Текст
                    химия и жизнь
научно-популярный журнал
академии наук ссср
9
1978


химия и жизнь v Издается с 1965 гад* Д. Осокина ПОДСОЛНУХИ Ю. П. Зайцев А ВСЕ-ТАКИ ОНИ НЕ ВЕРТЯТСЯ! 12 МАСЛИЧНЫЕ КУЛЬТУРЫ 14 И. А. Машинский 18 ВЫГОДА Пути согласования результатов труда и его оплаты — не в упорядочении цен и не в их пересмотре... О. В. Крылов ГЛУБОКОЕ ОКИСЛЕНИЕ Катализаторы способны управлять горением, как и всяким другим химическим процессом 26 П. П. Дмитриев, В. С. Лобачев КАК ЖИВОТНЫЕ РЕАГИРУЮТ НА ПЕСТИЦИДЫ 31 ОАЗИСЫ НА ДНЕ МОРСКОМ У. Каринина ЗАУРЯДНЫЕ АЛМАЗЫ 37 40 А. Л. Козловский КАК КЛЕЯТ ПОЛИЭТИЛЕН 42 Е. А. Седов ЭВОЛЮЦИЯ — ПОЧЕМУ И КУДА? 46 Р. Возлин ВПОЛНЕ РЕАЛЬНЫЕ ХИМЕРЫ Из клеток нескольких разных животных удается слепить один организм 54 Б. Симкин ОСИНА 63 Я. Л. Коган БАБЬЕ ЛЕТО, БАБЬЕ ЛЕТО... Не исключено, что причины резких колебаний погоды весной и осенью — не метеорологические, а биологические 67
Фотолаборатория Н. П. Нестерец ПСЕВДОСОЛЯРИЗАЦИЯ 71 76 81 ~84 87 88 Портреты Архив В. Зяблов ПРАВИЛА ГАРМОНИИ В этом году исполняется 150 лет со дня рождения А. М. Бутлерова — создателя теории химического строения В. В. Марковников МОСКОВСКАЯ РЕЧЬ О БУТЛЕРОВЕ Ф. П. Кренделев ВОЛШЕБНЫЙ ТУРМАЛИН Полезные советы химикам А. М. Брислаев КАК РАССЧИТАТЬ СОСТАВ СПЛАВА Учитеа переводить М. М. Богачихин БУДЕМ УЧИТЬСЯ ДАЛЬШЕ! Продолжение учебного курса японского языка Книги Я. И. Хургин СТРАТЕГИЯ ЭКСПЕРИМЕНТА 93 94 Страницы истории М. М. Шегал ИЗВЕСТИЕ О БУМАЖНОМ ДЕЛЕ Первые шаги русской бумагоделательной промышленности Справочник П. П. Зарудний, Ю. Н. Шехтер, Т. И. Богданова КАК ПРОДЛИТЬ ЖИЗНЬ АВТОМОБИЛЯ НА ОБЛОЖКЕ — рисунок Ю. Ващенко к статье «Эволюция — почему и куда?» НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — фрагмент картины нидерландского живописца XV века Ровера Камшёна. Люди с незапамятных времен грелись у огня, не подозревая, что обогревают, главным образом, улицу. В напечатанной в этом номере журнала статье «Глубокое окисление» рассказывается о современных катализаторах, позволяющих значительно повышать эффективность отопительных устройств ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! 106 Что мы пьем Научный фольклор Литературные страницы Ю, Иванова, О. Леонидов КОФЕЙНЫЕ НАПИТКИ И. Леенсон КОГДА ДОБАВЛЯТЬ МОЛОКО? К. Булычев ПИСЬМА РАЗНЫХ ЛЕТ 110 113 116 16. 24 ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ КОНСУЛЬТАЦИИ ИНФОРМАЦИЯ новости отовсюду КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 17 41 53 74 98 115 126 126 128
агм*' ^Л Одной из важнейших задач в области сельского хозяйства в текущей пятилетке и на перспективу является всемерное увеличение производства и государственных закупок подсолнечника... Hi Постановления июльского A978 г.| Пленума ЦК КПСС Подсолнухи Почти пять миллионов гектаров занимает в нашей стране подсолнечник. Площадь немалая. На ней с легкостью могло бы уместиться, скажем, полторы Бельгии и еще осталось бы свободное место. Все остальные страны, которые сейчас возделывают эту культуру, — Аргентина, США, Румыния, Испания,
Канада, Франция, Болгария, Австралия и другие — суммарно отвели под нее лишь четыре миллиона гектаров. Но еще недавно, лет 20 назад, в СССР было сосредоточено и вовсе 90% посевов подсолнечника. За двадцать лет его мировые владения выросли на треть. В чем дело? Может, мир переменил вкусы? Может быть. Но главная причина, конечно, не в них. На международную арену вышли сорта подсолнечника советской селекции, урожайные, богатые маслом, устойчивые против многих паразитов. Выведением новых сортов подсолнечника занимаются у нас несколько учреждений, но самых значительных успехов добился краснодарский ВНИИМК — Всесоюзный научно-исследовательский институт масличных культур имени В. С. Пу- стовойта. Недавно институт стал селекционным центром, то есть возглавил всю селекцию подсолнечника в стране. А задачи у селекционеров серьезные. Посевы этого растения в СССР решено больше не расширять, а продукции, которую оно дает, с каждым годом нужно все больше. Парадокс? Нисколько. Растениеводы намерены увеличить продукцию, как сейчас говорят, за счет внутренних резервов. Это выражение стало уже газетным штампом, и мы не всегда отдаем себе отчет, сколь глубок и важен его смысл. Земля не становится больше, а население ее с каждым годом все многочисленнее, и потребности его растут. Поэтому земледелие уже нельзя вести с прежней расточительностью: необходимо как можно полнее использовать каждый квадратный метр пашни, каждое растение. Какие же резервы есть в возделывании подсолнечника? Количество продукции с единицы площади можно увеличить, если повысить мас- личность семян, если защитить поля от вредителей и болезней, если улучшить качество самого масла и снизить его потери при хранении и переработке. И конечно, если увеличить урожай семян. Задачи трудные, но выполнимые. Подсолнечник стоит таких усилий. Это очень выгодная культура: уже сейчас она приносит государству ежегодно более 4,5 миллиарда рублей чистого дохода. ОТ ДЕВЯТИ НЕДУГОВ В начале века на месте, где сейчас стоит Институт масличных культур, располагалась казачья сельскохозяйственная школа Войска кубанского. В ней казаков обучали приемам хлебопашества. Здесь начинал свою деятельность и трудился всю жизнь Василий Степанович Пустовойт, знаменитый селекционер, «подсолнечный бог». Сейчас во владении ВНИИМКа несколько корпусов. Сохранилось и здание казачьей школы, прочное, добротное, из долговечного красного кирпича. В нем разместился отдел селекции, в том числе и лаборатория, которой заведует Галина Васильевна Пустовойт, дочь селекционера. Свой рассказ о работе лаборатории Галина Васильевна начинает с печальных событий. В последние пять лет подсолнечник поражают белая и серая гнили, по вине которых урожай существенно снизился. Появление болезней закономерно, нам известны законы эпифитотий. Они обусловлены погодными условиями и серьезными нарушениями в технологии возделывания и хранения подсолнечника... Растение, созданное руками человека, — в общем-то система нестабильная. Если подсолнечник оставить на произвол судьбы, то он, как и другие культурные растения, вскоре выродится, потеряет все свои выдающиеся свойства. Или его доконают белезни и вредители. Справятся фитопатологп с одним врагом, и тут же появляется новый, ранее незаметный. В последние годы стало очевидно: необходимо вести селекцию на устойчивость сортов сразу к нескольким патогенам. Нужно создавать у растения так называемый групповой иммунитет. Им-то и занимается Галина Васильевна. Работа началась в середине 50-х годов, когда подсолнечник сильно пострадал от ложной мучнистой росы, тяжело- 4
ИГ' '•Wr **>V * • <?.*** "^ Слева м спрева — сорта, полученные иэ гмбрндов дикого и культурного подсолнечника, в в середине — сорт ВНИИМК S931, которым сейчас засеяны большие площади; растения росли на участке, зараженном возбудителями ложной мучнистой росы го заболевания, которое опустошало поля. В 40-х его зарегистрировали в Болгарии, Венгрии, Югославии и Румынии. А потом болезнь объявилась у нас — сначала в Молдавии, а потом на Украине и Северном Кавказе. Подсолнечник переставал расти, листья становились серыми, соцветия оставались недоразвитыми. Селекционеры принялись искать экземпляры культурного подсолнечника, устойчивые к болезни, чтобы на их основе традиционными методами селекции вывести сорта, которые бы мучнистая роса не повреждала. Делалось это так: семена из разных коллекций, например Всесоюзного института растениеводства или же самого Института масличных культур, сеяли на сильно зараженном участке. Если в таких жестких условиях выживет хоть одно растение, это уже победа. Оно становится, родоначальником выносливого сорта. Но поиски были тщетными. Генов устойчивости к ложной мучнистой росе не нашли. Тогда Г. В. Пустовойт решила заняться межвидовой гибридизацией. Было известно, что многих врагов своего культурного сородича не боится дикий подсолнечник. Их и собирались скрестить в надежде, что от одного родителя потомство унаследует выносливость к болезням, а от другого — хозяйственно-полезные признаки. Но в том-то и дело, что подобное скрещивание — чрезвычайно сложная, а по мнению многих специалистов, почти неразрешимая задача. У дикого подсолнечника — шесть наборов хромосом, а у культурного — только два, поэтому при гибридизации получалось бесплодное потомство. Галина Васильевна заинтересовалась так называемым методом термошоков, с помощью которого известный советский генетик академик Борис Львович Астауров управлял процессом скрещивания тутового шелкопряда разных видов: оплодотворенные яйцеклетки опускали то в горячую, то в холодную воду. Правда, с подсолнечником так поступать нельзя. И все-таки выход был найден. На Кубани в конце августа и начале сентября бывает очень резкая разница в температурах: днем +35°С, а ночью +3°С. Этим и решено было воспользоваться. Родительские растения посеяли в июле, и в конце августа они зацвели. Пыльцу культурного папаши перенесли на цветы матери-дикарки. Потом наступила холодная ночь, которая сменилась жарким днем. И совершилось чудо! Растение дало семена. Так впервые в мире были получены фертильные гибриды подсолнечника. Это была сенсация. Во ВНИИМК полетели письма с просьбой поделиться семенами. Об эксперименте писали научные и научно-популярные издания. А Галине Васильевне Пустовойт присудили степень доктора сельскохозяйственных наук, минуя кандидатскую стадию. Гибриды первого поколения были очень несуразными: высоченные, более пяти метров ростом, ветвистые
сплошь покрытие мелкими яркими шляпками. Все — в мать-дикарку. Семена содержали всего 26% масла. А выведенные к этому времени сорта В. С. Пустовойта славились своей высокой масличностью — более 50% масла. Но исследователей не обескураживали недостатки гибрида, потому что было точно известно: у него есть все нужные гены, надо лишь суметь выявить их. Галина Васильевна с сотрудниками принялись усовершенствовать своих питомцев, теперь уже методами селекции: отбор, оценка по потомству, снова отбор, переопыление лучших экземпляров, то есть обмен пыльцой между ними, а потом все сначала — отбор, оценка. Так вытаскивали из гибрида все ценное, что было в нем скрыто. Сейчас гибрид похож на обычный подсолнечник, догнал его по урожайности и проценту масла. А вдобавок располагает унаследованным от мамаши иммунитетом к девяти болезням, в том числе и к ложной мучнистой росе. Кончаются испытания сортов «Новинка» и «Прогресс», начата оценка еще двух — «Октября» и «Юбилейного». — А к белой и серой гнилям эти сорта тоже устойчивы? — напоминаю о начале разговора. — Нет, — отвечает Галина Васильевна. — Генов устойчивости к этим болезням нет даже у диких растений. Поэтому надо применять профилактические меры: перед посевом промывать семена растворами инсектицидов; пахать землю на глубину 30 см с оборотом пласта, чтобы загнать возбудителей болезней как можно глубже, там они без кислорода погибнут; сжигать стерню — она сильно распространяет заразу; сеять подсолнечник на одном месте не чаще, чем раз в 8—10 лет. ЛЕТО В ЯНВАРЕ На выведение первых сортов подсолнечника потребовалось около 15 лет. Главным ограничивающим фактором было само растение. С собранной осенью очередной порцией семян продолжали селекционную работу лишь следующей весной. Сейчас во ВНИИМКе на создание сорта уходит шесть-семь лет. Прежде всего потому, что заставили растения плодоносить не только летом. Институт располагает комплексом из оранжерей и камер искусственного климата, который здесь не совсем точно именуют фитотроном. Фитотрон ВНИИМКа разместился за лабораторными корпусами. Стеклянный городок особенно красив вечером, окутанный сияющим облаком света. Но первый раз я его увидела днем. Вокруг лежал январский снег, по-южному скудный, но все- таки снег. А за прозрачными стенами оранжерей зеленело лето, С фитотронным хозяйством меня познакомила Тамара Евгеньевна Гусева, старший научный сотрудник лаборатории искусственного климата. В оранжереях размножают селекционный материал, изучают устойчивость растений к болезням. За осень и зиму здесь выращивают два урожая. Камеры искусственного климата — это шкафы с очень толстыми стенками и без окоп. К тому же держат камеры в темных прохладных залах, так что растение надежно защищено от внешних влияний. В камерах исследуют, как освещенность, температура, влажность влияют на жизнь подсолнечника и других масличных культур. Меняя эти параметры, можно управлять жизненным циклом растений, ускорять или замедлять их развитие. Общая площадь фитотрона — 5500 м2. Хозяйство это ведут биологи вместе с инженерами и технологами. Из многих задач, которые им приходится решать, сейчас, пожалуй, самая главная заключается в тЪм, чтобы определить, на что спо- Левая кривая демонстрирует, каков состав масла обычного подсолнечника: больший лми — содержание глицермда линолевой кмелогы E3% I второй ло высоте — содержание гяицерида олеиновой кислоты 1~37,5%|. Правая кривая относится к одному иэ мутантов: большой лик — это содержание глицерида олеиновой кислоты, более 90 о, крошечный личон показывает, что линолевой кислоты в нем осталось совсем мало
7
собно каждое звено комплекса. Скажем, селекционеру нужно получить семена в рекордный срок, а размер урожая не интересует — пусть хоть 10 семян. А в другом случае, наоборот, спешка не нужна, и требуется как можно больше полноценных корзинок и семян. В каждом отдельном случае биологи дают рекомендацию, на каком из участков фитотрона можно добиться желаемого и какой режим нужно создать растениям. ОЛИВКОВОЕ МАСЛО ИЗ ПОДСОЛНЕЧНИКА Звучит как объявление фокуса, не правда ли? О- подсолнечнике с оливковым маслом, сорте «Первенец», «Химия и жизнь» уже упоминала, правда, вскользь. Подробнее мне о нем рассказал один из авторов сорта, руководитель работ по мутагенезу Карл Иванович Солдатов. Растительное масло состоит из глицеридов жирных кислот. В подсолнечном масле есть глицериды четырех кислот: двух насыщенных — стеариновой и пальмитиновой и двух ненасыщенных (их молекулы содержат ненасыщенные, двойные связи) — линолевой и олеиновой. Обычно преобладает глицерид линолевой; его около 60%, а глицери- да олеиновой намного меньше — примерно 25%. Наиболее ценной считается линолевая кислота. Это физиологически активное вещество, влияющее на липидный обмен в организме, причем поступает оно туда в основном с растительными маслами. Поэтому еще недавно, оценивая масло, обращали прежде всего внимание на количество глицерида линолевой кислоты: чем больше, тем будто бы лучше. Однако, просматривая литературу и размышляя, Карл Иванович пришел к выводу, что ни человеку, ни маслу не нужно столько линолевой кислоты. Человек в день должен получать 25 г растительного масла; норма же линолевой кислоты — 4 г. Значит, вполне достаточно, если в масле будет примерно 15% этого компонента. А маслу избыток ли- Что вы знаете и чего не знаете о подсолнечнике УНИВЕРСАЛЬНОЕ РАСТЕНИЕ В современных сортах подсолнечника содержатся 50— 57% масла н 16—16,5% белка. Кстати, белка в подсолнечных семенах даже больше, чем в соевых бобах. Когда-то подсолнечное (постное) масло в основном было в ходу у бедного люда н считалось малоценным жиром. А вот современные диетологи уверены, что оно намного полезнее для человека, чем животный жир. Масло содержит биологически активные вещества, к которым относятся глицериды ненасыщенных жирных кислот — линолевой и олеиновой, фосфатиды, витамины A, D и Е. Помимо домашней кулинарии, масло исполезуют в хлебопечении, производстве кондитерских изделий, для выработки маргарина, в медицине, косметике и ветеринарии. Низкосортное масло идет в лакокрасочную промышленность и мыловарение, для изготовления стеарина, линолеума, водонепроницаемых тканей и для печатания рисунков на ситцах. После извлечения масла из семян остается жмых нлн шрот. Жмых получается, когда ядра обрабатывают прессом, а шрот — после извлечения масла экстракционным способом. В эти продукты попадает 33% исходного сырья. Они — отменный корм для животных, богатый белком, незаменимыми аминокислотами, жиром, фитином, биологически активными веществами. Хорошим кормом считается и зеленая масса подсолнечника — стебли и листья; они идут на силос. А также корзинки без семян; овцы н крупный рогатый скот охотно поедают их. Еще лучше давать животным муку из высушенных шляпок. По питательности она мало чем уступает сену бобовых и злаковых трав. Корзинки могут служить и сырьем для получения пищевого пектина. На юге, где мало дров, семечковой лузгой нередко топят. Но это явное расточительство. Из лузги вырабатывают ценные вещества: фурфурол, глицерин, этиловый спирт, кормовые дрожжи. В производстве этилового спирта тонна луз- гн заменяет 250 кг зерна. Но это еще не все. Из лузги получаются отличные облицовочные плиты, красивые, прочно удерживающие краску и хорошо поддающиеся полировке. Не надо забывать также, что подсолнечник снабжает пищей и пчел. На Украине с гектара этого растения три пчелиных семьн собирают почти 30 кг меда.
нолевой кислоты даже вредит. В 1968 году представители масло- жировой промышленности обратились к селекционерам с настоятельной просьбой увеличить стойкость масла в хранении и в ходе переработки, для чего вывести сорт подсолнечника с ограниченным содержанием глицерида линолевой кислоты. В молекуле линолевой кислоты — две двойные связи, поэтому кислота очень легко окисляется, из- за чего масло быстро прогоркает. Лучшим растительным маслом издавна считается оливковое* (его раньше называли прованским). В нем преобладает глицерид олеиновой кислоты — 77—80%. В молекуле олеиновой кислоте одна двойная связь, и окисляется ее глицерид в 10 раз медленнее, чем глицерид линолевой кислоты. А нельзя ли увеличить и в подсолнечном масле процент олеиновой кислоты? Оказалось, что сделать это можно с помощью химического мутагенеза. Семена подсолнечника обработали диметилсульфатом, известным мутагеном. Затем в течение трех лет семена размножали. И па- конец, из очередного поколения были выделены растения, в масле которых содержалось 50% глицерида олеиновой кислоты. Эти мутанты и послужили основой для знаменитого уже теперь сорта «Первенец». Что именно происходит в геноме подсолнечника под действием мутагена, пока не ясно. А вот биохимическая сторона дела изучена. Накопление масла в семенах начинается с синтеза глицерида олеиновой кислоты. Потом часть его под действием ферментов превращается в липолевый. Мутаген как бы приостанавливает превращение, блокируя работу ферментов. Первые мутанты содержали 50%) глицерида олеиновой кислоты, а затем содержание его все росло. Сейчас уже есть подсолнечник, масло которого на 90% состоит из глицеридов олеиновой кислоты. — Даже лучше, чем в оливковом? — спрашиваю у Карла Ивановича. ПРИШЕЛЬЦЫ 468 лет назад очередная партия испанских кораблей вернулась из плавания в Новый Свет. Помимо других диковинок, на кораблях привезли дикий подсолнечник. В Испании к цветку отнеслись равнодушно, там и так много пышной разноцветной растительности. I Io во Франции, Англии, Бельгии, на Балканах, когда позднее подсолнечник попал туда, он понравился. Им стали украшать парки и усадьбы. Карл Линней дал растению имя: Helianthus ап- nuus — цветок солнца. Примерно тот же смысл и в названиях пришельца иа многих европейских языках: по-немецки — Sonnen- blume, по-аиглийски — sunflower; у болгар — слънчо- глед. Через сто, лет после прибытия гелиантус^ из Америки было обнаружено, что у ядрышек, заключенных в его семенах, приятный вкус. Их стали жарить. В Германии из жареных ядер делали кофе, в Португалии — крупу. НОВАЯ РОДИНА Дикари-гелиаитусы появились в России во второй половине XYIII века. И здесь ими поначалу засеяли сады и парки. Оттуда пришельцы перекочевали на крестьянские владения и вскоре завоевали весь наш юг. Жареные семечки и тут пришлись по вкусу. И вот уже ни одна деревенская посиделка не обходится без лузгания. Постепенно новосел изменил свой облик: стебель стал мощнее, листья и корзинки — больше; крупнее в них были и семена. I la первых пришельцев из Америки это создание уже походило мало. Оно было результатом того, что мы сейчас называем народной селекцией. Русские и украинские крестьяне отбирали на семена плоды с наиболее урожайных экзем пля ров растения, с наиболее крупными семечками. В 1780 году в русской газете «Экономический магазин» появились одна за другой две статьи «О масле особого рода» и «О подсолнечнике». Автору очень понравилось подсолнечное масло, которое ему дали попробовать «п одном знатном доме». Вот бы научиться добывать его в больших количествах, тогда можно было бы сократить закупку дорогого прованского... В 1829 году в слоб^~ Алексеевской Воронежски губернии Данила Бок^р' крепостной графа Уварова, соорудил ручной отжимной станок и стал получать на нем масло из семян подсолнечника. Через четыре года там же заработала маслобойка иа конном приводе. Л затем было выстроено не-
— Не лучше, а больше... А вот лучше ли, еще предстоит выяснить. Оптимального соотношения кислот для пищевого масла мы достигли в нашем сорте «Первенец»: 70—75% глнцерпда олеиновой кислоты и 15% липолевой. Это соотношение стойко удерживается не только на опытных делянках, по и в производственных условиях, то есть в поле. Получили «Первенец» довольно быстро. Идея возникла в 1970 году, а в 1977 году сорт уже районирован. В нынешнем году будет выработано 15 тонн масла и передано пищевикам, чтобы они приготовили на нем всевозможные продукты и дали свое заключение. — Масло у пас действительно прекрасное, — говорит Карл Иванович. — Моя жена сделала на нем синенькие, вы знаете — у нас так называют баклажаны; я подобных синеньких еще никогда не ел... ПОДСОЛНЕЧНАЯ МЕККА Раньше селекционер, как правило, имел очень немного помощников, двух-трсх. не более (к сожалению, кое-где такой штат встречается и сейчас). Во ВНИИМКе подсолнечником занимается значительная часть сотрудников. Особенно расширился фронт работ в последние годы, когда институт стал селекционным центром. О том, что у нас создаются подобные учреждения, «Химия и жизнь» подробно рассказывала в пятом номере за 1976 год. Напомню: они устроены так, что над выведением сорта кроме селекционера трудится солидный коллектив из разных специалистов: биохимиков, химиков, биологов, агрономов, физиков, биофизиков, фнтопатологов и многих других. Это позволяет заранее составить проект растения, предусмотрев все желаемые свойства, оценить в деталях обширный селекционный материал по наибольшему числу признаков и так далее, то есть вести дело, как в промышленном КБ. При мне в Краснодаре состоялось первое совещание руководителей селекционных центров страны. Оно сколько маслобойных зано- доп. С 1864 по 1867 год в России добыли более 920 тыс. пудов масла. Расширение маслобойного дела вызвало рост посевов подсолнечника. Его стали возделывать кроме Воронежской в Курской и Тамбовской губерниях, в Поволжье, в Ставрополье, па Северном Кавказе. На родине гелиантуса его начали культивировать лишь в конце двадцатых годов XX века — в основном на силос, а семенами кормили птиц. Причем сеяли там российские сорта, о чем свидетельствуют названия: «Мамонт русский», «Гигант русский»... КОМУ ПОВЕЗЛО БОЛЬШЕ Подсолнечником в пашен стране занимались несколько известных сейчас селекционеров: Е. М. Плачек, Л. А. Жданов, В. И. Щербина, II. II. Прохоров. По конечно, самым выдающимся был академик Василий Степанович Пустовойт. Созданные им сорта и поныне занимают значительную часть подсол Мечниковых угодий у нас в стране и за рубежом. I Io заслуги ученого этим не исчерпываются. Он выработал методы селекции этой культуры. Он предложил систему семеноводства, благодаря которой районированные сорта со временем не только не устаревают, а с каждым годом становятся все лучше. Он оставил после себя такой богатый селекционный материал, что из него еще долго можно будет черпать при создании новых и новых сортов. Вот несколько вех из совместной истории В. С. Пустовойт а и подсолнечника. 1912 год. В. С. Пустовойт составил программу изучения и улучшения гелиантуса, рассчитанную на 20 лет. Для того времени потрясающий документ. В нем определены почти все направления, по которым потом шла селекция подсолнечника. Многие ли молодые научные сотрудники наших дней так ясно представляют себе перспективы своей работы? Особенно смелым был план увеличить процент масла в семенах. Тогдашний подсолнечник содержал 28% масла, и специалисты утверждали, что это — биологический предел. 1926 год. Первый настоящий успех: закончены государственные испытания сорта «Круглик A-4U с 36% масла! 14 лет кропотливого, беззаветного труда; накапливались знания, отрабатывались методы. С подсолнечником очень непросто иметь дело. Типичный перекрестноопылитель с тысячью разнополых цветков в одной корзинке. Свою пыльцу они воспринимают
подвело итоги организационного периода и объявило его законченным. Все намеченные селекционные центры уже образованы. Выступающие были единодушны в том, что появление центров действительно дало возможность упорядочить дела в селекции. Есть уже ощутимые успехи. Но были и критические замечания: мало по-новому расставить людей, нужно еще современное оборудование, приборы, техника. Пока далеко не все вновь созданные учреждения располагают этим. ВНИИМК оборудован неплохо. Поэтому он стал настоящей Меккой для растениеводов, круглый год сюда едут делегации за делегациями. Так н было задумано. Оснащение используется не только для собственных нужд; институт испытывает новую аппаратуру и методики, работая, таким образом, и на других. Особенно внушительны (конечно, после фитотрона) химические лаборатории. Кроме покупных приборов — зарубежных и отечественных — здесь действуют и свои, вни- нмковскпе. Например, установка ядерного магнитного резонанса для анализа семян на маслнчность. Мало того, что с ее помощью исследования ускорились—в год через установку проходит до полумиллиона образцов, — прибор замечателен еще и тем, что исследуемые семена не надо дробить. Коробочку с семенами вставляют в прибор, нажимают кнопку, на табло появляются результаты измерений, а коробочка с совершенно целыми семенами возвращается к селекционеру, и он может их сеять, размножать, в общем делать с ними, что сочтет нужным. Со времени мартовского A965 г.) Пленума ЦК КПСС наше сельское хозяйство добилось значительных успехов. Еще более грандиозные планы наметил июльский A978 г.) Пленум ЦК КПСС. В осуществлении этих планов важную роль призваны сыграть селекционные центры страны. Судя по тому, что я видела в Краснодаре, здесь к этим свершениям готовы. Д. ОСОКИНА, специальный корреспондент «Химии и жизни» не всегда, зато любую другую — с охотой. Стоит чуть ослабить контроль, как ветер и пчелы сведут всю работу селекционера на нет: принесут пыльцу малоценного собрата. Кроме того, четыре из пяти главных признаков растения при скрещивании наследуются не так, как нужно селекционеру. Скажем, от устойчивой к заразе мамаши и болезненного папаши рождается неустойчивое потомство. Высокий родитель в сочетании с низкорослым производят долговязых детей. И только количество масла в семенах наследуется в соответствии с желанием селекционера: потомство удается в более масличного родителя. Поэтому па масличность и сделана была ставка. А в дальнейшем удалось улучшить и другие свойства растения. 1937 год. Начаты испытания нового сорта ВПИИМК 3519 с 44% масла! К тому же урожайного, не боящегося заразихи (прожорливого растения-паразита) и некоторых болезней. Осенью 1940 года 150 тонн семян отправили на Северский маслобойный завод. В прессы загрузили обычную порцию семян. К ужасу работников, вскоре масло стало переливаться через края отстойников. Потом выяснилось, что здесь привыкли к семенам с 33% масла, а пометку 44% сочли ошибкой. 1956 год. Принято постановление о внедрении предложенной В. С. Пустовой- том системы семеноводства подсолнечника. Суть ее в том, что семеноводство становится продолжением селекции. Семена размножаются во ВИИИМКе с той же тщательностью и под таким же неусыпным контролем, как и при селекционном отборе. Все семена для колхозов и совхозов готовит институт и раз в два года передает им элиту. Они ее размножают всего два года, и на маслобойные заводы поступает вторая репродукция (в отличие от прежней технологии, когда промышленность получала лишь седьмое или даже восьмое поколение, утерявшие значительную долю высоких показателей сорта). Сейчас нечто подобное пытаются ввести и в других отраслях растениеводства, а в семеноводстве подсолнечника система работает уже более 20 лет. Подсолнечнику явно повезло, что он попал в такие руки. Но и Василию Степановичу повезло, что в свое время он предпочел именно это растение.
В 1951 году один любознательный студент, во всем предпочитавший точность и законченность, заинтересовался подсолнечником. Он сконструировал специальный прибор и задался целью измерить в килограммометрах работу, которую выполняет это растение, поворачивая свою тяжелую корзинку-соцветие вслед за солнцем. Установил студент свой прибор на огороде у цветущего экземпляра и стал ждать. Прибор бездействовал: подсолнечник не поворачивался. Студент подумал, что это больное растение, и перешел к другому. Результат повторился: подсолнечник неподвижно Смотрел на восток. Затем — к третьему, четвертому. Без изменений. Тогда студент решил, что все подсолнухи на огороде в чем-то неполноценны и ведут себя не так, как им полагается. Ввиду того что и на•соседних огородах растения отказывались вращаться, взял студент с собой еды на целые сутки и пошел рано утром в поле. Здесь он нашел большой колхозный массив цветущего подсолнечника. Поскольку и тут все соцветия смотрели на восток, он уселся так, чтобы видеть корзинки «в профиль», и стал ждать. Ведь должны же цветы, думал студент, повернуться ко мне «лицом» или «затылком»? Но солнце перемещалось по небосклону, а цветы стояли неподвижно. И так целый день. И ночь. Соцветия подсолнечника не вращаются за солнцем! Но как же так? Ведь всем известно, что они вращаются! Это подтверждают учебники ботаники. Это закреплено в названии подсолнечника на языках многих народов. По-французски он называется «tournesol», то есть «вращающийся за солнцем». Испанское слово «girasol» и итальянское «girasole» означают то же самое. Став учителем в сельской школе, бывший студент продолжал интересоваться подсолнечником, спрашивал коллег из других мест. Ему с удивлением отвечали, что и там соцветие подсолнечника неподвижно смотрит на восток. Написал учитель по этому поводу заметку в журнал «Естествознание в школе». В ней он делился своим открытием и призывал на этом примере тренировать наблюдательность у школьников. Ответа долго не поступало. Наконец, пришел отзыв от известного ботаника, автора учебника. Ученый писал, что ему в Голодной степи тоже приходилось видеть подсолнечники, которые не вращались. Однако это от засухи, писал он, и нет основания такого рода исключения обобщать. Из редакции журнала вернули рукопись, сопроводив ее настоятельным советом серьезнее относиться к своим гипотезам. Шло время, накапливались свидетельства устойчивости соцветия подсолнечника по отношению к странам света. Учитель стал аспирантом. После долгих и настойчивых попыток ему удалось поместить коротенькую заметку в журнале «Природа» . с изложением сути вопроса. Он надеялся, что, прочтя эту статью, все
убедятся, что подсолнечник не вращается за солнцем, а неподвижно смотрит на восток и может служить компасом. Если же из одного корня растет много стеблей, тогда их соцветия смотрят в разные стороны, на опять-таки остаются неподвижными. Ничего подобного! Хотя позже в разных изданиях появилось несколько статей других авторов, подтверждающих факты аспиранта, его точка зрения не стала общепринятой в науке и по сей день. По-прежнему «все знают», что подсолнечник вращается... Аспирант стал кандидатом, затем доктором наук, но и сейчас основатель нового направления в науке — радиоэкологии морских организмов, член-корреспондент АН УССР Г. Г. Поликарпов не забывает о подсолнечнике и интересуется им во всех странах, где ему приходится бывать. Несколько папок с бумагами' подтверждают то, что некогда заметил студент. А тем временем подсолнечник продолжает «кружиться» на страницах специальной и, конечно же, художественной литературы. ...Много сделать нам надо в путн. Чтоб вовек не устали подсолнухи Головою за солнцем вести... — писал недавно один наш талантливый поэт, подчеркивая эту непоколебимую веру в неустанное движение цветков подсолнуха, на самом деле застывших, как часовые, лицом к восходу солнца. Такие «подсолнухи» встречаются не только в ботанике... Из книги «За стеклом подводной маски» (Одесса, 1974) От редакции. Похоже, что правда о подсолнечнике все же рано или поздно восторжествует. Во всяком случае, в журнале «Nature> (т. 272, с. 122, 9 марта 1978 г.), в разделе «Письма в редакцию», была опубликована заметка Г. Г. Поликарпова на эту тему. Заметка кончается так: «Цветущие (и отцветающие) соцветия подсолнечника представляют собой живой (хотя и не очень точный) компас: они расположены тыльной стороной к западу, слева от них север, а справа юг. Так обстоит дело на открытом месте; если же подсолнечник затенен с востока стеной, то его цветущее соцветие обращено (постоянно) па запад. Может быть, растение нуждается для образования своих семян в ультрафиолете, интенсивность которого больше всего сразу после восхода солнца, меньше всего в середине дня и промежуточная на закате. Представляет интерес и еще один вопрос. В различных языках название подсолнечника имеет разный смысл. Например: «солнечный цветок (роза и т. д.)» — в латинском, английском, шведском, голландском, немецком, румынском, армянском, бурятском, монгольском, калмыцком, алтайском, латвийском, эстонском, финском, афганском, бирманском, чешском, польском, украинском, белорусском, датском, греческом; «поворачивающийся за солнцем», «смотрящий на солнце» — в испанском, португальском, итальянском, французском, болгарском, венгерском, мордовском, узбекском, башкирском, сербском, азербайджанском, киргизском, туркменском, японском, китайском, вьетнамском; «под солнцем» — в русском (и одном из диалектов* сербского); «лунный цветок», «смотрящий па луну» — в турецком и каракалпакском. К несчастью, мне неизвестно, как переводится название подсолнечника в языках американских индейцев: навахо — нти- джилиитахох, хопи —тце- го а гоу у и керес хи
I. • ,-' Масличные культуры Растительные масла — важнейший источник пищевого жира, особенно в странах со слабо развитым животноводством. Большие количества растительных масел идут также на технические нужды — из них производятся различные непищевые продукты. А отходы, получаемые при извлечении масла из семян, используются как корм для скоте. Наибольшим распространением среди масличных культур пользуются однолетние полевые культуры (табл. 1). Многолетние масличные культуры, выращиваемые на плантациях, занимают в мировом производстве второстепенное место, хотя они широко распространены в некоторых районах мира — особенно в странах Южной Европы (оливковое дерево) и в тропиках (кокосовая и масличная пальмы). Мировое производство однолетних масличных культур за последние 40 лет увеличилось почти втрое. Прирост их производства за 1961—1975 гг. составил 39% и превысил увеличение мирового производства зерновых культур C2%), а также прирост населения мира B3%). При этом в соотношении отдельных культур произошли значительные изменения (табл. 2). За последнее двадцатилетие заметно изменилась и роль различных стран в производстве однолетних масличных культур: вырос удельный вес развитых капиталистических стран Северной Америки и Европы, а отчасти и СССР, и пони- ::/ 4R зилась относительная доля развивающихся стран Азии и Африки (табл. 3). Происшедшие изменения по-разному затронули производство различных культур. Прежде всего, обращает на себя внимание резкий подъем производства соевых бобов — за прошедшее двадцатилетие оно утроилось (с 21 до 61 млн. т *). Это связано в первую очередь с увеличением производства сои в США — с 7 млн. т в 1948—1952 гг. до 42 млн. т в 1973 г. Производство сои быстро растет также в Бразилии, Аргентине, Мексике, Румынии. 8 последние годы серьезные меры по увеличению производства сои принимаются в СССР. Одна из главных причин быстрых темпов роста производства сои — усиленная интенсификация животноводства во многих развитых странах мира, вызвавшая резкое увеличение спроса на концентрированные корма, среди которых соевый жмых, мука и Другие продукты из сои принадлежат к числу наиболее ценных. Производство подсолнечника за последние двадцать лет выросло в 2,7 раза. Здесь основной прирост приходится на долю СССР и социалистических стран, где сосредоточено 75—80% производства семян подсолнечника. Заметно увеличивается производство рапса — масличного растения из семейства крестоцветных, близкого родственника известного сорняка сурепки. За последнее десятилетие его производство выросло на 75% — в основном за счет западноевропейских стран и Канады, где природные условия не так благоприятны для выращивания других масличных купьтур. Усиление интереса к рапсу, наблюдающееся в промышленно развитых странах, объясняется отчасти опять-таки вы- * Здесь и далее цифры продукции масличных культур приводятся в пересчете на содержание масла. 14
сок и ми кормовыми качествами рапсового жмыха, а также ростом применения рапсового масла в разных отраслях промышленности. Рост мирового производства арахиса, кунжута, хлопчатника за последние десятилетия замедлился, а производство масличного льна даже сократилось, особенно в капиталистических странах Европы и Америки. Например, в США оно упало с 295 тыс. т в 1961 — 1963 гг. до 155 тыс. т в 1973—1975 гг. Это связано с вытеснением льна другими масличными культурами — более продуктивными или пользующимися повышенным спросом: прежде всего соей, а также подсолнечником (в США) и рапсом (в Канаде). Доля многолетних масличных культур в общем мировом производстве за последние двадцать лет снизилась с 22,6 до 19,5%. Среди них несколько увеличился удельный вес масличной пальмы (в основном благодаря расширению ее плантаций в Малайзии и Индонезии) и снизился удельный вес оливкового дерева и особенно кокосовой паль- В пересчете на душу населения мировая продукция масличных культур за двадцатилетие выросла почти на треть — с 7,4 до 9,5 кг на человека. Особенно быстро растет продукция на душу населения в социалистических странах Европы (с 4,2 до 8,2 кг), СССР (с 8,7 до 14,3 кг), США и Канаде (с 18,0 до 34,В кг). Медленнее темпы роста в развивающихся странах (с В,2 до 9,1 кг), а в Африке продукция на душу населения даже уменьшилась — главным образом в связи с быстрым ростом численности населения. Особо следует сказать об отходах производства масла— жмыхе, который получается при извлечении масла из семян прессованием, и шроте, получаемом при экстракции масла растворителями (преимущественно бензином). И тот и Таблица 1 Мировое производство однолетних и многолетних масличных культур в 1973 1975 гг.* Группы стран Социалистические страны Однолетние культуры тыс. т % к общему мировому производству 8772 24.0 Многолетние культу ры тыс. т % к общему мировому производству 45 0.1 в том числе: СССР 3575 9,8 страны Европы Ю46 2,9 страны Азии и Куба 4151 11,3 Развитые капиталистические страны 9616 26,3 1 188 3.2 в том числе: страны Европы США и Канада прочие страны 724 2,0 8441 23.1 450 1.2 Развивающиеся страны I1U50 30,2 5907 16,2 в том числе: страны Африки 2642 страны Азии и Океании 5333 страны Латинс кой Америки 3076 7,2 14,6 9.3 1597 3942 368 4.4 10,8 1 ,0 Всего 29438 80,5 7140 19.5 * Здесь и далее приводятся средние данные за несколько лет- это позволяет сгладить случайные колебания производства в отдельные годы. Таблица 2 Соотношение основных однолетних масличных культур (% от общего мирового производства однолетних культур) Культуры 1434—1938 1952—1956 1973—1975 Соя 16.4 24.4 33.5 Подсолнечник Рапс Клещевина Арахис Хлопчатник Кунжут Леи 7.8 6.0 1.7 31 0 17,3 4.8 13.0 12.7 6,6 1 ,4 31 ,6 14. 1 2.6 6.6 14.3 8.2 1 ,7 25.1 И .8 2,0 3.4 15
Таблица 3 Производство однолетних масличных культур (в %) Группы стран Социалистические страны в том числе: СССР страны Европы страны Азии и Куба Развитые капиталистические страны в том числе: страны Европы США и Канада прочие страны Развивающиеся страны в том числе: страны Африки страны Азии и Океании страны Латинской Америки 36,7 Ю,7 3,0 23,0 24.1 39,2 1973 — 1975 29,8 12,1 3,6 14,1 32,7 1 .3 20,9 1.9 2,5 28.7 1.5 37,5 10,3 21,6 7,3 9.0 18,1 10,4 другой содержат много белка и в качестве кормов представляют большую самостоятельную ценность для стран с развитым интенсивным животноводством. Мировое производство жмыха и шрота за последнее десятилетие увеличилось в 1,5, а экспорт — в 2,5 раза. Потребление жмыха и шрота растет, в частности, в СССР, где проводится в жизнь широкая программа интенсификации животноводства. Если в 1961 — 1963 гг. СССР экспортировал 310 тыс. т этих продуктов, то в последующие годы экспорт их был прекращен и к 1971—1973 гг. импорт составил 103 тыс. т. По материалам статьи М. Б. Вольфа «Географический аспект изменений в мировом производстве масличных культур и в торговле их продуктами» («Известия Всесоюзного географического общества», 1976, № 5) ШИП С МАСЛОМ Американская фирма «Пара- монт Ойлз Бирин> усиленно рекламирует деревянные шипы и подшипники, предварительно пропитанные горячим воском и минеральными маслами со специальной присадкой. В процессе работы таких подшипников происходит постоянная циркуляция смазки из пор материала иа поверхность трения и обратно. Для таких пар шип — подшипник рекомендуют скорости не больше 600 м/мин и нагрузки до 140 кгс/см2. Основными областями применения таких подшипников могут стать бумагоделательная, текстильная и пищевая промышленность, а также конвейерные механизмы. Предварительно пропитанные деревянные подшипники бесшумны и долговечны. • «Products Engineering (США), 1977, № 3 ЦЕЛЛЮЛОЗА ИЗ ПНЕЙ И КОРНЕВИЩ В древесном стволе, как известно, содержится от 60 до 70% массы дерева, в ветвях и коре — 20—25%, в пне и корневище—10— 15%. Последние чаще всего пропадали без пользы: пни и корневища трудно перерабатывать, к тому же они сильно загрязнены землей, от которой их нелегко очистить. Лишь недавно в Финляндии разработана установка, позволяющая эффективно перерабатывать в целлюлозу такое сырье. Экскаватор загружает пни с корневищами в вибропитатель, подающий их на измельчение. Полученную щепу промывают мощными струями воды во вращающемся барабане, через отверстия которого удаляются камни, грязь, песок, кора. Производительность установки 30—55 кубометров в час, обслуживают ее два оператора. Воду очищают и используют повторно, поэтому ее расход в замкнутой системе составляет всего 200 литров в сутки. Приготовленную таким образом щепу можно добавлять (в количестве 10— 20%) к обычной щепе при сульфатной варке целлюлозы или использовать в производстве древесноволокнистых плит. «Wochenblatt fur Papieriabrikation> (ФРГ), 1977, № 9 16
Mlb Клетка минус хромосомы = ? Ответим сразу на вопрос, поставленный в заголовке. После знака равенства теперь можно вписать слово «мито- пласт». Этот термин придумали биологи П. Сункара и П. Рао (США) и А. Аль-Бадер (Кувейт). Они же впервые и получили это диковинное образование из клеток линии Hela. Извлекать хромосомы, вообще-то говоря, не так сложно. Но от клетки в результате такой операции остается просто каша, а целостность выделенных хромосом еще предстоит выяснить. Заслуга авторов исследования состоит в том, что они сумели «разобрать» клетку на две части, не повредив при этом ни одной из них («Experimental Cell Research», 1977, т. 7). Хромосомы, выделяют из клеток, находящихся в стадии деления (митоза). В начале митоза в клетках происходит значительная перестройка: исчезает ядерная мембрана, и ядро, как таковое, перестает существовать; хромосомы конденсируются — становятся видимыми; в клетке формируется митотическое веретено, в середине которого собираются хромосомы; наконец, хромосомы расходятся к полюсам веретена и начинается деление одной клетки на две. Извлекают хромосомы на той стадии деления/ когда они собрались вместе в центре клетки. Обычно все клетки в культуре делятся вразнобой: одни уже заканчивают деление, другие только собираются его начать. Деление клеток удалось синхронизировать с помощью колцемида. Это вещество останавливает развитие клетки в самом начале митоза. Накопив много таких клеток, исследователи обработали их цитохалазином В. Обычно цитохалазин используют для того, чтобы клетка выбросила свое ядро. Но поскольку в делящейся клетке ядра не существует, можно было рассчитывать, что выброшенным окажется весь митотический аппарат вместе с хромосомами. Так и оказалось. Правда, некоторая часть клеток не выдержала обработки и развалилась, с другими вообще ничего не произошло, но зато у половины клеток хромосомы исчезли. Самое замечательное, что лишенные хромосом клетки — мито- пласты — и по внешнему виду, и по поведению мало чем отличались от обычных клеток в митозе! Для чего же нужны митопласты? Во-первых, известно, что делящиеся клетки содержат некий фактор, заставляющий хромосомы конденсироваться. Теперь, когда получено много цитоплазмы митотических клеток, можно попытаться выделить и изучить этот таинственный фактор. Во- вторых, можно исследовать комплексы хромосом, выделенные из клеток. Они продолжают держаться вместе — что же их держит? В-третьих, интересно проверить, обойдется ли клетка без выброшенных вместе с митотическим аппаратом веществ. В-четвертых... Да мало ли замечательных опытов можно придумать, если умеешь получать делящуюся клетку без хромосом! Кандидат биологических наук Л. МАРГОЛИС 17
J сн^мика, производство Выгода Доктор экономических наук И. А. МАШИНСКИЙ Выгода — польза, барыш; то, что выгадано, приобретено, добыто... Выгодный — прибыльный, приносящий или обещающий пользу, барыш... Выгодность — выгода; в значении свойство, качество дела или предмета... В. ДАЛЬ. «Толковый словарь живого великорусского языка» Кому не случалось, проходив полдня по универмагам, вдоль полок, полных товаров, возвращаться с пустыми руками? Вам нужен зонт; воображение рисует складное, хромированное, полуавтоматическое чудо. А торговая сеть предлагает блеклую пародию на зонты-трости, с какими ходили наши деды. Вы ищете элегантно приталенный, отстроченный «батник», а находите мужские распашонки с клеевыми, воротниками... Ежегодно мы осваиваем выпуск множества сложных изделий и продуктов. Очевидно, технически не сложно наладить и массовый выпуск нехитрого ширпотреба. Но горе покупателю, то есть нам с вами, если нужный товар не выгоден производителю. Еще хуже, если в роли покупателя, к интересам которого бесчувствен производитель, оказывается другой производитель — фабрика, совхоз, завод. Что же такое это всемогущее «выгодно-невыгодно?» Точную меру выгодности, оперируя, правда, более благозвучным «экономическая эффективность», ищут давно. Один и тот же продукт можно выработать на разном оборудовании, из разного сырья. В каждом конкретном случае проектировщики выбирают такие решения (технологические, организационные), при которых производство будет наиболее эффективным. И все равно может сложиться так, что вопреки совершенной технологии выработка этого продукта окажется предприятию невыгодной. Как же это получается? ЭКОНОМИЧЕСКАЯ АРИФМЕТИКА Выгодность — исчислима. Производственники судят о ней по напряженности «экономических показателей», по усилиям, которые надо приложить, чтобы их выполнить и перевыполнить, со всеми вытекающими отсюда моральными и материальными приятными последствиями. Разберем, как складываются и «работают» эти показатели па некоем условном заводе, руководство которого каждую осень получает объемистую папку документов — плановое задание па следующие 12 месяцев. Плановое задание оговаривает в первую очередь объем выработки продукции в штуках, тоннах, кубических метрах. Затем — общий объем производства в деньгах. Но этого мало, чтобы судить о результатах работы. Важно и то, какой ценой, «какой кровью» они достигнуты, во что обошелся каждый трактор, каждая тонна керосина. Было время, надеялись, что можно изобрести какой-то один универсальный экономический показатель, который позволит всеобъемлюще оценить производственно-хозяйственную деятельность предприятия. Но практика показала, что, как и в медицине, в экономике оцепить однозначно комплекс сложных явлений нельзя. Даже самый искусный врач не судит о здоровье пациента по одному, пусть очень важному, показателю. В поликлинике нам измерят не только температуру, но и кровяное давление, сделают кардиограмму, возьмут анализы и, лишь погоняв из кабинета в кабинет, решат, кому — в космос, а кому — в приемный покой. В отличие от медицины перечень показателей, по которым можно со- 19
