Текст
ISSN 0130-6972
химия и жизнь
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
8
1980
/&
<&***щ^
x Г/,
химия и жизнь
Н1да«тся с 1965 года
э-
"■
1'
**~~ .. 1 ь
С j
1С_'."., _. "
Л; с ~- iv_\ п J--
COBDPM .. L
Ьс* ля ■
4 l"
Арxi, .
J
С. В. Дуденков. ВСЕ КАК В ХОРОШЕМ БАНКЕ — УСЛУГИ,
ПРИБЫЛЬ ПЛЮС ТАЙНА ВКЛАДА
А. П. Семенов. ПОДШИПНИК, КОТОРОМУ НЕ НУЖНА
СМАЗКА
Г. В. Лисичкин, Г. В. Кудрявцев. ПОЙМАТЬ И СВЯЗАТЬ
Е. Д. Терлецкий. ГАЗ, НЕ ТОЛЬКО УГАРНЫЙ
В. И. Засельский. СТРАТЕГИЯ РЫБНОЙ КУХНИ
А. Иорданский. ВИХРИ В ОКЕАНЕ
Н. Д. Трейгер. ДЕЛО О СЛИВОЧНОМ МАСЛР,
КОРМАХ И КОРОВЕ НИВЕ
«НАЗАД, В БУДУЩЕЕ!». СОВРЕМЕННАЯ НАУКА
О ЦЕЛЕБНЫХ СНАДОБЬЯХ ДРЕВНЕГО ВОСТОКА
Б. Е. Симкин. ХМЕЛЬ
О. Васильев. ПОГАНКА
О. Любкин. В ЧЕТЫРЕХ СТЕНАХ
А. Ф. Сазонов. ВОЛНА КАК ЧАСТИЦА И ЧАСТИЦА КАК
ВОЛНА •
Е. Маленков. ВОДА
О. В. Михайлов. ЗАПОЛНЯЮЩИЕ ПРОСТРАНСТВО
Б. Гржимек. МУЗЫКАЛЬНЫ ЛИ ЖИВОТНЫЕ?
И. Гончаров. ГИДРОДИНАМИКА ТОЛПЫ
А. Марков. ТАЛАНТ ЗАДАВАТЬ ВОПРОСЫ
И. О. Ярковский. О ПЕРВИЧНОЙ МАТЕРИИ И ЭЛЕМЕНТАХ
М. Высоцкий. ВМЕСТО ЭПИЛОГА
Г. Гаузе. БУДКА ДЛЯ СИНХРОНИСТА
Вл. Ксионжек. МАЛЬЧИК, СТАРИК И СОБАКА
2
8
12
16
22
27
29
34
38
42
44
48
50
60
65
79
ВО
81
В5
86
90
БАНК ОТХОДОВ 6
ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ
ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ!
ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ
КОНСУЛЬТАЦИИ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
ИНФОРМАЦИЯ
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК
книги
КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ
ПИШУТ, ЧТО...
ПЕРЕПИСКА
7
15,20
21
43, 79, 93
46
70
72
76
94
94
96
И A ObJOAht рисунок
В. ЛюЬарова к статье
Ь. Гржимека
«Музыкальны ли
животные? »
НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ
ОБЛОЖКИ — четыре
миниатюры гол гандского
художника Корнелией
ван Гарлема A562—
I в38): « П аОение Икара»
«Падение Иксиона».
«Падение Фаэтона»,
«Падение Тинтала».
Гибкость живому дают
суставы. Суставами
машин и механизмов
нередко именуют
подшипники.
В ->том номере -
статья «Подшипник,
которому не нужна
смазка», о мета гло
фторопластовых
Все
как в хорошем
банке—
услуги, прибыль
плюс тайна вклада
Совет Министров СССР принял
постановление об улучшении использования
вторичных ресурсов в народном
хозяйстве. Советы министров союзных
республик, Госснаб СССР, министерства и
ведомства получипи задания по учету,
сбору и переработке отходов
производства и потребпения. Со следующего
года в планы экономического и
социального развития будет включен новый
раздел: использование вторичных
ресурсов.
Научно-технические и экономические
проблемы рационального
использования отходов разрабатывает Всесоюзный
научно-исследовательский, проектно-
конструкторский и технологический
институт вторичных ресурсов (ВИВР)
Госснаба СССР. На вопросы
корреспондента «Химии и жизни» М. Кривича
отвечает директор института доктор
технических наук С. В. ДУДЕНКОВ.
Чем вызвана необходимость в специальном
правительственном постановлении о
вторичных ресурсах?
По-видимому, прежде всего тем, что
первичные ресурсы, и в первую
очередь запасы минерального сырья,
ограничены, а многие из них близки и
исчерпанию. Общеизвестно положение
с нефтью, рудами многих металлов.
Общеизвестно, что выпуск бумаги требует
рубки леса. Наши предприятия с
каждым годом увеличивают выпуск
продукции; естественно, что с каждым годом
все напряженнее становится
положение с сырьем.
Сегодня управления
материально-технического снабжения не могут уже
полностью удовлетворить сырьевые
потребности предприятий. Мы
советуем: берите вторичное сырье,
выпускайте продукцию из него. Однако
руководителям заводов и даже отраслей
сегодня выгоднее, проще использовать
ресурсы первичные — ниже себестоимость
продукции, выше рентабельность произ-
водства. Значит, нужны стимулы,
нужны поощрительные меры для тех, кто
работает на отходах. Нужны
специализированные предприятия,
перерабатывающие пластмассовые отходы,
изношенные текстильные изделия, старые
шины. Нужен строжайший,
скрупулезный учет вторичных ресурсов,
которые накапливаются на сотнях тысяч
наших заводов и фабрик. Все эти
насущные и неотложные задачи и многие
другие, с ними связанные, необходимость
их скорейшего решения и послужили
причиной принятия специального
постановления Совмина СССР.
А то, что вторичное сырье может во
многих случаях с успехом заменить
поистине драгоценное первичное,
несомненно.
Бумажная макулатура вместо целлюлозы,
лом вместо руды, некие химические отходы
вместо нефтяного сырья, обрезки
полиэтилена вместо природного газа — вот что вы
предлагаете заводам. Неучтенное,
случайное, где-то завалявшееся, никому вроде бы
не нужное вместо давно известного,
привычного, регламентированного. Как
организовать такую сырьевую перестройку?
Вот мы и подошли к главному,— так
сказать, берем быка за рога.
Наш институт получил на следующую
пятилетку задание составить своего
рода всесоюзный кадастр вторичных
ресурсов — всего, как вы говорите, где-
то завалявшегося. Каждое из шестисот
тысяч предприятий страны должно дать
ВИВРу перечень своих отходов.
Начали мы с Молдавии. Решили
собрать все необходимые сведения, по
смотреть физико-механические и
химические свойства отходов каждого
производства, определить, куда эти отходы
пристроить. Приступили к такому
анализу — дело оказалось сложным.
Причем по довольно смешной причине —
фабрики и заводы в один голос
принялись утверждать: нет у нас никаких
отходов! Мы ездили по предприятиям
с руководителями Госплана республики.
И это не помогло — никто не хочет
отдавать свое. Странная (а может
быть, не такая уж странная) психология
хозяина: вам только покажи лишнее —
разденете...
Можно сказать, что это один из
случаев проявления ведомственности и
местничества, которые, как говорил на
ноябрьском A979 г.) Пленуме ЦК КПСС
Леонид Ильич Брежнев, ослабляют
силу плана, мешают пропорциональному
росту экономики. Чтобы преодолеть
местничество, нужно совершенствовать
хозяйственный механизм, находить
новые методы работы.
И в нашем деле не обойтись без
каких-то новых организационных форм.
Много ли добьешься, отбирая отходы
у одних и заставляя других их
перерабатывать? Нужно заинтересовать обе
стороны, побудить добровольно, с
охотой пойти на новое дело. А для этого
необходим...
Банк отходов?
Да, я имею в виду банк отходов —
систему, накапливающую сведения о на-
личии вторичных ресурсов и их
потенциальных потребителях. Госснаб СССР
поручил нашему институту организацию
такого банка. Это задача достаточно
сложная, поскольку подобная система,
как мы ее понимаем, создается впервые.
Недавно специалисты из Иркутского
института народного хозяйства и
Иркутского университета докладывали на
секции научно-экономического совета
Госснаба СССР разработанную ими
схему рационального использования
первичных и вторичных ресурсов
предприятий города и области. Они
намерены собирать сведения о ресурсах и
потребностях, чтобы затем
распределять материалы и сырье между
потребителями. Эту
распределительно-статистическую систему, использующую,
разумеется, ЭВМ, в Иркутске тоже
называют банком отходов. Такие банки
есть в ГДР и в Англии. Они, несомненно,
приносят пользу, но ценность
подобных систем весьма ограниченна.
И все же объявления, которые печатает
«Химия и жизнь» под рубрикой «Банк
отходов», уже сегодня позволили реализовать
сотни тонн вторичного сырья.
Я говорю не о бесплодности таких
попыток, не о бесполезности таких банков,
и вашего в том числе, а об их
ограниченной эффективности. Мы считаем,
что идеальная
распределительно-статистическая система способна
завязать — передать от держателей
потребителям — не более 20% отходов.
Оставшиеся 80% либо останутся без
движения, либо будут завязаны не
оптимально. Разрешите пояснить это
простым примером.
Сейчас в системе Госснаба СССР
действуют несколько предприятий,
которые перерабатывают В—9% отходов
потребления полиэтилена, главным
образом пленку. Мы намерены в скором
времени перерабатывать 25% таких
отходов. Используя в качестве сырья
деструктурированную пленку, наши
заводы выпускают полиэтиленовые
гранулы. Это вторичный полиэтилен, он
заметно уступает качеством
первичному. Как его использовать дальше?
Можно делать полиэтиленовые
флаконы (С. В. Дуденков тут же
продемонстрировал корреспонденту маленький
флакончик; потом он показывал многие
другие вещи, которые упоминал в
беседе.— М. К.). Такие флаконы очень
нужны, но их отпускная цена
смехотворна — десятая копейки. Вряд ли удастся
в этом случае заинтересовать
промышленность вторичным полиэтиленом —
любому предприятию нужна прибыль.
Можно делать пленку для парников.
Получается она мутной, грубой,
шершавой (корреспондент пощупал —
действительно, грубая, шершавая.— М. К.),
берут ее неохотно. Хорошо, такую
пленку используют в качестве
упаковочного материала. Но тут прибыль
тоже копеечная. А вот если сделать
полиэтиленовый мешок с картинкой,
скажем, с олимпийским мишкой, дело
окажется весьма выгодным. Как видите,
здесь нужно считать.
Давайте считать дальше. Вот лист из
вторичного полиэтилена,
дублированный нетканым материалом, тоже из
отходов. Из таких листов гнут лотки для
гидропонного выращивания овощей
вместо железобетонных. Эффект:
2000 рублей на тонну полиэтилена.
Примерно такая же прибыль от
полиэтиленовых труб для мелиорации.
Итак, целая гамма возможных
применений вторичного сырья. Мы считаем,
что выбор оптимального потребителя —
важнейшая функция банка отходов.
Наилучшее решение для вторичного
полиэтилена, очевидно, лежит на
поверхности. А как определить
наилучшего потребителя для малоизвестного,
малоизученного побочного продукта
нефтехимического синтеза? Здесь не
обойтись без серьезных исследований —
анализов, технологических и
экономических проработок. Значит, в состав
нашего банка должен войти крупный
исследовательский комплекс.
Но это, простите, существенно меняет дело.
Вы хотите превратить банк отходов в
солидный научный институт. Не слишком ли
дорого будут стоить его услуги клиентам?
И захотят ли они к его услугам прибегать?
Банк отходов должен работать на
хозрасчете, все его операции
финансируют предприятия-клиенты. Но отыскав
оптимальный вариант применения
отхода, банк сможет уверенно заявить:
купите — не пожалеете. Прибыль от
применения, рекомендованного им
вторичного сырья многократно покроет плату
за совет. Да и владелец отходов,
уплатив взнос в банк, тоже не останется в
накладе.
Держатели вторсырья тоже должны
платить? Вы тол ько что говор ил и. что он и и
даром не хотят отдавать свои отходы. Их
самих надо стимулировать, доплачивать им
за вклад...
4
С какой стати? Владельцы вторсырья
вдвойне заинтересованы избавиться от
хлама. Большинство отходов свозить на
свалки нельзя. А хранить на своей
территории дорого, да и
санэпидемстанция замучает штрафами. (Если кое-где
санитарные врачи еще закрывают глаза
на груды отходов, поверьте, это дело
временное.) Да что там отходы! Для
многих «чистых» предприятий
настоящим бедствием становятся
перегоревшие лампы дневного света. Их просто
некуда девать. Избавиться от них —
уже благо. За это предприятие должно
платить, а не получать деньги.
Когда же вторичное сырье пройдет
через банк и найдет себе наилучшее
применение, его будут покупать, на
завод, который избавится от хлама,
потекут деньги.
Все это настолько очевидно, что,
кажется, вовсе не требует подробных
объяснений. И все же трудно
рассчитывать на быструю перестройку
психологии многих «хозяев». Банк отходов
нуждается в хорошей рекламе, а лучшая
реклама — это прибыль, которую
получат наши клиенты. Между прочим,
наверное, придется предусмотреть и
определенные банковские
процедуры — специально для осторожных
руководителей. Что я имею в виду?
Например, тайну вклада.
У завода есть отход, его закладывают
в себестоимость продукции и таким
образом скрывают от посторонних глаз.
Осторожный директор захочет
поначалу убедиться, что, торгуя отходами, он
не будет иметь дополнительных
хлопот. Что ж, он прав. Банк подберет
хороших покупателей, наладит прямые
контакты, и лишь-после этого с согласия
клиентов вклад перестанет быть тайным.
В общем, все как в хорошем банке —
услуги клиентам, разумеется, за
соответствующую плату, солидная прибыль
вкладчикам плюс полная тайна вклада.
Столь тонкий банковский механизм нужен,
очевидно, лишь в тех случаях, когда в
океане вторичного сырья необходимо свести
два корабля — одного-ед и нет венного
продавца с одним-единственным покупателем.
А какова роль банка в иных ситуациях:
миллионы тонн однотипных отходов у
хозяев, адреса которых известны всем?
Я имею в виду, в частности, старые
автомобильные шины. Насколько мне известно,
это одна из острейших проблем в области
вторичных ресурсов — проблема
экономическая, экологическая, социальная.
В подобных случаях, полагаю, на
первое место выходят технологические
функции банка. Возьмем те же шины.
Главная трудность в их утилизации —
измельчение. Эта трудность возрастает
в последнее время в связи с массовым
выпуском покрышек с металлокордом;
особенно много скапливается таких шин
в крупных городах, где тысячи
троллейбусов и автобусов.
Сейчас известны механические
(рубка на гильотине или истирание) и
криогенные (заморозить и раздолбить)
методы измельчения шин. Мы
остановились на первом. ВИВР совместно с
Чеховским регенераторным заводом
разработал комплекс оборудования:
вальцы — для измельчения и магнитные
сепараторы — для отделения металла.
Если его испытания пройдут успешно,
мы сможем получать миллионы метров
прорезиненного нетканого материала
для дорожного строительства на севере.
Этот материал, уложенный под
грунтовую подушку, позволяет продлить срок
жизни дороги в условиях вечной
мерзлоты до 15 лет. Выпуск такой
дорожной ткани можно организовать на
Тюменьщине, где проблема дорог
особенно остра. Подсчитан экономический
эффект применения материала,
приготовленного из старых шин: 30 тысяч
рублей на километр грунтовой дороги.
А сколько леса можно будет спасти —
ведь на газовые и нефтяные промыслы
ездят сейчас по бревенчатым дорогам...
Думаю, что банк отходов, орган
компетентный, располагающий
значительными научными силами, сможет со
временем взять на себя смелость
рекомендовать планирующим органам и
Госснабу перечень товаров, которые
вообще нельзя выпускать из первичного
сырья. А этот перечень, поверьте, уже
и сейчас может быть очень длинным.
Мы конструировали и испытывали
опытную установку для переработки
бумажной макулатуры
производительностью две тонны в сутки. Пока
установка работала в институте, все отчеты
ВИВРа печатались на вторичной бумаге.
Отчеты от этого, поверьте, хуже не
стали. Вот подарочный
блокнот-ежедневник из макулатуры (очень хороший
блокнот, действительно подарочный —
М. К.)- Но почему-то сложилось мнение,
что из макулатуры можно делать
только оберточную бумагу.
Вот костюмная ткань из текстильных
отходов (яркая, нарядная ткань —
М- К.). Из нее можно шить
детские костюмчики. Они будут не так
носки, но ведь, знаете, на детях все горит.
Я бы запретил делать теплые стельки
из первичного сырья — только из от-
5
ходов. Я бы запретил тратить металл на
канализационные трубы, пусть их
делают только из вторичного пластика.
Известен же расчет, согласно которому
тонна полиэтиленовых труб,
изготовленных из переработанных отходов,
экономит около 5 тонн металла или
3 тонны бензина — такое количество
нефтяного сырья требуется сегодня для
выпуска тонны нового полиэтилена.
Несомненно, подобные
рекомендации — тоже прямая задача будущего
банка.
Программа деятельности банка выглядит
грандиозной. А с чего вы думаете начать?
Мы уже начали. Анализ вторичных
ресурсов, который проводится в
Молдавии, один из этапов создания банка.
Технологические и экономические
лаборатории у нас в институте есть.
Предстоит организовать в институте, здесь —
в Мытищах, центральную часть банка
с мощной ЭВМ. Потом появятся
отделения на местах — сначала в Молдавии,
потом в Москве и в Московской области,
затем в каждой республике, в каждой
области. В каждом отделении будет
работать своя электронная
вычислительная машина—периферийный
процессор.
Сегодня главная наша забота —
кадры: технологи, экономисты,
программисты.
Заботы обычные — с них начинается
всякое новое дело.
ПРЕДЛАГАЕМ
ПРЕДЛАГАЕМ
ПРЕДЛАГАЕМ
ПРЕДЛАГАЕМ
СУЛЬФИТ НАТРИЯ (ТУ 38 10294—75) —
побочный продукт производства дибутилпаракрезола,
применяемый в кожевенной, целлюлозно-бумажной
промышленности.
Содержание: основное вещество — не менее 88%;
сульфат натрия — не более 7%; железо — не более 0,05%;
щелочь (в пересчете на Na2 С03 ) — не более 0,7%.
Продукт содержит следы синтетического крезола.
Производство — до 5000 т в год.
Цена 1 т — 55 руб.
Поставляется в резино-тканевых контейнерах.
КИСЛЫЙ ГУДРОН —
побочный продукт процесса очистки жидких парафинов
концентрированной серной кислотой.
Содержание: моногидрат (H2SO4) — не менее 75%;
органические соединения (в пересчете на углерод) — не
более 10%; нормальные парафины — не более 15%.
ОТРАБОТАННУЮ СЕРНУЮ КИСЛОТУ (ТУ 38 3011—78) —
отход сернокислотного алкилирования.
Содержание: моногидрат (H2S04) — не менее 85%;
органические соединения — не более 10%; прокаленный
остаток— не более 0,2%.
Производство—1000 т в год.
П/О «Куйбышевнефтеоргсинтез»
446207 Новонуйбышевсн Куйбышевсной обл.
тел.: 33-00-71 илн 33-00-72 доб. 44-17
Расчетный счет № 202920 в Новокуйбышевском отд.
Госбанка
ОТХОДЫ ЛИСТОВ ИЗ КОМПОЗИЦИИ АБС-ПВХ (марка
ЛТ-08) с текстурой дерева.
Размеры отходов листов:
длина — 35—125 мм,
ширина — 590—730 мм,
толщина — 0,8 мм.
Производство — 1 5 т в год.
Цена 1 т — 500 руб.
Ленинградское машиностроительное объединение «Спутник»
196006 Ленинград, Заставсная, 5,1
Расчетный счет № 11000265012 в Васнлеостровском отд.
Госбанка.
:??тедние известия
Из стандартных
блоков
>*ч. -л юс об
1 j 'bi ров дн-
кнспот на * ь-
Традиционное искусство органического синтеза
сочетает множество достоинств с одним существенным
недостатком: затраты труда и стоимость исходных
соединений занимают многих химиков менее всего. Для
трудолюбивого химика затратить месяц-другой на
получение исходных соединений для одного-единственного
синтеза — дело житейское. Не потому ли многие
шедевры лабораторного искусства так и не стали
достоянием промышленности?
Новый способ синтеза двухосновных кислот,
находящих широкое применение в производстве полимеров,
позволяет получать эти кислоты в виде метиловых
эфиров прямо из простейших органических соединений,
доступных в любых количествах (Ю. Б. Васильев с
сотрудниками. Известия АН СССР. Серия химическая,
1980, № 2, с. 344). Основным исходным соединением
служит этилен. Кроме него, в синтезе используется
щавелевая кислота, которую можно получить в одну
стадию из того же этилена, а также метанол, играющий
заодно роль растворителя.
В стальной электролизер с платиновыми
электродами заливают метанольный раствор щавелевой кислоты,
подают под давлением до 6 мегапаскалей (~60 атм)
этилен и включают постоянный ток. Дальше все, как
говорится, делается само.
Такого рода синтезы обычно считаются
перспективными для промышленности: молекулы, как и дома,
выгоднее строить из стандартных блоков. А тут из
блоков строится не одно полезное соединение, а целый
их набор:
2НООС—СООН + пСН2=СН2+2СНяОН -£
-*■ СН3ОСО(СН2СН2)пСООСН3.
Число молекул этилена, внедрившихся между двумя
кислотными группами (п), меняется в пределах от
одного до четырех. Смесь сложных эфиров легко
разделяется простой разгонкой: их температуры кипения
различаются весьма заметно. А относительное
содержание эфиров в смеси можно регулировать, меняя
плотность тока. Чем она ниже, тем больше получается
особенно ценных эфиров пробковой и себациновой
кислот (п=3 и п —4).
Этот оригинальный синтез, по механизму
родственный классической реакции Кольбе, разработан пока в
лабораторном варианте. И именно для лаборатории
он может показаться неудобным — ведь приходится
работать при повышенном давлении. Но кто же
боится давления в промышленности?
К. БУШ
7
Подшипник,
которому не нужна
смазка
Доктор технических наук
А. П. СЕМЕНОВ
Подшипниковые узлы — это суставы
машин. От их совершенства в
значительной степени зависят
работоспособность и долговечность
автомобилей, самолетов, станков. А одно из
важнейших условий надежной работы
подшипников — хорошая смазка.
Смазка для снижения трения
известна тысячелетия: животными жирами
смазывали ступицы колесниц в
Древнем Египте. Ни одна телега в старину
не обходилась без дегтя. Народная
мудрость зафиксировала это техническое
обстоятельство в известной пословице,
которая впоследствии приобрела еще
один, нетехнический смысл.
Современные антифрикционные
смазки готовят из нефтепродуктов и
расходуют десятками миллионов тонн.
Лишь для одной смазываемой точки
всех выпускаемых за год автомобилей
«Волга» требуется свыше 30 тонн
смазочных * материалов. Автомобилисты
же прекрасно знают, что таких точек
десятки. И дело не только в огромном
расходе ценного и дефицитного
нефтяного сырья. Масла загрязняют
вырабатываемые машинами ткани,
одежду, пищевые продукты, масляная
пленка покрывает водоемы, масляный туман
отравляет воздух.
Давняя мечта людей техники — изба-
виться от необходимости смазывать
трущиеся пары. Долгое время эта мечта
оставалась несбыточной: износ
деталей и потери на трение оказывались
без смазки чрезмерными,
подшипники служили недолго, не отличались
надежностью.
Из известных материалов лишь графит
и дисульфид молибдена в парах трения
не требуют смазки, однако их
механическая прочность невелика. Особое
положение среди антифрикционных
материалов занимает сравнительно
недавно синтезированный
политетрафторэтилен, или фторопласт-4. При
низких скоростях скольжения и
невысоких нагрузках коэффициент трения у
этого полимера не выше, чем при
трении обычных пар со смазкой: 0,04—
0,1. Однако политетрафторэтилен
непрочен, у него низкая теплопроводность
и износостойкость, к тому же с ростом
скорости его коэффициент трения
резко увеличивается и достигает 0,2—
0,3. Поэтому чистый фторопласт-4
редко применяется в машинах.
Молекула политетрафторэтилена
построена лишь из атомов углерода и
фтора. Длинная неразветвленная
углеродная цепочка (с межатомной
энергией связи почти как в кристаллической
решетке алмаза) надежно экранирована
атомами фтора, которые связаны с
атомами углерода еще сильнее, чем те
между собой. В этом причина
чрезвычайной химической инертности
политетрафторэтилена. Он не выдерживает
натиска (и то при высоких
температурах) лишь жидких щелочных металлов,
аммиачных растворов трехфтористого
хлора и элементарного фтора. Высокая
энергия связи между атомами в
молекуле политетрафторэтилена определяет
и его необычно высокую для
органических полимеров термическую
стабильность; лишь при температуре выше
400°С начинается заметная деструкция.
Все это и дало основание известному
химику Д. Саймонсу заметить, что у фто-
ропласта-4 «алмазное сердце и шкура
носорога». А еще политетрафторэтилен
нередко называют органической
платиной.
Однако у органической платины
слабые межмолекулярные связи. Это в
значительной мере определяет
высокие антифрикционные свойства
материала и, к сожалению, малую прочность и
низкую износостойкость. Для улучшения
механических свойств фторопласту
нужен прочный скелет. Если ввести в
полимер наполнители (стекловолокно,
асбест, графит, углеродное волокно,
кокс, металлический порошок,
дисульфид молибдена и т. д.), механические
свойства и износостойкость возрастают
на два-три порядка. Но частицы
наполнителей между собой не связаны; это
не скелет.
А что если поступить наоборот? Не
упрочнять политетрафторэтилен, а
ввести его в какой-то более прочный
материал; тогда высокие
антифрикционные свойства фторопласта могут быть
полностью использованы. Сделать это
можно, например, так: заполнить
политетрафторэтиленом пористую
(с сообщающимися порами) твердую
металлическую матрицу. По сути дела
мы получим две губки —
металлическую и фторопластовую, которые
плотно вставлены друг в друга.
Фторопласт-4 обретает прочный и
теплопроводный скелет. Этот скелет становится
еще прочнее,если снабдить его своего
рода подкладкой — стальным
фундаментом.
Создавая не требующий смазки
антифрикционный материал для
подшипников, ученые Института
машиноведения имени А. А. Благонравова пошли
именно по такому пути. После долгих
исследований антифрикционных свойств
фторопласта-4, других полимеров,
медных сплавов, наполнителей они
остановились на многокомпонентной
конструкции — со скелетом и фундаментом.
На стальную основу через медную
прослойку припечен тонкий слой пористой
бронзы, все пустоты которого
заполнены фторопластом-4 с
антифрикционным наполнителем (дисульфидом
молибдена). Поверхность бронзовых
частиц закрыта тончайшей (несколько
сотых долей миллиметра) пленкой,
состоящей из политетрафторэтилена и
дисульфида молибдена. Это так
называемый приработочный слой.
В таком материале сочетаются
уникальные антифрикционные свойства
фторопласта-4 и дисульфида молибдена,
способность бронзы противостоять
задиру, теплопроводность и прочность
бронзы и стали. Причем полезнейшие
свойства компонентов не просто
суммируются, а существенно усиливаются —
своего рода синергический эффект.
Допустимый износ деталей машин,
как правило, мал, поэтому толщина
комбинированного антифрикционного
слоя всего 0,3 мм. А толщина стальной
основы 1,0—2,5 мм.
Принцип работы такого материала при
трении без смазки можно представить
9
следующим образом. Первым в контакт
вступает приработочный слой —
фторопласт с наполнителем, начинается
износ полимера, перенос тонкого слоя
фторопласта на сопряженную
поверхность. При этом все геометрические
погрешности сглаживаются. Уже в
конце приработки фторопласт трется по
фторопласту. Износ резко замедляется,
начинается период длительной
стабильной работы подшипника.
В этот период высоко выступающие
частицы пористого бронзового каркаса
начинают обнажаться, трение в местах
контакта бронзы со сталью возрастает,
естественно, выделяется тепло, частицы
бронзы и лежащие в соседних
порах фторопластовые включения
начинают нагреваться. Однако это совсем не
опасно. Во-первых, значительная часть
тепла отводится через стальную
подкладку подшипника, а во-вторых, у
бронзы превосходные противозадирные
свойства, к тому же в местах контакта
трущихся поверхностей всегда остается
пленка фторопласта и дисульфида
молибдена. Откуда она берется? Все
предельно просто: коэффициент
термического расширения фторопласта в
несколько раз больше, чем у бронзы;
полимер, зажатый со всех сторон
частицами металла, выдавливается из пор.
Выдавленный фторопласт
обволакивает неблагополучную бронзовую частицу
и, подобно обычной смазке, принимает
трение на себя. Выделение тепла
прекращается, и злополучная частица
бронзы, охлаждаясь, сжимается и как бы
утапливается. Такой механизм работы
трущихся поверхностей можно,
пожалуй, назвать полностью автоматическим.
По сигналу тревоги, который поступает
с обнажившихся металлических частиц,
начинается подача твердой смазки.
И как только опасность прямого
контакта бронзы со сталью, опасность задира
минует, подача смазки прекращается.
По сути дела, подшипник, получив
незначительное повреждение, сам его
залечивает.
Испытания первых металлофторопласто-
вых подшипников, разработанных в
Институте машиноведения, подтвердили
их достоинства, преимущества перед
подшипниками всех других типов. Это
прежде всего ничтожный расход
дефицитных материалов: напомним, что
толщина бронзового и
фторопластового слоев — десятые доли миллиметра.
Новые подшипники прекрасно работали
без смазки при температурах от — 200
до 300°С в органических растворителях
10
и кислотах, ожиженных газах и
красителях. А работа без смазки не только
экономит остродефицитные
нефтепродукты, но позволяет существенно
упростить конструкции машин, обойтись без
смазочных систем, сальников,
уплотнений.
