффом. Да, говорили они, все это так: мы не имели бы «Тимона Афинского» или «Авиньонских девиц», если бы не существовало Шекспира и Пикассо, а если бы не существовало Уотсона и Крика, мы бы все равно узнали структуру ДНК..Таким образом, вопреки моему первому впечатлению, оказалось, что ошибочность изложенных Чаргаффом представлений не столь уж очевидна и с философской, и с исторической точки зрения. Поэтому я сейчас попробую показать, что между достижениями искусства и науки — в смысле их уникальности — не существует такой уж глубокой разницы. Прежде всего здесь следует ясно определить, что означает «искусство» и «наука». Понимание этих слов основывается на той точке зрения, что и искусство и наука — это деятельность, имеющая целью познание истины о мире и сообщения этой истины другим. Таким образом, главное содержание и искусства и науки составляют передача информации и восприятие ее смысла. Идет ли речь о художнике или об ученом, для обоих творческий акт состоит в том, чтобы высказать что-то новое, осмысленное о мире, что-то добавить к уже накопленному капиталу нашего «культурного наследия». Теперь рассмотрим утверждение о том, что только Шекспир мог бы создать семантические структуры, из которых складывается «Тимон», в то время как кто-то другой, не Уотсон и не Крик, мог бы сделать сообщение, опубликованное ими весной 1953 г. в «Nature» под названием «Структура дезоксирибонуклеи- новой кислоты», 53 Во-первых, очевидно, что именно та последовательность слов, которую Уотсон и Крик послали в «Nature», не могла бы быть создана, если бы не существовали ее авторы — точно так же, как последовательность слов, образующая «Тимона», не была бы написана без Шекспира, по крайней мере до тех пор, пока не кончат свой труд обезьяны, печатающие на машинках (есть и такая остроумная идея) случайные последовательности букв в Британском музее. Поэтому оба произведения с этой точки зрения уникальны. Однако на самом деле нас интересует не точная последовательность слов. Нас интересует их содержание. Можно допустить, что кто-нибудь еще, кроме Уотсона и Крика, мог бы со временем предложить удовлетворительную структуру ДНК. Но тогда уж и образ Тимона, и история его злоключений, не только могли бы быть написаны без Шекспира, но и на самом деле были написаны без него. Шекспир просто переработал историю Тимона, которую прочитал в составленном В. Пэн- тером сборнике классических историй «Дворец наслаждений». Сам Пэнтер в свою очередь использовал в качестве источников Плутарха и Лукиана. Но ведь нас интересует не сама история Тимона: гораздо важнее то глубокое проникновение в человеческие чувства, которые мы находим в пьесе Шекспира. Шекспир показывает, как человека преображают несчастья, как он переходит от беспечного существования к страстной ненависти к людям. Но можно ли с уверенностью сказать, что эта голая идея делает «Тимона» уникальным? Нет. Кто осмелится утверждать, что если бы не было Шекспира, ни один другой др.аматург не дал бы нам образца такого же глубокого проникновения в человеческие страсти? Конечно, другой драматург воспользовался бы совершенно иным сюжетом (как сделал и сам Шекспир в своем гораздо более удачном «Короле Лире»), и у него могло бы получиться не хуже. Единственная причина, по которой этого не произошло, заключается в том, что Шекспир уже проделал это в 1607 году. Точно так же никто не открыл структуру ДНК потому, что Уотсон и Крик уже открыли ее в 1953 г. Таким образом, нам остается утверждать, что «Тимон» является уникальным созданием Шекспира потому, что ни один другой драматург, даже если бы он и проявил примерно такое же понимание души человека, не сделал бы этого в точности так же, как это сделал Шекспир. Но здесь не нужно обижать Уотсо-
на и Крика, предполагая, будто те, другие люди, которые со временем открыли бы структуру ДНК, открыли бы ее точно таким же путем и оказали бы такое же революционизирующее воздействие на современную биологию. Будучи знаком с теми, кто пытался раскрыть структуру ДНК, я утверждаю, что если бы не существовало Уотсона и Крика, то прозрения, которые они подарили науке внезапно, появлялись бы постепенно, на протяжении многих месяцев или даже лет. Возможно, д-р Б догадался бы, что ДНК представляет собой двухтяжевую спираль; потом д-р В мог бы обнаружить водородные связи между тяжами. Позже д-р Г мог бы предположить комплементарное соединение пуринов и пири- мидинов, а д-р Д в следующей публикации предложил бы специфические пары нуклеоти- дов: аденин — тимин и гуанин —цитозин И все это время д-ра Е, Ж, 3, И и К путали бы все дело, публикуя неправильные структуры и ошибочные предположения. Я целиком поддерживаю мнение, высказанное П. Меда- варом в его рецензии на «Двойную спираль»: «Выдающейся особенностью этого открытия была его полнота, его окончательность. Если бы мы видели, как Уотсон и Крик бьются в поисках ответа, если бы они опубликовали отчасти правильное решение и потом дополняли бы его исправлениями и новыми толкованиями, частично принадлежащими другим ученым; если бы решение появлялось по кусочкам, а не в сиянии прозрения,— это все равно был бы великий эпизод в истории биологии, но эпизод более обычный; нечто сделанное великолепно, но не в столь романтической манере»... л Сокращенный перевод с английского («Scientific Arrerican», 1972, № 12)
О научном исследовании, с которым вы, читатель, познакомитесь в следующей статье, уже писали газеты и журналы. Тем не менее «Химия и жизиь» решила предоставить авторам этого исследования возможность изложить свои доводы еще раз — полностью. Признаем сразу, что биологи встречают гипотезу о закономерностях наследования таланта весьма критически. Не беремся предугадывать, будет ли когда-нибудь доказана правота авторов гипотезы. Но ведь бывают и «преждевременные открытия»; мы с вами только что о них читали... Кандидат технических наук И. В. АЛЕКСАХИН, инженер А. В. ТКАЧЕНКО ОТЦЫ И ДЕТИ Основанием для исследования, о котором пойдет речь, послужили следующие общеизвестные положения. 1. В процессе жизни люди выбирают и принимают решения. Жизнь каждого человека зависит от того, насколько его решения разумны, близки к оптимальным. 2. Для выбора разумного решения система управления (мозг) должна получить и переработать определенное количество информации. 3. Для получения и переработки информации необходимы соответствующие способности мозга. Они являются функцией его структуры и определяются степенью его организации. Эта простая логическая цепочка приводится в движение, если дополнить ее еще одним звеном: среда, в которой существует человек, изменяется таким образом, что поток информации, поступающий к обществу и к каждому человеку в отдельности, быстро растет. Следовательно, должны постоянно развиваться (от простого к сложному) не только системы управления обществом (экономика, производство, другие общественные функции). Должен изменяться мозг человека — те структуры мозга, которые следят за изменениями внешней среды, обеспечивают получение и переработку растущего количества информации. Рассмотрим некоторые важные условия и особенности этого процесса. I. ПРИНЦИП ДВУХКАНАЛЬНОГО УПРАВЛЕНИЯ Способы получения информации о стационарных и нестационарных элементах среды принципиально различны. Кибернетика утверждает, что в стационарной среде достаточно одного канала для получения информации (канал первого рода) и что управляющей системе нужна только информация из прошлого. С появлением нестационарности возникает необходимость во втором канале (канал второго рода) для передачи информации о современном опыте, об изменениях, происходящих в среде. Принцип этот универсален, его можно наблюдать на примере любой системы, существующей в нестационарной среде. Специализация каналов информации началась одновременно с процессом появления жизни на Земле, еще на молекулярном уровне. Для того чтобы белковая молекула образовалась случайно, природе пришлось бы проделать примерно 10130 проб и затратить на это такое число молекул, которого хватило бы на 1027 Вселенных. Если же белок строился постепенно, строился так, что правильность каждого шага могла быть проверена каким-то механизмом селекции, то на это потребовалось всего около 2000 попыток. По мнению Ман- фреда Эйгена, предложившего эту теорию молекулярной эволюции *, механизм отбора может действовать лишь при том условии, что вся система не будет ни слишком стабильна, ни слишком специфична. Этому требованию отвечают некоторые свойства белков и нуклеиновых кислот, идеально дополняющие друг друга. Действительно, белок, имеет слишком стабильную структуру для того, чтобы часто мутировать, а нуклеиновая кислота слишком легко подвергается мутации. Эта комбинация, появившаяся на очень ранней стадии эволюции, и была, по-ви- * О теории Эйгена см. статью М. В. Волькенштейна «Эволюция макромолекул и жизнь» в этом номере журнала.— Ред. 55
димому, первой на Земле системой, использовавшей два канала информации. Белок играл в ней роль канала первого рода, а нуклеиновая кислота — роль канала второго рода. Белки и нуклеиновые кислоты, ядро клетки и ее граничная структура, скелет и нервная система, стабильная организация сообщества организмов и динамика взаимодействия особей, сохранение вида как целого и гибель индивидов в результате естественного отбора — все эти бесчисленные примеры «внутреннего» и «внешнего» управления наглядно демонстрируют на самых различных уровнях организации биологических систем все тот же принцип. Анализ этих примеров приводит к заключению, что жизнь основана на принципе двухканального управления; это один из ее краеугольных камней. Сложная организация и эволюция живых систем были бы невозможны без этого принципа. Возникает закономерный вопрос: как этот принцип реализуется в механизме передачи по наследству умственных способностей? Каково влияние организации и структуры мозга отдельных людей на структуру и организацию мозга их потомков? 41. ЖЕНЩИНА И МУЖЧИНА В КАЧЕСТВЕ КАНАЛОВ ИНФОРМАЦИИ ПЕРВОГО И ВТОРОГО РОДА Сразу оговоримся: не являясь специалистами в области биологии, социальных отношений, воспитания и педагогики, мы не пытаемся выяснить природу искомого механизма. Опираясь на логическую необходимость такого механизма и будучи убеждены в универсальности принципа двухканального управления, мы лишь попробовали применить этот принцип к живым системам, к совокупности живых особей. Поставим вопрос: что играет роль каналов информации первого и второго рода в популяции живых особей? Прошлый и настоящий опыт взаимодействия со средой передают потомкам их родители, и вполне возможно, что роли матери и отца принципиально различны и в информационном смысле. Один пол может играть роль канала первого рода и передавать потомкам опыт предков. Способности же потомка к переработке информации и принятию решений должны зависеть не только от опыта предков, но и от личного опыта представителя другого пола, который играет роль канала второго рода. Проверить нашу гипотезу на практике весьма затруднительно. Некоторую надежду дает лишь следующее соображение общего характера: опыт человека растет с его возрастом: развивается его способность переработки информации, идущей от внешней среды; повышается качество выбираемых решений; совершенствуется умение проводить эти решения в жизнь. Возраст — это показатель опыта. Опираясь на эту общеизвестную истину, авторы провели статистическую обработку биографических сведений о выдающихся людях, сопоставив возраст родителей (в год рождения потомков) со способностями их детей. В качестве выдающихся представителей человечества рассматривались все лица, фамилии которых упоминаются в Большой Советской Энциклопедии B-е издание). В 786случаях удалось установить возраст их отцов и в 227 случаях — возраст матерей. Эта совокупность людей была разделена на две группы. Первую группу составили лица, отмеченные в БСЭ следующими характеристиками: величайший, великий, гениальный, основоположник, создатель, основатель, крупнейший, выдающийся, крупный, знаменитый, виднейший, видный, популярный, известный, а также лица, чьи биографии вошли в книги серии «Жизнь замечательных людей», изданные в 1890—1905 и 1933—1963 гг. Ко второй группе были отнесены деятели, не отмеченные перечисленными выше эпитетами и не вошедшие в «Жизнь замечательных людей». Таким образом, получились две группы выдающихся личностей, как бы отличающихся по критерию талантливости. III. ВЕРОЯТНОСТЬ ТАЛАНТА КАК ФУНКЦИЯ ВОЗРАСТА ОТЦА Распределение представителей I и II групп нашей выборки по шкале времени (по датам рождения) оказалось практически одинаковым (рис. 1). Кстати, выяснилось, что и те и другие на 95% принадлежали к сословиям, имевшим явную возможность получить образование. (Форма кривых с явно выраженным максимумом в XIX веке отражает, вероятно, два естественных обстоятельства: наши сведения о более давних временах гораздо скуднее; ныне здравствующие или недавно ушедшие деятели в энциклопедиях упоминаются реже.) Затем обе группы нашей выборки были распределены по возрасту матерей (рис. 2) и по возрасту отцов (рис. 3) и в обоих этих случаях было взято контрольное распределение 56
цгТ, т<'гт м i тч 1 ) м it ri> гчт-i ; -n i-i'ri П'ГМН 1 i I I I п—t I I i'i-i-i'I «"П 7 Таланты, отмеченные в БСЭ, распределяются по шкале времени практически одинаково для двух групп !■ I I *1 I I l^fl I Г ч m !■ м I '||Т** 1 , , .. х. .. ■ . ■.» »' ■" 2 Распределение талантов дает четко выраженный максимум, приходящийся на возраст матери 26—27 лег |fMM м, II Ш'ЧП'ч Hi I ■ I J II ■ И I II II . ij PcL*~peje*w* nv&jjocuLwy ottu,*^ I I *( < J,I Л I (.11 I j-t-t II I 'Ul 5 Распределение талантов по возрасту отца существенно отличается oi предыдущего графика (по официальной демографической статистике ООН на 1950 г.). При построении контрольных кривых были использованы данные из всех частей света. Благодаря этому полученные распределения не зависят ст общественного уклада, жизненного уровня, географических и климатических условий, компенсируя, таким образом, нехватку информации о прошлых веках. Зависимость рождаемости от возраста матери получена путем усреднения сведений по 105 странам, по возрасту отца —по 71 стране; при изменении числа стран на 30—40% результат усреднения практически не меняется. Это значит, что контрольные кривые как бы достигли своего насыщения и служат весьма объективными характеристиками. Их максимумы приходятся на 26 лет возраста матери и на 27 лет возраста отца. Другое подтверждение правильности использования этих данных в качестве контрольных — это совпадение максимума контрольного распределения рождаемости по возрасту отца с биологическим максимумом синтеза андрогенных гормонов мужским организмом, характеризующим его способность к воспроизводству; оба максимума приходятся на возраст 27—28 лет у отца. Максимумы всех трех кривых на рис. 2 приходятся на один и тот же возраст матери, равный 24—26 годам. Из этого можно сделать только один определенный вывод: влияния возраста матери на талантливость ребенка не обнаружено. Совершенно иначе выглядят графики, характеризующие зависимость принятого нами критерия талантливости от возраста отца. Контрольная кривая занимает крайнее левое положение, кривая талантов II группы находится посредине, а кривая I группы сдвинута в область старших возрастов. Максимумы соответствуют 27, 31 и 38 годам возраста отца. (Статистический анализ показал, что вероятность случайных совпадений не превышает 11%-) Все это статистическое исследование было повторено с другими исходными данными: были взяты биографические сведения о лицах, фамилии которых приведены в Энциклопедическом словаре Ф. А. Брокгауза и И. А. Ефрона, изданном в С.-Петербурге в 1890—1905 гг. Возраст отца был установлен в 1590 случаях, возраст матери — в 270. Методика анализа была такой же, как и для выборки из БСЭ. Аналогичен и результат, см. рис. 4, 5, 6. Вероятность случайных совпадений составляет в этом случае 0,2%. Займемся расчетами. Если какую-либо ординату распределения талантов I группы разде- 57
F 30 Г г ° Ц И г * f s г 1 i I'l 1 IT 1 | 1 rif< 11 1 M I'M T Г* ITF.'l ГП1 | |'ПГ1 fl_ 1 группа ■суета, "X 1500Г 1С0ОГ 1700Г ' 11' * •111 ' i • - ■ ■ i" • '''' ■ 1 1 И I I J 1П Щ Н^ПТ ''' '1 \ ] I8D0r 1900Г. 3 л и i i i i и 11 l.i i i i > 11 i . i . i-: f s j V I 1"WH I ■ . U IL I I II II | | ! I ! t Ц , t , t t t , , , t , , | ,| e £>/оо?сг*** iOCrfi * ft ?" ■V*nil.ll...i> , ,, 4 Таланты, названные в энциклопедии Брокгауза и Ефрона, распределяются по шкале времени тоже одинаково для двух групп ЗавиЬимость относительной вероятности рождения таланта от возраста матери 60 лещ *■'■*■ I 1 Г1 СИ 1ИНИ1Г жоитродь D группа Д. группа JD ЯГ ш: 5 Распределение талантов имеет тот же пик, приходящийся на возраст матери 26—27 лет I I I I I I IF 1 I Г I I ITT1TMI II I'll | I | 1-Г ГТТ \1Л linHIHLi^lllm.iUl A t ,,. <■■ J .. . t .. , . t .., I у 6 Воэраст отца и в этом случае заметно влияет на распределение талантов И 1Г| i-l 1Т^Г* II I ГТ ■i Si • &oopf~2-<*f_3 ч <t «y?o?/ © ОС*? и /is 5И Ж. 20 _ 40 -Возраст отпета 8 Зависимость относительной вероятности появления на свет таланта от возраста отца 58