ставить представление о состоянии дел на заводе, невелик. Каждый из них призван характеризовать величину тех или иных затрат па производство. Допустим, что наш завод выпускает некоторое количество К однотипной продукции. Пусть это только серная кислота или, скажем, только аммиак. Обозначив через Ц установленную государством оптовую цену одной тонны продукции, запишем простейшую формулу для определения объема производства в рублях: К» Ц. Введя обозначение Сб для себестоимости производства одной тонны продукта, запишем в общем виде прибыль, которую получит завод, реализовав свою продукцию: К*(Ц—Сб). Чтобы подсчитать, на какую сумму выпущено продукции, или прибыль по всем позициям плана (как известно, предприятий, выпускающих лишь один продукт, практически не бывает), суммируют показатели для каждого продукта: 2К U=Ki Ui + K2 Ц2+» или 2К (U-C6) = Ki (Ц,-Сб,) + К2- (Ц2-Сб2)+... . Немногим сложней механизм формирования и других показате- SK (Ц-Сб) лей: рентабельности 2К-Ф ' 2 К Ц производительности труда % ^.у i 2 К Сб затрат на рубль продукции 2К-Ц * 2К-Ц фондоотдачи продукции 2~К^~Ф " расхода заработной платы па рубль 2 К-3 продукции iTk^U» где *» Т и 3 означают соответственно стоимость производственных фондов, затраты рабочего времени и расход заработной платы па единицу продукции. (Заметим, что все эти показатели неразрывно связаны с ценой, а законы, по которым формируются цепы, мы здесь не рассматриваем.) Очевидно, изменение ассортимента скажется па всех наших технико- экономических показателях Между тем, о результатах судят, сопоставляя достигнутый уровень либо с планом, либо с результатами за соответствующий период в прошлые годы. Разберем это подробней па примере показателя производительности труда. Чтобы избежать сложных подсчетов, возьмем не реальные продукты, цепы на которые редко бывают круглыми, а условные. Продукт А по цене 10 рублей за тонну, продукт В — по цене 20 рублей и С — по 30 рублей. Трудоемкости тонны каждого из продуктов — соответственно 0,5, 0,4 н 0,2 человеко- дня. Программа, по которой работает завод, предусматривает выпуск тысячи тони А, тысячи тонн В и тысячи тонн С ежедневно. Определим производительность труда по предприятию: 1000-10+ 1000-20+ 1000-30 1000-0,5 + 1000-0,4+ 1000-0,2 = 60 000 — 1 inn —54,55 рубля на человеко-день. Затем спрос изменился, и, отказавшись от А, заводу пришлось выпускать по 1750 тонн В и по 2000 тонн С. В этом случае производительность труда составит: 1750-20-: 2000-30 _ 1750*0,4-, 2000-0,2'= 95000 — llflQ ^ 80,36 рубля на человеко-день Следующее изменение программы — по 1200 топи А и по 1250 тонн В — резко снизит показатель: 1200-10 , 1250-20 1200-0,5+ 1250-0,4 " 37 000 I .QQ- -~ 33,64 рубля на человеко-день. Нетрудно заметить, что общая трудоемкость, то есть количество работников, необходимых для выполнения любой из программ ежедневно (сумма в знаменателе), совпадает. При этом один работник вырабатывает за смену продукта А па 10:0,5=20 рублей, продукта В — на 50 и продукта С — па 150 рублей. Иными словами, продукты А, В и С — разновыгодпы. А разповыгод- иость, как мы увидели, влечет за собой изменение показателя производительности труда, по которому 20
предприятие отчитывается за свою работу, за который платят премии... Занимательная арифметика? Нет, просто неточное методическое решение. Соотношение затрат и цен влияет и на другие показатели. Вот как это происходит в жизни. Приведенная ниже таблица (такие таблицы, кстати, не худо бы время от времени составлять у себя на заводе любому руководителю) сделана по данным реально существующего нефтехимического предприятия. Абсолютные значения важнейших технико-экономических показателей по заводу в целом приняты за 100 (верхняя строка), а число продуктов условно ограничено, дабы не утомлять читателя, четырьмя. Для каждого из этих продуктов — два сорта бензина, катализатор и смазка — были рассчитаны те же пять показателей, и в таблице записаны их отношения к соответствующим величинам по заводу в целом. (Например, если производительность труда по заводу составляла 100 тыс. руб. на одного работника в год, то в производстве бензина А-72 она была равна 43,4 тыс. руб., а бензина АИ-93 — достигала 213,9 тыс. руб.). Продукция 5 н га эводн труд [poi ост Сх га <Ь X ** ость бель и га ь X а» а л рубл ты на кции « s ft? ь о и & т с ж Jra? Д зар латы прод о с л X Ч и «О « о >. Р. х а В целом по заводу 100 100 100 100 100 Бензин А-72 43,4 126,2 210,9 85,9 62,5 Бензин АИ-93 213,9 100,0 192,1 80,5 91,7 Катали затор алюмомолнб- деновый 7,4 57,0 54,0 101,7 500,0 Смззкз «Литол-24» 22,1 36,9 -40* 146,1 341,7 * Цена «Литола-24» ниже себестоимости Поэтому и его рентабельность — отрицательная величина. Разброс говорит сам за себя. Очевидно, предпочтительней те продукты, при выпуске которых показатели производительности труда, фондоотдачи и рентабельности выше средних значений по заводу и, напротив, затраты на рубль товарной продукции и расход заработной платы ниже. Чем больше выгодных продуктов в плане, тем с меньшими усилиями достигаются лучшие суммарные показатели. Убыточными могут оказаться не только дешевые и вместе с тем требующие кропотливой обработки безделушки, но и важные в масштабах государства продукты, и модернизация производства. Хорошее оказывается плохим. Появились даже «теории», доказывающие закономерность ухудшения рентабельности, фондоотдачи и прочих показателей по мере совершенствования производства. Иными словами: старая лопата лучше нового экскаватора. ...Читатель, познакомившийся с основами экономической арифметики, легко сделает вывод: показатель можно улучшить не только хорошей работой, но и «хорошо» подобрав ассортимент. Последнее тоже выгодно, но уже в плохом понимании слова, скорей отвечающему его забытому синониму — барыш. А следовательно, привязанная к цене система показателей в чем-то не срабатывает. Это — одна из причин, по которой на XXV съезде КПСС была сформулирована задача: «совершенствовать систему показателей планов, усилить их воздействие на повышение технического уровня и качества продукции, ускорение темпов роста производительности труда, экономное использование материальных и финансовых ресурсов». ВСЕ ЛИ ДЕЛО В ЦЕНАХ? Такой вопрос правомерен. Поскольку цена — расчетный элемент любого экономического показателя, то, говоря о недостатках показателей, неизменно сетуют на цены и на их несоответствие затратам. Примеров несоответствия множество. Вот один из них. Завод вырабатывает дизельное топливо с большим и меньшим 21
содержанием серы. Малосернистое топливо при нынешней оптовой цепе невыгодно заводу: нужна специальная очистная установка, а ее сооружение увеличивает стоимость основных фондов; потребуются дополнительные эксплуатационные затраты. Показатели же, естественно, ухудшатся. Но в то же время малосерппетое* топливо меньше загрязняет среду; двигатели, работая на нем, служат дольше. Оно бесспорно выгодно с общегосударственных позиций. Так, может, увеличить его выпуск в приказном порядке? Но тем самым мы ударим по предприятию. Для того чтобы добиться равно- выгодностп топлива с разным содержанием серы, нужно пересмотреть цены, сделать малосернпстое топливо в два с липшим раза дороже. Но от этого пострадают потребители, которые в свою очередь тоже производят какую-то продукцию. Что же, на нее тоже поднимать цену? Практика показала: попытки уточнить экономические показатели, лишь регулируя цены, неосуществимы технически; да и не всегда цена прямо связана с затратами, которые учитывают при экономических расчетах. При нынешнем методе измерения производительности выпускать продукцию, содержащую больше прошлого труда, выгодней. Норковый воротничок, пристроченный к дешевому пальтецу, автоматически увеличивает барыш швейной фабрике. А покупной пресс-порошок выгодней заводу пластмассовых изделий, чем такой же порошок, но производимый дома, на своем предприятии. Вот и получается, что, построив цехи смол н пресс-порошков, то есть пойдя по прогрессивному пути комбинирования производства (что снижает себестоимость, увеличивает рентабельность и прибыль), завод в то же время катастрофически портит показатель производительности труда. Прямо хоть несколько оптовых цен вводи — свою для рентабельности, свою для производительности труда... Различаться по выгодности могут и одинаковые продукты, выпускаемые на разных предприятиях. Очевидно, что, чем меньше затраты па изготовление продукта (то есть чем дешевле сырье, чем меньше расходы па его транспортировку и так далее), тем продукт выгодней. Табуретка, понятно, дешевле обходится в тайге, чем в Каракумах. Иными словами, себестоимость меняется от предприятия к предприятию. Цены же, как правило, едины по всей стране. Спору нет, цены нуждаются в совершенствовании. С той или иной достоверностью их па практике упорядочивают. Упорядочение розничных цен помогает точнее согласовать спрос и предложение на товары народного потребления. Но приписывать оптовым цепам роль универсального регулятора производства — значит подталкивать предприятие па выпуск лишь наиболее доходной для пего продукции. Усомнился во всемогуществе цены и кое-кто из западных экономистов. Американец Дж. Гэлбрайт пишет, например: «Все выдающиеся свершения индустриальной системы являются результатом планирования: паши летательные аппараты не устремлялись бы к Луне (и даже не особенно часто в Лос-Анджелес), если бы их создание зависело от рыночных стимулов. В равной мере это относится к другим услугам, удобствам и продуктам... Во всех случаях идет речь о тщательном планировании продукции, тщательном контроле над цепами». И чуть дальше: «На свете имеются маловеры, которые не хотят полагаться на бога, по вместе с тем существует глубокое убеждение, что на рынок полагаться можно... Эта вера сама по себе вызывает сомнение»... Но что же, если не цены? НОРМАТИВЫ «Цель социалистического производства, — отмечала в конце прошлого года «Правда», — наиболее полное удовлетворение потребностей трудящихся. Для этого нужна не продукция вообще, а ее конкретные виды, определенные потребительные стоимости». А это возможно лишь тог- 22
да, когда каждый продукт в равной мере важен не только всему народному хозяйству, но и предприятию. «...На уровне предприятий и производственных объединений нет и не может быть неважнейших изделий»,— подчеркивает газета. Иными словами, недопустимо, пагубно деление позиций плана на любимых детей и пасынков. Выгодным с точки зрения директора должен быть не продукт и не ассортимент, а реальная экономия, полученная при производстве любого продукта. Уместно вспомнить, что, по определению Маркса, первым экономическим законом на основе коллективного производства является экономия времени и планомерное распределение времени по различным отраслям народного хозяйства, то есть, в конечном счете, экономия и живого, и прошлого (овеществленного в сырье, материалах, энергии) труда. Мы считаем: пути согласования результатов (в самом широком смысле) производства и оплаты труда — не в упорядочении цен и не в их пересмотре. Более того: хорошо бы оплату результатов труда предприятия как можно надежнее защитить от вредного влияния цены. А для этого неизбежно — хочешь, не хочешь — придется, рассчитывая экономические показатели, заменить плохо зарекомендовавшую себя цену иными величинами, отражающими конкретные затраты. Экономисты и хозяйственники называют их нормативами. Идея перейти от цеп к более надежным измерителям возникла не сегодня. Целесообразность применения различных натуральных и стоимостных нормативов обоснована в десятках книг, сотнях статей, в многочисленных диссертациях. Необходимость продолжать работу по их созданию подчеркивалась на XXV съезде КПСС. Недавно Госплан СССР предоставил министерствам право утверждать своим объединениям и предприятиям планы повышения производительности труда, исходя из нормативов трудоемкости, чистой продукции и некоторых других измерителей, характеризующих лишь затраты живого труда. Иными словами, в формуле показателя произво- 2КЦ дительности труда 2~K?f мы заме" няем связанную с ценой величину SK- Ц на натуральный норматив чистой продукции. Обозначим его хотя бы ЕПч. Очевидно, что на производительности труда, определяе- мой по новой формуле 2 к-Т» стои" мость дорогого норкового воротничка не скажется. Одна ласточка, однако, весны не делает. Одного показателя, как бы точно он ни был рассчитан, мало для достоверной оценки экономической деятельности предприятия. Сделав первый шаг с показателем производительности труда, пора задуматься, как, в каком направлении совершенствовать планирование и учет других показателей. Например, в расчетах прибыли и рентабельное™ можно также отказаться от традиционных ценовых измерителей и применить вместо них хозрасчетные оценки продукции, расчетные цены предприятия. Они будут отражать действительные, определяемые индивидуально материальные и трудовые затраты фабрики, завода на выработку каждого продукта, будут включать в себя плату за производственные фонды, банковский кредит. (Напомним, что при расчете цен платежи за фонды и банковский кредит относятся на продукт пропорционально его фондоемкости, а прибыль — пропорционально зарплатоемкости. Точно так же эти платежи распределяются и при определении хозрасчетных оценок.) Разность между такой расчетной ценой предприятия и определенной обычным путем себестоимостью будет характеризовать реальную экономию, полученную за счет хорошей работы коллектива. И из каждого рубля такой экономии можно- без опасения, что она получена за счет ассортиментных сдвигов, — отчислять определенные копейки в фонд материального поощрения. Как часто нужно определять (и при необходимости пересматривать) 23
хозрасчетные оценки? Думается, не слишком часто — раз в пятилетие. Но единожды утвержденные, они уж незыблемо действуют весь срок. Расчет их, применение для планирования и учета показателей вполне по силам экономической службе любого предприятия. Главное преимущество неценовых измерителей — в их реальности, равнонапряженности, соответствии возможностям предприятия (рассчитываются-то они индивидуально!). И лишь когда продукт особенно необходим, можно, вводя льготные условия, повышенную оплату, стимулировать его преимущественный выпуск. То есть намеренно повышать выгодность. Но это будет уже не стихийная, а целенаправленная, обоснованная разновыгодность. Все это вовсе не означает полного отказа от цен н не является, как может показаться, покушением на хозяйственную самостоятельность предприятий. Произойдет лишь некоторое перераспределение функций. Значительная часть чисто коммерческой работы будет снята с плеч производителей. Общее положение о Всесоюзном и Республиканском промышленном объединен ип, утвержденное Советом Министров СССР, предусматривает полную ответственность промышленного объединения за выполнение государственного плана, за прибыль, необходимую для расчетов с бюджетом, а также его право распределять производственные задания между предприятиями с учетом их производственных возможностей. Нам представляется возможным, что при таком порядке Всесоюзное (или Республиканское) промышленное объединение — именно оно, а не предприятия — будет вести расчеты с государством по обычным ценам. По этим же ценам будет учитываться объем продукции предприятий и другие расчетные величины. Для оценки же труда коллективов предприятий будут применяться точно спланированные и учитываемые экономические показатели. В итоге промышленное объединение будет не только административно, но и экономически отвечать за выполнение государственных планов. Вчерашний главк станет хозяином в самом широком смысле слова. А за заводами, за фабриками останется их основная и естественная задача — вырабатывать нужную продукцию в необходимых количествах, требуемого качества и с минимальными затратами. Выиграют от этого все. В заключение хочу вспомнить написанные еще на заре становления пашей экономики слова В. И. Ленина: «Погибшими наверняка надо бы признать тех коммунистов, которые бы вообразили, что можно без ошибок, без отступлений, без многократных переделываний недоделанного и неправильно сделанного закончить такое всемирно-историческое «предприятие», как завершение фундамента социалистической экономики». ЯБЛОКИ И ВАКУУМ Давно известно, что, насытив поверхностный слой яблок солями кальция, можно увеличить срок их хранения. Однако традиционные методы обработки — внесение кальция в почву в период роста растений и опрыскивание фруктов хлористым кальцием — мало что дают. По новой технологии, разработанной недавно в Австралии, спелые яблоки погружают в раствор хлористого кальция, а над поверхностью раствора создают вакуум. Хотя вакуумная обработка, конечно же, обходится дороже простого погружения фруктов в раствор, однако, как считают специалисты, сокращение потерь яблок при хранении превышает затраты на оборудование для вакуумной обработки. «Food Technology in Australia», 1977, № б 24
волокнистая двуокись титана Сотрудники Института металлургии и обогащения АН " КазССР разработали способ получения волокнистой двуокиси титана, пригодной в качестве одной из составляющих композиционных материалов. Волокнистую двуокись титана получают из раствора обычной, кристаллической двуокиси в галогениде щелочноземельного металла с добавкой буры. Последняя упрощает технологию — появляется возможность использовать ТЮг в виде крупных гранул н даже кусков. Бюллетень изобретений, J 977, № 7 ВМЕСТО АЦЕТИЛЕНА Польские химики предложили использовать для сварки и резания металлов смесь пропана, пропилена, Пронина и аллена, которая при сгорании выделяет гораздо больше тепла, чем традиционный ацетилен. Смесь лучше сжимается: в стандартный баллон помещается вчетверо большее ее количество. Важно и то, что все четыре компонента, — побочные продукты нефтехимического производства — раньше нередко просто-иапросто сжигались. «Орбита» (Болгария), 1977, № 44 ДВУОКИСЬ СЕРЫ УЛАВЛИВАЮТ МЕДЬЮ Одной из американских фирм — «Shell Development» — разработай процесс, в котором для очистки промышленных газов от двуокиси серы используют обычную медь. В контакте с кислородом воздуха металл окисляется до СиО, который, в свою очередь, реагируя одновременно с Ог н SO2, превращается в CuSO*. Регенерация меди происходит под действием водорода. Процесс идет с выделением тепла. «Chemical Engineering», 1977, № 11 В БУМАГЕ — МИКРОГРАНУЛЫ В некоторые сорта бумаги уже сейчас вводят полимерные добавки — в виде гранул, порошка, растворов или эмульсий. Как существенное достижение в этой области в последнее время рекламируют использование полимерных добавок в виде микрогранул диаметром 0,3—0,4 мм, формирующихся непосредственно при полимеризации. Они удобны при транспортировке и в то же время в отличие от обычных гранул не требуют дополнительного измельчения. Строгая сферическая форма микрогранул облегчает их смачивание, растворение, а также сушку бумажно-пластиковой массы. «Pulp and Paper», 1977, № 8 КОНИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОМАГНИТ В Англии разработан электромагнит новой конструкции для погрузки металлического лома. Помимо традиционной магнитной шайбы/ новый электромагнит имеет металлический конус, закрепленный внутри шайбы вершиной вниз. Он не только отклоняет магнитный поток и увеличивает тем самым зону полезного действия — у вершины конуса создается магнитное поле весьма высокой плотности, и грузоподъемность электромагнита значительно увеличивается. А еще конус способен проникать внутрь кучи металлолома: растет поверхность захвата и производительность погрузки. При этом расход электроэнергии для электромагнита остается прежним. «Engineer» (Англия), 1977, № 6331 И АМОРФНЫЙ КРЕМНИЙ — ПОЛУПРОВОДНИК В США недавно изготовлена первая солнечная батарея из аморфного кремния. Как оказалось, не только моиокристаллическин, но и аморфный кремнии, получаемый в тлеющем разряде в атмосфере силана SiH4, можно использовать в конструкциях солнечных батарей. Полупроводниковый аморфный кремний содержит минимальные добавки фосфора и бора. «New Scientist» (Англия), 1977, № 1070 ПОЛИМЕРНЫЕ СПЛАВЫ В последнее время все большее распространение получают полимерные сплавы. По сравнению с обычными полимерами и сополимерами они, как правило, долговечнее и дешевле. Так, сплав полифениленоксида с полистиролом отличается довольно высокой теплостойкостью и ударопроч- ностью. Сплавы поливинил- хлорида с ЛБС (сополимер акрилонитрила, бутадиена и стирола) обладают повышенной ударной прочностью, особенно при низких температурах, и большой химической стойкостью. Для сплавов ЛБС с поликарбонатом характерны очень высокая ударная прочность и повышенная теплостойкость. Эти сплавы за рубежом выпускают в виде композиций, пригодных для переработки литьем и экструзией. Сплавы поли- винилхлорида с акриловыми полимерами применяют в качестве покрытии для внутренней отделки стен. Известны также сплавы найлона с полистиролом и АБС с полиуретанами. Материал «триболоп» — сплав полиамида и полифе- пиленсульфида — обладает высокой прочностью на изгиб. Его используют для изготовления термостойких подшипников и изоляторов. Этот сплав способен даже заменять знаменитый тефлон, хотя обходится намного дешевле последнего. «Material Engineering» (США), 1977. Лг.77 25
Проблемы и методы современной науки Глубокое окисление Доктор химических наук О. В. КРЫЛОВ Что такое окисление — знает каждый. Когда мы греемся у костра, то пользуемся энергией, выделяющейся при окислении древесины кислородом воздуха; когда дышим, в нашем организме протекают процессы окисления органических веществ пищи, в ходе которых тоже выделяется энергия. Энергия — вот главная цель, которую преследуют люди, добывая уголь, нефть и газ, сжигая их и продукты их переработки. И какими бы темпами ни вводились в действие установки, использующие энергию воды, ветра, Солнца и атома, горючие ископаемые еще долго будут служить основой мировой энергетики. Но сколь полно используется энергия горючих ископаемых, прежде всего энергия жидкого углеводородного топлива, получаемого из нефти? На первый взгляд этот вопрос может показаться лишенным смысла: разве количество полученной энергии не однозначно определяется количеством сожженного горючего? Оказывается, нет. Горение — это , сложнейший физико-химический процесс, эффективность которого зависит от многих факторов и практически никогда не достигает теоретического предела. То есть какая-то часть топлива (обычно весьма значительная) всегда пропадает впустую, буквально вылетает в трубу: ведь если воздуха недостаточно для полного сгорания, часть топлива просто не сможет окислиться, а если воздуха большой избыток, интенсивность горения уменьшится из-за понижения температуры. Вот если бы можно было заставить топливо сгорать полностью, когда кислорода ровно столько, сколько нужно для окисления углерода до С02, а водорода до Н20... Такого полного, или, как говорят, глубокого, окисления можно добиться лишь с помощью катализаторов — веществ, резко ускоряющих химические процессы, в том числе и горение. ЧЕМПИОН СРЕДИ КАТАЛИЗАТОРОВ Явление катализа было открыто в начале прошлого века, причем первой каталитической реакцией была именно реакция окисления — горение, а первым катализатором была платина: в ее присутствии водород, например, вспыхивает сам собой при комнатной температуре, а многие органические вещества окисляются легко и нацело, то есть до углекислого газа и воды. С тех пор изучены каталитические свойства многих тысяч веществ; сотни катализаторов нашли широчайшее применение в химической промышленности; исследователи продолжают искать все новые и новые каталитические системы, обладающие повышенной активностью и селективностью, то есть избирательностью действия. Но платина все же оказалась чемпионом- долгожителем: этот драгоценный металл энергичнее всех других катализаторов разрывает связи в молекулах. И хотя платина не обладает особо высокой избирательностью действия, то есть разрывает все связи подряд, она и сейчас успешно применяется в таких, например, многотоннажных производствах, как окисление аммиака в азотную кислоту, риформинг нефти. В чем заключается причина чрезвычайно высокой активности платины в сравнении с другими катализаторами? Эти причины начинают выясняться только в самые последние годы благодаря использо- 26
Pt + O, Ni+O, i" -r 1 ^ -12 -10 -8 -6 энергия уровней поверхностных атомов -2 Энергетический спектр поверхностных атомов платины широкий, и этот металл служит активным катализатором самых разнообразных процессов; у иикепв аналогичный спектр более узкий, и каталитическая активность этого металла ниже, а действие более специфично. Изучение энергетических спектров, получаемых методами реитгеноэлектронной и Оже-спектроскопии, позволяет целенаправленно искать новые катализаторы желаемого типа ванию тонких физических методов исследования — рентгенофотоэлект- ронной и Оже-спектроскопии, дифракции медленных электронов. Эти методы позволяют определить энергетические состояния атомов, расположенных на поверхности (а именно на поверхности и разыгрываются все явления, в целом составляющие катализ), а также их точное взаимное расположение. Поверхностные атомы платины имеют очень широкий энергетический спектр, что отражает наличие большого набора атомов, находящихся в различных конфигурациях и поэтому обладающих способностью активнейшим образом влиять на скорости протекания самых несходных реакций. А вот никель как катализатор менее активен, но способен действовать более избирательно; соответственно и энергетический спектр этого металла существенно уже, чем платины (рис. 1). То есть, изучая энергетические спектры, можно достаточно надежно оценивать каталитические свойства разных веществ, что весьма важно для практики. Но вернемся к платине. Ее необычайно высокая каталитическая активность определяется также уникальной геометрией активных центров, то есть участков поверхности, собственно и ответственных за катализ. Оказывается, поверхность монокристалла этого металла имеет вид ступенек (рис. 2), причем удалось установить, что каталитическая активность атомов, расположенных на ребрах, по крайней мере в 60 раз выше, чем активность атомов, находящихся на чплоских октаэдрических гранях. Ведь атомы, расположенные на ребрах, окружены меньшим числом соседей и поэтому способны сильнее взаимодействовать с реагентами. (Кстати, этим же обстоятельством объясняется и повышенная каталитическая активность мелкораздроблен- нон платины, а также платины, распределенной по поверхности пористого носителя.) Платина успешно использовалась Ступенчатая поверхность монокристалла платины. Активные каталитические центры расположены преимущественно на ребрах монокристалла; плоские участки значительно менее активны 27
и как катализатор горения: в годы Великой Отечественной войны 'на фронте применялись так называемые каталитические грелки, работающие на бензине,— в зимнее время с их помощью обогревалиеь люди и техника. Эти грелки сослужили свою службу, но в условиях мирного времени не могли себя оправдать, так как сравнительно быстро выходили из строя: платиновый катализатор отравлялся соединениями серы, содержащимися обычно в бензине. Кроме того, область применения платины как катализатора ограничена ее чрезвычайно высокой стоимостью. Сейчас, например, для этого металла нашлось новое важное дело — дожигание выхлопных газов автомобильных двигателей. Но стоимость катализаторов, работающих только в американских автомобилях, равна стоимости всех катализаторов, применяемых во всей промышленности этой страны. А если оснастить дожигателями все машины, колесящие по дорогам мира, то на другие нужды платины просто не останется. Поэтому не может быть и речи о том, чтобы применять платиновые катализаторы еще и в бесчисленных топках, даже если найти способ сделать эти катализаторы более долговечными. НЕ МЕТАЛЛ, А ОКИСЕЛ Итак, в качестве катализатора глубокого окисления платина не годится по ряду причин — из-за недолговечности, высокой стоимости, малости мировой добычи. Но нельзя ли найти замену этому драгоценному металлу? Еще в прошлом веке, до изобретения электрической лампочки, для освещения широко применяли го* рючий газ (потому и получивший название светильного). Смесь этого газа с воздухом пропускалась через так называемый ауэровский колпачок, изготовленный из металлической сетки, покрытой окислами тория,хцерия или циркония; когда газ поджигали, окислы катализировали глубокое окисление, колпачок раскалялся и излучал яркий свет. 28 В начале XX столетия газовое освещение было нацело вытеснено электрическим, а каталитическое горение стали пытаться использовать для получения тепла'. В .частности, были запатентованы печи, в которых газ или пары жидкого топлива пропускались через слой пористого огнеупорного материала, внешняя поверхность которого выполняла роль катализатора горения. Сообщалось о чрезвычайно высоком КПД подобных устройств, достигавшем 93% (заметим, что в небольших топках при обычном горении в тепло удается превратить лишь 50—60% всей химической энергии топлива). Но почему каталитические печи до сих пор не нашли всеобщего применения? Ведь в условиях мирового энергетического кризиса экономия топлива представляет собой одну из актуальнейших задач. Это случилось, скорее всего, в силу исторических причин: первые каталитические печи конструировались в ту пору, когда явление катализа было еще мало изученным. Кроме того, в начале нынешнего века рост потребления топлива (о запасах которого, кстати, еще мало кто беспокоился) был столь стремительным, что конструкторы заботились не столько о том, чтобы возможно полнее сжигать топливо, сколько о том, чтобы сжигать его в возможно больших количествах. В результате все действующие энергетические установки оказались не приспособленными к внедрению новшества. Вместе с тем уже есть все "предпосылки для того, чтобы начать широкое использование катализа для производства не только химических продуктов, но и энергии. Почему окислы металлов вообще способны оказывать влияние на горение? Схематически процессы, протекающие на поверхности катализатора глубокого окисления, можно представить себе следующим образом. Сначала молекула углеводорода с участием молекулы кислорода адсорбируется на поверхности катализатора; затем кислород кристаллической решетки окисляет углево-
I f CnHm+02 м f^o м« о м Ьф м о м о Б спнд M « Q М«ф M • t*) м »■■(>• м о МММ 3 Глубоко* окисление углеводородов на поверкности окнснык катвпнзаторов |М — метвлл. О — кислород} слагается из трек стадий: адсорбции углеводорода \А\; окисленнл углеводорода активным кислородом кристаллической решетки \Ь\; нислородом воздужа {В} дородную молекулу до углекислого газа и Н20; после удаления продуктов реакции поверхностный слой катализатора вновь окисляется кислородом воздуха, и он вновь становится способным к повторению цикла (рис. 3). Иными словами, катализатор глубокого окисления служит как бы переносчиком кислорода. Разумеется, истинный ход процесса несравненно сложнее; но и эта упрощенная схема позволяет пояснить, какие требования предъявляются к эффективным окисным катализаторам. Во-первых, поверхность таких катализаторов должна обладать способностью достаточно прочно адсорбировать углеводороды и удерживать их при высоких темпе- / ратурах; во-вторых, к адсорбированным молекулам должны иметь свободный доступ активные частицы СпНп, Н+ £§ М О М М О МО М'О МММ + СО+НО О м О м» О 2 М ©• МО М кислорода — анион-радикалы 0~ и 02~, обладающие повышенной окисляющей способностью; в-третьих, сама поверхность должна легко окисляться кислородом воздуха. Надо сознаться: платина и до сих пор осталась катализатором горения непревзойденной активности. Тем не менее в результате исследований, выполненных в Институте химической физики АН СССР, удалось установить, что прекрасными каталитическими свойствами обладает, например, хромит кобальта СоСг2С>4, в присутствии которого бензин нацело сгорает в широком диапазоне температур и давлений. Такой катализатор работает устойчиво и может успешно применяться на практике, так как для него удалось найти и удачный носитель — минеральное волокно, имеющее развитую поверхность, но свободно пропускающее горючую смесь (рис. 4). РЕШЕНИЯ И ПРОБЛЕМЫ Катализатор на основе хромита кобальта способен надежно служить тысячи часов, и поэтому его и ста- 29
Окисным катализатор глубокого окисления наиболее эффективен, когда канасек ив ловеркность минеральных волокон, имеющих развитую поверхность, ио ка создающих препятствий для горючей смеси. При сильном увеличении ка поверхности волокон видны активные частицы катализатора ли использовать прежде всего для практических целей. Как уже говорилось, инерцию инженерной мысли преодолеть нелегко, и поэтому первые области применения каталитических нагревателей лежат там, где обычные методы сжигания топлива не годятся. Ведь главное достоинство таких нагревателей заключается в их автономности, полной пожаро- и взрывобез- опасности, отсутствии вредных продуктов сгорания, высокой экономичности. Например, промышленностью уже выпускаются ручные обогреватели для рыболовов и спортсменов, обогреватели моторов легковых автомобилей; созданы каталитические камины для обогрева помещений, различной техники такие источники тепла уже прошли успешные испытания па трассе БАМа; перспективно использование каталитических источников тепла также в медицине и сельском хозяйстве. Но не все проблемы еще решены, каталитическое горение то и дело преподносит ученым сюрпризы. Например, при глубоком окислении углеводородов приходится сталкиваться с так называемыми критическими явлениями, когда при одних условиях реакция вовсе не идет, а при немного иных — протекает с максимальной скоростью; иногда возникают так называемые автоколебания — самопроизвольное периодическое изменение скорости процесса. Разумеется, все эти явления требуют внимательнейшего изучения, так как способны служить причиной нестабильности работы обогревателей. Существующие окисные катализаторы обладают еще и тем недостатком, что отравляются свинцом, содержащимся в этилированном бензине (кстати, этим же недостатком обладают и катализаторы дожигания выхлопных газов автомобилей). Еще не созданы катализаторы, способные повышать эффективность горения тяжелых нефтяных фракций; приходится -думать и о катализаторах горения угля, а не только жидких углеводородов. Одним словом, работы еще непочатый край. Но тем интереснее заниматься областью науки, сулящей огромные возможности как для расширения наших знаний о природе, так и для приложения этих знаний на пользу человечеству. ЧТО ЧИТАТЬ О ГЛУБОКОМ ОКИСЛЕНИИ 1. Л. Я М а р г о л и с. Окисление углеводородов на гетерогенных катализаторах. М.. «Химия». 1977. 2 Г. М. Жабро.ва, Б. М. Каденац и. Беспламенное каталитическое горение. М., «Знание», 1972. 3. Д. В. Сокольский. Н. М. Поло- в а Каталитическая очистка выхлопных газов. Алма-Ата, «Наука», 1970. 30
Технология и природа Как животные реагируют на пестициды Борьба с вредителями в конечном итоге сводится к искусственным методам, направленным на прямое умертвление или изменение место- обитаний; подобные методы часто бывают эффективны и даже остроумны, но с точки зрения эколога не слишком тонки. Ч ЭЛТОН. Экология нашествий растений и животных Химические способы борьбы с сельскохозяйственными вредителями быстро набрали силу. Если в 20—30-х годах пользовались лишь несколькими мышьяковистыми и медными соединениями да некоторыми растительными препаратами вроде пиретрума, то в 40-х годах произошел скачок: на поля явился ДДТ — первый хлорорганический препарат. С тех пор глобальное производство самых разных пестицидов растет не по дням, а по часам. Естественно, что массированное применение этих веществ все сильнее сказывается на природе, приобретает все новые и новые черты. Вот несколько печальных фактов. В Приаральских Каракумах использование зерна, отравленного фосфидом ципка, против больших песчанок приводило к гибели других грызунов A5 видов), насекомоядных животных B вида), хищных млекопитающих B вида) и некоторых птиц и рептилий. В США в 1960 году из общего числа 31
случаев гибели рыб пестициды повинны в 32% случаев. Особенно часто страдают лососевые рыбы (кумжа, голец, сиг). Их губит обработка лесов хлорорганическими инсектицидами против непарного шелкопряда и листовертки. И еще один факт. Однократное применение химикатов на болотах, направленное против комаров, привело к почти полному уничтожению креветок у побережья Флориды и Техаса. Ныне пришло время разобраться в главных направлениях научных работ по злободневной проблеме «химикаты и фауна», оценить степень изученности того или иного воздействия этих веществ. Их влияние многогранно. Помимо гибели н-и в чем не повинных -животных пестициды влияют на их размножение, меняют поведение, нарушают иерархию в стаде или стае. Эти соединения воздействуют на физиологические функции организма и на нервную систему особи, они вызывают изменения и в биоценозе, и во всей биосфере. Графически спектр их влиянии можно изобразить так, как показано на рис. 1 (стр. 34) Конечно к столь нагруженному рисунку нужны обстоятельные пояснения. Начнем по порядку. ОТ БИОСФЕРЫ ДО КЛЕТКИ Стойкие хлорорганические соединения накапливаются во внешней среде, попадают в почву и водоемы. Специалисты утверждают, что пестициды могут сохраняться в воде до 20, а в лесных почвах — около 37 лет. Это серьезнейшая экологическая опасность. Особенности миграции (перемещения) и разнообразные химические реакции пестицидов в почве зависят от очень многого: от химической структуры, дозы и формы применения препарата; от своеобразия местной фауны и флоры; от влажности, температуры н свойств почвы; от состава почвенной микрофлоры, погодных условий и особенностей обработки земли. Стойкие пестициды или их метаболиты были найдены в местах, где химикаты никогда не применяли. Например, в Антарктиде. Сюда нх доставили воздушные и водные потоки или же биологический круговорот вещества. Особенно тревожит загрязнение пестицидами рек, озер и морей. Так, из-за этого в Японии и Индонезии пришлось отказаться от разведения рыбы на заливаемых рисовых полях. Подобное загрязнение африканских водоемов может стать сущим бедствием '— рыба здесь порой основной источник белков. В природе все взаимосвязано, биосфера — единый живой организм. Воздействуя на какую-то его частицу, человек невольно задевает и соседние ткани. Причем самые разные животные зачастую более чувствитель* ны к пестицидам, нежели те вредители растений, на которых этот препарат и нацелен. Например, в 60-х годах под Парижем погибло около 20 тысяч пчелиных семей из-за того, что сурепку, посещаемую пчелами, обработали химикатами. Такого рода факты в мировой печати перечислялись бесконечно. Именно их анализ и привел к тому, что во многих странах, в том числе и в СССР, запретили производство стойких хлорорганическйх веществ, увеличив выпуск менее стойких, быстро разрушающихся в природных условиях фосфор- органических и карбаматных инсектицидов Ну а теперь отвлечемся от громады биосферы и посмотрим, какие неприятности .причиняют химикаты клеткам или тканям какого-либо существа. Вкратце физиологические нарушения таковы: ненормальный метаболизм стероидов, витаминов и ферментов, патологические изменения в клетках крови насекомых и рыб. повышенная частота перестроек хромосом, увеличение активности РНКазы и ДНКазы в печени и селезенке животных. В лабораторных экспериментах доказана мутагенная и канцерогенная активность некоторых препаратов. Однако какова широта подобных явлений в природе, пока не известно. КАК ПЕСТИЦИДЫ МЕНЯЮТ ПОВЕДЕНИЕ ЖИВОТНЫХ Еще пятнадцать лет назад, исследуя взаимосвязь между уровнем холинэстеразы в мозгу и умственными способностями домовых мышей, узнали, что инъекции слабеньких растворов некоторых пестицидов снижали уровень холинэстеразы в их мозгу на 25— 50%. После инъекции «обученную» мышь «переобучали». Это на сей раз протекало куда медленнее, чем прежде. То есть было доказано, что несмертельная доза препарата все-таки рано или поздно ведет к погибели: меняются безусловные реакции животных на факторы среды, меняется их способность к выработке условных рефлексов. У животных, столкнувшихся с большой дозой пестицидов где-нибудь в поле или в лесополосе, первым делом появляется вялость. Они худеют, сроки размножения запаздывают на 15—25 дней, страдают функции оплодотворения, падает количество и жизнеспособность потомства. 32
Некоторые животные, как бы предчувствуя то, что таят пестициды, сторонятся их: в опытах выбирают неотравленный корм и вовсе отказываются от лакомых приманок с примесью химикатов. Вот, например, исследования Н. М. Чуркиной, которая наблюдала за поведением птиц на участке, обработанном эмульсией ДДТ. Она разделила птиц на три группы. Высокочувствительные птахи (мухоловки, славки, камышовки, лесные коньки и пеночки) покинули обработанный ДДТ участок не менее чем на две недели, и многие сюда вообще не вернулись. Птицы средней чувствительности (горихвостки, зарянки, трясогузки, синицы, иволги, вертишейки) отсутствовали здесь 10—15 дней, а затем прилетели снова. И наконец, нечувствительные (зеленушки, овсянки, дрозды, дятлы и врановые птицы), которые или совсем не покидали территорию, обработанную ДДТ, или улетали лишь на два-три дня. К сожалению, даже такая простейшая оборонительная реакция — бегство — возможна лишь в определенных условиях, по отношению лишь к некоторым химикатам и свойственна далеко не всем позвоночным. Центральная лаборатория охраны природы МСХ СССР опубликовала сведения о том, что в нашей стране животные гибли главным образом от фосфида цинка, препаратов мышьяка, ртутных протравителей и хлорорганических соединений — ДДТ, ГХЦГ. Хорошо, что от применения некоторых из них сейчас отказались. ПЕСТИЦИДЫ И СООБЩЕСТВА ЖИВОТНЫХ Животные гибнут не только из-за прямого отравления, фауна скудеет и от частичного или полного прекращения размножения, когда «твари земные» получили несмертельную дозу препарата. Сколько написано про то, что птицы, «хлебнувшие» ДДТ и других стойких веществ, откладывают яйца с тонкой скорлупой! Они не могут вывести птенцов — невольно раздавливают яйца. Это чревато вымиранием вида. Именно так произошло с бурым пеликаном в Калифорнии. Повторная обработка сельскохозяйственных угодий, повышенное содержание дейст-* вующего начала, использование химикатов в виде жидкостей, особенно летом и весной (время высокой чувствительности животных), а также синергизм (совместное действие многих веществ) увеличивают смертность животных. К сожалению, в научной литературе факты о снижении численности животных того 2 «Химия и жизиь» № 9 или иного вида из-за пестицидов обычно не сопровождаются подробным анализом. А ведь непосредственное отравление, которому почти всегда приписывают любую депрессию численности, — только одна из граней сложных перестроек в сообществах животных. В пострадавших, разреженных популяциях нарушается зрительная и звуковая сигнализация; сначала падает, а затем чрезмерно увеличивается активность животных, что влечет за собой еще большее падение их численности. Восстановлению поголовья обычно благоприятствует некоторая интенсификация размножения здоровой части популяции. Возможно и вселение соплеменников с соседней территории, то есть заполнение так называемого биологического вакуума. В нарушенном сообществе на обработанном химикатами участке пришельцы, вероятно, не встречают сильной конкуренции и охотно* там селятся. Поэтому пришельцев на обработанных площадках бывает больше половины всего поголовья. Как тут не вспомнить старинный афоризм, что природа не терпит пустоты! По мнению канадца Р. Морриса, спектр влияния пестицидов на популяцию складывается из прямого смертельного и несмертельного токсического эффекта, последствия которого могут распространяться на соседнюю территорию, где химикаты и не применяли. Схема, предложенная /Моррисом (рис. 2), подтверждена судьбой многих позвоночных животных. Например, одна- единственная несмертельиая доза дильдри- на изменяет иерархию среди самцов (птицы) и для обоих полов увеличивает риск при нападении хищников. В то же время действие препарата зависит от его химической структуры и от вида животного. Иными словами, змея, бабочка или воробей пострадают по-разному. Уже бесспорно доказано, что при гибели части популяции и стрессированном состоянии особей, оставшихся в живых, увеличивается или уменьшается не только давление хищников, но и сожителей, болезней, паразитов. Есть перемены и в местообитаниях, и в кормовой базе Только из-за нарушения естественной плотности животных возможны глубокие физиологические сдвиги в их организмах: надпочечники гипертрофируются, меняется соотношение холинэстеразы в коре и подкорке мозга, падает активность щитовидной железы, разрушаются почечные канальцы... Это еще более осложняет восстановление былой численности сообщества. 33
структурные уровни клеточный тканевый