Особенно наглядны эти достоинства в
подшипниковых узлах с качательным
движением, в условиях сильной
вибрации, когда обычные смазочные
материалы использовать крайне трудно. В
таких случаях поверхность беговых
дорожек колец подшипника, шариков и
роликов очень быстро изнашивается и узел
трения выходит из строя. Замена
подшипников качения на металлофторо-
пластовые подшипники скольжения
приводит к значительному выигрышу в весе
и габаритах конструкции. Цифры,
приведенные в таблице, достаточно
убедительны. Причем надо иметь в виду, что
грузоподъемность метал лофторопла-
стовых подшипников значительно
больше, чем у заменяемых шариковых.
Размеры м вес металпофтороллестовыж
м шариковыж подшипников
|D — наружный диаметр, d — внутренний диаметр,
I — длина)
Подшипник
d= 15 мм
D,
мм
мм
вес,
г
d=40 мм
D.
мм
1,
мм
вес,
г
d=55 мм
D,
мм
1,
мм
вес,
г
Метаплофто-
ролластоаый 18 1S 10 4S 32 80 80 48 148
Шариковый,
од нор я дны й,
средней серим 42 13 80 90 23 838 120 2« 1378
Шариковый
двужрвдный,
широкий, до
средней серии 42 17 118 90 33 930 120 43 2S00
Разумеется, каждому нетрудно
посчитать, какой выигрыш могут дать новые
подшипники в масштабах народного
хозяйства. И все-таки трудно удержаться
и не дать еще несколько цифр. 10
миллионов металлофторопластовых
подшипников диаметром и длиной 15 мм
весят всего 100 тонн, в том числе расход
бронзы 13 тонн, фторопласта — 1,6
тонны, дисульфида молибдена — 1,1
тонны, остальное — сталь (Ст-08 или Ст-10).
Для изготовления такого же
количества подшипников качения нужно от В00
до 1100 тонн высококачественной
легированной стали, а на монометаллические
бронзовые подшипники (с толщиной
стенки 3 мм) требуется 200 тонн бронзы.
Добавим, что металл офторопластовые
подшипники изготавливаются по безот-
4 3
2
Устройство металл офторопл а стов ого
подшипника. На стальную ленту (I), покрытую
слоем меди B), напекают слой мелких
бронзовых гранул C). Промежутки между
гранулами заполняют смесью фтор оп л ас та-4
и дисульфида молибдена D). По такой
технологии выпускают готовые металлофторо-
пластовые подшипники или ленту, из
которой штампуют втулки, вкладыши, кольца и
другие детали узлов трения
ходной технологии, в то время как до
сих пор на подшипниковых заводах
огромные количества металла уходят в
стружку.
Самые разные отрасли машиностроения
уже оценили по достоинству
несомненные преимуществ металлофторопласто-
вых подшипников. Сейчас в каждом
пассажирском самолете от нескольких сот
до нескольких тысяч узлов трения
работают без смазки — благодаря
органической платине. Результат: уменьшение
веса самолетов, повышение их
надежности и безопасности. В большегрузных
автомобилях БелАЗ замена бронзовых
подшипников на металлофторопласто-
вые позволила увеличить
долговечность трущихся сопряжений в 1,5—
2 раза. Ежегодно в машины, которые
используются в текстильной
промышленности, устанавливают полмиллиона
новых опор скольжения из металлофторо-
пласта. Чулочные агрегаты УКФ-72
после замены подшипников качения на
метал лофторопластовые работают
безотказно в 10 раз дсльше. Около В
миллиардов вафельных стаканчиков для
мороженого выпускают ежегодно на
автоматических линиях А2-ОВА, каждая из
которых оснащена 700 металлофторо-
пластовыми подшипниками. Еще раз
напомним, что в текстильных машинах, на
автоматических линиях хлебопекарных и
кондитерских заводов узлы трения, не
Зта фотография может с успехом заменить
таблицу, в которой сравниваются размеры
и вес металл офторопл астовых и шариковых
подшипников
нуждающиеся в смазке, особенно
важны. Нет смазки — чище продукция.-
К этому достаточно длинному
перечню отраслей, которые уже используют
металлофторопластовые подшипники,
можно добавить станкостроение,
нефтедобычу, энергетику, криогенную
технику. Трение без смазки особенно
перспективно для машин, работающих на
севере и, наоборот,— в жарких
районах. В первом случае масса хлопот
связана с тем, что смазочные масла на
морозе густеют, во втором — с
разжижением смазки.
Уже сегодня экономический эффект
от применения металлофторопласто-
вых подшипников исчисляется многими
десятками миллионов рублей. Этот
эффект в ближайшем будущем будет
еще выше — производственные
мощности по выпуску не требующих смазки
суставов машин вскоре превысят 20
миллионов штук в год.
ЧТО ЧИТАТЬ
О МЕТАЛЛОФТОРОПЛАСТОВЫХ
ПОДШИПНИКАХ
1. А. П. С е м е н о в, Р. М. Матвееве кий,
В. В. Поздняков. Тежиология
изготовления и свойства содержащих фторопласт
антифрикционных материалов. «Наука», 1963.
2. А И. Е ф и л* о в, А. П. Семенов. Оценка
долговечности металлофторопластовыж
подшипников.— «Вестник машиностроения», 1975,
№ 1.
3. А. П. Семенов, Ю- Э. Савинский
Металлофторопластовые подшипники.
«Машиностроение», 1976.
11
Поймать и связать
О СОРБЦИИ, КОМПЛЕКСАХ
И МИНЕРАЛЬНЫХ НОСИТЕЛЯХ
Нынешняя технология ставит перед
химиками суровые задачи по очистке
веществ. Стали тривиальными примеры
чистоты полупроводниковых
соединений, в которых на десять миллиардов
атомов приходится по одному атому
примеси. Если бы в сточных водах
промышленных предприятий загрязнения
находились в такой концентрации, не
было бы многих проблем со средой
обитания. К сожалению, в этом деле до
полупроводникового идеала еще
очень далеко. Чтобы определить
загрязнение, порой достаточно лишь
посмотреть на сточную воду; а иногда и
смотреть не надо...
Далеко не новость, что заводские
стоки содержат и весьма ценные
соединения, которые не просто заманчиво, но
и необходимо регенерировать.
Сложность в том, что отнюдь не всегда
известно, как экономично извлечь
полезные соединения, особенно когда их
концентрации очень малы. В таких
случаях стараются использовать комплек-
сообразование. Например, чтобы
выделить из стоков платину и платиновые
металлы, к раствору добавляют тиомо-
чевину, а ее комплекс с металлами
подвергают дальнейшей переработке.
Есть немало и других примеров такого
рода, однако во всех случаях в процесс
вводятся дополнительные стадии, а это
обходится дорого. Хорошо еще, когда
речь идет о платине, а если о менее
ценных веществах?
Чем ниже концентрация
извлекаемого компонента, тем с большим объемом
12
раствора приходится иметь дело, чтобы
выделить заданное количество
вещества. Скажем, если мы хотим получить
золото из морской воды, то экстракция,
осаждение и другие подобные методы
совершенно нереальны. Чтобы добыть
1 кг золота, надо обработать каким-либо
реагентом примерно 108 кубометров
(то есть сто миллионов тонн) морской
воды. Трудно даже представить себе
размеры такого завода...
Описанная нами картина предстала
перед взором химиков и технологов
еще в конце прошлого века. Разумеется,
выход был обнаружен: чтобы извлечь
микропримеси, надо использовать
сорбцию. Через трубку с поглощающим
веществом — сорбентом можно
пропустить огромное количество воды, а как
только поглотитель в трубке
«насытится», переключить поток на другую
трубку. В общем, сорбцирнные методы
извлечения микрокомпонентов гораздо
более технологичны, чем, например,
экстракция.
Но это — в общем. А практически
вопрос сводится к тому, располагаем ли
мы подходящим сорбентом. Требований
же к нему очень много. Во-первых,
селективность: сорбент должен
извлекать преимущественно тот компонент,
который нас интересует. Во-вторых,
степень извлечения — она должна быть
достаточно велика. В-третьих, сорбент
требуется прочный, чтобы выдержать
напор жидкости и не размельчаться при
трении частиц друг о друга.
В-четвертых, он должен быть доступным;
в-пятых, достаточно дешевым...
Для извлечения ионов из растворов
сейчас в ходу иониты. Это сорбенты, в
которых к матрице органического
полимера (чаще всего сополимера стирола
и дивинилбензола) привиты ионообме-
нивающие группы. Однако привитые
группы (— S03H, —Р(О) (ОНJ, — СООН)
не отличаются высокой селективностью,
да и степень извлечения недостаточна.
Лет двадцать назад было предложено
прививать к поверхности полимера
комплексующие группы (то есть
связывающие ионы в комплексы). И
полученные материалы оказались более
эффективными, чем обычные иониты.
Например, с их помощью удается извлечь
ионы переходных металлов из раствора,
в котором содержатся ионы щелочных и
щелочноземельных металлов — с ними
комплексующая группа попросту не
реагирует.
Однако и такие сорбенты не решают
многих практических вопросов.
Трехмерная полимерная сетка тормозит
движение ионов, им не всегда легко
пробиться к реакционным центрам.
Это особенно ощутимо, когда степень
сшивки полимера высока. Казалось бы,
сшить его пореже — и дело с концом.
Но тогда полимер будет сильно
набухать, объем системы увеличится в
несколько раз и работать с сорбентом
станет трудно.
Так нельзя ли сделать каркас
сорбента широкопористым, чтобы не мешать
движению ионов, но в то же время
жестким, как у хорошо сшитого
полимера? Можно, если взять не
органические, а минеральные полимеры. Хотя бы
давно известные и хорошо изученные
кремнеземы.
Итак, чтобы получить сорбент,
который хорошо связывал бы те или иные
ионы и в то же время имел бы
неплохие механические и кинетические
свойства, надо соединить в одно целое
комплексующее вещество и
минеральный полимер. Простейший пример
такого сочетания — физическая адсорбция;
однако адсорбционное взаимодействие
слишком слабо, чтобы надолго
удержать нанесенное вещество, и оно
постепенно смывается в раствор. Значит,
комплексант необходимо как-то
«привязать» к поверхности. Весь вопрос в
том, как это сделать — как закрепить
сложные органические молекулы на
поверхности кремнезема.
На поверхности всех без исключения
кремнеземов и силикатов есть гидрок-
сильные группы, связанные с атомом
кремния,— так называемые силаноль-
ные группы. Вот к ним-то и можно
химически «прицепить» самые разные
неорганические, элементоорганические,
органические и комплексные
соединения. Химия соединений, привитых к
поверхности минеральных носителей, не
менее богата, чем химия органических
полимеров. Сложилось даже целое
направление в химии, связанное с
синтезом и применением таких материалов;
в Московском университете оно
развивается в лаборатории
нефтехимического синтеза, возглавляемой
профессором Е. А. Викторовой. Группа
исследователей, в которую входят и авторы
этих строк, разработала методы синтеза
важных для практики материалов, в
первую очередь сорбентов и
катализаторов.
Давайте посмотрим на примере, как
проходит прививка. Пусть требуется
получить сорбент, способный извлекать
13
из водного раствора переходные
металлы, но не затрагивать при этом
щелочные. Заранее известно, что этилендиа-
мин — хороший для этого случая комп-
лексант. Но как привить его к
поверхности? Для иллюстрации —три способа:
1) =SiOH -SOCL^==SiC| NH,(CHg.NH? »
-^ =SiNH(CH2JNH2,
2)=SiOH + HO(CH2JNH(CH2JNH2 _H $->
-► =Si—O—(CH2)NH(CH2JNH2f
3)=SiOH + (CH30KSi(CH2KNH(CH2JNH2 >
^=Si—O—Si(CH2KNH(CH2JNH2.
Можно в принципе использовать и
другие химические связи; впрочем, для
извлечения ионов из водных растворов
сейчас применяют только сорбенты
третьего типа: они наиболее
противостоят гидролизу.
Однако бывает и так, что получить
требуемые кремнийорганические
соединения либо трудно, либо вовсе
невозможно. Тогда прибегают к методу,
который называют «сборкой на
поверхности». Вот как, к примеру, удается
собрать тот же этилендиаминовый сорбент
из более простых «кирпичиков»:
=SiOH + Cl3Si(CH2KCI _нс| >
>- =SiOSi(CH2KCl nh?|ch^nh, >
I
> =SiOSi(CH2LNH(CH2JNH2.
I
В присутствии привитого этилендиами-
на сорбционное равновесие
устанавливается за несколько десятков секунд.
А вот если взята органическая основа,
время измеряется часами и даже
сутками (в зависимости от степени сшивки).
Понятно, что кремнезем не набухает ни
в воде, ни в других растворителях;
сорбент на его основе готов к работе
сразу же, как только он получен.
Насколько полно наш сорбент извлечет
тот или иной ион, зависит от того, на-
скол ько устой чив комплекс и какова
кислотность среды (это показано на
рисунке). Если мы пропустим через
колонку с сорбентом смесь ионов меди
и кобальта при рН 5,5, то ионы меди
извлекутся из раствора, а ионы
кобальта останутся. Обработав затем сорбент
слабым раствором кислоты, мы
выделим сорбированные ионы меди — на
этот раз уже без кобальта: разделение
произошло. А изменяя природу
сорбента, комплексующую группу и
условия разделения, можно разделять
самые разные смеси ионов.
Каждый химик помнит практикум по
качественному и количественному
анализу: долгая работа, требующая
тщательности и навыка. Но представим
себе, что в лаборатории стоит
хроматограф, в который микрошприцем вводят
крошечную каплю испытуемого
раствора; через три-четыре минуты печатаю-
-щее устройство выдает
количественный и качественный состав
введенной смеси. Это не утопия: в научной
литературе уже появились работы на эту
тему, и как раз химически
модифицированные кремнеземы оказались
наиболее пригодными хроматографическими
фазами. Правда, чтобы создать такие
приборы, надо преодолеть
некоторые трудности, и прежде всего,
пожалуй, сделать более совершенной
систему, опознающую уже разделенные
ионы.
Но, конечно, главная область
применения комплексующих минеральных
сорбентов все же не анализ, а то,
что было упомянуто в самом начале:
извлечение микроколичеств ценных
металлов из разбавленных растворов.
Такие сорбенты позволяют практически
полностью и за короткое время поймать
и связать ионы из растворов с
концентрациями порядка миллиграммов на литр
(и даже менее). А после этого сорбент
можно регенерировать и использовать
вновь и вновь; для этого достаточно
подействовать на него кислотой или
иным агентом. Тогда металл опять
переходит в раствор, но уже в концентрации,
на несколько порядков выше начальной.
А сорбент готов к повторной работе.
Честно скажем, что до извлечения
золота из морской воды дело пока не
дошло. Но уже показано, что
комплексующие минеральные сорбенты вполне
пригодны для выделения драгоценных
металлов из сточных вод и
технологических растворов.
Сейчас такие сорбенты находят еще
одно важное применение. Когда к
покрову минерального носителя прикрепляют
комплексы переходных металлов с
каталитическими свойствами, то
получаются весьма своеобразные металл'о-
комплексные катализаторы. Они
сочетают в себе высокую селективность
гомогенных и технологические
достоинства традиционных гетерогенных
катализаторов.
Для примера назовем работу,
выполненную в Институте катализа СО
АН СССР: к поверхности кремнезема
привили фосфиновый лиганд, а к нему,
в свою очередь,— комплекс палладия.
14
На графике — зависимость сорбции ионов
Со2+ (цветная линия) и Си^+ (черная
линия) от рН раствора. При рН около 5 из
раствора извлекается только медь, и
металлы, таким образом, разделяются
А в нашей лаборатории предложили
закреплять комплексы родия на
диаминных группировках, привитых к
поверхности кремнезема. Так удалось создать
катализатор гидрирования с высокой и
стабильной активностью. И в
ферментативном катализе можно использовать
минеральные носители с привитыми
функциональными соединениями — для
иммобилизации ферментов. И, надо
полагать, для многих иных целей:
широкое изучение комплексующих
кремнеземов началось, по сути дела, только в
последние годы, и возможные области
их применения далеко не исчерпаны.
Пора задать существенный вопрос:
налажен ли выпуск комплексующих
кремнеземов? Да, кое-что уже сделано.
Промышленность освоила производство
некоторых таких материалов, в частности
привитого алифатического амина. Его
можно использовать для синтеза
гетерогенных металлокомплексных
катализаторов, для иммобилизации ферментов
и, конечно, непосредственно в качестве
сорбента.
Более подробные сведения в
популярной заметке вряд ли уместны. Но
если среди читателей найдутся
специалисты, заинтересованные в
использовании кремнеземов с привитыми к их
поверхности соединениями, то авторы с
удовольствием дадут им консультацию.
Г. В. ЛИСИЧКИН,
Г. В. КУДРЯВЦЕВ,
химический факультет МГУ
УТИЛИЗАЦИЯ СЕРНОЙ
КИСЛОТЫ
В Швеции разработан
эффективный процесс
концентрирования
отработанной серной кислоты.
Обычно такую кислоту
нейтрализуют или же
концентрируют в периодически
действующих аппаратах. Новый
процесс — непрерывный, и,
что очень важно, он идет
при атмосферном давлении.
Главный аппарат
технологической схемы — концентратор,
состоящий из печи на
газовом или жидком топливе,
теплообменника с трубами из
стекла и чугунного
коллектора. П р ед ва р и тел ьно по д о гр е-
тая кислота стекает по
внешней поверхности труб,
нагревается дымовыми
газами до 300°С,
концентрируется и уходит по коллектору в
емкость. Получается
достаточно чистая бесцветная
серная кислота, с
концентрацией 96—97%. Лучше всего
этим способом утилизировать
разбавленную серную
кислоту, содержащую не больше
5—10% HNO3 и органических
примесей. Более
загрязненная кислота требует
предварительной обработки
(денитрации, абсорбции). Новый
процесс уже применяется на
промышленной установке про-;
изводительностью около
1 т/час.
«Chemteal Engineering»,
1979, т. 86. № 17
15
Газ,
не только угарный
Е. Д. ТЕРЛЕЦК11Й
«Холмс уселся у тлеющего камина, и я
еще долго слышал тихие, заунывные
звуки его скрипки. Я уже знал, что это
значит — Холмс обдумывал странную
тайну, которую решил распутать во что
бы то ни стало...»
Впрочем, не будем интриговать
читателя, оставим Холмса за решением его
хитроумных проблем, а сами обратимся
к камину.
НЕЗАМЕТНЫЙ ОТРАВИТЕЛЬ
Именно в нем, равно как и в любой
другой печи, при неполном сгорании
топлива образуется вещество, без которого
не мог обойтись А. Конан-Дойл,—
окись углерода СО, она же — угарный
газ:
2С+ 02 '-+ 2СО.
Но угарный газ появляется и тогда,
когда двуокись углерода, продукт
полного сгорания топлива,
восстанавливается раскаленными угольями:
С02 ^С -> 2СО.
Обычно в это время, считая, что печь
хорошо протоплена, закрывают
дымоход, чтобы сохранить тепло. И —
угорают, потому что угарный газ,
несмотря на свою ядовитость, никак не
раздражает органов чувств — у него
нет ни вкуса, ни запаха, ни цвета...
Угарный газ бьет незаметно и
целенаправленно. Поступив в кровь через
легкие, он в 300 раз быстрее, чем
кислород, соединяется с гемоглобином,
блокирует его. Оттого в ткани и
органы поступает меньше кислорода.
Наступает кислородное голодание, от
которого прежде всего страдают головной
мозг и нервная система.
Чем больше концентрация угарного
газа, чем больше его попадает в
организм, тем быстрее развивается
отравление. Предельно допустимые
концентрации этого вещества: 20 мг/м3 в
воздухе рабочей зоны* и 3 мг/м3 в
воздухе населенных мест, причем последняя
цифра означает максимальную разовую
концентрацию. Среднесуточная — еще
втрое меньше.
В наш благословенный век
центрального и электрического отопления с
печами приходится иметь дело все реже
и реже. Однако случаев отравления
угарным газом не становится меньше,
ибо он содержится и в выхлопах
двигателей внутреннего сгорания, и в
горючих газах, широко используемых в
промышленности и в быту.
Даже в небе нет спасенья от
всепроникающей окиси углерода. Криминалисты
утверждают, что многие авиационные
катастрофы произошли из-за того, что
в результате износа двигателей или
плохой их регулировки образовывалось
и проникало в кабину слишком много
окиси углерода. Она одурманивала,
отравляла экипаж — авария становилась
неизбежной. Для герметичных кабин и
салонов современных самолетов,
снабженных системами наддува и
вентиляции, СО не так опасен. Вероятность
вредного действия выхлопных газов
(и СО в том числе) здесь близка к нулю.
Близка, но — не равна ему!
ЧТО ЕЩЕ МОЖЕТ СО
Начать рассказ об угарном газе с его
угарных свойств естественно. Но не
только ими знаменит низший из
окислов углерода. Та же самая окись
углерода известна и в качестве
восстановителя, топлива, сырья для
органического синтеза...
Как химическая индивидуальность
угарный газ открыт в 1776 г.
французским врачом Ж. де Лассоном при
нагревании древесного угля с окисью
цинка. Спустя 35 лет Джон Дэви, брат
знаменитейшего английского химика,
впервые наблюдал реакцию окиси углерода
и хлора под действием солнечных
лучей:
CO-h Clz -> COCI2.
Получившееся газообразное вещество
было названо фосгеном, что в переводе
с греческого означает светорожден-
ный. Впоследствии его синтезировали и
* ПДК для рабочей зоны устанавливается
таким, чтобы вредное вещество (в нашем
случае СО) при указанной концентрации не
вызывало заболевания или каких-либо отклонений
в состоянии здоровья при ежедневном
постоянном контакте с этим веществом в тече-
кие всего рабочего стажа.
без помощи света — при нагревании
исходных веществ до 500°С, а в
присутствии катализаторов — всего до
100°С. В годы первой мировой войны
фосген был применен как боевое
отравляющее вещество. Когда кончилась эта
война, некоторые страны, особенно
Германия, стремясь освободиться от
больших запасов фосгена, стали
перерабатывать его в уксусный ангидрид,
красители, карбамид. Фосген и сейчас служит
сырьем для некоторых органических
синтезов.
Еще одно событие в истории окиси
углерода стоит отметить особо. В 1902 г.
известный французский химик П.
Саба тье сумел превратить окись углерода
в метан (реакция шла при 250°С в
присутствии никелевого катализатора):
СО + ЗН2 -* СН4+ Н20. Ядовитая
окись углерода превращалась в этом
процессе в газ более калорийный и
менее вредный. Реакцию Сабатье
применили сразу же — для метанирования
светильного газа (о нем разговор
особый). Сегодня эта реакция для нас
представляет лишь исторический
интерес. Обратная реакция куда
интереснее, ибо для химического синтеза
молекула СО значительно «плодороднее»
молекулы простейшего из насыщенных
углеводородов.
В 190В г. русский химик Е. И.
Орловский из смеси окиси углерода и
водорода (нагретой до ста градусов в
присутствии никель-палладиевого
катализатора) получил незначительное
количество этилена. В 1926 г. Ф. Фишер
и Г. Тропш в Германии опубликовали
результаты своих исследований по
синтезу углеводородов из водяного
газа — смеси водорода и СО. В продукт,
полученный Фишером и Тропшем,
входили твердые, жидкие и газообразные
углеводороды. Его назвали когазином
(от немецких Kohle — уголь. Gas —
газ, Bensin — бензин). Конечно,
жидкая фракция когазина несколько
отличалась от бензина, но заменить
его в принципе могла.
В реакции СО с водородом можно
также получить метанол: СО +
+ 2Нг —*■ СНзОН. А метанол,
метиловый спирт, будучи важным сырьем
для органического синтеза
(производства пластмасс, синтетических волокон,
растворителей и многого другого), сейчас
становится еще и топливом*.
См. «Химию и жизнь», 1979, № 12, статью
«Метанол вместо бензина, метанол вместе с
бензином» и в № 1 за этот год — статью
«Бездонное месторождение» — о возможности
использования СО, и СО для синтеза
полимерных материалов.
17
Эта диаграмма отражает действие окиси
углерода на человека в зависимости от
концентрации и времени действия
СО может реагировать и с металлами,
образуя соединения, названные карбо-
нилами. Карбонилы металлов, прежде
всего никеля Ni(COL, применяют
для нанесения металлических покрытий
на поверхности сложной формы и для
получения особо чистых металлов.
Широко используется СО и в черной
металлургии — как восстановитель.
ГАЗ, МЕТАЛЛ И ТВЕРДОЕ ТОПЛИВО
СО образуется при доменной плавке и
восстанавливает железо из руд ничуть
не хуже кокса:
4СО+ Fe304 -^ 3Fe+4C02.
Лет сто назад доменщики, изучавшие
реакции восстановления металла,
обнаружили, что заметная часть окиси
углерода в этих реакциях остается
неиспользованной, уходит в трубу. Выходит,
часть кокса сжигали напрасно?
Значит, слой железной руды в доменных
печах был слишком мал, и газ,
проходя сквозь него, не успевал
прореагировать до конца? Попробовали увеличить
слой руды, выстроив более высокие
печи. Полагали, что затраты на
строительство с лихвой окупятся экономией
кокса. Высокие домны построили —
экономии кокса не получили: из новых
печей выходило столько же СО, сколько
и из старых. И с этим ничего нельзя
поделать: реакция взаимодействия
окиси углерода с железной рудой
обратима и в условиях доменной плавки идет
не до конца. Металлурги нашли cnornfi
для подогрева дутья. Как говорится, с
паршивой овцы — хоть шерсти клок1
Впрочем...
К тому времени уже был известен
светильный газ, образующийся при
сухой перегонке твердых горючих. Проще
всего получать такой газ при неполном
сгорании угля (или дров) в особых
аппаратах — газогенераторах. При
газификации, в отличие от сухой перегонки,
практически вся органическая часть
топлива превращается в газ, причем
главной его горючей составляющей
будет окись углерода. Простенькая
реакция горения СО дает солидный
тепловой эффект — 135,4 ккал/моль.
Газификации можно подвергать не
только уголь и дрова, но и любое
другое твердое топливо, а в качестве
окислителя использовать воздух,
кислород,- водяной пар или даже
углекислый газ. В зависимости от способов
производства генераторные газы
получили названия воздушного,
кислородного, водяного, смешанного. Водяной газ,
Схема газогенератора с обращенным
процессом газификации топлива. Топливо
в такой генератор загружают сверху.
В верхней зоне А происходит его подсушка,
ниже, над фурмами (зона Б), начинается
пирогеиетическое разложение топлива.
Пространство между фурмами и зольником
тоже делится на две зоны. В верхней
зоне В идут реакции: С (V^COj и 2Н2+
02">2Н/). В зоне Г—самой нижней —
процессы иные: С+С02-*2СО и С+Н20—>-
—»-ССН Н2. Цифрами обозначены: I —фурмы.
2 — зольник. 3 — выход газа
содержащий до 95% СО и Нг, был и
остается сырьем для органического
синтеза.
Идея подземной газификации угля,
выдвинутая в 1888 году Д. И.
Менделеевым, разрабатывалась впоследствии
многими известными химиками,
физиками, инженерами. Смысл ее — получать
горючий газ непосредственно в
угольных пластах, подавая в них через
скважины те же окислители, что
используются в обычных газогенераторах. Горючий
газ выводится после неполного сгорания
угля через другие скважины.
Пока что эта идея (в техническом
своем воплощении) дала меньше, чем от
нее ожидали. В нашей стране сейчас
действуют три установки подземной
газификации угля и одна тепловая
электростанция, работающая на газе,
который получают при неполном
сгорании бурых углей.
В годы Великой Отечественной войны
были довольно распространены
газогенераторные автомобили —
малопримечательные грузовики, которые се-
годня можно увидеть разве что в
музеях. Но говорить о газификации твердых
горючих только в прошедшем времени
по меньшей мере неосмотрительно.
Рассматривая перспективы
энергетики XXI века, президент Академии наук
СССР академик А. П. Александров
писал: «Будет нарастать потребление
угля (... ) При этом рост прямого
сжигания угля будет, видимо, ограничен
/ ... ) Будет развита глубокая
технологическая переработка угля с водородом
или водяным паром. При этом будут
получаться углеводородные продукты
в газообразной и жидкой форме, в
частности восстановители и топливо для
металлургии и химии, все виды жидких
топлив для транспорта, смазочные
материалы и т. д.». От себя добавим, что
все эти продукты будут получаться
через стадию образования окиси
углерода. Выходит, это вещество и в будущем
окажется чрезвычайно полезным...
И все же давайте помнить: оно по-
прежнему ядовито.
Кое-что
об угарном
газе —
о яде
и противоядиях
СВИДЕТЕЛЬСТВУЕТ
МЕНДЕЛЕЕВ
Из «Основ химии»: «Окись
углерода отравляет очень
скоро, потому что
поглощается кровью в таком же
виде, как кислород. Спектр
поглощения крови при этом
столь явно меняется, что при
помощи крови легко узнать
в воздухе присутствие
малых следов СО. Проф.
М. Я. Капустин нашел, что
льняное масло (а потому и
масляные краски), высыхая
(поглощая кислород),
может давать окись углерода».
СИМПТОМЫ
ОТРАВЛЕНИЯ СО
Первые признаки: слабость,
головная боль и
головокружение, при большем
времени вдыхания СО (или
больших концентрациях) —
потеря сознания. При
острых отравлениях учащается
пульс, возможны рвота,
судороги, поражения
зрительного нерва. На вторые-
третьи сутки после
отравления, когда, казалось бы,
опасность уже позади, у
пострадавших может
развиться токсическая пневмония.
Поэтому медицинское
наблюдение необходимо в
течение нескольких дней.