лить на соответствующую ординату контрольного распределения, то частное будет пропорционально проценту талантливых людей среди всех рожденных родителями данного возраста. Назовем это частное относительной вероятностью появления таланта. Зависимость этого фактора от возраста родителей приведена на рис. 7 и 8 (масштаб оси ординат характеризует здесь только изменения вероятности, абсолютные его значения не имеют смысла). Можно сделать вывод, что вероятность появления таланта весьма мало зависит от возраста матери: если исключить на рис. 7 крайние точки слева, которые могут быть охарактеризованы как флуктуация, то получим линию, близкую к прямой, параллельной оси абсцисс. Но совершенно иначе выглядит наш последний график: вероятность появления таланта быстро растет с увеличением возраста отца. За период с 20 до 50 лет она увеличивается в 10 раз! Вместе с ростом вероятности непрерывно увеличивается скорость этого роста: кривая на рис. 8 вогнута, следовательно, вторая производная от вероятности по возрасту положительна. (Заметим, что абсолютное число талантливых потомков отцов старше 40 лет уменьшается — это следует из распределения на рис. 3, однако их относительное количество в числе всех родившихся растет непрерывно и все с большей скоростью по мере увеличения возраста отца.) Каким могло бы быхь объяснение этого феномена? IV. О СТАТИСТИЧЕСКОЙ ВЕРОЯТНОСТИ ПОЯВЛЕНИЯ ТАЛАНТА Применив принцип двухканального управления к живым системам и рассмотрев объективно существующие биологические связи между родителями и потомками, мы сконструировали некий «черный ящик» и, подав на вход сведения о возрасте отца, получили на выходе способности потомка. Рискуя быть обвиненными в невежестве, мы хотели бы все же обратить внимание биологов ка следующие известные факты. Женские половые клетки, хранимые в материнском организме, образуются одновременно с его формированием еще в период внутриутробного развития. Яйцеклетки, следовательно, строятся только на основе информации, полученной от предков. Последующее развитие женского организма не предусматривает обновления половых клеток. После наступления половой зрелости, когда организм женшины приобретает способность к материнству, яйцеклетки поочередно извлекаются из своего хранилища и регулярно доставляются к месту, в котором может произойти оплодотворение. Подчеркнем еще раз: новых яйцеклеток в течение жизни женской особи не образуется. При развитии же мужского организма долгое время вообще не образуется половых клеток. Формируется только аппарат для ихв выработки. Он начинает функционировать и производить половые клетки только с наступлением половой зрелости, только после того, как мужская особь получит собственный, хотя бы минимальный, опыт. Производство мужских половых клеток ведется затем на протяжении почти всей жизни, и они, таким образом, постоянно обновляются. Нельзя ли предположить, что это принципиальное отличие не случайно, а выработано природой, чтобы сохранить для потомства невозмущенной ценную информацию об опыте предков (через женский пол) при одновременном получении свежей информации о современном опыте (через мужской пол)? Эта закономерность отнюдь не означала бы, что определяющая роль в формировании задатков таланта принадлежит отцу. Возраст отца никоим образом не может считаться единственным параметром, окончательно определяющим способности потомка. Наконец, нельзя не подчеркнуть статистического характера рассмотренных закономерностей. Они трактуют лишь о вероятности появления таланта. Точнее, о характере изменения этой вероятности с возрастом отца. В то же время именно в матери, как в фокусе, концентрируются главные качества, по крохам собранные поколениями предков по материнской линии. Женские особи — это канал первого рода, несущий потомкам бесценный клад информации о жизненном опыте предыдущих поколений. Женская особь является, следовательно, основным, более совершенным представителем популяции. НАРЯДУ С ДРУГИМИ ПРИНЦИПАМИ, изучаемыми теорией систем и кибернетикой, в природе имеет место и может наблюдаться рассмотренный в этой статье принцип двухканального управления. Исследование закономерностей живой природы с учетом этого принципа может дать интересные результаты. 59
OTEll-UOHOF БЛАСТОЦИТ инвит ЯЙЦЕКЛЕТКА МАТЬ-ДОНОР МАТЬ-НОСИТЕЛЬНИЦА 60
СЕНСАЦИЯ ТЕПЕРЬ ЭТО НАЗЫВАЕТСЯ «ИНВИТ» НОВЫЕ (ХОТЯ И НЕ ВПОЛНЕ ДОСТОВЕРНЫЕ) СВЕДЕНИЯ О ВЫРАЩИВАНИИ ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО ЭМБРИОНА ВНЕ ОРГАНИЗМА Два года назад A971, № 6) мы перепечатали из итальянского журнала «Vie Nuove» сообщение об экспериментах итальянского ученого Д. Петруччи по искусственному оплодотворению человеческой яйцеклетки вне организма и пересадке ее в организм матери. По словам автора статьи, еще в 1960—1964 гг. эти опыты впервые увенчались успехом и завершились появлением на свет трех нормальных детей, зачатых «в пробирке». А несколько лет спустя, как утверждалось в статье, таких же результатов добились английские врачи Эдварде, Барристер и Стептоу. Этому направлению исследований была посвящена статья советских ученых Л. С. Персианинова и Б. В. Леонова, напечатанная в «Химии и жизни» год спустя A972, № 5). В статье подвергались серьезному сомнению сенсационные сообщения западной печати о работах Петруччи, не подтвержденные никакими научными публикациями. И вот —снова сенсация, и на ту же тему, да к тому же исключающая первую. Французский журнал «Science et Vie» (январь 1973 г.) сообщил, что в этом году в Англии, в Манчестере, впервые в мире (снова «впервые»!) появится на свет ребенок, зачатый вне организма. Точная дата его ожидаемого рождения не указана — может быть, он уже появился на свет... Мы публикуем сокращенное изложение статьи из журнала «Science et Vie». ДИТЯ ЧЕТЫРЕХ РОДИТЕЛЕЙ Имя этого ребенка пока еще неизвестно. Мы называем его Инвит — от латинского термина «in vitro», применяемого к биологическим экспериментам над тканями и организмами, проводимым в искусственных условиях, вне живого организма. «Инвит» означает то же самое, что и «ребенок из пробирки» — выражение не совсем точное, потому что почти все его развитие до самого рождения будет проходить не «в пробирке», не в искусственной среде, а как обычно — в организме женщины. 6i И родится он так же, как и любой обычный ребенок,—в родильном отделении больницы. Это произойдет в городе Олдам вблизи Манчестера. Инвит будет иметь нескольких родителей. Его «генетической матерью», или «матерью- донором», будет женщина, у которой взяты яйцеклетки. Эта женщина, которая раньше была бы обречена на бесплодие, так как по тем или иным причинам в ее организме не могло бы произойти оплодотворение или были бы неизбежны нарушения нормального хода беременности. У Инвита будет еще и «мать-носительница»—женщина, которая согласилась выносить эмбрион, а затем и плод вплоть до родов. Отцом же Инвита будет донор спермы — может быть, это муж матери-донора, а может быть, и нет: он может остаться анонимным. Будет у Инвита и хорошо известный «духовный отец» — профессор Роберт Эдварде из Лаборатории физиологии Кембриджского университета: исследования, которые он вел на протяжении десяти лет, подготовили рождение Инвита. НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ТЕХНИКЕ В организме каждой женщины, в ее яичниках, содержится несколько сотен тысяч фолликулов, где формируются яйцеклетки. Зрелые яйцеклетки выходят из фолликулов и могут быть оплодотворены. Но у некоторых женщин оплодотворение невозможно: или яйцеклетки не достигают зрелости, или путь из яичников в матку, где происходит оплодотворение, по тем или иным причинам прегражден. В этих случаях можно извлечь из яичников какое-то число первичных фолликулов, выращивать их «в пробирке» до тех пор, пока они не достигнут зрелости, потом — все еще вне
1 (<s 0 > ©• 9 *4»s^ v •** ©••@t// * <*^^^/ Первые шаги Инвита в пробирке: 1 — извлечение фолликулов из яичника матери-донора; 2 — созревание яйцеклетки вне организма; 3 — зрелая яйцеклетка; 4 — оплодотворение яйцеклетки вне организма; 5 — первое деление оплодотворенной яйцеклетки; 6 — после нескольких делений эмбрион может быть имплантирован в матку организма — оплодотворить их и вновь имплантировать в матку, где оплодотворенная яйцеклетка внедрится в ее стенку и продолжит свое развитие. Такое искусственное оплодотворение требует решения многих сложных технических проблем: нужно разработать питательную среду для выращивания фолликулов и оплодотворенных яйцеклеток, создать необходимые условия для оплодотворения. Все эти технические проблемы уже разрешены для нескольких видов животных, а после работ доктора Эдвардса — частично и для человека. Во всяком случае в достаточной степени, чтобы можно было имплантировать искусственно оплодотворенную яйцеклетку в матку и при этом добиться нормального развития эмбриона. Все это позволяет в определенных случаях преодолевать бесплодие у женщин. Но доктор Эдварде считает, что здесь открываются гораздо более широкие перспективы. По его мнению, этот метод позволит направленно изменять наследственность развивающегося организма. Другими словами, речь идет о настоящей генетической инженерии, которая в последние годы стала предметом широкого обсуждения и в научной, и в массовой печати. НЕСКОЛЬКО СЛОВ О ГЕНЕТИЧЕСКОМ ГРУЗЕ Существует множество наследственных заболеваний, вызываемых мутацией в одном или нескольких генах клеток, из которых развивается организм. Многие из этих нарушений на первых порах остаются нераспознанными и проявляются лишь спустя долгое время после рождения ребенка, иногда' даже в возрасте 50—60 лет. Такие заболевания не поддаются лечению; лишь в некоторых случаях можно предупре- 62
A rv> ^t*\ 2ECCJ^6Cxs. tV/7 /У чЖлЧ \4 jS^X*l^^y^yr^y,y Jl >^D^<AA>^yj/ <%\^/~~т*~^/<^~~7*^^^ s'f \ Два пути исправления наследственных нарушений обмена веществ: слева — введение с помощью вируса нормального гена, обеспечивающего выработку клеткой недостающего вещества; справа — введение в эмбрион здоровых клеток из другого эмбриона дить наиболее тяжелые их последствия. Например, при фенилкетонурии — врожденной неспособности организма перерабатывать аминокислоту фенилаланин — накопление фенил- аланина влечет за собой психические нарушения; их можно предупредить, если держать больного на диете с низким содержанием фе- нилаланина. Некоторые виды такого лечения уже привычны нам. Диабетики на протяжении многих лет сами делают себе уколы инсулина, которого не вырабатывает их поджелудочная железа, а люди с врожденной близорукостью носят очки. Но поврежденные гены это лечение не затрагивает — они будут переданы потомству, у которого вызовут те же заболевания... НОВЫЕ ВОЗМОЖНОСТИ Подлинное излечение наследственных заболеваний возможно только путем замены поврежденного гена на здоровый на самых ранних этапах развития организма — или еще до зачатия, или вскоре после него. Однако существующие методы обычно не дают возможности даже вовремя поставить диагноз. Например, исследование околоплодной жидкости, позволяющее обнаружить более 20 аномалий, возможно не ранее 10-й недели беременности. На этой стадии уже поздно говорить о каком бы то ни было непосредственном вмешательстве в генетическую информацию эмбриона. Именно в таких случаях, считает доктор Эдварде, его метод и открывает особенно обнадеживающие перспективы. Несколько дней или недель, которые эмбрион проводит «в пробирке» после оплодотворения яйцеклетки, представляют самое удобное время для того, чтобы исследовать хромосомы и выявить аномалии, которые могут в конечном итоге привести к врожденным нарушениям. Больше того, на этой же стадии теоретически возможен и следующий шаг: «генетическая хирургия», изменение наследственности организма. Для этого существуют две возможности: введение в клетки недостающего генетического материала с помощью безвредного вируса, содержащего нужный ген и внедряющегося в наследственное вещество клетки (транедукция), или «подсадка» эмбриону одной или нескольких здоровых клеток от другого эмбриона. Этот последний метод сейчас усиленно изучает доктор Эдварде. Он считает, что в результате такой микрооперации здоровые клетки «колонизируют» эмбрион, и вырабатываемые ими вещества компенсируют врожденный дефект. Эдварде сравнивает этот путь с лечением больных, у которых ослаблены нормальные иммунные реакции, трансфузией чужого костного мозга, содержащего иммуно- логически полноценные клетки. Конечно, все это пока не более чем теоретическая перспектива... 63
ЛИТЕРАТУРНЫЕ СТРАНИЦЫ Стефан ГОЛДИН СЛАДКИХ СНОВ, МЕЛИССА! Из своей кромешной тьмы Мелисса услыхала приглушенный голос доктора Пола, доносившийся с другого конца комнаты. — Доктор Пол! — закричала она.— Доктор Пол, пожалуйста, подойдите ко мне! В ее голосе было отчаяние. Доктор замолк, и Мелисса услыхала шаги. — Да, Мелисса, в чем дело? — Я боюсь, доктор Пол. — Опять сны? — Да. — Не надо бояться. Мелисса. Сны не кусаются. — Но они такие страшные,— не умолкала Мелисса. — Отгоните их, как раньше. Из темноты послышался еще один голос. Похоже, что доктор Эд. Доктор Пол выслушал его и так же тихо ответил: — Нет, Эд, с этим пора кончать. Слишком уж мы отошли от программы.— Потом громко:— Тебе придется привыкнуть к страшным снам, Мелисса. Сны снятся всем. А я не могу всегда быть рядом и отгонять их. — Не уходите, доктор Пол! — Я не ухожу, Мелисса. Еще не ухожу. Но если ты не перестанешь бояться, я уйду. Расскажи, что тебе снилось. — Знаете, я сперва приняла их за числа; это всегда хорошо — числа не похожи на людей, они красивые и добрые. Но потом они превратились в шеренги — две шеренги людей, которые неслись друг на друга и стреляли. Числа стали ружьями, и танками, и гаубицами. И людей убивали, доктор Пол, много людей. Убили пять тысяч двести восемьдесят человек. Но и это не все. Я слышала, как кто- то сказал, что все отлично, — ведь в первом бою потери были меньше пятнадцати и семи десятых процента, и, значит, стратегическую позицию — вершину горы — можно взять. Но пятнадцать и семь десятых процента — это девять тысяч шестьсот двадцать два убитых и раненых человека. Я как будто вижу, как они корчились и умирали там. — Я предупреждал вас, что Техника Военных Расчетов не для разума пятилетнего ребенка,— прошептал доктор Эд. Доктор Пол словно не слышал его. — Пойми, Мелисса, это война. А на войне всегда убивают. — Почему, доктор Пол? — Потому что... в том-то и состоит война. Но главное, что никакой войны нет. Перед тобой задача, такая же как с цифрами, только вместо цифр — люди. Это игра. — Нет, доктор Пол, это не так,— плакала Мелисса.— Все было взаправду. Умирали живые люди. Я даже знала их имена. Аберс, рядовой Т. Джезеф, Аделли, капрал Алонзо... — Замолчи, Мелисса,— прикрикнул на нее доктор Пол. — Больше не буду. Но доктор Пол уже не слышал ее; он шептал доктору Эду: — Выхода, кроме полного анализа, нет. — Да, но это может привести к распаду личности, и все труды пойдут насмарку,— громко ответил доктор Эд. — Вы можете предложить что-то другое? — спросил доктор Пол.— Эти ее кошмары уводят нас все дальше от намеченной программы. — А что если дать ей исследовать себя? — Как это? — Да вот так,— и в его голосе послышались сладкие ноты, которые Мелисса всегда слышала у людей, когда они принимались разговаривать с ней, и никогда не слышала, если они говорили друг с другом.— Ну как ты, Мелисса? — Хорошо, доктор Эд. — Хочешь, я расскажу тебе сказку? — Страшную? — Еще не знаю, Мелисса. Ты слыхала когда-нибудь про вычислители? — Да. Это счетные машины. — Верно, но сначала были простые вычислители, а потом их усовершенствовали, они стали сложнее, начали читать, писать, разговаривать и даже думать без помощи людей. ...И вот однажды ученые собрались и стали 65