ПЕСТИЦИДЫ И БИОЦЕНОЗ Пожалуй, самое яркое доказательство влияния стойких пестицидов на фауну — это то, что во многих странах упала численность хищных птиц — одного из конечных звеньев в цепях питания. Орлы, соколы нли коршуны вместе с телами своих жертв потребляют максимальное количество искусственных веществ, которых прежде не было на планете. Характер распределения пестицидов в организмах, например, водных биоценозов в зависимости от их положения в цепях питания таков. Меньше всего химикатов накапливают водоросли; дафнии собирают их вдвое больше. В теле мелких рыб, поедающих планктон, химикатов уже в 30 раз больше, чем в водорослях; в крупных хищных рыбах—в 80 раз, а в теле рыбоядных А 1 Влияние химикатов hi фауну можно проследить от особи к даже клетки до биосферы. Красные стрелки — прямо*, токсическое и специфическое воздействие; черные — косвенное, нетоксическое и неслецнфнчвекое воздействие Спектр влнлнмй пестицидов нв мир жиаотныж. Знаки вопроса поставлена явлений, которые поив не мл екопитаимци к птиц концентрация «загрязнений» обычно в сотни раз выше, чем в водорослях. Однако накопление химических веществ в цепях питания — это лишь одна сторона проблемы, причем, пожалуй, самая изученная, об этом не раз писали и в научно-популярных журналах. А вот о нарушениях в этих цепях пока свидетельствуют лишь редкие факты. Например, после применения ДДТ в дозе 1,12 «г/га не было прямого токсического действия на птиц, однако из-за гибели насекомых птицы вынуждены были покинуть обработанную территорию. Птицам стало нечего есть. Известно также, что резкое сокращение численности грызунов заставляет хищников переключиться на другие пищевые объекты или подыскать новую территорию для охоты. Хищники сбегаются и слетаются туда, где уцелели грызуны. Понятно, сколь сильно увеличивается их давление иа популяции жертв. Но — палка о двух концах — затем резко сокращается численность и самих хищников. Пустеют гнезда канюков-курган- ииков и степных орлов. На следующую весну после истребления грызунов часть гнезд совсем не обновляется, а другие, с уже отложенными яйцами, птицы покидают. Но вернемся туда, где травили мышей. Гибель хозяев нор рано или поздно приводит к разрушению сложных подземных убежищ. Через полтора-два года после гибели хозяев многие ходы исчезают, и норы можно заметить разве лишь по специфическому микрорельефу и по так называемой зооген- ной растительности. После этого наступают 2* 35
I II ТШГР\ L A I i—и •.. 2 wm^ tun* Истребление большой песчанки с помощью жиммкатов привале к тому, что »тот зварак ■скора стал еще болаа преобладать в биоценоза. I — состав фауны мелким млекопитающих (Приаральснне Каракумы| до истребительных работ; II — то же посла работ; 1 — большая песчанка; 2 — песчанки рода Merlones; 1 — тушнанчини; 4 — животные других видов плохие дни для тех животных, которые отдыхают под землей, но не роют нор сами. Но нет худа без добра — подыхают насекомые- эктопаразиты. Им нечего есть и негде жить: погибли основные хозяева, исчезли дополнительные прокормители, разрушились убежища. Зачастую это действует -куда эффективнее, чем специальная дезинфекция нор. Общая численность животных порой падает больше, чем численность истребляемого вида. Вовсе не ново и то, что после применения инсектицидов н гербицидов можно ждать стремительного роста численности тех видов, против которых была направлена борьба. Это и показывает диаграмма, построенная на вполне реальных фактах (рис. 3). Подобное уже происходило с насекомыми по меньшей мере 50 видов. Одна из главных причин вспышки размножения вредителей — это снижение поголовья их естественных врагов. Популяции наших союзников восстанавливаются куда медленнее, чем популяции вредителей. К сожалению, некоторые препараты уже по своему прямому назначению меняют условия существования животных. Так, мелколесье после обработки бутиловым эфиром 2,4-Д превращается в сплошной сухостой. Ясно, что зто не может не сказаться на жизни всех обитателей бывшего мелколесья. Такого рода изменения разнообразны и плохо изучены. Но есть основания полагать, например, что применение пестицидов в тундре может быть особенно пагубным, как, впрочем, и в других молодых и неустойчивых биоценозах. Да и в средних широтах трудно предсказать, как изменяется пространственные взаимоотношения животных, как скажется на всем комплексе растительности и почвы тот или иной препарат. Некоторые новейшие исследования показали, что даже быстроразлагающиеся пестициды узкого спектра действия после применения их на небольших площадях порой способны вызвать изменения в биоценозах. Но в этом случае благодаря сложным еаморе- гуляторным механизмам постепенно восстанавливаются компоненты биоценоза и основные взаимоотношения живых существ. ВМЕСТО ЗАКЛЮЧЕНИЯ Здесь уместно привести слова Чарлза Дарвина: «Бросьте на воздух горсть перьев, и каждое из них упадет на землю согласно опредепенным законам; но как проста задача определить, где упадет каждое перышко, в сравнении с задачей выследить все действия и противодействия бесчисленных растений и животных...». Эта задача ныне встала на повестку дня. Порой пока трудно однозначно ответить на вопрос, оправдано ли применение того или иного соединения в каком-либо конкретном случае, скажем, против сорняков, вредителей сельского хозяйства или против грызунов — носителей заболеваний Ибо сиюминутный весомый эффект «иногда впоследствии может дать убыток. II науке, по возможности скорее, следует выработать рецепт, как уберечься от необратимых пот< рь, как сохранить природное равновесие, не снижая, а увеличивая v рожай. Увы, биологические методы борьбы еще не столь могучи, как химические. По уже ясно, что применение стойких препаратов широкого спектра действия недопустимо без предварительного детального и всестороннего изучения всех граней их воздействия на живую природу. Да и любой новый препарат, прежде чем попасть в лес или на поля, должен .пройти тщательную проверку не только с химических позиций, но. что, пожалуй, важнее, и с экологических. П. П. ДМИТРИЕВ, В. С. ЛОБАЧЕВ, Московский государственный университет 36
фотоингЬг?*.--« Оазисы на дне морском Средоточие жизни в Мировом океане — верхний, примерно стометровый слой воды: глубже не проникает солнечный свет, необходимый для фотосинтеза, и вся ниже расположенная толща представляет собой царство вечного мрака и холода. На дне океанов обычно лишь кое-где попадаются одиночные живые организмы (фото 1 на следующей странице). Но и в этом темном царстве, оказывается, могут встречаться настоящие оазисы, где кипит жизнь. Доказательство этому — находки, сделанные в прошлом году на дне Тихого океана, между побережьем Эквадора и Галапагосскими островами. Все началось с того, что одна из океанографических экспедиций некоторое время назад обнаружила любопытный и не совсем понятный факт. Инструменты, опущенные на глубину около 2500 м, зарегистрировали в нескольких точках этого района, над самым дном, повышенную температуру воды — не 1—2°С, как обычно на такой глубине, а 15— 17°С. Океанологи заинтересовались необычным явлением, и сюда была снаряжена специальная экспедиция на трех исследовательских судах. Вот как рассказывают об этом руководители экспедиции— американские ученые Дж. Б. Корлисс и Р. Д. Бал- лард: «Первая 12-часовая станция. Температурная кривая свидетельствует, что под нами — обычные для такой глубины условия: температура воды немного выше нуля. Но в 19 ч. 09 м. перо самописца резко подпрыгнуло вверх. Несколько часов спустя пленка, снятая автоматической подводной камерой, уже проявлена, и мы с нетерпением разыскиваем на ней кадр, сделанный в 19 ч. 09 м. Моллюски! Сотни раковин густым слоем покрывают базальтовое дно — такого на этой глубине еще никто не видал! Мы возвращаемся к точке, где был сделан этот снимок, и наш исследовательский батискаф «Элвин» идет на погружение. А тем временем мы на борту вскрываем пробы воды, взятые автоматом, и дружно морщим нос: вокруг распространяется запах тухлых яиц. Сероводород!» Сероводород, присутствие которого в верхних слоях воды обычно служит сигналом бедствия — массового разложения живых организмов, погибших, например, при заморе, — на этот раз оказался, наоборот, носителем жизни. Дело в том, что район, где работала экспедиция, представляет собой рифто- вую зону — как раз здесь проходит линия раздела между двумя расходящимися плитами земной коры (см. схему на этой странице). По таким разломам гораздо ближе к поверхности, чем в других местах, поднимается из недр горячая магма. Вода, циркулируя по трещинам и соприкасаясь с магмой, нагревается; под действием высокой температуры и давления содержащиеся в ней сульфаты превращаются в сероводород. Все это создает благоприятные условия для бурного развития бактерий, для которых окисление сероводорода служит источником энергии. Эти бактерии служат пищей для более высокоразвитых организмов, образуя нечто вроде фундамента, на котором вырастает целая пищевая пирамида. 37
Исследователи обнаружили четыре оазиса -*• четыре небольших, диаметром в каких-нибудь полсотни метров, пятачка, густо заселенных разнообразной живностью. В числе обитателей оазисов, попавших в поле зрения фотообъективов, — трубчатые черви длиной около 50 см — вероятно, погонофоры (фото 2); чер- ви-серпулиды и крабы (фото 3); устрицы и другие двустворчатые моллюски, достигающие иногда гигантских размеров — как та мидия, которую держит на фотографии Дж. Корлисс (фото 4). Найдены здесь и неизвестные до сих пор организмы: одни из них напоминают головки одуванчиков (фото 5), другие, по мнению участников экспедиции, больше всего похожи на спагетти (фото 6). Пока что эти организмы видели только на фотоснимках: добыть их со дна для более тщательного изучения еще предстоит. Вся эта экологическая пирамида, возникающая вокруг бьющих из дна теплых сероводородных ключей, очень хрупка и уязвима. Стоит немного измениться внешним условиям—и за- 38
терянному в глубинах сообществу организмов грозит гибель. Один такой погибший оазис был обнаружен неподалеку (фото 7). По той или иной причине здесь иссякли животворные ключи— и там, где когда-то кипела жизнь, теперь дно усеяно лишь пустыми раковинами моллюсков... 39
.^>. V *r± >' , V: >"*■ :-**■ **. -' —Я.- "-^ ■я*?* >** •>сл Фотоинформация Заурядные алмазы Синтез алмазов давно стал налаженным производством, и теперь получить в лабораторном эксперименте несколько десятков алмазных кристаллов размером до миллиметра — дело вполне заурядное. На верхнем фото (увеличение 125 раз)— полученные в прессе алмазы еще не отделены от графитовой среды. Если по какой-либо причине центров кристаллизации образовалось немного, то кристаллы получаются четко выраженной формы (нижнее фото, увеличение 50 раз), а если центров кристалпизации было много, то алмазы срастаются, образуя «щетку» — поликристаллический сросток алмазов. •. КАРИНИНА Фотографии выполнены в Институте физической химии АН СССР 40
ы СУЛЬФИТ ИЛИ СУЛЬФАТ! Недавно я иупил «Справочную книгу кинолюбителя» Г. Ф. Андерега и Н. Д. Панфилова (Лениздат, 1977 г.). В разделе, посвященном обработке кинопленки, на стр. 239, написано: «Фиксирующие растворы содержат в качестве главной составляющей тиосульфат натрия (гидросульфит]». Насколько мие известно, речь идет о совершенно разных химикатах: тиосульфат натрия всегда был гипосульфитом, а гидросульфит является восстановителем серебра. На этой же странице написано: «Сначала выливают раствор биосульфита в раствор тиосульфата...» Мне кажется, при составлении раствора для обработки кинопленки нужен раствор бисульфита натрия. А что такое биосульфит, и для чего он нужен! Фотокорреспондент Н. Бродяной, Амвросиевна Читатель совершенно прав, полагая, что тиосульфат натрия — это гипосульфит, а а при составлении кислых фиксажей нужен бисульфит натрия, а не биосульфит, которого в природе вообще нет. К сожалению, это не единственная ошибка в «Справочной книге кинолюбителя» (исправленной и дополненной), которую выпустил Лениздат тиражом 100 тысяч экземпляров. Например, в рецепте останавливающего раствора для обработки цветной пленки (стр. 248), уксуснокислый натрий назван углекислым. Для отбеливателя (стр. 243) авторы советуют брать 5 мг серной кислоты вместо 5 мл. На стр. 240 кислый фиксаж вместо сульфита натрия содержит сульфат. Сульфат авторы путают с сульфитом и в разделе общих рекомендаций (стр. 238), где идет речь о приготовлении проявителя в виде отдельных растворов сульфита с проявляющим веществом и щелочи с бромистым калием. (Проявитель очень редко содержит сульфат, а без сульфита его просто не бывает.) Для чернения изображения (стр. 246) гипосульфит совершенно не пригоден, здесь нужен другой реактив — гидросульфит. К сожалению, в рецептах нет единообразия: авторы рекомендуют то кристаллическую, то безводную форму одних и тех же веществ — это может запутать начинающего кинолюбителя. Кроме этих очевидных ошибок, рекомендации по обработке кинопленки и составлению рецептов содержат много неточностей. Например, не всегда удобно готовить проявитель в половинном количестве воды, обычно для этого берут 3/4 воды от общего объема раствора, впрочем и сами авторы немного дальше советуют именно так готовить проявитель. Не следует фильтровать проявитель через фильтровальную бумагу: он заметно окислится в процессе этой операции (кстати, ненужной, если пользоваться, как положено, чистыми веществами). Чтобы удалить следы капель воды с пленки, ее лучше не протирать, а обработать в слабом растворе поверхностно-активных веществ (о них в справочнике, кстати, не сказано ни слова). Нам жаль кинолюбителей, которые последуют советам этого справочника, так как не исключено, что пленка будет безнадежно испорчена. Рекомендуем читателям обратить внимание на следующую фразу из книги: «Другие рецепты и режимы составов... кинолюбители могут найти в справочниках и специальных книгах по обработке кинопленок». Надеемся, что хоть в этих справочниках авторам и редакторам удалось избежать такого количества ошибок, как в «Справочной книге кинолюбителя» Г. Ф. Андерега и Н. Д. Панфилова. КАК ХРАНИТЬ ДИАПОЗИТИВЫ Как правильно хранить проявленные цветные кинопленки и диапозитивы, чтобы они не выцветали и не портились! Б. И. Троешкин, Москва Цветные кинопленки и диапозитивы следует хранить в темном месте; температура помещения должна быть не более 24°С, влажность — не выше 65 %. Диапозитивы, кроме того, можно покрыть защитным лаком, который предохранит эмульсионный слой от механических повреждений и действия влаги. Вот способ приготовления лака. 12 г казеина залейте 40 мл воды и дайте казеину набухнуть. Затем перемешайте все, добавьте к жидкости 20 мл насыщенного раствора буры и 3 мл 40%-ного раствора формалина, после чего долейте водой до 200 мл. Получившийся раствор необходимо профильтровать через двойной слой ткани. Наносить лак следует пульверизатором или тампоном. ПОПРАВКА В заметке «Что делать со ртутью?», напечатанной в седьмом номере ла этот год, на с. 57. в последней рекоменда цнн по обезвреживанию пролитой ртути допущена опечатка Вместо концентрированной перекиси водорода полы можно промыть 5%-ным раствором перманганата калия 41
Вещи и вещества Как клеят полиэтилен Вот, казалось бы, важная проблема! Ведь полиолефины — полиэтилен и полипропилен — занимают первое место среди многочисленных полимеров. Пленки и кабельная изоляция, пищевая и непищевая тара, трубы и калька из полиолефинов производятся миллионами тони, благо сырье доступно, переработка проста и цена невысока. А очень многие детали, сделанные из полиэтилена и полипропилена, надо соединить между собой. Стало быть, нужен клей. А его вроде бы и нет (в чем многие читатели убеждались ие раз на личном опыте). И все-таки проблема склеивания не так уж остра. И полиэтилен, и полипропилен легко свариваются (и это известно многим из собственного домашнего опыта). Стало быть, незачем от добра искать добро. Конечно, кое-когда склеить было бы лучше, чем сварить, но в общем-то вопрос непринципиальный. Если говорить о собственно склеивании, так оно и есть. Однако не забудем о том, что на полиэтилене и полипропилене часто надо нечто напечатать — декоративный ли рисунок, текст, рекламное изображение. Достаточно вспомнить полипропиленовые стаканчики с плавленым сыром или полиэтиленовые пленки-скатерти. А ведь печатный оттиск должен прочно держаться на материале. Словно приклееиный. Стало быть, особой' разницы между клеевой прослойкой и печатным оттиском нет; главное — хорошая адгезия к материалу, то есть способность прочно с ним соединяться. Сразу же скажем, что сейчас не осталось сколь-либо серьезных проблем ни со склеиванием полиолефинов, ни с печатью на них. Более того, исследования в этой области весьма обогатили теоретические представления о сути процессов, и теперь к склеиванию (или к нанесению краски) технологи подходят с открытыми глазами. ЛИЦО ПОЛИМЕРА Поверхность материала, или, фигурально выражаясь, его лицо, может быть — как и лицо человека — либо привлекательным, либо отталкивающим, либо ни тем ни другим, то есть индифферентным. Но если количественным определением привлекательности человеческого лица вряд ли кто-нибудь занимался, то аналогичному свойству лица материалов посвящено множество исследований. Энергию поверхности, то есть степень привлекательности для разного рода молекул, измеряют достаточно точно н выражают, скажем, в эргах иа квадратный сантиметр. Чем полнее молекулы материала связаны между собой, тем, естественно, меньше поверхностная энергия. Так вот, у полиэтилена эта энергия очень мала — всего 31 эрг/см2, и вызвано это в первую очередь строением его линейных молекул — они свернуты в клубки. А коль скоро энергия мала, на прочное клеевое соединение надежд немного. Надо как минимум, чтобы она оказалась выше, чем энергия клеевой прослойки в твердом состоянии, — иначе эта прослойка просто ие будет держаться на материале. Однако нет таких клеев, твердые прослойки которых имели бы, энергию менее 31 эрг/см2. Вот и не желает полиэтилен склеиваться... Словом, чтобы склеить полиэтилен и (что еще важнее) нанести на него печатный оттиск, надо как-то увеличить поверхностную энергию. Проще всего сделать' это окислением. Еще в 1952 г. в Москве, во ВНИИАвто- гене, и одновременно в Ленинграде, на Ох- тенском химкомбинате, было замечено, что под действием солнечных лучей, газового пламени, некоторых химических агентов (серной кислоты, перекиси водорода и т. п.) поверхность полиэтилена приобретает способность воспринимать чернила и печатные Линейны* молекулы лолимилвн* св«рну1 в клубки, потому поввркностн** 1и«ргня мвтвривл* к «го способность 43
i* V *• Обр A — раствор таврдыж веществ в растворителе. Б — промежуточным продукт. В — пленив нлея (растворитель рвстворен в тверды! «I й в краски. И, как выяснилось, во всех случаях это вызвано окислением поверхности. Решение, казалось бы, найдено. Однако оно оказалось далеко не полным. При окислении материал непременно будет разрушаться, пусть и не очень быстро. А это ему во всяком случае не на пользу. Чтобы полиэтилен не разрушался и в то же время хорошо воспринимал краску (нли клеевой слой), надо окислить лишь очень тонкий поверхностный слой. Но не так-то просто это сделать... И еще одно обстоятельство: обработка, повышающая поверхностную энергию, существенно снижает химическую стойкость материала — он становится более восприимчивым к действию химических веществ, что далеко не всегда приемлемо. И наконец, подготовка поверхности полиолефннов требует дополнительного оборудования, немалых производственных площадей и трудовых затрат. Словом, следовало искать новые решения. ПОИСКИ ВАРИАНТОВ Пока одни исследователи пытались видоизменить поверхность полимера, другие усиленно занимались клеями. Их труды увенчались определенным успехом — были созданы так называемые лаковые клеи (они же клеевые лаки), растворы пленкообразующих веществ (синтетических полимеров или эфиров целлюлозы со смолами и пластификаторами) в органических растворителях. Эти лаки наносят на поверхность очень тонким, от 5 до 20 микрон, ровным слоем. Пленка постепенно высыхает, из нее мало- помалу уходит растворитель, и в конце концов происходит обращение раствора: раньше был раствор твердых веществ в растворителе, теперь — растворитель сам растворен в твердых ингредиентах. По этой причине покрытие приобретает необычайно высокую липкость, оно удерживается даже на полиэтилене. На таком покрытии можно печатать: краски к нему хорошо «пристают». Можно приложить к полиэтилену с лаковым клеем бумагу — и получится двухслойный материал. Правда, если надо склеить с полиэтиленом не бумагу, а, скажем, металлическую фольгу (это очень ходовой материал), то приходится сначала полностью удалить растворитель, затем соединить обе пленки и, нагревая, расплавить клеевую прослойку. ПОСЛЕ ФИЗИКИ —ХИМИЯ До самого последнего времени в основе теории и практики склеивания лежала физика. Главным фактором образования клеевого соединения, истоком его прочности признавались молекулярные силы. А химия кончалась синтезом полимерной основы клея: ведь при синтезе химические свойст- 44
ва исходных веществ как бы нивелируются, полимер обычно химически инертен... Но возникли проблемы печати на поли- олефинах, соединения разных по природе н трудно склеиваемых материалов — и на арену вновь вышла химия. А именно мономерные вещества бирадикальной природы. Первой ласточкой оказался метил-2-циа- 9 накрнлат, вещество, способное к полимеризации. Его концевые группы присоединяются к поверхности полиолефина, существенно увеличивая поверхностную энергию н придавая материалу химическую активность. Правда, высокая стоимость и токсичность цианакрнлатов помешали их широкому распространению. Однако вскоре появились и другие вещества, действующие подобным образом. Это силановые промоторы адгезии, или, иначе, сочетающие агенты. В зависимости от природы органических групп силановый промотор способен взаимодействовать с тем или иным полимером (в том числе и с полиолефином) и придавать ему высокие адгезионные свойства. Для по- , лиэтилена более всего подходят силаны со стирнламинной или метакрнлатной активными группами. Кремний находится в четвертой группе таблицы Менделеева, как и углерод. Но в ней же есть титан н цирконий. Как и следовало ожидать, оба они — в виде титан- органнческих и цирконийорганических соединений — тоже улучшают адгезию. Так, раствора одного килограмма титан- ацетнлацетоната достаточно, чтобы существенно улучшить адгезию полимерных покрытий к полиэтиленовой пленке площадью до 10 тысяч квадратных метров. Очень хороши для этой цели также триэтанолнмин- титанат и частично полимеризованный бу- тилтитанат. Промоторы адгезии повышают не только прочность клеевых соединений, но и прочность самого полимерного материала (их можно вводить как в клен, так и в склеиваемый полимер). Например, в присутствии, титанатного промотора прочность на удар полиэтилена, наполненного мелом, возрастает в 7,5 раза. И наконец, отметим, что липкие клеи на основе кремнийорганических полимеров прилипают не только к полиэтилену и полипропилену, но и к фторопласту — это- • • му образцу инертности. Продолжая аналогию с лицом, можно сказать, что внешность, конечно, исправить трудно, однако существует хорошая косметика... СПЛАВЫ ПОЛИЭТИЛЕНА Индивидуальные полимеры, без всяких добавок, применяют крайне редко. Собственно, как и металлы, только терминология иная. Применительно к металлам говорят о сплавах и легировании. В технологии полимеров более употребителен термин «модифицирование». Способы модифицирования полимеров долгое время развивались эмпирически (хотя и довольно успешно). Теоретические основы были заложены уже в последние годы. Не останавливаясь на них подробно (это тема отдельной статьи), заметим, что есть немало приемов модификации — от совместной полимеризации до введения наполнителей. И почти все они годятся, чтобы придать полиэтилену печатные свойства. Сополимер этилена с винилацетатом очень хорош, .однако он дорог. Правда, можно сделать материал и дешевле: ведь для склеивания или нанесения краски важен только поверхностный слой, а значит, только его и следует модифицировать. Таким образом, можно взять обычную полиэтиленовую пленку с внешним слоем из сополимера. Материал, конечно, будет дешевле, но технология — сложнее... А вот с наполнителями дело проще. Опыт показывает, что для придания полиэтилену печатных свойств в него можно вводить многие порошки — как минерального, так и органического происхождения (скажем, древесную муку). Лишь бы онн были очень тонко размолоты. Есть и другие добавки: полиамидные полимеры, полиэтиленгликоли, поливинилбу- тираль (тот самый, который непременный компонент клеев БФ). Конечно, все эти модификации недоступны в домашних условиях: и сополимеризацня. и наполнение, н введение добавок осуществимы только на промышленных предприятиях. И если та пленка, которая есть у вас дома, не желает ничем склеиваться, если на ней не держится краска, значит, так тому и быть: своими силами материал не исправить. А на заводах полиэтилен (и полипропилен) н клеят, если почему-либо нежелательно'его сваривать, и печатают на нем, словно на бумаге. Так что острой проблемы с клеями для полиэтилена нет. Хотя, конечно, остались еще частные вопросы. Но обсуждение частностей — это неизбежный удел специальной литературы... Кандидат технических наук А. Л. КОЗЛОВСКИЙ 45
Размышления Эволюция — почему и куда? Кандидат технических наук Е. А. СЕДОВ 1. ОТ ПРОСТОГО К СЛОЖНОМУ Одна из древнейших теорий эволюции создана Эмпедоклом, который жил на острове Сицилия двадцать пять веков назад. Ему, по-видимому, принадлежит сама идея эволюционного развития организмов. Животные, по его теории, не вечно населяли землю. Некогда земля породила отдельные органы, разрозненные части тел, и они стали соединяться друг с другом как попало. Так возникли, например, кентавры. Но Арес (Раздор) уничтожал все неудачные комбинации, а Афродита (Любовь) сохраняла удачные и жизнеспособные. Возникшая спустя два с лишним тысячелетия теория Чарлза Дарвина объяснила механизм эволюционного развития, не прибегая к таким понятиям, как любовь и вражда; тем не менее в ней можно найти какое-то сходство с поэтическим вымыслом древнего грека. По Дарвину, случайным рекомбинациям (неопределенной изменчивости) подвержены отдельные признаки и свойства. Роль Афродиты и Ареса выполняет естественный или искусственный отбор. Не следует думать, однако, что теория Дарвина разрешила все загадки. Из того, что естественный отбор устраняет вредные признаки, а полезные закрепляются путем передачи потомству, совсем не следует, что эволюция должна сопровождаться усложнением форм. Вот что пишут по этому9 поводу в книге «Процесс эволюции» современные теоретики эволюционной морфологии П. Эрлих и Р. Холм: «Основной вопрос остается без ответа: почему в ходе эволюции ДНК создала для своего собственного воспроизведения млекопитающих и человека, тогда как бактерии и другие простые организмы, казалось бы, ничуть не хуже могут служить для этой цели?» Известный популяризатор науки Сэмюэл Батлер забавно переиначил эту мысль, заявив, что ему вообще непонятно, почему эволюция движется в направлении от амебы к слону, а не наоборот — от слона к амебе. Видимо, объяснение нужно искать в статистическом механизме эволюционных процессов. Лишенные органов зрения, осязания, целенаправленного движения, низшие организмы всецело зависят от капризов внешней среды. Сохранение подобных видов обеспечивается их способностью стремительно размножаться. Высшие же организмы — это многофункциональные структуры, в которых более высокие уровни организации призваны охранять нижележащие уровни, обеспечивая известную независимость внутренней среды от колебаний внешней. Поэтому вероятность погибнуть, не успев обзавестись потомством, для особи такого калибра уменьшается. И наоборот: любое упрощение структуры уменьшает вероятность выживания и продолжения рода. Таким образом/статистические законы препятствуют попятному движению эволюции («от слона к амебе») и поощряют образование все более сложных систем — более совершенных организмов. 2. ЭНТРОПИЯ Сам Дарвин не привлекал математическую теорию вероятностей к исследованию эволюции; как большинство биологических построений XIX века, его теория носила чисто качественный характер. И, однако, 47
вся она пронизана вероятностными идеями. Сейчас мы можем подвергнуть закономерности эволюции количественному анализу: в нашем активе числятся такие приобретения последних десятилетий, как кибернетика, теория информации, новейшие статистически-вероятностные приемы исследования случайных процессов. Мы можем построить математические модели эволюционирующих систем. Одна из таких моделей — самая общая — вероятностная функция энтропии 2pi log pi. Здесь нужны пояснения. Термин «энтропия» заимствован из физики, где он появился в середине прошлого века в связи с исследованием процессов превращения тепла в полезные виды энергии при помощи тепловых машин. Энтропией именовали некоторую переменную величину, без которой не удавалось связать в систему уравнений ряд термодинамических величин — температуру, объем, давление и другие. Физическое истолкование понятия энтропии было дано Людвигом Больцманом: он показал, что энтропия растет по мере возрастания хаотичности движения молекул физического тела. Энтропия, таким образом, есть мера неупорядоченности элементов какой-либо физической системы, или, если угодно, мера «обезлички» этих элементов. Больцман ввел в употребление функцию epilog pi. Читается она так: энтропия в системе, состоящей из i элементов, равна сумме вероятностей всех элементов, помноженных на логарифм этих вероятностей. Наконец, уже в наши дни Клод Шеннон использовал эту формулу для оценки количества информации. Оказалось, что энтропия может характеризовать степень дезорганизации любых систем, будь то молекулы газа, буквы текста, знаки телеграфного кода или точки различной яркости, образующие телевизионный кадр. Чем больше неясно передаваемых слов и посторонних шумов в телефонной сети, чем больше опечаток в тексте, тем энтропия в этих системах выше. З-агадочную «функцию состояния» каждый может теперь наблюдать воочию: если по окончании телевизионной программы не выключать приемник, можно увидеть обусловленное «трансляцией шума» хаотичное движение темных и светлых точек, подобное движению молекул газа, когда газ находится в тепловом равновесии; это значит, что энтропия достигла максимальной величины. 3. СМЫСЛ БЕССМЫСЛЕННЫХ ФРАЗ Чтобы перейти от этих общих пояснений к нашей теме, рассмотрим четыре текста (они заимствованы из книги А. Яглома и И. Яглома «Вероятность и информация»): 1) СУХЕРРОБЪДЩ ЯЫХБНИО- АЙЖГЛФВНЗАГФОЕНБЛТЦ Р П- ХГ... 2) ЕЫНТ ЦИЯБА ОЕРВ ОДГН БУЕМЛОЛЙК БЯ ЕВТША... 3) ВЕСЕЛ БРАТЬСЯ НЕ СУХОМ И НЕПО И КОРКО... 4) АМЕРИКАНСКИЙ УЧЕНЫЙ К. ШЕННОН ИСПОЛЬЗОВАЛ ЭТУ ФОРМУЛУ... Первая «фраза» составлена так, что вероятности всех ее элементов (букв) одинаковы: Ра=Рб=--=Ря- Во втором тексте вероятности рА, Рб и т. д. соответствуют нормальным, то есть тем, которые присущи упорядоченному русскому тексту; беспорядочны лишь сочетания элементов. В третьем тексте соблюдены реальные вероятности и отдельных элементов, и их сочетаний (слогов), но остается хаотичной последовательность сочетаний. Наконец, четвертый пример — это выборка из реального текста. По' мере упорядочивания текста его энтропия снижается, и, наоборот, если, взглянуть на те же фразы в обратном порядке, мы легко представим себе процесс разрушения, когда порядок и информация исчезают, а энтропия стремится к максимуму. Еще пример. Представим себе, что мы хотим обучить собаку различать цифры от 1 до 10. Разложив без всякого порядка десять карточек с цифрами* мы приказываем собаке выбрать, например, шестерку. Вначале собака понимает лишь 48
слово «дай» и выберет карточку наугад. Лишь постепенно, после многих поощрений и наказаний, пес поймет, чего от него хотят. Другими словами, вероятность того, что в ответ на соответствующий приказ собака выберет правильную цифру, возросла, а энтропия опыта стала меньше. Думается, что в живой природе происходит нечто похожее. В итоге бесчисленных «поощрений» и «наказаний» по мере смены поколений накапливается способность дифференцировать вероятности тех или иных первоначально безразличных реакций на воздействия внешней среды. В ходе такой «дрессировки» организмы, популяции, виды меняют не только свое поведение, но и физиологию, и структуру органов. Меняется весь комплекс признаков, определяющих жизнеспособность данного вида. В общем виде эти сложные взаимодействия сводятся к одному процессу — дифференцировке вероятностей. Здесь сразу встает несколько вопросов. И первый из них — каков предел этой тенденции? 4. ПОБЕДНЫЙ МАРШ К НУЛЮ Вернемся к нашим фразам. Чем больше возрастает вероятность одного элемента, тем менее вероятными становятся остальные. Применительно к фразе № 1 это означает, что при максимальной вероятности одного элемента Ра = 1 текст превращается в повторение одной буквы А. Подобный «текст» — не бессмыслица. Он, например, вполне пригоден для случая заранее оговоренных неизменных условий: если мы договорились, 'направляя периодически груз в заранее условленное место, каждый раз получать от адресата подтверждение, он может делать это в форме сигнала «А». Но стоит изменить условия — скажем, адрес — и «азбука» из одной буквы А станет непригодной: о том, что адрес изменился, одной Оуквой сообщить нельзя. И опять некто подобное наблюдается в природе. Если условия неизменны, системы стремятся достичь однозначных, детерминированных состояний, строго соответствующих этим условиям. Тогда одна какая-то вероятность равна I, a все остальные — нулю. Так из хаоса космической пыли формируются детерминированные планетные системы, так возникают однозначные реакции организмов (инстинкты, рефлексы), так детерминируются функции органов — например, сердца — при условии, что другие органы (нервная система, железы внутренней секреции) обеспечивают относительное постоянство таких параметров, как температура тела, давление и химический состав крови и т. п. Но что же получается? Достигнуй полной детерминации, система (или ее отдельные компоненты) теряет способность к дальнейшим изменениям. Ибо она лишена возможности вероятностного выбора. Она становится подобной алфавиту из одной буквы, и так как вероятность всех остальных «букв» в этом случае равна нулю, то из формулы Больц- мана следует, что энтропия системы тоже равна нулю. И тут возникает законный вопрос: если в процессе развития все системы так или иначе стремятся к детерминации и лишаются перспективы дальнейших эволюционных преобразований, то как объяснить присущую миру живых существ тенденцию к непрерывному образованию новых, все более сложных и совершенных систем? 5. СПИРАЛЬ СОВЕРШЕНСТВА Только что рассмотренный процесс перехода от хаотичного состояния к полной детерминации эволюционирующих систем можно схематически представить в виде круга (см. рисунок). «Д» означает деградацию в некотором особом смысле, то есть отсутствие «градаций» (различий) элементов или признаков, когда все они имеют равные значения вероятностей. «В» .— это вырождение: текст из одной буквы и т. п. В обиходе слова «деградация» и «вырождение» синонимичны. Мы же обозначаем ими два противопо- 49
разрушение эволюция ложных состояния системы на ее эволюционном пути. Впрочем, крайности сходятся; оба понятия и здесь не так уж далеки друг от друга. Ведь, дойдя до вырождения, система теряет всякую приспособляемость к внешней среде и мгновенно переходит в состояние деградации (разрушается), как только среде будет угодно измениться. На рисунке видно, что если от «Д» к «В» ведет длительный путь эволюции, то обратная дорога от «В» к «Д» очень коротка. Состояния полной детерминации — идеальной «притертости» к неизменным условиям среды — достигают лишь немногие системы. Чаще система доходит до определенного соотношения стохастично- сти и детерминации, то есть находится где-то между «Д» и «В» (на рисунке — точка «А»). Двигаясь по дуге нашего информационно-энтропийного круга, система переходит на более высокий уровень развития — иначе говоря, из отдельных «букв» алфавита начинают складываться «слова», из «слов» — «фразы». Чтобы стало понятно, насколько широким может быть смысл всех этих терминов — «алфавит», «буква», «слово», «фраза», попросим читателя взглянуть иа таблицу. Легко заметить, что по мере перехода от букв к словам, от слов к фразам и т. д. число комбинаций растет — так получается, что из 32 букв русского алфавита склады- 50 вается все неисчерпаемое богатство текстов, из семи нот октавы — вся музыка, из ограниченного числа элементов - менделеевской системы—весь известный нам материальный мир. Если переложить все это на язык элементарной математики, получится следующее. Пусть алфавит состоит из N0 букв, а каждое слово — из Ki букв. Тогда общее число возможных слов будет n, =n£». Пусть каждая фраза содержит Кг слов. Тогда общее число фраз: n2 = N^» = ;(N^)k* = N^k« Таким образом, мы поднялись по лестнице иерархических уровней на две ступени — дошли до Генетический код Буквы Четыре нук- леотида Неорганическая природа Химические элементы (таблица Менделеева— «начальный алфавит») Живая природа Слова Кодоны, со- Химические ответствую- вещества щие каждой из 20 аминокислот Фразы Последова- Взаимодей- Физиоло- тельности ствие ве- гические нуклеотидов ществ в гео- процессы химических в орга- комплексах низмах Текст Мультифер- Взаимодей- Популя- ментные комплексы, наследственная информация ствие геохи- ции, ви- мических ды, биокомплексов ценозы, биосфера Земли фраз. При количестве уровней, равном п, число возможных комбинаций будет, очевидно, равно N^n. А так как энтропия.любой системы является логарифмической функцией числа элементов (см. формулу Больцмана), то из выражения Nn== = N£n следует, что с переходом от нулевого уровня на n-й структурный
уровень максимально возможная энтропия возрастает в Кп раз. Однако по мере накопления информации энтропия будет уменьшаться от максимума (состояние «Д») до нуля (состояние «В»). Иначе говори, в Кп раз возрастает возможность накопления информации (информационная емкость). В этом и заключается решение проблемы -*- преодоление противоречия между общей тенденцией к^ детерминации и неограниченными * возможностями формообразования. На каждом очередном витке спирали система стремится к состоянию вырождения «В». Но чтобы приблизиться к этому состоянию, ей каждый раз необходимо накапливать все большую массу информации. Вот и получается, что, стремясь к вырождению, система оказывается на самом деле тем дальше от него, чем больше витков ей удалось пройти. 6. ЯЗЫК Как проявляются эти закономерности в жизни, в реальной действительности? Одна из наиболее удобных для исследования природных систем — язык. Язык непрерывно эволюционирует, но в отличие, например, от законов генетики (чей «словарь» глубоко скрыт от наблюдателя) закономерности языка ^реализуются буквально у нас на главах. Был произведен статистический анализ письменных текстов с учетом вероятностных взаимосвязей между буквами, слогами и словами в пределах до 100 букв. Оказалось, что оКоло 80% общего Количества информации, содержащейся в тексте, — это балласт, избыточная информация, которую можно предсказать (в вероятностной форме) на основании грамматических и фонетических правил языка. И лишь 20% приходится на действительно новую, непредсказуемую информацию, ради которой мы читаем и пишем статьи и книги, несмотря на огромную массу уже написанного и прочитанного. Не будь этих двадцати процентов, чтение текстов и непосредственное общение людей потеряло бы смьк.1, потому Что по первой страниц* книги, по первым словам лектора можно было бы составить алгоритм позволяющий заранее сказать. т< будет написано на 200-й странице или о чем скажет оратор черея час Впрочем, не так ли бывает в действительности, когда, прочитав первый абзац, мы захлопываем ученый труд, уверенные, что не найдем там ничего нового? Но если бы язык не сообщал на три четверти уже известные вещи, он тоже не смог бы служить средством общения. Люди перестали бы понимать, друг друга, так как каждому приходилось бы на ходу изобретать и собственные правила, и новые слова. Установленное теорией информации соотношение «энтропия: накопленная информация« ^ !Д» выработано в итоге длительной эволюции языка. И вот что любопытно: как показывают исследования, соотношение 1 :4 почти не меняется, если увеличить текст за пределы 100 букв. Объяснить это можно так. Сто букв.— это средняя длина одной фразы. Выход за эту границу означает переход на более высокие структурно-информационные уровни — уровни утверждений, концепций, теорий и пр. (текст в собственном смысле слова). Всякая новая концепция, безусловно, детерминирует человеческую мысль: до открытия закона сохранения энергии многие изобретательные умы истощались в усилиях создать вечный двигатель — закон освободил человеческий интеллект от этих забот. Итак, накопление информации на уровне научных концепций должно определенным образом упорядочивать и мышление, и самый язык. Но так как высокие уровни развития языка обладают очень большой информационной емкостью, то даже огромное количество детерминирующей информации, содержащееся в по-настоящему новаторских книгах или статьях, практически не приближает язык к состоянию полной детерминации (состоянию «В»). Сколько бы ни появилось новых произведений, соотношение сто- хастичности и детерминации в пись- 51
менных текстах останется прежним — один к четырем. Еще одно наблюдение — чтобы покончить с языком. Ребенок, осваивающий речь, склонен создавать слова-неологизмы вроде тех, какие приведены в прекрасной книге К. Чуковского «От двух до пяти»: «песу- чий песок», «мазелин», «рукти» (по аналогии с ногтями) и т. п. Позднее это творчество прекращается, эволюция индивидуального языка переключается на более высокие ступени организации — на уровне фраз, обобщений, все более и более сложных концепций... Наконец, к 25— 30 годам происходит стабилизация представлений. Исключение из этого правила составляют лишь отдельные творческие личности, способные в любом возрасте созидать новое и на уровне концепций, и на уровне слов. 7. ЖИЗНЬ В этом смысле можно сказать, что придумать новую букву гораздо трудней, чем изобрести новую теорию. Подобно тому, как после 5— 6 лет ребенок оставляет творческие эксперименты с буквами и словами, так и в «раннем возрасте» биосферы прекратилась эволюция клеток. Об этом говорит наблюдаемая ныне стабильность общих принципов клеточной структуры и клеточных функций. Клетки стали использоваться природой в качестве букв алфавита — того алфавита, из которого, как некий многосложный текст, формируется иерархия систем высших структурных уровней — многоклеточные организмы и их сообщества. Именно этот переход на более высокие витки спирали обеспечил многообразие существующих биологических форм, колоссальное накопление биологической информации, но без приближения биосферы к вырождению. Почти то же самое произошло с генетическим кодом: пройдя определенную фазу эволюции, он перестал развиваться на уровне букв (нуклеотидов), а затем и на уровне слов (кодонов). Сейчас наследственный код на этих уровнях детерминирован настолько жестко, что любая перестановка взаимосвязей между двадцатью генетическими «словами» и соответствующими им аминокислотами оказывается гибельной — хромосомная аномалия влечет за собой нежизнеспособность организма. Но эволюция продолжается на более высоких структурных уровнях — на уровнях сложных ферментных комплексов. Как и язык, генетический код выработал в ходе эволюции определенное соотношение стохастичности и детерминации. В данном случае это соотношение между частотой спонтанных мутаций и возникновением новых признаков, с одной стороны, и консерватизмом наследственности, благодаря которому из куриного яйца вылупляется цыпленок, а не мышонок, — с другой. При этом у самых высокоразвитых видов мы находим все ту же тенденцию к детерминации структур и функций. Даже весьма сложные и рафинированные рефлексы и инстинкты представляются чем-то вроде штампованных фраз или стереотипных формул, подобных отлитым в металле строчкам, которые сохраняет нервная система живых организмов для ответа на столь же стандартные воздействия внешней среды. Однако стоит лишь организму оказаться в необычных условиях, как выработанные поколениями инстинкты начинают работать невпопад— ситуация, хорошо знакомая биологу и даже медику. Биологу старого заката наши выкладки, возможно, поКтжутся странными. Однако речь идет не просто об обновлении языка науки. Речь идет о новом и, смеем утверждать, более глубоком понимании удивительного феномена биологической эволюции. 52
[lllIIIJ LlTlIIlJ IZZ' Ь X л. X X X X к Информация ГДЕ ЗАКАЗАТЬ КОПИИ! Фото- м ксерокопии, негативные микрофильмы на пленке 35 мм можно заказать в Центре информационного обеспечения науки и техники (ЦИОНТ] ВИНИТИ. Заказы принимаются при условии, что первоисточник освещен в сводном томе, в отдельном выпуске Реферативного журнала, в Сигнальной информации, Экспресс- информации и в других информационных изданиях ВИНИТИ. ВНИМАНИЕ! Не принимаются заказы на изготовление копий материалов, которые отсутствуют в фондах ВИНИТИ: патенты, авторские свидетельства и стандарты; переводы; отечественные и иностранные книги, изданные до 1962 г. включительно, отечественные журналы, изданные до 1974 г. включительно; журналы на японском языке 1953—1976 гг. издания; чертежи и техническая документация; литература и документы заказчика. Расценки Одна страница ксерокопии B1X30 см) 4 кол. Один негативный кадр B4X36 см) 3 коп. Одна страница фотокопии (в зависимости от размера): первый отпеча ток с пленки 35 мм 9—24 коп. каждый последующий отпечаток 6—21 коп. Одна страница — отпечаток текста с широкой пленки: первый отпечаток 60 коп,— 2 руб. каждый последующий отпечаток 25—90 коп. ВНИМАНИЕ! Заказы на копирование принимаются только на бланках установленного образца. Бланки высылаются наложенным платежом по цене 30 коп. за 100 штук. Заказы не на бланках ЦИОНТ, заказы, в которых не указан адрес отправителя или указан адрес «До востребования», не выполняются. Также не принимаются заказы по телефону. Более подробную информацию можно получить по адресу: 140010 Люберцы-10 Московской области, Ок- твбрьскмй проспект, 403. Производственно - издательский комбинат ВИНИТИ. ЦИОНТ. Тел.: 5/5-56-58. Телетайп: 206715. Заказы на копии журналов, изданных до 1953 года, принимают: Государственная библиотека им. В. И. Ленина A01000 Москва, Центр, проспект Калинина, 3]; Государственная публичная научно-техническая библиотека A03031 Москва, Кузнецкий мост, 12); Центральная научная медицинская библиотека A23242 Москва, ул. Красикова, 30). Заказы на копии журналов на японском языке 1953— 1976 гг. издания принимает Библиотека АН СССР A99164 Ленинград, Биржевая, 1]. Заказы на копии патентов и авторских свидетельств принимает предприятие «Патент» (Москва, Бережковская наб., 24). Заказы на копии переводов принимает Всесоюзный центр переводов научно- технической литературы и документации A17218 Москва, ул. Кржижановского, 14, корп. 1). Заказы на копии стандартов и технических условий принимает Всесоюзный информационный фонд стандартов и технических условий A03001 Москва, ул. Щусева, 4). В декабре 1978 года выйдет из печати «Журнал Всесоюзного химического общества им. Д. И. Менделеева», № 6, посвященный вопросам преподавания химии в средней общеобразовательной школе В статьях номера рассматриваются вопросы формирования у учащихся научно-матерпалистпческого мировоззрения, совершенствования методов и организации обучения, профессиональной ориентации школьников, обсуждается методика изучения теоретических вопросов курса, химической символики, групп химических элементов, обобщения знании по органической химии. В ряде материалов обсуждаются вопросы проверки знании учащихся, анализируются типичные ошибки, даются рекомендации по их предупреждению, а также освещается опыт внеклассной работы и факультативных занятий по химии, практика секции юных химиков при отделениях вхо. Цена номера 1 руб. 50 коп. Журнал распространяется только по подписке, в розничную продажу не поступает. Организациям журнал высылается наложенным платежом по заявке, подписанной руководителем и бухгалтером. Индивидуальные подписчики переводят деньги по почте или сдают в редакцию. Заказы и заявки принимаются до 10 ноября 1978 г. Адрес редакции: 101000 Москва, Кривоколенный пер., 12. Телефон: 221-98-10. Расчетный счет 608211 в Бауманском отделении Госбанка. 53
'*. * i» .' V •v**v *-v?