ПЕРВАЯ ПОМОЩЬ
ПРИ ОТРАВЛЕНИИ СО
Вынести пострадавшего на
свежий воздух, растереть
грудь, дать понюхать
нашатырный спирт. Когда*
пострадавший придет в себя,
полезно горячее (но не
горячительное!) питье.
ПРОТИВОГАЗ
С ГОПКАЛИТОМ
Окись углерода почти не
поглощается
активированным углем, поэтому
обычный противогаз от нее не
спасает. Нужен противогаз
с* гопкалитом — смесью
окислов (в основном Мп02
и СиО), изобретенный в
двадцатых годах нашего века.
В таком противогазе можно
находиться в атмосфере,
содержащей до 10 % СО.
Правда, дышать в нем не
очень удобно—воздух
нагревается: реакции
окисления идут с выделением
тепла.
19 9
Размышления
у бочки
с молоком
Молоко — один из самых
капризных продуктов. Его
непросто хранить, его
трудно перевозить.
Чаще всего молоко возят
в автоцистернах. Машины
то прибавляют скорость,
Л
к
то тормозят, трясутся на
ухабах. Жидкость плещется
в цистерне, то есть
подвергается деформациям.
Именно такие деформации
стремятся создать на
маслозаводах, чтобы отделить от
белка жировые шарики и
слепить из них масло. Только
делают это более
рациональными способами в
специальных устройствах.
Сбивать же масло в цистернах
никто специально не
собирается, однако при
перевозке оно все-таки получается,
хотя и неважное, и еще
остается плохое молоко.
На первый взгляд самый
простой способ не
превращать цистерну в
маслобойню — очень медленная или,
наоборот, очень быстрая
езда. Тогда цистерна вместе с
молоком будет совершать
колебания с дорезонансной
(I) или послерезонансной
(II) частотой
(заштрихованные участки на рис. 1 —
наиболее простой
зависимости амплитуды колебаний
от скорости автомобиля) и
масла не получится. Увы,
на скверных дорогах
никакая подвеска не поможет.
Другой очевидный путь —
заморозить жидкость или
каким-то иным путем
сделать ее вязкой, как мед.
Однако для замораживания
нужны специальные цехи,
много энергии, да и вкус
молока после такой
дополнительной обработки вряд
ли останется прежним.
Разумеется, на сгущение
молока с помощью химических
реагентов тоже нелегко
решиться.
При перевозке жидких
продуктов транспортники
стараются залить цистерну
под горловину, тогда
жидкость остается неподвижной.
Но ведь часто молока на
целую бочку просто не
хватает. Вот если сделать цистер-
ну-сильфон, которая все
время поджимала бы
жидкость...
Есть и другой похожий
способ, подсказанный
народным опытом. И сейчас
в деревнях можно увидеть,
как женщины несут на
коромыслах ведра, а на
поверхности воды плавают листья.
Под ними вода не плещется.
И под пленкой нефти,
которая порою, к сожалению,
загрязняет реки и моря,—
тоже.
Разумеется, заливать
молоко нефтью никому не
придет в голову, а вот доски в
цистерны кладут, они
закрывают поверхность жидкости,
как листья в ведрах, и
несколько уменьшают опасные
всплески. К сожалению, у
цистерн овальное сечение,
так что всю поверхность
молока закрыть досками не
удается.
Положение кажется
безвыходным. И все-таки
решение, по-видимому, есть.
Его подсказывает все тот же
житейский опыт, хотя и
более современный. Чтобы
вылить воду из кюветы, в
которой в домашнем
холодильнике замораживают
ледяные кубики, кювету надо
перевернуть почти вверх
дном. Из мелких ячеек
вылить ее трудно даже при
значительном наклоне
(рис. 2).
Разделить цистерну
продольными и поперечными
перегородками, загнать
молоко в своеобразную
матрицу, чтобы лишить его
подвижности — это выход.
Однако тогда неимоверно
усложнится заливка,
опорожнение, очистка цистерны.
Но можно поступить иначе:
накрыть молоко колпаком с
такими же сотами, как в
кювете для льда (рис. 3).
Возникает закономерный
вопрос: как такой колпак
ввести в цистерну? Не резать же
ее автогеном, а потом
сваривать. Выход из положения
прост — изготов ить колпак
из упругого, гибкого
материала, например из резины.
Его можно свернуть и
запихнуть в цистерну через
горловину, там он развернется.
20
В ячейках жидкость
далеко не разбежится (это
проверено экспериментально), а
воздушные подушки в сотах
смягчают любые удары.
Между прочим, это пойдет
на пользу не только молоку,
но и автомобилю тоже.
Уменьшатся инерционные
удары, машина пойдет
мягче, будет меньше
расходовать топлива.
К таким выводам пришел
автор, размышляя у бочки
с молоком.
Кандидат технических наук
8. Г. ЖУКОВ
Лед.
Сверх высокомолекулярный
полиэтилен со средним
молекулярным весом 3,5
миллиона обладает высокой
стойкостью к истиранию и
низким коэффициентом
трения: у сухого — 0,15—0,2, у
смазанного — 0,05—0,09.
Чем не лед!
В Дармштадте (ФРГ) из
такого полиэтилена
построили искусственный каток
площадью 200 кв. метров.
На нем можно кататься на
коньках в
двадцатиградусный мороз и
тридцатиградусную жару. А на
шестисотметровом
полиэтиленовом спуске для саней и
бобслея удалось развить
скорость 110 км в час.
лыжи...
В Норвегии начали выпускать
беговые лыжи из
углепластика на основе полиэфирной
Не сыпьте
лишнего...
Как известно, одна из
важнейших областей
применения поверхностно-активных
веществ (ПАВ) — это
производство растворов для
удаления вредной пыли из
воздуха на горных и
металлургических предприятиях.
Обычно рекомендуется
применять ПАВ в концентрации
0,05—0,2%. Испытания, вы-
смолы. Чтобы они были
легче, среднюю часть (длиной
70 см) сделали в виде
короба, набитого пенопластом
(удельный вес 0,1 г/см3).
Скользящая поверхность
покрыта полиэтиленом. Вес
одной лыжи 1300 г.
...и колесо
Итальянские инженеры
сконструировали
велосипедное колесо — целиком из
пластика, стеклонаполнен-
ного полиакрилентерефта-
лата. Незаменимая деталь
формуется за одну минуту
и сразу же из формовочной
машины, еще теплая, может
быть установлена на раму
велосипеда. Весит
пластмассовое колесо — 680 г,
лучшее металлическое — около
килограмма.
Кандидат технических наук
Б. Е. ВОСТОРГОВ
По материалам журнала
«Modern Plastics
International», 1979, №4
Что можно
прочитать
в свежих
журналах
Об уплотнении из
ионизированного газа, которое
заменяет поршневые кольца в
двигателях легковых
автомобилей («New Scientist»,
1980, № 1194, с. 485).
полненные в нашем
институте, показали, что такая
концентрация чрезмерна.
Эффективность пылеподавления
для алюминиевой пудры
или кварцевой пыли
достигает максимума уже при
концентрации ПАВ 0.0005—
0,005% и не растет при
дальнейшем ее повышении.
Дело в том, что при
больших концентрациях
молекулы ПАВ образуют
агрегаты — мицеллы, тогда как в
процессе смачивания пылинок,
очевидно, «работают»
именно отдельные молекулы. Еще
одно преимущество
разбавленных растворов: их
применение сводит к нулю потери
цветных металлов,
извлекаемых из уловленной пыли.
Между тем при завышенных
Обзор по агротехнике
картофеля («Farmers Weekly»,
1980. № 7, с. 19).
Количественный анализ
простоев на химическом
производстве («Химическая
промышленность», 1980, № 3,
с. 184).
Об эластичной целлюлозной
ткани, которая поглощает
запахи («New Scientist»,
1980, № 1191, с. 239).
О применении лазеров для
термообработки
полиэфирных нитей («Химические
волокна», 1980, № 1,'С. 18).
Об улучшении декоративных
свойств и расширении
цветовой гаммы
автомобильных эмалей
(«Лакокрасочные материалы и их
применение», 19В0, № 1, с. 9).
О получении
малосернистого кокса из нефтей
Западной Сибири («Химия и
технология топлив и масел», 19В0,
№ 3, с. 23).
О новых триазиновых
гербицидах, синтезированных в
Армянском
сельскохозяйственном институте («Химия
в сельском хозяйстве», 1980,
№ 4, с. 35).
Обзор «Микробио
логическая очистка воды от ионов
металлов»
(«Микробиология», 1980, № 2, с. 158—
169).
концентрациях ПАВ эти
потери иногда достигают 5%.
Думается, что наши
результаты представляют интерес
не только для
производственников, но и для
домашних хозяек. Ведь
применение ПАВ — а к их числу
принадлежат и бытовые
стиральные порошки — в
оптимальных дозах позволяет
экономить эти нередко
дефицитные продукты.
Следует напомнить, что
отработав свое и попав в
сточные воды, ПАВ превращаются
в злостных загрязнителей
окружающей среды.
А. М. БОЛОТОВ,
гор. Березовский,
Свердловская обл.
21
Стратегия
рыбной кухни
В последние годы в уловах наших
рыбаков встречается множество незнакомых
нам прежде рыб: ледяная и лихия, ле-
монема и джакас, вомер и сквама...
Непривычны нам их названия,
непривычны и сами рыбы. Что с ними делать:
Щ
*%
■i\j
.j.flp.'*"».
^:
1%*
/к
Ч
\<
к
<%*?■
/1
\'<
%
fr" Ih
*',
ч \
9h
УГ9****
'*r
r^
n/,s
Ш
Y*
9 \
*\\^
\
охлаждать или замораживать, солить или
коптить, а может быть, укладывать в
банки и стерилизовать? Вопрос это
далеко не праздный, потому что от того,
правильно ли выбран способ
переработки рыбы, зависит ее дальнейшая
судьба, ее оценка потребителем.
Мы расскажем здесь об
исследованиях, которые ведут в этой трудной
области технологи Тихоокеанского
института рыбного хозяйства и
океанографии (ТИНРО).
МАЛОЦЕННЫЙ МИНТАЙ
Когда-то сырьевая база нашей рыбной
промышленности была сравнительно
стабильной — рыбаки из года в год
добывали рыбу одних и тех же видов.
Но 10—15 лет назад ее стало в море
значительно меньше. С другой стороны,
наш рыбный флот вышел в открытый
океан, в уловах появилось
множество обитателей центральных районов
Тихого океана, шельфов южных
морей, антарктических вод.
В результате большую часть уловов
составляют сейчас такие рыбы, которые
раньше считались малоценными.
И пришлось срочно изобретать новые
способы переработки, которые
позволили бы из этого сырья получать ценные
пищевые продукты.
Пробным камнем способности
технологов решать подобные задачи стал
минтай, на долю которого приходится
сейчас около 60% наших уловов.
Раньше минтай считался рыбой малоценной
и даже непищевой. Недостатков у него
множество, начиная с
непривлекательного внешнего вида и кончая низким
содержанием жира в тканях — меньше
1 %. Получить из него многие
традиционные продукты просто невозможно:
для производства консервов, копченых
и особенно соленых продуктов он мало
пригоден. Соленая рыба должна
созреть, в процессе созревания участвуют
ферменты, содержащиеся в тканях
(подробнее об этом речь впереди),
а в минтае таких ферментов очень
мало — он не созревает.
Пришлось искать обходные пути.
Технологи 'ТИНРО перепробовали немало
разных вариантов и в конце концов
остановились на методе
структурирования. Мясо минтая растерли в фарш,
слепили из него хлебцы и подвергли
горячему копчению. Попробовали —
понравилось. С немалым трудом
организовали выпуск опытной партии в полтонны,
устроили во владивостокском
магазине «Океан» дегустацию,— и результат
оправдал все затраты времени, сил
и нервов: дегустаторы и покупатели
съели всю партию очень быстро.
«Подобных проблем возникает все
больше,— говорит заместитель
директора ТИНРО, кандидат биологических
наук В. Н. Акулин.— Сейчас наш флот
осваивает большие глубины, а у многих
глубоководных рыб мясо содержит
очень много воды, а жира в нем
практически совсем нет. Получить из такой
рыбы привычные нам продукты
невероятно трудно. И здесь надо либо искать
совершенно новые способы
приготовления, либо изобретать совсем новые,
нетрадиционные продукты...»
«ЛЕД И ПЛАМЯ»
Фотомонтаж под таким названием на
темы из лабораторной жизни висит на
стене лаборатории термического
консервирования. И название это, в
сущности, точно отражает тематику работ
лаборатории, пожалуй, самой
традиционной в институте. Замораживание и
консервирование рыбы — классика
технологии. Но и эти фундаментальные
процессы, оказывается, можно
усовершенствовать.
Рыба,* извлеченная из воды, сразу же
замораживается. И дальше холод
сопровождает ее от трюмов траулера и
от береговых холодильников до
магазинных витрин. Соблюдение
определенной температуры на всем пути движения
сырья или готового продукта технологи
называют цепью холода, и
разрываться эта цепь не должна нигде. Холод
спасает рыбу и от гнилостных
микроорганизмов, и от разрушения белков
под действием протеолитических
ферментов, и от окисления жиров
кислородом воздуха.
Выгоды замораживания очевидны.
Но вот беда: ледяная корочка,
покрывающая отдельную рыбину или блок рыб,
недолговечна. Даже при хранении на
месте, в спокойных условиях, лед
через 2—4 месяца испаряется. А при
транспортировке ледяная корочка
крошится и на поверхности продукта
начинается интенсивное окисление
жиров — прогоркание (для этого даже в
самой нежирной рыбе жира
оказывается, увы, достаточно). Это давний и
неисправимый порок обычных методов
замораживания. К нему привыкли, он
обсчитан экономистами и предусмотрен
в нормах отходов.
И только недавно сотрудникам
лаборатории под руководством кандидата
технических наук М. Н. Вахрушевой
удалось избавить древний метод от
этого недостатка. Если сам по себе лед не
^
23
может уберечь рыбу от воздуха,
рассуждали они, значит, нужно найти
вещество, которое покрывало бы рыбу
столь же плотным слоем, как ледяная
корочка, но было бы механически
прочным. Оказалось, что для этого
прекрасно подходят полимерные
соединения — поливиниловый спирт и кокарбок-
симетилцеллюлоза. Если нанести их
водный раствор на поверхность блока
мороженой рыбы, образуется прочное
защитное покрытие, которое держится
больше года и не откалывается при
толчках и ударах.
Новый метод уже несколько лет назад
прошел производственную проверку
на таких весьма склонных к окислению
рыбах, как сельдь, скумбрия, сайра,
горбуша и даже сельдь-иваси, которая
особенно неустойчива в хранении и
окисляется мгновенно. Срок хранения
мороженой иваси под защитой
полимерной пленки удалось довести до трех
с половиной месяцев, срок
хранения сайры увеличился с двух-трех
месяцев до шести, сельди и скумбрии —
до семи, горбуши — до года. Широкое
внедрение нового метода позволит
значительно сократить потери.
Консервирование в банках — не такой
древний, как холод, но еще более
эффективный способ сохранения
продуктов. Герметически закрытая банка
исключает всякую возможность
доступа к продуктам воздуха, а с ним и
микрофлоры. А нагревание —
стерилизация — не только убивает микробов, но
и инактивирует ферменты,
способствующие окислению и другим
нежелательным процессам.
Консервщики делят свою продукцию
на две категории: консервы
натуральные и закусочные. Натуральные — это
рыба в собственном соку: соль, чуть-
чуть специй — и все. Главная забота
технолога в этом случае — сохранить в
неизменности изначальный вкус. А
закусочные консервы — это рыба,
подвергнутая более или менее сложной
обработке: жареная, или
бланшированная, или копченая, или залитая маслом,
разными изысканными соусами. Часто
лишь надпись на этикетке
свидетельствует о плебейском происхождении
аристократического на вкус продукта.
Но из большинства новых
промысловых рыб натуральных, а часто и
закусочных консервов приготовить, увы,
нельзя. Виноваты те их особенности, о
которых уже говорилось раньше: в мясе
многих из них слишком мало белка и
слишком много воды. При тепловой
обработке такая рыба становится дряблой,
разваливается, вода отделяется от
тканей, как сыворотка от простокваши,—
получается этакий суп, в котором
плавают отдельные волокна мяса.
Как с этим бороться? Очевидно,
нужно заранее избавиться от лишней воды.
Сначала это пробовали делать
механическим путем — из рыбы готовили фарш
или пудинг, из которых удаляли избыток
влаги. Но этот способ не оправдал себя:
такие продукты с полностью
разрушенной структурой не завоевали симпатий
потребителя.
Желанной цели удалось достигнуть
иным путем. Сотрудники лаборатории
предложили перед стерилизацией
подвергать рыбу горячему копчению. Не
только для изменения вкуса, но главным
образом — ради того, чтобы подсушить
рыбу. Так получились консервы из ма-
крурусов.
А с другой глубоководной рыбой —
лемо немой справились, не удаляя, а
связывая влагу. Известно, что белки
прочнее удерживают воду в
присутствии ионов двухвалентных металлов,
например кальция или магния.
Небольшие добавки солей таких металлов
позволили получить неплохие консервы и
из лемонемы, и из минтая. Правда,
выпускать их пока нельзя: речь идет о
новых пищевых добавках, в таких случаях
нужно сначала получить разрешение
медиков, а они пока окончательного ответа
не дали.
КАК УКРОТИЛИ ИВАСИ
Покупая в магазине соленую рыбу,
далеко не каждый отдает себе отчет в
том, что это продукт не только или
даже не столько просто соленый, сколько,
как говорят технологи, созревший. При
посоле рыба принципиально меняет
свой вкус, приобретает новое качество,
не ограничивающееся просто
увеличением концентрации NaCI, и происходит
это именно благодаря созреванию.
Главную роль в созревании играют
ферменты, содержащиеся в тканях рыб
(об этом мы уже вскользь упоминали,
когда речь шла о минтае). Ферменты
нужны потому, что они частично
расщепляют белки. Одновременно
распадаются и жиры; образующиеся
продукты распада соединяются с продуктами
расщепления белков, и возникают новые
вещества, которые и придают
созревшему продукту знакомый нам
своеобразный вкус.
Если ферментов в тканях рыбы мало,
она не созревает. К сожалению, так
обстоит дело с многими рыбами, которых
мы добываем сейчас. Как их ни солить,
24
они не приобретают нужного вкуса и
аромата, оставаясь, по выражению
технологов, «соленой подошвой».
С другой стороны, ферменты не
должны и переиграть свою роль. В
созревшей рыбе соотношение продуктов
распада оптимальное. Если же распад
белков заходит слишком далеко, рыба
перезревает — ткани размягчаются,
теряют структуру. Здесь-то и помогает
соль: чем выше ее концентрация, тем
меньшую активность проявляют
ферменты. В слабосоленой рыбе, например,
они инактивированы примерно
наполовину.
В лаборатории посола ТИНРО есть
специальный сектор созревания — его
сотрудники надеются, изучая процессы
созревания различных рыб, научиться
управлять этими процессами. Тогда
малоценные океанические рыбы можно
будет превращать в деликатесы.
Например, из несозревающего терпуга,
которого вылавливают довольно много,
по мнению заведующего сектором
профессора И. П. Леванидова, теоретически
возможно получать продукт, по вкусу
напоминающий лосося.
Задача эта очень сложная, до ее
решения пока далеко, но кое-какой свет
впереди уже брезжит. Об этом
свидетельствует история сельди-иваси.
Вплотную этой рыбой занялись в
институте в 1975 году. В 30-е годы, до
того как в результате изменений
гидрологического режима дальневосточных
морей иваси ушла от наших берегов, ее
здесь добывали очень много — и
почти всю солили.
Теперь иваси вернулась. Но солить
ее сегодня нужно не на береговых
предприятиях, как раньше, а на плавучих
заводах. Посольщики спешно (промысел
не ждет1) провели все мыслимые
анализы, изучили литературу, изданную до
войны тем же ТИНРО, и создали новую
технологию посола сельди-иваси.
Правда, на первых порах продукт
получился совсем не такой, каким его
помнили старожилы. Дело в том, что сразу
выяснилось: иваси созревает в таком
катастрофически быстром темпе, что
обычные технологические операции не
поспевают за развитием событий. Рыба
перезревает, «сгорает» прежде, чем
удается зафиксировать в ней нужные
качества. Даже в холодильнике иваси
больше похожа на тлеющие угли, чем
на охлажденную рыбу. Невероятная
способность иваси к созреванию стала
для посольщиков столь же
труднопреодолимым препятствием, как
неспособность созревать — у других рыб.
Но как же тогда солили сельдь-иваси
до войны? А очень просто — ее
выпускали среднесоленую и крепкосоленую.
Теперь такую берут плохо: покупатель
предпочитает слабосол, сохраняющий
естественный вкус. В слабосоле же
ферментные процессы подавлены
менее всего, и для иваси это не выход...
Чтобы хоть жиры, которых в иваси
очень много, не окислялись, иваси
попробовали залить тузлучным рассолом.
Упрятанная от воздуха под его слоем,
да еще упакованная в железную банку,
иваси наконец-то начала смиряться. Так
появился первый продукт,
приготовленный из этой капризной рыбы,—
«Сельдь-иваси специального посола».
Но всех проблем решить таким путем
не удалось. Окисляться-то иваси
перестала, но ферменты и в банке
продолжают свое дело — иваси перезревает,
ее мясо теряет плотность, упругость,
часто разваливается. И технологов, и
покупателей это не устраивает.
Только недавно группе сотрудников
лаборатории под руководством
кандидата технических наук В. Ф. Михалевой
удалось найти способ, позволяющий
справиться и с этим проявлением
буйного характера иваси. Помог опять-
таки холод. Исходя из разработанных в
лаборатории теоретических
представлений о созревании, технологи
предложили специальный режим хранения
нового продукта. Сначала банки с
соленой иваси в течение месяца держат при
обычной складской температуре —
минус 6—8°С. В таких условиях иваси
неспешно созревает. А через месяц, когда
этот процесс заканчивается,
температуру понижают до —18° — это резко
замедляет дальнейшее созревание, и
рыба сохраняет неизменными все свои
превосходные свойства. Срок хранения
продукта благодаря этому увеличился
до 10 месяцев.
ЧТО ДЕЛАТЬ
СО СВЕТЯЩИМИСЯ АНЧОУСАМИ!
Лаборатория новых белковых продуктов
существует в ТИНРО всего пять лет:
появление ее на свет было вызвано тем,
что перед институтом встали
совершенно новые задачи.
Вне 200-мильных экономических зон,
на «ничейной» акватории Мирового
океана, можно добывать светящихся
анчоусов. Запасы их велики — 3—4
миллиона тонн; можно создавать
долговременный, экономически
оправданный промысел. Но переработка
анчоусов ни одним из существующих
технологических способов невозможна. Даже
25
разделка его механизации не поддается:
слишком мелкая рыбешка.
Теоретически, конечно, агрегат для разделки
можно создать, но из-за
технологических сложностей, а главное
дороговизны овчинка не стоит выделки.
Что же делать с анчоусами?
Многим жителям Дальнего Востока
доводилось пробовать аппетитный
коричневый соус типа вьетнамского «нуок
нам», который делают из мелкой рыбы.
Это гидролизат — стихийное
изобретение азиатской кухни. Вся АЗия
приправляет таким соусом рыбу и рис.
Делать гидролизат можно из любой
рыбы. И из анчоуса в том числе. По
способу, предложенному лабораторией
новых белковых продуктов, это
выглядит так. Измельченную массу из
анчоуса заливают раствором соляной кислоты
и выдерживают, перемешивая, 5—6
часов при 120—140°С. Белки при этом
гидролизу ются — расщепляются до
аминокислот. Потом вводят щелочь —
едкий натр или бикарбонат натрия.
Нейтрализуя кислоту, они образуют
поваренную соль. Раствор
фильтруют, удаляют нежелательные примеси
и запахи — и готов вкусный и полезный
соус.
Полезность его подтвердили медики.
А что касается вкусности, то, когда
сотрудников других лабораторий как лиц
незаинтересованных попросили отведать
новый соус, очень скоро образовался
немалый штат добровольных
дегустаторов; особенно большое стремление
помочь соседям оценить новый
продукт у них появляется почему-то в те
дни, когда приближается какой-нибудь
праздник...
Идея другого продукта, полученного
в лаборатории, тоже не нова, но столь
же перспективна. Из любых рыб и
промысловых беспозвоночных можно
химическим путем извлекать чистый белок —
безвкусный, не имеющий запаха
концентрат, похожий на пшеничную муку.
Его можно хранить сколько угодно —
на полках лаборатории концентрат
стоит в стеклянных банках уже три года,
и с ним ничего не делается. Такой
концентрат — прекрасная добавка в самые
различные продукты питания,
обогащающая их белком. В Швеции в
булочки, предназначенные для детского
питания, добавляют 10—12% «рыбного
белка»; употребляют его в пищу и в
других странах.
Своеобразие способа,
разработанного в лаборатории, состоит в том, что
жир здесь извлекают из рыбы
органическими растворителями при 0°С.
А прежде его экстрагировали при
температуре кипения растворителей, и
белок при этом почти весь
денатурировался, в результате чего резко снижалась
его способность растворяться и набухать
в воде. А белок, полученный при низкой
температуре, впитывает столько же
воды, сколько ее содержится в тканях
рыбы.
Себестоимость килограмма
концентрата, полученного в ТИНРО,— 6 рублей.
Вроде бы недешево? Но такое
количество концентрата по содержанию белка
соответствует 5—6 килограммам
нежирного мяса.
А заведующий лабораторией
кандидат технических наук А. П. Ярочкин
убежден, что главная выгода от таких
новых продуктов, как соус-гидролизат
или рыбнобелковый концентрат, не
столько экономическая, сколько
экологическая. Ведь их можно получать из
любого сырья. В том числе и из
отбросов, образующихся при обработке
рыбы, из всех .морепродуктов, случайно
оказавшихся в тралах и сетях и обычно
отправляемых за борт. Так можно не
только использовать громадные новые
источники белка, но и предотвратить
засорение морей производственными
отходами.
Впрочем, отходы — тема особая.
ДЕФИЦИТНЫЕ ОТХОДЫ
Рыбобаза «Посьет» дальневосточного
рыбокомбината им. Н. А. Исаенко —
единственное в стране предприятие,
выпускающее сушеного кальмара. В
дело идут мантия и щупальцы, в отходы —
голова и внутренности. Голова у
кальмара небольшая, а вот на печень,
например, приходится в среднем 15%
общего веса. Мантия и щу пальцы, нарезанные
лапшой и высушенные, поступают в
магазины, где сразу раскупаются.
Отходы же до недавнего времени
превращались в отбросы, засорявшие
воды залива Посьет.
Сейчас отходов при переработке
кальмаров здесь уже почти не
получается. Спасибо за это нужно сказать
сотрудникам лаборатории биохимии
ТИНРО. И не только за это.
Главная задача лаборатории
биохимии — делать анализы всего, что
вылавливают рыбаки в море. Результаты
анализов позволяют давать рекомендации:
эта рыба должна хорошо солиться, ту
лучше консервировать в собственном
соку, третью надо коптить, а с
четвертой ничего не получится — ядовита.
Но несколько лет назад сотрудники
26
лаборатории заинтересовались таким
вопросом, который к ее профилю
прямого отношения как будто не имел
(хотя для ее заведующего, кандидата
химических наук Л. М. Эпштейна,
химика-фармацевта по образованию,
казался вполне естественным): а нельзя ли
получать из внутренних органов рыб и
из беспозвоночных, не используемых в
пищу, еще и биологически активные
вещества?
Мясокомбинаты страны производят из
животного сырья не менее 50
биопрепаратов, без которых невозможно
представить себе сегодняшнюю медицину.
Рыбная промышленность, если не
считать рыбьего жира и сушеной
морской капусты,— ничего. А ведь морские
животные и растения ничуть не беднее
биологически активными веществами.
И ассортимент морских организмов, уже
добываемых человеком, неизмеримо
богаче: их не считанные виды, как в
сухопутном животноводстве, а сотни
видов, да к тому же принадлежат они к
трем десяткам классов, что гарантирует
огромное разнообразие биологически
активных веществ.
И вот по инициативе институтских
биохимиков на рыбобазе «Посьет»
начали заготовлять нервные ткани кальмара,
проще говоря, его мозг. Кальмарьи
мозги подвергают лиофильной сушке, а
потом везут самолетом через всю страну
на один из химико-фармацевтических
заводов, где из них делают ценный
ферментный препарат, до зарезу нужный
медицине.
Мозг кальмара весит всего 100—
200 мг; но медицинская
промышленность платит за него столько же,
сколько стоит весь остальной кальмар. И если
раньше производство сушеного
кальмара на рыбобазе «Посьет» было
нерентабельным, то теперь благодаря бывшим
отходам оно вдруг начало приносить
доходы, и немалые.
Это заставило рыбохозяйственников,
которые поначалу встретили
биохимиков чуть ли не в штыки, с большим
доверием относиться к их предложениям.
Известный, но не всегда применяемый
на практике тезис о соединении науки
с производством стал на глазах
приобретать конкретные и весьма приятные
формы. Технологическую
документацию на заготовку нервных тканей
затребовали у ТИНРО промысловики
Сахалинской и других областей, тоже
работающие с кальмаром.
А на рыбобазе «Посьет» уже нал ад и-*
ли заготовку кальмарьей печени, еще
больше сократив количество
отбросов, попадающих в бухту. Это опять-
таки собственная инициатива
биохимиков — заказов на печень пока еще нет.
Однако они уверены, что заказы будут:
печень кальмара очень богата протео-
литическими ферментами, которые
можно использовать, например, в той
же рыбной промышленности — не
исключено, что это те самые ферменты,
которых не хватает в мясе
глубоководных рыб. А еще нужнее такие
ферменты медицине. Так что была бы печень...