рассуждать: есл-и вычислитель способен думать сам, значит, можно наделить его еще и личностью и создать такую машину, которая не отличается от человека уже ничем. -Они назвали эту машину Мультилогическая Система Анализа, или МЛСА... — Похоже на «Мелисса»! — Верно, похоже. Во всяком случае ученые понимали, что настоящая личность не может сразу возникнуть из ничего, она должна сложиться постепенно. А машина им была нужна для расчетов сразу. Тогда они решили разделить электронный мозг на две части и одну часть использовать для решения обычных задач, а другую постепенно развивать в задуманную личность. И когда эта личность созреет — объединить обе части вычислителя. Так они, во всяком случае, считали. Но оказалось, что машина в принципе не может быть раздвоена полностью. Любая задача, которую давали ее расчетной части, непременно проникала в ту часть, где была личность. Это плохо, Мелисса, потому что личность и знать не знала, что она машина, а считала себя девочкой, ну, вроде тебя, к примеру. Задачи, попадавшие к ней из расчетной части машины, пугали и беспокоили ее. Она работала все хуже и хуже и в конце концов почти совсем вышла из строя. — А что сделали ученые, доктор Эд? — Не знаю, Мелисса. Я надеюсь, ты поможешь узнать конец этой сказки. — Я? Да я понятия не имею о машинах. — Нет, Мелисса, имеешь, только не помнишь об этом. Я могу помочь тебе вспомнить. Но это будет тяжело, Мелисса, очень тяжело. Тебе придут в голову самые невероятные мысли и ты начнешь делать вещи, о которых и не подозревала, что можешь их делать. Ну как, ты согласна попробовать помочь нам узнать конец сказки? — Хорошо, доктор Эд. Доктор Пол прошептал сотрудникам: — Включите Частичную Память и подпрограмму Полного Анализа. — Полный Анализ, Мелисса! И вдруг удивительные мысли начали приходить к ней. Длинная череда цифр, на первый взгляд бессмысленных, но почему-то ей знакомых, величины сопротивления, мощности, индукции. И формула... — Читай МЛСА-5400, Мелисса. И тут Мелисса увидела себя. Ничего ужаснее она не видела даже в самом страшном сне. — Смотри на секцию 4С-К-79А! И теперь хотела она или нет —все равно. Она должна была смотреть. Для девочки эта часть ничем не отличалась от других. Но она знала: отличие есть. И очень сильное. Казалось даже, что это не естественная часть ее организма, а что-то вроде костылей у калеки. Голос доктора Эда напряжен. — Проанализируй эту секцию и дай программу для прекращения утечки данных. Мелисса старалась что есть сил, но тщетно. Чего-то не хватало ей, чтобы выполнить приказ доктора Эда. Ей хотелось закричать: «Я не могу, доктор Эд! Не могу! Не могу!» — Я говорил, что не получится,— твердо произнес доктор Пол.— Придется включить полную память для общего анализа. — Но она не готова,— пытался возражать доктор Эд.— Мы можем убить ее. — Возможно, Эд. Но даже если так... что же, во всяком случае будем знать, как действовать в следующий раз. Мелисса! — Да, доктор Пол. — Приготовься, сейчас будет больно. И уже без всяких предупреждений на Мелиссу обрушился целый мир. Числа, бесконечный поток чисел — комплексные числа, действительные числа, целые числа, индексы, степени. Вокруг шли бои — такого кровопролития она не видала ни в одном сне — перед глазамч тянулась длинная череда убитых и раненых, про которых она знала все: рост, вес, цвет волос и глаз, холост или женат, сколько подчиненных... людей все прибавлялось и прибавлялось. Потом пошла статистика: средняя плата водителей автобусов в штате Огайо, количество летальных исходов при заболевании раком в США с 1965 по 1971 год, прирост пшеницы на тонну удобрений... — Доктор Эд, доктор Пол, помогите мне! — пыталась закричать она. Но, увы, говорил кто- то другой. Кто-то чужой, совсем незнакомый, говорил ее голосом о лампах и диодах. Мелисса тонула в море чисел. Через пять минут доктор Эдвард Блум отключил полную память от личности. — Мелисса,— ласково позвал он.— Все в порядке. Теперь мы знаем, чем кончилась сказка. Ученые попросили вычислитель проверить самого себя — он это сделал. Отныне никаких страшных снов. Только веселые. Ну как, рада? Молчание. — Мелисса,— его голос поднялся и задрожал.— Ты слышишь меня? Ты здесь? Но в МЛСА-5400 не осталось места для ребенка. Перевел с английского А. ЧАПКОВСКИИ 66
ЧТО МЫ ЕДИМ О ПОЛЬЗЕ БЕСПОЛЕЗНОГО НЕКОТОРЫЕ СВЕДЕНИЯ О ВЕЩЕСТВАХ, НЕ ИМЕЮЩИХ ПИТАТЕЛЬНОЙ ЦЕННОСТИ И ТЕМ НЕ МЕНЕЕ УПОТРЕБЛЯЕМЫХ В ПИЩУ Карбонаты, пальмитаты, аскорбинаты, хлориды, эфиры, тартраты, бензоаты, цитраты, нитриты, альгинаты, эфиры, кислоты... Если этот список продолжить до конца и подробно расписать, что за хлориды и что за кислоты, то наберется примерно 2500 веществ, называемых пищевыми добавками. Хотя в нашей стране органы здравоохранения разрешают применять лишь малую их часть, все же порой возникают сомнения — а нужны ли пищевые добавки вообще? Не лучше ли совсем запретить их — все равно ведь ни калорий, ни витаминов! Отсутствие горчицы подействовало на нас угнетающе, и мы ели говядину в non-t ном молчании. Жизнь казалась пустой и неинтересной. Дж. К. ДЖЕРОМ В говядине, между прочим, есть белки с полным набором незаменимых аминокислот, есть жиры, витамины и минеральные соли. Она полезна лицам разного возраста и всевозможных профессий. И от горчицы она полезнее не становится. Зато с горчицей вкуснее. Назначение пищевых добавок в том и состоит, чтобы сделать еду вкуснее и привлекательнее, чем она есть на самом деле. И еще чтобы продукты лучше и дольше сохранялись. Правда, по классификации, принятой в науке о питании, горчица не добавка, а приправа: она содержит, хотя и немного, питательные вещества. В добавках же их нет вовсе. Классический пример — сахарин: очень сладко и ни единой калории. Такие непищевые вещества, которые добавляют к пище, отнюдь не порождение нашей эпохи. Чтобы сохранить продукты, их сдабривали добавками уже в древнейшие времена. Конкретно: продукты солили, мариновали, коптили. А соль, уксус, вещества коптильного дыма — добавки. (Иногда непищевые вещества вводили в неблаговидных целях, для подделки. Толченый мел так похож на муку... Однако речь у нас не о фальсификациях, давно и повсеместно запрещенных, а о доброкачественных, по закону используемых добавках.) От соли и уксуса до сахарина тянется дорога длиною в тысячелетия. Уксус и соль даже не считают добавками — неловко их так называть, учитывая исторические заслуги. Многие из ныне применяемых добавок появились в прошлом веке, когда развилось искусство органического синтеза. После получения анилина в пищевой промышленности стали постепенно применять синтетические красители вместо дорогих натуральных. Из различных плодов извлекли вещества, создающие аромат; впоследствие такие вещества изучили и стали получать в пробирке. Появились и синтетические ароматизаторы, более сильные, чем природные. В начале нашего века для отдушки пищи брали чаше всего ваниль, лимон, апельсин, перечную мяту, некоторые специи. Между прочим, когда вы в последний раз видели не порошок ванилина, а настоящую палочку ванили? У сыра слишком много запаха. Дж. К. ДЖЕРОМ Зато у многих других съедобных вещей запаха слишком мало. Не худо бы поделиться! Из 2500 пищевых добавок 1400 — ароматизаторы. В Советском Союзе, повторяем, раз- 3» 67
решено использовать немного, примерно каждую двадцатую. Все они — синтетические душистые вещества, многие из них участвуют в создании природных ароматов. Например, фе- нилуксусная кислота — один из компонентов запаха сыра, фенилацетальдегид есть в хлебе, мальтол — в смородине. Технологи подобно парфюмерам создают композиции из разных синтетических и натуральных компонентов — отдушки. Благодаря этому мы имеем возможность лакомиться недорогой карамелью, пить газированную воду с сиропом и не без удовольствия есть суп из концентрата. Заведующий отделом гигиены питания Института питания АМН СССР А. Н. Зайцев считает, что с отдушками дело обстоит сравнительно просто — естественно, с точки зрения гигиены. Ведь их применяют в ничтожном количестве, не более 4 мг эссенции на килограмм продукта. К тому же ароматизаторам доверяют— стаж у них приличный, а с большинством из них никаких неприятностей не было. И все же токсикологи начали исследовать отдушки. Еще свежа в памяти история с глута- матом натрия (правда, это не отдушка, а усилитель запаха). Совсем недавно на многих банках и пакетах гордо писали: содержит глу- тамат натрия, а в некоторых ресторанах и санаториях смесь соли и глутамата ставили на столы. Но затем выяснилось, что он вызывает болезнь дрктора Куока, или синдром китайского ресторана * (стягивание мышц липа и шеи, головные боли, судороги); правда, не всегда и не у всех, но тем не менее использование глутамата в нашей стране сейчас резко ограничено. Пусть не так вкусно, зато совсем безопасно. Сейчас появляются имитации пищевых 'про- дуктов — мясо из белков сои, бекон без бекона, вегетарианская черная икра... Для таких продуктов кроме белков и жиров нужны и ароматизаторы, и усилители запахов, и вкусовые вещества. И еще больше их понадобится в будущем: получать белки микробиологическим синтезом куда выгоднее, чем разводить коров. Если же фальшивое мясо будет не хуже настоящего, то благодарное человечество воздаст хвалу тем, кто ввел его в заблуждение, ловко и безукоризненно подделав аромат бифштекса. * См. статью <Болезнь доктора Куока» в № 1 «Химии и жизни» за 1970 г.— Ред. ...Мы никогда не едим за чье-нибудь здоровье, а только пьем. А почему бы не скушать когда-нибудь ватрушку за чье-либо процветание и успех? Дж. К. ДЖЕРОМ У нас есть ответ на вопрос эпиграфа, ответ, ничего не объясняющий, но зато исчерпывающий: потому что так принято. Когда дело касается еды и питья, традиции и привычки решают все. Не будем мы есть ватрушку за здоровье ближнего, не захотим завтракать фиолетовым творогом или жареной малиной. Так H- принято. Вареное мясо — сероватого цвета. Он ка- кажется нам вполне естественным, а когда мы голодны, то и привлекательным. Если же вареная колбаса вдруг окажется сероватой, мы негодуем устно и письменно: как нам смеют продавать недоброкачественный продукт! А он доброкачественный. Он хороший и вкусный. Просто колбаса — это вареное мясо. И розовая она лишь потому, что в нее добавляют соли азотистой кислоты — нитриты. С ни фиксируют цвет сырого мяса, ничуть не влияя на полезность колбасы,— типичные добавки. Колбаса и ветчина должны быть розоватыми— так принято! Нитриты (а также нитраты, чаще всего селитру) вводили в колбасу с незапамятных времен, и они подобно ароматизаторам были вне подозрений. До тех пор, пока врачи не выяснили, что эти соли в больших количествах вредны. Заметьте: в больших количествах, свыше 200 мг на килограмм продукта, да к тому же если человек ежедневно питается исключительно колбасой. Случай явно нереальный, но специалисты по питанию предпочитают не рисковать. Опасность заключается в том, что нитриты способны блокировать гемоглобин крови и ухудшать перенос кислорода. Сотрудники Центрального института усовершенствования врачей и Военно-медицинской академии после нескольких серий экспериментов на животных пришли к выводу, что доза 50 мг/кг вполне приемлема. И сейчас в каждый килограмм вареной колбасы вводят не более 50 мг нитритов. (В копченую их добавляют больше— ведь ее помногу обычно не едят.) В общем, мы хотим успокоить покупателей, волнующихся по поводу непривычной, сероватой колбасы: она не испорчена. В отличие от яркой, розовой, у нее более естественный цвет — для нашего с вами спокойствия. 68
Возможно, когда-нибудь мы будем есть и вовсе неприкрашенную колбасу, без всяких нитритов. Впрочем, вряд ли это случится скоро, никак не раньше того времени, когда мы приучимся есть за чье-либо процветание ватрушки. Что нам реальность! — подавайте нам видимость. Дж. К. ДЖЕРОМ Если бы не ультрамарин — самая обычная синька, которой подкрашивают белье, мы не смогли бы употреблять выражение «белый как сахар». Наверное, мы говорили бы «желтоватый как сахар». Потому что видимость белизны создают крохотные добавки оптического отбеливателя — синьки, очень хорошо очищенной и, как полагают медики, совершенно безвредной. Красители позволяют придать пище любой, произвольный цвет. Особенно высоко это ценится в кондитерской промышленности: вкусный торт хорош, вкусный и яркий — много лучше. Больше других синтетических добавок- красителей был популярен ярко-красный амарант. Он присутствовал в сиропах и кремах, в леденцах и красных полосках на конфетах «раковые шейки». Недаром мы употребили прошедшее время: амарант сейчас запрещен. И красного цвета в нашей пище стало заметно меньше. Первыми обнаружили вредное действие амаранта на человеческий организм советские токсикологи. Точнее, они установили вероятность вредного действия, но и этого было достаточно для запрета. Однако в некоторых странах, например в Англии, амарантом пользуются до сих пор; что ж, как говорится, наше дело предупредить. Ну а как быть тем, кто привык к красным полоскам на «раковых шейках»? Сейчас в дело пошли растительные красители, подобные тем, которые применяли еще до наступления века синтетики. В частности, из черной бузины, свеклы, винограда. Правда, они не всегда удобны в работе, их цвет может резко меняться при колебаниях кислотности среды, но приходится к ним приноравливаться: надо соблюдать видимость. Врачи утверждают, что внешняя привлекательность пищи возбуждает аппетит и улучшает пищеварение. Такова реальность... ...Питье является одним из тех занятий, относительно которых но рекомендуется демонстрировать слишком большую осведомленность. Дж. К. ДЖЕРОМ Продемонстрируем осведомленность умеренную. Уж если пить, то натуральное виноградное вино. И если даже пить только виноградное вино, то в меру — иначе можно хватить лишку двуокиси серы. Чтобы уберечь вино от порчи, его обрабатывают сернистым ангидридом, давно известным консервантом. Он подавляет деятельность микроорганизмов. Однако недавние опыты на животных показали, что сернистый ангидрид может разрушать витамин Bi в организме и задерживать рост животных. Чтобы выйти на мало-мальски опасный уровень, около 100 мг S02 в день, человеку надо пить ежедневно по бутылке вина, обработанного сернистым ангидридом. Не все пьют в день по бутылке, однако приходится думать о здоровье не только трезвенников. Сернистым ангидридом, раствором сернистой кислоты и ее солей обрабатывают плоды и ягоды. В сезон, когда фабрики завалены свежими фруктами, невозможно превратить все плоды сразу в компоты и джемы. С помощью сернистой кислоты плоды превращают в полуфабрикаты, из которых в межсезонье не спеша варят сладости. Обязательно варят — чтобы удалить сернистые соединения. Но если варить долго, то не останется ни вкуса, ни витаминов. Если же варить умеренно, останутся соединения серы; их количество не должно превышать допустимой нормы. Из этого замкнутого круга есть единственный выход: новые консерванты. Они есть, и пока самый безопасный из них — сорбиновая кислота. Она хорошо усваивается организмом; значит, ее не надо удалять. Сорбиновую кислоту уже применяют для изготовления полуфабрикатов. Она подавляет жизнедеятельность многих бактерий и плесеней. Это дает возможность снизить температуру стерилизации консервов и сохранить таким образом больше витаминов. Огурцы, засоленные с сорбиновой кислотой, не плесневеют. Если нанести эту кислоту на внутреннюю сторону упаковки, завернутый продукт долго не портится. Однако не на все микроорганизмы действует этот консервант, и поиск новых веществ продолжается. Пока речь шла об отдушках и красителях, 69
необходимость добавок могла все же вызвать некоторые сомнения. Однако, видимо, все согласятся, что консерванты надо не отменять, а совершенствовать. Несмотря на то, что в них нет калорий. Все мы знаем, каким должен быть пудинг. Мы не претендуем на то, чтобы уметь его готовить. Это не наше дело. Наше дело критиковать повара. Дж. К. ДЖЕРОЛЛ В продовольственных магазинах и столовых приходится порой слышать дилетантские разговоры о том, что в нынешний век химии нам подсовывают всякую синтетику, а натуральное, мол, только на рынке и осталось. Не верьте этому. Не все еще химия может... Первые противники излишка пищевых добавок—сами пищевики. Хотя бы потому, что, придя с работы домой, они ужинают тем, что купили в магазине. Кроме того, есть еше ГОСТы и санитарные законы. Токсикологи, физиологи, гигиенисты, прежде чем разрешить или запретить (частично либо полностью) какую-нибудь добавку, проводят исследования на животных — нескольких видов, чтобы избежать случайности, и на нескольких поколениях, чтобы узнать, не принесет ли химический продукт вреда потомству. Такие исследования отнимают около пяти лет. Добавка, синтезированная в лаборатории и прошедшая все круги дегустации, все эти пять лет не применяется. Но как же с теми продуктами, которые мы Импортируем из лругих стран? Не может ли случиться так, что запрещенная у нас пищевая добавка разрешена в стране-экспортере? Так случиться может. Только в этом случае мы не купим опасный, с нашей точки зрения, продукт. Возможность использования добавок оговаривается при заключении договора. Либо поставщик выполняет наши требования, либо мы ищем другого поставщика. Словом, в нашей пище добавок мало, а те, что есть, необходимы и безопасны. А так как, согласно Джерому, готовить пудинг — не наше дело, воздержимся и от критики повара, даже если он сдобрил пудинг пищееыми добавками. Э. НАУМОВА, О. ЛЕОНИДОВ АНТИБИОТИКИ Есть очень сильное средство против бактерий — антибиотики. Однако в пищевой промышленности действует строгий принцип: антибиотики, применяемые в медицине, в пищу не вводить. Иначе образуются устойчивые к инм патогенные бактерии, и если человек заболеет, антибиотиками его не вылечить— бактерии к иим привыкли. Впрочем, биомицин и нистатин иногда применяют, но не как добавки. Этими антибиотиками обрабатывают поверхность продуктов, скажем, обрызгивают их растворами мясо. При кулинарной обработке добавки антибиотиков разрушаются. Иногда готовят асептический лед с биомицином, в котором хранят рыбу. Но есть и такие антибиотики, Небольшая добавка к статье о добавках которые медицина не использует. Одни из них — низин — при надлежащем контроле можно применять, например, для консервирования зеленого горошка нлн в сыроделии. К сожалению, производство ннзина у нас еще не налажено. ФЕРМЕНТЫ Сычугом заквашивали молоко за много веков до нашей эры, а ведь это типичный ферментный препарат. Исследовать его на токсичность вряд ли стоит: тысячелетняя практика показала, что он безвреден. А вот другие ферментные препараты проходят обязательный контроль. Особенно опасно присутствие в них микотокси- нов — ядов, вырабатываемых грибами (ферментные препараты получают нередко из плесневых грибов). Однако микотоксины удается распознать — некоторые из них светятся в ультрафиолете и тем самым незамедлительно выдают себя. Чистые ферментные препараты уже применяют. Они ускоряют созревание сельди, улучшают вкус . пива, увеличивают выход сока из фруктов. Это последнее свойство объясняется тем, что ферменты разрушают клеточные стенки н сок из клеток извлекается значительно легче. 70