Проблемы и методы современной науки Вполне реальные химеры Стремительные кентавры — полукони, полулюди. Коварные русалки — полурыбы, полудевы. Хищная гарпия — птица с ликом женщины. Грифоны — орлиные крылья на туловище льва... Как много пугающих и странных химер создано воображением человека! Для древних химера — это существо необычайной мощи, часто загадочное и еще чаще недоброе. Позже химерами стали называть причудливые фантазии и несбыточные мечты. Ныне, точнее с середины шестидесятых годов XX века, с этим понятием происходит еще одна трансформация, оно наполняется вполне реальным содержанием: слово «химера» прочно обосновалось в научной литературе по проблемам биологии. Но прежде чем погружаться в дебри новой «химероло- гии», немного о терминах. Есть химеры молекулярные. Так в генной инженерии называют организм, имеющий составной геном, то есть объединяющий в одном яд- «Минотавр». Квртииа английского художнике XIX века Дж. Уотте в. Тейт галлерея, Лондон Глазастый мореной дракон. Рисунок из книги О. Магнуса «Чудища в немецком океана». Рим, 1573 Амфисбена — двуглавая змея. Упоминаемое Плинием Старшим божество, охраняющее здоровье будущих матерей и исцеляющее от ревматизма. Рисунок XII в. Крылатый змей. Рисунок из книги Э. Ленера «Фантастический зверинец». Нью-Йорк, 1М9 Человек-рыба. Ассирийское речное божество
ре ДНК из разные организмов. Пример такой химеры — бактерия Е. coli, в плазмиду которой включены куски ДНК другой бактерии или высшего организма. Но бывают еще химеры клеточные. Они создаются методами клеточной инженерии. Особенность этих химер состоит в том, что один организм построен из клеток нескольких организмов (как дом, сооруженный вперемежку из белого, желтого, красного кирпича). Геномы этих клеток не слиты, в каждой клетке работает своя ДНК. Именно о таких химерах пойдет речь в этой статье. Клеточные химеры, вообще-то говоря, не новость. Они давно известны в растительном мире. Подвой, привой — на одном дереве развиваются порой до десятка чужих побегов. С недавних пор стали реальностью химеры животных. Обычный зародыш возникает из оплодотворенной яйцеклетки (зиготы), которая быстро дробится на две клетки, затем на четыре и так далее. Возникает похожее на тутовую ягоду шарообразное скопление клеток. Такую ягодку эмбриологи называют бластоцистой. Чтобы создать химеру, надо соединить две несхожие бластоцисты и вырастить из них единый организм. Обе бластоцисты могут быть, например, мышиными, либо одна — мышиной, а другая крысиной. Возможны и более парадоксальные сочетания. Кто- то предположит, что эта к удастся объединить моську и слона... Но не торопитесь улыбаться. Действительно, эксперименты ведутся пока в основном на лабораторных мышах и крысах. Но успехи «химерологии» очевидны, и сегодня на нашей планете с химерами млекопитающих работают уже десятки исследователей. СОТВОРЕНИЕ ХИМЕРЫ Началом систематических исследований химер явилась работа А. Тарковского из Краковского университета, сообщившего в 1961 году в журнале «Nature» об успешном объединении делящихся мышиных эмбрионов. Соединенные в пару бластоцисты образовали при куль- 56 тивировании в питательной среде единую крупную бластоцисту. Впрочем, дальше зародыша продвинуться в этом случае не удалось. Год спустя в исследования включилась американка Беатрис Минц. Именно она вырастила знаменитых мышат, одним из «родителей» которых были клетки опухоли, ведущей происхождение от эмбриона (см. «Химию и жизнь», 1976, № 6). Сейчас в разных лабораториях мира успешно «лепят» животных. Лепят в полном смысле слова. В дело идут кусочки крошечных эмбрионов, а точнее, фрагменты бласто- цист или целые бластоцисты. Соответственно возникли обозначения. Символ А<-»В означает агрегацион- ную химеру, возникшую при слипании, агрегации целых эмбрионов двух линий А и В (например, бла- стоцист черной и белой мышей). Символ А—>-В означает инъекционную химеру, полученную введением в бластоцисту линии В клеток от линии А. Объединенные бластоцисты имплантируют в организм приемной матери. У новорожденных мышат организм оказывается построенным из разных клеток, ведущих родословную не от двух, как обычно, а от четырех и более родителей. Самым трудным в создании химеры оказался первый шаг. При обычном развитии эмбрионы окружены специальной оболочкой, предохраняющей их от спонтанной агрегации. В первых работах эту оболочку удаляли механическим путем, засасывая эмбрионы в узкий капилляр, что было подлинным испытанием как для исследователей, так и для самих эмбрионов, нещадно повреждаемых при этом. Минц предложила растворять оболочку ферментом проназой, и все работающие с химерами вздохнули с облегчением. (Хотя и здесь, конечно, требуется высокое экспериментаторское искусство — надо вовремя остановить процесс растворения белка, чтобы не задеть го, что лежит под оболочкой.) Фермент обнажает эмбрионы, а затем их надо столкнуть друг с другом. Тут в ход идут стеклянные иглы, пинцеты или волосяные петли. Можно ис-
пользовать и растительный белок — фитогемагглютиннн, который хорошо склеивает клетки. Соприкоснувшись, зародыши продолжают слипаться самопроизвольно. Так получают агрегационных химер. Чтобы создать инъекционную химеру, бластоцисту закрепляют в пипетке и с помощью микроманипуляторов проделывают в ее оболочке отверстие, сквозь которое тоже пипеткой вводят донорскую клетку. Это более сложный способ, и к нему прибегают, если по каким-то причинам бластоцисты не могут объединиться или если надо получить межвидовые химеры. Во втором случае важно, чтобы оболочка бластоцисты оказаласы.<<своей» для ткани матки и чтобы клетки введенной бластоцисты были надежно упрятаны под этой оболочкой. Эксперименты показали, что агрегация благополучно совершается между эмбрионами, находящимися на 8—16 или на 32 стадиях клеточного деления. Лучше всего, если соединяются эмбрионы одного возраста. Минц объединяла не только пару эмбрионов (у которых было таким образом четыре родителя), но даже по десять и более, формируя огромные бластоцисты. В таких случаях родственников по пальцам не пересчитаешь. ПОЧЕМУ ХИМЕРЫ НЕ ГИГАНТЫ? После объединения двух эмбрионов рождается животное нормального, а не удвоенного размера. Этот простой факт доказывает, что в эмбрионах есть поразительная система регуляции. (Собственно, об этом же свидетельствует тот факт, что каждый вид организмов имеет средние, стандартные для себя и постоянные размеры.) Один из способов создать химеру. С помощью пронаэы — смеси протеолитичесних ферментов — осторожно удаляют оболочки у Двух оплодотворенных яйцеклеток. Затем «обнаженные» яйцеклетки соединяют друг с другом и помещают в питательную среду для иинубации. Нз двух клеток с несхожими генотипами формируется единая бластоциста [на лолеречном срезе она изображена похожей на калач). Этот «калачи переносят в матиу лриемной матери, полосатый как зебра мышонон дробление лица ^■^ проназа ^^^
И все-таки, как бластоциста «узнает», что она стала больше нормы вдвое, вдесятеро и что необходимо отрегулировать размер формирующегося из нее животного,— остается неизвестным. Анна Макларен, английский биолог, предполагает, что нормальный размер устанавливается благодаря тому, что собственно зародыш формируется из очень небольшого числа клеток, входящих в эмбрион. Все остальные клетки сдвоенной бла- стоцисты идут на построение питающих и укрывающих зародыш структур. Но как именно химеричный организм делает выбор: эти клетки станут собственно зародышем, а те — вспомогательными структурами? Может быть, все дело в локализации клетки, оказавшейся в ключевом месте в нужный миг. Но тогда что это за место? Перетасовывая клетки, меняя их местами в пределах бластоцисты — сегодня это трудно осуществить без вреда для зародыша, — можно будет понять, как происходит выбор доминирующих клеток, так сказать, клеток-хозяев, обособляющихся от подсобных клеток. А значит, удастся выяснить принципы регуляции развития любого живого организма. НАЧАЛО НАЧАЛ Химеры впервые позволили наглядно убедиться в том, что каждый орган, каждая ткань организма ведут свое происхождение от определенных «начальных» клеток. Потомство единичной недифференцированной клетки называется клоном. В этом смысле любой обычный индивидуум есть клон от единственной оплодотворенной зиготы. Химера, созданная агрегацией двух зародышей, содержит два таких исходных клона. Анализ с помощью Л амия. Античное чудовища, похищающее детей. Лондон, 1658. Уробор — змея, кусающая себя »а хвост. Алхимический символ и древний символ вечности Дранон в одежде монаха. Рисунок из иниги М. Гида «Диалоги», 1521 Гротескная фигура. Из иллюстраций и Рабле. XVI в.
клеточных маркеров (антигенов, ферментов, пигмента) показал, что ни один орган, ни одна ткань не являются потомками только одной линии. Это значит, что у химеричного животного нет ноги, построенной только из клеток А, или печени, составленной только из клеток В. Но и нельзя сказать, что все клетки равномерно перемешаны в организме. Они проявляют склонность создавать агрегаты, рассеянные то здесь, то там. И в распределении клеток есть определенная направленность. Химеры убедили, что все развитие индивидуального организма состоит из чередующихся периодов. В одних — преобладает активное движение клеток, когда они переползают с места на место, перемешиваются. В другие периоды идет активное размножение клеток. В это время в общей массе недифференцированных клеток обосабливаются отдельные группы, превращающиеся в зачатки органов и тканей. Беатрис Минц дает следующие предварительные подсчеты. Две клетки дают начало печени. Каждый позвонок ведет происхождение от четырех клеток. А как насчет волос? Все волосяные фолликулы закладываются из трех клеток. ИММУНИТЕТ У ХИМЕР Само существование химер есть иммунологический парадокс. Как это может быть, что две разные популяции клеток уживаются в очевидной гармонии, ведь отличаются они и генетически, и своими антигенами? Наиболее очевидный ответ таков: между лимфоидными клетками двух клеточных популяций возникает взаимная иммунологическая толерантность, терпимость. То, что она возникает, — несомненно, но каков ее механизм, похож ли он на терпи- Солн*чным ор*л Гаруда. Индийская ммнматюра. Около 1780 г. Гл*гл*. Король-лм. Деревянная стату»тна мэ Дагом*м (Афрмка|
мость к «своим» антигенам у обычного, не химеричного животного? У агрегационных химер комбинации А <-> В выделили клетки лимфатических узлов и устроили им специальную проверку. Неожиданно выявилась взаимная неуживчивость обоих составляющих химеру клеточных типов, хотя в самом организме они благополучно сосуществуют. Лимфоциты линий А и В, как гладиаторы, атаковали друг друга. Далее лимфоциты были смешаны с фибробластами (клетками соединительной ткани) тех же линий А и В — в этом опыте решили посмотреть, выживут ли фибробласты. Если останутся живыми, значит лимфоциты воюют только друг с другом, не реагируя на ткань собственного организма. Если фибробласты погибнут, значит, и тут процветает вражда. Оказалось, что в результате мощной иммунной атаки (лимфоцит А против фибробласта В, и наоборот) клетки тканей были разрушены. Так где же здесь, спрашивается, толерантность? Самым неожиданным оказалось то, что иммунная атака лимфоцитов предотвращалась сывороткой, извлеченной из крови химер. Из этих экспериментов последовал ясный вывод, что обе иммунные системы химеры настроены друг к другу очень нетерпимо, но что в сыворотке организма есть особый блокирующий фактор, усмиряющий страсти. Предполагается, что блокирующим фактором могут быть антитела и комплексы антиген — антитело. Если бы блокирующий фактор обнаруживался у всех химер, можно было бы говорить о какой-то универсальной закономерности. Все, однако, оказалось сложнее. Пр*и некоторых комбинациях клеток блокирующий фактор у химер почему-то не образуется. Мирное сосуществование клеточных линий поддерживается во многих случаях, вероятно, с помощью Кентавр н лвпнф (каменный человен). Деталь фрмэа Парфенона. Афины. V в. до н. в. Женщина-лев. Италия, 1585 г. Драной — чудовище И] снаэон н легенд веек времен и народов
особых лимфоцитов, недавно обнаруженных и мало еще изученных, — их назвали Т-супрессорами. У этих лимфоцитов особая задача: не атака на антиген, а, наоборот, охлаждение иммунного пыла атакующих Т-лимфоцитов. Возможно, что существуют и еще какие-то не открытые пока обстоятельства, объясняющие иммунологический феномен у химер. Уже упоминавшаяся А. Макларен, написавшая обстоятельную книгу «Химеры млекопитающих», считает, что блокирующая способность не обнаруживается поголовно у всех химер только потому, что весь запас блокирующего фактора расходуется на само блокирование, а избыток не синтезируется. Значит, его и нечего искать в сыворотке, а вот на поверхности клеток он может обнаружиться. Не стоит и говорить, как важно разобраться в иммунной системе химер. Ведь проблема несовместимости столь остро стоит в современной медицине, а тут вот, пожалуйста, генетически разнородные клетки уживаются друг с другом в полной гармонии... С иммунным статусом химер прямо связана степень их устойчивости к опухолевым заболеваниям. ОПУХОЛИ У ХИМЕР Существуют химеры, в которых соединились две линии мышей: одна линия, сильно подверженная раку, другая более устойчивая. Какая тенденция одержит верх в объединенном организме? Эксперименты свидетельствуют, что если у таких животных опухоли возникают, то, как правило, развиваются они из клеток высокораковой линии. Болезнь не распространяется на устойчивые клетки. Более того, бывает, что низкораковый компонент вообще предотвращает развитие опухолей, даже если он присутствует в химере в ничтожном количестве. Гарлия — хищная птица, вестница смерти. Образ мэ греческом мифологии
Но это значит, что в химеричном организме возможна не только война клеток, но и их взаимодействие, взаимопомощь. Как удается одним клеткам защищать другие клетки — поныне не понятно. Между тем, для анализа механизма противоопухолевого иммунитета эта ситуация представляет особый интерес. Здесь. если хотите, химера не дает ответа, но.спрашивает сама. ЧТО НАМ ХИМЕРЫ? Людей давно интересовал вопрос: почему в природе редки межвидовые гибриды, допустим, между овцами и козами? Гибрид осла и лошади известен, это хотя и работящие, но бесплодные мулы, потомства они не дают. Ясно, что природа постаралась предотвратить разрушение видовой индивидуальности. Но каковы конкретно эти барьеры? Можно, конечно, упомянуть особенности поведения животных. Но эта преграда отменяется искусственным оплодотворением. Почему же не возникают межвидовые гибриды и в этом случае? Обычный ответ: у скрещиваемых видов не соответствуют хромосомные наборы. Можно, однако, подобрать пары видов, у которых эти наборы весьма похожи. Но и здесь, как правило, ждет неудача. Возможно, что причина — в иммунологической несовместимости ткани матки и поверхности внедряющегося в нее эмбриона. Если это так, то на помощь придут инъекционные химеры, у которых под оболочкой «своей» бластоцисты прячется чужой клеточный десант. Инъекционные химеры способны сослужить и еще одну, можно сказать, бесценную службу. С их помощью можно, в принципе, законсервировать редкий генофонд. Если клетки животных какого-нибудь вымирающего или очень редкого вида запрятать в бластоцисту другого вида, то в появившемся на свет химеричном животном будут сохранены гены исчезающего вида. Важно хотя бы сохранить их — кто знает, придет время, и по этим законсервированным генотипам удастся восстанавливать и сами виды. Работа с химерами станет со временем удобным методом в работе селекционеров. Часто хозяйственные показатели какой-то породы животных улучшают скрещиванием ее с другой породой. Но с какой именно скрещивать? Объединение двух или более типов клеток в одной химере позволило бы быстро увидеть, как сочетаются признаки разных линий друг с другом. Это помогало бы быстро принять правильное решение — стоит вести долгую селекционную работу по объединению признаков двух пород или нет. Создание химер — это средство объединить разные клетки с разными геномами в едином организме. У растений такая возможность давно реализована с помощью вегетативной гибридизации. В животноводстве это пока дело будущего, хотя, может, и не очень далекого. Строго говоря, оно уже началось. На одной из подмосковных птицеферм уже бегают пестрые куры, созданные переносом клеток от белых леггорнов в организм черных цыплят. р. возлин Иллюстрации к втой статье (за исключением рисунка на стр. 571 перепечатаны из ннигн Гвйнца Мода «Сказочные животные и демоны. Фантастический мир вимеричесниж существ». Лейпциг, 1977 62
Живые лаборатории Осина Осина — близкий родственник ивы и тополя: она из семейства ивовых, из рода тополей. Строго по-научному она и называется тополем— Poputus tremula, «тополь дрожащий». Общую черту тополиных — умение быстро расти и размножаться — осина унаследовала в самом лучшем виде. Она размножается не только семенами: ее буйная молодая поросль вдруг появляется из мертвого, казалось бы, пня, вырывается из- под земли корневыми отпрысками. Недаром на месте пожарищ осина вырастает первой. А когда вырубают смешанный лес, в котором стояла хоть одна осина, — ее богатое потомство сразу же захватывает всю вырубку. И растет осина быстро. За два года она вытягивается до 4 метров, через три года становится уже втрое выше человека, а к 20 годам достигает 12 метров. Правда, в пятидесятилетнем возрасте осина обычно перестает стремиться ввысь, но за период активного роста она успевает накопить столько древесины, сколько дубу удается собрать лишь за целое столетие! Зато и питательных веществ осина извлекает из почвы намного больше, чем другие деревья, — столько же, сколько пять дубов или восемь сосен. Осина — стройное дерево с широкой округлой кроной, со светло-серой или зеленоватой корой; чем старше дерево, тем кора темнее. Расселилась осина повсеместно: на север проникла далеко за Полярный круг, в Европе ее можно встретить в любой стране, растет она и в Азии, и даже в Северной Африке. Площадь, занимаемая осиной в нашей стране, постоянно расши- 63
ряется и сейчас уже превышает 17 млн. га. Любит осина и свет и влагу, потому и живет чаще в поймах рек, на водоразделах, в сырых низинах, богатых перегноем. Тут вытягивается она до 30 м высотой. И в этих краях осину издавна почитают, а вот в других — слава о ней шла недобрая... «ПРОКЛЯТОЕ ДЕРЕВО» Так говорится в статье об осине у Даля, так в старину и молва утверждала. Древняя история и обидная для полезного и хорошего дерева. А все дело — в необычности его характера. Взгляните на осиновый лист. Сидит он на длинном, тонком и голом черешке — часто черешок длиннее, чем сама листовая пластинка. А верхняя половина черешка сплюснута. Вот такая конструкция и придает осиновому листу удивительное свойство: от малейшего ветерка, от самого неуловимого движения воздуха осиновый лист начинает дрожать: «осина и без ветра шумит». Отсюда и возникло странное поверье, будто дрожит лист у осины с той самой поры, как повесился на горемычном дереве Иуда-предатель. И кожица под корой у осины красноватая, словно кровью пропитана. А тут еще удивительная плодовитость, способность рождаться, словно из ничего, на ветровалах и пожарищах, докучливое умение занимать вырубки. И крона у осины необычная — будто всклокоченная, с сероватой листвой; вроде бы и пышная, а тени почти не дает. И горит осина ярко, но тепла от нее совсем мало. И в сердцевине почти у каждого дерева — гниль... Странное, не похожее на другие дерево. И было оно незаслуженно проклято. И появлялись суеверные обычаи. Вбивали осиновый кол в могилу колдуна или злого человека, чтобы после смерти не мог он никому вредить. Забивали осиновый кол и возле больного малярией, чтобы оттянуть болезнь: по старым белорусским поверьям, листья осины трепещут не от чего-нибудь иного, а от вместившихся в них лихорадок. А в России в осиновый пень заколачивали волосы и ногти больного, как бы приколачивая к пню болезнь. А на Витеб- щине больного заставляли трижды пролезть через расщелину осинового дерева. МОЛВА —МОЛВОЙ, А ДЕЛО —ДЕЛОМ Но не везде в народе проклинали осину. Во многих местах очень ее почитали и приговаривали: «Живем ельничком да 64 осинничком». Кормила осина, в частности, Заволжье, где хлеб не очень родился, а лесной промысел испокон веков процветал. А все потому, что древесина у осины — тоже особенная. Желтовато-белая, иногда с зеленоватым оттенком, мягкая и легкая, однородная, прямослойная, не трескается и не коробится, легко колется и режется ножом. Расколет мужик осину вдоль ствола, сложит в клетки, чтобы ветром продуло, просушило. Затем свезет в деревню и каждую плаху «оболванит»: обтешет, округлит. И получится из плахи-шабалы болванка- баклуша. Работа легкая, незамысловатая (вот откуда: «без ума голова — шабала», «бить баклуши»). Но без нее не быть тонкому искусству мастера-резчика по дереву, ложкаря, балясника. Остроносые ложки с завитыми ручками, чашки-плошки да резные фигурные балясины — украшения для перил, балконов, для отделки волжских суденышек — считались ходовым товаром. И хоть от ложек- то— польза, а балясины — одно баловство (вот и родилось: «точить балясы» или «лясы»), но как те, так и другие кормили целые волости. Осиновые ложки ценились дороже, чем березовые. Неплохие из осины получались и дуги, и ободья. Шла осина на дранку для крыш, на бочки. А лемеха— деревянные пластины для покрытия церковных маковок, для изогнутых скатов крыш и других сложных форм деревянных строений, как правило, делались только из осины. Так что именно ей и обязаны во многом своей красотой лучшие образцы русского деревянного зодчества. Листья осины не только красивы и оригинальны, они еще и питательны. До 12% белка, до 24% клетчатки, много микроэлементов— кальция (в золе почти 32% 1), марганца, калия, натрия. В свежей листве немало витамина С, каротина. И неудивительно, что листья и молодую поросль осины на пастбищах с аппетитом поедают и овцы, и козы, и коровы, и лошади. А в лесу с удовольствием лакомятся осиной олени, зайцы, лоси. Кстати, любовь лосей к осине лесоводы часто используют для того, чтобы сдержать ее рост, пока не наберут силы молодые елочки. Стружку осины издавна использовали для изготовления искусственных цветов, плетеных корзинок, рогож и шляп. Еще в начале XIX в. в Западной Европе процветало производство тонкой и узкой осиновой стружки — ее красили и отправляли на
шляпные фабрики Америки и Австралии. Осиновые корни применяли для грубого плетения, а пучки шелковистых волосков от семян — для набивки подушек. В городе Данилове Ярославской области и сейчас есть единственное в стране предприятие, где делают из осины летние шляпы. И это не отживающее производство, а современная, растущая, с большими заказами фабрика. Уже не топор, а циркулярная пила выбирает нужную часть колоды, уже не нож и не рубанок, а автоматический станок снимает влажную ленту толщиной 100 микрон. Ее отбеливают перекисью водорода, каустической содой или окрашивают. А дальше в ткацком цехе получают осиновую ткань, из которой и делают модные шляпки или пляжные «сомбреро». Еще в 1955 г. даниловцы получили за свою продукцию диплом ВДНХ, и с тех пор спрос на их изделия постоянно растет. Сейчас годовой выпуск осиновых шляп приближается к 600 тыс. штук! «ОСИНА, ОСИНА. ВОЗЬМИ МОЮ ТРЯСИНУ, ДАИ МНЕ ЛЕГОТУ...* С таким заклинанием обращались к осине больные лихорадкой и перевязывали дерево своим поясом, как бы отдавая ему свою болезнь. Впрочем, заговор, как правило, всегда сопровождался и лечебными процедурами, в которых осине тоже отводилось не последнее место. Очень популярны в народе были настойки из осиновой коры: их применяли при простуде и лихорадке. Чтобы снять зубную боль, вырезали кусочек коры (обязательно треугольной формы: святая троица!) и натирали им десны до крови. Очень помогало, и, вероятно, не столько форма, сколько содержание: таниды и салицин, которыми богата осиновая кора. Делали еще и так. Кухонную соль насыпали в отверстие, только что просверленное в сердцевине свежего осинового полена, и отверстие закрывали кусочком коры. Затем полено бросали в огонь. Когда соль пропитывалась горячим осиновым соком, ее вынимали и клали на зуб или приготавливали полоскание. Между прочим, натриевая соль салициловой кислоты — соединение, вошедшее в медицинскую практику с 70-х годов XIX столетия,— до сих пор считается довольно эффективным противовоспалительным средством. Ярко выраженным жаропонижающим, противовоспалиУельным и дезинфицирующим действием обладают вообще все производные салициловой кислоты — салицилаты. Естественный салицилат — гли- козид салицина, в значительных количествах содержащийся в осиновой коре, и обусловливает многие ее целебные свойства. Долгое время кора осины служила сырьем для получения салициловой кис лоты. И уже не кажется простой причудой старая народная кулинарная традиция — класть в бочку, где квасится капуста, осиновое полено, чтобы капуста не перекисла; и не столь странно звучат народные советы: «ноги сводит — положи в ноги осиновое полено», «голова болит — полено под голову положи», — ведь и сейчас лучшим противоревматическим и обезболивающим средством считается всем известный аспирин — ацетилсалициловая кислота. Сейчас спиртовой экстракт из почек осины используют как бактерицидное средство против некоторых видов стафиллокок- ков и микробов кишечнотифозной группы. Кору применяют и при заболеваниях мочевого пузыря, при геморрое, цистите и подагре, при ревматизме, ее настойкой излечивают ожоги и ранки. ВОССТАНОВЛЕННАЯ РЕПУТАЦИЯ Ученые много поработали над тем, чтобы исправить недостатки осины. Главная ее слабость — низкий иммунитет к болезням. Трудно встретить осину, у которой в центральной части не было бы гнили. Часто такая гниль охватывает до трети поперечного сечения ствола! Сейчас уже выведены такие формы осины, которые более устойчивы к сердцевинной гнили и менее требовательны к плодородию почвы. А лесоводы ищут надежные и недорогие способы выращивания здоровых осинников. Из всего тополиного рода осина самая неприхотливая: она и влаги требует меньше других тополей и самое главное — легко переносит морозы. Много лет затратил академик ВАСХНИЛ А. Яблоков на то, чтобы получить новую форму осины, которая совместила бы ее собственные добрые качества и красоту тополя. И вот в Ивантеевском лесопитомнике под Москвой родились пирамидальные осины! Стройные, с серебристой и, конечно, трепещущей листвой, они быстро вытягиваются до высоты двенадцатого этажа. Осина и прежде считалась отличным декоративным деревом. Особенно хороша ее листва осенью — желтая, ярко-карминная, пурпурная. И в парках рядом с белиз- .} Химия и жизнь .V? ч 65
ной березы и зеленью ели создает осина прекрасные ансамбли. А высокая пирамидальная крона — это полезно уже не только для парков, но и для озеленения городских кварталов с высотной застройкой. Сейчас осина полностью реабилитирована и вознаграждена за долгие века несправедливости. Больше того, во многом она опережает теперь даже деревья хвойных пород и начинает спорить с самим дубом! Устойчивость осины к истиранию заметили еще в глубокой древности. И шла сухая вылежанная осина на лодки, что часто перетаскивались волоком, на санные полозья да на лыжи, а позже и на тормозные колодки. Хорош и пол из осиновых планок — ни по прочности, ни по красоте дубовому паркету не уступит. А сейчас и осиновый паркет стали делать и применять в квартирах, в школах и даже в заводских цехах. Здесь полезным оказалось свойство осиновой древесины легко впитывать влагу и так же легко отдавать ее, не растрескиваясь и не коробясь. Без труда впитывает осина и полимеры. Оценив такое популярное и современное свойство, химики создали комбинированный материал — дерево-пластмассу. А сотрудники Белорусского технологического института им. С. М. Кирова разработали способ полимеризации древесины мягколиственных пород деревьев в электромагнитном поле— в результате мягкая осина приобретает прочность дуба. Хорошо осина и красится, но специального защитного покрытия не требует: рабочий стаж идет ей только на пользу. И чем дольше она служит в сухом месте, тем крепче, прочнее становится; бревно столетнего дома словно каменное — топором не возьмешь. Осина — прекрасное сырье для целлюлозно-бумажной промышленности. Древесина ее содержит 47% целлюлозы. Это несколько меньше, чем у хвойных деревьев, но выход целлюлозы из осиновой древесины почти такой же: если из сосны, например, можно извлечь 39% целлюлозы, то из осины — до 32%- Следует учесть еще, что у осины большое преимущество перед хвойными: ее древесина содержит значительно меньше смол. Значит, намного меньше усилий приходится тратить на очистку от них целлюлозы. А это очень важно: ведь содержание смолы в вискозной целлюлозе не должно превышать 0,2— 0,3%. Если же целлюлоза предназначена 66 для выработки бумаги, то и здесь смолистость вредна. Смолы откладываются на деталях оборудования, на сетке бумагоделательной машины, ухудшают впитывае- мость и, конечно, осложняют работу. Так что вырабатывать бумагу из осины легче, чем из традиционной ели. Да и сама бумага получается лучше, потому что при большом содержании смолы ее частицы выступают на бумажном листе в виде мелких зернышек и портят внешний вид. Наконец, у осины — белая или почти белая древесина, а это безусловный плюс для бумажного сырья. А вот для спичечной промышленности осина — сырье, равных которому нет. Быстро восстанавливающиеся и обильные запасы, дешевизна, древесный слой «без сучка, без задоринки», способность легко и ровно колоться и быстро и хорошо пропитываться горючим составом — что еще нужно для высококачественной спички? Вот и делают из толстого шпона — соломку для самих спичек, а из тонкого — спичечные коробки (сейчас, правда, спичечные коробки делают чаще из картона, но и он ведь, в конце концов, тоже древесина...). И самое главное — вспыхивает соломка из осины быстро, горит ярким пламенем, не тлеет и не дает ни дыма, ни копоти. Несмотря на отчаянную конкуренцию со стороны зажигалок, своих позиций спички не сдают и, надо полагать, сдадут не скоро — очень уж они удобны, а иногда просто незаменимы. Спичечные фабрики страны выпускают больше 10 миллиардов коробок спичек в год. Это почти 3000 штук на каждого из нас! Бумага, вискоза, спички... Получается, что осина может гордиться самым активным участием в нашей повседневной жизни. Так что дрожать не осталось у нее никаких оснований. Разсе что от нетерпения поскорее стать журнальной страницей? Б. СИМКИН Фото Г. Тафинцева
^ ; < * Гипотезы Бабье лето, бабье лето.. Немецкий ученый Эрман высказал предположение, что сильные холода весной происходят от влияния астероидов, которые видимы в ноябре и которые, находясь в соединении с солнцем в мае. отнимают часть солнечной теплоты. «Северная почта». 12 мая /867 г В самом деле, каждую весну, в конце апреля или начале мая, когда в наших умеренных широтах распускается береза и 67
цветет черемуха и когда уже было установилась относительно теплая погода, вдруг ненадолго возвращаются холода с ночными и утренними заморозками. И так же обязательно каждую осень, в сентябре или начале октября, постепенное похолодание прерывается временным потеплением. В народе — да и в научно»! литературе- это время издавна называют «бабьим летом», а в англоязычной Америке оно известно под не менее поэтичным именем «индейского лета» — Indian summer. Обычно весенние похолодания и осенние потепления в умеренных широтах, да и другие несвойственные времени года колебания погоды объясняют циклонами и антициклонами. Например, с бабьим летом спязывают, как правило, циклон, берущий начало у Азорских островов. Но не всегда циклоническая или анти- цпклоппческая обстановка ясно выражена и не всегда нарушения метеорологических условии, свойственных сезону, легко объяснить только циркуляцией воздуха. Вполне возможно, что холодные воздушные массы весной и теплые — осенью могут формироваться и непосредственно над континентами. Живые организмы по их месту в круговороте веществ и энергии в природе делятся на автотрофы — растения и гетеротрофы — животные, насекомые, грибы, большая часть бактерии. Автотрофы преобразуют в ходе фотосинтеза лучистую энергию солнечного света в химическую энергию органического вещества. Общее количество превращаемого в тепло солнечного излучения, которое поступает в среду их обитания, уменьшается. Температура среды становится ниже. Гетеротрофы, наоборот, преобразуя химическую энергию органического вещества в тепло, повышают температуру окружающей среды. В умеренных широтах фотосинтез идет только в относительно короткий вегетационный период — месяцев пять, от силы шесть. Распад, или минерализация, продукции фотосинтеза длится с разной интенсивностью весь год. Назовем алгебраическую сумму энергии, связываемой в фотосинтезе, и энергии, высвобождаемой в процессе минерализации органического вещества, тепловым потоком биоэнергии. Его плотность и знак значительно варьируют в течение года. Дело в том, что растеиия-автотрофы, единственные преобразователи лучистой энергии Солнца в химическую энергию, в определенные фазы жизни ведут гетеротрофную жизнь, расходуя ранее синтезированное ими органическое вещество. Известно, например, что по ночам, с прекращением фотосинтеза, растения тратят па дыхание часть свя- *аиж>й в течение светового дня энергии. Так же и весной, когда природа пробуждается в умеренных широтах, гетеротрофная жизнь растений особенно ярко выражена. Органическое вещество, заготовленное впрок в семенах, клубнях, луковицах, «кормит» новые побеги, почки и листву, а иногда и первые цветы. Эти фазы целиком или частично приходятся на 10—15 дней ранней весны, до возобновления фотосинтеза. Затем фотосинтез вступает в действие и растения вплоть до осенних холодов больше связывают энергии, чем высвобождают К сожалению, строгих данных о расходе растениями энергии в гетеротрофной жизни пет. Поэтому оцепить тепловой поток биоэнергии в л*о время можно лишь очень приблизительно. Примем продолжительность гетеротрофной жизни растений весной за десять суток. Предположим, что с каждыми сутками величина энергии, высвобождаемой растениями с одного квадратного метра, возрастает на 18 ккал, то есть примерно с той же интенсивностью, с какой в это время года в умеренных широтах нарастает поступление солнечном энергии Тогда па десятые сутки эта величина гостнгпет 180 ккал/м2. а всего за десять суток гетеротрофной жизни растения высвободят око ло 1000 ккал/м2 1 Преобразование энергии растениями (кривая I) и высвобождение энергии гетеротрофами (кривая П|, эа вегетационный период. Таи, по мнению автора статьи, складывается годовой баланс поглощения и высвобождения анергии в живы к системах 2 Сложив суточные величины преобразования энергии автотрофами и гетеротрофами, получим изменение теплового потока биоэнергии иа континентах в умеренных широтах: два «веллесна» на графине соответствуют периодам гетеротрофной жизни растений весной и прекращению фотосинтеза осенью. Количество энергии, выделяемой (В) и поглощаемой (П) живым веществом за год, одинаково 3 Черным цветом обозначено изменение солнечной радиации на широте 50 в течение года. Цветной контур соответствует количеству энергии, поступающей на поверхность Земли и в прилегающий слой атмосферы с учетом влияния теплового потока биоэнергии 68
2501 нкал/м сутки 200 (О I 150-I I юо4 3 I -о I 50-1 первичная продукция W стадил гетеротрофной жизни растении 0- 50- 100- 150- 300 I I I I I апрель май июнь июль август сентябрь \- кнал/ м сутки 200 Н I = 100 -I 1 I август сентябрь П, апрель 100 200 3000 Н май I июнь июль в1+в2+в=п1+п2 нкал/м сутки 2500 Н 2000 Н
Реальны ли такие цифры? 11роверим их на примере березы бородавчатой. В Подмосковье движение соков к кроне березы (предшествующее восстановлению механизмов фотосинтеза и цветения) начинается в конце апреля. В первых числах мая почки набухают, образование бутонов заканчивается, начинают развертываться листья. Весеннее сокодвижение прекращается. Березовый сок — пасока — в начале вегетационного периода содержит до 2% сахара (кстати, сок клена — до 5) и некоторое количество аминокислот и белков. Теперь займемся арифметикой: при окислении 1 моля A80 г) глюкозы высвобождается до 686 ккал; это значит, что для высвобождения 1000 ккал/м2, о которых мы говорили выше, необходимо, чтобы в березовой роще за десять весенних дней к каждой кроне поступило до 80 литров пасоки. Что же, это вполне возможно: известно, что, не губя дерево, можно добыть до 60 литров сока с одной взрослой березы. Проверим наше предположение, так сказать, с другого конца. В энергетическом выражении первичная продукция растений па континентах оценивается примерно в 10 тысяч ккал/м2 в год. Таким образом, величина 1000 ккал/м2, которую, как мы предположили, растения расходуют весной па формирование нового поколения и восстановление механизмов фотосинтеза, составляет 10% от величины первичной продукции. Это вполне соответствует так называемому «закону десяти процентов», сформулированному Л. Липдеманом, по которому в живой природе именно 10—20% энергии, поступающей в данную популяцию, могут быть без ущерба для нее перенесены в популяции других видов. С началом фотосинтеза гетеротрофная жизнь растений сменяется автотрофной. В благоприятных весенних условиях, когда хватает минерального питания, достаточно влаги, удлинился световой день и практически еще нет всевозможных паразитов, фотосинтез быстро достигает максимума: растения усваивают до 5% дневного поступления солнечной энергии Затем летом из-за недостатка влаги продуктивность фотосинтеза снижается Л после спада жары и первых осенних дождиков, в конце вегетационного периода, наступает еще один максимум продуктивности растений — летне-осепний. Растения запасают энергию для воспроизводства в будущем году. 70 Теперь вернемся к животным и прочим ге- теротрофам. Общая сумма энергии, которую они высвобождают за год, должна равняться 90% от величины первичной продукции растений—9 103 ккал/м2 (десять процентов ее ЫО3 ккал/м2 за год, — считаем, высвобождается самими растениями). Пики выделения тепла гетеротрофами непосредственно следуют за пиками поглощения его растениями. Иными словами: больше пищи больше едоков! Причем максимум приходится на первые неделю-полторы после конца вегетационного периода: обильно поступает отмершая фито- и зоомасса, почва еще достаточно тепла, богата влагой, а следовательно, и кислородом. Наступает раздолье для грибов — вспомним осенние вылазки за город — и микроорганизмов, разлагающих растительные и животные остатки Сложив суточные величины преобразования энергии автотрофами (то есть растениями) и гетеротрофами, получим изменения теплового потока биоэнергии на континентах в умеренных широтах Л зная знак и плотность теплового потока биоэнергии, можно уточнить действительные величины поступления энергии на поверхность Земли и в прилегающий к ней слой атмосферы. Весной, перед началом фотосинтеза, энергия, поступающая за сутки в тепловой бюджет среды обитания живых организмов, возрастает не только от увеличения солнечной радиации, по и за счет энергии, высвобождаемой живыми организмами. Вот этому дополнительному теплу мы и обязаны существенным потеплением, которое, кстати, «подталкивает» фотосинтез. Но стоит зеленому листу заработать, как величина п знак теплового потока биоэнергии резко меняется: с + 200 ккал/м2 до —120 ккал/м2 в сутки То есть создается перепад более чем на 300 ккал/м2. В разгар весны словно возвращается студеная мартовская погода. Нечто схожее (только в обратную сторону) происходит и осенью. С замиранием фотосинтеза вновь меняется знак теплового потока биоэнергии. И, несмотря ^а убывание солнечной радиации, общая величина поступления энергии ненадолго возрастает. Вот тогда и наступает бабье лето. Кандидат геолого- минералогических наук Я Л. КОГАН
ч ■4 -< Фотолаборатория Псевдосоляризация На страницах журналов и газет нет-нет да и промелькнет фото, на котором невольно останавливается взгляд: как могла получиться столь причудливая игра света и тени? Так вот, для того, чтобы сделать такую фотографию, не нужно быть искусным художником. Достигается это с помощью метода, носящего не слишком благозвучное название — псевдосоляризация (от латинского Solaris — солнечный). Псевдо — потому, что здесь с помощью химического метода получается тот же эффект, что и при попадании солнечного диска в объектив. Но в дальнейшем для удобства буду называть его проще — соляризация. Суть метода в том, что уже проявленыий отпечаток подвергают дополнительной засветке и добиваются этим необычных световых эффектов на изображении. Судя по рекомендациям справочников, дело это очень трудоемкое, да еще для его выполнения требуются специальные фототехнические пленки, почти не бывающие в продаже. Однако отчаиваться не стоит — можно обойтись и без дефицитных пленок. Вместо пленок процесс выполняется на фотобумаге. Для этого пригодна любая особо контрастная фотобумага. Едкощелочные гидрохи- ноновые проявители, рекомендуемые в литературе, мало пригодны для соляризации на бумаге, они быстро окрашиваются. Более приемлем параамино- фенольный' проявитель с тринатрийфосфатом. Вот его состав: Параамннофепол сернокислый 7 г Сульфит натрия безводный 30 г Натрий фосфорнокислый трехзамещенный 30 г Бромистый калий 0,5 г Вода до 1 л Готовый раствор получается розоватым. Перед тем как начать работать, обязательно профильтруйте его. Предположим, вы хотите выполнить соляризацию пейзажа. Отберите негатив — не очень контрастный, но с четко проработанными деталями. И запаситесь терпением. Возможно, опыт придет не сразу. С выбранного негатива сделайте отпечаток и проявите его. Продолжайте проявлять, пока не прекратится рост почернения. Но сильно процесс не затягивайте, это уменьшит четкость соляризации. Имейте в виду, что время выдержки можно менять и таким способом получить в 71
g***- .,•&>*"''. &!}£&£? Wkif- -*Сч^&-»£ wj*