Чистая ДНК, протаминсульфат, аде-
нозинтрифосфат — вот еще три ценных
препарата, получение которых из
морского сырья стало возможно благодаря
разработкам сотрудников ТИНРО.
Значение таких исследований не только в
том, что отходы превращаются в ценные
продукты; одновременно с этим на
предприятия рыбного хозяйства
приходит новая, более высокая культура
производства, новая психология,
которая в будущем обещает изменить само
лицо отрасли.
ТИНРО — одно из крупнейших рыбо-
хозяйственных научных учреждений
страны, здесь представлены самые
разные разделы науки. И в их комплексе
технологические исследования и
разработки занимают одно из наиболее
ответственных мест. Это они, технологи,
создают сегодня завтрашнюю стратегию
нашей рыбной кухни...
В> И. ЗАСЕЛЬСКИЙ
Вихри
в океане
Четыре с лишним месяца
назад
научно-исследовательское судно «Михаил
Ломоносов» отправилось
в Индийский океан, в свой
очередной, 39-й рейс.
Рейс этот не совсем
обычный. «Михаил
Ломоносов» принадлежит
Морскому
гидрофизическому институту
АН УССР — институту,
который интересуют в
основном физические
процессы в океане:
течения, турбулентность,
волны, взаимодействие
океана и атмосферы, опти-
27
ческие и акустические
свойства водной среды.
Этим занимались все
предыдущие экспедиции
на «Михаиле
Ломоносове», такие работы
ведутся и в 39-м рейсе. Но
этот рейс — не просто
гидрофизический. Как
сказал начальник
экспедиции, кандидат
географических наук Л. А. Ко-
вешников, его можно
было бы назвать скорее
физико - биологическим.
В составе
экспедиции — два отряда
биологов из
севастопольского Института биологии
южных морей АН УССР;
и хотя биологи плавали на
«Ломоносове» и раньше,
но на этот раз они не
просто будут заниматься
своими собственными
проблемами, а будут
работать на основную цель,
поставленную перед
экспедицией. Она
сформулирована так:
исследование промысловых
ресурсов Индийского океана с
учетом синоптической
вихревой структуры.
Тут надо объяснить, что
такое синоптические
вихри. Давно известны
стационарные, постоянные
океанские течения вроде
Гольфстрима или Куро-
сио, похожие на реки,
текущие в невидимых
берегах. А лет десять назад в
открытом океане были
открыты синоптические
вихри — что-то вроде
гигантских
водоворотов-завихрений; они
могут отрываться от
стационарных течений или
возникать самостоятельно
под действием
атмосферных циклонов,
приводящих в движение и водные
массы, над которыми
проходят. Размеры таких
вихрей — десятки и сотни
километров, скорости
движения воды в них
бывают выше, чем в
стационарных течениях, они
меняют свои
характеристики от месяца к
месяцу, появляются и
исчезают, повинуясь своим, еще
плохо изученным
законам.
Сейчас синоптическими
вихрями очень
интересуются океанологи всего
мира. Изучают их и
сотрудники Морского
гидрофизического института.
Но при чем здесь
биология? А вот при чем.
Дело в том, что сейчас
перед наукой об океане
встала очень важная и
неотложная прикладная
задача. После того как
прибрежные государства
объявили о введении
200-мильных
экономических зон, оказались
закрытыми для свободного
промысла самые богатые
рыбой районы. Теперь
рыбу нужно искать в
открытом океане, а там ее
гораздо меньше и
изучены эти места намного
хуже. Промысловикам нуж-
нр срочно получить
ответы на множество
вопросов: какая рыба водится
в открытом океане, как
ее там находить, где
располагаются ее
скопления, и так далее.
«Рыбаки знают,
например, что рыба в океане
встречается пятнами, —
рассказывает заместитель
начальника экспедиции,
кандидат
физико-математических наук Н. Б.
Шапиро.— И вот возникла
гипотеза: не связаны ли
эти пятна с теми самыми
синоптическими вихрями,
которые мы изучаем?
Известно, что в этих
вихрях биологическая
продуктивность вод
повышена — они чем-то похожи
на блуждающие оазисы
среди бедных жизнью
океанских вод. Не
собирается ли рыба в районе
вихрей? Эту гипотезу мы,
гидрофизики, и
намерены проверить вместе с
биологами».
Так был задуман
нынешний рейс. В нем
участвует не только
«Ломоносов» — в Индийский
океан вышла целая
научная эскадра, где
представлены суда разных
научных учреждений. Там
работают «Академик
Вернадский», тоже
принадлежащий Морскому
гидрофизическому
институту, «Профессор
Водяницкий» (Институт
биологии южных
морей), «Чатырдаг» (Аз-
ЧерНИРО Министерства
рыбного хозяйства СССР).
У каждого из них своя
программа исследований,
но все они решают, в
конечном счете, одну
общую задачу —
перебрасывают мост от
гидрофизики и океанологии к
биологии океана, к
использованию его рыбных
ресурсов.
Сейчас, когда вы
читаете эти строки,
экспедиция близится к концу.
Позади полигоны в
западной и восточной части
Индийского океана,
разрезы вдоль экватора и в
Бенгальском заливе.
К началу сентября
исследователи вернутся
домой, в Севастополь,—
вернутся, обогащенные
новыми знаниями о
Мировом океане.
А. ИОРДАНСКИЙ,
специальный корреспондент
«Химии и жизни»
ПОПРАВКА
В июньском номере
журнала, в заметке «Еще семь
капель информации» (стр.
44), неверно указан объем
воды на Земле; на самом
деле он составляет 1,4
1.5 миллиарда кубических
километров.
28
Дело
о сливочном масле,
кормах
и корове Ниве
Читателя, настроившегося на детектив,
должна огорчить: дело, как обещано
в заголовке, будет, но только не
уголовное.
Все началось с того времени, когда
в продаже появились новые сорта
сливочного масла: любительское,
крестьянское, бутербродное. Вслед за ними
появились и «сигналы» в разные
инстанции: что это еще за продукты, а не
подмешано ли в них что-то
неположенное — какие-нмбудь растительные
гидрожиры или маргарин... Инстанции
обратились во ВНИИЖиров, а институт,
в свою очередь,— в другие
организации, для разработки методики анализа,
и в конце концов дело попало ко мне.
Но и без побудительных писем имело
смысл заняться такой работой: до сих
пор по ГОСТу в коровьем масле
определяют только общее содержание жира.
Подразумевается — молочного, но
никакого анализа стандарт не
предусматривает...
НАЧАЛЬНЫЕ СВЕДЕНИЯ
ОПЫТЫ, ВЕРСИИ
Все жиры — сложные эфиры
глицерина и жирных (алифатических) кислот.
Растительные масла, как правило,
жидкие, потому что их эфиры содержат
около 80% жидких ненасыщенных
кислот, главным образом олеиновой и ли-
нолевой, которые хорошо усваиваются
организмом. А если жиры гидрируют,
то есть насыщают водородом по
двойным связям кислот, то получают
твердые растительные жиры (гидрожиры).
Пищевые их сорта (если можно так
сказать, «недонасыщенные», помягче)
идут, в частности, для производства
маргарина; более твердые — на мыло и
стиральные порошки. Коровье же масло
отличается от растительного — и от
маргарина — тем, что в составе молочного
жира много различных низших жирных
кислот, с короткой углеродной цепью.
Они придают маслу мягкость (кстати,
29
тривиальное название одной из них —
масляная).
Состав молочного жира изучают в
нескольких институтах; статистика,
собранная во Всесоюзном
научно-исследовательском молочном институте,
говорит о том, что в последнее время в
масле и впрямь стало больше высших
жирных кислот — тех самых, что входят
в состав гидрожиров. Фальсификация?
Не будем торопиться с выводами —
ведь нет еще и методики.
Кое-какие исторические сведения о
фальсификации масла в
дореволюционное время приводились в № 5 «Химии
и жизни» за 1971 г. Можно добавить,
что в 1908 г. С. В. Паращук,
впоследствии профессор, доложил на III съезде
молочных хозяев в Ярославле о
возможном методе обнаружения в масле
маргарина — по содержанию низших
кислот и данным рефрактометрии.
Русское масло содержало меньше воды и
было тверже, чем западноевропейское,
и импортеры (главным образом
англичане) требовали паспорт на каждую
партию, чтобы удостовериться в чистоте
продукта.
А как сейчас? Проглядываю
зарубежные научные журналы за последние
десять — пятнадцать лет. Трудно сказать,
участились ли случаи фальсификации
сливочного масла в исконно «молочных»
странах — Австралии, Бельгии, Канаде,
но статей, посвященных обнаружению
в масле посторонних жиров, стало
намного больше. Занималась этим
вопросом и Комиссия экспертов-химиков
Международной федерации по молочному
делу: дважды принимались
международные стандарты обнаружения
фальсификации молочного жира
растительными жирами. А в эту федерацию
входит и Национальный комитет СССР по
молочному делу. Оттуда мне и
прислали оба стандарта.
Первая методика, пятнадцатилетней
давности, основана на различиях в
кристаллических формах стеролов; а более
поздний стандарт, 1970 г., озаглавлен
«Определение растительного жира в
молочном жире методом
газожидкостной хроматографии стеролов». В
общем, и тут и там стеролы.
Предполагалось, что в молочном жире стеролы
только животного происхождения
(преимущественно холестерол), а в
растительных маслах стеролы другого
строения, «растительные» (в основном сито-
стерол). Так вот: если хроматограф
показывает, что в молочном жире есть не
только холестерол, но и ситостерол, то,
согласно Международному стандарту,
30
это и есть признак добавки
растительного масла.
А сколько ситостерола в
гидрированном жире? Один анализ, другой,
третий... Лишь старая испытанная
фотоколориметрия позволила определить, что
ситостерола в твердом гидрожире
примерно на порядок меньше, чем в
исходном жидком растительном масле.
Значит, чтобы его обнаружить, надо
вдесятеро повысить чувствительность хрома-,
тографа. И конечно, в тех же условиях
сделать для сравнения анализ
контрольного образца — заведомо чистого
сливочного масла.
На кафедре молока и молочных
продуктов Ленинградского
технологического института холодильной
промышленности студенты делают лабораторную
работу: из молока получают сливки,
из них —сливочное масло. Такое
студенческое масло наверняка уж чистое,
без всяких примесей? Беру образец — и
хроматограф, чувствительность
которого повышена в \0 раз, после выхода
пика холестерол а «показывает, что в масле
все же есть ситостерол.
Попасть туда он мог только с
молоком. Но каким образом? Может быть,
некая недобросовестная доярка, чтобы
повысить жирность молока на долю
процента, протерла бидон изнутри тряпкой,
смоченной подсолнечным маслом; или
же другая доярка, уже из благородных
побуждений, перед доением смазала
у коровы соски подсолнечным маслом,
чтобы они не трескались. А
хроматограф чувствителен...
Однако эти версии предполагают
случайность. Более серьезную проблему
увидел здесь директор ВНИИЖиров
профессор А. Г. Сергеев. Что если
ситостерол' в молоке — естественного
происхождения? Что если он переходит в
молоко из кормов, а значит, его
присутствие в масле — отнюдь не дело
случая? Сельскохозяйственным животным
дают немало комбикормов, в которые
в/одят жмыхи и шроты — отходы
производства растительных масел. И в
корме, конечно же, есть хотя бы следы
растительных масел; так не оттуда ли
стеролы, которые улавливает прибор?
А в таком случае надо бы взять
пробы молока от коров, получавших и не
получавших комбикорма, сбить образцы
масла и сравнить — есть в них
ситостерол или нет.
ХИМИК ИЗ ГОРОДА
В РОЛИ ДЕРЕВЕНСКОГО ДЕТЕКТИВА
Чтобы попасть на фермы (а тем более
взять пробы молока), требуется
разрешение ветеринарной инспекции.
Предысторию, с которой читатель уже зна-
ком, я рассказала главному
ветеринарному врачу Ленинградской области.
— Разрешение я дам,— сказал он.—
Можете поехать на ферму «Лаврики»
совхоза «Ручьи», это близко от
Ленинграда, но там коровам дают
комбикорма... Впрочем, в области вам не найти
ни одной коровы, которая не
получала бы комбикормов. Да, имейте в виду:
опыт можно считать чистым, если
корову держат на рационе без комбикормов
по меньшей мере сорок дней — только
тогда будет уверенность, что остатки
прежнего корма не скажутся на молоке.
Честно говоря, примерно то же самое
я слышала несколькими днями раньше
на кафедре кормов Ленинградского
ветеринарного института; но и в
институтском учхозе «Вартемяги» коровы тоже
получали комбикорма...
Как бы то ни было, я, человек «стек-
лянно-электронной» профессии,
поехала на фермы, к дневной дойке. Был май,
светило солнце, пахло травой, и
грузовики подвозили к фермам первую
скошенную «зеленку»...
Коровник в Вартемягах оказался не
очень новым, с дощатыми
перегородками между стойлами, с
электродойкой — от каждой коровы в отдельные
бидоны. «Подои Физу вручную»,—
сказал бригадир доярке, и белые струи
полились в ополоснутое цинковое
ведро, а потом молоко процедили через
марлю в пятилитровую бутыль. «В
последнее время нам почему-то засылают
комбикорма для свиней,— пожаловался
бригадир.— А кормим ими коров...»
Из институтского учхоза — в поселок
Лаврики, к новеньким каменным
коровникам совхоза «Ручьи». Коров здесь,
наверное, не меньше двух тысяч.
Бетонные перегородки между стойлами,
механизированная чистота,
электродойка — к молокопроводу. Круглый год
коровы на стойловом содержании,
комбикормов они получают раза в четыре
больше, чем в Вартемягах; оттого у
молока и повышенная жирность. Корову
подоили не вручную, а
электроаппаратом, но в отдельный бидон.
Из Вартемяг и из Лавриков — сразу
в Холодильный институт. Там, наученная
сотрудниками кафедры молока,
занималась пастеризацией, отделяла на
сепараторе сливки, ставила их на ночь в
холодильник кристаллизоваться. А наутро
вручную сбивала масло в литровой
банке с притертой пробкой, бросая туда все
время кусочки льда...
А потом я поехала в Калужскую
область, в Боровск. Там находится ВНИИ
биохимии, физиологии и питания
сельскохозяйственных животных — и, как
мне было сказано по телефону, здесь
проверяют самые разные рационы для
коров, найдется и то, что мне нужно.
В нескольких километрах от Боровска,
почти в лесу, на берегу чистой речки
Протвы,— два современнейших здания.
Директора нет, уехал в командировку,
а его заместитель сразу же охлаждает
мой пыл: никто в институте стеролами
не занимается. На всякий Случай
знакомит меня с профессором Н. В. Кури-
ловым. Его лаборатория наблюдает за
шестью группами коров на институтской
ферме; каждая группа — на своем
рационе. Но, к сожалению, во все шесть
вариантов (включая контрольный)
входят комбикорма...
Профессор А. А. Алиев заведует
лабораторией межуточного обмена, здесь
исследуют физиологию пищеварения.
Но стеролами не занимались.
Биохимики считают, что холестерол
синтезируется в организмах животных и человека
из продукта расщепления пищи —
уксусной кислоты. А что делается с тем
ситостеролом, которы й корова съела
с кормом,— неизвестно. Но в зеленой
массе ситостерола вроде бы гораздо
больше, чем в комбикормах.
А вот жирными кислотами здесь
занимались. И обнаружили, что в желудке
и пищеварительном тракте коровы часть
ненасыщенных кислот гидрируется
ферментами. Совсем как растительное
масло гидрируется на заводе до маргарина;
только катализаторы другие.
Иными словами, если давать корове
какое-то количество растительного
масла, то благодаря работе ферментов в
коровьем организме это масло без
вмешательства извне почти наполовину
переходит в гидрожир! Линолевая кислота
с двумя двойными связями гидрируется
до олеиновой (с одной связью), а она
в свою очередь — до насыщенной
стеариновой.
О жмыхах и шротах, содержащих
остатки растительных масел, уже
говорилось. И если правда, что молоко у
коровы на языке...
Жирнокислотный состав молока в
последнее время изменился — больше
стало высших жирных кислот, главным
образом олеиновой и стеариновой. Из
стеариновой кислоты делали неплохие
свечи, да и есть ее можно, только
питательной ценности почти никакой: для
организма это лишний жир, балласт.
То есть повышение общей жирности
молока, видимо, не всегда есть
достижение. И значит, маргариновый привкус
(или вид) масла — вовсе не обязательно
из-за добавки гидрожиров?
Из Боровска я уехала в Москву и
поработала в Центральной
сельскохозяйственной библиотеке, надеялась разы-
31
екать в реферативных журналах хоть
одну ссылку на статью, в которой
приводились бы цифры — сколько ситосте-
рола в зеленой траве. Одну нашла —
для люпина. А усваивается ситостерол
или нет? Смотря что считать усвоением.
Когда курам добавляли в корм
ситостерол, то возрастало его содержание в
яйцах...
Очень интересуются этим вопросом
медики, изучающие атеросклероз. В
одном эксперименте больным и здоровым
люд ям вместе с холестеролом давали
меченый ситостерол и 80—90% его
находили потом в моче человека. Значит,
в основном ситостерол «проскакивает»,
не усваивается организмом; но
оставшиеся проценты — это неточность
анализа или все-таки истинная доля,
остающаяся в организме?
Как бы то ни было, вопросы
оставались нерешенными. И главное — где
найти ферму без комбикормов? В
Ветеринарном институте дали еще один
адрес: Северо-Западный
научно-исследовательский институт молочного и луго-
пастбищного хозяйства, поселок
Молочное Вологодской области. Тот самый
поселок, где находится один из наиболее
уважаемых вузов страны —
Вологодский молочный институт.
УНИКАЛЬНАЯ НИВА
Далекий голос в телефонной трубке
сообщил, что научных сотрудников нет на
месте: июнь, все на пастбищах и
фермах. Только если в самом начале
рабочего дня...
С утра пораньше дозвонилась, прямо
в лабораторию кормов
Северо-Западного НИИ. Пожаловалась: не могу
найти коров, не получавших комбикормов,
нет ли таких под Вологдой? Говорят:
приезжайте, у нас коровы на пастбище,
на беспривязном содержании,
комбикормов уже месяца три как нет, кормим
зерном и «зеленкой».
В Вологде, как положено, пришлось
идти в областной отдел сельского
хозяйства — за разрешением на посещение
ферм. Потом — в поселок Молочное,
32
километрах в десяти от города. В
лаборатории кормов встретилась с Г. П. Ипа-
товой, старшим научным сотрудником,
и услышала от нее:
— Зря приехали. Несколько дней
как получили комбикорма, стали давать
их коровам...
Вторая командировка — впустую! Что
я скажу начальству? И где достану это
молоко?
Галина Петровна, сжалившись надо
мной, высказала надежду, что
требуемое молоко может все-таки случайно
найтись. Она собиралась на ферму
совхоза «Куркино» и взяла меня с собой,
а по' дороге объяснила, какой может
быть случай. Хотя животные сейчас
круглые сутки на пастбище (туда и
корма везут, там и доят), на ферме все же
остались коровы — в родильном
отделении. До родов и в первые дни после
отела коров кормят получше и
комбикормов им не дают. А раньше и вправду
три месяца комбикормов не было вовсе.
Дней через девять после отела молоко
уже считается хорошим, и корову
выгоняют в стадо. Но первое время молоко
пониженной жирности, и его немного,
вот скотники и не торопятся — чтобы
не снижать общие показатели по удою
и жирности. На это и надежда: не
застоялась ли в родилке какая-нибудь
корова.
В конторе Галина Петровна нашла
толстенную книгу — «Журнал отела».
Имена родителей, кто родился, как
назвали и так далее. И, наконец, дата
выгона в стадо. Было 29 июня. Мы искали
корову, разродившуюся до 20 июня,
но без отметки о выгоне в стадо. Нашли:
Нива, родила 15 дней назад. Почему
она еще здесь?
— У Нивы язвочка на ноге,— сказала
скотница.— Ветеринар лечит,
перевязывает, но корова пока хромает, вот мы
ее и не выгнали на пастбище. А моло-
Хроматограммы стеролов молочного жира:
слева — коровы Физа (Ленинградская
область), справа — коровы Нива
(Вологодская область); обратите внимание
на пик ситостерола и частокол высших
спиртов на второй хроматограмме
5*10 ,п
- холестероя
20*10 1й
ко — что ж, молоко хорошее, можно и
подоить.
Так уникальная Нива спасла
исследование. С ее молоком я приехала в
Вологодский молочный институт — ив
первый раз не смогла приготовить масла:
сбивала охлажденные сливки в миксере
слишком быстро, вместо масла
получились взбитые сливки. Пришлось снова
звонить на ферму — на месте ли еще
Нива, опять ехать за молоком и сбивать
наутро масло уже вручную, в бутылке
с широким горлом...
Контрольный образец был у меня
в руках.
УСЛОВНО ДЕЛО МОЖНО
ЗАКРЫТЬ
В Ленинграде я проанализировала на
стеролы все пробы молочного жира:
от коров, потреблявших разное (но
немалое) количество комбикормов, и от
уникальной Нивы, три месяца
комбикормов не получавшей. И оказалось, что
в молочном жире от коров
Ленинградской области ситостерола как раз
практически нет, а от Нивы — есть
(примерно 0,3—0,4% от суммы с холестеро-
лом). Значит, в комбикормах так мало
ситостерола, что, если он и переходит
в молоко, то в таких количествах,
которые прибор не улавливает.
Но первые пробы молока я отбирала
в мае, когда коров под Ленинградом
только начали прикармливать свежей
травой. А последнюю — в конце июня
под Вологдой, где корову кормили
«зеленкой» более полутора месяцев.
Наверное, прав был профессор Алиев:
ситостерол переходит в молоко коровы
из съеденной травы. Но для
окончательного утверждения нужны новые
«чистые опыты» кормления коров. И
конечно, статистика. А пока прилагаю две
хроматограммы стеролов молочного
жира: коровы Физы учхоза «Вартемя-
ги» Ленинградской области и коровы
Нивы совхоза «Куркино» Вологодской
области.
На первой хроматограмме — только
пик холестерола; на второй по одну
сторону от него пик ситостерола, а
по другую — частокол каких-то высших
спиртов. Каких — неизвестно. И вообще
такая хроматограмма стеролов
молочного жира от вологодской коровы —
пока единственная. Считается, что
аромат вологодского масла возникает
благодаря особой технологии (она,
кстати, тоже описана в № 5 «Химии и
жизни» за 1971 г.). Но, конечно, не
последнюю роль играют ароматы
вологодских трав. Я сбивала масло от Нивы не
по какой-то технологии, а просто в
бутылке; так не этому ли частоколу
спиртов, перешедших в молоко из зеленой
травы, и обязано вологодское масло
особым ароматом? Может быть, это
терпеновые спирты?
Что же до обнаружения
фальсификации, то пришлось вновь смотреть
последние журналы. И оказалось, что за
короткое время малые количества
ситостерола, до 0f5% от суммы с холесте-
ролом, были найдены в чистом
молочном жире и бельгийскими, и
французскими, и японскими, и испанскими
исследователями. Японцы, например,
проанализировали на ситостерол 264
образца масла. По СССР мы имеем пока
оценку только единичных образцов.
Может быть, в других областях, в
другое время (скажем, в конце лета) цифры
получились бы иными?
Нужна статистика. А при отсутствии
ее утверждать, будто коровье масло
фальсифицировано растительным
маслом или гидрожиром, можно только в
том случае, если на хроматограмме есть
пик ситостерола, по меньшей мере
вдвое больший — 1 % и выше, от суммы
с холестеролом.
Если принять такое ограничение, то
можно считать, что методика,
позволяющая обнаружить фальсификацию
сливочного масла растительными маслами
или маргарином, уже есть. Дело —
с точки зрения химика — можно
считать закрытым. Хотя и условно.
Правда, остаются открытыми другие
вопросы: о точном содержании
ситостерола в разных образцах, о спиртах
аромата вологодского масла, наконец,
о комбикормах и вкусе...
2 Химия и жизнь № 8
33
Болезни и лекарства
Миниатюра из древнеиндийской рукописи.
XV11 век
т
«Назад, в будущее!»
СОВРЕМЕННАЯ НАУКА О ЦЕЛЕБНЫХ
СНАДОБЬЯХ ДРЕВНЕГО ВОСТОКА
В последнее время все большее
внимание врачей, фармакологов, химиков
привлекает многовековой опыт
восточной медицины. В разных странах мира
тщательно изучаются экзотические
рецепты, извлекаемые из древних
индийских, китайских, тибетских трактатов.
Уже получены первые
многообещающие результаты — о них, в частности,
шла речь на симпозиуме «Традиционные
лекарственные средства в современной
науке», проходившем осенью прошлого
года в Хабаровске, в рамках XIV
Тихоокеанского научного конгресса. В
симпозиуме принимали участие ученые не
только из СССР, Японии, Вьетнама,
США, Филиппин, но и из таких далеких
от Тихого океана стран, как Венгрия,
ГДР, ФРГ, Италия. А среди советских
участников были представители 12
научных учреждений, в том числе МГУ,
Всесоюзного и нети тута лекарственных
растений. Института биологии моря.
Тихоокеанского института географии и
Тихоокеанского института
биоорганической химии Дальневосточного научного
центра АН СССР, Бурятского филиала и
Института органической химии
Сибирского отделения академии...
34
^
Вот что рассказали участники
конгресса специальному корреспонденту
«Химии и жизни» Д. ОСОКИНОЙ.
ВЫМИРАЮЩАЯ ИНФОРМАЦИЯ
Академии АМН СССР В. П. КАЗНАЧЕЕВ:
Изучение наследия древней
медицины — одна из важнейших задач
современной науки. Это не просто дань моде:
выработанные веками народные
традиции, в том числе и традиции врачевания,
представляют собой ценнейший
концентрат человеческого опыта.
У людей, населявших каждый клима-
то-географический район нашей
планеты, на протяжении тысячелетий
сложился определенный ассортимент
растительных и животных продуктов питания,
который в данных условиях оказался
самым целесообразным и
рациональным. Кроме источников обычных
питательных веществ, в него всегда входили
«экзотические» растения и животные,
особенно богатые биологически
активными веществами: употребление их в
пищу было необходимо для
поддержания здоровья, а в случае заболевания
приносило облегчение или
выздоровление. Полезное действие таких
растительных или животных продуктов в условиях
донаучного мировоззрения неизбежно
осмысливалось чаще всего в рамках
наивных религиозных представлений —
вот почему сведения о применении
природных «лекарств» нередко
запечатлены в письменных источниках,
связанных с различными религиозными
культами.
В современную эпоху экологические
условия существования человека резко
изменяются. Все более реальной
становится угроза разрыва
складывавшихся тысячелетиями трофических связей
его с окружающей средой. В то же
время быстрое и повсеместное разрушение
традиционных укладов, традиций,
обычаев, сужение сферы действия разных
религиозных культов и обрядов
приводят к тому, что вместе с ними
отбрасываются и скрытые в них
рациональные элементы. Это значит, что
теряется и безвозвратно исчезает
гигантский исторический опыт, накопленный
человечеством. Такую потерю
информации можно сравнить разве что с
вымиранием редких видов растений и
животных.
Вот почему сейчас возникла
насущная необходимость изучить весь опыт
народной и традиционной медицины,
вскрыть, сохранить и использовать
содержащуюся в нем полезную
информацию. Это позволит нам за сравнительно
короткий срок создать
высокоэффективные и, что очень важно,
соответствующие биологической природе человека
средства лечения и профилактики
многих заболеваний.
Особую пользу подобные средства
могут принести тогда, когда речь идет
о сохранении здоровья человека в
экстремальных условиях: в тропиках или
в Заполярье, в пустынях или в
высокогорье. Народный опыт лечения,
накопленный жителями таких мест,
по-видимому, должен указать нам наиболее
безвредные, естественные,
биологически целесообразные пути адаптации
человека к подобным условиям,
поддержания его жизни, здоровья,
трудоспособности.
ДВА ПУТИ МЕДИЦИНЫ
Доктор медицины Б. ХОЛСТЕД, директор
Международного института по
исследованию жизни (США):
Существуют два направления развития
мировой медицины. Одно из них, в
значительной мере характеризующее
современную медицину западного типа,
берет свое начало, в сущности, от
времен Пастера, когда было доказано, что
многие болезни имеют вполне
конкретную причину — их вызывают те или
иные патогенные микроорганизмы. На
борьбу с микробами, а позднее с
вирусами и были брошены почти все силы
медицинской науки. Так появились
современные химиотерапевтические
средства, вакцины, антибиотики. Так
сложился и определенный тип
медицинского мышления, особый подход —
аналитический, расчленяющий,
направленный на поиск специфического
возбудителя болезни, специфического
нарушения естественных процессов в
организме.
На этом пути медицина добилась
больших побед — это общеизвестно. Но
одновременно со все большей
очевидностью выясняется, что такой подход
далеко не всегда приводит к успеху — и
это тоже общеизвестно.
Другое направление в медицине,
Другой подход можно было бы назвать
системным — он состоит в том, что
медицине следует иметь дело не с
частностями, а с целостным организмом
во всей его совокупности, включая и
тело, и душу. Такой подход, особенно в
последнее время, успешно развивается
и в рамках так называемой западной
медицины, но особенно он характерен
для традиционной медицины Востока.
И во многих случаях, например когда
2*
35
речь идет о хронических заболеваниях,
с которыми мы еще не очень хорошо
справляемся, этот подход оказывается
весьма эффективным. Да иначе и быть
не может, потому что за ним стоит
тысячелетний народный опыт.
Я не один год проработал в джунглях
Южной Америки и не раз убеждался,
как много знают народные лекари.