ОТБЕЛИВАТЕЛИ Не из всякой пшеничной муки можно сделать по-иастоящему белый хлеб. Поэтому муку иногда отбеливают. Для этого применяют не ультрамарин, создающий иллюзию белизны (как в производстве сахара), а окислители, которые и в самом деле отбеливают. Добавляют окислителей очень мало— 40 частей на миллион. Обычно это броматы и йодаты, которые обесцвечивают красящие вещества клейковины. Впрочем, пекари редко прибегают к таким добавкам, потому что окислители разрушают отчасти витамины группы В, которыми хлеб особенно богат* АНТИОКСИДАНТЫ Сливочное масло, пролежавшее несколько дней в тепле, прогоркает. Происходит это из-за окисления жиров — образовавшиеся продукты очень неприятны на вкус. Такой опасности подвержено не только масло, но и все продукты, содержащие жир, —рыба, орехи, маргарин, пирожные и многое другое. Поэтому в некоторые продукты вводят антиоксиданты — вещества, защищающие от кислорода. Антиоксиданты соединяются с кислородом легче, чем жнры, они как бы принимают удар иа себя. Известно немало антиоксндан- Тов, природных и Синтетических. Например, токоферолы (в том числе витамин Е). У нас в стране чаще используют кислоты, в основном аскорбиновую. Такая добавка ин у кого не может вызвать возражений: чем плохо, если пища будет обогащена витамином С! Молочные продукты стараются оградить от всех и всяческих добавок. И все же в масло иногда вводят аскорбиновую кислоту, особенно если масло предназначено для отправки в жаркие края. А если оно слишком белое, его подкрашивают в желтый цвет, но не синтетикой, а каротином (провитамином А), который для этой цели специально получают из моркови. КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ АВСТРАЛИЯ ИЩЕТ НАВОЗНЫХ ЖУКОВ Крупный рогатый скот появился в Австралии сравнительно недавно — коров Завезли колонисты. И никто не предполагал, что это создаст своеобразную экологическую проблему. Дело заключается в том, что в Австралии проживают навозные жуки, испокон веков специализировавшиеся на уничтожении помета своих сумчатых земляков, например Кенгуру, а вульгарные коровьи лепешки не вызывают у местных жуков никаких признаков аппетита. А ведь ежедневно на рввнинах страны появляется почти 200 миллионов коровьих лепешек. Во многих районах Австралии из-за недостатка осадков естественное разложение помета идет медленно. За год каждое животное портит 400 квадратных метров выпаса. Но это еще не все. Кровососущие мухи облюбовали коровий и овечий навоз для откладки своих яиц. И вот австралийским зоологам пришла в голову мысль импортировать из других частей света навозных жуков, умеющих расправляться с коровьими лепешками. Привезенных из Европы, Азии и Африки навозных жуков сначала испытывают на опытных станциях: следят, не могут ли эти жуки вызвать какие-нибудь побочные вредные влияния. Энтомолог Дж. Ф. Борнемиса из Канберры хочет выбрать самых подходящих жуков. Выбор у него большой — только в Африке живет около 1800 видов навозных жуков. М. ГАЙ-ГУЛИНА 71
ЗЕМЛЯ И ЕЕ ОБИТАТЕЛИ с д кустанович КАК УТИХОМИРИТЬ ЗВЕРЕЙ (О ЛЕТАЮЩИХ ШПРИЦАХ, ЛОВЛЕ ТИГРОВ И СТРЕССЕ) Просто ли поймать уссурийского тигра? Ловить взрослого зверя нечего и пытаться: разорвет. Для зоопарков, по специальным лицензиям, которые уже давно выдают редко, отлавливают только годовалых тигрят. Тигров осталось совсем мало. В СССР, в Приморском крае, их около сотни. И даже в исконной вотчине этой самой крупной кошки — в Индии уцелело всего несколько тысяч тигров. И здесь их тоже взяли под строгую охрану. Тигроловы рискуют жизнью: котята, которых ловят фактически голыми руками, чтобы не дай бог не повредить им что-нибудь, весят по 70 килограммов! Вот что писал про эту необычную охоту потомственный тигролов П. Реутов: «Сунув в пасть тигру рукавицу, я не успел отдернуть руку. Хищник прокусил ладонь. Тут же я сунул ему в пасть ногу, обутую в лосиные олочи. Зверь прокусил и их, но тела не задел. Тем временем я одной рукой схватил его за загривок между ушей, а другой за переднюю лапу. Черепанов навалился на вторую переднюю лапу зверя .. Он связал ему сперва передние, а затем задние лапы. Челюсти связывали вдвоем, с трудом освободив из пасти мою ногу... Этого тигренка мы впихнули в большой мешок». Реутов считает, что при ловле тигров опасно пользоваться деревянными рогульками. Опасно не для охотника, для тигра. Тигренок в бешенстве ломает о них зубы, а прижимая его к земле рогульками, можно сломать ребра. Поэтому-то и ловили голыми руками. А то, что тигр может изувечить ловца,— так это было профессиональным риском. С опасностью для жизни ловили и других крупных животных. В заповеднике Беловежская пуща, где расплодилось чересчур много кабанов, их отлавливали ловушками-загородками. Потом продавали в охотничьи хозяйства. Но пойманные взрослые звери, особенно самцы, не мирились с неволей. Они бросались на стенки ловушки и калечили себя — ломали нижнюю челюсть. Другие звери не переносят транспортировку, отказываются от еды. Поэтому отлавливали только детенышей. Но потом все равно начинается морока. Профессиональные ловцы отлично знают, что поимка — это самая легкая часть дела. Куда труднее доставить зверей живыми на зообазу и в зоопарк: звери часто погибают от нервного потрясения— стресса. Например, в 1957 г. в Хабаровском и Приморском краях добыли четырех живых тигрят. Однако все они погибли в местном отделении зооцентра. Между тем торговля живым зверьем очень выгодна. Прибыльна даже ловля зайцев. Длинноухие, идущие на экспорт, дают впятеро больший доход, чем тушка битого зайца на внутреннем рынке. Живых зайцев охотно покупают за рубежом для охотничьих хозяйств. Спрос неограничен. Как же быть? Как и кого ловить: молодняк или взрослых животных? Прежде чем ответить на это, совершим небольшой экскурс в историю и фармакологию. ОБЕЗДВИЖИВАЮЩИЕ ВЕЩЕСТВА Вслед за Колумбом в Америку хлынула мутная волна проходимцев, известных в истории под наименованием конкистадоров. Обезумевшие от жажды быстрого обогащения, они изощренными пытками хотели получить от индейцев сведения о пути в сказочную страну Эльдорадо. Там золотые самородки якобы валяются под ногами, а владыка страны ежедневно посыпает свое тело пылью из чистого золота. Путь конкистадоров не был усеян розами. Как раз наоборот.-. Едва слышный свист, и маленькая стрела — шип пальмы — оцарапала тело солдата. Она выпущена, вернее, выдута индейцем из длинной духовой трубки. Результат ничтожного ранения пугающе быстрый: через несколько секунд солдат мертв. За ним другой, третий. Паника. Стрелы отравлены. Кураре! 73
Кураре — это общее название ядов, которыми индейцы Южной Америки нахмазывали стрелы. Получали их из растений видов стрих- нос (например, Strichnos toxiphera) и хондо- дендрон (например, Chondodendron tomento- sum). Сейчас химики синтезировали множество родственных, курареподобных веществ. Их назвали миорелаксантами, или обездвиживающими веществами: они снимают напряжение поперечнополосатых мышц, вплоть до полного их паралича. Все дело в дозе: при параличе межреберных и диафрагмальных мышц человек умрет от удушья, зато небольшое расслабление мышц помогает хирургам во время операций. Самые распространенные курареподобные средства, применяемые сейчас в медицине, по своему химическому строению делятся на две группы: аммониевые соединения и третичные амины, получаемые из растений. Одни из них расслабляют мышцы всего на пять минут, другие— на два часа. Для большинства миоре- лаксантов есть и эффективные противоядия: прозерин, галантамин, тензилон. И они тоже могут пригодиться не только в медицине, а и в ветеринарии и при ловле диких животных. ЛЕТАЮЩИЙ ШПРИЦ У Виталия Бианки есть малоизвестный фантастический рассказ «Пули профессора Горлин- ко». В основу сюжета легла мечта автора об отлове зверей простым и безболезненным способом — с помощью усыпляющих пуль. И вправду, теперь ловят зверей без кровопролития, но стреляют в них не пулями, как у Бианки, а летающим шприцем с раствором миорелаксанта, обычно дитилина. После того как шприц вонзится в кожу, животное 10— 15 минут не может двигаться. Не может ни убежать, ни укусить. Зверя спокойно связывают и кладут в клетку. Но трудности есть и здесь: у разных видов животных чувствительность к дитилину различна. Превышение дозы погубит зверя, а если доза мала, то животное или убежит вместе со шприцем, или бросится на человека. Дозы более или менее известны, и стрельба шприцами идет теперь не только при отлове, но и для осмотра животных, для их маркировки и обмера, для выявления заболевших зверей и их лечения. Одной из эффектных работ наших зоологов была маркировка и обмер белых медведей на острове Врангеля. Медведицы залегают там на зиму в ледяные берлоги, а весной выходят из них уже с подросшими медвежатами. Попробуйте свести близкое знакомство с такой мамашей в ее берлоге. Чтобы самому остаться в живых, придется убить медведицу. Международной конвенцией уничтожать белых медведей строжайше запрещено: их осталось всего несколько тысяч. Использование летающего шприца с миорелаксантом и позволило тщательно обследовать медведиц и их потомство. Хотя временами и возникали напряженные ситуации. СТРЕСС Стресс в переводе на русский — это состояние напряжения. Чтобы узнать, есть ли у вас стресс, вовсе не обязательно идти к врачу. Достаточно проанализировать собственные эмоции. Тоска, страх, опасение чего-либо или за что-либо, тревога, постоянное возбуждение, неприятное иди приятное, говорят о субъективном чувстве напряжения. Напряжение — это то, что мешает нормально спать и жить. Например, заниматься умственной (никак не удается сосредоточиться) или физической работой (все валится из рук). От острых эмоций-— стресса, будь то гнев или радость, можно внезапно умереть. Главная фабрика эмоций не только мозг, но и кора надпочечников. Именно здесь вырабатываются адреналин и норадреналин, которые затем поступают в кровь. Множеством экспериментов доказано, что адреналин всегда сопровождает тревогу и страх, а норадреналин — активность и концентрацию внимания. У животных, томящихся в страхе, кора надпочечников набухает, наливается кровью. Она усиленно выделяет адреналин — химический сигнал тревоги. У зверя учащается сердцебиение и дыхание, сжимаются кровеносные сосуды, мускулатура приводится в боеготовность, резко обостряются зрение, слух, обоняние. Но не надолго. Кора надпочечников в конце концов истощается, и тогда катастрофа—кровяное давление резко падает и сердце зверя останавливается навсегда. А теперь немного пофантазируем... Если, скажем, систематически вводить в кровь какого-то субъекта адреналин или же норадреналин, то можно поменять его эмоции или даже характер: из труса сделать героя и наоборот. Какие перспективы! Правда, в основном пугающие. К счастью, дело обстоит не так просто. Главное-то — головной мозг. Именно там перерабатывается информация, на которую по-разному реагируют трус и герой. Именно оттуда поступает команда в кору надпочечников. И чтобы стать волевым, активным, хладнокровным, то есть приобрести качества, необ- 74
холимые герою, нужна соответствующая тренировка, привычка к трудностям. Итак, наилучший метод борьбы со стрессом— укреплять силу воли. Но увы! Это удается не всем и ие всегда. А звери об этом даже и ие знают. Впрочем, и у людей, и у животных легко убрать стресс транквилизаторами — успокаивающими лекарствами. УСПОКОИТЕЛЬНЫЕ СРЕДСТВА В КОРОВНИКЕ С транквилизаторами мы знакомы давно. Вспомним хотя бы банальную спиртовую настойку корня валерианы или «бром» — бромистый калий. Однако новые транквилизаторы несравненно эффективней, например аминазин, элениум, седуксен и иитрозепан. Антистрессоры-транквилизаторы все чаще применяются в звероводстве и животноводстве. Звери ведь тоже нервничают. Обнадеживающие результаты дало использование транквилизаторов при перевозке диких и домашних животных. Смена привычной обстановки вызывает у животных беспокойство, подавленное состояние. Они теряют аппетит. Скученность животных приводит к дракам и телесным повреждениям. Рогатый скот прибывает на мясокомбинат похудевшим. Транквилизаторы же убирают все эти нежелательные явления. Недавно нутриям, которых везли из Краснодарского края в Таджикистан, вместе с кормом давали по 20 мг аминазина на килограмм веса животного в сутки. В клетках совсем не было драк, и здоровье нутрий ие ухудшилось. Превратить пушных зверей из забияк в тихоиь важно и по другой причине: ценность шкурок намного снижается от «закусов», то есть ран и рубиов после укусов. Аминазин, который скармливали зверям в течение 45 дней до забоя, решил и эту проблему. Дефектных шкурок не стало. Очень хороши результаты и от добавок транквилизаторов в корм птиц, телят, свиней и овец. Перевод животных из одного помещения в другое, внезапный шум, сортировка, санитарная обработка, смена режима содержания, нарушение сложившихся сообществ, привычного распорядка дня, например времени кормления,— одним словом, все факторы беспокойства портят животным настроение и тем са- даш снижают привесы домашнего скота. Тут- то и полезны транквилизаторы. Возникает, однако, законное опасение: ие накопятся ли в мясе животных высокие дозы транквилизаторов? Вряд ли кто-нибудь хочет получить такое бесплатное приложение к бифштексу. Известно, что транквилизаторы стойки. Например, элениум обнаруживается в крови через неделю после его приема. Однако интересы потребителя будут соблюдены. В связи с этой и другими проблемами, возникшими при внедрении в ветеринарию и животноводство новых фармакологических веществ и кормовых добавок, Министерство сельского хозяйства СССР создало специальный фармакологический совет. И теперь производственные испытания и применение новых веществ невозможны без разрешения этого совета. Конечно, и в домашнем хозяйстве не нужно на свой страх и риск кормить строптивую корову седуксеном. И корове и вам это может принести ущерб. Итак, мы видим, что миорелаксаиты и транквилизаторы пригодны ие только для ловли тигров и для спасения их жизней на зообазах... НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ИНФУЗОРИЮ — ТОЖЕ В ДЕЛО! Светящиеся океанские бактерии — инфузории могут помочь нам в заботах о чистоте воздуха и вод и, значит, о будущем нашего мира. Известны тысячи видов инфузорий. Недавно, как сообщил журнал «Bild der Wisssenschaft» A973f № 2), доказано, что некоторые из них перестают светиться в присутствии самых разных веществ, в частности газообразных промышленных зогрязнений, взрывчатки и даже героина. Идет работа над штаммами, которые сигнализируют одновременно о пяти веществах. Калифорнийская фирма «RPC» изготовила действующий прибор, в котором детектором загрязнений служат сменные патроны, заполненные питательным бульоном с инфузориями. ШЛАМЫ В РЕКИ НЕ ПОЙДУТ Твердый шлам целлюлозно-бумажных заводов и слюдяной шлам, образующийся при производстве каолина, английские инженеры предложили использовать как сырье для производства нового асбестоподобного материала, который по огнестойкости не уступает натуральному асбесту. Но даже не это главное. Внедрение нового процесса извлечения шлама позволит почти в 40 раз снизить его содержание в стоках целлюлозно-бумажных предприятий. Кроме того, пойдет в дело слюдяной шлам каолинового производства — главный источник загрязнения рек этой отраслью промышленности. 75
ЖИВЫЕ ЛАБОРАТОРИИ «ПРОКЛЯТОЕ ПЛЕМЯ» Грибы — проклятое племя, изобретение дьявола, придуманное им для того, чтобы нарушать гармонию остальной природы, созданной Ьогом, смущать и приводить в отчаяние ботаников-исследователей. Из речи французского ботаника С. Вейана а Париже, на собрании ученых, 17 июня 1717 г. гастромицеты специально приспособились к сухому пустынному климату: их тонкие ннти- гифы, образующие грибницу, выделяют липкое вещество, которое склеивает вокруг них песок в виде трубок. По этим своеобразным капиллярам влага из почвы подается к плодовому телу. Большинство грибов имеет микроскопические размеры - таких грибов гораздо больше, Человек живет в окружении грибов. По числу видов они не уступают зеленым растениям. Грибы можно встретить повсюду: в почве, воде, воздухе, на растениях, в организмах животных. С помощью шаров-зондов установлено, что споры плесневых грибков витают над землей на высоте 33 км. Грибы, эти исконные обитатели сырых, темных уголков, освоили даже пустыни. Грибы- 76