дальнейшем разную степень соляризации. Чем короче первое экспонирование, тем беднее на снимке полутона и тем больше в нем «негативная составляющая». Проявленный отпечаток расправьте в проявителе, чтобы слой раствора над его поверхностью был везде одинаковым. Теперь следует включить лампу для дополнительной засветки. Отпечаток должен быть освещен совершенно равномерно. Продолжительность подсветки подбирают опытным путем. Вторую экспозицию можно подобрать так, чтобы свет подействовал только на чистые участки, скажем, на небо. Тогда оно получится черным, а исходное полутоновое изображение останется без изменения. Такую соляризацию называют полутоновой. Если же время дополнительной экспозиции увеличивать, то засвечиваются все более плотные полутона. В конце концов получится сплошная чернота, останутся лишь белые линии на границах раздела первого и второго почернения. Эти пинии рисует истощенный раствор про- Полугоновая соляризация исходного снимка (он напечатан на стр. 71) Контратип. снятый с полутоновой соляризации Контрвтил со штриховой соляризации. Это уже вторичный контрвтил, поэтому на нем уже заметно расслоение изображения Еще одни контратнп, он перекопирован «под ночь»; луна впечатана искусственно — прн контратипироввнин между листами был вложен кружок нэ красной кальки явителя, который попадает в незасвеченные участки с мест, где плотность первичного почернения высока. Раствор обеднен проявляющим веществом, щелочью, но зато обогащен бромистым калием — продуктом восстановления бромистого серебра. Во время дополнительной засветки участки, куда про- диффундировал истощенный раствор, оказываются в менее благоприятных условиях, чем удаленные от границ, и почернение на них появляется с опозданием. Такую соляризацию именуют штриховой. Как только рост почернения прекратится, быстро переложите отпечаток в стоп-ванну и затем в закрепитель. Если контраст соляризации и четкость контуров линий недостаточны, придется прибегнуть к контра- типированию — контактной печати со снимка. Положите в ванну с водой лист фотобумаги и размачивайте его в течение 5 минут. Затем переложите на любую плоскую светонепроницаемую поверхность эмульсионным слоем вверх. Лист накройте хорошо промытым отпечатком с соляризацией — эмульсией вниз. Избыток влаги удалите сухим полотенцем, им же как можно тщательнее пригладьте отпечаток к бумаге. Помните: от того, насколько тщательно все будет сделано, зависит качество контратипа. Не следует брать для этой операции фотовалик: сильно нажав им на бумагу, вы испортите контратип. Поместите отпечаток с бумагой под осветитель и кратковременно засветите. Экспонированный лист фотобумаги проявляют, как обычно. Изменяя время дополнительной засветки, можно подобрать оптимальное. Не исключено, что контратип окажется эффектнее исходного экземпляра. Если же вы решите вернуться к первоначальному варианту, повторите контратипирова- ние еще один раз. Повторные контратипы снова можно подвергнуть соляризации и получить новые виды изображения. При штриховой соляризации контратипирова- ние — обязательная операция. На первом контра- типе штриховой соляризации вместо белых линий на черном фоне получатся черные линии на белом фоне. Чтобы возвратиться к первому варианту, конт- ратипирование надо повторить. Второй контратип «под ночь» по яркости намного превосходит первый. Нечетные контратипы (первый, третий и так далее) в свою очередь можно подвергнуть дополнительной засветке. При неполной засветке получится полутоновая соляризация, при полной — штриховая. Каждая засветка и следующее за ней проявление сдваивают линии, и изображение постепенно распадается на «срезы», напоминающие по рисунку орнамент на ^малахите. Случайная пылинка, незаметная на исходном отпечатке, обрастает концентрическими окружностями. Разнообразие вариантов неисчерпаемо. Один и тот же кадр, а как его можно видоизменять! В качестве примера таких упражнений привожу пять вариантов одного и того же пейзажа. Н. П. НЕСТЕРЕЦ 73
IICBC rrOBCJC' НОЗОСТИ ОТОЕС )ДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ спиртовка на колесах В крупнейшем по числу жителей городе Бразилии Сан- Паулу (около 6 миллионов человек) общественный автотранспорт работает не на бензине, а на спирте. В восьми штатах Бразилии в бензин добавляют от 10 до 20% спирта. К 1980 году в этой стране предполагают довести производство спирта до 3,5 миллиардов литров и соответственно сократить импорт нефти. А чтобы полностью отказаться от нефтяного горючего. Бразилия должна производить 30 миллиардов литров спирта. Если гнать его из сахарного тростника и маниока, то под эти культуры пришлось бы отвести 14% всех посевных площадей страны. НЕ ВСЕГДА ВЫРУЧАЮТ РЕМНИ... И научные изыскания» и статистика убедительно свидетельствуют о том, что ремни безопасности значительно уменьшают вероятность тяжелых травм водителей и пассажиров при автомобильных катастрофах. Однако ремни выполняют свою функцию, только если ими правильно пользуются — ремень должен плотно прилегать к телу и даже слегка прижимать его к спинке сиденья. Если ремень слишком свободен, то при аварии человек ударяется о него и получает травму. Английские хирурги описали недавно случаи, когда в результате таком травмы оказалась разорванной подключичная артерия, через которую снабжается кровью рука. К счастью, своевременно оказанная помощь — срочная операция (протезирование сосуда) позволила спасти пострадавшему и жизнь, и руку. ВОДОРОД, УПАКОВАННЫЙ В ЦЕОЛИТЕ Водород все чаще фигурирует в печати как возможное топливо будущего. Но как I его хранить? До сих пор| наилучшим способом считалось использование гидрида какого-нибудь металла. А недавно предложено другое, более дешевое хранилище для водорода — природные цеолиты. Как сообщает «Journal of the American Chemical Society» (т. 99. с. 7075), эксперименты свидетельствуют, что цеолиты, в которые введены ноны церия (по три иона на элементарную ячейку), способны под давлением вбирать в себя водород в количестве до 1 % от собственного веса. ДИФРАКЦИОННАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Оригинальным способ использования энергии морских волн предлагают норвежские ученые. Как сообщает журнал «New Scientist» A978, т. 77, № 1089), этот способ основан на дифракции волн. Если на некотором расстоянии от берега установить параллельно ему цепочку бетонных блоков, разделенных определенными промежутками, то они образуют дифракционную решетку. В результате энергия всего волнового фронта может быть сконцентрирована на сравнительно коротком участке берега — высота волн на этом участке будет достигать 30 м. Остается устроить на берегу, выше уровня моря, резервуар, куда будет заплескиваться вода, и использовать силу ее падения для получения гидроэнергии обычным путем. По расчетам авторов, если сконцентрировать таким способом волны на протяжении всего 10 километров норвежского берега, можно будет получать ежегодно до 2000 гигаватт-часов энергии. КОКОСОВОЕ ЭЛЕКТРИЧЕСТВО Заканчивается строительство оригинальной тепловой электростанции на Филиппинах. Она будет работать на кокосовых орехах, точнее, на отходах, остающихся после переработки кокосовых орехов. Этих отходов на Филиппинах за год скапливается более 6 миллионов тонн, из
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ которых можно получить 2 миллиона тонн горючего, эквивалентного по своей теплотворной способности дизельному топливу. МИЛЛИОНЫ—НА ВЕТЕР Не успели еще свезти в музеи под открытым небом последние ветряные мельницы, как заработала первая ветряная электростанция. Произошло это событие в городе Клейтоне (штат Нью- Джерси, США) в начале нынешнего года. Если в 1974 году американцы израсходовали на исследования в области использования энергии ветра менее 2 миллионов долларов, то в прошлом году — почти 25 миллионов. По сообщению журнала «New Scientist» A978, № 1090), с помощью ветряных электростанции к 1995 году может быть удовлетворено 18% общей потребности США в электроэнергии. АККУМУЛЯТОР НА ТИТАНЕ Новую конструкцию аккумуляторных батареи предложили японские ученые из университета в Осака. Они заменили обычные свинцовые пластины пластинами из двуокиси титана, покрытыми 20-микронным слоем двуокиси рутения (для предотвращения пассивации). Такие пластины прочнее, легче, а главное — не подвержены анодной коррозии. В качестве электролиха используется, как обычно, серная кислота плотностью 1,29. Недостаток такой батареи —1 быстрая потеря вещества с, поверхности пластин; для борьбы с этим явлением предложено покрывать пластины тонким слоем пластика, пронизанного мнкропо- рамп,— это позволяет увеличить жизнь батареи более чем до 150 зарядо-разряд- ных циклов. «РАКОВАЯ ХРОМОСОМА»? Исследователи из онкологического центра в Хьюстоне (США), изучив хромосом-) ные наборы 13 женщин, больных раком молочной железы, обнаружили у 12 из них одну и ту же хромосомную аномалию — лишнюю хромосому; она образуется в результате слияния длинного плеча хромосомы, обозначаемой по общепринятой классификации номером 1, с какой-нибудь из пяти других хромосом. У обследованных 15 000 здоровых женщин такая аномалия не наблюдалась ни разу. Как пишет журнал «Science News» (т. 112, № 23), пока еще неясно, является ли эта лишняя хромосома причиной заболевания или его следствием; во всяком случае, теперь для онкологов открывается совершенно новое направление исследовании. ОРУЖИЕ ПРОТИВ ВРЕДИТЕЛЕЙ Чтобы вывести сорта сельскохозяйственных культур, которые не боялись бы вредителей, селекционеры испокон веков прибегали к искусственному отбору. Но как обнаружить самые перспективные сорта и линии? По' конечному результату, выбирая в каждом поколении те растения, которые лучше других устояли перед вредителями? Но тогда на выведение нового сорта уходят годы кропотливой работы. Гораздо быстрее можно добиться успеха, если точно знать, что именно придает растению устойчивость к вредителям. Например, недавно установлено, что вредители не трогают цветочные почки хлопчатника, если в них много танинов, а подсолнечник защищается от огневки с помощью ядовитых для насекомого ди- терпеновых кислот. Зная, какие природные соединения определяют устойчивость растений к вредителям, селекционеры получают возможность вести отбор по содержанию этих веществ, что намного ускоряет выведение новых сортов. 75
w %■ : Л** Sfe3 Правила гармонии В. ЗЯБЛОВ Слаб человек. Редко кому удастся устоять, когда на него смотрят сотни восторженных глаз, а сам он затянут в строгий сюртук, а кругом почтительная тишина, и только часы, выложенные на кафедру, неутомимо тикают, отсчитывают минуты и фразы монолога, который будет благого венно записан, а потом, разумеется, напечатан с разными скучными комментариями. Трудно в этакий момент удержаться и не разыграть роль, которую в сущности ждут от тебя,— не то всеведущего полубога, не то благодушного патриарха, не то гениального дурачка, якобы способного позабыть собственную фамилию. Словом, роль профессора. Слаб, слаб человек; но надо держать себя в руках, помнить, что и кафедра, и профессорский мундир, и оглушительно 76
тикающие часы всего лишь сценическим реквизит, и не в нем суть, а н этих славных молодых лицах, в этих мальчиках, которые готовы принять на ура иное лекторское коленце, по фальши не потерпят. Тут полезно вспомнить о вещах простых и надежных, например о фартуке, изрядно замызганном it прожженном кислотой, который предстоит надеть после лекции, и, пожалуй, еще об одном одеянии, совсем давнем. Был такой балахон огромных размеров. Можно было посадить к себе на плечи приятеля, надеть сверху - и шел по улицам Казани страховидный великан, и разбегались, крестясь, обыватели... Знатный был балахон, и время было веселое, а товарищи — точь-в-точь как эти... Впрочем, лекция идет к концу — господа студенты утомились. Надобно их развлечь. «...Следует иметь в виду, что природа избирает пути хотя и верные, по не спешные. Чему и следует у нее учиться нам, грешным. Мнение, будто спешка позволяет выиграть время, абсолютно ложно. Доказательство тому — мое вчерашнее наблюдение за одним из вас во время лабораторных занятий. Этот господин настолько торопился, что решил поставить два опыта сразу. В результате зацепил рукавом колбу н утратил свое вещество. Выигрыш от спешки, как это обычно и бывает, состоял только в том, что все пришлось начинать сначала». Не торопиться — если уж говорить всерьез, это был важнейший из всех секретов химического ремесла. А для этих зеленых юнцов попросту недоступный. Бутлеров хорошо помнил свою юность, помнил, как невыносимо ждать целыми днями, а то и педелями, пока реакция созреет, пока вещество отлежится в покое и вырастет из^ раствора правильными чистыми кристаллами. Вот и начинаешь пороть горячку, суетишься, обжигаешь руки, да так и не добьешься успеха и с досады грохнешь колбой об пол. А потом—начинай все сначала. Сто потов сойдет, прежде чем приучишь себя к вдумчивой неторопливости и поймешь, что она-то, в сущности, только ускоряет дело. И счастлив тот, у кого есть учитель, владеющий этим секретом. Его собственный учитель — добрейший Карл Карлович Клаус,— как па грех, попять этого не мог: его захлестывал собст- # венный темперамент. Клаус, бывало, ногами топал от нетерпения, выпаривая целыми ведрами малиновые, желтые и зеленые растворы каких-то неведомых «земель», найденных им в уральской платиновой руте. Bee эти растворы он шал на пкус, раз личал «земли» чуть ли не по запаху, отважно помешивал чуть ли не пальцем царскую водку и целыми днями не вылезал из лаборатории. 11 вдруг все бросал — терпения не хватало — и столь же яростно принимался гербаризировать. Ботаник, живописец, нумизмат, игрок в вист, чудаковатый и рассеянный, как герои Гофмана, обсыпанный нюхательным табаком, Карл Карлович мало напоминал традиционно-чопорного немецкого профессора, однако по-русски говорил с изрядным акцептом, а в запале и вовсе переходил па родной язык. Химических теорий, придуманных после Берцелиуса, он не признавал, вообще относился к высоким материям без излишнего почтения, но при всем том оставался любимейшим учителем, мастером своего дела. Химиком милостью божьей. 2. В лабораторию Клауса Бутлеров пришел еще па первом курсе, в счастливом для учителя 1844 году. После долгого сопротивления таинственная, не желавшая открывать себя «земля», та, которая окрашивала растворы рудных остатков в розовато-алый цвет, наконец сдалась. Карл Карлович исхитрился отделить ее от других окислов, и вот па донышке сосуда осталась щепотка тяжелого серого порошка — металла, который еще не держал в руках ни один человек, хотя руду из того же месторождения изучали многие славные химики. Клаус назвал новый элемент рутением, в честь России, именуемой по-латыни Ruthenia, и с упоением принялся его изучать. Гербарий, коллекция монет — все было забыто; лекции читались второпях, а лаборатория окончательно стала походить на адскую кухню. Сюда и угодил шестнадцатилетний энтузиаст-доброволец, получивший в качестве рабочего места подоконник. Это утро запомнилось ему... Запомнился и другой день, спустя два года, когда он вернулся к Клаусу из экспедиции в южноуральские степи, худой, почерневший, обритый наголо после тифа. Наука, едва только юный Бутлеров успел ступить па ее порог, предупреждала: шутить она не любит. И все же наука была делом весьма веселым Чтобы увериться в этом, надо было видеть неугомонного Карла Карловича, когда он показывал студентам— комичными, но изумительно ловкими движениями,— как изгибать хитроумную стеклянную трубку для сжигания веществ; 77
надо было поглядеть на хохочущих студентов: один из школяров, давясь от смеха, по пробовал повторить колдовские ужимки профессора над паяльной лампой и трубку-таки сломал. Наука была делом таинственным. Умельцы, способные созидать тысячи удивительных вещей, пасовали перед вопросом «почему». Почему получается такое вещество, а не другое? Почему похожие вещества ведут себя по-разному, разные — подражают друг другу? От этих вопросительных знаков начинало буквально рябить в глазах, когда речь заходила о хаотической и не поддающейся никакому учету груде веществ, именуемых органическими. Преданный химии. минералов, Карл Карлович от этих веществ попросту отмахивался: бог знает, что они такое. К счастью, бок о бок с Клаусом в Казанском университете работал другой химик — адъюнкт-профессор Николай Николаевич Зинин. Совсем еще молодой — тридцать с небольшим, только что открывший свою знаменитую реакцию превращения нитробензола в анилин, Зинин выглядел больше товарищем, чем наставником; но какой кладезь знаний! Знал все: ботанику, зоологию, минералогию, аптечное дело, высшую математику... Вскоре после их знакомства Зинин перебрался в Петербург, и поработать как следует под его началом не удалось. И все же он успел заразить студента Бутлерова жгучим интересом к хрупким и непонятным веществам, из которых состоят все живые существа. Не последнюю роль сыграл и начавший уже прорезаться «бычий» бутлеровский характер — бутлеров- ское упорство: никто не понимает? Ну что ж, а мы поймем! 3. ...Надевши фартук и усевшись у стеклодувного столика, можно помолчать. После лекции оно и кстати — устает горло. И ничто так не успокаивает, как привычные движения, привычное дело, надежно приводящее к нужному результату, из хрупких стеклянных трубок вырастает стройное тело миниатюрного приборчика для перегонки. За спиной теснятся студенты. Пускай последят за руками учителя, это им пригодится: здесь не Геттинген, готовых приборов и реактивов им никто давать не будет. Карл Карлович, пожалуй, был не так уж прост — это был прирожденный педагог. Все свои исследования он делал на глазах учеников. Но достаточно ли этого — научить работать руками? Что вообще требу- 78 ется от учителя? У этих молодых, молча столпившихся вокруг столика, чего доброго, побольше замыслов и идей, чем у иного академика. Прав был Юстус Лнбих: теория требует полета, а когда ж и летать, как не в молодости... Любопытнейшее зрелище являли собой химические съезды времен его молодости. Собирались на них решительные, мрачноватые, не особо речистые люди с жилистыми руками мастеровых Иным из них явно недоставало светской благовоспитанности, в пылу дискуссии порой разносилось под академическими сводами крепкое словечко; иные, при могучем телосложении, постоянно покашливали, у кого не хватало на руке пальцев, у кого и глаза — сказывалось близкое знакомство с хлором, фосгеном, гремучей ртутью. В толпе этих учеников чародея были и немцы, н русские, и" французы — те самые еще неведомые миру классики, чьн бородатые лица украсят потом стены университетов и страницы учебников, из чьих трудов составятся целые главы науки. Бутлеров вошел в их круг в конце 50-х годов. Ему исполнилось тридцать — возраст, когда химик набирает полную силу, возраст главных открытий; он успел стать профессором, обзавестись семейством; он был уже признанным экспериментатором, и все сколько-нибудь известные химики Европы были с ним коротко знакомы. Неторопливый, не лишенный некоторого тяжеловесного изящества, он осторожно посмеивался, когда дебаты принимали совсем уж не парламентский характер, однако внимательно выслушивал всех оппонентов. Химикам было о чем поспорить. Все проблемы, все эти проклятые «почему» вдруг оказались завязанными в один узел, ит них нельзя было отмахнуться; невозможно было задвинуть органические вещества в дальний угол до «лучших» времен— эти времена наступили. Даже формальный, казалось бы, вопросик, как писать формулы веществ, оставался неясным до безобразия: чуть ли не каждый химик изобретал собственную систему. Это было время неуступчивых фанатиков. Время решительных, отчаянных деклараций. Иные же заявили, что вообще отказываются от каких бы то ни было формул: химические формулы — насилие над природой, ибо нам-де дано наблюдать превращения веществ, но не разгадывать их сущность... Да, многое можно было отдать за то, чтобы провести в этом разноголосом обществе хотя бы денек. Человеку с критическим
складом ума оно вдвойне интересно. В самом деле: собрались представители новейшей науки, трезвой, положительной пауки, гордые тем, что признают только факты, ничего кроме фактов, — и это пе мешает пм на глазах у просвещенной публики яростно пререкаться о том, чего, быть может, вовсе не существует, чего нельзя ни увидеть, пи измерить. Ведь задача состояла в том, чтобы заново, во второй раз после Дальтона, четко и недвусмысленно договориться о том, что есть атом и что есть молекула; понять, каким образом группируются атомы при образовании сложных веществ. Даже пе столько попять, сколько угадать, прозреть, мысленно сконструировать (сто лет спустя, во второй половиКе двадцатого века, это будет называться моделью строения вещества). Кое-какой прогресс уже намечался. Возникли теория типов и теория радикалов, с грехом пополам удалось объяснить кое-какие свойства загадочных органических веществ. В воздухе витало предчувствие истины. Два молодых химика одновременно и не сговариваясь предложили новую гипотезу. С одним из них — шотландцем Купером Бутлерову познакомиться пе довелось: непонятый, осмеянный высокомерными «столпами», Купер рано сошел со сцены — позже стало известно, что он сошел с ума. Другим был блестящий юный красавец в пышных, явно для солидности выращенных бакенбардах — профессор Август Кекуле из Геттип- гена. Этот был пе чета робкому Куперу и одной своей иронией мог сразить любого противника. Да еще па любом из шести главных европейских языков. Но и Бутлерову не занимать было нп темперамента, ни остроумия, и, пожалуй, впервые кокетливый и самонадеянный Кекуле почувствовал в упрямом славянине достойного соперника. А может быть, союзника? В догадках Кекуле проглядывала еще не ясная гармония — так в какофонию инструментов, настраиваемых перед концертом, внезапно вторгается стройная фиоритура. Вслед за Купером Кекуле предполагал, что углерод «четырехатомен» и способен соединяться в цепи. Тем пе менее всякое упоминание о шотландском единомышленнике приводило немца в бешенство. Он начинал от всего открещиваться и кричал, что все эти разглагольствования о цепочках пе стоят выеденного яйца. Было ясно, что он страстно мечтает быть первым и единственным, а пуще того — боится связать свое имя и научную судьбу с неудачником Купером. Бутлеров чувствовал: разгадка где-то рядом, и она проста. Нужно отрешиться от любых посторонних суждений, отбросить их, как выздоравливающий отбрасывает костыли. Ни один ученый пе в силах рассказать, как он пришел к своей главной идее. Это происходит неожиданно: вдруг нечто доселе разрозненное становится па свои места, туманное оказывается ясным, загадочное — понятным. II логики здесь не больше, чем при рождении мелодии или поэтического образа. Вдруг осенило — иного слова Бутлеров пе мог бы подыскать. 4. Но давайте разберемся по порядку. Углерод четырехатомеп, как это понять? Четверосвя- зап, «четверорук». Пускай это будут не руки, а крючочки наподобие тех, которые рисовал когда-то Пьер Гассепди, славный атомист, — вот и представим себе, что крючочками углерод зацепляется и за кислород, и за водород, а может зацепиться и за еще один углеродный атом. Загадка в том, что многочисленные вещества, состоящие из одних и тех же трех элементов, обладают самыми разными свойствами. Так пе потому ли они столь много- различны, что дело пе только в составе атомов, а в том, как они соединяются? Сколько вариантов сцепления — столько и веществ. Итак, надлежит исходить из того, что атом есть не какая-то условная единица из- мереция (современники Бутлерова говорили — «пан вещества»), а реальное тело с конкретными свойствами. Со своим, что ли, способом присоединять к себе другие атомы. Дадим волю фантазии. Вообразим этот атом углерода, от которого, словно росток из семени, отходит, отрастает цепочка атомов. Связи ветвятся, придавая химической молекуле сходство с каким-то экзотическим злаком. И химик, этот чудо-садовод, отсекает одни веточки, прививает другие... Так химия создает новые вещества. А теперь все забыть и сухо, точно изложить свое объяснение для педантичной ученой братии. Углерод четырехатомеп. Это значит, что один атом присоединяет к себе четыре других. Это — первое. Второе: углерод способен соединяться в цепи, прямые или разветвленные. И третье: свойства атомов меняются под влиянием соседей, входящих в состав одной н тон же молекулы. Пройдет время, и станет ясно, что простые эти правила организуют и предопределяют неисчерпаемое многообразие орга- 79
нических соединений, подобно тому как правила гармонии творят музыку из хаоса звуков, как правила стихосложения упорядочивают поэтическую речь. Подтвержденные самыми изощренными физическими экспериментами, по-новому истолкованные в терминах квантовой химии, они станут, как некие «правила ума», основой мышления химиков-органиков; они, эти правила, позволят угадать молекулярную структуру любого вещества, представят ее в виде изящной формулы; более того, написав формулу, можно будет «по ней» создавать еще не существующее вещество, творить мир заново из углеродных атомов и углеводородных радикалов... Органический синтез — вот что вырастет, ни много ни мало, из правил гармонии, о которых в 1861 году доложил на съезде естествоиспытателей и врачей в баварском городке Шпейере профессор химии из Казани Александр Бутлеров. 5. Хорошо, когда все идет своим чередом, и день проходит, как намечалось. Сначала лекции, потом лаборатория, день — как прожитая в миниатюре жизнь. И вот наступает вечер — покойное кресло и музыка. Вечер жизни. Даже не верится: никаких хлопот, никаких неожиданностей — все так хорошо и спокойно. А ведь это, говорят, ужасно, когда не хочется нового. Но не зря сказано: умножающий знание умножает скорбь. Теперь, пожалуй, самое время поразмыслить иад смыслом пауки. Ученые расчленяют мир на составные части, соответственно главам своих учебников, но природа не знает никаких рамок и классификаций, для нее иет органических и неорганических веществ. Гармония — вот что умерщвляется в наших экспериментах. Природа едина, как этот мощный аккорд. Разложите-ка его па составляющие части — что останется? Постижение гармонии, ясность даются ученым трудней, чем художникам, — оттого, быть может, искусству доступно нечто более сокровенное, чем науке. Вот и вязнут в мелочах, расщепляют волос на четыре части... Под старость он стал завсегдатаем оперы, усердным посетителем концертов. Частенько и сам садился за рояль. Потеть допоздна в лаборатории ему уже не по силам. К пятидесяти годам у Бутлерова — богатыря, когда-то гнувшего вензеля из чугунной кочерги, ходившего па охоту за десятки верст, — начало сдавать сердце. Много воды утекло с той поры, когда он осуществил свои первые синтезы — получил уротропин и еще одно странное вещество, похожее па сахар. В 1868 году сорокалетнего Бутлерова пригласили (между прочим, по предложению Менделеева) в Петербургский университет, :' вскоре он сподобился стать экстраординарным, а там и ординарным академиком императорской Академии паук. Обзавелся учениками и последователями, издал «Введение к полному изучению органической химии». Теория строения мало-помалу пробивала.себе дорогу: тех, кто не признавал его правил гармонии, убедили синтезы веществ, существование или, лучше сказать, возможность которых предсказывала теория. Ученики подхватили его идеи; наметилось и повое' направление исследований — полимеризация олефипов, реакция, из которой в следующем веке выросла химия полимеров. А все-таки атомы, молекулы, цепи и реакции — вся неисчерпаемая химическая кухня — не заслонили от пего природу. Ведь он был, что называется, сыном земли, потомком тех, кто жили па земле и, как могли, благоустраивали землю; может быть, поэтому он с молодых лет увлекался делом, как будто далеким от университетской пауки, — пчеловодством. Началось это, по видимости, случайно: кто-то подарил ему несколько колод с пчелами. А дохода эти пчелы никакого не приносили. Другой па его месте заменил бы эти колоды усовершенствованными ульями и успокоился бы. Но хозяин Бутлеровки был еще и профессором. Он взялся за пересмотр всего пчеловодного дела. Пригодились его познания в энтомологии - ведь еще дипломная (Работа Бутлерова была совсем не па химическую тему, а, странно сказать, о бабочках. Он прочел публичный доклад о пчеловодстве, такой же рсповательпый, даже основополагающий, как прославивший его доклад об основах теории химического строения. Издавал брошюры и руководства, редактировал специальные издания. Для многих было бы большой неожиданностью узнать, что «отец русского рационального пчеловодства» (название одной из книг о Бутлерове), оказывается, сделал что-то и в химии... 6. Но наука, как верная жена, не отпускала его от себя. Неизменно в урочный час Бутлеров появлялся в лаборатории, усаживался за стеклодувный столик или степенно шагал к своему рабочему месту в общей комнате. Не было у него, как когда-то и у Карла Карловича Клауса, никакой «про- 80
фсисорскоп», он работал среди студентов и па глазах у студентов, к этому все привыкли — иной раз кто-нибудь запоет потихоньку за работой, а из угла ему вторит неожиданный для солидной бутлеровскон корпуленции тенорок профессора. Когда в 1880 году исполнилось тридцать лет его преподавательской деятельности, он попросился было в отставку. Посыпались петиции, просьбы — пришлось взять прошение назад. Да и едва ли он сумел бы обойтись без общения с молодежью. II он читал свои лекции до самого конца — научные для студентов Петербургского университета н слушательниц Высших женских курсов и публичные, то есть научно-популярные. Бутлеров не дожил трех недель до 58 лет. Его смерть казалась случайной, неожиданной. Но друзья, врачи и жена Надежда Михайловна знали другое: могучий некогда организм износился, Бутлеров устал от жизни. Свой последний день — 5A7) августа 1886 года — Бутлеров провел хорошо; боль в ноге, мучившая его несколько месяцев (у него находили воспаление вен), внезапно утихла. Он находился у себя в деревне; гулял по лесу с ружьем; вернувшись, сел за стол и уронил голову. К нему подбежали — он был без сознания. Вечером он умер. Тромб застрял в легочной артерии. ..К человеку, который рожден стать Учителем, ученики стекаются сами, их не пугает перспектива пройти вслед за ним его трудный путь. Условия, в которых жили и трудились воспитанники Бутлерова, уже не студенты, а дипломированные химики, по- нашему аспиранты, те, кто немного времени спустя станет гордостью страны, — были совсем не блестящи. Лишь немногие из них получали от университета или академии скудное жалованье. Прочие, работая в лаборатории, были принуждены зарабатывать на жизнь где-то на стороне. И все же от энтузиастов не было отбоя. Среди учеников Александра Бутлерова — несколько десятков известных химиков, оставивших след в науке. Назовем хотя бы тех из них, чьи имена закреплены в названиях открытых ими реакций и закономерностей: А. М. Зайцев, В. В. Марковников, В. Е. Ти- щенко, А. Е. Фаворский, М. И. Коновалов. Если к этому добавить, что многие из его питомцев позднее сами возглавили кафедры химии в различных учебных заведениях России, то окажется, что большинство ныне живущих советских химиков-органиков — научные «внуки» и «правнуки» Александра Михайловича Бутлерова. Бутлерова, великого химика, одного из создателей теории строения, отца русской химической школы. Московская речь о Бутлерове В. В. МАРКОВНИКОВ Мм. Гг.! Мы сошлись здесь не для радостного юбилейного чествования научной деятельности кого-либо из наших собратьев, не для того, чтобы поделиться с вами какими-либо интересными научными сведениями, мы собрались в память неожиданной и преждевременной смерти одного из выдающихся деятелей русской науки. [...] Большинство уже забыло, как жил культурный русский человек 30-х, 40-х и начала 50-х годов, успокаиваемый признаками внешней силы своего отечества и не замечая, как он все более и более покрывался плесенью. Мы так давно жили в удушливой, спертой атмосфере, что тяжесть атмосферного давления перед бурей переносилась нами совершенно спокойно, до тех пор пока не прогремели севастопольские громы. Гроза сразу очистила воздух, и мь\ убедились, что при таких условиях дышится несравненно легче. Нам захотелось дышать полной грудью, упиться до конца этим ошеломляющим воздухом свободы, и мы надышались им до одурения. Высокая стена, отделявшая Россию от Европы, сразу была разрушена. Теперь нам постоянно твердили: смотрите на Запад, дома вы ничего не найдете, кроме мерзости запустения. Привыкши слушаться команды, мы повернули налево кругом, и нашим заспанным глазам представилась неясная туманная картина культурного Запада. Помогла горю наша литера- Речь Марковникова, произнесенная в Московском университете вскоре после кончины А. М. Бутлерова, опубликована в «Трудах Института истории естествознания и техники», том XII (М., 1956). Воспроизводится с сокращениями 81
тура. Она быстро установила перед нами свои камеробскуры и начала показывать ряд интереснейших картин в два света. Все, что изображало жизнь Запада, освещалось ярко, цветисто, а рядом с этим для контраста показывались картины из русской жизни, где все уродливое при вечернем освещении давало еще более крупные тени. Особенно привлекательно была выставлена западная наука, и мы устремились к ней со всем пылом юношеской страсти, тем более, что сзади нам вдогонку раздавались тысячи голосов: помните, что вы далеко отстали! Спешите наверстать упущенное время! Когда тут было разбирать и осматриваться, и мы упивались идеями этой науки, не успевая отличить созревшее от незрелого с привычной нам самоуверенностью, что русский желудок все переварит. Однако он оказался обыкновенным желудком и не переварил сразу массу пищи, внесенной в него после предварительного голодания. Начались спазмы. Дальнейшее все известно. Бутлеров был одним из первых русских молодых ученых, воспользовавшихся возможностью ознакомиться ближе с наукой на месте ее рождения. Но он поехал за границу уже с таким запасом знаний, что ему не было надобности доучиваться, как это делало большинство потом командированных за границу. Ему нужно было видеть, как работают мастера науки, проследить зарождение и войти в тот интимный круг идей, которым легко обмениваются ученые при личных разговорах, но очень часто держат их при себе и не делают предметом печати. При таких условиях естественно, что Бутлеров мог легко ориентироваться во всем новом, что представлялось его умственным очам. Любовь к своей науке и правильное, честное понимание дела, лежавшего на нем как на профессоре, не позволяли ему отвлекаться иными вопросами, и он вполне предался изучению современных положений химии и предстоящих ей ближайших задач. С основательным запасом научных знаний, и притом владея совершенно свободно французским и немецким языками, ему не трудно было стать на равную ногу с молодыми европейскими учеными и благодаря своим выдающимся способностям избрать свое верное направление [...] Химическую лабораторию в Казани Ал. М. получил в весьма примитивном состоянии. Ее рабочее помещение состояло только из одной залы в семь окон. В ней было два изразцовых стола, большая печь для приготовления калия, горн, песчаная баня и две переносные калильные печи. Вот и все устройство для работ. Тут велись научные исследования, здесь же приготовлялись опыты для лекций, мылась грязная посуда, а за невысокой перегородкой была каморка для знакомого многим казанским студентам старика-служителя Гаврилыча, который по вечерам пускал в ход свою «лабораторию» — тер для продажи нюхательный табак. Студенты работали на окнах. Газу не было. Нагревание шло спиртовыми лампами или углями, а когда приходилось делать органический анализ, то примащивались кое-как на печке для калия. Но не красна изба углами, красна пирогами. В Москве и Петербурге лаборатории были гораздо лучше, однако лишь в Казани вышло открытие рутения и замечательное исследование Клауса над платиновыми металлами, и классические работы Зинина с искусственным получением анилина и нафталина, положившими впоследствии начало громадной промышленности анилиновых красок, работа, о которой знаменитый Гофман сказал, что ее одной достаточно, чтобы вписать имя Зинина золотыми буквами в историю науки. При такой же обстановке вел свои первые работы и Ал. М. Пример весьма поучительный, до наглядности ясно показывающий, что при всякой, самой неблагоприятной обстановке можно работать с пользой для науки, если есть желание. Не верьте, если какой-либо ученый вам скажет, что он поставлен в такие условия, что не может работать. Это говорит человек, не имеющий внутреннего побуждения к работе. Благоприятных условий нужно искать прежде всего в себе самом. Немногим была лучше обстановка казанской лаборатории, когда выходящие из нее исследования впоследствии доставили ей почетное место в Европе. В России это заявил публично известный Энгельгардт, когда на обеде, данном московскими химиками нам, приезжим химикам, во время съезда 1866 г., он, предлагая первый тост за Ал. М., сказал: «Русский человек привык молиться на восток; так и нам, русским химикам, приходится обращаться к самой восточной лаборатории и ждать от нее света». Но нельзя, конечно, отрицать, что при более благоприятных условиях ученый, стремящийся разрабатывать свою науку и принести возможно большую пользу тем, которых он учит, может сделать гораздо более. Такие благоприятные условия должны быть прежде всего нравственного свойства, а материальные средства уже явятся сами собой, лишь было бы сознание необходимости помочь и желание помочь. К счастью для Ал. М. и для всей русской науки, эти условия нашлись в Казанском университете. Как его питомец, я горжусь тем, что этот бедный университет, не имевший тогда более 300 студентов, находил всегда возможность прийти на помощь преподаванию и научным работам своих профессоров. Познакомившись с громадным преимуществом работать на газе, Бутлеров немедленно после первой поездки за границу хлопочет об устройстве газового завода для лаборатории. Правление Университета тотчас же дало на это средства. В то же время в самой лаборатории были сделаны некоторые переделки, устроен шкаф для тяги, и рабочее помещение увеличено одной комнатой. Из этой-то маленькой комнаты и вышли те работы, которые сделали Бутлерова знаменитым. В ней можно было работать только троим. Нельзя не упомянуть о том, с какой опасностью соединялись наши занятия в лаборатории. По недостатку средств немыслимо было и думать об устрой- 82
стве особого здания для нашего газового заводика, а потому решились поместить печь с ретортой под передней, а газометр в 300 кубических футов под главной рабочей залой. Нашими газовыми мастерами были два отставных солдата-татарина. Кто понимает, что такое значит взрыв на газовых заводах, тот согласится, что мы работали как на вулкане. Впоследствии, когда Ал. М. перешел уже в Петербургский университет, я переделал весь газовый аппарат и изменил способ добывания газа. Совет Университета дал на это средства с тем, чтобы химическая лаборатория снабжала газом другие лаборатории. Таким образом, получили газ, кроме физического кабинета, раньше им пользовавшегося, еще лаборатории технологическая, ферментологи- ческая, физиологическая и ботаническая, но для этого пришлось поместить под собой еще новый газометр в 5G0 куб. футов. Денежные средства лаборатории были по-прежнему, однако, очень скудны. Сколько припомню, она получила штатной суммы только 400 р.; к этому ежегодно прибавлял столько же Университет. Но и эти средства, конечно, ничтожны. Ведь материалы и посуду приходилось выписывать из-за границы и только немногое из Петербурга, так что за перевозку переплачивалось рублей по 200 в год. Бедность была такова, что не на что было заказать рабочий стол для практикантов, число которых с каждым годом возрастало. В 1859 г. я, будучи студентом 4-го курса, по подписке между работавшими собрал 12 р. и заказал стол на 6 рабочих мест. Ал. М. прибавил недостающие 10 р. своих. С уставом 1863 г. мы вздохнули свободнее. Лаборатория стала получать 1700 р. Нам это показалось тогда огромным богатством. [...] Преподавательский талант, искусство экспериментатора, самостоятельная разработка основных теоретических вопросов науки — все это вместе не могло не выразиться особенным влиянием как на учеников Ал. М., так и на других русских химиков. Все они без изъятия признают, что Бутлеров создал самостоятельную школу русских химиков, которая признает его своим главой. Несколько лет тому назад в двух столичных русских университетах, не считая Петербурга, где он был сам, и в одном провинциальном университете кафедры химии занимались учениками Бутлерова. Но к этой школе принадлежат не только непосредственные ученики Ал. М. и ученики его учеников, а за малым исключением и все остальные русские химики. Такого широкого значения не имел еще ни один из его предшественников, и если принять во внимание число его учеников и его последователей, то он должен по справедливости считаться отцом русской химии. Ему главным образом обязаны мы тем, что несмотря Hci многие неблагоприятные условия для науки в России, несмотря на то, что Запад продолжает смотреть на все русское со значительной долей презрения, русская химия успела в четверть века занять место выше химии многих государств Запада, гордящихся своей древней культурой. [...] Даже людям, близко его знавшим, казалось иногда странным и непонятным, что этот человек, столь мягкий, добрый, уважающий чужое-мнение, внушавший симпатию всем, кто с ним соприкасался, выставляет себя иной раз рельефно, чтобы принять на себя все стрелы нападающих. Недолго думая, это называли просто странным. Но если проследить все подобные случаи, то нетрудно заметить в них не только совершенную последовательность и аналогию, но даже полную соответственность с теми чертами его характера, которые приятно поражали каждого при первой с ним встрече. Я умышленно употребляю выражение «выставлялся рельефно», во-первых, потому, что нельзя сказать «резко», так как резкость и Бутлеров — это два несовместимые понятия, и, во-вторых, потому, что всегда, за исключением, сколько мне известно, только одного раза, в подобных обстоятельствах он не был нападающим. Таким он был в частной жизни, таким же и в общественной. Перебирая в своей памяти время нашего знакомства, я припоминаю некоторые случаи из его казанской жизни. В первый или второй год по возвращении из-за границы, где Ал. М. имел возможность познакомиться с совсем иным строем жизни, чем тот, который был у нас и остался еще в значительной степени теперь не только в провинции, но и в столицах, он на рождество приклеил у себя на дверях билетик с такой приблизительно надписью: «Ал. М. Бутлеров визитов не делает и не отдает, но всегда очень рад видеть у себя своих добрых знакомых». Нужно знать, как свято чтут визиты в провинции, чтобы понять, какой переполох произвела эта записка. А Бутлеров был знаком почти со всем городом. Благодаря именно визитам, новость облетела в один день весь город и всех возмутила. Один, известной фамилии, тогда еще богатый помещик, а потом служивший как крупье в игорных домах Петербурга, окончательно оскорбился и объявил в клубе, что прекращает с Бутлеровым знакомство. На пасху, однако, объявление на дверях появилось вновь, на следующее рождество тоже. Это, конечно, мелочный факт, но подобные мелочи не характерны лишь для мелочных характеров. [...]