Помню, например, одну знахарку — она не
знала, что такое школа, не умела ни
читать, ни писать, не говорила ни на
каком языке, кроме диалекта своего
племени, так что беседовать с ней мне
пришлось через нескольких
переводчиков: один переводил с английского на
испанский, другой — с испанского на
тот диалект, который он знал, а уж
третий — на диалект, который понимала
она. Так вот, она показала мне одно
дерево, корой которого лечила от
«лихорадки»,— и это, конечно, было
хинное дерево, из которого мы и
сегодня получаем современные
противомалярийные средства. А потом она
показала мне другое дерево, ствол которого
был покрыт плесенью, и сказала, что
если соскрести немного плесени и
положить на рану, то через день-два все
заживет. Ведь это же не что иное, как
антибиотики!
Но народные медики умели лечить
не только раны и малярию — у них есть,
оказывается, средства и против
гипертонии, и даже против опухолей. В этой
области мы можем еще многому от них
научиться. И самое интересное — то, что
разные народы шли здесь близкими, а
иногда и совпадающими путями. В
последнее время у нас, в университете
штата Иллинойс, с помощью ЭВМ
сравнили народные средства,
применявшиеся разными цивилизациями,— и
оказалось, что против одних и тех же
болезней все они использовали примерно
один и тот же набор растительных и
животных продуктов!
ЦЕЛЕБНЫЕ ЯДРА
Доктор медицинских наук И. И. БРЕХМАН,
заведующий отделом физиологии и
фармакологии Института биологии моря
ДВНЦ АН СССР:
Изучением лекарственных растений
Дальнего Востока мы занимаемся уже
больше тридцати лет. Сначала это был
легендарный женьшень, потом
элеутерококк. А когда исследования
элеутерококка закончились созданием
высокоэффективных препаратов адаптогенного
действия и широким внедрением их в
практику, перед нами встала проблема:
какой выбрать следующий объект?
И мы решили посмотреть, какие
лекарственные растения используются в
традиционной восточной медицине.
Вместе с кандидатом медицинских наук
М. А. Гриневич мы стали разыскивать
старинные китайские, корейские,
японские рецепты и в них разбираться.
В конце концов в нашем распоряжении
оказалось больше 500 рецептов разного
происхождения, состава, назначения. Все
они были очень сложные, включали
десятки компонентов, частично
перекрывались. Чем больше мы их изучали,
тем яснее становилось, что «голыми
руками» тут ничего не сделаешь: чересчур
велик объем информации.
Проанализировать всю эту массу
информации удалось только с помощью
ЭВМ. Мы взяли все растения, какие
упоминаются в рецептах, и составили на
каждое подробные карточки. В них
заносили все, что мы знаем о его
систематическом положении, химическом
составе, целебных свойствах, все
болезни, при которых оно применяется и
в восточной, и в современной
медицине,— одним словом, все, что о
растении известно. А потом мы составили
программу, по которой ЭВМ должна
была обработать собранные сведения.
Это была самая трудная часть работы —
правильно сформулировать вопросы, на
которые мы хотим получить ответ; я
просидел над этим три месяца, а в
результате получилось всего семь
страничек текста...
Вопросы, которые нас интересовали,
в конечном счете сводились к двум.
Во-первых, мы хотели узнать, какие
растения были в традиционной
восточной медицине самыми
популярными, и таким путем наметить наиболее
перспективные объекты для
первоочередного изучения. А во-вторых, нужно
было выяснить, какие сочетания
лекарственных растений чаще всего
применялись для лечения того или иного
недуга.
Когда ЭВМ обработала наши данные,
выяснилось, что из сотен растений,
входивших в рецепты, чаще всего и
универсальнее всего используются 25.
И в китайских, и в корейских, и в
японских рецептах в эту элиту, как мы ее
назвали, входят одни и те же
растения — по-видимому, состав ее отнюдь
не случаен.
Возглавила получившийся список, к
нашему удивлению, солодка, или
лакрица,— растение, широко
распространенное и вовсе не такое уж
экзотическое. Солодка известна и западной
медицине; теперь мы знаем, что она об-
36
ладает противовоспалительными,
антиаллергическими и другими лечебными
свойствами (полученный из ее корней
препарат глицирам успешно
применяется при бронхиальной астме).
Знаменитый женьшень оказался в нашем списке
всего лишь на четвертом месте, а
китайский лимонник — на шестнадцатом.
Попали в список и такие растения,
которые с фармакологической точки
зрения совершенно не изучены. Ими-то,
вероятно, нам и следует заняться в
первую очередь: нет никакого сомнения,
что это даст важные результаты.
Таким образом, на первый свой
вопрос мы получили очень интересный, во
многом неожиданный ответ. Но это был
только первый этап работы. В разных
рецептах выделенные нами растения
сочетаются по-разному, и нужно было
еще узнать, какие комбинации
встречаются чаще всего, с какими
болезнями они связаны. Например, для
лечения гипертонической болезни у нас
было 11 рецептов, в них входили в
разных сочетаниях 26 растений. Если
изучать фармакологическое действие
каждой возможной комбинации из них
по очереди, то это работа на десятки
лет для большого института, потому
что таких возможных комбинаций
многие тысячи. А ЭВМ из всей массы
комбинаций выделила всего лишь 17 самых
распространенных, и входят в них
только 6 растений. Такие же данные
мы получили и для девяти других
болезней, и эти наиболее характерные
группы растений назвали ядрами. При
гипертонической болезни восточная
медицина использовала одно ядро, при
заболеваниях почек — другое, при
бесплодии — третье, и так далее. Эти
ядра почти не перекрываются — значит,
нам удалось найти для каждой из этих
девяти болезней группу растений,
ответственных за фармакологическое
действие при ее лечении. Сейчас эта работа
продолжается -г- мы ищем новые ядра,
используемые при различных других
заболеваниях.
По мере того как становится известно,
какие растения чаще всего применялись
в традиционной медицине, и выясняется,
пусть в самых общих чертах, тип их
действия, нужно тщательно изучать эти
растения методами современной химии
и фармакологии — устанавливать их
состав, выделять действующие
вещества и так далее. Правда, должен сказать,
что пока мы испытываем некоторое
разочарование: мы-то думали, что химики
и фармакологи набросятся на эту
ценную, на наш взгляд, информацию и
будут ее просто из рук у нас рвать —
но этого почему-то не происходит...
Анализируя традиционные рецепты,
мы смогли увидеть многие особенности,
характеризующие всю восточную
медицину в целом, ее подход к лечению, ее
отличия от медицины современной. Эти
отличия оказались довольно
существенными.
Прежде всего, в традиционной
медицине ведущая роль принадлежит
лекарственным средствам растительного
и отчасти животного происхождения;
в арсенале же современной научной
медицины растения занимают куда более
скромное место, а животных продуктов
во много раз меньше. К тому же и
набор растений на Востоке совсем другой.
Здесь очень редко пользуются
сильнодействующими, ядовитыми растениями,
почти не применяют алкалоидоносов,
которых много в современной
медицине. Преобладают растения более
древние в эволюционном отношении, чаще
всего — содержащие кумарины, флаво-
ноиды, гликозиды. Для приготовления
лекарств служат чаще всего не плоды и
листья, а подземные части растения —
корни, корневища, клубни.
В отличие от того, что делается в
научной медицине, традиционные системы
лечения бережно сохраняют в каждом
растении весь природный комплекс
действующих и сопутствующих им веществ.
А нередко этот естественный комплекс
еще усложняют введением
дополнительных компонентов подобного же
действия. Такое дублирование есть во
всех изученных нами рецептах:
например, тонизирующих растений в одном
рецепте можно встретить до семи.
Смысл этого, как можно предполагать,
в том, что получается лекарственная
смесь, которая независимо от
индивидуальных особенностей организма
обязательно так или иначе окажет
нужное действие.
Тщательное изучение на современном
научном уровне опыта, накопленного
традиционной восточной медициной,
обещает существенно расширить
арсенал применяемых сегодня лечебных
средств и методов. Несколько лет назад
в Мюнхене проходил международный
конгресс по лекарственным растениям,
и там среди документов, раздаваемых
участникам, была картинка, которая мне
очень понравилась. На ней была
изображена старинная каравелла, снабженная
реактивным двигателем и устремленная
в космос, и стоял девиз, по-моему,
очень глубокий и правильный: «Back to
the future!» — «Назад, в будущее!»...
Живые лаборатории
Хмель
Б. Е. СИМКИН
Что такое — «однолетня трава, а
повыше двора»? Словарь Даля, где
приведена эта загадка, дает ответ — хмель.
И в самом деле, хмель обыкновенный
(Humulus lupulus), эта лиана
умеренного пояса; нередко до самых верхушек
обвивающая деревья в сырых
лиственных лесах и по влажным оврагам,—
самое длинное травянистое растение
наших лесов.
Есть лишь одна неточность в этой
загадке. Только хмель японский, растущий
на Дальнем Востоке,— «однолетня
трава»; остальные же виды хмеля: и
американский, и сердцевидный, и житель
наших краев — обыкновенный, или
вьющийся,— травы многолетние.
А вот удивительная способность
всех видов хмеля к росту подмечена в
загадке безошибочно. Резервы, которые
понадобятся для бурного роста весной,
растение запасает еще с осени: его
травянистый стебель постепенно усыхает, а
питательные вещества перемещаются
в объемистое корневище, которое
живет 20 лет и больше, с каждым годом
разрастаясь и вширь, и вглубь,
захватывая своими главными корнями
пространство до 5 метров радиусом.
Чуть пригреет весеннее солнце, как
из проснувшихся почек корневища
появляются толстые, сочные побеги, Они
удивительно тонко чувствуют близость
опоры и, никогда не ошибаясь в
направлении, гут же вцепляются в нее
крючками, которыми «пдршь усеяны и
стебель, и веточки, и даже жилки
листьев. Круто завиваясь, быстро взбирается
стебелек по опоре, вырастая за сутки
иногда на 30 см.
Но вот приходит пора цветения, и рост
стебля замедляется. Появляются
цветки — на одних растениях мужские, на
других женские. Мужские — мелкие,
собранные в метелки, отпадающие
после отцветания; пыльца их, легкая и
сухая, может пропутешествовать по
ветру в поисках женского цветка до 3 км.
Женские же цветки, собранные в
соцветия по 30—50 штук, образуют
знаменитые хмелевые шишки. В конце цветения
на них развиваются специальные
железки, вырабатывающие лупулин, который
и создал хмелю всемирную славу. В
спелых шишках его огромное количество —
ДО 24%.
Лупулин — настоящий склад активных
веществ: эфирных масел, смол,
алкалоида хумулина, дубильных веществ.
Именно дубильные вещества хмеля
помогают пивоварам регулировать брожение
сусла, именно лупулин придает пиву
горчинку и аромат, стойкую пенистость,
предохраняет его от быстрого
прокисания. Поэтому главное свое
применение шишки хмеля находят в
пивоварении.
Но не только пивоварам нужен хмель.
Долгое время не обходились без него и
пекари. Вплоть до середины прошлого
века в России использовались для
хлебопечения пивные дрожжи с
пивоваренных заводов — а в них, конечно,
содержались и все те полезные
вещества, которыми так богат хмель. И сейчас
хмелевые шишки в небольших
количествах добавляют в жидкие дрожжи,
используемые при выпечке некоторых
сортов хлеба.
Целебные свойства хмеля известны
давным-давно. Впервые о них упоминается
в арабских рукописях VIII века.
Примерно тогда же узнала о хмеле и Европа.
Средневековые травники говорили о
нем как о мочегонном и «очищающем
кровь» средстве. Авторы более поздние
считали, что хмель может во многом
заменить опий, и рекомендовали
принимать настой из столовой ложки
измельченных шишек в стакане кипятка
перед отходом ко сну как снотворное.
Отваром или порошком из соцветий
хмеля в народе лечили болезни печени
и мочевого пузыря, катары и гастриты;
лупулин добавляли в примочки и
припарки от ушибов, синяков и нарывов,
мазью из шишек успокаивали
подагрические боли, а отваром укрепляли
волосы при раннем их выпадении.
Широко использует препараты
хмеля и научная медицина. Хмелевое масло
входит в состав такого популярного
лекарства, как валокордин; получают из
хмеля антимикробные препараты лупу-
лон и г уму лон, добавляют извлекаемые
из него вещества в косметические
кремы.
Полезны не только шишки, но и
другие части растения. Молодые ростки и
листья хмеля накапливают до 200 мг%
витамина С. Их кладут в салаты, зеленые
супы, отваривают в соленой воде,
обжаривают с приправами, как цветную
капусту или спаржу. А стебли хмеля
дают светло-бурое прочное волокно,
v*«fr
1 J&
41
щ
'tftyi
Л, ' .
пригодное для получения грубой
пряжи, мешковины, брезента.
«Зеленое золото» — так часто называют
хмель в Чехословакии. Удивляться
нечему: республика является самым
крупным экспортером хмеля, чешское
пиво — одно из лучших в мире, а по его.
потреблению «средний» чех наступает
на пятки мировому чемпиону —
среднему же баварцу (а на одну баварскую
статистическую душу, включая стариков
и грудных младенцев, приходится в
день больше 0,5 л пива!). ЧССР —
крупный поставщик и машин для уборки
хмеля, и сушильных комплексов, и
высокоурожайных саженцев собственной
селекции, которые вывозятся и в нашу
страну.
В СССР под хмелем занято почти
15 тыс. га — в Чувашской и Марийской
АССР, в центральных областях, на
Украине. Урожайность его в лучших
специализированных хозяйствах
достигает 22 центнеров с гектара, а
средняя по стране — около 9.
Хмелевые плантации выглядят
необычно, особенно весной. На голом
поле торчат высокие столбы, деревянные
или по-современному железобетонные,
а между ними, вызывая то ли
музыкальные, то ли электротехнические
ассоциации, тянутся струны-проволоки, туго
звенящие где-то на пятиметровой
высоте. Долго стоять в праздности им не
приходится — быстро лезет вверх
стебель хмеля и скоро добирается до
проволок. Тут надо его подвязать,
указать ему направление для дальнейшего
роста. В Англии подвязчиков хмеля
называют hop-stringers — «хопстрин-
геры». Очень емкое слово: hop по
английски означает и «хмель», и
«прыгать», «скакать». Прежде многие подвяз-
чики работали на ходулях. Сейчас
таких умельцев почти не осталось, а
чтобы не прыгать, хопстрингеры
пользуются длинными шестами с изогнутей
трубкой на конце, через которую
тянется шнур от мотка, находящегося в
сумке у подвязчика. Шестом он и
подвязывает кончики стеблей, и расчищает им
путь. Тут тоже нужно умение: слишком
туго подтянешь стебель к проволоке —
нарушишь рост побега, слишком
слабо — дзет трава ненужные боковые
ростки.
В июне плантации — сплошной шатер,
под ним зелено и сумрачно, а среди
листьев уже видны бледно-зеленые
шишечки. Они зреют до
августа-сентября, источая густой хмелевый аромат.
Когда шишки достигнут полной
зрелости, их собирают, сушат, окуривают
сернистым газом и упаковывают.
Хмелеводство особенно нуждается в
механизации, потому что от быстроты
уборки здесь как нигде зависит
качество продукции. Дело в том, что
эфирные масла хмеля легко окисляются.
Чуть переспеют и начнут краснеть
шишки — значит, уже разлагаются
ценные вещества, и пойдут такие шишки
не первым, а вторым или даже третьим
сортом.
Механизировать сбор хмеля важно и
по другой причине. «В хмельнике не
гулянье»,— записывает тот же Даль
и поясняет: «голова разболится».
В самом деле, лупулин в больших дозах
ядовит, и сборщикам хмеля немало
достается от этого мелкого едкого
порошка, вылетающего из спелых шишек
при малейшем прикосновении.
Приходится терпеть и укладчикам
хмеля — легкий и рыхлый, он плохо
ложится в мешки, надо его утрамбовывать и
руками, и ногами. Поэтому все шире
применяется брикетирование:
спрессованный машиной хмель может храниться
годами, а одного 15-граммового брике-
тика хватает на приготовление 10 л пива.
Везде, где возделывается хмель, его
сбор завершается большим осенним
торжеством. В Англии к концу сезонных
работ устраивают шествия ряженых,
самодеятельные концерты и
обязательно соревнования «ярд пива»: колбу с
горлышком длиной почти в метр,
полную пива, нужно выпить единым духом,
не пролив ни капли. В Мюнхен каждую
осень съезжается множество пивоваров
и любителей пива, и тогда городской
парк превращается в огромный
открытый бар — так начинается «Октобер-
фест», пивной фестиваль.
А в российских деревнях по осени
всем миром варили пиво для
многочисленных свадеб.
В глубокую древность уходят эти
обряды. Буйный рост, могучая
жизнеспособность, настойчивость и упорство
растения — все это символизировало в
глазах предков великую жизненную силу,
рождало желание перенести эти
качества и на своих близких.. Не случайно при
выходе из церкви молодых всегда
посыпали не только зерном, но и
хмелем, чтобы жили они не только в
достатке, но и в доброй силе и в веселье.
Посыпали и запевали:
«Нету меня, хмелюшки, лучше,
Нету меня, хмеля, веселее...».
40
Что вы знаете
и чего не знаете
о хмеле и пиве
ТЫСЯЧИ ЛЕТ БЕЗ ХМЕЛЯ
«Бражка без хмеля не
варится»,— гласит пословица.
Однако относится она к
сравнительно позднему
периоду в пивоварении.
А было время, когда и
бражку — домашнее пиво,
и пиво настоящее варили
без вс я ко го хмеля.
Продолжалось это время ни
много ни мало —
несколько тысячелетий!
Пиво постоянно
упоминается в произведениях
древних авторов Шумера,
Вавилона, Египта. Процесс варки
пива и разных сортов сусла
детально описан на
глиняных клинописных
табличках, которым больше 5
тысяч лет. Была даже у
шумеров пословица: «Не знать
пива — не знать радости».
В кодексе вавилонского
царя Хаммурапи, составленном
во II тысячелетии до н. э.,
немало места уделено
нерадивым работникам
пивного прилавка. Так, пивоваров,
которые осмеливались
доливать в пивные бочки воду,
навечно заточали в ими же
оскверненные бочки.
Трактирщиков же, завышавших
цену на пиво, без лишних
разговоров бросали в реку.
Надо полагать, качество
пива в древнем Вавилоне
было отменным!
Впрочем, на излишества в
потреблении пива уже в те
далекие времена смотрели
косо. Потому так
неодобрительно звучат аккадские
поговорки: «Насладился
пивом — заболел в
дороге», или «Пива напился —
к месту прирос». А в
древнеегипетском памятнике —
«Книге мудрости писца
Анихо» сказано: «Если ты
невоздержан и за раз
выпиваешь целый кувшин
пива, то непотребные слова
выходят из твоих уст... и
никто гебе руки не подаст,
и сотрапезники твои
скажут: прочь от нас, пьяница!
А кто вознамерится искать
у тебя совета, то скорее
найдет тебя несмышленым,
как малое дитя».
Два кувшина пива вместе с
двумя печеными хлебцами
и головкой лука или
чеснока составляли ежедневный
паек раба на строительстве
египетских пирамид. Паек,
что и говорить, довольно
скудный — однако
пирамиды все-таки были построены
и до сих пор удивляют
мир...
Готовили пиво в древнем
Египте или дома, ипи в
«пищекомбинатах», где
пивоварение совмещалось
и с выпечкой хлебов, и
даже с изготовлением тары —
гончарным производством.
Такую мастерскую
воспроизводит один иэ рельефов
гробницы в Саккаре,
датируемый серединой III
тысячелетия ДО Н. Э.
' Пиво древних было, по-
видимому, пенистым, но из-за
отсутствия хмеля довольно
светлым. По той же причине
ему не хватало стойкости,
нередко оно оказывалось
кисловатым и вряд ли
выдерживало перевозки.
ПО ПРИМЕРУ
ДРЕВНИХ СЛАВЯН
Вот уже больше тысячи лет
пивовары кипятят ячменный
солод только с хмелем.
Именно хмель придает пиву
и разнообразие оттенков,
и пикантную горечь, и
густой аромат, и стойкость.
Этим изобретением
человечество обязано пивоварам
Киевской Руси, которые в
IX в. впервые ввели в
состав пива хмель. С тех пор
и распространился он по
всей пивоваренной Европе.
«Пиво должно вариться
только из ячменя, хмеля и
воды»,— гласил закон,
изданный в 1516 г. баварским
герцогом Вильгельмом IV.
И когда три с половиной
столетия спустя создавалась
Германская империя,
правители Баварии в качестве
одного из условий своего
присоединения к ней
выдвинули требование о признании
этого закона. Действует он
и сейчас по всей
территории ФРГ. В чистоте
исходных продуктов и состоит
секрет высокого качества
немецкого пива.
ПИВО
ДЛЯ ШОФЕРОВ
Многие традиционно
«пивные» страны прилагают
немало усилий и
изобретательности для создания
безалкогольных сортов пива,
предназначенных
специально для водителей. В
Чехословакии в придорожных
барах и мотелях уже
предлагают напиток «Пито».
И пышная шапка пены, и
вкус, и запах — все как
у пива, только «градусов»
почти нет. Такой же сорт
пива создан и в
Югославии — его получают
вакуум-дистилляцией
невыдержанного пива; все пивные
качества при этом сохра-
няются, а содержание
алкоголя не превышает 1 %.
Совсем новые варианты
предложили пивовары
ФРГ — вместо солода и
хмеля в основе их «пива»
лежат молочнокислые
продукты, молочный сахар,
вытяжка из яблок.
Изобретатели всех этих
новинок, возвращая нас в «до-
хмелевой» период истории
пива, пытаются в какой-то
степени смягчить конфликт
между ним и автомобилем.
Но вряд ли этим
заменителям суждено большое
будущее. Подлинные ценители
остаются верны доброму
старому хмелевому
напитку — в тех случаях,
конечно, когда им не предстоит
вскоре садиться за руль...
КАКОЕ ПИВО
ПИТАТЕЛЬНЕЕ
Ограничивать употребление
пива следует и еще одной
категории его любителей —
тем, кто страдает излишней
полнотой. Пиво — весьма
питательный продукт;
калорийность литра его светлых
сортов достигает 500 ккал, а
темных почти вдвое
больше. Так что пара кружек
пива — это довольно
основательный обед.
Кстати, пиво тем
питательнее, чем выше начальная
плотность пивного сусла.
На этикетках многих
зарубежных и некоторых
отечественных сортов пива
приведена эта величина в так
называемых градусах Баллин-
га (по фамилии
придумавшего эту единицу измерения
чешского пивовара) —
например. 12°. К привычному
нам по более крепким
напиткам обозначению
содержания алкоголя эти градусы
никакого отношения не
имеют: больше 6—8%
алкоголя в пиве не бывает.
41
Поганка
Сомнений червь в моей душе гнездится.
Но не стыжусь я этого никак.
Червяк всегда в хороший' гриб стремится.
Поганый гриб не трогает червяк.
Б. СОЛОУХИН. Третья охота
Заводятся ли червяки в поганках —
сказать трудно; во всяком случае, видеть это,
так сказать, в натуре или читать об этом
где-либо мне не довелось. Поэтому весьма
вероятно, что стих Солоухина и впрямь
справедлив. Создание, о котором пойдет речь,
появляется в широколиственных и хвойных
лесах в августе и растет порой до самых
морозов — иногда до середины октября.
Внешне оно выглядит безобидно: гриб,
довольно высокая ножка которого (8—12 см)
увенчана круглой шляпкой. Иные размером
с судейский секундомер, другие —
покрупнее. Если расположить растения нашей
страны по степени их опасности для человека,
то этот грациозный гриб занял бы одну из
первых позиций.
Символом коварства в обычном
человеческом понимании стали змеи, но бледная
поганка, no-латыни Amanita phalloides, даст
им сто очков вперед. Название «бледная
поганка» собирательное и объедин яет по
меньшей мере два вида: зеленую, или
настоящую, которая растет в
широколиственных лесах, и белую, облюбовавшую
хвойные леса. И цвет, и строение плодового
тела, и форма, и размеры спор у поганки
весьма изменчивы. И она, маскируясь то
под белый шампиньон, то под зеленую
сыроежку, нет-нет да попадает в корзину
малоопытного грибника...
В самом молодом возрасте гриб окутан
белым покрывалом .— своеобразной
зародышевой пленкой. Через несколько часов
пленка разрывается, и нижняя часть
покрывала остается у основания в виде чехла. Это
так называемая вольва. Далее вверх
постепенно выдвигается ножка вместе со
шляпкой. На шляпке поганки от покрывала
иногда остаются одиночные лоскуты или
нашлепки. Шляпка вначале выпуклая, но с
возрастом расправляется, а спустя двое-трое
суток становится и вовсе плоской,
окрашиваясь в характерный для вида цвет — зеле-
новато-оливновый или белый. Нижняя
сторона шляпки как бы разрезана на белые или
слегка желтоватые радиальные пластинки.
У молодой поганки они, как правило,
прикрыты белой пленкой (так называемым
частным покрывалом). Эта пленка сохраняется
на ножке в виде нависшего широкого
кольца — оторочки. Ножка у бледной поганки
всю жизнь остается гладкой и белой, а у
вида с темной шляпкой — чешуйчатой.
Так и хочется назвать бледную поганку
«живой лабораторией»: как-никак, из ее
плодового тела выделено свыше сотни химических
соединений. Только аминокислот найдено 18
(большим аминокислотным разнообразием
может похвастаться лишь белый гриб —
в нем их 22), среди которых больше всего
триптофана B,9%), глутаминовой
кислоты B,6%), аргинина B,2%) и лизина B,1 %).
И вот странность — столь высокое
содержание этих аминокислот характерно для
животных, а не растительных белков. Много в
бледной поганке и азотистых оснований
гуанина, цитозина, аде ни на и тимина. Есть в ней
и витамины С, В1г В2г Вз, В$, В12 , РР
(никотиновая кислота), причем отнюдь не в
малых количествах; например, витамина С в
пересчете на сухое вещество 400 мГ%, а
витамина РР 50 мГ%.
Из ацетилкофермента А и фосфоенолпи-
ровиноградной кислоты берет начало синтез
большой группы пигментов гриба — тех
самых, что придают ему окраску. Назначение
этих пигментов пока не вполне ясно.
Вероятно, они несут защитные функции (от
солнечного ультрафиолета) и, наверное, служат
для фотосенсибилизации обменных
процессов. В бледной поганке много жирных
кислот, липидов, стероидных соединений вроде
холестерина и эргостерина.
Но ложка дегтя портит бочку меда: из
множества вариантов лревращения
аминокислот в организме природа выбрала для
бледной поганки почему-то такой, который
приводит к образованию страшного яда —
аманитотоксина. Яд продуцируется всеми
42
клетками мицелия и в плодовом теле.
Какова его роль в жизнедеятельности бледной
поганки, пока не ясно. Во всяком случае,
эволюция вряд ли создала его для защиты
гриба от поедания: поганка-то не горькая.
Содержание яда в грибе меняется в
зависимости от места произрастания и от
влажности: в засуху поганки накапливают
больше яда, чем в дождливую пору.
Анализ яда с помощью газожидкостной
хроматографии позволил разделить его на
шесть компонентов: фаллоидин, фаллоин,
фаллацидин, и а-, р-, у-аманитины; из
белой поганки выделен еще и токсин вирозин.
Все они — сложные кольцевые пептиды; все
эти вещества практически нерастворимы в
воде — к*ак в холодной, так и в горячей —
и к тому же весьма устойчивы термически.
Например, фаллоидин начинает разлагаться
лишь при температуре 255—258°С. Поэтому
удалить яд из гриба при любой обработке,
будь то сушка, варка, соление,
маринование или даже жарка, невозможно.
Симптомы отравления токсинами бледной
поганки довольно разнообразны. Чаще всего
это холероподобная форма. Первые
признаки отравления появляются через 10—
12 часов (иногда 25—30) после попадания
гриба в-рот. Головная боль переходит в
головокружение, потом начинается резь в
животе. Затем рвота с примесью желчи, понос,
судороги, похолодание конечностей,
обильный пот. Пульс становится нитевидным,
температура тела падает. После всего этого
наступает затишье, и больной может себя
чувствовать очень хорошо, но потом приступы
возобновляются и через день-два (реже
через 4—6) наступает роковой конец.
Возможны и другие варианты симптоматики, но
все они кончаются одинаково.
Роль бледной поганки в природе
доподлинно еще не выяснена. Близкие ее
родственники — мухоморы могут быть лекарствами для
лосей, когда их одолевает немощь. Как
сохатые умудряются лечиться мухоморами,
насыщенными весьма сильным ядом — муо
карином, сказать трудно. И не исключено,
что когда-нибудь и в бледной поганке
найдут что-то очень стоящее и она войдет в
арсенал полезных растений.
Но пока, дорогие грибники, берегитесь
бледной поганки!
О. ВАСИЛЬЕВ
Шт
Консультации
КАК УКРАСИТЬ АКВАРИУМ
В аквариуме нередко
помещают камни, раковины, гроты.
Не дадите ли совет, какие
камни и раковины надо взять
и чем еще можно украсить
аквариум!
П. Сиволапов,
Оренбургская обл.
Красиво выглядят в аквариуме
несколько больших камней,
скажем, крупная темная
галька. Однако камни с
железистыми включениями
использовать нельзя, это погубит
аквариумные растения. На
фоне подводной зелени хорошо
выглядит и кусок каменного
угля или вулканического
стекла (обсидиана).
Некоторым аквариумистам
нравятся гроты. Их можно
купить в зоомагазинах или
изготовить самому. Для этого
пригодны твердые породы:
серый, черный или красный
гранит, кремень. А вот из
известняка и раковин гроты
строить нельзя, так как эти матери-
алы сильно повышают
жесткость воды, что вредно для
большинства аквариумных
рыб.
Камни скрепляют между
собой цементным раствором
или эпоксидной смолой в
виде арок или скал. Наиболее
острые грани подпилите
напильником, чтобы рыбы о них
не поранились. Перед
установкой в аквариум готовые
гроты и отдельные камни
следует тщательно очистить,
а затем выдержать в течение
двух-трех суток в воде; менять
ее надо три-пять раз в сутки.