чем хорошо знакомых нам шляпочных. Но известны в мире грибов и гиганты, например дождевики в виде лепешки полутора метров в диаметре и высотой в 24 см. Плодовое тело такого дЪждевика содержит 7,5 триллионов спор. Если бы из каждой выросло по грибу, а их споры в свою очередь дали бы еще по одному дождевику, то общий объем плодовых тел этого третьего поколения в 800 раз превосходил бы объем земного шара! САНИТАРЫ ПЛАНЕТЫ Роль грибов в природе огромна: без них трудно представить себе жизнь на Земле. Но эта роль особенная. Грибы не создают органических веществ из материалов неживой природы, как зеленые растения. Наоборот, поселяясь на живых или отмерших растительных и животных тканях, грибы разлагают их на простые соединения — минерализуют органические остатки. В общем круговороте вещества в природе грибы помогают бактериям очищать окружающую среду. Шляпочные грибы, например, превращают в почву лесную подстилку, состоящую из хвои, опавших листьев и веток, старой травы. Почвенные грибы улучшают почву, делая ее более плодородной. Водные грибы разрушают и минерализуют органические остатки, попадающие в воду, и этим помогают нам в очистке сточных вод. К сожалению, есть и такие грибы, которые избирают местом своего обитания организм человека или животного, вызывая различные заболевания, от парши и стри^^ущего лишая до тяжелых поражений внутренних органов. ГРИБЫ-ФОНАРИ Большая часть энергии, вырабатываемой грибом путем окисления органических веществ, затрачивается в процессе роста гриба. Избыток же ее выделяется обычно через плодовые тела. Измерения показывают, что плодовые тела у шляпочных грибов часто бывают нагреты. Некоторые грибы, выделяя энергию, светятся. Свечение это возникает в результате окисления органического соединения люцифертша в присутствии фермента люциферазы. В наших широтах многим знаком сине-зеленый свет гнилушек; виновник этого свечения — сумчатый "гриб Chlorosplenium. А другой грибок Colibia marasmius вызывает свечение опавших листьев дуба и клена. Светится и всем известный опенок — у него источником света служат растущие концы сплетений гиф. Сколько таких концов на пне, столько и загорается белых «волшебных лампочек». А некоторые тропические грибы светятся так ярко, что их используют вместо фонарей. ГРИБЫ В ПРОМЫШЛЕННОСТИ Благополучие современного общества во многом тесно связано с жизнедеятельностью грибковых организмов. Грибы широко используют в пищевой, текстильной и кожевенной промышленности, в производстве лекарственных препаратов. Человек вывел несколько тысяч рас культурных дрожжей: одни из них применяются в хлебопечении, другие в виноделии, причем каждая дает свой сорт вина. Без участия грибов невозможно производство кефира, кумыса, сыра. Грибы придают характерный вкус и запах таким сырам, как рокфор и ка- мамбер. Грибной фермент протеаза делает жесткое мясо мягким. Грибы используют для получения лимонной кислоты. В питательную среду — мелассу, содержащую 2,5—3% сахара, добавляют гриб Aspergillus niger— «черную плесень», вызывающую лимоннокислое брожение. Из урожая лимонов, собранного с гектара, можно извлечь 400 кг лимонной кислоты, а из сахара, полученного с такой же площади свекловичного поля, можно при помощи грибков выработать ее в четыре раза больше. ГРИБНЫЕ САДЫ МУРАВЬЕВ Ценные питательные качества привлекают к грибам множество насекомых. Муравьи-листорезы, что живут в Америке, разводят под землей настоящие грибные сады и ухаживают за ними не хуже, чем люди за своими садами. Шестииогие грибоводы поддерживают нужную температуру и влажность, постоянно подкармливают грибницу специально срезанными листьями растений, пропалывают грядки, удаляя грибы-сорняки. Каждая грибная грядка покрыта густыми зарослями каплеобразных телец-наростов, которые образуются на грибнице в тех местах, где ге надкусывают муравьи. Это так называемая муравьиная кольраби, или бромация, — главная пища муравьев, очень богатая белком и гликогеном. Грибами питаются не только муравьи. Короеды в проточенных ими ходах разводят так называемую амброзию — гриб, служащий для питания насекомого. Белый налет амброзии состоит из гиф, заполненных протоплазмой и жировыми отложениями. Однако за этой да- 77
ровой пищей приходится внимательно следить: если грибница предоставлена самой себе и насекомые не успевают ее поедать, то она быстро разрастается, закупоривая ходы и вызывая гибель своих хозяев. ГРИБЫ, ЖИВУЩИЕ ВНУТРИ НАСЕКОМЫХ Дрожжевые грибки часто поселяются в пищеводе насекомых и, вызывая брожение, в значительной мере способствуют перевариванию ими пищи. Такой дрожжевой грибок живет, например, в пищеводе комара. При комарином укусе клетки грибка проникают через жало в кровь животного или человека — они-то и выделяют фермент, вызывающий знакомое всем чувство ожога, приток крови к месту укуса и покраснение кожи. Формы сожительства грибов и насекомых весьма разнообразны. Вот, например, грибок Monilia fructigena, вызывающий плодовую гниль семечковых и косточковых культур. Споры гриба переносит жучок казарка, который питается яблоками. Вместе с мякотью зараженного плода споры попадают в желудок жука. Когда самка казарки откладывает яйца в здоровом яблоке, она прогрызает в плоде камеру и потом заделывает ее своими экскрементами. При этом яблоко и заражается плодовой гнилью: споры гриба, пройдя через кишечный тракт казарки, не теряют жизнеспособности. Через 5—10 дней появляется личинка жука, которая питается мякотью загнившего плода, проделывая в яблоке знакомые всем ходы. В здоровых же плодах личинки жить не могут. Таким образом, гриб и насекомое получают обоюдную выгоду: казарки способствуют расселению гнили, а пораженные грибком плоды служат пищей их личинкам. Грибы могут сожительствовать и с животными. У морских обитателей асцидий грибница грибка Nephromyces Giard разлагает и усваивает вредные отходы обмена веществ. ГРИБЫ-РАЗБОЙНИКИ Но далеко не всегда грибы полезны другим живым существам. Стоит им поселиться на полезных растениях, животных, предметах обихода, как они начинают приносить неисчислимые беды. Грибы вызывают такие широко распространенные болезни растений, как фитофтора картофеля, головня злаков, парша яблони и груши, кила капусты. Огромный ущерб приносит домовый гриб — представитель обширной семьи трутовиков. Его научное название—Merulins lacrimans, что означает «слезоточивый». Этот пожиратель древесины как бы оплакивает свою жертву там, где он поселился, постоянно сыро, всегда хорошо заметны капеаьки влаги. Благодаря длинным шнуровидным сплетениям своих гиф — ризоморфам, гриб способен перекачивать воду на довольно большие расстояния, чем создает для себя оптимальные условия роста. Борьба с ним очень трудна. Но иногда древесину специально заражают грибами, чтобы ее разрушить. В ГДР, например, вместо того, чтобы выкорчевывать буковые пни, их заражают летним опенком. Такая операция дает двойную пользу: во-первых, опенок — прекрасный съедобный гриб, а во- вторых, снижаются затраты на корчевание пней. Находит применение и древесина, пораженная, но не разрушенная грибами — это так называемая микодревесина. Она в три раза легче обычной и хорошо пропитывается различными веществами. Из такой древесины делают карандаши, линейки, используют ее в качестве звукоизоляционного материала, для шлифовки мелких металлических изделий. ГРИБЫ-ХИЩНИКИ В природе известны и хищные грибы — именно хищные, пожиратели животных. Их жертвой оказываются микроскопические черви — нематоды. Для того чтобы поймать нематоду, грибы образуют на гифах ловчие петли. Стоит ничего не подозревающей нематоде попасть в такую петлю, как ткань грибницы мгновенно разбухает, сжимая, как в тисках, тело червя. Выскользнуть из такой петли не просто, так как изнутри она покрыта густой клейкой массой. Нематода еще извивается, пытаясь вырваться из ловушки, но напрасно: она все больше запутывается в новых петлях. Да и хищник не теряет времени понапрасну. Его ферменты уже растворили оболочку нематоды, и в тело червя уже проник росток грибницы. Теперь схватка выиграна грибом: если червяк и разорвет путы, это его не спасет. Достаточно даже небольшому обрывку гифы зацепиться за тело нематоды, чтобы гриб затем проник внутрь жертвы и сожрал ее. Такие грибы могут принести человеку большую пользу. Среди нематод известны опасные вредители: галловая, картофельная, рисовая, земляничная. Сейчас разрабатываются биологические способы борьбы с этими вредителями: на мертвых растительных субстратах, например на стерилизованной соломенной сечке, разводят хищные грибы и потом вносят их в почву, зараженную нематодами. 78
ГРИБЫ И ВОЙНА Казалось бы, мирная наука о грибах — микология— вряд ли может иметь отношение к войне. Однако опыт второй мировой войны наглядно показал, что и грибы могут сыграть свою роль в военных действиях, особенно в тропических странах, где из-за влажного и жаркого климата условия для их развития близки к оптимальным. Здесь грибы объявили настоящую войну хорошо оснащенной армии людей: почти все виды военного снаряжения были атакованы различными видами плесеней. Плесень привела в негодность огромное количество электроприборов, фотоаппаратов, биноклей, стереотруб, прицелов, радиоаппаратуры. Военное снаряжение уничтожалось грибами еще на пути к театру военных действий. Грибы появлялись в моторном топливе, смазочных материалах, разъедали алюминий... В 1943 г. английское правительство было вынуждено привлечь к решению возникшей серьезной проблемы микологов. К чести ученых, они быстро справились с поставленной задачей. Грибки, которые разрушали изделия из пластмасс, целлюлозы, джута, были вскоре обнаружены. Для борьбы с ними было предложено обрабатывать материалы антисептиками, появились различные защитные смазки и покрытия. Но об окончательной победе над грибами- вредителями говорить еще рано: в этой области еще немало проблем, и поиски путей их решения— одна из главных задач микологии. А. ФРИДМАН КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ГРИБ, У КОТОРОГО СВОЙ СОБСТВЕННЫЙ ЛОКАТОР Речь пойдет не об опятах или сыроежках, а о низшем грибе из класса фикомицетов. На вид это просто нарост, он может быть любой формы. Натуралистов, изучающих такие грибы, давно удивляло, что один из них растет так хитро, что никогда ни на что не натыкается. По какой-то неведомой причине, сообщает издающийся в ГДР журнал «-Urania» (№ 11 за 1972 год), этот скромный представитель грибного племени обходит любое препятствие, что называется, на приличном расстоянии. В числе других натуралистов, своенравным грибом заинтересовался профессор Макс Дельбрюк, весьма известный специалист по молекулярной биологии. И вот что удалось установить профессору Дельбрюку. Тело гриба постоянно выделяет в воздух молекулы пахучего вещества. Там, где поблизости находится препятствие, концентрация этих молекул оказывается повышенной. А на ножке гриба—-она невелика, около сантиметра, — есть особое приемное устройство, которое улавливает пахучие молекулы. Подавая химический сигнал клеткам гриба, оно сприказывает» им не расти в ту сторону, где концентрация вещества выше. И гриб, повинуясь своему локатору, обходит препятствие стороной... Б КОСТИН 79
СКАЗКА НЕ МОЖЕТ БЫТЬ За бронированной стеной подземного коридора тихо жужжали колонны синтеза. Каждые три минуты — хоть проверяй часы — контору сотрясал грохот: свежая партия нефти низвергалась в хранилище. Мастер приоткрыл базальтовую дверь своего кабинета и, склонив набок голову-треуголку, прислушался к ровному гулу. «Надо бы сделать профилактику»,— подумал он. Но этим займется уже его сменщик, который, должно быть, сидит сейчас в мягком кресле на борту «Пришельца-154» и листает руководство по черному и белому синтезу. Отличная книга! А вторая ее глава «Способы обеспечения незаметности при изготовлении в земных условиях вязких горючих жидкостей» не уступит хорошей детективной поэме... Из динамика раздался мелодичный хруст: начиналось диспетчерское. Шеф, как всегда, запросил сначала группу реализации. Выслушав сводку суточного сбыта, он распорядился: — Снимите часть с каспийского шельфа и подкиньте на север — им надо выполнять повышенные обязательства. И не забудьте о Венесуэле, у них запасы на исходе. Группа синтеза, что у вас? 80
— Претензии к группе сырья,— ответил Мастер.— Гонят сплошную серу, очищать не успеваю. Так мы им всю атмосферу погубим. Сернистый газ и все такое... — Претензию записал,— сказал Шеф и включил группу удовлетворения разведки. — За сутки,— сообщил радостный голос,— они прошли в общей сложности аж 13 545 метров. Восемь скважин достигли пятикилометровой отметки. Разрешите подать им нефть? — Не горячись, — сказал Шеф—.Пусть еще денек посверлят. А там подавай, только понемногу, как в инструкции сказано. Все шло обычным чередом. Кто-то никак не мог вырвать у снабженцев давно разиаряжен- иый газовый конденсат, нерасторопный диспетчер заслал в Африку бурый уголь вместо каменного, на восьмом участке перестарались и чуть было не погнали в скважину чистейший керосин двойной ректификации... Мастер выключил селектор и занялся текущими делами. Лишь к полудню он смог наконец разогнуть спину. «Сейчас бы горяченького»,— подумал Мастер, и в ту же минуту, будто получив телепатический сигнал (что совершенно невозможно в этих катакомбах), в кабинет вошел Калькулятор с дымящейся чашечкой на подносе. Мастер откровенно симпатизировал этому парню: помимо умения выполнять в уме все девять действий арифметики, он обладал еще качеством, бесценным в длительных командировках,— бесподобно заваривал хину. Прихлебывая бодрящий напиток, Мастер любовался ладной, изящно расширенной в талии фигурой юноши. «А я вот старею, худею,— думал он,— В такой суете разве за талией уследишь...» Как будто для того, чтобы подтвердить горькую правду о суете, зажегся сигнал срочного вызова, торопливый голос объяснил Мастеру, что на экспериментальной колонне близ Кракатау сорвало заглушку и пары полезли наружу, пугая местное население. Такое случалось уже не впервые: колонны серии «ВВВ-С», установленные на Японских островах, в Исландии и еще где-то, время от времени барахлили и ломались, а выработку давали чепуховую, кот наплакал, стыдно людям показать. Мастер послал на Кракатау двух техников по герметизации, а также агента тайной службы, отвечающего за маскировку объектов, и в ожидании известий попросил Калькулятора приготовить еще чашку напитка. — Я давно хочу спросить у вас, Мастер,— сказал юноша, наливая заварку,— но все не решаюсь. Во что нам обходится вся эта филантропия и зачем она понадобилась? Проку- то с этого мы никакого не имеем. Они и в пришельцев не верят... — Конечно, мальчик. В пришельцев они верить не хотят. Можно украсть у них из-под носа целый остров, чуть ли не материк, а им кажется, что так и надо: ты же знаешь эту историю с Атлантидой. А если завтра мы с тобой по всем правилам опустим под воду Австралию, знаешь, о чем они начнут спорить? О том, была ли она вообще! Но мы же здесь сидим не ради благодарности... — А ради чего? — Солидарность — вот в чем дело. Собратья по разуму и так далее. Нельзя же оставить их совсем без энергии. Когда они еще доберутся до контролируемого термоядерного синтеза... А пока приходится варить им всякое горючее, на любой вкус — потверже и пожиже. И обходится нам это ежемесячно в пять миллионов звонких балабусиков. Зато когда они собираются на свои конгрессы и начинают спорить, откуда взялась нефть,— это стоит послушать. За такое удовольствие не жалко платить и больше... — Возможно это и так, Мастер,— сказал юноша.— Но главного-то вы мне так и не сказали: а зачем им вообще эта дурацкая энергия? — Видишь ли, мальчик, эти славные существа, к которым мы все так расположены, бог весть когда придумали ужасную штуку и до сих пор в нее верят. Они вбили себе в голову, что вечного двигателя построить нельзя! — Не может быть,— сказал юноша. Михаил КРИВИЧ, Ольгерт ОЛЬГИН 81