Волшебный турмалин В древних трактатах встречаются описания минералов, способных притягивать к себе некоторые вещества и материалы. Янтарь, сера и альмандин, если их поте- реть или подогреть, притягивают шерсть, солому, обрывки бумаги. Магнетит и пирротин притягивают железные опилки. Древние рудознатцы, врачи и колдуны полагали, что магнитов на свете множество: алмаз будто бы притягивает мясо; карак (разновидность карбонатного оникса] — уксус, битумы — пламя, соль — воду и так далее. Называли магниты для меди, серебра, золота и даже для насекомых и рас- Зададим вопрос: действительно ли в природе есть, кроме магнетита и янтаря, другие притягивающие материалы! Вопрос этот не так прост. Представьте себе, что об этом спросили средневекового алхимика или рудознатца. Он подошел бы к делу чисто практически: начал бы перебирать камни своей немудреной коллекции, пробовать, что прмтя< гивает каждый из них. И вот рудознатцу попадается кристалл; длинный и немного похожий на нынешний карандаш. С торца поглядишь: у него три грани, но они — не плоские, а выпуклые, так что кристалл слегка напоминает еще вытянутый бочонок. Грани вдоль немного расштрихованы. Блеск у минерала — стеклянный, цвет же — удивительный: один конец почти бесцветный, другой темный, почти черный; иные образцы того же минерала бывают многоцветными, с тремя оттенками одновременно. А иногда сердцевина камня окрашена в красно- розовые тона, а края синие или зеленые.
ш '!Л Прежде чем сообразили, что у всех этих кристаллов близкий, по сути дела один и тот же состав, их называли по-разному. Темно-красный — рубелитом: он похож на корунд, а если обработан и вставлен в перстень, то его трудно отличить от старинного лала, альмандина, разновидности граната. Темно-синий кристалл называется индиголит; черный — шерл, а как в таком случае именовать полихромныи! Минерал этот встречается во многих местах земли. Он твердый: царапает стекло и большинство минералов, сам же поддается только алмазу и корунду. Если царапаешь кристалл вдоль, он оказывается мягче, а поперек — тверже. Переломишь кристалл, и на изломе он похож на каменный уголь, даже кажется непрозрачным. По весу чуть тяжелее стекла. Химический состав минерала непостоянен. В нем есть соединения натрия, кальция, магния, алюминия, кремния, бора и многих элементов- примесей (хрома, титана лития, фосфора, бериллия, меди, бария, цезия]. В зависимости от состава минерал тоже называли по-разному: дравит, шерлит, эльбаит; названий было множество. В 1703 году местный житель привез в Европу кристалл с Цейлона (ныне Шри- Ланка], он именовал его турмали. Отсюда современное название камня — турмалин. Химики, алхимики, геологи и врачи изучали его долго и тщательно. И оказалось, что турмалин обладает крайне удивительными свойствами. Если турмалин нагревать, он начинает притягивать сурик и серу. Поднесите нагретый минерал к смеси серы и сурика и увидите, что один конец его притянет серу и станет желтым, а другой — сурик и станет красным. Пыль и золу оба конца притягивают одинаково. Для того, чтобы опыт с суриком и серой удался после нагревания до 120'С надо кристалл быстро провести через спиртовое пламя и дать ему немного остыть, а потом посыпать смесью. Вот тогда кристалл-карандаш станет двуцветным. Если его потом охлаждать, то в какой-то момент, при комнатной температуре, порош- >i'li *
ки осыплются и кристалл примет первоначальный цвет. Теперь вынесите его на мороз, дайте слегка остыть и снова посыпьте порошком. Кристалл вновь станет двуцветным, но окраска концов поменяется местами. Лучше всего опыты получаются с темно-зеленым турмалином из Бразилии. Значит, турмалин — тоже что-то вроде магнита для некоторых веществ? Ныне известно, что турмалин обладает полупроводниковыми свойствами, а также способностью к двойному лучепреломлению. Некоторые кусочки его при разогревании на сильном огне легко сплавляются в пузыристое стекло. Никакими кислотами турмалин не разлагается, поэтому при разрушении горных пород и жил турмалин уходит в россыпи, где его раньше преимущественно и добывали. Так было на Цейлоне, в Индии, на Мадагаскаре, у нас на Урале и в Калифорнии близ Сан- Диего. Древние минералоги не умели отличать зеленую разновидность турмалина от изумрудов, а красные и малиновые — от яхонтов. Путали турмалин с аквамаринами и даже с сапфирами. Синие индиголиты Цейлона так и нарекли цейлонскими сапфирами. Поэтому чудесные свойства турмалина приписывались и другим камням. Исключительно красивы турмалиновые солнца, когда на поверхности скалы или жилы вы видите радиальмо-лу чистые сростки темного турмалина. Кристаллы здесь обычно разной длины и толщины и сходятся только концами. Черное солнце земных недр! К очень сильным магнитам, если полюса их сближены, притягивается немало минералов (пироксены, турмалин, амфиболы). Известно также много минералов, которые сами электризуются при нагревании. Но ни один из них, даже нагретый, сам не притягивает ни серы, ни сурика. У турмалина есть еще одно удивительное свойство, в особенности у темно-красных разновидностей его с Урала (деревня Сарапулка). «Днем, при солнце, — пишет академик А. Е. Ферсман, — в ограненном виде Сарапул ьский камень производит сильное впечатление, но достаточно зажечь спичку или электрическую лампу, чтобы камень потерял всю живость и блеск. Это один из главнейших недостатков красного турмалина, не позволяющий занять ему заметное место в ювелирном деле». Но это же свойство, лучше сказать, достоинство турмалина, позволило понять явление так называемого «запирания», или «стопоре- ния» света, когда решетка кристалла по- разному пропускает видимый свет различных спектральных областей. (Это явление сходно с александритовым эффектом, известным многим: днем минерал выглядит зеленым, а при искусственном освещении — красным или розовым; древние минералоги так и говорили: утро у камня зеленое, а вечер кровавый.) Но и на этом удивительные свойства турмалина не кончаются. Из анизотропного кристаллического тела можно выбить (если осторожно стучать молоточком по кристаллу) блестящий шарик почти правильной формы, так как турмалин при раскалывании обладает свойством образовывать сферические поверхности. Сейчас турмалин совершенно забыт ювелирами и в гранильном деле не применяется. А раньше за него платили бешеные деньги. И в Западной Европе, и в России, когда Д. Тумашев в 1668 году нашел на уральской реке Нейве красный шерл. В 1791 году за сросток кристаллов величиной в полтора дюйма в Москве платили 200—300 рублей. Цены по тем временам неслыханные. Я убежден, что турмалин — один из наиболее замечательных и загадочных минералов и его свойства еще как следует не изучены. Доктор геолого-минералогических наук Ф. П. КРЕНДЕЛЕВ 86
Полезные советы химикам Как рассчитать состав сплава Обычная логарифмическая, или счетная, линейка известна всем — и школьникам, и инженерам, и ученым; с ее помощью можно делать самые различные расчеты, порой достаточно сложные. Но когда нужно выполнять много однотипных операций, можно обходиться более простыми устройствами. Например, в химии очень часто приходится решать задачи на смешение и нахождение процентного состава, связанные с составлением пропорций. Подобные вычисления может значительно облегчить специальная линейка с движком и двумя бегунками, по конструкции похожая на логарифмическую (см. рисунок), ио в принципе от нее отличная. Вот как пользоваться этой лииейкой. Например, у нас есть два куска сплава свинца и олова — один, содержащий 35% Sn, a другой — 75% Sn; спрашивается, сколько надо взять того и другого сплава, чтобы получить сплав, содержащий 60% Sn? По неподвижной шкале установим бегунок А на деление 35, бегунок Б — на деление 75, а нулевую точку движка ■— на деление 60 линейки; тогда заметим, что по Шкале движка слева от нуля бегуиок А указывает на цифру 25, а справа/ от нуля бегунок Б - на цифру 15. Отношение этих величин 15: 25 = 3 : 5. из чего следует, что для того, чтобы получить сплав необходимого состава, нужно взять три весовых части сплава, содержащего 35% Sn, и пять весовых частей сплава, содержащего 75% Sn. Аналогично можно решать задачи на растворы, причем если число компонентов более двух, то задачу решают постепенно, попарно комбинируя компоненты. В случае тройных и четверных систем можно пользоваться более сложными счетными приборами, на которые мною получены авторские свидетельства: счетный прибор для определения коицеитрацин тройных сплавов (а. с. № 84990), счетный прибор для определения процентного состава четверных систем (а. с. № 113256), счетный прибор для определения процентного состава четверных взаимных систем (а. с. № 132868). А. М. БРИСЛАЕВ Линейка для определения состава двухкомпонентных систем 87
\ \ ^ *r. Будем учиться дальше! После того как в 3—6 номерах «Химии и жизни» за прошлый год был напечатан краткий учебный курс «Японский — за четыре месяца», редакция получила столько писем от читателей, начавших изучение языка, что стало ясно: эксперимент удался. Вот некоторые из этих писем. Сообщаю, что завершил прохождение курса «Японский — за четыре месяца». На это у меня ушло пять месяцев. Занимался не интенсивно, но регулярно, по часу-два в день... Больших трудностей при самостоятельных занятиях не встретил. Хотелось бы и впредь получать из журнала практические сведения о японском языке — в таком же научно-техническом аспекте. Инженер Б. Е. ПОМЕЛОВ, Новосибирск Изучение японского языка крайне необходимо для научных работников, в частности, в области радиоэлектроники. К этому выводу я пришел давно, но не мог преодо- 88
леть робости перед языком, вокруг которого создан ореол таинственности. Очень вовремя узнал о статьях М. Богачихина... Для проверки результатов своих занятий решил перевести патент по специальности. Понял, что найти иероглиф в словаре, перевести заглавие, описание рисунков, формулу изобретения с приемлемыми затратами времени теперь для меня не проблема. Основной текст также в целом понятен. Поскольку не всегда можно найти учебники японского языка, было бы очень полезно продолжить занятия. Кандидат технических наук Ю. К. СМИРНОВ, Ленинград Я уже пыталась учить японский язык по учебнику, но никак не могла справиться с этим делом. Просто счастьем оказались статьи в вашем журнале! Кое-что уже получается, даже самой не верится! Правда, я не четыре месяца буду учить, а дольше. Хорошо бы и в дальнейшем время от времени находить в ссХимии и жизни» что-нибудь о японском. Хотя по работе с техникой я не связана — все равно интересно. Л. В. УЗБЯКОВА, гор. Макаров Сахалинской обл. И так далее. И почти в каждом письме — просьба продолжить курс японского языка. Редакция выполняет эти просьбы. Но сначала—слово автору курса, М. М. Богачихииу. ...Несколько лет назад один химик без особых лингвистических способностей, изучавший языки, как положено, в школе и в институте (и, подобно большинству, с очень скромным успехом), задумался: отчего такие плачевные результаты? У проблемы оказалось два аспекта: а) что нужно химику от языка и б) что есть иностранный язык? Химику требовалось немногое: умение просматривать свежие статьи из зарубежных журналов, а заодно уж реферировать их (кстати, не задаром). Иностранный язык есть незнакомые слова, которые можно найти в словарях, плюс грамматика — с ней придется разобраться (но ие годами же!), остальное — мелочи. Скажем, для японского языка нужно знать азбуку и иероглифы, но для чего существуют таблицы и те же словари? В общем, получалось, что заучивать практически ничего не нужно, а это к лучшему: выученное быстро забывается, понятое — остается. •Для поставленной узкой цели требовалось, по мнению химика, месяца три; одна- ко идее грош цена, если она ие проверена на практике. Для эксперимента был использован общеизвестный принцип cher- chez la Femme. Была найдена женщина, страстно желавшая выучить японский язык. Через три месяца она уже работала самостоятельно: хотя и медленно, но переводила патенты по своей родной электронике. Эксперимент был расширен, его объектом стали три индивида мужского пола. Выход годной продукции через четыре месяца составил 33,3%. Были тщательно исследованы причины брака. Оказалось, что один индивид тайком занимался параллельно на курсах английского языка и к тому же в период эксперимента женился, а другой просто не выполнял домашних заданий. Очевидные выводы: а) женщинам языки даются легче и б) если уж занимаешься японским, то, пожалуйста, не отвлекайся. После хорошо поставленного эксперимента полагается приступать к внедрению метода. За эту неблагодарную работу и взялась «Химия и жизнь». Результаты превысили скромные ожидания. Неблагодарными оказались разве что некоторые японисты. Им стало обидно: они же изучали столько лет... Что касается химиков, то первое обстоятельное и деловое письмо прислала Л. Ю. Еремина из Азова (обратите внимание — опять женщина!). Она сумела перс- вести целиком патент — от шапки до патентной формулы — и сделала только одну грубую ошибку. Мужчинам остается только завидовать. Теперь, прежде чем приступить к новым публикациям, несколько замечании. Прежде всего, не надо бояться иероглифов. Мы с вами тоже многое пишем иероглифами. Взгляните на верхний иероглиф на полях: горизонтальная черта. Что здесь сложного? Это цифра 1. Следующий иероглиф, как можно догадаться, — цифра 2. О третьем и говорить не стоит. Все привычные нам цифры, знаки, химические символы — не что иное, как иероглифы. Конечно, есть и более сложные иероглифы, но все они состоят из простых элементов. Например, иероглиф «любовь», изображенный также на полях, любители мнемонических приемов расшифровывают следующим образом: «когти в сердце так вцепились, что аж ноги подкосились, и пришла крышка». 89
Итак, иероглифов бояться не будем. А как станем учиться дальше? Так же, как и прежде: будем переводить. Это единственно приемлемый способ. Берите словари и тексты по своей специальности — и переводите не спеша, не ленясь лишний раз заглянуть в словарь, если есть хоть какие-то сомнения. Однако, надо признаться, в словарях вы найдете далеко не все ответы на возникающие вопросы. Хорошо тем, кто имеет дело с английским: заботами А. Л. Пумпянского и с помощью «Химии и жизни» собрано и объяснено, наверное, все, что можно и нужно. Гораздо хуже дела у изучающих японский язык: многие грамматические обороты и специальные термины, особенно научно- технические (включая и химические), вообще ингде не найти. В качестве неотложной помощи начинаем с этого номера печатать «ГРАММАТИЧЕСКИЙ СЛОВАРЬ» для переводчика научно-технических, в том числе патентных, текстов. Кроме грамматических форм и оборотов в него включены отдельные термины, не объясненные в словарях. Журнальный вариант, при котором материал публикуется из месяца в месяц, не позволяет поместить справочный раздел (иероглифические термины, расположенные по ключам, список ключей и иероглифов с трудно определяемыми ключами) Впрочем, это вы можете сделать сами после завершения публикации. «Грамматический словарь» совершенно необходим начинающим переводчикам, а как справочное пособие он пригодится и тем, кто переводит ие первый год. Следует, однако, заметить, что словарь не может дать всех возможных вариантов перевода. В нем приведены только наиболее удобные, с точки зрения составителя, варианты для практической работы. КАК ПОСТРОЕН СЛОВАРЬ 1. Словарь составлен по японской азбуке (а-ка-са-та-...); озвончение не учитывается. Если слово или его часть дается иероглифом, а вы не знаете его чтения,—посмотрите в иероглифическом словаре. Позже, как мы договорились, вы сами составите иероглифический ключевой указатель к словарю (или через редакцию обратитесь за ним к автору). 2. Ни в выражениях типа ни-цуйтэ, как не обязательное, ставится в круглые скобки и 90 выносится влево. Следовательно, искать данное выражение следует по цуйтэ. В круглых скобках даны также варианты перевода: (по) давать, (так) как. 3. В квадратных скобках указаны синонимы, относящиеся только к одному предыдущему слову, части слова или иероглифу. 4. Русская транскрипция иероглифической части взята в угловые скобки. 5. Курсивом выделены примечания, а также изначальные английские термины. 6. Тильда ~ заменяет гнездовое слово (до косой черты). 7. Многоточию в японском тексте (опущено слово или выражение) соответствует многоточие в русском переводе; на это следует обращать внимание. 8. Двоеточием показана длительность гласного звука. Напоминаем также, что существительные в японском языке могут служить определением, которое часто переводится родительным падежом. Например, слово дэиси может обозначать «электрон», «электронный» и «электрона» («орбита электрона»= =«электронная орбита»). Если нет указания на число, следует попытаться перевести множественным числом, и лишь когда это невозможно по смыслу, переводить единственным. То есть дэнси скорее «электроны», чем «электрон». Коллегам-переводчикам — всяческих успехов! М. М. БОГАЧИХИН
Японский —для химиков Зг> , Щ* О используется для обозначения звука <а> в географических названиях: ЙИШ,7 S? 7 Азия 2) следовать чему-либо, приближаться к; суб-, под-, недо-, 3) входит в названия некоторых материалов и химических элементов 4) указывает на низшую валентность, переводится суффиксами -ист, -ит ~ @Q <эн> циик ~ ^ <тан> бурый уголь ~ ©Й Ше <рю:сан> сернистая кислота ~ §£k Ше Ш <тэцусанъэн> феррит ~ Ше 4LI <санка> недокись чего-либо, оксид низшей валентности со О /С , НИ I) промежуток, интервал, расстояние 2) продолжительность, время, в то время как. пока, во время чего-либо, в течение 3) так как, поскольку (см. также %)У Aj ) Зо *С , Wk I) вред, плохой, отрицательный 2) псевдо- ~ Ц5 ^g <эйкё:> отрицательное [вредное] влияние сЪ ТС X. / *S -^ 2?./<5 (по)давать, представлять, присуждать, наносить, оказывать, производить, причинять "^ 5 :fl § быть заданным, задаваться, получаться . ^ • т5]*^ *— S'tX'S <сики> получаем [получается] по формуле [из выражения]... jk£ Щ? %£ ~ <5 <эйкё:> оказывать влияние С при, во время Зэ О Й* 5 , Wi 5 рассматривать, управлять, руководить, обращаться, орудовать, работать, вести сЪ il ffi с£ 9 tifc в с£ I) заключение, послесловие 2) постскриптум 7 ^- 7 *f ••f ~~ analyzer анализатор ^ с=. —- ij > j?' annealing отжиг, отпуск 5э 5 Й* I? <Й , * <Й предварительно сЪ £) ^ О , ffi 1Ц О О аннотация, общее содержание 2) в общем,, в целом, примерно, приблизительно ^ Р) ^э *<3~ з§ £} ЗГ выражать, выявлять, означать, обозначать А ^ ~ обозначать (буквой) А ^ § I) быть, являться (обычно не переводится) 2) перед существительным некоторый -^ О й и-™ ~ Й* £j I ^ Й* есть или нет* есть ли С £ fci ~ I) стоит (сделать что-то) 2) заключаться {состоять] в том, что (бы) {С~ иметься [находиться] иа [в] сЪ Aj *t? Aj , i£j ^ безопасность, надежность ~ Щ <рицу> запас прочности, коэффициент безопасности [надежности] О , Щ гетеро- (ел*, также С- £ tSi <5 ) ) О ^. <5 можно сказать, что..., можно отметить, что..., следует сказать' [заметить]. что... О 5 , ^ 5 говорить, заметить, отметить, заявить, называть(ся) "^ С с! то, что говорят ~ d £ Й5 ^ О нечего и говорить . • . Й "^ ai; *C fe 75 О нечего и говорить, что... . . • £ ~ 1) говорить [утверждать], что... 2) называть (<гл*. i О 5) • • • с! "^ £ если говорить о... 91
^ to , 1Д ~F (и) ниже. (и) менее; нижеследующее — СС1 ниже И to to , ШШ \ О to ее , ЭДШс/ как'какимобразом *^* U "С почему, как ~ 75 *S какой -^ ^> действительно, конечно, как будто V^ to Aj , #П 4rT как, каков ^£££4btE»«t потому что . •. to 5 "е Т — Id to to Ь 5 Т какие бы ни были; не взирая на "^ tC <k О "С в зависимости от 1^ *С , © *С суффикс совершенного вида, показывает направленность в будущее J|[ <С ££ "Э *С ^ <ё> улучшается (н будет улучшаться) ^Л £, 5 ^£ G переход (к), поворот (к), изменение хода [развития] l^L5ct5» liC-fcl И (и) выше, (и) более; вышеуказанное — (D С il К. <гото> как было показано [сказано, указано] выше 2) поскольку 3) служебное слово, означающее конец изложения, не переводится Ь^ *§Г t\ , ^рГ tl 1) который (из нескольких) 2) когда-нибудь, как-нибудь — to какой-нибудь (из нескольких) ~ к: -е «к } во всяком [любом] случае, так или иначе, рано или поздно ~ 3b все. всё. всякий, любой, во всех случаях зависеть (от) о тшт& j О ^С А/ "Й" О , зависимость #ШЙ Л п А (Г) R ~~ зависимость А от В Ь^ t5 С , —'Ж первичным, первый, первого порядка, линейный ~ [||J ^ <канкэй> линейная зависимость -w -^ <гэн> одномерный {,Л "^ <Jf —* |fg I) (один) раз. однажды 2) одновременно 3) сначала м ^ Р)/ —' SS ') взгляд, просмотр, общий вид 2) таблица, диаграмма 3) обзор, конспект О 5 tl/H , —* Ш пример, один из примеров (,Л  —'  (неверное прочтение, правильное см. ZJ> il ~Э ) один (из), единственный, один и тот же, немного 1^ о Й) ,И О С , I) указывает на единственное число, один, одна (штука) — ^)[{®3 2) ед"НЬ1Й {,Л о t5 , —' ЗХ совпадение, быть одинаковым, согласовываться О о "С ^ —'/£ О определенный, постоянный, стабильный, неизменный 2) одинаковый, идентичный 3) непременно, обязательно Ио 1^, ш mt 1) обычный, общий 2) такие как, все равно что... — 4tj <ка> популяризация, широкое распространение *^* — " <5 популяризировать, распространять, делать всеобщим *^* НЕ ^ <гайнэн> общее понятие <тэки> (все)общий ~*~ — 1С1 ^ Й. CS <и> вообще говоря ~ 1С1 _ обычно, как правило, в общем, в целом "^**^^^^"С0^§ <окона> быть широко распространенным *"~ f^ <рон> общие соображения 97 Продолжение следует
Книги Стратегия эксперимента Мы привыкли понимать под экспериментом научный опыт, поставленным для исследования какого-нибудь .... Г J' 1МИ..М ЛОГИЧЕСКИЕ ОСНОВАНИЯ ■1ЯН1111111111И1Н1Ш11ИШШ1Ш явления, процесса или объекта действительности Что же касается теории, то под ней обычно подразумевают совокупность неких обобщенных положений, образующих раздел науки. В книге, о которой идет речь, обсуждается новая область знания — теория эксперимента. Само по себе это название, как видим, звучит несколько парадоксально. Конечно, эксперимент можно провести удачно, добыв интересные результаты, В В. Н а л и м о в. Т. И. Го- л и к о в а. Логические основания планирования эксперимента. М., «Металлургия>, 1976, 128 с. или неудачно, когда результатов нет, а то и установка выйдет из строя. Но сейчас речь не об этой стороне дела, а об информации, которую исследователь может (или не может) извлечь из данных эксперимента. Ведь для того и ставятся опыты, чтобы узнать нечто повое. Правильно организованный опыт при той же затрате средств и времени может дать куда больше информации, чем если проводить эксперименты наугад, без всякой системы. Именно так и поступало еще каких-нибудь десять- пятиадцать лет назад большинство исследователей химиков, биологов, физиков, инженеров Сначала принимались за эксперимент, при этом-и план действий, и последовательность опытов, и значения переменных определяли интуитивно. А затем добытый материал - цифры и факты — обрабатывали кто как умел. Все это годилось, пока изучали достаточно простые явления. На долю же паше- го поколения выпало изучение сложных систем, процессов и объектов. Исследование сложных процессов имеет целью не только постичь суть того, что происходит, но и создать систему управления этими процессами, оптимизировать, как сейчас говорят, работу изучаемых объектов. Л для этого, прежде чем приступать к экспериментам, нужно построить математическую модель, соответствующую реальной ситуации; опираясь на эту модель, можно найти искомые оптимальные параметры и характеристики управления. Аппаратом для построения подобных моделей служат теория управления сложными системами и математическая статистика. Скрещение этих двух направлений и привело к созданию повой отрасли науки — теории эксперимента, или теории планирования эксперимента, лидером и пропагандистом которой у нас в стране является проф. В. В. Налимов, один из авторов обсуждаемой книги. Обычно рецензии принято сдабривать уверениями, что книга доступна широкому читателю. Эта книга, выпущенная полтора года назад, не сразу нашла своего читателя: она не из легких и требует вдумчивого чтения. Здесь даже не столько излагается сама теория планирования эксперимента (этому посвящена другая книга тех же авторов), сколько обсуждаются исходные посылки, принципы построения и логика развития теории. Здесь же, в частности, дается и ответ на вопрос о том, что такое, собственно говоря, хороший эксперимент. Все это ново и непривычно. Однако всем уже ясно, что для достижения успехов в серьезном научном исследовании необходим сегодня логический анализ самого исследования. Успехи теории эксперимента достаточно ощутимы. Это хорошо заметно в химии и химической технологии, где использование планирования экспериментов сэкономило многомиллионные средства, а главное — принесло новые и неожиданные научные результаты. Дело в том, что логический анализ эксперимента дает возможность не только, скажем, сократить число опытов без ущерба для дела. Он позволяет новыми глазами взглянуть па всю работу. Думаю, что эта книга будет полезна всем научным работникам, особенно экспериментаторам. Доктор физико- математических наук Я. И. ХУРГИН 93
Страницы истории Известие о бумажном деле М. М. ШЕГАЛ, Всесоюзный институт документоведения и архивного дела Бумага—везде и всюду вокруг нас. Книги, журналы. Документы. Ученические тетради. Обертка. И горы бумажного мусора, с которым идет постоянная и не всегда успешная война. Бумага — хлеб цивилизации и ее отходы. Четыреста лет назад нельзя было и представить себе, что бумагу можно выкидывать, как ненужный сор. За большие деньги ее привозили в Московское государство из чужих земель. Хотя слово «бумага» пришло к нам, по-видимому, с Востока (есть мнение, что оно того же корня, что и слово «бамбук»), поставщиком ее была Италия, где бумажное дело было известно с ХМ века. Есть сведения, что царь Иван IV пытался переманить к себе иностранных мастеров. Намерение это не увенчалось успехом. Стало ясно, что бумагу надо учиться делать самим. «Московиты... затеяли делание бумаги, и даже делают, но все еще не могут ее употреблять, потому как не довели искусство до совершенства», — докладывал своему правительству английский посол. Что он имел в виду, стало понятно после того, как известный историк Н. П. Лихачев обнаружил в одном из архивов полуистлевшую купчую, датированную 1576 годом. В этом документе говорилось, что у помещика Федора Савинова в селе Вантеевка на реке Уче, недалеко от Москвы, находится во владении бумажная мельница. Какова была ее продукция, уточнить не удалось, но в любом случае мельница не могла удовлетворить даже тогдашнюю — достаточно скромную — нужду в бумаге. С появлением книгопечатания бумажным делом заинтересовалась церковь. В 1655 г. по инициативе патриарха Никона было начато сооружение большой бумажной мельницы в царской Зеленой слободе. Из Москвы согнали плотников и каменщиков, по реке Пахре тянулись плоты со строительным лесом. Из Белоруссии прибыли «папирники» — мастера бумажного дела Иван Самойлов, Иван Мако- вецкий и Яков Вертинский. Строительство шло полным ходом, когда весенний паводок неожиданно размыл земляную насыпь. Вода унесла деревянный забор и все оборудование для бумажного производства. Лишь к концу лета удалось кое-что собрать на берегах обмелевшей реки. Пришлось начинать сызнова. Поздней осенью мельница, наконец, была готова. Вода вращала колесо, при- Печатиый двор XVII века (ныне — здание Московского государственного историко-архивиого института) 94
водя в движение деревянные песты, окованные железом, которые толкли в ступах тряпичную массу. Масса вываривалась в медном котле, раскатывалась тонким слоем. Высыхая, листы превращались в подобие бумаги. В декабре мастер Самойлов привез на московский Печатный двор первую партию — 75 стоп — этой шершавой неотбеленной бумаги. Она годилась пока что только для переплетов. В документах ее называют «черной». Весной следующего, 1656 года река вновь разрушила плотину. Мельницу, пострадавшую от наводнения, реставрировали через несколько месяцев. Колесо снова завертелось. Со страхом ждали весну Сушка бумаги 1657 г. На сей раз воды Пахры разнесли мельницу вместе с прилегавшими к ней строениями. Предприятие уже обошлось патриаршей казне в огромную по тому времени сумму — четыреста целковых. Никон счел за благо отказаться от мельницы. Она перешла в царскую казну; начальствовать над ней было поручено голландцу по имени Сведен. Он оказался более удачливым хозяином, наладил более или менее регулярную работу, и мельница без особых происшествий просуществовала до конца столетия. Но и эта первая на Руси бумажная фабрика скоро перестала удовлетворять растущие потребности Печатного двора и всего государства в целом. Нужно было строить другую. По указанию царя Алексея Михайловича были выписаны бу- магоделы из Германии; за солидную плату мастера— братья Тундели — подрядились пустить в ход новую бумажную мельницу и работать на ней четыре года. Возводить ее начали летом 1673 г. «под новой Немецкой слободой» (в районе нынешней улицы Баумана), на месте бывшей пороховой мельницы. Уже через неделю после того как царь поставил свою подпись под указом о строительстве, был заключен подряд на доставку 300 бревен для основных зданий. Кузнецам были заказаны детали для мельничного механизма. Фабрику сооружали 16 плотников. Они поставили сруб, внутри которого помещалась мельница, и два амбара. Плотина на Яузе была укреплена тремя ярусами свай, засыпана песком, завалена хворостом. Имеющиеся у нас сведения позволяют несколько более подробно описать тогдашнюю технологию бумажного производства. Сырьем по-прежнему служила ветошь: для лучших сортов бумаги — льняная, для серой бумаги — шерсть. После просушки полусгнившие тряпки мелко рубили, промывали и с помощью мельничных пестов превращали в тестообразную массу, которая хранилась в ларях. Порции этой массы разводили теплой водой, затем разливали на сетки, где масса постепенно высыхала. Полусырые листы накрывали войлоком и отжимали под прессом. Готовая бумага сушилась на веревках, как белье, после чего оставалось только «навести» ее клеем и отлощить, т. е. отглянцевать. Долгое время бумагу на 95
Руси считали не на вес, а стопами; в стопе было около 500 листов формата около В5Х110 см, т. е. близкого к тому, который принят теперь. О производительности фабрики на Яузе точных данных нет. Она не освободила страну от необходимости экспортировать бумагу, но все же существенно снизила ввоз. Наступило петровское время. Разъезжая по Европе, царь побывал на фабрике в Зандаме (ныне Саардам), где изготовлялась лучшая голландская бумага, и по своему обыкновению не остался пассивным зрителем, а сам поработал на разливке бумажной массы в формы. Позднее A704 г.) был издан указ о строительстве бумажного завода. Место для него было выбрано на Яузе, у села Богородицкое. Строительством ведал Монастырский приказ, то есть казенное учреждение, что само по себе говорит о значении, которое придавалось этому делу. Непосредственно распоряжался всеми работами некто Яган (Иоганн) Барфус. По-русски это экзотическое имя переводится вполне в духе времени: «Иван Босой». Сооружение третьего в нашей стране бумажного г А предприятия продолжалось свыше двух лет, еще некоторое время ушло на пуск и налаживание производства, так что первая продукция появилась лишь в начале 170В года. Спустя шесть лет она поставляла в год 5 тысяч стоп бумаги нескольких сортов. Больше всего, естественно, производилось писчей бумаги, но завод поставлял также картузную бумагу (нечто вроде мягкого картона) и, по-видимому, кое-какие другие сорта. Богородицкая бумага была хуже заграничной и ценилась в общем невысоко. Для своего завода Барфус выторговал у правительства особые привиле- /I' йдйЛШКЯ 3|||53 гии. Пленные шведы, работавшие у него, получали в виде платы скудные «кормовые» деньги и хлеб. Крепостные крестьяне из монастырских сел, выполнявшие ремонтные работы, вовсе не получали ничего. Тряпки — сырье для производства — в#качестве специального налога взимались с тех же крестьян. Каждый двор в округе радиусом до ста верст был обязан сдать в год не менее трех фунтов тряпичной ветоши, что давало заводу в общей сложности более 800 пудов. Несмотря на все это, дело оказалось убыточным. Весь доход пожирали дорогостоящее оборудование и какое-то почти астрономи- Надворные палаты Печатного двора №
ческое жалованье, которое выплачивалось Барфусу. Кончилось тем, что сенат постановил в 1711 г. сдать бумажный завод в аренду. Арендатором был все тот же Барфус. Теперь он взялся сам продавать бумагу «по вольной цене». Тогдашняя Яуза мало напоминала скромную речку, о которой с таким пренебрежением отзываются нынешние москвичи. Каждую весну воды ее широко разливались, затопляя берега, и, как когда-то на Пахре, паводок несколько раз разрушал плотину. Чуть ли не ежегодно Богородицкий завод закрывался на ремонт. Своенравный владелец рассорился с Монастырским приказом (в обязанности которого входила починка зданий) и перестал вносить арендную плату. Началась тяжба, которая прекратилась лишь со смертью Бар- фуса в 171В г. Все же он оставил налаженное хозяйство. Вокруг избы, где работала мельница, располагалось семь бараков— в них хранилась, промывалась, сортировалась ветошь. Бумажная масса вываривалась в особых составах. Большие прессы, смазанные костяным клеем, выжимали из нее воду. Готовые проклеенные листы сушились на чердаках, возвышавшихся над бараками в несколько ярусов. Преемником Барфуса- Босого был москвич Василий Короткий, купец и промышленник, знавший толк в бумажном деле. Правительство, обрадованное тем, что нашло подходящего человека, подарило ему все бараки вместе с оборудованием, да еще выдало сверх того некоторую сумму на обновление беспризорного предприятия. Васи- Проглаживание бумаги лий Короткий обязался изготовлять на своем заводе бумагу такого качества, «дабы добротной была не токмо против заморской, но еще бы превосходила». Дело пошло; весной 1724 года завод заработал вновь. Прибавились новые строения, была усовершенствована технология, налажено водоснабжение из подземных ключей. Богородицкий бумажный «комбинат» переживал вторую молодость. В середине века он уже выпускал ежегодно до 20 тысяч стоп почтовой, писчей, картузной и полуалександрийской бумаги, увеличив за два десятилетия свою производительность в десять раз. Товар бойко расходился — частью шел в казенные учреждения, частью продавался в лавках Китай-города. Восемнадцатое столетие — век бурного роста и обновления русской культуры и образованности; это также веч развития делопроизводства, размножения канцелярий— век бюрократии. Растущий спрос на бумагу вынуждал правительство искать новые возможности бумажного производства. Одно за другим были выданы разрешения на строительство фабрик в Ярославле и в Переяславском уезде на Украине. В числе новых предприятий можно упомянуть и фабрику, основанную калужским мещанином Афанасием Гончаровым, прадедом жены Пушкина Натальи Николаевны Гончаровой. Старый Богородицкий завод, выпускавший хорошую бумагу, оказался перед необходимостью постоянно снижать цены на свой товар. Река то и дело разрушала плотину. Устарело оборудование. Борьба с конкурентами мало-помалу истощила ветерана российской бумажной промышленности. В начале XIX века завод прекратил существование. Он сделал свое дело. Эпоха становления «папирного дела» в России завершилась. Страна начала сама производить свой «хлеб цивилизации». Бумага стала дешевым, общедоступным, обиходным материалом — почти таким же, как теперь. 4 Химия и жило, М* 9 97
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК Операция «Синтез» Позолота Кислота из гвоздя Иод плавится под солнцем Операция ссСинтез» Условия этой операции - чисто теоретической — были объявлены во втором номере журнала за этот год. Участникам операции предстояло провести (на бумаге) химические синтезы в необычной лаборатории: без единого реактива. Но возможно ли это? Судя по письмам школьников, вполне возможно. Ведь реактивы — это не только то. что расфасовано в стеклянные банки и картонные коробки. Воздух в лаборатории есть? Конечно. Газ подведен? Да. И водопроводная вода — заметьте, именно водопроводная, с растворенными солями, а не дистиллированная... Почти все участники операции действовали по правильной схеме: ВОДА, ВОЗДУХ, ГАЗ. Из этих трех «реактивов» они получили соединения самых различных классов. Тут и простые вещества @2, N2, Н2, Не, Аг, Са, Na, Mg, Fe, C!2), и окислы металлов и неметаллов, и соли. Тут предельные, непредельные и ароматические углеводороды, спирты, аль- дегиды, карбоповые кислоты, эфиры, азотсодержащие органические соединения.. И вот что интересно: на бумаге нередко выполнялась га же работа, которая была проделана природой миллионы лет назад! В атмосфере есть вода и двуокись углерода, в горных породах и продуктах вулканической деятельности — азотсодержащие неорганические соединения; из них под действием электрических разрядов (при грозе), при повышении температуры (например, при извержениях вулканов) могли образоваться амины, углеводороды, аминокислоты — то есть органические продукты, основа жизни. Совершенно правильно написали об этом Борис КИСЕЛЕВ из Новосибирска, Галина МЕРКУШОВА из гор. Фрунзе и Игорь ДУ- БЕИ из гор. Долина Пвано- Франковской области. Каким же работам отдать предпочтение? Может быть. самым обстоятельным и емким, наполненным, а то и переполненным (намного выше разрешенного объема) реакциями, переписанными из учебников и пособий? Навряд ли. Тут часто действовал принцип «чем больше. тем лучше». Гораздо интереснее было знакомиться с теми отчетами, в которых из множества известных реакций выбраны самые целесообразные. Ведь далеко не безразлично, как, какими усилиями и с какими затратами был проведен синтез. Конечно, при растворении угля в азотной кислоте получается С02, но слишком дорогой ценой; эта реакция служит обычно для другой цели — она демонстрирует окислительные свойства азотной кислоты. И есть ли смысл проводить реакцию С + 2Н2—*-СН4, если тот же метан можно «добыть» из газовой горелки? Во всех присланных отчетах много общего: окислы азота, электролиз воды, крекинг метана, синтез непредельных углеводородов... Но есть и работы со своим ли- 98 Vr ч КЭн^* *
цом. Их авторы четко представляют себе химический состав воздуха, воды и газа, хорошо владеют методами синтеза и, главное, ие торопятся. Хорошее впечатление оставила работа, выполненная коллективом девятиклассников, членов секции неорганической химии школьного химического общества им. Д. И. Менделеева поселка Витим Якутской АССР (руководитель — преподаватель химии В. И. ТУТОВ). Она составлена очень грамотно, получены соединения многих классов. По списку литературы видно, что ребята потрудились иа совесть. Обстоятельный отчет пришел из Народной Республики Болгарии от десятиклассника Николая ДОДОВА из гор. Мездра. Особенность этой работы — строгая цепь превращений одного соединения в другое. Например, многим удалось получить гидразин, ио большинство на этом и остановилось, а Николай синтезировал далее гидразоны альдегидов и ке- тонов. Из формиата и ацетата кальция (также полученных многими) он синтезировал ацетальдегид, в то время как некоторые неверно использовали для этой цели каталитическую реакцию окисления этилена. Отметим и работы десятиклассников Леонида САПРЫКИНА и Александра АВ- РАМЕНКО из Ейска, девятиклассника Сергея ПЕРТЕ- ЛЯ из Евпатории, получивших много неорганических соединений, даже хлорную и хлорноватую кислоты. Содержательные отчеты прислали девятиклассники Илья АКРИЦКИЙ и Михаил ЗИЛЬБЕРМИНЦ, восьмиклассники Алексей ГОЛИКОВ и Алексей БАСОВ (все из Магадана). Однако в их синтезах, к сожалению, много однотипных реакций. Вкус к лабораторной работе проявил шестиклассник из Москвы Максим НЕСМЕЯНОВ (заметьте — в 6 классе химию не проходят!). Получив около 60 соединений, Максим использовал лишь чисто лабораторные методы, а не промышленные синтезы, и при этом не допустил ни единой ошибки. Назовем также семиклассника Михаила ВАКУЛУ (к сожалению, он забыл сообщить свой адрес). В его работе получено около ста органических соединений разных классов, начиная от углеводородов и кончая ме- таллорганическими соединениями. Одну из лучших работ прислали ленинградцы — десятиклассник Станислав ГРИШНЯКОВ и учащийся химико-технологического техникума им. Д. И. Менделеева Сергей САВЧЕНКО. Их отчет написан логично, без повторов, с хорошим знанием лабораторной техники. Они оказались среди немно- 1 гих, кто применил реакцию хлорирования на свету (ведь водопроводную воду хлорируют, не так ли?). Воспользовавшись хлором, они синтезировали хлорпроизводпые углеводородов, которые, в свою очередь, служат алки- лирующими агентами для ароматических углеводородов и исходными соединениями для синтеза других функционально-замещенных соединений. (Кстати, 99 4*
использовав ту же реакцию хлорирования, Максим Несмеянов совершенно правильно получил соединения с аминогруппой.) Есть изюминки и в других работах. Так, обработкой фильтровальной бумаги азотной кислотой восьмиклассник из Донецка Евгений ПОДОЛИННЫП получил тринитроцеллюлозу. Добавленные для запаха в природный газ меркаптаны навели В. ЕФИМОВУ из гор. Николаева на мысль о том, что можно синтезировать и сернистый газ. Но иногда в поисках такой изюминки ребята прибегали к уловкам. Желание получить каталитическое железо заставило многих использовать «металлолом» — гайки, трубки, гвозди и проч., поскольку в условиях операции портить приборы было запрещено. В большинстве случаев железо требовалось для синтеза аммиака, хотя, как известно, существует и другой способ, может быть и менее эффективный, но вполне надежный, — повышение давления и температуры. А если железо так уж необходимо, то почему бы не попытаться извлечь его из водопроводной воды? Есть в отчетах и серьезные ошибки, в первую очередь связанные с использованием катализаторов. Часто для реакций окисления и восстановления катализатор вообще не указан, хотя большинство таких реакций относится к каталитическим (например, получение спиртов, альдегидов, кислот и т. д. из синтез-газа с использованием ZnO и различных добавок). Конечно, в качестве катализатора можно было использовать никелевые и платиновые трубки или серебряную проволоку, которые, вероятно, есть в любой хорошо оборудованной лаборатории. И вряд ли можно возразить, если предварительно синтезированную серную кислоту (в реакции окисления меркаптанов) применяют как катализатор для нитрования бензола, а активированный уголь, полученный при крекинге метана,— для синтеза бензола из ацетилена. Одна из распространенных ошибок — получение водорода и кислорода из воды под действием электрического разряда. Если уж проводить такую реакцию, то электрический разряд нужно создавать не в воде, а в ее парах. Но нельзя забывать, что образующаяся гремучая смесь — штука опасная, тем более в присутствии искрового разряда. Правильнее, конечно, будет провести электролиз воды — при этом кислород и водород выделяются на электродах раздельно, их можно собрать в газометры, не смешивая Некоторые школьники приводят реакции, взятые из учебников, перегонку хлорной кислоты, взаимодействие металлического натрия с водой. Ошибки тут нет, но надо помнить: такие синтезы опасны. Тот же самый едкий натр гораздо спокойнее получать электролизом раствора хлористого натрия... В письмах встречался и такой вопрос: можно ли пользоваться спичками? Конечно, можно. Что это за химическая лаборатория без спичек? Важно другое — как вы ими пользуетесь. Простое соскабливание серы со спичек не годится: ведь по условию операции вещества надо получить в возможно чистом виде, а состав, который наносят на коробок и на спички, содержит помимо фосфора и серы еще и бертолетову соль, сурик, мел, бихромат калия, молотое стекло, клей... Другое дело, если сжигать спички в атмосфере кислорода. Как правильно заметил Игорь ДУБЕИ из гор. Долина, среди продуктов горения есть и сернистый газ, который можно выделить. А если провести сухую перегонку спичек, но только без головок, то образуется светильный газ. Не обошлось, конечно, и без курьезов. Так, в одной из работ предложено выделить хлорид натрия из консервированных овощей, которые вроде бы не запрещено приносить в лабораторию. Но в таком случае почему бы не пойти и дальше — скажем, из бутерброда с колбасой взять да и выделить углеводы и нитрит натрия... благодарим всех, кто принял участие в операции «Синтез», и надеемся, что вы потратили время с интересом и пользой. 100