В большие аквариумы можно
установить крупные гроты,
и так, чтобы их верх выступал
над водой. В углублениях и на
выступах хорошо посадить
болотные растения.
Иногда в аквариумы
помещают куски бамбука,
скорлупу кокосовых орехов,
коряги. Все эти предметы должны
пройти предварительную
подготовку. Бамбук и скорлупу
ореха необходимо вымачивать
в воде 10—12 дней. Корягу
следует сначала очистить,
потом прокипятить в соленой
воде; затем промыть три раза
кипятком, после чего тоже
оставить вымачиваться в воде
несколько недель.
В аквариум кладут и черел-
ки цветочных горшков, даже
целые глиняные горшочки.
Это делают для рыб, которые
любят прятаться в
какие-нибудь укрытия. В таких
горшочках некоторые рыбы
откладывают икру и выводят
потомство.
Кстати, раковины вредны
не всем аквариумным рыбам.
Есть среди них и такие,
которые предпочитают
солоноватую воду с очень высокой
жесткостью. К ним, например,
относится пока еще довольно
редкая у иас рыба-мяч, или
куткутья (Теtradon сuteutia).
Таких рыб обычно держат в
отдельных аквариумах. В них
как раз и можно поместить
красивые морские раковины.
43
Технология и природа
В четырех стенах
Хотим мы того или нет, но
значительную часть своей жизни мы проводим в
четырех стенах: едим, спим, смотрим
телевизор или кинофильм, наконец,
работаем (если не все, то большинство).
И нам совсем не безразлично, из чего
эти стены, а также пол и потолок
сделаны. Оценивать их можно
по-разному — и с эстетической точки зрения, и,
скажем, с чисто потребительской — нет
ли щелей, не каплет ли с потолка, не
отваливается ли штукатурка...
Но не о том сейчас будет речь.
Поразмыслим немного об окружающей
среде. А среда эта по многу часов
каждые сутки ограничена для нас четырьмя
стенами. У современных горожан —
чаще всего бетонными.
Теперь цитата: «Жилые и
общественные здания — источник комплекса
химических токсичных веществ,
участвующих в суммарном загрязнении
окружающей среды» (журнал «Гигиена и
санитария», 1979, № 12, стр. 66). Статья,
из которой взята цитата, подписана
тремя докторами наук — Ю. Д.
Губернским, М. Т. Дмитриевым и Ф. М.
Ивановым; они представляют
соответственно медицинские, химические и
технические науки, и в одностороннем
суждении их подозревать невозможно.
Сразу же, чтобы не ввергать читателя в
панику, скажем: все то
неблагоприятное воздействие, которое может
исходить от четырех стен, не настолько
интенсивно, чтобы стать причиной
серьезных расстройств в организме,
существенного нарушения его деятельности.
Более того, не всегда даже удается
обнаружить какой-либо вред, исходящий
от строительных материалов. Однако и
пренебрегать влиянием химических
веществ, входящих в состав стен и
перекрытий, тоже нельзя; о том, собственно,
и цитированная выше статья. Она
призывает не к бегству п шалаши и
палатки, а к тщательному и комплексному
изучению новой, недавно возникшей
проблемы.
Чтобы стало яснее, что именно
подлежит изучению, несколько примеров из
области строительства.
В производстве строительных
материалов все шире применяют разного
рода химические добавки. Во-первых,
чтобы улучшить технологические свойства
(пластификаторы, регуляторы
схватывания и твердения и т. д.); во-вторых,
чтобы улучшить прочность, химическую
стойкость, морозостойкость и другие
полезные свойства бетона
(соли-электролиты, поверхностно-активные
вещества, высокомолекулярные соединения
и проч.). В общем, уже сейчас в дело
идут десятки добавок, а в обозримом
будущем их станут считать сотнями.
Но это еще не все. Строительное
дело дает хорошую, а иногда и
единственную возможность утилизовать те или
иные отходы промышленности. В
первую очередь — шлаки и отходы
химических производств. И в научных, и в
технических, и в популярных журналах
(«Химия и жизнь», конечно, не
исключение) то и дело появляются статьи и
заметки о том, что удалось найти
применение очередному веществу,
которое прежде выбрасывали в отвал или
сжигали. В бетон его! И, между
прочим, бетон от таких компонентов,
разумно введенных, становится только
лучше — может быть, прочнее, а может
быть, легче или удобнее в работе.
Хорошо? Конечно. Но всегда ли?
И в самом деле, разные шлаки,
кубовые остатки и балластные вещества
попадают в те самые стены, которые нас
окружают. Но есть ли твердая
уверенность в том, что из них не выделяется
помаленьку нечто, не совсем полезное
для человека?
Вот, скажем, шлакопортландцементы,
столь популярные сейчас. В шлаках
часто есть сера (обычно в виде солей).
А эти соли вполне могут вступать в
реакции, выделяя полегоньку сернистый
газ, сероуглерод или сероводород.
И в квартире (или, скажем, в
зрительном зале, или в читальном) возникает
явление, которое специалисты именуют
воздушным дискомфортом. Не то
чтобы реальная опасность, но и не горный
воздух.
А иногда добавки сами по себе
содержат летучие вещества. Например,
альдегидные смолы в полимербетонах
содержат остаточный формальдегид.
Кубовые остатки органического синте-
44
за — амины, альдегиды, кетоны. А коль
скоро они летучие, то и летят себе
понемногу. Или — что тоже случается —
вещество вроде бы нелетучее, но оно
вступает в реакцию в щелочной среде
цементного камня с образованием
летучих соединений...
Предвижу, как на этом месте кое-кто
из читателей, отложив журнал,
подозрительно посмотрит на стену и, подойдя
вплотную к обоям, принюхается — а не
пахнет ли формальдегидом или, не дай
бог, сероводородом? Еще раз,
пожалуйста: не волнуйтесь! Если чем-то и
пахнет, то скорее всего откуда-нибудь
с кухни (или от соседей, где
начинающий юный химик ставит
незамысловатые эксперименты). В конце концов,
бетоны, полимерные растворы, добавки
изучены и изучаются
врачами-гигиенистами, и если бы эти вещества
представляли прямую и серьезную опасность,
не допустили бы их в строительство
жилья. Речь о другом: надо тщательно
изучать не только те или иные
отдельно взятые материалы, но и
построенные здания, чтобы уяснить, как
многообразные химические вещества
действуют в совокупности. И если будут
высказаны какие-то рекомендации,
обязуемся непременно довести их до
сведения читателей. А пока, если что-то
кажется подозрительным, откройте
окна или хотя бы форточки — это во всех
случаях полезно...
Между прочим, бетон способен не
только выделять опасные вещества, но
и нейтрализовать их. Самый обычный
бетон на портландцементе очень
хорошо связывает сернистый газ, который
рвется проникнуть в квартиру из трубы
скверно работающей котельной. Панель
размером метр на метр из легкого
бетона с керамзитовым заполнителем
может связать несколько килограммов
сернистого газа. Так что в принципе бетон
можно использовать и как
фильтрующий материал. И об этом тоже стоит
подумать. Скажем, можно ввести в
панели пористые прослойки с заданной
структурой — не для какой-то иной
цели, а именно для фильтрации наружного
воздуха. А может быть, есть резон
вводить в бетон и адсорбенты для тех или
иных газов. Или даже бактерицидные
вещества, чтобы оградить нас от
инфекций...
Однако вернемся к сегодняшнему дню.
Ну хорошо, у гигиенистов та или иная
добавка вызывает подозрения. Так что
же, опять громоздить отвалы и сжигать
остатки? Вовсе не обязательно. Разве
только жилые и общественные здания
строят из бетона? Есть неуверенность
в безвредности — что ж, бетон можно
пустить на сваи, на складские
помещения, на заборы, на трубы, хоть на
взлетно-посадочные полосы; мало ли
где потребен бетон. А к жилью надо
подходить с двойной осторожностью.
Но даже если бетон не выделяет в
воздух решительно никаких токсичных
веществ, нельзя еще утверждать, что
он вовсе не влияет на окружающую
(в четырех стенах) среду. Хемилюми-
несцентный анализ показывает, что
бетонные ограждающие конструкции
резко, на несколько порядков, снижают
содержание озона в воздухе. Так, стенка
толщиною 10 см уменьшает
концентрацию озона в 250 раз, если мы имеем
дело с железобетоном, и в 160 раз —
если с ячеистым бетоном (для
сравнения: кирпичная стенка — в 100 раз;
тоже немало). Во всяком случае,
современные стройматериалы воздействуют
на ионно-озонный комплекс воздушной
среды и, надо полагать, не только на
этот комплекс. Как бы то ни было,
воздух претерпевает изменения. И
хорошие (скажем, температура его остается
приемлемой, даже когда на улице
лютый мороз), и не очень — по всем тем
причинам, о которых шла речь в этой
заметке.
Проблема новая, она возникла не так
давно, с развитием массового
жилищного строительства в нашей стране.
Нелепо было бы отрицать то, что уже
сделано, или призывать вернуться к
бревенчатым срубам. Но если есть
проблема — ею надо всерьез заниматься.
То есть, по сути дела, досконально
изучить и потом, строя новые дома,
учитывать химические характеристики
бетонных стен. Пусть они будут легкими,
прочными, дешевыми, красивыми (как
сейчас или даже лучше), но при этом —
и здоровыми.
Призывом организовать и наладить
серьезные, всесторонние научные
исследования и заканчивается упомянутая
статья в медицинском журнале. Именно
всесторонние, в трех как минимум
направлениях: гигиеническом,
химическом, строительном.
Зная наверное, что химиков среди
читателей журнала предостаточно, и
полагая, что есть среди них также врачи
и строители, закончим эту заметку тем
же призывом.
О. ЛИВКИН
45
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
И НА НЕПТУНЕ ОБЛАЧНО I
Об этой дальней планете по- I
ка известно не очень мно- I
гое, о ее атмосфере — тем I
более. Лишь недавно астро- I
номы Аризонского универси- I
тета получили достаточно I
четкий снимок Нептуна, на I
котором, как сообщил жур- I
нал «Science News» A979, I
т. 116, № 19), видны «ди- I
скретные облач ные элемен- I
ты». (Напомним, что в пё- I
реводе с научного ^дискрет- |
ные» означает «прерыви- I
стые».) Предполагают, что 1
облака над Нептуном обра- I
зованы из кристаллического I
метана. I
И ДВИГАТЕЛЬ ТОЖЕ...
О том, что композиционные I
материалы и армированные I
пластмассы все шире при- I
меняются в автомобильной I
и авиационной промышлен- I
ности, наш журнал уже I
рассказывал, в частности в I
№ 3 этого года. Из них ]
уже делали фюзеляжи и I
крылья легких самолетов, I
кузова легковых автомоби- I
лей, стойки, двери — все I
что угодно, кроме двигате- I
ля. Однако, как сообщил I
еженедельник «Newsweek» I
A980, т. 95, № 6), в авгу- I
сте должен начаться серий- I
ный выпуск новых двигате- I
лей внутреннего сгорания К
объемом 2300 см3, предназ- I
наченных для автомобилей, I
небольших судов и легких I
самолетов,- блоки и головки I
цилиндров, впускные клапа- I
ны и шатуны, а также махо- I
вики будут сделаны из жа- I
ропрочных композиционных I
материалов с волокнами из I
стекла и графита; а из ста- I
ли — лишь гильзы цилинд- I
ров, коленчатый и распреде- I
лительный валы. Вес ново- I
го двигателя всего 77 кг —I
вдвое меньше, чем у само- I
го легкого из используе-I
мых ныне в автомобиле- I
строении. I
ОРЕЛ ИЛИ РЕШКА!
В шахматном мастерстве I
электронная машина пока I
еще изрядно уступает че- I
ловеку. Но в играх не столь 1
мудреных компьютеры уже I
начинают брать верх над I
живым противником. Напри- I
мер, робот, построенный |
фирмой «Белл лаборато- I
риз», не менее чем в 55— К
60 случаях из ста угадыва- I
ет, орлом или решкой I
вверх вы держите в кулаке I
46
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
монету. Дело в гом, что
машина каждый раз выбирает
ответ строго случайно, а это,
как доказали математики, в
такой игре наилучшая
стратегия. Человек же,
оказывается, не может выбирать
положение монетки
случайным образом — в его игре
всегда проявляется какая-
нибудь неосознанная
закономерно сть. А если машина
играет с одним и тем же
человеком достаточно
долго, то она, анализируя его
игру, ухитряется раскрыть
эту закономерность — и
тогда ее преимущество
становится еще более
ощутимым...
ПОЛИМЕР НЕЗЕМНОГО
ПРОИСХОЖДЕНИЯ
В космосе полимеры не
обязательно входят в состав
орбитальных станций и
спутников. Несколько лет
назад в облаках межзвездной
пыли был обнаружен
полиформальдегид. А в
прошлом году канадские
исследователи с помощью
радиотелескопа нашли в
межзвездном пространстве еще
один полимер неземного
происхождения. Им ока-
зался полиацетилен.
Вероятно, он образовался в
результате взаимодействия
органических молекул и
свободных радикалов.
БЕЛЫЙ ГРАФИТ
С точки зрения химика
белая сажа — это вовсе не
сажа: не из углерода она
состоит, а из двуокиси
кремния. Зато недавно
открытый белый графит — это
почти графит и по структуре,
и по составу. Белый графит
получили, обрабатывая
обычный темно-серый
графит фтором. Если реакция
шла при 375°С,
получался пол идикарбонм оно фторид
(CgF),,, если же при
600°С — то полимонокарбон-
монофторид (CF)„. Оба эти
вещества сохраняют
структуру графита, его
термостойкость и низкий
коэффициент трения. Но если первый
полимер еще как-то
проводит электрический ток, то
второй — изолятор.
КАРАМЕЛЬ С ИНЖИРОМ
Хотя некоторые сорта
инжира плодоносят дважды в
год, все равно его плоды
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
большинство из нас
пробует лишь сушеными:
очень уж они нежны,
неспособны к транс юртировке в
свежем виде. Однако
инжир урожая этого года.
может быть, дойдет до
стола северян в большем
количестве, чем обычно.
В Азербайджане стали
делать пюре из свежих
плодов инжира. Из него
сделана начинка конфет,
опытные партии которых уже
выпустила Бакинская
карамельная фабрика.
Утверждают также, что пюре из
инжира, манки и молока —
отличная еда для детей.
ПАТЕНТОВАННАЯ ПАСТА
От пасты для шариковой
ручки мы требуем многого.
Во-первых, чтобы не
застывала в ручке хотя бы год
и в то же время быстро —
за 20—30 сек — высыхала,
попав на бумагу.
Во-вторых, чтобы та же паста
хорошо смачивала шарик и
давала четкую непрерывную
линию, но в то же время не
вытекала из ручки, если
ручка лежит (висит) в
бездействии. В-третьих,
чтобы наши записи, сделанные
шариковой ручкой, не
выцветали, не изменяли
свой цвет. Всем этим
условиям отвечает паста,
синтезированная польскими
химиками. Она состоит из
малеинового ангидрида,
бензилового спирта и
олеиновой кислоты,
окрашена красителями голубой
Виктория Б (основание) и
родамин Б (основание).
Секрет новой пасты сугубо
химический. Стержни
заполняются олигомерной пастой.
Попав на бумагу, о л иго меры
быстро поли мери зу юте я и
химически связывают
красители. Очень хочется, чтобы
эта хорошая паста
поскорее попала и в наши ручки.
ЕДКИЙ НАТР
И КОРМОВОЕ ЗЕРНО
Едкий натр никогда не
принадлежал к числу пищевых
продуктов. Даже для
животных. ТвЬ\ не менее
английским фермерам
рекомендуют обрабатывать
раствором щелочи зерно, предна-
. значенное на корм скоту.
Известно, что цельное
зерно слишком быстро
проходит по пищеварительному
тракту и усваивается
организмом коровы лишь на по-
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ
.ловину. Чтобы толку было
больше, зерно дробят,
сплющивают, но это
требует немалых затрат энергии.
Щелочная' обработка дает
тот же результат с
меньшими затратами, но, конечно,
при этом нужна известная
осторожность. Как,
впрочем, и при работе с
любыми химикатами,
применяемыми в сельском хозяйстве.
И БАРАНЫ НОСЯТ
СИНТЕТИКУ
Баран он и есть баран: то в
пыли изваляется, то,
продираясь по ку с та м, на х ва та ет
шкурой всяких там репьев
и колючек. Не понимает
баран, что шерсть его нужна
по возможности чистой! Для
защиты шерсти от
загрязнений австралийские
овцеводы изобрели попону из
полиэтиленовой ткани на
резинках. Надевают ее на
овцу сразу после
очередной стрижки. Овца растет
и шерсть растет, распирает
попону, резинки растягива-
ютс я, попонка все время
как по мерке сшита. Чтобы
под австралийским солнцем
полиэтилен не делался
хрупким, в него введены
стабилизаторы. Осталось
научить овцу не рвать
полиэтиленовую ткань о кусты
и заборы.
ОШЕЙНИК С СЕКРЕТОМ
Внешне ошейник выглядит
непрезентабельно. На шею
животному надевают полоску
из поливинилхлоридного
пластика. Снаружи она
гладкая, изнутри —
пористая. В эти х -то порах и
таите я смерть — смерть
блохам и клещам, которые, как
известно, не радуют ни
животное, ни его хозяев.
При изготовлении
ошейника в полимер добавляют
I 10% летучего инсектицида,
| например дихлофоса, и
7% нелетучего, карбамат-
ного. Инсектициды
постепенно выпотевают, и
насекомые, оказавшиес я
поблизости, дохнут.
Подопытной собаке, постоянно
носившей «химический»
ошейник, два раза в неделю
запускали в шерсть по
полсотни блох. Через сутки
едва удавалось найти
максимум два-три живых
насекомых. Каждый такой
ошейник эффективно действует
I три-четыре месяца.
47
А почему бы и нет!
Волна
как частица
и частица
как волна
Один из наиболее трудных для
понимания выводов квантовой механики
заключается в том, что любая
электромагнитная волна обладает свойствами
движущейся частицы, а любая движущаяся
частица обладает свойствами
электромагнитной волны (уравнение де Брой-
ля). Подобному явлению, получившему
название корпускулярно-волнового
дуализма, никак не удалось найти образных
аналогий в макромире, и потому теперь
его принято считать исключительным
свойством элементарных частиц. Тем не
менее явление
корпускулярно-волнового дуализма можно пояснить с помощью
простой механической модели.
Пусть на ровной поверхности лежит
гибкая нерастяжимая лента, достаточно
длинная и достаточно тяжелая.
Попробуем вызвать на ней поперечную волну.
Для этого свободный конец ленты
необходимо поднять и затем резким
движением вниз снова прижать к поверхности.
Очевидно, что если волна
образовалась, то конец ленты уже не попадет в
исходную точку: смещение Д1 будет
равно разности длин огибающей волны
и длины волны (рис. 1), а в результате
прохождения волны все участки ленты
окажутся сдвинутыми на ту" же
величину Д|. Иначе говоря, процесс
распространения поперечной волны может
быть представлен как перемещение
кусочка ленты" длиной £| с одного конца
ленты на другой со скоростью движения
волны и должен сопровождаться
переносом энергии.
Еще нагляднее видно сходство
волнового и корпускулярного процессов,
если на ленте создать волну в виде
кольца (рис. 2) и сравнить ее с катящимся
кольцом. При полном внешнем
сходстве этих явлений оказывается, что в
случае равенства размеров и скоростей
поступательного движения кольца и
кольцевой волны одинакова и переносимая
ими энергия. Различие заключается
только в том, что волна создается
элементами ленты, сменяющими друг
друга как бы по эстафете, а движущееся
кольцо все время состоит из одних и тех
же элементов. (Заметим, что
эстафетный способ передачи энергии и
перемещения вещества присущ не только
волновому, но и корпускулярному
процессу — например, при соударении шаров.)
Еще пример. При ударе молотком по
торцу длинного стержня в нем
возникнет и будет распространяться
продольная волна сжатия. В зоне сжатия
плотность вещества будет больше (рис. 3),
а это значит, что с волной сжатия
перемещается некоторый избыток вещества
Д М, обусловленный разницей
плотностей сжатой и несжатой зон. Величину
избыточной массы можно определить из
уравнения для кинетической энергии:
где V —скорость распространения
волны в данном материале. Из уравнения
видно, что чем больше скорость
распространения волны в данной среде,
тем меньше переносимая с волной
масса, и поэтому «масса покоя» волны
равна нулю (как у фотона).
Можно отметить еще один
интересный момент: если удар по стержню
нанести в обратном направлении, как
показано на рис. 4, то в нем возникнет
волна растяжения, она будет двигаться
в направлении, противоположном пере-
траемторня точки на ленте нри нрохожденнн
лолеречиол оолиы
I
Движение поперечном волны идо,п.
перле 1яжи мой i и же. i oil lenu.i: после
возникновения волны на чало лен гы
смещается на величину -.^ . определяемую
разностью между длимой огибающей волны
и длиной волны
траектория точки на ленте при прохождении
нопьцеюн 10ПНЫ
траектория точки на данткущемо иояьце
N
Между движением кольцевой волны
и движением свободного кольца существует
полное внешнее сходство
зона повышенной
плотности (+дгп)
Л
Перемещение волны сжашн евн 1ано
с перемещением избыточной массы
и совпадает с направлением смещения
стержни
4
Перемещение волны растяжении можно
рассматривать" как перемещение
отницательной массы в направлении.
противоположном направлению смещении
стержня
мещению частиц стержня, и масса
волны в этом случае будет отрицательной
величиной. Это интересно сравнить с
промелькнувшим несколько лет назад
сообщением об отрицательной массе
как о результате теоретических
изысканий. Приведенный пример может быть
наглядным объяснением упомянутого,
казалось бы, странного результата.
Не утомляя читателя рассмотрением
более сложного случая поверхностных
волн, в котором также имеет место
прерывистое движение частиц
жидкости по траекториям в виде циклоид,
заметим только, что при проведении
такого опыта необходимо, чтобы модель
меченой частицы обладала нейтральной
плавучестью, толщина слоя жидкости
была значительно больше высоты волн,
а преграда для волн достаточно хорошо
гасила их энергию.
Таким образом, из приведенных
примеров и рассуждений следует, что
утверждение «Основное свойство всех
волн, независимо от их природы,
состоит в том, что в виде волн
осуществляется перенос энергии без переноса
вещества» (см. статью «Волны» в Большой
советской энциклопедии), оказывается
неверным...
Перенос энергии волнами без переноса
вещества может быть представлен
только в виде абстрактной математической
модели, в которой волна описывается
бесконечно малыми точками,
движущимися вверх и вниз по одной траектории
около определенного положения.
Причина же ошибочного вывода связана,
видимо, с переносом картины движения
с абстрактной модели на реальную
систему, точки которой имеют конечные
размеры.
Двойственность, как мог заметить
читатель, все-таки осталась. Но, будучи
сведенной к реально наблюдаемым
явлениям, эта двойственность уже
лишена противоречивости.
А. Ф САЗОНОВ
От редакции: Напоминаем читателям, что
за правильность рассуждений и выводов в
заметках раздела «А почему бы и нет?»
ручаются только авторы...
49
бе исходные тела воды, которые малы и
притом имеют разную величину...
Второй род состоит из крупных и
однородных тел...» — предвосхищают
современные модели двух состояний воды.
Древние ученые не занимались наукой в
нашем понимании этого слова. Они не
задавали вопросов природе. Они
размышляли. Они придумали много интерес- *
ного, но не смогли узнать, как устроен
Вода
И вправду чуден был язык воды,
Рассказ какой-то про одно и то же,
И а свет звезды, но беглый блеск слюды.
На предсказание беды похожий
Арсений ТАРКОВСКИЙ
ВОДА ЛУЧШЕ ВСЕГО
Дело, наверное, не в том, что воду
пьют. И не в том, что мы более чем на
две трети из нее состоим, что мы ездим
лечиться на воды и отдыхать на берега
водоемов. И, может, даже не в том, что
стоит в пустыне появиться воде, как
сразу же туда приходит жизнь. В воде есть
что-то необычное, постоянно влекущее
к себе поэтов, художников, философов,
ученых, всех людей, так как каждый
человек немного (а иногда и много) поэт,
художник, философ. Есть что-то такое,
что заставило Фалеса из Ми лета сказать:
йбсор iirjv agiaxov — «воистину, вода
лучше всего». Фалес был грек и жил на
берегу моря. Когда сидишь у моря и
смотришь на него, то кажется, что вот-
вот раскроются самые сокровенные
тайны мироздания...
Греческие мыслители считали воду
одним из четырех элементов, из которых
состоит все сущее. Конечно, вода
Платона — не Нг О, изучаемая современной
наукой. Это — некоторая абстракция.
И не нужно искать аналогий между
утверждением Платона, что частицы
воды имеют форму икосаэдров, и доде-
каэдрической моделью Л. Полинга или
теорией Дж. Бернала о строении
жидкостей. Или серьезно считать, что слова
Платона: «Что касается воды, то она
делится, прежде всего, на два рода:
жидкий и плавкий. Первый... содержит в се-
50
/5>
окружающий мир. Для этого надо не
только и не столько выдвинуть теорию,
но, что важнее, предложить способы ее
проверки или опровержения. Нужно
ставить эксперименты. Всерьез это стали
делать только в XVI веке. На заре науки
великий Декарт рассуждал о воде
совсем еще в духе древних греков:
«Тогда частицы останавливаются в
беспорядочном соединении, налагаясь друг
на друга, и образуют твердое тело,
именно лед. Таким образом, разницу
между водой и льдом можно уподобить
разнице между кучкой маленьких угрей,
живых или мертвых, плавающих в
рыбачьей лодке, через отверстия которой
проходит колеблющая их вода, и
кучкой тех же угрей, высохших и
застывших от холода на берегу... Среди
длинных и гладких частиц, из которых, как
я сказал, состоит вода, большая часть
сгибается или перестает сгибаться в
зависимости от того, имеет ли материя, их
окружающая, несколько больше или
меньше силы, чем обычно... И когда
частицы обыкновенной воды совсем
перестают сгибаться, их наиболее
естественный вид не таков, чтобы они были
прямые, как тростинки, но многие из
них искривлены различным образом, а
поэтому они уже не могут поместиться
в таком малом пространстве, как в том
случае, когда разреженная материя,
имея достаточно силы, чтобы их
согнуть/ заставляет их приспособить свои
формы друг к другу». Как убедительно
пишет мыслитель! Его уверенный тон
не предполагает возражений. Как
будто он заглянул внутрь воды и льда и
подсмотрел, как устроены,
расположены и движутся слагающие их частицы.
И, кажется, ему и в голову не
приходило, что можно предложить способ
проверки нарисованной картины. Впрочем,
тогда, разумеется, это было бы и
невозможно.
Прошло полтора века. Лавуазье
окончательно показал, что вода — не
элемент (в современном понимании этого
слова), а состоит из водорода и
кислорода. Еще несколько десятилетий ушло
на то, чтобы установить, что в воде на
один атом кислорода приходится два
атома водорода. Н2С Эту формулу
знают даже люди, очень далекие от
естественных наук. Для многих — это
единственная химическая формула, которую
они могут написать и произнести. Все-
таки это — вода, а не какие-нибудь три-
мети ленхлоргидрин или циклопентила-
мин. Со времен Лавуазье воду
изучают непрерывно, всеми возможными
способами. А число этих способов
становится все больше и больше, Мы очень
много знаем о воде. Но можем ли мы,
как Декарт, спокойно, просто и
уверенно рассказать, как она устроена и как
движутся ее частицы?
СТРУКТУРА КРИСТАЛЛОВ —
НЕ ЗАГАДКА
Одно из величайших достижений науки
XX века заключается в том, что люди
научились отвечать на вопрос, как
устроены кристаллы. К началу века уже было
ясно, что частицы в кристаллах
образуют трехмерный периодический узор.
Размер частиц сумели оценить, причем
различными способами. В частности,
методам определения размеров молекул
посвящена одна из первых работ
Эйнштейна. К тому времени уже была
разработана волновая теория света и
изучена его дифракция на периодических
решетках. Электромагнитное излучение с
длиной волны, сравнимой с размером
молекул A0"е см), было открыто
Рентгеном. Оставалось догадаться, что
дифракцию рентгеновых лучей на
кристаллах можно применить для изучения
их строения. Ждать озарения. Оно
пришло к известному немецкому физику-
теоретику М. Лауэ в 1912 году.
Лауэ предложил своим коллегам,
экспериментаторам В. Фридриху и
П. Книппингу, поставить первые опыты.
Результаты опытов явились не только
решающим доказательством волновой
природы новых лучей. Возник рентге-
ноструктурный анализ. По
расположению пятен на рентгенограмме можно
определить симметрию кристалла и
расстояния, через которые его структура
периодически повторяется, а
информация о конкретном расположении частиц
содержится в интенсивности пятен.
Быстрому развитию рентгеноструктурного
анализа способствовало то, что теория
симметрии структуры кристаллов была
завершена в нашей стране Е. С.
Федоровым и в Германии А. Шенфлисом за
20 лет до первого опыта Лауэ —
Фридриха — Книппинга в то время, когда
еще не были открыты лучи Рентгена.
Вслед за дифракцией рентгеновых
лучей была открыта дифракция
электронов и нейтронов. Теперь мы знаем, как
расположены атомы в десятках тысяч
разных кристаллов, в том числе таких
сложных, как кристаллы белков,
молекулы которых содержат многие
тысячи атомов. А главное, если у нас есть
кристалл и мы хотим узнать, как он
устроен, мы всегда можем это сделать.