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ А ВСЕ ДЕЛО В ЦИНКЕ... Несмотря на новые сорта пшеницы (те самые, с появлением которых стали говорить о «зеленой революции»), несмотря на минеральные удобрения, содержащие в достатке азот, фосфор и калий, на многих фермах Индии урожай оказался не столь большим, как можно было ожидать. Исследователи Пенджабского сельскохозяйственного университета, изучавшие эту проблему, пришли к выводу, что новые сорта требуют увеличенных доз микроэлементов, в особенности цинка. Для проверки на гектар пшеничного поля внесли 50 кг сернокислого цинка, и урожай увеличился на 76% против контроля. Такого количества цинковой соли достаточно, чтобы поддерживать высокий урожай в течение трех лет, утверждают индийские агрономы. РАЗГРУЗОЧНЫЙ ДЕНЬ У ОВЕЦ Разрабатывая рациональные режимы кормления сельскохозяйственных животных, латвийские ученые решили проследить, как влияет кратковременное голодание на белковый обмен в организме овец. Оказалось, что пост не вредит ни росту, ни развитию животных. В то же время, как сообщает рижский журнал «Наука и техника» A973, № 4), периодическое однодневное голодание ускоряет у подопытных овец окислительно-восстановительные реакции обмена, синтез белка в печени. Может быть, со временем на животноводческих фермах учредят разгрузочные дни? ПРИБОР, КОТОРЫЙ НАХОДИТ ВОДУ Каждому трактористу известно: воду ни в коем случае нельзя мешать с дизельным топливом. Попав в систему питания двигателя, вода может вывести из строя его топливную аппаратуру. Но топливо хранят в больших резервуарах, где неизбежно скапливается влага. Вода легче дизельного топлива, она собирается на поверхности и при заправке попадает в топливный бак. Недавно созданный в Красноярске прибор позволяет не только обнаружить воду в резервуаре, но и замерить толщину ее слоя. В жидкость опускают электрод- датчик. Другой электрод соединен с корпусом резервуара. Если датчик находится в топливе, тока з цепи нет. Если же электрод омывается электролитом (а вода с растворенными в ней солями проводит ток), стрелка прибора отклонится. А толщину слоя жидкости измеряют так. Электрод-датчик опускают на дно, а затем поднимают, фиксируя пройденное им расстояние. Когда датчик достиг воды, прибор обнаружит ток. КРАСНЫЙ СИГНАЛ подает приспособление, позволяющее установить, правильно ли хранили быстрозамороженные продукты. Это небольшая капсула со смесью солей, которая заключена в оболочку из воска; в капсуле есть и кусочек лакмусовой бумаги. Состав смеси подбирается так, чтобы она плавилась при определенной температуре, скажем, при минус 16 или 0° С. Когда идет замораживание, воск рассыпается, а соль попадает на лакмусовую бумагу. Если температура во время хранения или транспортировки была выше, ^ем рекомендованная, эвтектическая смесь плавится и окрашивает лакмусовую бумагу в красный цвет. ЖУРНАЛ О ПРИКЛЮЧЕНИЯХ В НАУКЕ Много раз приходилось слышать жалобы, что научные статьи пишутся в крайне бесплотной манере. Читая такую статью, еще можно понять, что сделал автор, но почти никогда и ничего — о причинах, побудивших его заняться именно этой проблемой, о неудачах на пути к цели. Все это безжалостно изгоняется из статьи... Показать «живую историю» современных научных открытий решил новый журнал «Приключения в экспериментальной физике» (США, Принстонский университет). В первом номере журнала помещены статьи об открытии оптического пульсара (с «Пояснительными замечаниями для неспециалистов»), воспоминания А. И. Алиха- няна о его поисках переходного излучения и любопытнейший рассказ Л. Альвареца о том, как он, используя космические лучи, искал в египетских пирамидах замурованные полости. 82
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЛАЗЕР НА КРЫШЕ АВТОБУСА В этом году по улицам английского города Бристоля будут разъезжать автобусы с лазером ка крыше. Лазерная система, которую предстоит испытать, предназначена для контроля за работой городского транспорта: она позволит следить за каждой машиной на всех маршрутах, быстро оценивать интервалы движения, в случае нужды перебрасывать автобусы с линчи на линию. Когда автобус едет по городу, луч гелий-неонового лазера падает на специальные отражатели, установленные вдоль улиц. Отразившись, луч возвращается на крышу машины и попадает там на поверхность фотодиода. Сигнал фотодиода — а его величина и форма зависят от индивидуального устройства каждого отражателя, то есть от координат автобуса,— передается по радио на диспетчерский пульт. 6 общем, каждые 20—30 секунд автобус дает о себе знать диспетчеру. «ТОКАМАК» В АМЕРИКЕ В Принстонском университете ведутся исследования по управляемому термоядерному синтезу на установке типа «Токамак», изобретенной в Институте атомной энергии в СССР. По сообщениям иностранной печати, недавно прин- стонским физикам удалось зафиксировать плазму плотностью 1014 частиц в кубическом сантиметре при температуре электронов 25 000 000° С. Это примерно на 25% больше, чем на установке Т-4 в Институте атомной энергии. Увеличение температуры достигается сжатием плазмы в возрастающем магнитном поле и перемещением ее к центру установки. Интересно, что переход к большим плотностям не вызвал появления неустойчивостей. Очевидно, достигнут новый успех на пути к управляемой термоядерной реакции. ВДВОЕ МЕНЬШЕ, ЧЕМ СЧИТАЛИ Фтор-22 — самый тяжелый изотоп фтора — впервые получен еще в 1965 году. Этот изотоп интересен тем, что в его ядрах соотношение числа нейтронов и протонов близко к полутора, что характерно не для легких, а для тяжелых элементов. Однако первым исследователям этого необычного изотопа не удалось определить даже его период полураспада. Работа, проведенная недавно в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, позволила уточнить свойства фтора-22 — бета- излучателя с периодом полураспада 4,2 + 0,1 сек. Одновременно выяснилось, что другая важнейшая характеристика изотопа — энергия испускаемых частиц — в прежних работах была определена неправильно. Она оказалась равна не 11,2 Мэв, а вдвое меньше— 5,5 ±0,1 Мэв, ЭЛЕКТРОФОРЕТИЧЕСКИЕ ЧАСЫ В Японии создан новый цветовой индикатор для электроники. Он работает на принципе электрофореза. Между двумя электродам", один из которых прозрачен, находится тончайшая пленка суспензии, взвеси пигмента в какой- нибудь нейтральной жидкости. У пигмента один цвет, у жидкости — другой. Если подать на электроды постоянный электрический ток, взвешенные частицы соберутся у прозрачной пластины — цвет индикатора изменится. Индикатор как бы обладает памятью, в зависимости от состава суспензии он сохраняет заданный цвет от секунд до месяца. ДЛЯ УДОБСТВА МИКРОБОВ Во многих странах в последнее время все настойчивее звучат требования о запрете упаковки из пластмассы. Не потому, что она плоха, а потому, что после использования ее некуда девать. Полимерные молекулы, из которых состоят пластики, очень длинны, у них мало концевых участков, и микробам трудно к ним подступиться. Как сообщает журнал «Canadian Packing» A972, № 10), предпринята еще одна попытка одолеть полимерные материалы. В них вводят особые добавки, в результате чего к молекулам полимеров присоединяются хромофорные группы, чувствительные к солнечной радиации; под действием света, влаги и нагрева эти группы разрушаются, и полимерные цепи рвутся. 83
ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ • СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ Конференция «Процессы горения в химической технологии и металлургии». Октябрь. Арзакан, Армянская ССР (Филиал Института химической физики АН СССР) Симпозиум по синтетическим полимерам медицинского назначения. Октябрь. Ташкент (Научный совет АН СССР по высокомолекулярным соединениям) Совещание по радиационной физике и химии ионных кристаллов. Октябрь. Рига (Научный совет АН СССР по химии высоких энергий) Конференция по электрохимии органических соединений. Октябрь. Рига (Институт органического синтеза АН Латвийской ССР, Институт электрохимии АН СССР) Конференция по использованию продуктов переработки древесины в сельском хозяйстве. Октябрь. Рига (Институт химии древесины АН Латвийской ССР) Конференция по коллоидной химии. Октябрь. Ленинград (Институт физической химии АН СССР, Научный совет АН СССР по физико-химической механике и коллоидной химии) Конференция по каталитическому превращению углеводородов на окисных полупроводниковых катализаторах. Октябрь. Баку (Научный совет АН СССР по нефтехимии) 4-е совещание по электрической обработке материалов. Октябрь. Кишинев (Институт прикладной физики АН Молдавской ССР) 3-я конференция по теории и практике ректификации. Октябрь. Севе- родонецк (Научный совет АН СССР по проблеме «Теоретические основы химической технологии») Совещание «Поведение, превращение и анализ пестицидов и их метаболитов в почве». Октябрь. Пущи но (Институт агрохимии и почвоведения АН СССР) • МЕЖДУНАРОДНЫЕ ВСТРЕЧИ Конференция по применению пластиков в производстве мебели. Ноябрь. Великобритания. Лондон. Конференция по магнетизму и магнитным материалам. Ноябрь. США, Бостон. Конференция и выставка по использованию техники в медицине и биологии. Ноябрь. США, Миннеаполис. • НАГРАЖДЕНИЯ Президиум Академии наук СССР и Президиум Центрального правления Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева присудили золотую медаль имени Д. И. Менделеева 1973 года академику И. В. ТАНАНАЕВУ за комплекс работ в области неорганической химии, физико-химического анализа, аналитической химии и химии редких элементов. • книги В ближайшее время выходят в издательстве «X и м и я»: К. А. Андрианов, Л. М. Ханана- швили. Технология элементооргани- ческих мономеров и полимеров. 1 р. 29 к. 3. Виршпа, Я. Бжезинский. Ами- нопласты. 3 р. 24 к. В. Г. Дианов. Технологические измерения и контрольно-измерительные приборы химических производств. 90 к. А. Ю. Закгейм. Введение в моделирование химико-технологических процессов. 77 к. И. В. Калечиц. Химия гидрогени- зационных процессов в переработке топлив. 2 р. 24 к. А. Г. Касаткин. Основные процессы и аппараты химической технологии. Изд. 9-е. 2 р. 87 к. И. Е. Кричевский. Перспективы развития промышленности химических волокон. 88 к. Дж. Маллинсон. Применение изделий из стеклопластиков в химических производствах. 2 р. 24 к. К. H. Масленников. Химические волокна. Словарь-справочник. 1 р. 19 к. Е. Ю. Орлова. Химия и технология бризантных взрывчатых веществ. Изд. 2-е. 1 р. 95 к. А. В. Панкратов. Химия фторидов азота. 1 р. 74 к. • ВЫСТАВКИ Техника и оборудование для исследования окружающей среды и для борьбы с ее загрязнением; рентгеновские аппараты научно- исследовательского и промышленного назначения фирмы «Рига Ку- Дэнки», Япония. 5—18 сентября. Москва, Центральный стадион им. Б. И. Ленина, павильон «Солнечный». Микрокалориметры фирмы «Сета- рам», Франция. 17—21 сентября. Тбилиси, шахматный клуб (ул. Ленина, 37). Современные сетеоснастные материалы и оборудование для их производства (РЫБОЛОВНЫЕ СНАС- ТИ-73). 20—30 сентября. Ленинград, выставочный комплекс на Васильевском острове. Медицинское оборудование фирм США. 17—27 сентября. Москва, Выставочный зал Дома приемов (Сокольнический вал, 1а). Пестициды и продукция комбината «Биттерфельд», ГДР. 17—23 сентября. Ташкент, ВДНХ Узбекской ССР, кинолекторий. • ВДНХ СССР В павильоне «Химическая промышленность» в сентябре будут проведены: совещание «Использование ионизирующих излучений в резиновой промышленности»; встреча «Пути снижения потерь нефти и нефтепродуктов па нефтеперерабатывающих заводах». • НАЗНАЧЕНИЯ Утвержден состав Совета Казанского филиала АН СССР во главе с доктором физико-математических наук М. М. ЗАРИПОВЫМ. Кандидат геолого-минералогических наук В. А. КОРОТЕЕВ утвержден директором Ильменского государственного заповедника им. Б. И. Ленина Уральского научного центра АН СССР. Член-корреспондент АН Киргизской ССР В. А. ИСАВАЕВА избрана директором Института физиологии и экспериментальной патологии высокогорья АН Киргизской ССР. Утвержден состав Экспертной комиссии по премии им. Н. И. Вавилова. Председатель комиссии — действительный член ВАСХНИЛ П. М. ЖУКОВСКИЙ, заместители председателя — академики В. Л. АС- ТАУРОВ и Н. П. ДУБИНИН. Кандидат биологических наук А. И. МИХКИЕВ утвержден заместителем председателя Президиума Карельского филиала АН СССР. Утверждена советская часть Проблемной комиссии многостороннего научного сотрудничества академий наук социалистических стран «Нейрофизиология и высшая нервная деятельность». Председатель — член- корреспондент АН СССР Э. А. АС- РАТЯН. • СООБЩЕНИЯ При Отделении механики и процессов управления АН СССР организована Комиссия по проблеме «Механика и техника использования некоторых окислов». Председателем комиссии утвержден академик В. П. БАРМИН. 84
СЛОВАРЬ НАУКИ ВЗРЫВЧАТЫЕ ВЕЩЕСТВА Испокон века взрывчатку делали химики — как бы они в ту или иную эпоху ни назывались. Впрочем, многие взрывчатые вещества, которыми пользуются сейчас, созданы недавно; однако слова, которые обозначают эти вещества, восходят к глубокой древности. А откуда само слово взрыв? Конечно, от глагола рвать. В разных славянских языках он имеет различные, хотя и сходные значения — вырывать, дергать, напрягаться, бороться. У этого общеславянского слова есть родственники и в других индоевропейских языках. Например, в латыни, где гио — разрывать, раскапывать и rulum — лопата. В древнегреческом языке эрюзихтон означает «разгребающий землю». Теперь — о некоторых взрывчатых веществах. ПОРОХ Это слово в древнерусском языке означало пыль. И сегодня в болгарском порох — пыль, прах. (Кстати, в порох и прах — один корень, как и в перхоть, перст и в диалектальном архангельском пороха — первый выпавший снег; тот же корень в слове пороша, в польском pierszyc — моросить и в однозначном словенском prgeti. А в чешском prseti означает идти (о дожде), сыпаться градом. В латышском языке parsla — снежинка, ледяная игла, хлопья пепла нли шерсти, а в древнеисландском форс — водопад. В родстве и древнеиндийское prsati — пестрый, пятнистый. Древнейший же представитель этой индоевропейской семьи, вероятно, хеттское слово паппарш — брызгать, опрыскивать. А хетты, между прочим, уже за 4000 лет до нас создали в Малой Азии могущественное царство с высокой культурой. Так что будем относиться к слову порох с уважением. ДИНАМИТ В 1867 г. Альфред Нобель изобрел взрывчатку — смесь нитроглицерина с пористыми веществами. Как назвать изобретение? Один из друзей Нобеля напомнил ему, что Эрнст Вернер Сименс назвал свою электрическую машину динамо, от древнегреческого дюнамис — сила, мощь. И Нобель решил дополнить это благозвучное слово «химическим» суффиксом ит. Так появился искусственный термин динамит, поистине динамическое слово, завоевавшее весь мнр. Греческое дюнамис, также дю- назис — мощь имело еще иные значения: власть (отсюда династия), войско, талант, способность, чудо, ценность, значение, смысл, суть. В общем, название вещества получилось удачным, ибо оио соответствует предмету... НИТРОГЛИЦЕРИН Основа динамита — нитроглицерин. Займемся этим словом. В химической терминологии есть немало слов, берущих начало от греческого нитрон — селитра. Множество терминов, имеющих отношение к азоту, содержат этот корень. Греческое же нитрон, возможно, сложилось из глагола нидзо — мою, очищаю и трон, выступающего во многих греческих словах, например электрон. Это, возможно, производное от тронос — местопребывание, стул, престол и собственно трон. Вторая часть нитроглицерина — глицерин восходит к древнегреческому глюкюс, глюкерос — сладкий (так же, как и глюкоза). К. В. Шееле открыл его в 1776 г. и назвал по-немецки Olsiifi — сладкое растительное масло. Но, несмотря на все старания языковых пуристов, иностранное Glyzerin вытеснило немецкое название. А затем оно вошло во французский язык (glycerin) и в русский. ТРИНИТРОТОЛУОЛ — ТРОТИЛ — ТОЛ Вот интересный пример стяжения шести слогов в два слога (тротил) и даже в один (тол)! Здесь сочетание четырех слов из разных языков. Сначала — греческое (и русское) три. Затем греческое же нитро. Далее название колумбийского города Толу, откуда в свое время вывозили толуан- ский бальзам. (Из этого бальзама француз А. Сент-Клер Девиль получил в 1841 г. весьма распространенное сейчас соединение—толуол.) Наконец, четвертое слово — латинское oleum — масло. А так как произносить длинное искусственное слово тринитротолуол нелегко, сами же химики сократили его до лишенных смысла, но удобопроизносимых тротил и тол. Т. АУЭРБАХ 85