ЭКА НЕВИДАЛЬ.. Позолота Каждый виде i позолоченные предме'ы Хотя бы блюдца с зо/мюй каемкой. Но каждый ли знает, как наносят позолоту? Единого спошба нет. Одно дело поьрыгь золотом корпус часов совсем Другое — Bepvr •- изначальный блеск куполу собора. А еще золотят электрические контакты в точных приборах и детали искусственных спутников; интегральные цепи микросхем и музыкальные инструменты... Казалось бы, удобнее всего золотить химическим способом. Но не так это просто. Если опустить в раствор соли золота железный гвоздь, то реакци я будет идти, а позолоты не получится: золото выделится в виде рыхлого порошка. Кроме того, в присутствии многих восстановителей золото переходит в коллоидное состояние. Поэтому для золочения металлов и сплавов берут щелочные растворы, содержащие комплексный цианид золота и гипофос- фит натрия. Если же надо осадить золото на неметалл, то изделие опускают в ванну, содержащую хлорид золота, щелочь и восстановитель (глюкозу, формалин) — как в реакции серебряного зеркала. А как наносят золото на фарфор, фаянс, стекло? Сначала растворяют в спирте комплексный хлораурат калия, добавляют сульфури- рованный скипидар, а выпавший осадок терпенсуль- фида золота вновь растворяют в органическом растворителе Полученный препарат (так называемое «жидкое золото») наносят на изделие и обжигают. Препарат разлагается, образуя блестящую золотую пленку, которая прочно за- крепляется на поверхности. Если надо получить золотое покрытие на очень большой площади, пользуются самым древним методом: оклеивают предмет тончайшими золотыми листочками, нередко в несколько слоев (о том, как делают такие листочки, подробно рассказано в № 10 за 1971 г.). Золото — очень пластичный металл. Из золотого шарика радиусом 1,8 мм можно вытянуть проволочку длиною в целый километр. Не удивительно, что небольшой кусок золота можно расплющить в тонкие листочки огромной площади. Такими листочками педапно оклеили заново 72-метровый шпиль ленинградского Адмиралтейства. Если бы сплавить все золото, израсходованное на покрытие шпиля, то получился бы шарик радиусом около 3 см и массой 2 кг. Интересно проследить, как зависит цвет золота от толщины его слоя и структуры поверхности. Кусок металла или толстая пленка окрашены в знакомый каждому желтый цвет. Но если свет, прежде чем попасть в глаз наблюдателя, многократно отразится от поверхности, то золото покажется красным. Очень тонкие пленки золота неплохо пропускают свет. Еще Майкл Фарадей наблюдал пленки золота толщиною около 0,1 мкм; в отраженном свете они оказались желтыми, а в проходящем — сине-зелеными. Вы легко можете повторить опыт Фарадея. Возьмите стеклянную рюмку с золотым ободком и посмотрите через него на яркий свет (лучше через упеличи тельное стекло). Еще более тонкие пленки кажутся почти бесцветными в отраженном свете и розово-красными - в проходящем. 101
Самые тонкие золотые пленки получают вакуумным напылением. Хотя золото кипит почти при 3000Х, оно может испаряться и нрн более низких температурах, хотя и очень медленно. Пучок атомов, полученный при испарении, оседает в глубоком вакууме на подготовленную поверхность. Так удается приготовить сплошную золотую пленку толщиной в несколько атомных слоев. Для позолоты она, конечно, не годится, а вот в научных исследованиях... Посмотрите на фотоснимок 1: он обошел многие научные книги. Эта фотография получена с помощью электрон ного микроскопа с рекордным увеличением в 15 миллионов раз, на ней можно разглядеть отдельные а го- мы золо га и измерить расстояния между ними в кристаллической решетке! Напыление паров золота (и других тяжелых металлов) на поверхности различных веществ используют и для изучения самих поверхностей. Например, если в высоком вакууме расколоть кристалл хлористо- Ловерхности сколов хлорида калив (вверху! и хлорида натрия (внизу), декорированные золотом при J40°C 102 i
го натрия, то его зеркальная поверхность будет выглядеть абсолютно гладкой даже под микроскопом. Но стоит осадить на этой поверхности пары золота, как мельчайшие кристаллики металла начнут расти на различных дефектах поверхности (скажем, вдоль ступенек высотою в один атом). В результате тончайшие детали рельефа становятся контрастными, отчетливо заметными. Такой метод исследования поверхностей, позволяющи й обнаруживать неоднородности на атомном уровне, называется декорированием (фото 2 и 3). Пожалуй, самый распространенный способ золочения — электрохимический. Как правило, электрохимики используют комплексные соединения золота. Уже полтора века назад некоторые ювелиры получали блестящие золотые покрытия электролизом аммиачных комплексов золота; сейчас чаще берут цианидные комплексные соединения. Механизм электролиза не совсем обычен: отрицательно заряженные комплексные Кислота из гвоздя Из гвоздя кислоту напрямую, конечно, не получишь. Но и гвоздь может пригодиться. Речь идет о получении серной кислоты контактным способом. Этот способ основан на таких реакциях: S + 02 = S02, 2S02 + +02=f*2S03, so3 + н2о = h2scv ■ъ и анионы разряжаются ие на положительном аноде, а на отрицательном катоде: [An(CN),]-+er —> —► AU + 2CN-. При золочении стараются получить красивое блестящее покрытие. Но что такое блеск? Оказывается, для этого очевидного, казалось бы, понятия нет строгого научного определения. Ощущение блеска возникает, когда поверхность сочетает два противоречивых свойства: зеркального и рассеянного отражения света. Внешний вид электролитического покрытия зависит от условий электролиза, от состава электролита и поверхности. Осадок может быть плотным или рыхлым, блестящим или матово-бархатистым, он получается желтым, зеленоватым, коричневым, розовым, даже черным... Отчего же это зависит? Пока золотая пленка очень тонка, она повторяет рельеф поверхности. Если поверхность была шероховатой, то шероховатость сохранится и у первых слоев нанесенного золота. Провести эти реакции непросто: оксид серы (IV) окисляется до оксида серы (VI) без катализатора очень медленно. Лучше всего вести реакцию при температуре 400—450°С (тогда выход серного ангидрида составляет 96—98%), а лучший катализатор — это платина. Но платины у нас нет. В промышленности используют и более дешевый катализатор — пяти- окись ванадия. Но его у нас тоже скорее всего не окажется... Так давайте возьмем ок- Но даже тщательная полировка не всегда помогает: она гарантирует блеск только в очень тонких слоях золота. А когда слой металла стал достаточно большим, то на первое место выходят условия кристаллизации. Позолота будет блестеть, если осадок металла мелкозернистый, а шероховатость поверхности меньше длины волны видимого света. Чтобы сгладить шероховатость у толстых золотых осадков, в электролит добавляют так называемые блескообразующие вещества (обычно органические соединения). Задача этих веществ ■— препятствовать укрупнению кристалликов золота, сглаживать острые выступы крупных кристаллов, способствовать зарастанию впадин иа поверхности. В отсутствие таких веществ кристаллики золота принимают причудливую форму (фото 4 и 5); они напоминают то старинные пагоды, то папоротники, выросшие на каменистой почве... И. ИЛЬИН сид железа (III) — ведь и он катализирует эту реакцию. Тут нам и понадобится железный гвоздь (или железная ложечка для сжигания веществ). Приготовьте две колбы: в одной будем получать серную кислоту, другая будет контрольной. Налейте в обе колбы немного воды, в пробки вставьте железные гвозди или ложечки. Накалите один гвоздь в пламени горелки и опустите его в колбу, чтобы он коснулся > воды. Вы увидите, что колба заполнилась белым па- 103
ром. Это тумаи, состоящий из мельчайших капелек воды. После охлаждения и встряхивания тумаи исчезает. Если добавить в колбу раствор хлорида бария (реактива иа серную кислоту и ее соли), ничего не произойдет. Так что кислоты из гвоздя действительно не получишь. Теперь накалите другой гвоздь, а еще лучше ложечку. Бросьте в нее кусочек серы. Сера расплавится, а затем загорится. Внесите ложечку во вторую колбу. При горении серы образуется оксид серы (IV). Частично он растворяется в воде, образуя сернистую кислоту: S02 + H20=H2S03 *=fc *=fc H+ + HS03 *=* Ч=* 2Н++ SO|-. Когда сера сгорит, вокруг раскаленной ложечки появится белый дым, который вскоре заполнит всю колбу. Это происходит в результате контакта раскаленного железа со смесью воздуха и S02. Железо окисляется кислородом воздуха: 4Fe+302=2Fe203. Оксид железа, который образуется иа поверхности ложечки, и есть катализатор. Он способствует окислению S02 в S03, а при растворении S03 в воде образуется серная кислота. Белый дым — это мельчайшие капельки серной кислоты (в воздухе .всегда есть пары воды, с которыми и реагируют пары SO3). Добавьте в колбу раствор хлорида бария. Раствор помутнеет, и при добавлении соляной кислоты он не станет прозрачным. Значит, в осадок выпал сульфат, а не сульфит ба.рия: ВаС12 + H2SO4 = = BaSO* + 2HC1. Вы действительно получили серную кислоту. Правда, она -разбавленная. Концентрированную же серную кислоту получают из олеума — раствора серного ангидрида в серной кислоте. Вы тоже можете приготовить олеум. Для этого снова сожгите серу в колбе. Чтобы окислить получившийся сернистый ангидрид, раскалите гвоздь докрасна и внесите его в колбу. Обратите внимание иа то, что белый дым сначала образуется медленно, а затем все быстрее. Дело в том, что гвоздь постепенно остывает до 400°, а это оптимальная температура реакции. Когда реакция закончится, ОСТОРОЖНО влейте в колбу 2—3 мл концентрированной серной кислоты. Закройте колбу пробкой и взболтайте. Дым исчезнет. В колбе олеум Можно получить серную кислоту и без сжигания серы. Сернистый ангидрид получается при действии концентрированной соляной или серной кислоты на сульфит натрия. Выделяющийся газ соберите в пробирку с водой. Образуется раствор сернистой кислоты. Раскалите гвоздь и опустите его в пробирку до соприкосновения с раствором. Сернистая кислота окислится в серную, В этом вы убедитесь, если прильете в пробирку раствор ВаС12 и соляную кислоту. В заключение напоминаем: С ХЛОРИДОМ БАРИЯ, ОКСИДОМ СЕРЫ И СЕРНОЙ КИСЛОТОЙ НАДО ОБРАЩАТЬСЯ ОСТОРОЖНО, ОПЫТЫ ОБЯЗАТЕЛЬНО СТАВИТЬ ПОД ТЯГОЙ! В. Ф. СКОБЕЛЕВ 104
ВОЗМОЖНЫ ВАРИАНТЫ Иод плавится под солнцем Опишу простой и интересный опыт с иодом. В январском номере журнала за этот год, в клубе «Юный химик» напечатана статья-загадка с разгадкой про то, как можно наблюдать плавление кристаллического иода. Для этого требуется нагревать достаточно много иода в сосуде с узким горлом, чтобы создать парциальное давление над поверхностью более 90 мм рт. ст. Сделать это оказалось нетрудно, но при нагревании пробирку заполнили пары иода, который частично все же возгоняется, и тот момент^ когда иод должен расплавиться, я так и не заметил. Но есть и более удобный способ для демонстрации иода в жидком состоянии. Вещества нужно совсем немного, плавление легко заметно. Надо поместить небольшой кусочек иода на стекло или на лист бумаги и направить на него сфокусированный пучок солнечных лучей — от увеличительного стекла. Иод на глазах превращается в темные капли, которые, правда, быстро испаряются. Суть этого явления, видимо, в том, что пучок лучей сразу создает очень высокую температуру. Поскольку это происходит быстро, под, не успев испариться, начинает расплавляться. Когда я впервые увидел это явление, то навсегда запомнил, что иод может плавиться... Александр ЯКОВЛЕВ, Ленинград, 10 класс школы № 74 105
диффундируют через масляную пленку, и металл все равно ржавеет. В наши дни наиболее эффективными считаются специальные антикоррозионные материалы, которые получили название ингибиро- ванных пленочных покрытий. ЧТО ТАКОЕ ТЕКТИЛЫ «Тектил» — общее название ингибированных пленочных покрытий американской фирмы «Вальволин». Наша страна покупает некоторые из них. Но, помимо этого, у нас в последние годы создано несколько и отечественных препаратов аналогичного назначения. Наиболее применяемые из тех и других даны в таблице. Химический состав ингибированных пленочных покрытий сложен. К тому же он бывает различным в зависимости от назначения препарата. Обычно фирмы и заводы-изготовители составы не разглашают. Но известно, что покрытия чаще всего содержат высокоэффективные ингибиторы коррозии: алкилбензосульфона- ты кальция, магния или других металлов, соединения на основе нитрованных углеводородов, окисленный пет- ролатум, высокомолекулярные жирные кислоты и Другие поверхностно-активные вещества с различными модифицирующими добавками. Они обладают большим сродством к металлу и поэтому образуют на нем прочную пленку, адсорбционную и хемосорбционную. Справочник Как продлить жизнь автомобиля Эта проблема волнует каждого автомобилиста, особенно автолюбителей, владельцев легковых машин. Так вот, долговечность современного автомобиля определяется в основном тем, насколько надежно он защищен от коррозии. О КОРРОЗИИ Автомобиль постоянно атакуют коррозионно-активные агенты: дождь и мокрый снег, дорожная грязь, атмосферный воздух, загрязненный промышленными газами, соль, которой посыпают дороги зимой для предотвращения гололеда. Коррозия автомобилей приносит огромные убытки. По данным Общества инже- неров-коррозионистов, в США эти потери достигают трех-четырех миллиардов долларов в год. В СССР ущерб несколько ниже, но с ростом автомобильного парка возрастут и потери. Конечно, сейчас машины защищены от коррозии значительно лучше, чем, скажем, двадцать — тридцать лет назад. Они покрыты более стойкими красками, лаками, эмалями. Однако заводская антикоррозионная обработка полной гарантии не дает. К тому же применяемые в заводских услови- 106 ях защитные материалы со временем стареют и растрескиваются; их разрушает вибрация, град песчинок, камушков и льдинок. В конце концов покрытие отслаивается и открывает дорогу коррозии. Автомобиль ржавеет снаружи и изнутри. Особенно уязвим кузов. Это тем более неприятно, что у большинства моделей он выполняет функцию несущей конструкции. За редким исключением кузовы делают из тонких стальных листов. Но значительно уменьшив таким способом вес машины, снизив расход металла и улучшив многие эксплуатационные свойства, мы проигрываем в другом. Необходимость увеличить жесткость конструкции усложнила форму кузова: неизбежным оказалось образование замкнутых зон, труднодоступных и плохо вентилируемых полостей, щелей сложной конфигурации. В ннх-то чаще всего и начинается коррозия. Это особенно опасно, поТому что в таких местах ржавчину замечают, когда уже поздно... Многие автолюбители считают, что металл можно защитить обычным минеральным маслом. Они обрабатывают автомобиль нигролом, отработанным моторным и другими маслами. Это ошибка: минеральные масла, даже высоковязкие и образующие сравнительно толстые пленки,— очень слабая защита. Влага и кислород воздуха легко
ИНГИБИРОВАННЫЕ ПЛЕНОЧНЫЕ ПОКРЫТИЯ Название препарата Консистенция Свойства Где изготовляют Для защиты днищ и крыльев автомобилей «Тектил-122А» Высоковязкая черная Образует эластичную пленку с «Вальволии» (США) паста хорошей адгезией к металлу, теплостойкую, морозостойкую, абразивоустойчивую (не разрушается под ударами песка, гравия и кусочков льда) НГ-216, марки А и Б Густые при обычных температурах жидкости черного цвета Приготовлены на битумной основе; препарат марки А более вязок, образует пленку толщиной 300—400 мкм, толщина продукта марки Б—около 200 мкм; очень высокие защитные свойства; пленка влагостойкая и морозостойкая, но уступает пленке «Тектила- 122А» по термостойкости и абразивному износу Оренбургский иеф- темаслозавод НГМ-шасси Черная паста Аналог «Тектила- 122 А», но превосходит его по защитным и эксплуатационным свойствам; это новый препарат, только недавно успешно прошедший испытания Московский опытно-промышленный завод ВНИИ НП Для защиты внутренних поверхностей автомобиля «Мовиль» Сиропообразная жид- Аналог «Тектила-309МЛ», пре- Заводы объедиие- кость темно-коричне- восходит его по эксплуатацион- ния «Союзбытхим» вого цвета иым свойствам; хорошая про- Министерства хи- никающая и пропитывающая мической промыш- способность; легко растекается лениости СССР по металлу, быстро вытесняет с его поверхности влагу и образует воскообразную пленку толщиной 30—40 мкм НГМ-МЛ Темно-коричневая Аналог «Тектила-309 АЖ-20»; Оренбургский неф- студнеобразная масса новое пленочное покрытие; с темаслозавод 1977 года применяется для защиты кузова «Жигулей» в заводских условиях ХИМИЯ и жизнь 107 9/1978
■вами* f — i 3 — передние стойки |праааа и левая | м усилит*ли; 4 — средние стойки рааая и лааая|; I — внутренние поверхности дверей; 6 — усилитель ирышнн багажника; 1 — лонжероны багажника (правый и левый); В — передние нижние части задних i и арии копес по стыкам с крыльями; 9 — кронштейны под дом кратную проушину; 10 — днище и арии колес Автомобиль «Москвич». 1 — поверхности ха фарами; 2 — полость капота со стороны петель; % — стойки передних дверей; 4 — средние стойки кузова |правая и левая); S — задние стойки 6 — полость усилителя крышки багажника (по периметру); 7 — усилитель багажника; 8 — углубления багажника у задних крыльев; 9 — внутренние поверхности передних и задких два рей; 10 — днище и арки колес; 11 — полости в задней части передних крыльев (справа и слева) Автомобиль «Запорожец». 1 — поверхности за фарами; 2 — передние стойки; 1 — внутренние поверхности дверей; 4 — днище и арки колес; 5 — за дни в бокояые панели (правая и левая); 6 — лолости менаду задними крыльями и бо -,v. •- * 108
Благодаря другим компонентам препараты быстро вытесняют всегда имеющуюся на поверхности металла влагу. Это одно из важных достоинств тектилов. Другие не менее ценные свойства: хорошая проникающая способность, то есть вещества легко забираются во все малодоступные места — щели, зазоры, сварочные швы; способность пропитывать проржавевшие участки и останавливать коррозию там, где она уже началась. Прочность, твердость и эластичность ингибиро- ванным пленкам придают входящие в их составы пленкообразующие вещества: битумы, смолы, воска, каучуки, парафины, церезины, различные синтетические полимеры. В некоторых пленочных покрытиях есть и наполнители, например асбестовая крошка, тальк, бентонитовая глина. В качестве растворителей применяются уайт-спирит, нефтяной сольвент или ксилол. Толщина защитной пленки зависит от концентрации составных частей раствора. Компоненты ингибированных пленочных покрытий подобраны так, что они не портят цвет, твердость и глянец автомобильных эмалей, красок и грунта. Лучше всего ингибирован- ные пленочные покрытия, конечно, наносить на новый автомобиль, пока он не загрязнен и не тронут ржавчиной. Уже поездившую машину перед обработкой придется дольше и тщательнее готовить. Но и в этом случае препараты защитят ее — процесс коррозии, если он уже начался, замедлится и даже остановится. КАК НАНОСЯТ Удобнее это делать на станции технического обслуживания автомобилей. Там есть все необходимые условия, механизмы и приспособления. Правда, многие автолюбители, пользуясь подручными средствами, справляются с этой задачей и в гараже или просто на улице. Сначала днище автомобиля и колесные ниши следует тщательно промыть струей воды под давлением. Затем их сушат, если есть возможность, то — горячим воздухом. Участки, пораженные ржавчиной, там, где это удобно, необходимо зачистить. На внутренние полости кузова пленочные покрытия нужно наносить с помощью специальных шлангов с наконечниками направленного действия. Наконечники вводят в полости через технологические отверстия, а также через дополнительно просверленные 8-миллиметровые отверстия. Для каждой марки автомобиля создана технологическая карта, на которой указано, как наносить покрытия и где сверлить дополнительные дырки. К распылителю препарат можно подавать с помощью воздушной струи от компрессора (воздушный способ) или непосредственно насосом высокого давления на ВО—120 атм (безвоздушный метод). Воздушное распыление удобнее и безопаснее: давление воздуха не превышает 4—5 атм; кроме того, с помощью гибкого шланга и наконечника-распылителя вещество удается направить в самые труднодоступные места кузова. Защитная пленка получается ровной и хорошего качества. В естественных условиях она формируется в течение 2—3 часов в зависимости от температуры окружающей среды. Когда обработка внутренних полостей закончится, просверленные отверстия следует закрыть специальными пробками. Следующий этап: защита днища и колесных ниш. На доступные участки препарат можно наносить кистью. По завершении работы места, загрязненные препаратом, нужно очистить уайт-спиритом. Не забудьте: при работе с пленочными покрытиями требуется хорошая вентиляция; необходимо также соблюдать меры пожарной безопасности. Через два- три года обработку машины следует повторить. Конечно, это непростая и трудоемкая операция, но правильное и регулярное нанесение ингибированных покрытий позволяет значительно увеличить долговечность автомобиля, довести ее до 10—15 лет. И еще несколько замечаний к таблице. Препарат «Мо- виль» создан Всесоюзным научно - исследовательским институтом нефтеперерабатывающей промышленности совместно с вильнюсским филиалом объединения «Со- юзбытхим». Продукт НГМ-МЛ создавал тоже ВНИИ НП, но в содружестве с Московским институтом нефтехимической и газовой промышленности и Волжским автомобильным заводом. По защитным и эксплуатационным свойствам препарат аналогичен «Мовилю», но отличается от него тем, что обладает тиксотропными свойствами, то есть способен разжижаться при механическом воздействии, а после его прекращения самопроизвольно застывать, терять текучесть. Поэтому продукт НГМ-МЛ, так же как и «Тектил-309 АЖ-20», удобно использовать непосредственно на заводском конвейере перед сборкой. Для защиты днищ и крыльев автомобилей можно применять также битумную противошумную мастику БПМ, сланцевую мастику МСА, битумный препарат «Антикор». Все они близки по составу и после высыхания образуют плотные, прочные пленки с хорошей адгезией. Но у мастик есть общий недостаток: в их состав не входят ингибиторы коррозии. Поэтому мастики не могут остановить и локализовать уже начавшуюся коррозию и наносить их нужно только на тщательно очищенную от ржавчины поверхность. Кроме того, слой мастики со временем растрескивается. Срок службы этих препаратов — 1,5 года, не более. П. П. ЗАРУДНИЙ, Ю. Н. ШЕХТЕР, Т. И. БОГДАНОВА. ВНИИ по переработке нефти 109
Ч.с Мы пьем Кофейные напитки У истинного любителя кофе такой заголовок должен вызвать ироническую улыбку. Он, любитель, признает только чистый, натуральный кофе, независимо от преходящей конъюнктуры мирового рынка и видов на урожай в Бразилии или Кении. Он с презрением отзывается о всевозможных эрзацах, особенно если они вдесятеро дешевле кофе. Но мы и не будем рассказывать об эрзацах! Мы не станем притворяться, будто не ощущаем разницы между ароматом кофе и поджаренного ячменя. Ощущаем, и вполне явственно. Но при этом находим, что у последнего тоже есть свой вкус и запах. Безусловно, совсем не тот, что у кофе, однако же достаточно приятный. Так что речь не о подделках. Поговорим о вполне самостоятельных, весьма полезных и уже поэтому имеющих право на существование растворимых кофейных напитках. У Джерома есть поучительная история о рьяном вегетарианце, который ставил эксперимент на голодных мальчишках. Он выдавал им чечевичное пюре за бифштекс, цветную капусту — за котлеты. Наконец, он дал мальчишкам моркрвку, нашпигованную пряностями. «Все вы любите колбасу, — ораторствовал он, — но ведь вкус — не что иное, как продукт воображения...». Несмотря на убедительность доводов, эксперимент провалился: один из подопытных отказался признать в морковке колбасу. От настоящей колбасы у него всегда болел живот. Морковь такой реакции не вызывала. Нас и в самом деле трудно провести на мякине. Если вкус еще можно обмануть, то организм не перехитришь. Так не лучше ли называть колбасу колбасой, а морковку — морковкой? И пусть каждый выбирает, что ему по здоровью и по вкусу... Впрочем, боли в животе от хорошей колбасы — случай нетипичный. Учащенное сердцебиение, повышенное давление, бессонница от крепкого кофе — дело вполне обычное. Алкалоид кофеин исправно выполняет свою работу. Он взбадривает здоровых и наносит вред больным. Что же делать здоровым, когда они и без того бодрые, и как быть — в любом случае — больным? Растворимые кофейные напитки «Летний», «Новость», «Львовский», «Бодрость», «Мария» можно пить вполне безбоязненно. Даже детям они не противопоказаны. Кофеина в них либо совсем нет, либо очень немного — до 0,7%—по той простой причине, что кофе — не главный их 110
компонент. Способ употребления прост до смешного: растворил одну-две чайных ложки порошка в чашке горячей воды или молока, размешал — и пей на здоровье. Перед работой. Перед школой. После работы. После школы. Конечно, только человек с сильно развитым воображением сумеет мысленно подменить растворимый кофе растворимым напитком — так же, как в случае с колбасой и морковкой. Ну а какой же все-таки у них вкус? Можем ответить и вполне определенно: у ссЛетнего» — вкус напитка «Летний», у «Львовского» — вкус напитка «Львовский» и так далее. Поскольку более точные описания кажутся нам пустым переводом бумаги и времени, можем только посоветовать купить банку и попробовать. Без оглядки на пошаливающее сердце. Растворимые кофейные напитки начали разрабатывать довольно давно — еще в то время, когда положение с кофе казалось вполне благополучным. Так что не конъюнктурные соображения вызвали к жизни эти напитки, а скорее забота о расширении ассортимента — с учетом интересов юных и не очень здоровых потребителей. Справедливости ради надо заметить, что в некоторых зарубежных странах такая работа началась еще раньше, и, скажем, во Франции растворимые кофейные напитки с малым содержанием кофе или вовсе без кофе имеют сейчас большее хождение, нежели у нас. Основой таких напитков в разных странах служит разное сырье. Иногда это желуди, иногда сахарная свекла или цикорий. В нашей стране наибольшее распространение получил ячмень; он входит в рецептуру практически всех растворимых напитков. Второй по распространенности компонент — собственно кофе. Другие возможные составляющие — рожь и цикорий. Конкретные сведения приведены на банках. Делают кофейные напитки в Москве и Ленинграде, в Днепропетровске и Одессе, во Львове и Лиепае. Все, что будет сказано дальше, увидено и услышано на Московском ордена Ленина пищевом комбинате. Впрочем, как нас уверили, технология в общем и целом повсюду примерно одинакова. Сначала кофе и ячмень очищают от посторонних примесей, а затем, поскольку зерна поступают на комбинат в сыром виде, их обжаривают: только в этом случае выявляется подлинный и весьма приятный аромат. В обжарочном цехе по-настоящему жарко и, может быть, не столько из-за кофе, которому требуется каких-то 200°С, сколько из-за ячменя — его обработка занимает около получаса при 230 С. Кофе требует более деликатного обхождения... in
Автоматически работающая обжарочная машина заглатывает за прием два с лишним центнера зерен. Они прожариваются согласно программе в барабане. Температура все растет, барабан все вертится, зерна, взятые на пробу, все темнеют. Обжарка продолжается минут 15—20. Затем крышка барабана выдвигается, и зерна — привычного коричневого цвета — сыплются в охладительную чашу, подпрыгивая на невидимых струйках холодного воздуха, бьющих сверху и снизу. Остывшие зерна отправляются в камнеотборник и в магнитный сепаратор, где вылавливают (впрочем, очень редко) случайные примеси. Ячменные зерна можно сразу после этого подавать на экстракцию, а вот кофе проходит еще грануляцию. Это обычное дробление, вроде того, что происходит в домашней кофемолке; только здесь, в цехе, получают не порошок, который слишком быстро забил бы фильтры, а довольно крупные, в несколько миллиметров, крупинки-гранулы. Дробление требуется единственно для того, чтобы облегчить последующую экстракцию — вытяжку из зерен сухих веществ. А корень цикория подают в экстракторы в виде небольших кубиков. Участок цеха обработки кофе, где установлены батареи экстракторов, выглядит как-то привычно, по-химически. Так оно, в общем-то, и есть: в принципе безразлично, извлекать ли растворимые вещества водой из кофе или бензином из сосновых щепок. Разве что на пищевом предприятии требования к растворителю посуровее: вода должна быть очень чистой и мягкой. Поэтому и без того хорошую московскую водопроводную воду пропускают еще через ионообменники. Кофе и ячмень, предназначенные для «Летнего» напитка, смешивают согласно рецепту и подают в батарею из шести экстракторов. Вода поступает под давлением около 6 атмосфер, максимальная температура ее 130 градусов. Пройдя все экстракторы, вода, а точнее, уже кофейно-ячмен- ный экстракт содержит 20—25% сухих веществ. Собственно, этот экстракт — очень, очень, очень крепкий кофейный напиток. Его фильтруют, охлаждают и закачивают в танк, где он готовится к своему последнему превращению в легкий, тонкий порошок. Остановим внимание на сушильной башне, тем более что это не так уж трудно: не заметить двадцатиметровую махину решительно невозможно. К самому ее верху насосы подают остывший экстракт, он разбрызгивается через . форсунку и, разбитый на мельчайшие капли, подхваченный потоком горячего воздуха, падает вниз. Пока капли пройдут положенные двадцать метров, практически вся влага успеет испариться, и на самое Дно, в конический сборник, попадает уже мельчайший порошок. Чтобы он не задерживался на стенках, их время от времени слегка встряхивают автоматическими молотками. Охлажденный просеянный порошок подают в контейнеры, взвешивают и отправляют в расфасовочные автоматы. Заранее заготовленные жестяные банки движутся на конвейере вверх дном, вернее, тем местом, где должно быть дно. Противоположная сторона, откуда мы впоследствии будем черпать порошок ложкой, уже закрыта наглухо запрессованной пластинкой фольги; ведь порошок гигроскопичен, и одной крышкой ограничиться нельзя — при хранении напиток может впитать влагу из воздуха. Когда автомат отмерит положенные 100 граммов, на банку опустится полагающееся ей донышко. Маркировочное устройство пробьет дату, банка перевернется донышком вниз — и вместе с другими такими же банками уляжется в коробку, готовая к отправке в магазин. Дело сделано. В заключение — некоторые сведения (для тех, кто считает кофейные напитки достойными внимания). Эти напитки достаточно калорийны, например, в «Летнем» — 380 ккал на 100 г сухого вещества. Придерживающихся строгой диеты это не должно смущать: порошок растворяют в умеренном количестве, а не едят ложками. Содержание простых Сахаров колеблется от 4 до 18% в зависимости от рецептуры. Так, в «Марии» или «Львовском» Сахаров втрое больше, чем в «Летнем» из-за того, что в них есть цикорий. В напитках также много, до 25%, инулина. Кстати, Институт питания АМН СССР рекомендует эти напитки детям и больным сердечно-сосудистыми заболеваниями не только из-за малого содержания кофеина; другая причина — в достатке легкоусвояемых Сахаров. Наконец, не последнее дело — чистота продуктов. Из-за суровой высокотемпературной технологии и строгого соблюдения санитарных правил напитки в запаянных жестяных банках практически стерильны. 112
Чтобы не превращать эти заметки в сплошной дифирамб, укажем и на известный потребителям недостаток напитков; они хуже растворяются, чем растворимый кофе. Причина в том, что ячмень, да и вообще злаковые, содержат много крахмала, который разбухает гораздо легче, чем растворяется. Поэтому при контакте порошка с горячей водой образуются иногда набухшие комки. Отсюда следует, что в отличие от растворимого кофе напитки надо лучше размешивать и заливать по возможности крутым кипятком (или молоком— кому как нравится). А если не нравится ни то, ни другое, если вы упорствуете в своем пристрастии Когда добавлять молоко? единственно к кофе, уговаривать не будем. Каждый вправе поступать по-своему. Заметим только, что у растворимого кофе аромат бедноватый. И стоит он, кстати, втрое дороже кофейного напитка.* Впрочем, напитки в рекламе не нуждаются, спрос на них вполне достаточен. Предубежденным мы, не настаивая, мягко советуем: попробуйте и растворимые кофейные напитки. Без тщательно продуманных иронических замечаний. Без шуток по поводу низкого происхождения. Просто попробуйте— как некий напиток, отличный от кофе в той же почти мере, что и от чая. Совсем неплохо, верно? Ю. ИВАНОВА, О. ЛЕОНИДОВ Чай и кофе пьют как дома, так и на работе. Но если приготовление кофе в лабораторных условиях уже исследовано [1], то домашние проблемы остались почему-то вне поля зрения специалистов. Это серьезный пробел, поскольку доказано [2], что именно утренний кофе приносит наибольшую пользу. Многие предпочитают чай и кофе с молоком. Такая позиция применительно к завтраку вполне правомерна: холодное молоко быстро снижает температуру напитка, сокращая таким образом время, отделяющее приготовление от потребления. При этом уменьшается риск обжечь язык. Но возникает важная проблема: когда следует добавлять молоко — сразу или через некоторое время, когда иапиток в чашке уже немного остынет? Строгое научное решение позволит сэкономить обширному кругу завтракающих миллионы секунд полезного времени *. Ранее было показано [3], что расход времени на питание удобнее всего рассчитать кинетическим методом. Предположим, что в нашем распоряжении 4/s стакана только что вскипевшего чая «ли кофе и х1ь стакана холодного молока. При комнатной температуре B0°С) скорость остывания горячей жидкости в стакане описывается простым дифференциальным уравнением первого порядка: dt/dt = -kS(t—20), где t — температура, т — время, S — поверхность стакана, к — константа, определяемая условиями теплообмена. Изме- * Отметим, что 10е секуид «40 рабочих дней.— 113
50 60 70 lptftfl,MlR неиием температуры и объема напитка вследствие испарения небольшой части жидкости мы пренебрегаем. Если вы предпочитаете строгий расчет, никто не мешает прикрыть стакан блюдцем. Решение уравнения имеет вид: t=(tHa4—20)exp(—kSTj+20, или ln(t— —20) = ln(tHa4—20)— kSx. Константу к определим экспериментально. Опустим в горячий напиток хорошо вымытый термометр и будем следить за изменением температуры со временем. Результаты наблюдений для тонкого стакана площадью 165 см2 приведены на верхнем графике. Согласно наклону прямой, к=1,2*10-4 град/мин-см2. Случай 1, Наливаем в стакан 160 мл чая или кофе (t^lO0°C) и добавляем 40 мл молока из холодильника (t»0°C). Теплоемкости обеих жидкостей примерно равны, значит, начальная температура смеси tHa4=80°C. Подставим известные величины в ранее выведенное уравнение: t| = (80—20) еяр(—1,2 • 10~4 -165т) + 20^ «'60.ехр(—0,02т) +20. A) Случай 11. Молоко до поры до времени не наливаем, то есть 1Нач=100сС, S= 140 см2 (так как жидкости в стакане теперь меньше). Через время т температура станет равной t'= A00—20)ехр(—1,2- Ю-4- 140т) + +20^80-ехр(—0,017т)+20. А вот теперь в слегка остывшую жидкость добавим те же 40 мл холодного молока. Конечную температуру t2 определим из уравнения теплового баланса: 40t2= 160(f—t2), откуда t2 = 64-exp(—0,017т) + 16. B) Сравним выражения A) и B). Обе за- 114 внсимости — экспоненты (нижний график), которые идут из одной точки. Поначалу первая кривая спадает быстрее. Однако при т—„оо t2<ti. Следовательно, в некоторой точке кривые пересекутся. Расчет показывает, это произойдет примерно через 100 мин. Итак, первые полтора часа предпочтителен способ 1. А велика ли разница? Из уравнения экстремума d(t2—tf)/dt = 0 следует, что для т<100 мин максимальная разница в температурах достигается спустя 50 мин и составляет около 2°С. При т -*- оо разность t2—ti достигает целых 4СС, однако ждать придется слишком долго. Случаи III и IV. Все аналогично предыдущим вариантам, только молоко забыли поставить в холодильник. Ситуация резко меняется. Если сразу добавить молоко (случай III), температура скачком упадет до 84° и далее будет снижаться в соответствии с уравнением t3=64-exp(—0,02т)+20. Если же молоко добавляется через время т (случай IV), то t4=64-exp(—0,017т)+20. Очевидно, что t3<t4, то есть напиток, в который сразу добавили молоко, всегда будет холоднее. Случаи V и VI. Молоко берем из холодильника, но добавляем его так мало, что увеличением поверхности можно пренебречь. В выражениях для t5 и t6 множители ехр(—kST) одинаковы, поэтому при любом т>0 t5>t6. Значит, в этом случае молоко следует добавлять позже. Если предыдущие выкладки вас окончательно запутали и вы не можете решить, какому способу отдать предпочтение, рекомендуем седьмой, и последний вариант. Молоко для опыта (то есть для завтрака) берется, как и в предыдущем случае, в малом количестве, ио комнатной температуры. Столь незначительное изменение условии опыта сразу решает вес проблемы. Действительно, если взять 180 мл кофе или чая и 20 мл молока, то 'КОД
в этом случае tt = t2=92-exp(—0,02т)+20. Это поистине замечательный результат, избавляющий экспериментатора от мучительных размышлении по утрам: температура напитка в любом случае одинакова и не зависит от момента, когда добавляется молоко. Есть у этого способа и другое достоинство. Предположим, вы желаете каждое утро пить чан заданной температуры. Тогда по последней формуле ничего не стоит вычислить, через сколько минут и секунд чаи остынет в точном соответствии с вашим желанием. Нельзя исключить, впрочем, что истинная температура будет отличаться от расчетной на десяток-другой градусов. Опытный экспериментатор рано или поздно докопается до причины ошибки, однако проще будет воспользоваться универсальным приемом: ввести в уравнение эмпирическую постоянную. Даже не очень искушенному химику вполне по силам определить ее численное значение. Для этого достаточно нслслю-лругую контролировать остывание с помощью термометра и секундомера. Поскольку обе руки будут заняты, рекомендуем привлечь к записи отсчетов кого-либо из домашних, посулив ассистенту долю в приготовленном кофе. И. ЛЕЕНСОН ЛИТЕРАТУРА 1. А. Кон. Приготовление кофе ■ научно-исследова- тельсннк учреждения!. В сб. «Физики продолжают шутить». «Мир», 1968, с. 87. 2. Рекламное объявление, 1959. 3. И. А. Л е е н с о н, А. П. Осипов. Очередь: кинетические и практические аспекты. «Химия и жизнь», 1974, № 7, \. 80. Пс.Л Флюс из глицерина и нашатыря Каждый, кто хоть раз держал в руках электрический паяльник, знает, что качество пайки зависит не только от припоя, но и от флюса. Классический пример флюса — канифоль. С ее помощью можно паять изделия из меди, цинка и их сплавов. Но у канифоли есть недостатки — поверхность металла перед пайкой надо обязательно зачищать, нельзя паять сплавы железа, да и на конце паяльника после работы остается грязный черный нагар. Для пайки железа, стали, меди, латуни хороша паяльная кислота — солянокислый раствор хлористого цинка. Но и с ней не очень удобно работать: если не удалить остатки флюса, место пайки ржавеет; жало паяльника быстро разрушается. Я хочу предложить придуманный мною флюс, у которого нет недостатков канифоли и паяльной кислоты. Для его приготовления нужен обыкновенный глицерин, который можно купить в аптеке, хлористый аммоний (NH4C1, или нашатырь) и всего 5 минут времени. В небольшую склянку налейте глицерин, воду A0—15% от объема глицерина), насыпьте немного нашатыря, поболтайте минуту-другую, и флюс готов. В чистом глицерине нашатырь нерастворим, для этого и нужно добавить воду. Кстати, если вы купили глицерин в аптеке, то воду добавлять не надо: она уже там есть. Паять с помощью такого флюса очень удобно. Можно даже не зачищать места спайки — если, конечно, они не сильно загрязнены. Все сделает флюс. Примечательно то, что с помощью моего флюса можно паять все наиболее употребимые в обиходе предметы из разных металлов и сплавов. Откуда берется такая активность флюса? Вспомним, что NH4CI — вещество нестойкое и при нагревании легко распадается на NH3 и НО. Вот эта НС1 и съедает окислы металлов, а глицерин их связывает и одновременно защищает поверхность припоя после пайки. Я очень рекомендую этот флюс радиолюбителям. При пайке печатного монтажа достаточно коснуться концом паяльника платы — и все готово! Припой стекает сам, а качество пайки — идеальное. А. В. КОКШАРОВ, Москва Что такое жизнь? Внимая К. Ангорсного советам *, К журналу сокраняя интерес И яеруя в науку и прогресс. Решил вопрос доверить я сонету. По форме мой вопрос довольно прост. Но вряд лн тан же прост по содержанью. "Его, однако, вашему вниманью Я предлагаю. Вот он, мои вопрос. Кто разрешит монж сомнении муку! (Поверьте, но вовсе не каприз.) Известно всем, что Химия — наука. Но кто ответит, что такое — Жизнь! Учтите пожелания мои — Не отвечайте в форме рубани. К. СИБИРСКИЙ. Кнев * См. № 4. «Химию и жизнь», 1978. 115
Литературные страницы Письма разных лет Кир БУЛЫЧЕВ
18 января 1978 г. Москва Дорогом Виктор Сергеевич! Я давно не писала Вам, не от лени, а потому что было некогда. Мы все трудимся (меньше, чем хотелось бы) и суетимся (больше, чем надо). К тому же осень у меня выдалась неудачная. Мама на два месяца слегла с воспалением легких, потом свалился сын с жестоким гриппом, лучшая подруга разводилась с мужем и вела со мной многочисленные беседы о том, что все мужики — сволочи (я это подозревала и раньше, но не так формулировала). Так что из лаборатории я неслась по магазинам и аптекам, затем принималась врачевать моих болезных. И когда всех утешишь и освободишься, возникает ощущение, что в глазах у тебя песок — мечтаешь, как бы поспать хотя бы часов шесть. Но надо садиться за работу—в основном, пустяковую,—накатать рецензию, прочесть чью-то диссертацию илк готовить годовой отчет... К тому же надо мной живет строгая соседка. Если я печатаю на машинке после одиннадцати, она возникает в халате и папильотках, грозит мне милицией и постановлениями горисполкома. Я уж уносила машинку на кухню, ставила ее на две подушки, но... У меня подозрение, что соседка специально ходит по квартире и ждет, когда я начну нарушать. Иначе ей, одинокой женщине, жить скучно. Приходится мне вставать на рассвете и накачиваться кофе — все равно раньше, чем привыкла, не заснешь. Не думайте, что я избрала Вас в качестве пуховой жилетки и орошаю теперь слезами. В конце концов каждый из нас, как говорил каком-то вымерший мудрец, имеет то правительство, которого заслуживает. Очевидно, во мне живет некое мазохистское начало, иначе зачем бы мне соглашаться на эти рецензии и оппонирования? Меня заставил «взяться за перо» странный феномен, который я наблюдала в последние дни. И тут я жду Вашего просвещенного мнения. Сначала я решила, что у меня начались галлюцинации... Нет, так Вы ничего ие поймете. Следует изложить предысторию проблемы. Три года назад мой муж был в Индии. Там он, движимый не столько прихотью, сколько желанием не отстать от товарищей, приобрел у охотников и провез контрабандой двух лемуров. (Наверно, в Москве живет немало экзотических животных, попавших к нам подобными, большей частью нелегальными путями.) Провез он их в черных мешочках, в карманах плаща. Лемуры смирились с таким унижением и на таможне вели себя смирно. Поначалу эти зверьки меня умилили. Очевидно, природа специально сделала их такими, лишив прочих средств защиты от хищников. Я допускаю, что при виде тонкого лори (к этому виду относились наши жильцы) даже задубелое сердце тигра вздрагивает, он потупляет свой кровожадный взор и уходит охотиться на буйвола. Представьте себе существо размером с белку, без хвоста, покрытое густой короткой серой шерстью, с тонкими, паучьими ручками и ножками (именно ручками и ножками, потому что у лори ков совершенно человеческие пальцы, с ноготками в квадратный миллиметр). Значительную часть их курносых физиономий занимают громадные карие глаза, полные такой укоризны и покорного страха, что гости, поглядев на наших жильцов, тут же понимают, что только крайне жестокий, отвратительный человек может содержать этих крошек в неволе. Наши жалкие оправдания в том, что муж купил лориков у охотников, которые ловят их, чтобы снимать шкурки, что мы их кормим, держим в тепле и так далее, только усугубляли недоброжелательство к нашему семейству. В повседневной жизни эти трогательные крошки совсем ие очаровательны. День они проводят в сладком сне, а с наступлением темноты выбираются из клетки и бегают по комнатам, поливая полюбившиеся им предметы едкой мочой и посыпая пол козьими орешками. Потом повисают в фантастических позах на шторах или люстре. Ни в какие контакты с нами, их хозяевами, они вступать не желают. Никаких поглаживаний или прикосновений не выносят. Зубы у них острые, мелкие и многочисленные, к тому же иа них всегда остаются остатки пищи — укусы лориков не заживают неделями. Не зря индусы в Майсоре считают их ядовитыми. Никакой благодарности к людям они не испытывают, никого не узнают — а стоило бы. Свободное время мы проводили на Птичьем рынке или в кабинетах директоров зоомагазинов (с приноше- 117