Знаем мы и как устроен кристалл
твердой воды — льда. То есть как
расположены атомы в льдинках, снежинках,
51
> Примерно так выглядит молекула воды
инее. Атомы кислорода распределены
во льду таким образом, что каждый из
них окружен четырьмя другими на
практически равных расстояниях, по
вершинам правильного тетраэдра. Если
центры атомов кислорода соединить
палочками, то возникнет ажурный изящный
тетраэдрический каркас. А атомы
водорода? Они сидят на этих палочках по
одному на каждой. Тут есть два места для
атома водорода — вблизи (на
расстоянии приблизительно 1 А) каждого из
концов палочки, но занято бывает
только одно из этих мест. Атомы водорода
размещены так, что около каждого
атома кислорода их оказывается по два, так
что в кристалле можно выделить
молекулы Н 2О.
Строение молекул воды
подтверждено и другими методами. Они похожи не
Строение кристалла обычного льда.
Молекулы упакованы очень рыхло, между
ними существуют большие пустоты
на угрей, а, как пишет М. Константинов-
ский в детской книжке «Почему вода
мокрая?», на голову Винни-Пуха (рис. 1).
Каждая молекула в кристалле льда
может быть ориентирована шестью
различными способами, и любая из этих
ориентации может существовать, лишь бы два
протона не оказались одновременно на
однойо палочке. Длина же палочек —
2,76 А. Разумеется, никаких реальных
палочек в кристалле нет, а структура
льда выглядит примерно так, как
показано на рисунке 2.
Итак, человек узнал, как устроен лед.
Думаю, что Декарт был бы рад этому,
хотя картина получилась не очень
похожая на ту, которую он рисовал в своем
воображении.
КАК УСТРОЕНА ЖИДКАЯ ВОДА!
В 1892 году Рентген, тот самый, кто
открыл лучи, позволившие так много
узнать о кристаллах и о многих других
вещах, предположил, что вода — это
«раствор» льда в воде, то есть что в
воде молекулы могут находиться в двух
состояниях — в таком, как во льду, и
в «истинно жидком». Чем не два рода
воды Платона? Количество молекул в
этих двух состояниях может меняться с
температурой. Модель Рентгена
позволила объяснить многие необычные
свойства воды: уменьшение объема при
плавлении, максимум плотности при 4° С
и прочие.
Время шло. За годы, минувшие после
работы Рентгена, было предложено
немало вариантов модели двух состояний.
Впрочем, после того, как в 1920-х годах
была установлена структура льда,
фантазировать о природе «льдоподобного»
состояния было уже нельзя. Но кто
мешает предложить модель, в которой оба
состояния на лед не похожи?
В 1 933 году английские исследователи
Дж. Бернал и Р. Фаулер предположили,
что второе состояние по структуре
напоминает кварц — самую
распространенную модификацию Si02f подобно
тому как структура льда идентична
структуре другой, более редкой
модификации кремнезема — тридимита.
Причем, по Берналу и Фаулеру,
структуру, напоминающую лед (тридимит),
можно встретить в воде только при
низких температурах. Эта модель —
первая, серьезно учитывающая данные по
структуре льда и особенностям
взаимодействия молекул воды друг с другом.
Авторы модели ввели в науку
представление о том, что в жидкой воде, как и
во льду, существует тетраэдрический
каркас из молекул, то есть что в жидкой
воде у большинства молекул по четыре
/^*^5>йяе.З
Фрагмент структуры льда, показывающий,
как молекулы воды могут, по О. Я-
Самойлову, размещаться в пустотах. Каждая
пустота способна вместить одну молекулу
и окружена двенадцатью молекулами воды.
Так как каждая молекула каркаса
причастна к образованию шести пустот
F ребер тетраэдра), то пустот во льду
вдвое меньше, чем молекул. Для того чтобы
объяснить увеличение плотности при
плавлении льда, достаточно заполнить
менее четверти пустот
f«*r/~f--4
ближайших соседа. Представление, не
поколебленное до сих пор.
Интересная идея была предложена
в 1946 году сотрудником ИОНХ АН
СССР доктором химических наук
О. Я. Самойловым. Взгляните на рис. 3
и 4 — в структуре льда между
молекулами имеются большие пустоты, в
которых вполне могут разместиться
молекулы воды. Так почему же не
предположить, что молекулы во втором
состоянии — это молекулы, находящиеся в
пустотах? У О. Я. Самойлова оказалось
много последователей.
Информация накапливалась. Были
определены структуры так называемых
клатратных гидратов, в которых
молекулы воды, как и во льду, образ уют
тетраэдрические каркасы, но только 6о-
Структура одного из клатратных гидратов
Молекулы воды образуют тетраэдрический
каркас, но иной формы, чем во льду.
В крупных пустотах размещаются
различные молекулы
лее рыхлые и изящные (рис. 4). В
крупных пустотах этих каркасов могут
разместиться различные частицы: атомы
инертных газов, молекулы
углеводородов, спиртов, хлора, брома,
хлороформа, углекислого газа... Так, может быть,
вода — это не «раствор льда в воде» и
не «раствор воды во льду» по
Самойлову, а «клатратный гидрат воды»? Так
появилась «додекаэдрическая» (потому
что пустоты в клатратных каркасах
чаще имеют форму додекаэдров) модель
Лайнуса Полинга. Впрочем,
представление о воде, введенное Самойловым в
ту пору, когда структура клатратов еще
была не известна, тоже клатратное по
своей сути. Кстати, представление о
заполнении пустот ледяного, а не додека-
эдрического каркаса более естествен-
53
но — пустоты клатратов слишком
велики для молекулы воды, а пустоты во
льду по размерам более подходящи.
В 60-е годы были установлены
структуры различных модификаций льда,
более плотных, чем обычный лед, и
существующих при высоких давлениях.
И едва ли не все они были
использованы для построения моделей жидкой
воды.
В ВОДЕ МНОГО
РАЗНЫХ СТРУКТУР
Итак, десятки моделей. И почти все они
неплохо описывают многие свойства
воды. Несмотря на то, что они учитывают
достижения современной науки, они
умозрительны, то есть построены в
духе Лукреция и Декарта. Но это еще не
значит, что поэтому они должны быть
неверны. Неверны они по другой
причине.
Есть такая наука — статистическая
физика. Согласно её принципам, состояние
системы должно реализоваться тем
чаще, чем ниже его энергия. Точнее,
вероятность реализации данного
состояния с энергией Е пропорциональна
е-Е/кт, где к — постоянная Больцмана,
Т — температура, е — основание
натуральных логарифмов. Энергии всех
состояний, постулируемых различными
авторами при построении моделей
воды, очень близки друг к другу. Значит,
они все должны реализоваться. И
многие-многие другие! Можно придумать
много различных, слегка искаженных
тетраэдрических каркасов с близкой
энергией, тем более что в жидкости, в
отличие от кристаллов, эти каркасы не
должны обладать периодичностью и
симметрией. Это обстоятельство делает
маловероятным и существование двух
четко различающихся по энергии и
другим свойствам состояний молекул в
воде. Каждая из возможных структур
может нерегулярно искажаться, энергия ее
при этом будет плавно меняться, и вряд
ли можно будет разбить всю эту кашу
на два состояния (энергетических
уровня).
Дискуссии о том, разбиваются ли
молекулы (или их агрегаты) на дискретные
классы, проходили довольно бурно на
страницах научных журналов, в залах
и кулуарах конференций и симпозиумов
в конце 60-х — начале 70-х годов и не
утихли до сих пор. Прежде чем
рассказать о том новом, что мы узнали о воде
в результате исследований, вызванных
этими дискуссиями и ими же
стимулированных, подведем предварительные
итоги. Ведь к созданию картины
строения воды мы все-таки приблизились.
54
Водородная связь. Атомами X и ^ могут
быть фтор, кислород, хлор, азот.
X называется донором, V — акцептором.
Если оба атома — кислород, то расстояние
Х-Н составляет около 1 А . X...Y от 2,6
до 3,1 А , а угол O-Н...О равен 140—180'.
Эти данные получены при изучении
кристаллов. Чем короче связь и чем ближе
угол O-Н...О к 180 ", тем водородная связь
прочнее
/7
t &w**>£^5
ВОДОРОДНЫЕ СВЯЗИ
Вся столетняя история изучения свойств
воды, сопровождающаяся построением
моделей, сформировала представление
о том, что в воде существуют
искаженные тетраэдрические каркасы из
молекул, связанных друг с другом
водородными связями. Вот я и употребил эти
сакраментальные слова, которых до сих
пор избегал. Водородной связью
называется взаимодействие атома водорода,
ковалентно связанного с атомом
кислорода, азота, фтора, реже хлора или серы,
с другим электроотрицательным
атомом.
Молекула воды устроена так, что она
может участвовать в четырех
водородных связях, направленных к вершинам
тетраэдра. В двух она выступает
донором, а в двух — акцептором. Эта
способность молекулы воды объясняет
структуры модификаций льда и других
кристаллов, в которых молекулы воды
связаны друг с другом.
Итак, водородные связи... Молекулы
в жидкости двигаются, связи
изгибаются и рвутся. Но много ли молекул, у
которых все связи или большая их часть
разорваны? Если да, то их следует
выделить в отдельный класс, это и будет то
второе состояние молекул, которое
постулировали авторы разных моделей.
Эти молекулы могут размещаться в
пустотах тетраэдрического каркаса
(клатратные модели) или
группироваться друг с другом, образуя особые
области, свойства которых отличаются от
других — обломков тетраэдрических
каркасов, где молекулы соединены
водородными связями.
Вот как все и получилось.
Накопленные сведения убедили нас в том, что в
воде существует сетка водородных
связей. А простые рассуждения позволили
предложить несколько схем .строения
воды. Но продолжать рассуждения
дальше — бесполезно. Выбрать, какая
схема лучше описывает воду, можно,
только изучая ее экспериментально.
ВОДА —
ОЧЕНЬ ПРОЗРАЧНАЯ ЖИДКОСТЬ
Все жидкости рассеивают свет. Это
происходит потому, что в жидкости
существуют области, различающиеся по своей
плотности, а значит, и по показателю
преломления. Луч света, проходя через
границу таких областей, меняет свое
направление. Чем сильнее различаются
показатели преломления в этих
областях и чем больше их размеры, то есть
чем неоднороднее структура жидкости,
тем сильнее рассеивается свет. Если
неоднородность очень велика, то жидкость
должна быть просто мутной. Несмотря
на кажущуюся простоту,
экспериментально изучить светорассеяние в воде
не так-то легко: надо тщательно
избавиться от пылинок, пузырьков газов и
других примесей, которые свет
рассеивают, а к структуре воды отношения
не имеют. Чистая вода очень прозрачна
и рассеивает свет значительно меньше,
чем, скажем, бензол и большинство
других жидкостей. Значит, ее
структура однородна.
О неоднородности воды можно
судить и по рассеянию рентгеновых лучей,
длина волны которых намного меньше,
чем у видимого света. Неоднородности
небольших размеров при помощи
лучей Рентгена видны лучше, чем по
рассеянию света. Для того чтобы увидеть
неоднородности, включающие
несколько десятков молекул, надо наблюдать
рассеянные рентгеновы лучи, очень
мало (на доли градуса) отклонившиеся от
основного луча (малоугловое
рассеяние). Чем большие неоднородности мы
ищем, тем при меньших углах надо
изучать рассеяние. Малоугловое рассеяние
рентгеновых лучей в воде очень слабо.
Вода очень однородна. Следовательно,
модели, предусматривающие
существование в воде областей, различающихся
по своим свойствам, отпадают. Но
клатратные модели, согласно которым
молекулы, не участвующие в водородных
связях, равномерно распределены по
каркасу, опытам по рассеянию световых
и рентгеновых лучей не противоречат.
Как искать такие молекулы? Сколько их?
РАЗОРВАННЫХ СВЯЗЕЙ ОЧЕНЬ МАЛО
В молекулах воды атомы водорода
колеблются с частотой около 1014 раз в
секунду. Эти колебания можно изучать,
наблюдая спектры поглощения в
инфракрасной области или комбинационного
рассеяния. В «свободных» молекулах,
не образующих водородных связей
(такие молекулы можно встретить,
например, в водяном паре), атомы водорода
колеблются чаще, чем в молекулах,
участвующих в водородных связях. Чем эти
связи прочнее, тем медленнее атомы
водорода колеблются.
За последние годы техника получения
инфракрасных спектров и особенно
спектров комбинационного рассеяния
сильно усовершенствовалась. Но частот,
отвечающих молекулам, не образующим
водородных связей, в воде найти не
удалось. А, например, в нагретом
метиловом спирте такие молекулы мы видим.
Линии в колебательных спектрах воды
очень широкие: связи между
молекулами разные — сильные, средние и
слабые, а значит, и частоты колебаний раз-
55
нятся. Из спектров следует, что
молекулы воды нельзя разбить на четкие
классы по прочности водородных связей.
ЗАГЛЯНУТЬ БЫ ВНУТРЬ ЖИДКОСТИ...
Можно ли дать более наглядную, более
зримую картину жидкой воды? Можно
ли вообще говорить о структуре
жидкости, как мы говорим о структуре
кристалла? А как мы описываем структуру
кристалла? Да так же, как и других
объектов, имеющих эстетическую
ценность: архитектурных ансамблей и
отдельных сооружений, орнаментов,
узоров. Симметрия и ритмические
повторения элементов облегчают нашу задачу.
Чем сложнее, менее правильно, менее
симметрично устроен объект, чем
разнообразнее его элементы, тем сложнее
его описать.
Кристалл отличается от жидкости
примерно так же, как четкие колонны
на военном параде от беспорядочной
толпы. Сравнительно нетрудно описать
парад: указать число людей в шеренге,
число шеренг в колонне, расстояние
между колоннами и форму одежды в
каждой колонне. А ярко, красочно и
разнообразно одетая толпа во время
народного гуляния?
Впрочем, и картина воды по Декарту
очень неопределенна: не указано
отношение длины угрей к толщине, число
изгибов каждого и кривизна этих
изгибов. Но картина очень наглядна,
вызывает четкий и яркий зрительный образ.
Особенно во времена Декарта, когда
кучу угрей можно было видеть
значительно чаще, чем в конце XX века.
Тетраэдрическая сетка куда менее
определенна и наглядна, потому очень
хотелось бы увидеть, как на самом деле
устроена вода, как двигаются ее
молекулы. Посмотреть бы стереофильм.
Сможем ли мы описать эту картину — это уж
другой вопрос. Ведь совсем не
обязательно описывать кинофильм: хорошая
картина лучше любого ее описания.
Мы уже говорили, что конфигурации
систем реализуются тем чаще, чем
ниже их энергия. Но в реальной
системе различных конфигураций очень
много. Чтобы перебрать их все, не хватит
никакого времени, даже если иметь
самую быстросчитающую машину. Но
делать этого и не надо...
Молекулярные системы ведут себя
так, как если бы расположение молекул
в них менялось случайным образом.
Вероятность того, что молекулы
расположатся так или иначе, определяется
энергией (напомним, что она
пропорциональна е~ кТ). В действительности
конфигурации из молекул возникают,
разумеется, не случайно (см. статью
Ю. Чайковского в «Химии и жизни»
1977, № 9). Как не случайно при
каждом бросании ложится монета орлом
или решкой, а в зависимости от силы
броска, сопротивления воздуха, в
результате столкновений с разными
предметами. Но мы знаем только, что с
вероятностью 50% будет орел, а 50% —
решка. Если бросаем кость — то
вероятность выпадения каждого числа из
шестерки — 1/6. Если вытаскиваем
карту из колоды, то с вероятностью 1/52 мы
вытащим даму пик, 1/13 —
какую-нибудь даму, а 1 /4 — любую пику. Все
это можно проверить экспериментально,
если забавляться достаточно долго.
Но, допустим, нас интересуют не
монеты, кости или карты, а захотелось
узнать, чему равно число л ,о котором
нам ничего не известно, кроме того, что
это — отношение длины L окружности
к диаметру D. А совершать мы умеем
только действия, которые окружающим
кажутся случайными,— бросать монеты
или кости, играть в рулетку и т. д. Из
того, что Jt = L/D, нетрудно получить, что
площадь круга равна л02/4. А что
площадь квадрата, описанного вокруг этой
окружности, равна D2 — достаточно
очевидно. Так нарисуем же как можно
тщательней окружность и опишем
вокруг нее квадрат. Закроем глаза и
будем беспорядочно тыкать в рисунок
иголкой. Площадь круга относится к
площади квадрата как лК4. Значит,
вероятность того, что иголка, попавшая в
квадрат, окажется и в круге, равна л 14.
Потыкав иголкой в бумагу и подсчитав,
сколько раз мы попали в квадрат, а
сколько—в круг, мы экспериментально
можем узнать, чему равно л. Чем
больше раз тыкать, тем точнее результат. Но
для того чтобы л определить
достаточно точно, вовсе не надо превращать
рисунок в сплошную дырку. Примерно
так, при помощи иголки, определил
величину л английский математик А. Холл
в 1873 году.
Позднее подобные методы,
использующие некий «случайный» процесс для
расчета различных величин, стали
называть методами Монте-Карло (так как
именно в этом месте на берегу
Средиземного моря «случайные» процессы
будят в людях надежду, а чаще
приносят разочарование).
НО НА ЧТО ЖЕ СЛЕДУЕТ СМОТРЕТЬ!
Так нельзя ли при помощи некоего
случайного процесса из бесчисленного
множества расположений молекул выбрать
такие, которые могли бы это множество
полномочно представлять, чтобы мы
могли бы по ним судить о системе в целом.
Для того чтобы рассчитывать энергию
конфигураций, надо знать, как молекулы
взаимодействуют друг с другом. Здесь
показана зависимость энергии
взаимодействия двух молекул воды от
расстоячия между ними (слева) и взаимной
ориентации (справа), рассчитанная по
формулам, при выводе которых учитывались
свойства кристаллов льда. Существуют
и другие формулы, в том числе основанные
на результатах квантовомеханических
расчетов. Все они описывают
взаимодействие молекул примерно
одинаково
Один из способов такой выборки был
предложен американским
исследователем Н. Метрополисом и его
сотрудниками — двумя Розенблютами и двумя
Теллерами в 1953 году. Возьмем любое
расположение молекул. Подсчитаем
энергию (рис. 6). Произвольным
способом сместим одну из молекул. Как
смещать — подскажет хорошо
перетасованная колода, скажем, из ста
пронумерованных карт. Если мы вытащим
карту №о 1, то молекула сдвигается на
I.'IOO А, а если № 50, то тогда уже на
12 А и так далее. Молекулу надо еще
повернуть на случайный угол — снова
вытаскиваем карту из колоды. Можно
бросать кости, можно пускать шарик в
рулетку или тыкать иголкой в таблицу
чисел. Конечно, если у нас есть ЭВМ,
которая умеет быстро считать, глупо
тратить время на вытаскивание карты,
бросание костей или игру в рулетку.
Можно написать специальную
программу, случайно перемещающую молекулы
в модели. А в азартные игры играть
после работы.
Итак, мы случайным образом
сместили молекулу. Снова подсчитали
энергию. Если энергия стала меньше, то мы
принимаем новую конфигурацию и сно-
~ва «бросаем кости» — двигаем другую
молекулу. При выборе, какую молекулу
двигать, можно также использовать
случайные числа, а можно их двигать
подряд, предварительно пронумеровав.
Это все равно. А если энергия стала
больше? Сразу мы эту конфигурацию
не отбросим. Сначала еще раз вытянем
(или выбросим) случайное число,
притом такое, чтобы оно было не меньше
нуля и не больше единицы. Если это
число меньше, чем
_—('-новея—'-старая)/ кТ ,
то мы конфигурацию принимаем, а
если больше, то отбрасываем и
возвращаем молекулу на старое место.
Зачем нам нужно все это делать, а
не отбрасывать все конфигурации с
энергией, худшей, чем предыдущая?
Дело в том, что природа стремится к
максимальному разнообразию
(принцип возрастания энтропии). Если
добавить некоторое число конфигураций с
«плохой» энергией, то средняя энергия
немного возрастет (станет «хуже»), но
и число разных конфигураций
увеличится. Чем выше температура, тем больше
средняя энергия, но и разнообразие
больше. Метод Метрополиса делает
возможным появление невыгодных
конфигураций. Причем чем температура
выше, тем чаще они появляются. Если
только мы не хотим моделировать
систему при абсолютном нуле. Тогда мы
57
будем принимать только конфигурации
с более низкой, чем предыдущая,
энергией. Энергия будет все время
уменьшаться, пока мы не найдем, если
повезет, самую выгодную. Единственную
возможную при 0°К. На таком морозе
не до разнообразия. А если нас
интересует температура более высокая, то
надо иногда принимать и конфигурации с
«плохой» энергией.
Метрополис и его коллеги показали,
что если такое проделывать очень
долго, то мы получим ансамбль
конфигураций, обладающий нужными нам
свойствами, то есть типично
представляющий реальную систему при данной
температуре.
МАШИНА ПОКАЗЫВАЕТ НАМ ВОДУ
Современные машины могут за
разумное время проводить расчеты методом
Монте-Карло для ансамблей, каждая
конфигурация в которых содержит
десятки, в крайнем случае сотни частиц.
Но ведь это маленькие капельки, в
которых значительная часть молекул
находится на поверхности и свойства
которых могут отличаться от свойств воды
в стакане. Если мы не хотим считать
капельки, то можно поступить иначе:
поместить молекулы в ящик, размеры
которого выбраны так, чтобы система
имела нужную плотность. Ящик окружить
26 такими же ящиками F
соприкасаются с первым ящиком гранями, 12 —
ребрами, В — вершинами), в которых
молекулы расположены точно так же, как
и в главном ящике. Если мы двигаем
одну молекулу, то соответствующая
молекула перемещается во всех ящиках.
Если молекула уползла из главного
ящика в соседний, то с противоположной
стороны вползает точно такая же. Для
молекул, находящихся вблизи края
ящика, мы рассчитываем их взаимодействие
как с молекулами, расположенными
внутри основного ящика, так и с
молекулами из соседнего или соседних
ящиков.
Ну вот, осталось написать программу,
ввести ее в машину и ждать. Сначала
энергия высока, машина перебирает
редкие, «плохие» конфигурации (если
мы специально не выбрали исходное
состояние с низкой энергией). Наконец,
средняя энергия приблизилась к
экспериментальной. Другие свойства тоже
близки к настоящей воде — в машине
плещется вода или по крайней мере
что-то на нее очень похожее. Машина
помнит координаты многих тысяч
частиц. О чем ее спросить? Мы не умеем
задавать вопросы. У нас еще нет языка,
чтобы описать эту пеструю толпу
молекул. Когда Левенгук впервые увидел
мир мельчайших «зверушек», он с
удивлением и благоговением рассматривал
его. Понадобилось 300 лет, чтобы мы
кое-как в нем начали разбираться и
понимать что к чему. Десятки тысяч лет
человек наблюдает поведение
животных. Но начал понимать их действия
только недавно, да и то далеко не все.
С жидкостями дело обстоит, конечно,
проще. Но наблюдаем мы их не более
пятнадцати лет. Да и то редко —
машинное время недешево.
/
9.
У
J»'.
Частота возникновения разных
водородных связей в «машинной воде».
Слева — распределение по углам
искривления» в центре — по расстояниям
0...0,справа — по расстояниям О.-Н. Эти
распределения очень похожи на те, что
были найдены для кристаллогидратов
рентгенографическим и
Нейтронографическим методами
^ку**?
**•**
г (
ш^уЬ*Л£
( r<..
\ J^~"
Частота возникновения молекул воды
с различной энергией. Средняя энергия
около 20 ккал/моль, это удвоенная теплота
испарения воды. На всех рисунках
показаны результаты расчетов методом
Монте-Карло для температуры 25 С
I
ЧТО ЖЕ МЫ УВИДЕЛИ!
Молекулы связаны водородными
связями, узнать их помогает нам опыт
изучения кристаллических структур. Есть
связи подлиннее и покороче, попрямее
и поискривленнее (рис. 7). Множество
молекул образует по четыре связи,
многие — по три. Есть молекулы с двумя
связями, реже — с одной. Молекулы
без связей попадаются исключительно
редко, то есть перед нами картина
воды, очень похожая на ту, что мы
нарисовали, исходя из экспериментальных
данных.
Во льду все молекулы участвуют в
образовании шестичленных колец. В одних
клатратных гидратах много колец пяти-
членных, в других — четырехчленных.
В машинной воде колец мало. Но есть
и шести-, и пяти-, и четырехчленные.
Можно увидеть каркас. Он, несомненно,
тетраэдрический, но сильно
искаженный. Часть связей разорвана.
Одна конфигурация сменяет другую.
Похожие на предложенные модели —
модификации льда, клатратные гидраты
не попадаются: слишком мала
вероятность их встретить. Но они могут быть —
их энергия не хуже, чем у тех, которые
мы видим. Кстати, можно построить
распределение конфигураций по энергиям.
Один максимум. Или молекул по
энергиям — тоже один. В машинной воде
нет двух состояний (рис. 8).
Кое-что сказать о воде в машине мы
уже можем. Но наш рассказ — это еще
не язык воды. Так, неясное бормотание
на чужом языке, который очень плохо
знаешь. Долго смотришь на экран и
листы бумаги, покрытые напечатанными
машиной цифрами. Что-то смутное
начинает пробуждаться. Скоро возникнут
новые вопросы. Вопросы и ответы — так
учат язык. Вопросы к машине. Вопросы
к воде. Вопросы к природе.
Мы обещали фильм, а пока у нас
серия разрозненных кадров. Машина
может показать и кино. Если уж мы
придумали законы взаимодействия мбле-
кул, то можем и дальше играть роль
Творца (по Ньютону) и дать им
первичный толчок. И молекулы придут в
движение, как звезды и планеты двигаются
по законам небесной механики. Только
небесные тела движутся в поле
тяготения, а молекулы — в поле
молекулярных сил. Но об этом как-нибудь в другой
раз. Теперь скажем только, что метод
расчета на ЭВМ системы двигающихся
в поле друг друга молекул называется
(несколько неудачно) методом
молекулярной динамики. Он позволяет
наблюдать, разумеется, и чередующиеся
«мгновенные» структуры жидкости.
В принципе они такие же, как и
получаемые методом Монте-Карло.
Все больше и больше мы узнаем о воде.
А она к себе все манит и манит. Еще
есть люди, верящие в то, что вода, как
живое существо, долго помнит, что к
ней когда-то подносили магнит,
нагревали ее или замораживали. Я думаю, что
это уже слишком... Память у молекул
коротка. В воде и без памяти много
чудесного и совершенно замечательного.
А какие хорошие мысли приходят под
шум прибоя, журчание ручейка или рев
горной реки! И уж, конечно, не о воде.
Хотя говорят, что Дж. Бернал придумал
свою модель в аэропорту под
нескончаемый шум дождя, из-за которого
была нелетная погода.
Кандидат химических наук
Е. МАЛЕНКОВ
Одиннадцать типов
правильных паркетов.
Цифрами в строке
обозначено число сторон
использованных
многоугольников, индексом
внизу —число одинаковых
многоугольников,
соприкасающихся
вершинами в одной точке
т. wm
штшт
&
82 **1
Проблемы и методы
современной науки
Заполняющие
пространство
Кандидат химических неук
О, В. МИХАЙЛОВ
Каждому из нас приходится ходить по
паркету и полу, выложенному
аккуратными квадратными плитками кафеля;
такими же плитками часто облицовывают
и стены зданий, кухонь, ванных комнат
и т. д. Правда, иногда строители
проявляют известную фантазию и настилают
кафельные полы вперемежку
квадратиками и восьмиугольниками, еще реже —
правильными шестиугольниками. Но у
всех этих трех типов покрытий есть одно
60
общее свойство: любым из них можно
заполнить любую, сколь угодно
большую, плоскость без каких-либо пустот.
Такой способ покрытия плоскости
математики, как и следует ожидать,
называют «паркетом». Только они, как и
положено математикам,.более четко
очерчивают границы этого понятия: с
геометрической точки зрения паркетом
называют вообще любой способ сплошного
заполнения плоскости
многоугольниками. В таком случае любые два
многоугольника либо имеют общую вершину
или сторону, либо вовсе не имеют общих
точек. Никаких других вариантов быть
не может.
Вообще говоря, существует
бесчисленное множество различных паркетов.
Однако правильных паркетов
насчитывается всего лишь одиннадцать (рис. 1).
Правильных — значит таких, у которых
все составляющие их многоугольники
правильные, у разных многоугольников
стороны равны между собой и в каждой
вершине паркета сходится одно и то же
число сторон. В таких паркетах все
вершины эквивалентны, то есть любая
вершина может быть наложена на любую
другую и после поворота на тот или
иной угол паркет совместится сам с
собой.
А теперь представим себе, что вместо
математических точек в вершинах
какого-либо из правильных паркетов
помещены различные атомы. Что при этом
получится?
Пожалуй, первым химическим паркетом,
изученным учеными, оказался
обыкновенный графит. Тот самый графит,
который и по сей день продолжает служить
верой и правдой — если состав чернил
менялся и продолжает меняться, то
графит прочно укрепился в карандашах в
прямом и переносном смысле.
Первому — и почести особые; не
будем отказываться от этой традиции и
расскажем о графите подробнее. Сам по
себе графит, как известно, очень мягок
и к тому же необычайно легко
расслаивается на чешуйки. Спроста ли это? Нет.
Этой особенностью графит всецело
обязан своему строению — ведь он состоит
из сеток атомов углерода с
сопряженными двойными связями (сетки
располагаются друг над другом через одну, как
это показано на рис. 2), состоящих из
правильных шестиугольников.
Иначе говоря, каждый из слоев
графита представляет собой паркет типа 63
(цифрой в строке обозначается число
сторон использованных
многоугольников, а индекс внизу — число
одинаковых многоугольников, соприкасающихся
вершинами в одной точке). Связь С—С
имеет длину 1,42А, то есть заметно ко-
Паркетные слои графита
роче той же самой связи в алмазе; а вот
расстояние между слоями паркета
значительно больше — 3,35 А, в результате
чего связь между ними оказывается
слабой.