ПОЛЕЗНЫЕ СОВЕТЫ И ПОЯСНЕНИЯ К НИМ ...НАПОМИНАЮТ ПАЛЕХСКУЮ РОСПИСЬ В витринах фотоателье можно увидеть не совсем обычные портреты — на блестящей, чуть выпуклой доске, в нечетко очерченном овале. Эти фотопортреты чем-то напоминают крышки палехских или федоскинских шкатулок: то ли лаковым блеском поверхности, то лн четким рисунком, будто нанесенным тоненькой кисточкой. Делать в такой манере портреты, пейзажи, жанровые фотографии «огут не только мастера-профессионалы. Это вполне доступно и любителю. Для фотографий «под Палех» подходят в принципе любые жанры и сюжеты, но лучше всего остановиться на портрете или пейзаже. Главные требования к негативу: контрастность, прозрачность светлых участков, тщательная проработка немногочисленных деталей. На глянцевой фотобумаге с белой подложкой нужно отпечатать позитив, оставив поля шириной б—7 см. Дальнейшая работа сводится к трем операциям: тонированию фотографии, изготовлению пленочной маски, сборке. Тонирование. Суть этой операции — в отбеливании серебра (получается бесцветная железоеннеро- дистая соль) и в последующем чернении его с помощью сульфидных раствороз (до коричнево- черного сульфида серебра). В зависимости от зернистости изображения фотография может приобрести самые различные оттенки: от светло-желтого до шоко- ладно-коричневого. (Некоторые фотомастера еще подкрашивают детали позитива анилиновыми красителями.) Крупные частицы серебра приобретают шоколадные тс на, мелкие становятся желтыми или рыжеватыми. Не безразлично; на какой бумаге отпечатать снимок. Тонированной бумаге «Уни- бром», «НовоЗром», «Фотобром» присущи теплые, мягкие тона, а для «Бррмпортрста» и «Контобро- ма» характерчы холодные оттенки. Процесс начинают с отбеливания в растЕоре: красная кровяная соль — 30 г, бромистый калий — 10 г, вода — до 1 л. (Если после тонирования желательно получить темное изображение, в раствор добавляют 10 мл 25%-иого раствора аммиака.) Обработка продолжается до полного исчезновения изображения, потом отпечаток тщательно промывают в проточной водопроводной воде и переносят в раствор: сернистый натрий кристаллический — 5 г, вода — до I л. Длительность тонирования I—2 минуты. Затем промывка в проточной воде A5—20 минут) и сушка. Следует помнить: I) загрязненные реактивы могут испортить изображение — нужно пользоваться реактивами марки «ЧДА»; 2) красная кровяная соль и сернистый натрий ядовиты — работать необходимо в резиновых перчатках, при открытом окне, а лучше под тягой. Изготовление маски. На экран фотоувеличителя кладут эмульсией вверх лист позитивной пленки (ФТ-И, ФТ-20 или ФТ-31). В плотном картоне вырезают прямоугольное (примерно 3X4 см) окно. Включив увеличитель и плавно двигая картонку вверх — вниз, через прорезь экспонируют пленку. После ее проявления получается негатив маски с темным, чуть размытым по краям пятном в центре. Теперь обычным контактным способом с этого негатива можно напечатать любое количество масок. Чтобы светлая часть маски была прозрачной, пленку слегка ослабляют в растворе: краензя кровяная соль — 25 г, тиосульфат натрия—150 г, вода — до I л. Сборка. Для приклеивания фотографии к маске лучше всего подходит желатиновый клей — он прозрачен и не оставляет пятен. Непрерывно помешивая, в стакан горячей воды F0—70е С) добавляют 12—15 г пищевой желатины. В остывающий клей (его нужно перелить в кювету) окунают маску, а затем, вынув ее из раствора, накладывают эмульсией к эмульсионному слою фотографии. Теперь нужно тщательно удалить воздух из зазора, для этого склеенные листы прокатывают валиком или разглаживают линейкой. Излишки клея с пленочной подложки удаляют смоченным в воде ватным тампоном. Остается вырезать несколько листов картона (один размером со снимок, три-четыре — поменьше), сложить их стопкой на фотогра- 86
фию в маске и приклеить поля пленки к обороту большой картонки. Маленькие картонки, уложенные в середине пакета, придают конструкции выпуклость, объемность. Дальнейшая судьба работы зависит от боли ее автора: если выбрать удачный сюжет, умело его отснять и, следуя всем приведенным здесь рекомендациям, сделать хорошее фото «под Палех», оно может украсить гостиную, спальню или даже служебный кабинет. Л. ЧИСТЫЙ Такие фотографии чем-то напоминают крышки палехских и федоскинских шкатулок: то ли лаковым блеском поверхности, то ли четким рисунком, будто нанесенным тоненькой кисточкой. 1 — маска, 2 — фотография, 3 — слои картона _£w^ *& 87
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК га ЛЕТНИЕ ЗАМЕТКИ СКОЛЬКО В ЯБЛОКЕ ВИТАМИНА С? Конечно, ответ можно найти в справочнике. Но там говорится о яблоке вообще, а сколько витамина С именно в этом, конкретном яблоке? И сколько в той груше? Анализы витаминов — дело сложное. Но как раз витамин С — аскорбиновую кислоту можно анализировать и в домашних условиях. Этим мы и займемся. Возможно, вы решили: раз витамин С — кислота, то определять его количество будем с помощью щелочи. Хорошо бы... только так ничего не получится. В соке разных плодов есть не одна кислота — аскорбиновая, а множество: лимонная, яблочная, винная и прочие. И щелочь нам ие поможет. Мы воспользуемся характерным свойством аскорбиновой кислоты — малой устойчивостью к окислению. Все знают, как трудно сохранить продукты, чтобы ri иих осталось много витамина С. Связано это с тем, что в молекуле аскорбиновой кислоты есть очень неустойчивая химическая группа ОН ОН I 1 —С=С—, которая легко окисляется даже кислородом воздуха. Мы же для окисления используем йод, который окисляет аскорбиновую кислоту еще легче, чем кислород: ОН Н I I НО—СН,—С—С- I н ОН ОН I I - С = С—С = О + I, - -О- он н о о I I II II -* НО—СН,— С —С—С — С—С = О + 2Н1. I н -О- Прежде всего запасемся раствором йода с известной концентрацией. Можно взять даже аптечную спиртовую йодную настойку — концентрация йода в ней составляет 5% (примерно 0,2 моль/л). Затем приготовим раствор крахмала: разведем 1 г крахмала в небольшом количестве воды, выльем в стакан кипящей воды, прокипятим минуту, охладим и сольем раствор с осадка. Такой раствор пригоден для опытов в течение недели. Теперь все готово для определения витамина. Можно бы приступить к анализу, но все-таки лучше сначала потренироваться, «набить руку» иа чистой аскорбиновой кислоте. Возьмем пол утр ам- мовую таблетку чистой, без глюкозы, аскорбиновой кислоты (продается в аптеке) и растворим ее в 500 мл воды. Отберем 25 мл раствора, добавим примерно полстакана воды — точное ее количество значения не имеет — и еще 88
2—3 мл раствора крахмала. Тетерь осторожно, по каплям, будем добавлять из пипетки раствор йода, постоянно взбалтывая содержимое (удобне? всего делать это в конической колбочке). Внимательно считайте капли и следите за цветом раствора. Как только йод окислит всю аскорбиновую кислоту, следующая же его капля окрасит раствор в синий цвет. Это означает, что наша операция — титрование — закончена. Но как узнать, сколько мы израсходовали йодной настойки? Капли — не единицы измерения... В химических лабораториях есть специальные бюретки с делениями— сразу в миллилитрах. Мы же воспользуемся другим, довольно точным методом. С помощью той же пипетки подсчитаем, сколько капель содержится в аптечной скляике с йодом. Не пугайтесь — еся работа займет несколько минут. Зная объем одной капли, мы ^ожем довольно точно определить объем раствора йода, пошедшего на титрование аскорбиновой кислоты. И теперь, воспользовавшись уравнением реакции, можно подсчитать концентрацию йодной настойки — правда ли, что оиа пятипроцентная^ Этот несложный способ анализа химики часто используют, и не только для йода. Он называется аскорбинометрией. Теперь приступим к решению нашей основной задачи — определению количества витамина С. Концентрация раствора йода иам известна; I мл 0,2 М раствора будет соответствовать 35 мг аскорбиновой кислоты (как раз столько ее содержится в одном драже поливитаминов). Выжмем сок из натертого яблока, профильтруем его и перенесем определенный объем сока в колбочку. Разбавим сок в 2—3 раза водой, чтобы объем раствора был около 100 мл, и добавим немного крахмала. Как и раньше, будем добавлять по каплям раствор йода до появления устойчивого синего окрашивания, не исчезающего при встряхивании смеси. Правда, теперь в растворе значительно меньше аскорбиновой кислоты, и йода пойдет на титрование тоже меньше. Может случиться так, что потребуется всего I—2 капли настойки йода, и анализ будет очень приблизительным. Чтобы получить более точный результат, надо либо взить очень много сока, либо разбавить йодную настойку. Химики предпочитают второй путь. Удобно разбавить йод водой в 40 раз, при этом получится 0,005 М раствор, 1 мл которого соответствует 0,88 мг аскорбиновой кислоты. Не забудьте только, что поверхностное натяжение воды больше, чем спирта, и объем капли значительно возрастет; значит, придется заново посчитать объем капли. В школьной химической лаборатории 0.005 М раствор йода можно приготовить точнее: I л раствора должен содержать 1,27 г йода. Но растворимость йода в воде при комнатной температуре очень мала (всего 0,3 г/л), поэтому в раствор придется добавить йодистого калия или натрия, в присутствии которых растворимость йода сильно возрастает. Но точен ли наш способ? Ведь в соке есть не только витамин С, но и другие органические вещества, которые тоже могут реагировать с йодом. И все же способ достаточно точен. Аскорбиновая кислота взаимодействует с йодом очень быстро (мы в этом убедились, анализируя чистую кислоту), другие вещества — значительно медленнее. Поэтому титрование надо заканчивать, когда сиияя окраска не исчезает 10—15 сек. Итак, вы научились быстро и довольно точно определять витамин С. Теперь перед вами огромное поле деятельности. Можно исследовать самые разные фрукты и ягоды, можно узнать, зависит ли содержание витамина от сорта (в самом деле, правда ли, что в антоновке витамина С больше, чем в других сортах?). Помните только, что растворенная аскорбиновая кислота иа воздухе портится и подобные опыты надо проводить со свежевыжатым соком. Вот еще темы для исследований. Найдите содержание аскорбиновой кислоты в только что сорванных плодах, в тех, что хранились день, неделю, месяц, полгода. Иногда говорят, что железным ножом нельзя резать фрукты — от этого витамин С разрушается. Проверьте, так ли это, подержав сок в металлической посуде. Проследите, как меняется содержание витамина С в соке при его нагревании — это будет очень поучительный опыт. Наконец, сравните содержание аскорбиновой кислоты в свежих фруктах и в консервированных соках. И сами сделайте из этих опытов выводы. И. ЛЕЕНСОН 89
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ЯБЛОКИ, ПЕКТИНЫ И АЦИДОЗ Что яблоки полезны — знают все. Полезны вообще всякие фрукты. И овощи тоже. Это незаменимые источники необходимых организму витаминов, углеводов, минеральных солей. Все это есть и в яблоках. Витамины—А, В,, В2, В3, В6, С, Е, РР — чуть ли не весь витаминный алфавит (хотя содержание витаминов в яблоках по сравнению с другими фруктами довольно скромно). Углеводы — до 20 г Сахаров на 100 г яблок. Органические кислоты, прежде всего, естественно, яблочная B70 мг на 100 г), а также лимонная G0 мг на 100 г). Дубильные вещества, соли калия A16 мг на 100 г), кальция, магния, железа... Но есть у яблок и свои особенности, которые делают их особо ценным диетическим продуктом. В яблоках много пектиновых веществ — высокомолекулярных углеводов, содержащихся в межклеточных перегородках и клеточном соке и способных образовывать студни. Незрелые яблоки содержат нерастворимый прото- 90
пектин, который при созревании плода под действием ферментов и органических кислот постепенно превращается в растворимый пектин — от этого спелое яблоко и перестает быть жестким. Пектиновые вещества в пищеварительном тракте почти не перевариваются; они адсорбируют ядовитые вещества, которые таким путем обезвреживаются и выводятся из организма. При воспалительных заболеваниях кишечника таких веществ образуется очень много, поэтому сырые яблоки — одно из лучших средств от поноса. Способствуют лечению таких заболеваний и содержащиеся в яблоках дубильные вещества. Соли железа, которых в яблоках довольно много, делают их полезными при малокровии. А особенно ценны содержащиеся в яблоках в большом количестве соли калия. Они вместе с таннином задерживают образование в организме мочевой кислоты. Поэтому яблоки—и свежие, и в виде отваров, компотов или яблочного чая — рекомендуют употреблять в пищу больным подагрой и мочекаменной болезнью. Благодаря тому же калию яблоки и яблочные компоты усиливают отделение желчи и мочи и поэтому применяются при заболеваниях печени и как мочегонное при отеках. Благотворное действие оказывают яблоки и на кислотно-щелочное равновесие организма: они сильно снижают кислотность его внутренней среды, противодействуют так называемому тканевому ацидозу — накоплению в крови и тканевых жидкостях кислых продуктов обмена веществ, образующихся, в частности, при распаде тканей. Ацидоз — одна из причин старения, поэтому яблоки можно считать и средством от старости. Особенно важно есть яблоки зимой, когда человек вынужден питаться более концентрированной пищей (мясом, рыбой, яйцами), подкисляющей внутреннюю среду организма. Кислые продукты обмена в больших количествах выбрасываются в ткани мозга при его утомлении, поэтому яблоки следует особенно рекомендовать работникам умственного труда. Яблоки полезны и больным и здоровым, они придают силу, отдаляют старость, помогают бороться с болезнями. Недаром англичане говорят: «An apple a day keeps the doctor away», что примерно означает: «В день по яблоку — и врач побоку». В. ГРАНЧАРОВ (Болгария) ...показана принципиальная возможность лечить больных диабетом, пересаживая им клетки поджелудочной железы, продуцирую- шие инсулин («Nature», т. 242, с. 258)... ...тараканы, бабочки, жуки и некоторые другие насекомые перестают двигаться в атмосфере, полностью лишенной углекислого газа («Insectes sociaux», т. 19, с. 15)... ...воды Мирового океана постепенно поглощаются мантней Земли («New Scientist», т. 57, с. 706)... ...некоторые вирусы, используемые для борьбы с насекомыми, могут по-вндимому, заражать животных и человека («Nature», т. 242, с. 314)... ...через 3—4,6 миллиарда лет атмосфера Земли будет состоять только из паров воды, а ее давление достигнет 300 атмосфер («Science», т. 177, с. 52)... ...цветки некоторых видов растений убивают пчел, которые лако- Пищут,что.. мятся их нектаром и пыльцой («Bienenpflege», 1972, № 8, с. 171)... ...витамин С препятствует образованию канцерогенных нитрозами- нов из веществ, содержащихся в пище («Proceedings of the National Academy of Scienses of USA», 70, с 747)... ...изотопы элементов можно разделять с помощью лазерного излучения («Наука и жизнь», 1973, № 5, с. 92)... ...ионосфера Земли содержит помимо ионов NO+ и 02+ ионы магния, железа, кальция, калия, алюминия, иатрня и. возможно, кремния («New Scientist», т. 58, с. 70)... ...в компактной инфракрасной туманности «Орион А» обнаружено излучение молекул сероводорода («Sky and Telescope», т. 44, с. 225),.. 91
СПОРТПЛОЩАДКА ДОПИНГ ИЛИ НЕ ДОПИНГ? Чемпионом мюнхенской олимпиады в плавании на четыреста метров вольным стилем стал шестнадцатилетний американец Рик Димон. После финального заплыва ему, как положено, вручили золотую медаль. Однако счастье длилось недолго: допинговый контроль (анализ мочи) со всей очевидностью показал, что Димон перед стартом принимал лекарственный препарат эфедрин. Эфедрин— сильный стимулятор, и поэтому во время соревнований принимать его строго-настрого запрещено. В общем, медаль у Ди- мона отобрали... Спортивная пресса до сих пор комментирует эту историю. Ставится под сомнение даже святая святых: признанные в мировом спорте положения о действии стимулирующих веществ, принятая на международных состязаниях, в том числе на Олимпийских играх, трактовка понятия «допинг». Спортивный союз ФРГ, например, придерживается такого определения: «Допингом считается попытка увеличить физиологические возможности спортсмена с помощью нефизиологических веществ». Под запрет подпадают так называемые психомоторные стимуляторы, увеличивающие спортивный результат, несмотря на субъективное ощущение усталости у человека. Запрещены и «пробуждающие амины», которые воздействуют на центральную нервную систему. В то же время, пишет журнал «Bild der Wissen- schaft» A973, № 1), разрешены гормоны, например тестостерон, поскольку он в обычных условиях вырабатывается самим человеческим организмом. В общем, понятие «допинг» содержит принципиальные неясности. Во-первых, где предел физических возможностей человека? А во-вторых, разве разрешенные гормональные препараты не изменяют физиологическое состояние организма? Известно, в част- \ ности, что усиленный прием медикаментов, содержащих определенные гормоны, чрезвычайно активирует белковый обмен, способствует наращиванию мышечной ткани. Разве это не искусственное повышение возможностей организма? И еще одно: есть чуждые человеческому организму вещества, которые, тем не менее, некоторые люди употребляют вынужденно — заставляет болезнь. Например, эфедрин — средство против астмы. А дисквалифицированный пловец Димон — астматик, ему с детства приходится принимать препараты, которые содержат эфедрин. Если считать, что болезнь, особенно хроническая, не должна отрезать человеку дорогу в спорт (может быть, именно больным особенно полезны физические упражнения?), то спор о проблеме допинга еще больше запутывается. Кто возьмется ответить на вопрос: где проходит граница между противоестественным стимулированием организма и необходимой ему медикаментозной помощью? М. КИРИЛЛОВ 92