ниями) — ведь лорики питаются лишь живыми насекомыми, а попробуй обеспечить нх кормом в Москве в разгар зимы. Тараканы, правда, дома вывелись, но мучные черви расползались по квартире, а в укромных уголках стрекотали разбежавшиеся сверчки. Притом лорики патологически трусливы, и даже я, отлично изучив их эгоистический характер и спесь, происходящую от сознания того, что они — древнейшие млекопитающие Земли, зачастую терялась, встретившись с ними взглядом, - они делали вид, что знают: я их специально откармливаю, чтобы сожрать. Если не сегодня, то на той неделе. Наконец, последняя беда мы даже не могли вечерами вместе куда-нибудь пойти. Кто-то должен был дежурить дома, чтобы проводить вечернюю кормежку. Сидишь, читаешь вечером, а краем глаза видишь, как беззвучно, тенью скользит по полу паук, приподняв шерстяную попку. И косит на тебя глазом. Знает, стервец, ведь второй год вместе живем, что я не трону, но стоит пошевелить головой — и он замирает в диком ужасе, как кататоник, а затем, избрав оптимальный вариант спасения, несется за штору... А в прошлом году мы не выдержали. После некоторых (до определенной степени лицемерных) переживаний мы согласились отдать их одной милой одинокой девушке лет пятидесяти, которая живет в отдельной квартире с кошкой, собакой и двумя собственными лемурами. Причем живет она не в Москве, а в Киеве. Сначала мы даже скучали по лорикам, и я как-то полгода назад согласилась на совершенно ненужную и муторную командировку в Киев для того, чтобы увидеться с лемурами. Один из них к этому времени умер. Второй меня не узнал, но опасливо принял из моих паль цев жирного мучного червя — скромный дар московских друзей. Простите, Виктор Сергеевич, что забыла о краткости — сестре эпистолярного жанра, а написала эссе на тему «Содержание тонких лори в домашних условиях». Все. Перехожу к делу, то есть к галлюцинациям. Несколько ночей назад я сидела на диване, читая посредственную диссертацию и размышляя о том, как бы отказаться ее оппонировать, не обидев смертельно автора. Вдруг вижу краем глаза мстлеино бредущего через комнату лорика. Лорик заметил мой взгляд, замер, прижав к груди сложенную в кулачок ручку, сжался от ужаса. И исчез. Я протерла глаза, поняла, что заработалась, - еще немного и придется идти к психиатру. Прошло еще два дня. И снова: ночь, я сижу на диване, а посреди комнаты (на этот раз я почему-то глядела именно в ту точку) возникает перепуганный лорик и хлопает глазищами. Я вижу его совершенно явственно, до после шеи шерстинки. Расстояние от силы два метра. В ужасе, что его застукали, лорик пускает лужицу и растворяется в воздухе. Еще одна галлюцинация? Как бы не так! Лужица-то осталась. Клянусь всем святым, лужица осталась. Я ее вытерла тряпкой и только потом поняла, что это сверхъестественно. Вот тогда я и решилась Вам написать. Вы всегда были терпимы к странностям человеческой психики и по крайней мере искали рациональное объяснение иррациональным явлениям. Вам кое-что удавалось. Пожалуйста, дорогой Виктор Сергеевич, не оставьте меня своими молитвами, бросьте снисходительный профессорский взгляд на мою жалкую судьбу и подумайте, что бы это могло быть? Кстати, я не удержалась, позвонила в Киев, к повой владелице лориков. Та мне с прискорбием сообщила, что наш последний лемур умер .-а неделю до описанных мною событий. То есть вернуться чомой, подобно заблудившейся кошке, он не мог. Остаюсь Ваша преданная ученица Калерпя 11 19 января 1978 г. Москва Дорогая Римма! Все собиралась тебе написать, но ужасно много работы. Наша зав. лабораторией, Калерия Петровна, я тебе о ней писала, совершенно посходила с ума. Пет, лучше работать под руководством мужчины, современные мужчины куда мягче и отзывчивей, а я к тому же умею с ними обращаться. Но в других отношениях наша Калерия не самый худший вариант, она за собой следит н некоторым еще нравится. По какой ужас дожить до тридцати с лишним лет и так ничего в жизни и не увидеть! IIv 118
ладно, хватит о работе. Ты меня спрашивала, как складываются мои отношения с Сане»"» Добряком. Отвечаю: сложно. И по моей ви»»е, Я недостаточно к »»ему внимательна и даже позволяю насмехаться, чего он не выносит. Позавчера я разрешила ему пригласить ме»»я в кино, а там встретился некий В. (так, случай»»ость моем бур- ной молодости). Он со м»юй поздоровался, а у мс»»я »ic >ыло причины его игнорировать Саня взбеленился и всю дорогу до дому дулся. Даже смешно, какие наивные эти мужчины! Разве я виновата в мое»» »»аружнон привлекательности? Чтобы его еще позлить, я не разрешила ему ме»»я поцеловать »ia проща»»ис. Теперь о»» со мной пс разговаривает. Конечно, я могу вср»»уть »»а»пн отношения в норму од»»им взглядом, но не собираюсь этого делать. В принципе о»» должен понять, что существует масса претендентов на мою душу. А ему я делаю одолжение. Ты меня понимаешь? Как твои дела? Я вчера по телеку смотрела, что у вас жуткая погода. Боюсь, как бы не случилось снова наводнение. Хотя это, наверно, очень интересно — навод»»ение? Мы бы с тобой гоняли на катере по улицам и спасали женщин и детей. У вас столько моряков, что я и»»огла тебе завидую, хотя у меня больше склонности к ученым. В них, даже в начинающих, как Саня, есть сер»>сзность и внутренний ум. Прости, что кончаю писать, — пришла Калерия, »ю выспалась, глаза опухли, на верно, опять ночью трудилась — »»елсгко женщине в науке! Сейчас она уже глядит на мс»»я косо — чего я »»с работаю? Сейчас, моя дорогая »»ачаль»»ица, сейчас... Целую, скоро напишу прололжс»1ис. твоя верная подруга Тамара Ленинград. 24 января 1978 г. Дорогая Л срочна! Порой мне трудно представить себе, как Вы руководите лабораторией, пишете докторскую, делаете открытия... В»,» для we»»я (сто»"»кость стереотипов родитсл»>ского восприятия) всегда девчушка, впервые накрасившая глазки и этим »»ачавшая новую, студенческую жизнь. Вы сейчас возмутитесь и скажете, что и сегодня Вы не стары, по-нрежнему красивы, вср»1сс, куда красивее женщины Ва»»»его типа расцветают »»а четвертом десятке. Я вернулся вчера из Штатов, где отсидел свои старческие представительские дни па симпозиуме, состоявшем из подобных м»»с старых грибов, которых стараются держать подальше от настоящей науки, чтобы о»»и чего там не »»атворили. Письмо меня Ваше обрадовало и позабавило. Вы очс»»ь мило описали этих лемуров, я даже залез в Брэма. но тот о них знал немного. Зато у Даррела я нашел описание подобно»» зверушки. Даррел пишет, что тонкие лори в настоящее время очень редки и напоминают ему боксеров, потерпевших сокрушительное поражение »»а ринге. Эффект достигается темным ободком шерсти вокруг глаз и общим скорбным выражением физиономии. Знаете, Лерочка, я глубоко убежден в трезвости и устойчивости Ваше»'» психики. Так что давайте отложим галлюцинации в сторо»»у. Вы сами в это не верите, к тому же галлюцинации не дают луж »»а паркете. Разумеется, можно придумать целый ряд .внешне соблазнительных гипотез, в основном оптического характера, од»»ако меня самого более иных греет собстве»»ная давнишняя мыслишка. Она почти вымерла во мне за неиме»»ием к »»ей подтверждающих фактов, а вот Вы »»аписали — что-то щелкнуло в мозгу и пошли крутиться колесики... Со скрипом, разумеется. Когда-то. очень давно, я натолкнулся в записках одного натуралиста, работавшего с рептилиями в Уганде, »»а странное замечание. Ему приходилось »»аблюдать, как один из видов эндемичного и крайне редкого полоза обладает странным свойством, объяс- »»ения которому »»е нашлось. В случае крайней опасности он исчезает, практически растворяется в воздухе и возникает в»»овь через несколько секунд (или минут). Никто, разумеется, не обратил в»»имания па эту чушь, и про1ила она незамеченной, да и сам наблюдатель не настаивал »ia своем открытии. Тогда я задумался: что же случается с полозами при условии, если они в самом деле исчезают? Значит, они перемещаются. Куда? Давайте, сказал я себе, пофантазируем, благо никто не знает, насколько мы 119
легкомысленны. Есть два пути перемещения — в пространстве и во времени. И еще неизвестно, какой из путей более антинаучен. Полозы, помню, исчезали из террариума, то есть мгновенно преодолевали неодолимую для них преграду. Возникали они' вновь внутри замкнутого пространства. И знаете, Лерочка, мне тогда больше понравилась вот такая мысль: а что если эволюция когда-то снабдила некоторых из беззащитных ее созданий удивительным механизмом спасения от опасности? Она ведь очень изобретательна, эта эволюция! Допустим, существует некоторая корреляция между уровнем нервного состояния особи - - степенью опасности — и физическим выражением этого «эскапизма»? В мгновение смертельной угрозы особь совершает мгновенный переход по оси времени, скажем, в будущее. Преследователь теряет жертву из виду, удаляется по своим делам, и тогда наша несостоявшаяся жертва благополучно возвращается на место. Невероятно? Да, я тоже так подумал. А подумавши, перешел к иным, куда более вероятным проблемам. Хотя и планировал потратить какое-то время на проверку своей сумасшедшей гипотезы. Я даже хотел поискать себе подопытных кроликов — каких-то существ, давно застывших в эволюции — реликтов животного мира, притом не имеющих сильных челюстей... Кстати, лемур, точнее, тонкий лори — идеальный объект для таких опытов. Почему он не вымер, почему он не съеден поголовно за последние несколько миллионов лет? Бегать быстро он не умеет, огрызнуться толком не может, днем вообще плохо видит и полностью беззащитен... И вот, представьте себе, проходит много лет, и я получаю письмо от любимой ученицы, которая, оказывается, наблюдала явление, в чем-то схожее с тем, над которым я размышлял. Только на другом конце «телефонной линии». У вас лемур, которого уже давно нет, возникает. Возникает реально. И исчезает. Соблазнительное подтверждение сумасшедшей гипотезе (за неимением иных подтверждений). Впрочем, Вы можете игнорировать бред старика. Давайте считать, что мы с Вами побаловались сказками. Передавайте привет Вашему уважаемому семейству. Надеюсь увидеть Вас в Питере на биофизической конференции в марте. Выкроите неделю? Ваш старый, легкомысленный поклонник В. Кострюков IV 12 апреля 1978 г. Римуля, здравствуй! Ты, наверно, меня совсем забыла. И правильно сделала. Скоро уже «яблони в цвету», а я даже в парикмахерской не была месяц, полный обвал! Тут у меня деньрож- дение было, двадцать лет, дата! А я вспомнила об этом только днем — мать звонит в лабораторию, какие, говорит, у тебя планы на вечер, гости к тебе придут или сама умотаешь? И меня тогда как веником по голове трахнуло! Ты знаешь, что мой Саня похудел на три кило? Такая жизнь, как говорят французы. И все из-за нашей Калерии. Оиа, конечно, озверела. Есть плановая тема, есть задачи, стоящие перед нашей наукой, а мы занимались чем? Мы искали по всей стране лемуров. Ты, конечно, не знаешь, что такое лемур. Лемур — это очень первобытный зверь, почти вымер, только в тропических странах еще обитает. Похож на алкоголика н всегда спит, но вообще-то он лапочка. Мы раздобыли даже двух, но кормить я их не буду—умру, но не буду — они червяков жрут! Живых! К нам Калерин учитель приезжал, такой толстый профессор Кострюков из Ленинграда, он, по-моему, в Кале- рию тайно влюблен, даже не приходит в лабораторию без цветов. Я сказала Сане: учти, если не воспользуешься опытом, уйдешь в отставку. А он мне вчера букет роз приволок, рублей на десять, даже страшно, как он теперь до получки доживет, но я была искренне тронута его поступком, хоть и по подсказке. Я думаю, что в Сане есть ко мне настоящее чувство. А ты как думаешь? Кострюков и мне глазки строил, но я на такого мамонта ноль внимания, хотя у него страшная пробивная сила. Он * где-то денег нам достал, на нас, по-моему, пятнадцать других институтов работают, телефон вообще оборвали, а от этих лемуров запах, я тебе скажу, не позавидуешь. Хорошо еще мне одни поклонник (я тебе о нем не писала, потому что он ие больше 120
чем летучий эпизод) в свое время подарил флакон французских духов «Клима» (знаешь, сорок рублей за бутылочку?), и я себя поливаю изо всех сил. А Кострюков пришел как-то с одним шизованным химиком и говорит ему: «Это наш бездумный прекрасный цветок по имени Тамара, она употребляет только духи фирмы «Клима». Представляешь, в таком возрасте, а по запаху духи определяет! С ним надо осторожно, ой как осторожно! Ои, в общем, представительный мужчина и хорошо сохранился. Только я его в тот же день обрезала. Он ко мне оборачивается и просит, чтобы я сбегала в лабораторию к Лившицу и взяла там культуры. А я ему отвечаю: «Я не девочка на побегушках». Пришлось ему мой ответ проглотить не запивая. Хотя, надо сказать, что я здесь окружена таким вниманием, что буквально хожу по пропасти во-ржи. А иа прошлой неделе оии приволокли откуда-то дохлого лемура — Санечку посылали, бедненького моего. Праздник был, словно это живой тигр. Сбежалось тридцать докторов наук, и все на него смотрели, а потом, как у нас в науке водится, изрезали его на мелкие кусочки и гудбай, пташка! А ведь притом кому-то приходится волочить плановую работу, ее никто с нас ие снимал. В общем, я за свою жалкую сотию вынуждена сворачивать горы изящными пальцами. Но ничего, научный прогресс — это движущая сила. И я не посторонний человек в науке. Найдем в крови лемуров «фактор Т» и сделаем небольшой переворот в естествознании (и в физике, разумеется). Я тебе еще напишу, когда будет время. Ты не собираешься в Москву? Я бы показала тебе Кострюкова. Он бы тебе понравился. Кстати, Саня к нему меня ревнует. Без всяких оснований. Обнимаю тебя, верная подруга Тамара V Здравствуй, Артур! Москва 19.10.1978 К сожалению, фирменных джинсов я тебе пока не нашел, но стараемся и добьемся, будь спокоен, походи пока в болгарских. С твоими внешними данными ты и без модного оформления сойдешь за кинозвезду. Приехать пока к тебе не могу. Дела не пускают. У нас последние месяцы прошли в спешке и аврале. Моя начальница вбила себе в голову одну бредовую идею, которую я тебе, старик, не буду излагать, все равно не усечешь. Мы с помощью дружественных иам иаучиых учреждений пытались эту идею воплотить. Вчера у нас был небольшой праздник. Есть предположение, что одно вещество, назовем его условно «фактор Т»: «Т», разумеется, латинское, значит «временной»,— нам удалось синтезировать. Если все пойдет как надо, то нам посыпятся с иеба премии и поздравления, Калерия (это моя начальница) зашитит докторскую, я пойду в аспирантуру, если не получу собственную лабораторию (чем черт не шутит!), а наш старик Кострюков станет академиком. Такие мои предварительные расчеты. Ты спрашиваешь меня о личной жизни. Ответить трудно. Как ты знаешь, есть у нас в лаборатории одна девчонка, по имени Тамара, ангел по внешности, но дьявол по характеру. Я ее давно раскусил и делаю вид. что радуюсь ее закидонам. У этой Тамарочки далекие планы — подцепить себе в мужья доктора иаук, но пока что доктора в загс ие спешат, и она держит меня в стратегическом резерве. Я не спорю. Если она будет держать меня долго, я могу перегруппировать свои войска и начать наступление в другом направлении. Берегитесь, женщины, старший лаборант Александр Добряк не лемур, а лев (лемуры — такие зверьки, с которыми мы теперь работаем). Ну ладно, привет, я пошел гореть на научном фронте! Привет Валентине и Коське. Александр VI 23 января 1979 г. Москва Дорогой Виктор Сергеевич! Дела наши совсем плохи, дальше некуда. Боюсь, что мы проигрываем битву. Вчера Космодемьянский вызвал меня к себе и осторожно намекнул на то, что нашу тему закрывают. Вы знаете, что его осторожность граничит с осторожностью бульдозера, так что настроение поганое. Да, я понимаю, что наша тема не профилирующая для 121
института, выход в ближайшие годы малорсалсн и для народного хозяйства фактор Т вряд ли даст положительный эффект в текущей пятилетке. По все равно я была взбешена поведением Космодемьянского и высказала ему все, что думала. Если он меня не уволит, значит, все-таки наука юрожс ему личных отношений со взбалмошными бабами. Так что Вы мне нужны сейчас, и очень нужны в качестве тяжелой артиллерии. Позвоните в Президиум, а? Мне Иван Семенович сказал, что без вашего личного разговора с Днтятииым вряд ли что удастся пробить. Новостей мало. Да я Вам писала о них на прошлой педеле. Тринадцатая серия с белыми мышами дала отличный нулевой результат, хотя Мимлик (помните, это тот черный крупный лорик, которого мы получили из Праги) дал три исчезновения подряд. Ваш друг Саня Добряк остался позавчера на ночь в лаборатории, чтобы не \пустить Мямлика, если тому захочется возвратиться обратно. По, по-моему, заснул, п чем не желает признаться. Ваша прекрасная Тамарочка принесла ему термос с кофе, который по рассеянности посолила. Даже любовь Сани к Тамарочке не смогла заставить нашего героя испить этой живительной влаги. Ну ладно, я отвлеклась. Виктор Сергеевич, помогите! Ваша Калерия VII Москва, 6 июля 1979 г. Глубокоуважаемая Тамара! Как там у тебя в Сухуми, загорела лн ты? Завидую тебе страшно. Розовая мечта идиота — лечь с тобой рядом на пляже, слушать шум волн и смотреть в голубое небо. К сожалению, у меня отлично развито воображение, и я представляю себе, как Ты уходишь вечером па эстращын концерт с каким-то мускулистым брюнетом, в то время как мы с Калерией сидим в опустевшем институте и трудимся за всех. Ты спрашиваешь, как у нас дела? Особенного ничего. «Фактор Т» пока не срабатывает. Хотя, как говорит Калерия, есть обнадеживающие данные с ящерицами-гекконами. Может быть... может быть... Но главное не в этом. Главное в том. что вчера я собственными глазами видел появление Мямлика. Калерия мне не поверила, а камеры я от удивления забыл включить. Знаешь, когда долго ждешь чего-то, уже сам в это не веришь. Значит, сидел я в лаборатории, Калерия куда-то умчалась, и думал: почистить ли мне клетку с лемурами или отрегулировать центрифугу? Я же парень - золотые руки, не то что твой жгучий брюнет, который только и может, что доставать билеты на эстрадные концерты. Смотрю на клетку — и вижу, лемуров не два, а три. Я даже вслух их пересчитал. Три. Шустрик на месте, Мямлик на месте, а кто еще? Еще один Мямлик! Клянусь тебе всем святым, клянусь моей к тебе любовью (в которую ты ис поверишь, потому что не способна на высокие чувства), что в клетке было два Мямлика. Это продолжалось больше минуты. Оба смотрели на меня обалделыми глазами, и оба ждали, когда я подкину им внеплановых червячков. А потом Мямлик № 2 исчез. А Калерия закатила мне истерику, что я не зафиксировал феномен. Сегодня мы с ней почти не разговариваем. Я не терплю п ней этих наполеоновских замашек. Иу ладно, я ее скоро прощу. Я великодушный. Ей тоже бывает нелегко: мыши в будущее не хотят, лемуры не фиксируются, щрсктор интригует, и я не очень дисциплинированный. Ну ладно, Тома, не забудь выслать мне свою пляжную фотографию в полный рост, я повешу ее у вытяжного шкафа на место портрета Брижит Бардо. Брюнету скажи, что его ждет за настойчивость от твоего верного друга А. Добряка. Что-то мне без тебя скучновато. Саша. Москва, 21 ноября 1979г VIII "Дорогой Виктор Сергеевич! Спасибо за поздравления. Понимаю, что они носят, скорее всего, поощрительный
характер. Но все равно приятно было их получить. Что касается меня (и, по-моему, не только меня, но и тех, кто со мной работает), то основным чувством была пустота. Словно бежали за поездом. Прибежали, сели в вагон... а дальше что? Конечно, Вы улыбнетесь сейчас и скажете: «Дальше что? Дальше работать». Зиаю я, что Вы скажете. К тому же из двух наших последних достижении первое, в общем, пе наша заслуга, а Лившица. Состав фактора Т определил ои. Мы были только на подхвате. Л вот что касается путешествия в будущее безымянной белой мыши, которой, как Вы уверяете, кто-то когда-то поставит памятник («Белая мышь со мной в зубах?»), то Лившиц здесь почти ни при чем. И все было так, как вы себе представили. Дело оказалось в точной дозировке и психологических стимуляторах (Ваша догадка). Мы ввели новую модификацию лемурьего фактора Т всем двенадцати мышам, мы привлекли к работе нашего Ваську, которому смертельно надоело пугать этих ничтожных грызунов своим хищным видом, хотя делает он это неподражаемо... — и, в общем, одна из двенадцати мышек исчезла. Спаслась от кота в будущее. Вот и все, можно бы ставить шампанское на стол, но... С тех пор мы повторили опыт уже шесть раз. условия соблюдались точно — а мыши не исчезали. Так нам и надо. Нельзя было шумно радоваться и считать себя Ньютонами. А то недолго получить яблоком по макушке. Кстати, у нас малая беда — Васька погнался за беззащитным Мямликом н успел его догнать. Помял Мямлика, а Мямлик от отчаяния искусал Ваську (но не исчез). Васька сидит с распухшей мордой и не работает. Мямлик сидит с распухшей лапой н не работает, прекрасная Тамара жалеет Ваську, беспутный Саня жалеет Мямлика, и это привело к глубокой ссоре в лаборатории. Что ж, будем работать дальше. Приезжайте, мы без Вас соскучились. Калерия. Москва, 27 декабря 1979 IX Дорогая Римма! У нас столько дел, столько дел, что просто оптимистическая трагедия! Я думала, что я всего этого не переживу, но, удивительно, пережила. Я была буквально на грани физического исчезновения. То есть буквально не я, а, разумеется, Саня. Это какой- то ужас, не человек. Знаешь, я читала в одном стихотворении, что некоторые врачи прививали себе чуму и иногда со смертельным исходом. Вот такие типы, оказывается, меня тоже окружают. Один тип. другими словами. Мне все объяснить тебе трудно, потому что ты, прости меня, в науке пустое место. Ты, наверно, помнишь, что мы выделяли фактор Т. Если этот фактор правильно употреблять, то можно отправляться в будущее. Не наверняка, правда, но немного можно. Лемуры это умеют делать сами, у них фактор Т прямо в крови от рождения остался, а вот других существ приходится прививать фактором, <« потом еще пугать как следует. Для мышей у нас был кот Васька, такой зверюга, с ума сойдешь! Но теперь сбежал, потому что ему скучно мышей пугать, если жрать их не дают. Мы проводили опыты буквально тысячами, иногда получалось, а иногда полная профанация. Потом у иас обезьяны появились, мартышки. С ними тоже ненадежно выходило. В общем, как говорит наша Калерия, наука — это не место для слабонервных. И она смертельно права. А третьего дия у нас случилось экстренное событие. В общем, наш Санечка устроил горячий спор с Калерией по поводу перспектив. Ему, понимаешь, в науке и в любом все хочется сразу. Он стал уговаривать Калерию, что пора переходить к опытам с людьми, с добровольцами. Калерия сначала смеялась. потом\ что вперечи еще годы и годы упорного труда, прежде чем можно к такому делу поступиться, я тоже стала смеяться над Саней, и, наверное, этого не надо было делать. Ои же такой самолюбивый. А потом мы все ушли домой, а он еще оставался в лаборатории, и, оказывается, высчитывал дозу, и, главное, искал себе эмоциональный фои (ты этого не понимаешь, а когда не понимаешь, пожалуйста, пропускай некоторые слова, мне некогда здесь тебе все объяснять). В общем, он умудрился потратить весь запас фактора Т-12. Двенадцать — это модификация фактора, не спрашивай, сама не все по нимаю. В общем, это такой фактор, который у нас мартышек гонял в будущее. На следующий день часов в одиннадцать утра, когда в лаборатории было довольно
много народа, Саня снова затеял спор с Калерией. Начал говорить, что науку нельзя двигать вперед на одной только осторожности. А Калерия ему отвечает: «А если ты попадешь в будущее на сто лет вперед, а этого дома уже нет — ты разобьешься». А Саня ей говорит: «Ничего подобного, потому что природа мудрая, и она отправляет лемуров недалеко вперед и даже в хорошие условия, когда хищников вокруг нет». Но тут кто-то из лаборантов сказал, что Саию ничем ие испугаешь. Как его в будущее отправлять, если его ничем на запугаешь? Сане, конечно, приятно, что он такой смелый, и он начал возражать, но не очень. А потом вдруг говорит мне: возьми у Артура коробочку. Я ему, конечно, в ответ, что не намеревалась, а просит — пожалуйста. Я его пожалела, а зря — может, ничего бы и не случилось. Пошла я к нашему слесарю, Артуру, спрашиваю, есть ли коробочка для Сани? А он смеется, передает мне коробочку и еще говорит: неси ее осторожно, мне за нее Саня пять рублен заплатил. И не подумай открывать. А я и не думала. Прибежала обратно и говорю Сане: вот твоя коробочка.А Саня тогда говорит нам: «Внимание!». Потом достает из своей спортивной сумки мотоциклетную каску. Представляешь, он все уже рассчитал, а мы и не подозревали. Достает и говорит: «Тамара, дорогая (вообще-то я этого обращения не терплю, но был какой-то торжественный момент, даже не передать словами), Тамара, — говорит, — дорогая, открой коробочку, которую тебе передал Артур». И я, как сомнамбула (это такое насекомое), подошла к нему поближе и почувствовала дрожание в его теле. Это меня смутило, так он дрожал раньше, только охваченный пламенной страстью ко мне. «Открывай!» — закричал Саия. Я открыла, и из коробочки выскочили сразу три больших черных таракана. Я страшно возмутилась. Такую гадкую шутку совершить надо мной — это непростительно! Я бросила коробку на пол и сказала ему: «Я тебе этого никогда не прощу». Но никакого ответа! Сани в комнате нет! Все кричат: «Ах! Что случилось?». А Калерия говорит, довольно тихо: «Никогда не думала, что мужчина может так бояться тараканов, чтобы сбежать от них в будущее». Я ей отвечаю: «Не говорите так про Саню! Он это сделал для науки». А Калерия отвечает: «Я и не хотела сказать плохо о Са»*е. Если он так боится тараканов, значит, он вдвойне мужественный человек, что ради эксперимента пошел на такую адскую муку. Он теперь мученик науки». Так и сказала: «Саня — мученик науки». Мы тут же очистили место посреди лаборатории и стали ждать, когда Саня вернется. Я тихонько плакала, потому что боялась, что с ним что-то случится и он не вернется Ведь путешествие во времени таит в себе много опасностей, а одна белая мышь у нас ушла в будущее и так и не вернулась. По я не успела как следует расплакаться, а Саня уже вернулся. Но в странном виде. Он вернулся весь мрачный и даже улыбался грустно, когда его стали поздравлять. Калерия сказала, что выговор ои себе обеспечил и она его постарается оставить без премии. Но я возмутилась, бросилась к Сане, стала его утешать, говорить, что он мученик науки. Но Саня не стал со мной даже разговаривать, только поглядел на меня печально, и я тут увидела — о ужас! — ты представляешь, у него на щеке страшная ссадина! «Ты ударился?» — испугалась я. «Нет, — отвечает Саня, поворачивается к Калерии и говорит: — Я готов понести заслуженное наказание». Но тут Калерия уже позвонила Лившицу, и еще другие приехали, и теперь наш Саня сидит обмотанный проводами, весь в датчиках, как космонавт, и его измеряют и исследуют. Все хорошо, только он не хочет рассказывать, что он там, в будущем, видел. И, самое ужасное, совершенно не хочет со мной разговаривать. Как будто он родезийский расист, а я угнетенная негритянка. Конечно, если бы он не был таким героем, я бы никогда не стала из-за этого расстраиваться. Я могу в любой момент назвать восемнадцать — двадцать человек, которые будут счастливы, если я разрешу им со мной немного поговорить. Не представляю, чем это кончится. У Сани ссадина совершенно ужасная, и я страшно боюсь заражения крови. Жди дальнейших писем, с наступающим Новым годом, твоя убитая обстоятельствами подруга Тамара 124
X Москва, 16 июля 1980 г. Дорогой мои Виктор Сергеевич! Я не стала бы писать Вам — никаких эстраординарных событий в нашей науке ие произошло. Мы гоняем мартышек и мышей в будущее, но никак ие можем (а когда сможем?) регулировать продолжительность путешествия, да и сам факт его. Но у меня есть одна любопытная для Вас новость. Может.быть, улыбнетесь. Помните, полгода назад Саия Добряк совершил поступок, который стоил мне массы нервов и объяснительных записок Космодемьянскому. В путешествии Добряка было две тайиы. Первая — сильная ссадииа иа щеке, о (чоторой Добряк никому не сказал ни слова. Вторая тайна заключалась в резком изменении отношения к Тамаре. Он буквально перестал ее замечать, даже отворачивался., когда она робко приближалась к нему, протягивая лапки. И это не было трезвым расчетом соблазнителя — Саня иа расчеты не способен. Что касается Тамары, то она тут же смертельно влюбилась в Саню, и чем холоднее ои казался, тем горячей билось ее элегантное сердце. Все эти тайиы разрешились вчера. Мы поздно засиделись в лаборатории. Шел дождь, было сумрачно, грустно, темнело. Я что-то считала на калькуляторе. Саня кормил наших зверей, прежде чем откатить клетку в виварий. Он никому не доверяет лемуров. Вошла Тамара. Она бросила на меня мимолетный взгляд, ио, по-моему, меня не заметила. Подошла к Сане твердой походкой человека, решившегося лететь в космос. «Саня, — сказала она, — мие нужно сказать тебе несколько слов». «Я вас слушаю», — сказал Саня, глядя в клетку. «Саия, между нами возникла какая-то трагедия», — сказала Тамара. — Я прошу объяснения». «Не получите, — сказал Саия. — Нам не о чем говорить». «Ты меня больше не любишь?» — спросила Тамара. «Я хотел бы любить, — ответил Саия, — но не терплю соперников». «У тебя иет соперников», — сказала Тамара и вдруг так зарыдала, что, видно, иервы у иее были иа пределе. «Не верю», — сказал неприступный Саия. «Но кто ои?» — спросила Тамара. «Не зиаю, — сказал Саня. — Я видел, как вы обнимались с ним, когда путешествовал в будущее». «Ах! — воскликнула Тамара. — Значит этого ие было?» «Это было или это будет, неважно, — сказал Саня». «Но я клянусь, что люблю только тебя!—сказала Тамара. — Я никому никогда ие говорила таких немыслимых слов!» «Какие у тебя доказательства?»— спросил холодный Саия. Мне даже стало жалко девочку. Она, наверно, в самом деле никому не признавалась в любви — просто не успевала, за нее это слишком быстро делали поклонники. «У меня есть доказательства! — воскликнула наша красавица. — Я согласна завтра же пойти с тобой в загс. Ты хочешь на мне жениться, иу скажи, хочешь? Или посмеешь отказаться?» Последние два слова Тамары прозвучали, как трагический моиолог, рассчитанный на то, чтобы его услышали на галерке. Я даже обернулась к ним, чтобы попросить снизить тон и не привлекать внимания случайных прохожих на улице. Но ничего не сказала, потому что вместо двух силуэтов увидела один — Тамара кинулась в объятия Сани, и тот. разумеется, не устоял перед такой фронтальной атакой. И в тот же момент от двери раздался страшный вопль: «Не смей! Я ее люблю!» И еще одни Саня Добряк бросился с кулаками иа своего двойника. И все стало иа свои места. Надо же было Саие во время его путешествия в будущее наткнуться на самого себя, целующего Тамару, притом в полутемной лаборатории. Понятное дело, Тамару ои узиал, ои привык смотреть иа нее со стороны. Себя _он не узнал, потому что ие привык смотреть иа себя со стороны. Видно, все это поиял и Саня. Тот Саия, что целовался с Тамарой. Он отстранил свою возлюбленную и выставил вперед руку. Саия-путешествеиник во времени врезался скулой в кулак Сани — счастливого возлюбленного, схватился за щеку и исчез. Саня ходит гоголем, идиотская улыбка ие слезает с его физиономии, и всем любопытным, кто прослышал уже из уст Тамарочки о драке Сани с Саней, говорит: «Ты бы видел, с каким наслаждением я врезал в глаз этому пошлому ревнивцу!» Вот и все. Мы без Вас скучаем. Хотите слетать в будущее? Ваша Калерия
&-орлтк' - Вода в пакетах Когда случается стихийное бедствие, будь то землетрясение, ураган или извержение вулкана, одной из первых возникает проблема с питьевой водой. Конечно, нужны палатки и одеяла, еда и медикаменты для пострадавших, но в первую очередь — чистая вода. Именно чистая, иначе и без того тяжелое положение может усугубиться эпидемией... Итак, на всякий случаи требуются, во- первых, установки, которые очищают воду, и, во-вторых, тара, в которой эту воду можно раздавать: далеко не у всех окажутся фляги, кружки или котелки. И наконец, все это должно быть под рукой. Эти проблемы может разрешить разом передвижная установка, созданная в Италии. Ее следовало бы назвать портативным заводом, поскольку ibch она размещается на автомобиле с двумя прицепами, сама себя снабжает энергией и выдает в сутки до 75 тысяч литров чистейшей воды. Как именно она очищает воду — с помощью ли ионообхМенников, электролитическим способом или как-то иначе, — такие подробности, к сожалению, неизвестны. Зато известно, что очищенная вода долго не портится, потому что та же машина как бы консервирует ее, разливая в пакеты наподобие молочных, из гибкой пластмассы, np-ичем стерилизованные изнутри. Две такие установки, принадлежащие Обществу Красного Креста, были уже опробованы в действии во время землетрясения в итальянской области Фриули. Они брали воду из заведомо загрязненного колодца, пропускали ее через очищающие устройства и расфасовывали в литровые пластмассовые пакеты. Ну а все-таки если надобность в воде отпала (скажем, вновь пустили водопровод), то, получается, установка должна простаивать? А те, кто иа ней работает, будут ждать очередного несчастья? Есть, разумеется, и такой вариант: ведь ждут же, в конце концов, пожарные... Но, по утверждению специалистов, завод на колесах может работать бесперебойно: в те же пластмассовые пакеты он будет разливать обессоленную морскую воду или молоко, которое сам и приготовит из чистой воды и сухого порошка. А. ГРИНБЕРГ
Зеленые дегазаторы Окись углерода недаром называется угарным газом — даже в очень небольших концентрациях он вызывает тяжелое отравление и может привести к смерти. Но вот растения менее чувствительны к этому веществу; более того, они способны его обезвреживать. Например, под кронами клена ясенелнстного, высаженного в пять рядов, содержание СО снижается иа« 60—70%. Как удается растениям справиться со смертельно ядовитым угарным газом, блокирующим дыхательные процессы? Ведь СО образует прочные комплексы с ферментами, содержащими железо, в том числе и с необходимой для дыха-ния растений цнтохромоксидазой. Кроме того, окись углерода весьма инертна, и, чтобы в лаборатории очистить от иее воздух, приходится пользоваться энергичными окислителями — в обычных условиях кислород с ней не реагирует. Сотрудники Института биохимии растений АН Грузинской ССР исследовали механизм усвоения СО растениями, для чего в атмосферу, в которой находились про ростки райграса и кукурузы, вводили 1% окиси углерода, меченной ,4С, и затем определяли радиоактивность растений. Прежде всего выяснилось, что усвоение СО происходит особенно интенсивно иа свету, из чего следует, что в этих условиях комплексы окиси углерода с железосодержащими ферментами разлагаются; кроме того, факт слабого усвоения СО в темноте свидетельствует о том, что некоторые окислительные системы зеленого листа не отравляются угарным газом. Что же происходит с угарным газом в живой клетке? Отчасти он окисляется ферментами до С02; отчасти же восстанавливается и служит сырьем для синтеза низкомолекулярных веществ и биополимеров. Например, радиоактивный углерод включается в соста-в органических кислот, аминокислот и Сахаров. При этом в разных сахарах углерод угарного газа накапливается по-разному: больше всего его оказывается в сахарозе, существенно меньше в глюкозе и фруктозе и вовсе мало — в рафннозе. То есть окись углерода и усваивается не совсем так, как С02, и поэтому вряд ли способность растений очищать воздух от СО приобретена ими в ходе эволюции: скорее всего, это случайность. Поэтому нельзя рассчитывать на безграничность защитных сил живой природы, и нужно стараться просто ее не загрязнять. В. БАТРАКОВ
Z<it$»+r~a E. АНДРОСОВОЙ, Пенза: Изображенное вами органическое соединение не значится ни в справочнике Бейльш- тейна, ни в указателях реферативных журналов по химии, а это значит, что оно до сих пор не синтезировано. А. Д. КЛИМЕНКОВУ, Черногорск Красноярского края: Термин «силен» может означать либо непредельный крем- неводород SinH2n (в чистом виде такие соединения не получены), либо частицу, содержащую атом кремния с двумя неспаренными электронами, — по аналогии с карбеном. Ю. ОДНОЛЬКО, Одесская обл.: Ваше желание знать больше, чем написано в учебнике, похвально, но редакция, увы, не в состоянии рассылать читателям книги по химии; загляните в библиотеку. А. В. Л ЕЖ АЛ КО, Ужгород: Вам дали не совсем точную справку — золото 958-й пробы в зубопротезном деле не применяют, а диски бывают из сплавов 916-й или 900-й пробы. С. ПЕТРОВУ, Куйбышев: Грампластинки делают обычно из термопластичной массы на основе сополимера винилхло- рида с винилацетатом. К А. АЛЕКСАНДРОВУ, Краснодарский край: Вот состав (в весовых частях) нестареющего «Асидола» — тонкий порошок диатомита C0), мыло C), щавелевая кислота B), 25%-ный водный аммиак A3), олеиновая кислота G) и вода D5). Н. Г. ДМИТРИЕВОЙ, Саратов: Чтобы сделать светлее эмаль ПФ для пола, можно добавить в нее любой водостойкий белый пигмент или же белую краску — масляную, глифталевую, пентафталевую. Н. Ф. КВАШУ К, Ейск: Очищенный, аптечный скипидар применяют обычно в разных составах для растирания, иод он заменить не может, внутрь в очень большом разведении его иногда назначают, но уж никак не для лечения желудка. Н. КУЛЬЧИЦКОЙ, Москва: Согласно ГОСТ 19792-74 на таре с медом обязательно пишется «мед натуральный», а кроме того, указывается ботаническое происхождение меда (если нектароносов несколько, то мед «цветочный сборный»). А. М., Челябинск: Химики тоже используют обозначение «40% об.», причем, надо честно сказать, и в тех случаях, когда работают с растворами спирта... Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. С. Любаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, В. М. Соболев, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: Б. Б. Багаряцкий, Ю. И. Зварич, М. М. Златковский (художественный редактор), A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осетина, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), Г. М. Файбусович, B. К. Черникова Номер оформили художники: Л. К. Ажаева, Г. Ш. Басыров, Ю. А. Ващенко, Н. В. Маркова, Е. П. Суматохин, C. П. Тюнин Корректоры Н. А. Горелова, Л. С. Зенович Сдано в набор 22.06:1978 г. Подписано в печать 7.08.78 г. Т-14033. Бумага 70X108'/lf. Печать офсетная Усл. печ. л. 11,2. Уч.-изд. л. 13,0. Бум. л. 4. Тираж 325 000 экз. Цена 45 коп. Заказ 1408. АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333. Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20. 135-52-29 Чеховский полиграфический комбинат Союэполиграфпрома при Государственном комитете СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли, г. Чехов Московской обл. (С; Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1978 г. 128
Для чего сайгаку медь? Вообразите себе аккуратно подстриженную рыжую овцу на высоких стройных ногах. К рыжей голове приладьте элегантные лирообразные рога и нависающее надо ртом некрасивое утолщение с круглыми ноздрями, именуемое хоботком. Это и будет сайгак — феноменально выносливое существо. Он выдерживает жарищу и лютый холод, он может прокормиться в бесплодных, казалось бы, местах, может долго обходиться без воды, он способен без отдыха покрыть громадное расстояние. Бежит сайгак иноходью, что позволяет ему мчаться со скоростью 80 километров в час. Однако вовсе не в этом суть нашего разговора. Суть упрятана в сайгачьей утробе, позволяющей преспокойно уплетать все степные травы, даже ядовитые, от которых домашние животные уходят в мир иной. Но, пожалуй, самое любопытное то, что сайгак истово запасает микроэлемент медь. Биолог А. И. Лихачев обнаружил, что в молоке сайгачих, обитающих в Прикаспии, меди в три раза больше чем в молоке овец, пасущихся тут же. Даже в сайгачиной коже меди больше, чем в коже овец, искусственно подкормленных медью. Природа, как известно, не терпит излишеств Значит, сайгак на собственном опыте удосто верился, что в полупустыне не только без во ды, но и без меди «и ии туды, и ни сюды» Медь — это спасение от бора, которого пол ным-лолно в полыни и других засухоустойчи! вых растениях. Избыток бора в корме вызы вает тяжелейшие желудочные расстройства мучительные воспаления легких, ставящие овец на грань гибели. Человек, чтобы спасти овечью шкуры, недавно стал потчевать домашних животных медью. А сайгак, оказывается, давным-давно пользовался тем, что открыла наука второй половины двадцатого века: медь — биологический антагонист бора и вытесняет его из организма. Вот только непонятно, как именно сайгак раздобывает необходимую толику меди - в Прикаспии ее очень мало и в почве, и в растениях. Эх, если бы можно было овец отправить на выучку к сайгакам-.
. _-^ *. . ^5tr= ~^х?Г Г Что дозволено йогу» Чудеса, творимые факирами, завораживают: разве не удивительна способность йогов спокойно слать на гвоздях, на долгие часы задерживать дыхание и даже останавливать биение сердца? Современная наука пытается сделать общедоступным йоговское умение управлять своим организмом, для чего используется техника обратной связи. Например, есть сообщения о том, что если электрические импульсы сердечной мышцы преобразовать с помощью ЭВМ в сигнал, отражающий среднюю частоту сердцебиений, и вывести этот сигнал на экран осциллографа, то любой человек, глядя на световой зайчик и стараясь удержать его в определенном месте экрана (которое соответствует заданному ритму сокращений сердца), может после небольшой тренировки по желанию либо ускорять, либо замедлять сердцебиения. Этот метод управления работой сердца мог бы быть очень полезным при лечении некоторых заболеваний. К сожалению, тщательная проверка показала, что в действительности целенаправленно влиять на частоту сердцебиений нельзя. Когда в опытах участвовали совершенно здоровые люди, сердце никак не отзывалось на их мысленные приказы. Но у людей с повышенной возбудимостью частота сердцебиений возрастала: и когда они сами хотели ее увеличить, и — из-за волнения — когда хотели еа уменьшить. Так что, может быть, йоги и способны проделывать с собой всякие штуки, но обычным людям лучше не думать о том, как у них бьется сердце или как работает 1 ^v^p