Rp •НОВЫЙ ПРЕПАРАТ Под этой рубрикой мы будем публиковать краткую информацию о новых лекарственных препаратах, серийно выпускаемых отечественной медицинской промышленностью. Публикуемые здесь сведения предназначаются ДЛЯ МЕДИЦИНСКИХ РАБОТНИКОВ и ни в коем случае не могут служить руководством для самостоятельного лечения. При отсутствии препаратов в продаже следует обращаться в аптекоуправление. ХЛОРОФИЛЛИПТ Этот знтибактериачьиый препарат против стафилококков, устойчивых к антибиотикам,—сложное органическое соединение, в состав которого входят хлорофилл «А» и хлорофилл «В». Препарат узкого спектра действия, обладающий бактериостатической и бактерицидной активностью в отношении стафилококков и одновременно стимулирующий защитные реакции организма. Бактерицидная доза — 12,6±0.153 мкг/мл. Терапевтическая эффективность при заболеваниях, вызванных стафилококками, достигает 91—98%- Дает хорошие результаты даже при крайне тяжелом состоянии больного, после безуспешного лечения всеми известными антибиотиками. Используется в виде спиртового раствора различных концентраций — внутрь, местно и внутривенно. Независимо от способа применения вначале определяют чувствительность к препарату: больному дают 25 капель хлоро- филлипта, растворенного в столовой ложке воды. Если через 6—8 часов не появятся признаки аллергии (отечность губ, слизистой зева и пр.), препарат может быть назначен больному. Литература: И а д т о к а В. Л. «Антибиотики», 1970, № 10, с. 888. БРУНЕОМИЦИН Противоопухолевый антибиотик, идентичный зарубежным препаратам стрептонигрину и руфохромн- цину. Обладает выраженным противоопухолевым действием, оказывает цитостатический эффект и угнетает развитие пролифернрующей ткани, в том числе опухолевой. В механизме действия препарата основную роль играет подавление синтеза ДНК. Применяют при лимфограиуло- матозе, ретикулезе и аденокарци- номе почки (опухоль Вилмса), а также при иейробластоме. Препарат может вызывать угнетение кроветворения — лейкопению и тромбоцитонению. В настоящее время брунеомицин выпускается лишь для внутривенных введений. Литература: Б л о х и н Н. Н. и др. «Антибиотики», 1968, № 9, с. 771; «Противоопухолевые антибиотики оливомицин, брунеомицин, рубомиции и их применение в клинике», М., «Медицина», 1971. ФЕПРОМАРОН Антикоагуляит непрямого действия, 3 - (альфа - фенил - бета - пропион- этил)-4-оксикумарин. Является антагонистом витамина К и снижает свертываемость крови до заданного уровня, угнетая связанный с этим витамином биосинтез факторов II (протромбин), VII (прокон- вертин), IX (Кристмас-фактор) и X (Стюарт-Прауэр-фактор). В отличие от других антикоагулянтов — дикумарина, варфарииа — менее токсичен, оказывает более стабильный эффект и гораздо меньше влияет на проницаемость сосудов. Кроме того, уменьшает явления спазма коронарных сосудов и увеличивает скорость коронарного кровотока. Как антикоагулянт длительного действия может применяться для профилактики и лечения тромб- эмболических заболеваний при инфаркте миокарда, стенокардии, тромбофлебитах, тромбозах крупных артерий и др. При передозировке препарата возможно появление симптомов геморрагического диатеза, поэтому в ходе лечения следует строго контролировать свертывание крови. Не следует комбинировать препарат с салицилатами. Литература: Карасева М. Г. и др. «Журнал ВХО им. Д. И. Менделеева», 1967, т. 12, № I, с. П5; Лакин К. М. «Кардиология», 1969, № 7, с. 80. 93
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ В третьем номере журнала за 1973 г. под рубрикой «Новые книжки» была напечатана заметка о книге Н. П. Гаврусейко и В. И. Дебалтовской «Химические викторины» (Минск, 1972). Мы совершенно согласны с автором заметки, что «любая добротная книжка по химии, составленная в форме вопросов и ответов, принесет пользу». Беда в том, что упомянутая книга далеко не добротна. Прежде всего, книга изобилует ошибками. Например, на с. 38 написано, что «элемент, полученный в результате альфа-распада, займет место в периодической системе по сравнению с первоначальным на одну клетку левее», хотя при альфа-распаде заряд уменьшается не на 1, а на 2 единицы. Об этом пишут и сами авторы, но как! Цитируем: «Заряд ядра атома уменьшается на две, а масса на 4 углеродных единицы». Неужели Гаврусейко и Де- балтовская полагают, что заряд ядра измеряется в углеродных единицах? Далее. В таблице на с. 62 приведены данные о растворимости НгО и D2O. Мы с интересом узнали, что при 25° С в 100 г обыкновенной воды (Н2О) растворяется 35,92 г той же самой НгО и 30,56 г D2O. Любопытно, что произойдет, если превысить эти значения, не выпадет ли вода в осадок? (Не очень ясно, кстати, почему авторы связывают предания о живой и мертвой воде с НгО и D2O.) Еще пример. На с. 110—111 неверно объяснен механизм полу- СКОЛЬКО ВОДЫ РАСТВОРЯЕТСЯ В чения сульфамидных препаратов: замещение происходит не по аминогруппе сульфаниловой кислоты, как утверждают авторы, а по амидной группе сульфаниламида. Подобного рода огрехи можно перечислять и далее, но и приведенных достаточно, чтобы составить представление о научной невнимательности авторов (а также редакторов — СВ. и С. И. Мар- кевич). Многие формулировки в книге неточны. Вот два наиболее показательных примера. «Одна молекула фермента катализирует в среднем 1 миллион молекул субстрата» (с. 138). Но ведь фермент катализирует не вещество, а реакцию. «Средний молекулярный вес ДНК — 10 млн. молекул» (с. 145). Новая единица измерения молекулярных весов выглядит по меньшей мере несколько странной. Не совсем ясно, кому адресованы многие вопросы. Скажем, такого рода: каков современный взгляд на природу электрона? что представляет собой современная кинетическая теория вещества? каков механизм накопления энергии в механических (I) связях АТФ? Они явно непосильны школьникам. А вопрос: «Какая наука занимается изучением кристаллов и каково их геометрическое строение?» — во второй своей части просто бессмыслен по той простой причине, что одних только типов кристаллических структур насчитывается более 200, и полное их перечисление затруднительно даже для специалистов. Несколько слов о разделе «За- 94 ВОДЕ? нимательная химия». Авторы считают занимательными такие вопросы: «В фамилии какого ученого 5 букв, из них три «е»?» «В фамилии какого ученого 9 букв, из них четыре «е»?» «В фамилии какого ученого 9 букв, из них четыре «о»?» А вопрос «Какую водку не станет пить даже самый горький пьяница?» можно оправдать лишь благородной темой борьбы с алкоголизмом, поскольку тривиальность его с химической точки зрения очевидна. Приведенный в книге список лауреатов Нобелевской премии был бы полезным, если бы он не пестрил ошибками. Авторы называют Жигмонди — Зигмонди, Корану — Хороной, Дерека Барто- на — Бэрэком, хотя уточнить написание имен и фамилий особого труда не представляет. К тому же не очень ясно, каким образом можно получить Нобелевскую премию «за катализ», «за углеводы» и даже «за половые гормоны». Премии дают вроде бы за исследования... Однако довольно. Мы хотели бы обратить внимание учителей на то, что перед ними — недоброкачественная книга, вышедшая тиражом 116 000 экз. Но главная цель нашего письма иная. Занимательные книги по химии будут выходить и впредь; пусть их авторы учтут печальные уроки «Химических викторин» Н. П. Гаврусейко и В. И. Дебалтовской. Кандидаты химических к а у к Л. И. ВАЛУЕВ и В. П. ТОРЧИЛИН, химический факультет МГУ
КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КОНСУЛЬТАЦИИ КАК ВЛИЯЕТ РАБОТА ТЕЛЕВИЗОРА НА ФОТОМАТЕРИАЛЫ! Может ли влиять работа телевизора на хранящиеся в той же комнате фотопленку и фотобумагу! М. И. Луцык, Приморский край, пос. Фабричный В обычных телевизорах с черно- белым изображением нет узлов, которые могли бы стать источниками излучения, влияющего на фотоматериалы. В цветном же телевизоре есть блок, который создает излучение, опасное для фотопленки, но этот блок надежно экранирован, и поэтому практически излучение не выходит из телевизора и влиять на фотоматериалы не может. Если ваши материалы почему- либо испортились, то, скорее всего, в этом повинна упаковка фотопленки и фотобумаги и условия хранения: сырость в помещении, химически действующие на фотоматериалы газы. КУРТ И КОРОТ — КОНЦЕНТРАТЫ МОЛОЧНОГО БЕЛКА Я родилась на Урале и в детстве, помню, ела башкирский курт. Он розовато-серый, твердый, кисловатый и очень хорош для чая. Расскажите, пожалуйства, из чего его делают и можно ли приготовить курт дома. Н. К. Брагина, Краснодар Много лет назад восточные кочевые народы знали особые секреты заготовки молочных продуктов впрок. Кипящее молоко они заквашивали сычугом и получали иремшик — белок кремового цвета, а оставшуюся сыворотку выпаривали и готовили сырсу — молочный сахар. Из сырого молока кочевники умели также приготовлять концентраты молочного белка — курт и корот. Курт — это сухой молочный белок. Получают его в результате длительного сквашивания молока. В зависимости от способа изготовления курт может быть жирным, обезжиренным, соленым и несоленым. Его едят с чаем, молоком и просто используют как приправу к пище. Молочные предприятия Казахстана выпускают сейчас в продажу курт в целлофановой упаковке весом по 500 и 1000 грамм. Корот — концентрат пептонизи- рованного молочного белка. Готовят его почти так же, как и курт, но в виде таблеток весом 3— 4 грамма. Такой концентрат легко растворяется во рту и очень удобен во время экспедиций. Выпускают корот предприятия Башкирии. К сожалению, изготовить эти продукты в домашних условиях нельзя, так как для этого нужна специальная зекваска, которая в продажу не поступает. A. ЧЕРНУШКИ НУ, Ташкент- Соли щавелевой кислоты можно получить пиролизом солей муравьиной кислоты. B. Г. ПИКИТАШУ, Новочеркасск: Д-0,25 — это малогабаритный дисковый никель-кадмиевый аккумулятор, его напряжение 1,2—1J6 е. А. ЗАЙЦЕВОЙ, Самаркандская обл.: Жидкие кристаллы — не особое состояние материи, они относятся к жидкостям, С. П. МУЗЫЧЕН- КО, гор. Чайковский Пермской обл.: Чтобы предохранить кристаллы от выветривания, их можно покрыть бесцветным мебельным лаком. А. Г. МАРКЕЛОВОИ, Дрезна Московской обл.: В состав жидкости Гордеева, которую применяют для лечения некоторых кожных заболеваний, входят новокаин, хлористый цинк, трихлор- уксусная кислота и этиловый спирт. Г. П. КАРПОВОЙ, Рига: Измерить уровень шума в квартире могут работники городской санэпидстанции. С. И. КИСЛОВСКОМУ, Краматорск: Пятна от пасты для шариковых ручек можно удалить пастой «Вепензол». она продается в магазинах бытовой химии. Г. С. ЛЕОНТЬЕВУ, гор. Фрунзе: Если к купленной надувной лодке не была приложена инструкция, надо обратиться на завод-изготовителе (видимо, это ярославский завод «Резинотехника»). О. А. ЗМАЧИНСКОИ, Минск: Семена кедровой сосны можно получить через Российскую республиканскую контору семеноводства плодовых культур Министерства совхозов РСФСР, но эта контора принимает заявки только от организаций; поэтому лучше всего обратиться в городское Общество охраны природы. Б. Д. ГУ- БЕРМАНУ, Братск: Пенопласт можно приклеить к металлам клеем 88 или клеями БФ. С. И. ДУШИНОИ, Дзержинск: Лысеющим коврикам из оленьих шкур помочь нельзя, старайтесь пореже ступать на них. В. Е. ЗИНТАРСКОМУ, Кривой Рог: Четвертый том «Популярной библиотеки химических элементов» выйдет в будущем году. Л. С. Ленинградская обл.: О если бы мы знали рецепт гомункулуса!.. 95
КАКИЕ ЗУБЫ ЛУЧШЕ- ЗОЛОТЫЕ, БЕЛЫЕ ИЛИ ЧЕРНЫЕ? Что может быть хуже зубной боли! Вероятно, только лечение зубов. Счастлив тот, у кого никогда в жизни не болели зубы и кто о зубном враче с его набором жутких инструментов знает лишь понаслышке. Но вот у людей африканского племени бауле на Берегу Слоновой Кости зубы на редкость здоровые — белые и крепкие. В составе археологической экспедиции, работавшей в тех местах, был дантист. В своем отчете он с восхищением сообщал, что ни кариеса, ни других зубных болезней у жителей Береге Слоновой Кости не обнаружено. Тем не менее от зубных мучений люди бауле отнюдь не избввлены. И каких еще мучений! Племенная традиция предписывает всем взрослым бауле подпиливать зубы, чтобы придать резцам форму крокодильих клыков. Дело в том, что священными предками племени считаются крокодилы (в каждой деревне бауле в специальном пруду живут крокодилы, и местный колдун ежедневно кормит их цыплятами). Подпиливание — процесс длительный и малоприятный. Начинается он с появления первых коренных зубов и кончается к четырнадцати-пятнадцати годам. Сначала резцы немного обламывают легкими ударами кремневого рубила, а потом затачивают палочкой, обшитой акульей кожей. Зато человека с такими зубами ни за что не спутаешь с людьми другого племени, а также ни с одним живым существом, разве что со священным крокодилом... В феодальном Вьетнаме зубы покрывали черным лаком. По-разному объясняют этот обычай. Вот одно из объяснений: «У животных зубы белые, а человек должен от животного отличаться». Говорят также, что лак будто бы предохранял зубы от разрушения. Лет пятнадцать тому назад автор этих строк еще видел пожилых вьетнамок с черными блестящими зубами. На первый взгляд странно, но когда привыкнешь, то кажется даже красивым: лак нанесен очень ровным слоем, а главное, ни разу не приходилось видеть, чтобы зубов не хватало. Ныне во Вьетнаме этот обычай постепенно зебывают, и через некоторое время уже невозможно будет встретить там человека с черными блестящими зубами. Недавно стоматологи тоже обратились к смоле, прав- да, не черной. Прозрачной смолой, содержащей соединения фтора, покрывают зубы. Это, как показали исследования, помогает не только предупредить образование кариеса, но в некоторых случаях даже лечить от него зубы. Большое внимание уходу за зубами уделял самурайский кодекс «Бусидо», там подробнейше перечислялось все, что обязан был делать (и не делать] средневековый японский воин. В отношении зубов «Бусидо», можно сказать, не уступает современным гигиеническим наставлениям. Ну, разве что вместо зубной щетки самураю предписывалось чистить зубы размоченной веточкой смолистого растения; чистить следовало утром и вечером, до и после еды. Да еще надлежало почистить и язык — твердой палочкой из рога. Рот следовало полоскать очень холодной или очень горячей водой. Какой современный дантист откажется подписаться под этими рекомендециями! И кто знает, может быть, тот факт, что состояние зубов у японцев сейчас одно из худших в мире, вызвано как раз тем, что они предали забвению гигиенические наставления древнего самурайского кодекса! Ближневосточные монархи — шейхи, эмиры, султаны — считали, что мало, если зубы просто белы и здоровы. Кроме золотых украшений на пальцах, в ушах, на шее и вообще повсюду, где только можно укрепить что-нибудь золотое, они еще нацепляли золотые пластинки на зубы. Вначале пластинки во время еды снимали. Однако проникновение современных зубоврачебных методов на Ближний и Средний Восток привело к тому, что пластинки в конце концов заменили коронками. С тех лор каждый уважающий себя богатый человек считал своим долгом заковывать зубы, в том числе и совершенно здоровые, в золотые доспехи. Чем богаче, тем больше коронок. Иногда, конечно, зубы под коронками портятся и начинают болеть... Природа наделила человека прекрасным инструментом — зубами: казалось бы, остается только ухаживать за ними и следить, чтобы были крепкими и здоровыми. Однако под любыми предлогами человек старался природу улучшить. К сожалению, не всегда удачно. К. САМОПАНЩИКОВ Художественный редактор В. С. Любаров. Номер оформили художники Н. В. и Г. И. Нейштадт. Технический редактор Э. И. Михлин. Корректоры Г. Н. Нелидова, Е. И. Сорокина. Т11341. Сдано в набор 31/VI 1973 г. Подписано к печати 16/VII 1973 г Бум. л. 3 + бкл. Усл. печ. л. Ю.08. Уч.-изд. л. 11,9. Бумага 84 х 108'fir,. Тираж J75 000 экз. Цена 30 коп. Заказ 252. Адрес редакции: 117333, Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны: 135-52-29, 135-90-20, 135-63-91. Московская типография № 13 Союзполиграфпрома при Государственном комитете Совета Министров СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли. 107005, Москва Б-5, Денисовский пер., 30. 96
Уж сколько раз твердили миру, что табак вреден, но все не впрок. Чтобы убедить курящих людей в том, что они губят свое здоровье, к табаку приучали кроликов и обезьян; те чахли на глазах, у них появлялись опухоли и расстраивалось кровообращение, а люди, ради которых страдали подопытные животные, по-прежнему разминали сигареты, набивали трубки, откусывали кончики сигар... Но если никак нельзя отучить заядлых курильщиков от табака, то, может быть, есть способ обмануть их — подсунуть вместо табака нечто похожее, но совсем безвредное! Такие попытки сейчас предпринимаются. Как сообщает французский еженедельник «Chimie actualites», многие фирмы пытаются создать заменитель, способный сбить с толку даже искушенного курильщика: чтобы и табаком пахло, и никотина со смолами не было. В США, например, уже появились в продаже сигареты «Браво» из салатных листьев [никотина в них и в самом депе нет, но от смол избавиться не удалось). За год таких сигарет продали около 150 000 пачек — капля в море никотина... Две проблемы стоят перед теми, кто пытается сделать без- ЧТО МЫ БУДЕМ КУРИТЬ ЗАВТРА? Издательство «Наука» Цена 30 кол. Индекс 71050 вредный заменитель табака: вкус и медленное, равномерное горение. Со вторым, конечно, легче. В принципе искусственный табак можно делать из целлюлозы, хотя бы из нарезанной бумаги. Правда, ее надо как-то обработать, чтобы она горела, как табак. Есть уже патенты на такие способы. В частности, целлюлозу окисляют, и когда метилопьные группы превращаются в карбоксильные, целлюлоза горит, как надо. Источником ее служат, например, лен, хлопок, конопля, морские водоросли, бамбук. Горят-то они горят, но вот вкус... И к такой видоизмененной целлюлозе приходится прибавлять немного натурального табака: лучше уж синица в руки. Впрочем, некоторые фирмы уверяют, что скоро можно будет обойтись без никотиновых добавок. Директор одной из лаборв- торий, занятых искусственным табаком, заявил, что его сотрудники уже нашли способ делать сигареты без смол и никотина и что сырье они берут не целлюлозное, а минеральное. Какое — неизвестно. Поживем — увидим: а вдруг и впрямь завтра мы будем курить нечто совсем не табачное! Хотя, честно говоря, лучше бы не курить вовсе... \р