В какой-то мере графит может
рассматриваться как потомок такого
известного соединения, как бензол. В самом
деле, если наращивать на сторонах
шестиугольной молекулы бензола новые
правильные шестиугольники, то мы
будем получать так называемые ценовые
углеводороды — нафталин, антрацен,
фенантрен, хризен, пентацен и т. д. С
увеличением размера молекул свойства
таких соединений (например, цвет и
температура плавления) закономерно
изменяются: по мере роста числа
шестиугольников интенсивность окраски и
температура плавления возрастают. Ну, а
в пределе, у графита, цвет оказывается
черным, температура плавления
достигает 3700°С.
Интересная особенность графита
состоит в его способности поглощать
значительные количества различных
веществ в результате того, что частицы
свободно размещаются между слоями
паркета. Как правило, такие соединения
графита по составу совершенно не
соответствуют валентным соотношениям,
характерным для углерода и
реагирующих с ним элементов, и эти соединения
можно с полным правом отнести к числу
завзятых нарушителей валентности.
Например, при контакте графита с
парообразным или жидким калием
образуется соединение КС8, имеющее вид
бронзы и обладающее значительно
большей, в сравнении с графитом,
электропроводностью. При внедрении атомов
калия в графит его углеродные сетки
не искажаются, а смещаются в точно
одинаковые позиции друг над другом,
в результате чего межпаркетное прост-
61
Паркетные структуры Н 4 Л борной кислслы
Hjbo3
ранство разбухает и расстояние между
слоями возрастает до 5,4 А. Однако
натрий можно вогнать в графит лишь
с большим трудом, а с литием такой
номер не проходит вовсе...
Надо отметить, что паркет 63 шире
всего распространен в природе — как
в мире молекул, так и в мире
кристаллов. Например, аналогичные паркетные
сетки имеют и изоэлектронные аналоги
графита — боразон BN и борфосфор ВР.
Слоистая структура присуща и
полимеру [KCu2(CNKH20]n; его слои
образованы шестиугольниками CU(CNN.
Встречаются в мире молекул и
другие представители паркетного
семейства. К примеру, паркет 6i423! можно
обнаружить в молекуле борной кислоты
Н3В03 (рис. 3): здесь в вершинах
пристроились атомы бора, атомы
кислорода довольствуются позициями в центрах
треугольников, а водороду достались
места на сторонах многоугольников.
В пространственном строении Н3В03
есть сходство с графитом — такие же
паркетные сетки с расстоянием 3,18 А
между ними. А вот в соединениях
K2[PtCI4], K2[PdCI4] и (NH4J[PdCI4] атомы
хлора оказываются в вершинах
сравнительно распространенного в природе
восьмиугольно-квадратного паркета
824,; в этой, вообще говоря, ионной
структуре островные группы МеС12
окружены ионами К+, лежащими в
вершинах куба, а каждый из этих ионов —
четырьмя островными
группами-анионами, лежащими по вершинам квадрата
(рис. 4).
Конечно, в молекулах могут
встречаться далеко не все виды правильных па-
62
• -CI - Pt #-К
4
Фрагмент структуры h Pi(.l4, в которой
имеются паркетные слои 824, (выделены
жирными линиями), состоящие из ионов
хлора
ркетов. Едва ли можно надеяться
реализовать с помощью обычных
валентных связей такие паркеты, как 36, 4233
( в двух вариантах) и 6,34, поскольку
хотя бы один из элементов, слагающих
такой паркет, должен быть пяти- или
даже шестивалентным, а элементы с
такой валентностью не склонны к
образованию полимеров. Видимо, отпадают
и паркеты 1223j и 121614, — на этот раз
только по стереохимическим
соображениям. Не любят атомы соединяться
в такие многоугольные циклы, да еще
с сохранением плоского строения... А вот
паркет 44 — самый простенький, что из
квадратных плиток,— наверное, все-таки
реализуется в мире молекул, хотя
автору этих строк так и не удалось его
разыскать.
Впрочем, кое-что тут можно
придумать. В настоящее время известны три
кристаллические модификации
углерода: алмаз, графит и недавно
синтезированный карбин (он состоит из
углерод-углеродных цепочек ... =С=С =
=С = ...). Но почему нельзя допустить
возможность существования паркетных
структур с насыщенными связями С — С
(рис. 5)?
И теоретические предпосылки, и
фактический материал, приведенный в
предыдущей главке, свидетельствуют о том,
что из всех возможных типов
правильных паркетов с участием одних лишь
валентных связей в
молекулах-полимерах в лучшем случае могут быть
реализованы всего пять: 63, 824,, 6232, 6,423,,
44 (хотя при некоторой фантазии из а то-
мов бора в борной кислоте можно
выделить паркет 12,6,4,).В общем, не густо.
Но стоит только перенестись в мир
кристаллических решеток, и возможности
паркетного строительства резко
расширятся.
К примеру, паркет 6232 реализуется
в структуре полимерного силикатного
аниона (Si202"r)n (рис. 6). Атомы
кислороде обосновались здесь в вершинах
паркета, атомы кремния находятся в
вершинах правильных тетраэдров,
основаниями которых служат треугольники
паркетов. Этот паркет не такой уж
редкий гость в кристаллических структурах:
его образуют, в частности, атомы
алюминия в интерметаллическом
соединении Zr4AI3.
Своеобразный вариант на мотив
паркета из правильных шестиугольников
имеет место в кристаллической решетке
окиси алюминия (рис. 7, а). Интересно,
что при переходе А1203 в
стеклообразное состояние его паркеты в той или
иной мере деформируются, и
получается нечто вроде структуры, показанной
на рис. 7, б.
Еще одного старого знакомого, паркет
824„ можно найти в структуре
соединения V3S (скорее всего
интерметаллического, а не химического): здесь его
образуют атомы серы. Что же касается
структурных образов паркета 44, то их
довольно много — кристалл простой
поваренной соли может рассматриваться как
совокупность квадратных сеток из ионов
Na + и CI".
Однако продолжим наше
путешествие. Вот перед нами структура арсенида
никеля NiAs (опять-таки скорее всего
интерметаллического соединения). В
нем каждый атом, будь то никель или
мышьяк, окружен шестью атомами
другого элемента; однако координационное
окружение соседей для атомов
каждого типа различно. Если атомы мышьяка
окружают атом никеля, координируясь
по вершинам октаэдра, то атомы никеля
образуют тригональную призму. А в
результате в этой структуре можно
выделить слои из атомов никеля,
представляющие собой простой треугольный
паркет 36 (рис. 8).
Аналогичный паркет, только уже из
атомов кадмия, реализуется в
кристаллической решетке Cdl2# а также из
атомов молибдена — в одной из
модификаций его нитрида MoN. Интересно, что
в последней структуре атомы азота
занимают позиции по вершинам
несколько искаженного паркета 6,423, (все-таки
природа, а не математика!).
Как видно, паркетные сетки в
кристаллических решетках не такая уж редкость.
А наибольшее разнообразие в этом
плане можно, видимо, встретить среди уже
неоднократно упоминавшихся интерме-
таллических соединений. Например,
Возможные паркетные структуры
с насыщенными связями углерод—углерод
4r/lV/|4r/
iXp<p<i
I i I i
1 ,c^ ,a mc^ I -c—c— c—c—
/ \ / \ / \"
,C wv
I I I I
-c—c—c—c—
1111
-c—c—c—c—
I I I I
-c—c—c—c—
I I I I
|V Vl IN;''
1 vi>c
sx
Паркет Н23г в структуре полимерного
аниона (S^O2" )n
в структуре Al2Cu атомы алюминия
образуют сетки экзотического паркета
D233)а(рис. 9). Такой же паркет можно
найти и в структуре U3Si,2 — здесь по
вершинам паркета расселены атомы
урана, и в Fe3C, где в вершинах паркета
квартируют атомы железа. Заметим, что
вторую модификацию в
кристаллических решетках f423л) r обнаружить пока
не удалось.
Мы уже упоминали, что вероятность
реализации паркетов 12,6,4, и 12-3, в
63
. X
:-
•
♦ • • ♦ •
• * •
• 1»
u.» *; t-:
► ••••♦♦ j
Структура AI2 Оэ: а —
кристаллическое, б —
стеклообразное состояние
As
Фрагмент структуры NiAs. Паркеты i6
из атомов \i выделены цветом
молекулах невелика в силу стереохими-
ческих соображений; сказанное
сохраняет силу и для кристаллических
решеток. Действительно, таких паркетов нет
ни в одной из известных автору
структур.
А что можно сказать о паркете 6,34?
Среди кристаллических структур
имеется по меньшей мере один пример
такого рода. Речь идет об одной из
модификаций карбида вольфрама WC, в
структуре которого можно выделить
сетки атомов углерода,
ориентированных как раз по вершинам указанного
паркета.
Не правда ли, удивительно, что в
рисунках паркетных полов люди угадали
формы невидимых молекулярных структур?
Сетки из паркетов D,3 )ЭС в структуре
AI Гц
ЧТО ЧИТАТЬ О ПАРКЕТАХ
В ХИМИИ И МАТЕМАТИКЕ
1. Б. В Некрасов. Основы общей химии,
т. 2. Л., «Химия», 1967.
2. П. И. Кринякевич. Структурные типы
интерметаллических соединений. М., «Наука»,
1977.
3 Р. К. Эванс. Введение в кристаппохимию.
М.— Л., Госхимиздат, 1948.
4. Г. Б. Б о к и и. Криствллохимия. М., «Наукам,
1971.
5. О. Михайлов. Одиннадцать правильных
паркетов.— «Квант», 1979, № 2, с. 9.
64
fcrv ...
Земля и ее обитатели
Музыкальны ли
животные?
Б. ГРЖИМЕК
«Недалек тот день, когда мои
предложения организовать трансляцию
доильных концертов будут подхвачены
другими странами». Такими словами
заканчивается книга, изданная в Галле,
которая принадлежит перу
дипломированного специалиста — инспектора по
разведению домашнего скота. Называется она
«Влияние музыки на повышение удоев
молока у коров». Автор на основе своих
наблюдений хочет доказать, что
некоторые музыкально одаренные коровы
дают больше молока, если во время
доения играть перед ними на скрипке или
включать в коровнике магнитофон.
Среди коров, которых он наблюдал, была
одна, по его словам, отдававшая
предпочтение ариям Карузо, а другой
корове больше всего нравилась ария «О,
девушка, девушка!» из оперетты «Фриде-
рика».
Автор предупреждал: животным
нельзя проигрывать несколько раз
подряд полюбившееся им музыкальное
произведение — это может притупить
их восприимчивость, и они перестанут
внимательно прислушиваться. Вот
корова № 9, к примеру, была столь
музыкальна, что, заслышав голос Карузо,
переставала жевать, поворачивала голову
к источнику звука и замирала в такой
позе до окончания музыки. Конечно,
можно возразить, что доярки при
музыкальном сопровождении, да еще зная,
что несколько заинтересованных лиц
наблюдают за их работой, выдаивают
коров усердней обычного.
«Однако тот, кто хоть раз видел,—
пишет инспектор по разведению
скота,— как внимательно коровы
прислушиваются к музыке и сколь
взыскательны они в выборе музыкальных
произведений, тот не станет оспаривать, что на
молокоотдачу в данном случае влияет
не доярка, а сама корова».
В то, что коровы в сопровождении
оркестра будут давать больше молока, тем
более в течение длительного времени,
я, простите, не верю. Но все же ясно,
3 Химия и жизнь № 8
65
что к музыке они не безразличны.
Правда, проводя опыты, следовало бы в
какой-то момент вместо музыки включить
резкую трель свистка и посмотреть,
будут ли коровы поворачивать голову на
этот звук и прекращать жевать? То есть
надо бы выяснить, привлекают ли их
просто посторонние, незнакомые звуки
или они действительно музыкальны?
А вообще-то исстари утверждали, что
животные тянутся к музыке. Вспомните
хотя бы Орфея, который так чудесно
пел и играл на лире, что этим усмирял
диких зверей, даже львы ложились
смиренно возле его ног и роняли умильные
слезы. А сказочному крысолову игрой
на флейте удалось заманить
длиннохвостую рать прямо в реку и утопить;
а храбрый портной, который, попав в
клетку к ворчливому медведю, так
увлек его игрой на скрипке, что зверь
захотел научиться играть на ней и
согласился засунуть лапы в тиски, чтобы
ему укоротили когти... Многие и по
сегодняшний день верят в то, что
индийские факиры завораживают кобр игрой
на флейте, и те, сделав стойку и
распустив капюшон, покачиваются под
музыку из стороны в сторону, хотя
специалисты давно знают, что змеи глухи.
Брем писал, что в бухте Гой, на
Оркнейских островах, тюлени, услышав
удары церковного колокола, высовывают
головы из воды и, подплыв как можно
ближе, с застывшим от восторга
взглядом внимают зачаровывающим звукам.
А некий исследователь, посетивший
пингвиний остров в Южной Атлантике,
выяснил с помощью патефона, что
«настоящая музыка вызывала у птиц нечто
значительно большее, чем простое
любопытство».
Так музыкальны животные или нет?
Пение соловья и трели жаворонка,
висящего высоко в небе, столько раз
воспеты поэтами, что мы и не смеем
сомневаться в птичьих музыкальных талантах.
Люди, знакомые с певчими птахами
только по стихам и книжкам, думают,
что в природной обстановке можно
услышать настоящие симфонические
концерты, и поэтому обычно бывают
разочарованы. Если обратить их внимание
на песню зяблика, они недоуменно
пожмут плечами: это-то чириканье и есть
знаменитое птичье пение? И тем не
менее — кого не тронет за живое
нехитрая песня черного дрозда? Только
слушать ее надо не на городском
бульваре под аккомпанемент скрежета
трамвая, а в сумерках уединенной рощи, и
вот тут вас врасплох застигнет нежное
пение.
Приятное мелодичное стрекотание
умеют издавать и насекомые, скажем,
самцы цикад. Еще в древности
греческий поэт подметил:
«Счастливо живут цикады,
Ведь у них немые жены...»
И тем не менее никому не придет в
голову назвать цикад музыкально
одаренными. А что вообще подразумевать
под понятием «музыкальный»? Ведь оно
трудно определимо даже по отношению
к человеку. Людям нужно обладать
музыкальной памятью, то есть уметь
запоминать звуки, темп, ритм, тембр,
отдельные мелодии и иметь
представление о красоте звучания. Надо вообще
испытывать интерес к музыке. Находим
ли мы нечто подобное у животных?
Известно, что собаки Моцарта и
Вагнера явно интересовались музыкальным
творчеством хозяев. Правда, моцартов-
ского пса наказывали, когда он пытался
вытьем вмешаться в создание
очередного музыкального шедевра. Вагнер же,
наоборот, признавал за собакой право
на критику. Он даже смягчал слишком
громкие и возбуждающие места в своих
произведениях, раздражавшие собаку.
У зоолога Бастиана Шмида была
ручная лиса, имевшая обыкновение спать
днем на коленях хозяина. Перед тем
как заснуть, она вроде маленьких детей
делала глубокий вдох, заканчивающийся
протяжным звуком. Когда хозяин
молодого лиса (а это был именно лис, а не
лиса) однажды попробовал подражать
этому звуку, зверь поднял голову и
удивленно на него уставился. Это
побудило Шмида повторить звук, лис
ответил, и вскоре они вовсю обменивались
протяжным подвыванием. Это
надоумило хозяина перевести звук в другую
тесситуру. К его немалому удивлению и лис
перешел в ту же тональность, а час
спустя лис усвоил целую октаву.
Вот слова Шмида. «Не то, чтобы он
• 'Пи.
сразу улавливал правильную высоту
каждого отдельного звука; иногда он
подвывал на полтона или на целый тон
выше, иногда ниже, но потом лис сам,
один, повторял этот звук до тех пор,
пока тот не начинал соответствовать
голосу хозяина. Через несколько дней лис
от услышанного тона начал вести всю
октаву и даже выходить за кварту
через октаву. Он умел провыть октаву
от основного тона и наоборот*. Лис
овладел почти двумя октавами,
имитировал звуки, напеваемые хозяином,
играючи репетировал их про себя, а затем
воспроизводил с большой точностью».
Ни одна из других двенадцати лис,
содержавшихся при доме, подобных
способностей не проявляла. Когда же
лису привели самочку, с пением было
покончено. Но едва самочка улизнула
через дырку в сетке загона, лис охотно
вернулся к вокальным занятиям.
Владелец цирка рассказал мне, что
в дни его юности в цирке выступал
поющий осел, пользовавшийся огромным
успехом у зрителей и у него самого.
Номер назывался «Ромео, единственный
в мире поющий осел». Этот осел по
команде издавал звуки, составляющие
музыкальную фразу, чем смешил
публику до упаду.
А вот факты'другого рода.
Орнитолог Кунц много лет назад заметил, что
если черному дрозду, живущему у него
в клетке, проигрывать ре-мажорные и
ля-мажорные аккорды, то дрозд
приходит в радостное возбуждение, в то
время как на другие аккорды почти не
реагирует. Когда Кунц переходил на
соль-мажор и до-мажор, ажиотаж у
черного дрозда пропадал, но зато начинал
петь сидящий в соседней клетке кенар,
который как бы аккомпанировал
раскатистыми руладами. Заунывные песни
черный дрозд сопровождал
сентиментальными, тягучими звуками. Но при
жизнерадостных, веселых мотивах он
тотчас же оживлялся и издавал какой-то
восторженный писк. Больше всего ему,
кажется, нравились вальсы, хотя о
настоящем соблюдении ритма с его
стороны не могло быть и речи.
Иногда птицы поют самозабвенно,
fop ихвостка-черн ушка за одну минуту
может испустить десять переливчатых
трелей. Если птица за тот же
промежуток времени пропоет шесть раз, она в
перерывах между пением может
погоняться за летающими насекомыми. Но и
* Речь идет о варьировании одной и той же
интонации в более высоком или более
низком регистре.— Прим. перев.
в этом случае она во время своего
пятнадцатичасового рабочего дня
ухитряется пропеть не менее пяти тысяч
четырехсот раз! Так что эту маленькую
пичугу с полным правом можно
именовать выдающейся певицей.
То, что у птиц хорошая музыкальная
память, доказывают так называемые
пересмешники. Скворец, сорокопут-
жулан, красноголовый сорокопут и
камышовка болотная — рекордсмены по
передразниванию, то есть по
подражанию чужим голосам. Но настоящие
пародисты — это волнистые попугайчики
и, разумеется, крупные попугаи разных
видов.
Доктор Зигрид Кнехт из Вены недавно
занялась пением птиц с научной точки
зрения. Она проделала с пернатыми
такие же опыты, какие уже проделала
с собаками, рыбами и другими
животными. Исследовательница приучила
канареечных вьюрков, волнистых
попугайчиков, чижей, щеглов, канареек,
коноплянок и клестов к тому, что
каждый из них получал корм только при
звучании определенного камертона или
специального свистка. Вскоре птицы
подскакивали к своей кормушке только
при соответствующих звуках, потому что
при всех других сигналах крышка
кормушки была закрыта. Здесь нет ничего
необычного: каждый, кто держал кур,
знает, как несложно приучить их
прибегать на обычный зов «цып-цып-цып»
или «путь-путь-путь», а голубятники
свистом созывают свое пернатое стадо из
небесной вышины.
Некоторые птички, принадлежащие
3. Кнехт, выучивали «дрессировочный
звук» уже с десятой пробы; другие,
совсем глупые, не могли ничего
сообразить и после трехсот раз. Услышав
похожий, но более высокий или низкий
звук,, птицы поначалу все же пытались
добраться до корма. Но, поняв
безнадежность попыток, вскоре стали
распознавать чужие тона и проявлять к ним
полнейшее равнодушие, даже тогда,
когда высота звуков все больше
приближалась к их кормовому сигналу.
Были и такие, кто мог отличить терцию,
даже четверть и восьмую тона и даже
еще меньшую разницу! Это весьма
удивительно, потому что птицам при этом
нужно сравнить только что услышанный
звук с тем, который они хранят в
памяти. А это не просто!
Значит, можно утверждать, что
птицы обладают абсолютным слухом и
могут запоминать определенные звучания
на более или менее продолжительное
время. Этим даром, как показали опы-
68
ты, обладают также собаки, рыбы,
саламандры и некоторые другие животные.
У большинства же людей, как у
музыкальных, так и немузыкальных, такая
способность утеряна. И только у
маленьких детей, с которыми проделывали
аналогичные опыты, оказывался
абсолютный слух. Некоторые музыкально
одаренные взрослые тоже могут его
у себя развить.
Утверждали, что певчие птицы не могут
повторить мелодию в другой
тональности, то есть выше или ниже пропетой,
что в музыке именуют словом «транс-
понирование»; Но Зигрид Кнехт
доказала, что это не так. Да и в самом деле,
когда разные люди напевают попугаям
одну и ту же мелодию (отнюдь не
всегда в одной и той же тональности, хотя
бы уж потому, что у людей разные
голоса и нет абсолютного слуха), попугаи
все равно легко воспроизводят мотив.
Кроме того, не раз наблюдали, как
птицы начинали музыкальную фразу
чересчур высоко, так, что самые высокие
тона выходили за пределы их голосовых
возможностей. И что же? Они тотчас
прерывали пение и начинали снова, в
ну жной тональ ности.
Подтвердить птичью способность к
транспонированию удалось и с
помощью опыта. Волнистого попугайчика
приучили искать корм только при
звучании определенной терции. Уже при
кварте он оставался равнодушным, ибо
еды не получал. Вскоре птица
сообразила, что кормушка полна только при
терциях, независимо от тональности, и
перестала обращать внимание на кварты той
же тональности. Отсюда-то и следует,
что птицы могут транспонировать. А у
людей это считается ярким признаком
музыкальности. Просто птицы этим
редко пользуются, ибо, в отличие от людей,
обладают абсолютным слухом.
Еще на одном волнистом попугайчике
доктор Кнехт проверяла, может ли он
узнать «кормовой звук», если его подаст
другой инструмент. Свистки и
камертоны заменили скрипкой, гармонью и
прочими инструментами. Птица узнавала
привычный звук, лишь когда его
издавал инструмент, почти лишенный
обертонов и близкий по звучанию к
привычному свистку. Больше всего этому
соответствовали звуки концертной
флейты и щипковых инструментов. Звуки
гармони, виолончели и скрипки
узнавались с трудом, поскольку трение
смычка о струны искажало звуковую окраску.
Мелодии, напеваемые птицами,
порой столь привлекательны, что,
например, Моцарт и Бетховен включали их
в свои музыкальные произведения. И в
то же время музыкальность птиц
трудно объяснить: строение их слухового
аппарата куда примитивней, чем у
человека; участки головного мозга,
перерабатывающие сигналы, воспринятые
ухом, тоже устроены значительно
проще, чем у нас. В нашем слуховом
аппарате двадцать четыре тысячи базиляр-
ных волокон, действующих наподобие
струн, и каждая такая струна
колеблется в соответствии с определенным
тоном. У птицы же только тысяча двести
таких волокон. И тем не менее нет ни
малейших сомнений в том, что птиц
надо считать музыкальными.
Перевод
Е. ГЕЕВСНОЙ
НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ
Ноябрь
V совещание по
электрической обработке материалов.
Кишинев. Институт
прикладной физики АН
Молдавской ССР B77028 Кишинев,
Академическая, 5), Научный
совет АН СССР по
комплексной пр облеме « На уч н ые
основы электрофизики и
электроэнергетики», Научный
совет ГКНТ по проблеме
«Сильные электрические поля в
технологических процессах —
электронно-ионная
технология».
IV конференция по физике
разрушения. Киев.
Институт проблем
материаловедения АН УССР B52601 Киев
180 ГСП, ул.
Кржижановского, 3).
IV конференция по механике
полимерных и
композиционных материалов [Мех-
пол-80). Рига. Институт
механики полимеров АН
Латвийской ССР B26006 Рига,
Айзкрауклес, 21), Научный
совет АН СССР по механике
конструкций из
композиционных материалов, Научный
совет АН СССР по
проблемам прочности и
пластичности, Научный совет
АН СССР по синтетическим
материалам, Комиссия АН
СССР по механике и физике
полимеров.
VII конференция по
поверхностным силам. Москва.
Институт физической химии
АН СССР A17312 Москва
ГСП, Ленинский проспект, 31).
Всесоюзная конференция
молодых ученых «Современные
проблемы физической
химии». Москва.
Научно-исследовательский
физико-химический институт им. Л. Я.
Карпова A09120 Москва, ул.
Обуха, 10).
Конференция по
физико-химическим основам
технологии сегнетоэлектрических
и родственных им
материалов. Звенигород. Институт
общей и неорганической
химии АН СССР A17071
Москва, Ленинский проспект,
31),
Научно-исследовательский физико-химический
институт им. Л. Я. Карпова
Совещание «Исследование,
разработка и применение
малоникелевых аустенитных
сталей». Москва. Институт
металлургии АН СССР A17911
Москва ГСП-1, Ленинский
проспект, 49), Научный совет
АН СССР по
физико-химическим основам получения
новых жаростойких
неорганических материалов.
Конференция
«Металловедение реакторных
материалов». Москва. Институт
металлургии АН СССР A17911
Москва ГСП-1, Ленинский
проспект, 49).
II симпозиум «Структура и
функции лизосом».
Новосибирск. Научный совет
АН СССР по проблемам
биохимии человека и животных
A17334 Москва, ул.
Вавилова, 34), Новосибирский
медицинский институт СФ
АМН СССР.
Симпозиум «Генетические
процессы в популяциях
опухолевых клеток». Ленинград.
Научный совет АН СССР по
проблемам цитологии.
Ленинградское отделение
Всесоюзного общества
генетиков • и селекционеров
A90121 Ленинград, ул. Мак-
лина, 32).
VIII конференция по
биохимии нервной системы. Минск.
Научный совет АН СССР по
проблемам биохимии
животных и человека A17312
Москва, ул. Вавилова, 34),
Институт физиологии АН БССР.
Симпозиум «Теоретические
основы модификации
радиочувствительности». Алма-Ата.
Институт зоологии
Казахской ССР D80032 Алма-
Ата 32), Институт химической
физики АН СССР, Научный
совет АН СССР по
проблемам радиобиологии.
Конференция
«Физиологическая кибернетика». Москва.
Научный совет АН СССР по
комплексной проблеме
«Кибернетика», Всесоюзное фи-
* зиологическое общество,
Институт нормальной
физиологии АМН СССР.
Совещание по проблемам
биогеоценологии и охраны
природы. Москва. Научный
совет АН СССР по
проблемам биогеоценологии и
охраны' природы A17312
Москва, ул. Ферсмана, 13).
Конференция «Экологическое
обоснование строительства
водохозяйственного
комплекса «Дунай — Днепр».
Кишинев. Институт зоологии
и физиологии АН
Молдавской ССР B77028 Кишинев,
Академическая, I), Институт
гидробиологии АН УССР.
Совещание «Количественные
методы в экологии
животных». Ленинград.
Зоологический институт АН СССР
A99164 Ленинград,
Университетская наб., 1), Научный
совет АН СССР
«Биологические основы освоения,
реконструкции и охраны
животного мира».
VIII симпозиум . по
стабильным изотопам в геохимии.
Москва. Институт геохимии
и аналитической химии
АН СССР A17975 Москва
ГСП-1 Воробьевское ш., 47-А).
Конференция «Проблемы
развития науки на Урале на
1990—2000 гг.». Свердловск.
Президиум УНЦ АН СССР,
Кафедра философии УНЦ
АН СССР F20219
Свердловск ГСП-169,
Первомайская, 91 ).
Конференция
«Эффективность развития
инфраструктуры в народном
хозяйстве». Таллин. Научный
совет АН СССР по
эффективности основных фондов,
капитальных вложений и новой
техники A21019 Москва,
Волхонка, 14), Институт
экономики АН Эстонской ССР.
Декабрь
Семинар «Квантовая теория
гравитации». Москва.
Отделение ядерной физики
АН СССР A17901 Москва
ГСП-1, Ленинский проспект,
14), Институт ядерных
исследований АН СССР.
II совещание по лазерной
химии. Звенигород.
Физический институт АН СССР
A17924 Москва, Ленинский
проспект, 53), Научный
совет АН СССР по химии
высоких энергий.
IV совещание «Сплавы
редких металлов с особыми
физическими свойствами».
Москва. Институт
металлургии АН СССР A17911
Москва ГСП-1, Ленинский
проспект, 49), Научный совет
АН СССР по
физико-химическим основам
металлургических процессов.
II конференция по
автоматизации методов
химического анализа. Москва.
Институт геохимии и аналитической
химии АН СССР A17975
Москва ГСП-1, Воробьевское
шоссе, 47-А), Научный совет
АН СССР по аналитической
химии.
Конференция «Синтез
целлюлозы и его регуляция».
Казань. Казанский институт
биологии Казанского филиала
АН СССР D20111 Казань,
ул Лобачевского, 2/31).
Совещание «Грызуны, как
индикаторы состояния
окружающей среды в условиях
антропогенного
воздействия». Саратов. Саратовский
университет D10601 Саратов,
Астраханская, 83),
Всесоюзное териопогическое общест-
70
во АН СССР A17071 Москва.
Ленинский проспект, 33),
Советский Комитет по
программе ЮНЕСКО «Человек и
биосфера», Институт
эволюционной морфологии и
экологии животных АН СССР.
Симпозиум «Искусственное
увеличение видовой
продолжительности жизни». Москва.
Институт общей генетики
АН СССР A17В09 Москва
ГСП-1, уЛ. Губкина, 3).
Конференция «Сезонная
ритмика редких и
исчезающих видов растений и
животных». Москва.
Московский филиал
Географического общества СССР
{103012 Москва, ул. 25
Октября, 8/1).
Подробную информацию о
сроках и местах проведения
научных встреч можно
получить в оргкомитетах, адреса
которых указаны в скобках.
ПРОВОДИМ КОНСУЛЬТАЦИИ
Первичные организации ВХО
им. Д. И. Менделеева и
общества «Знание» Института
химической физики АН СССР
сообщают, что в институте
работает консультационное
бюро по вопросам
стабилизации полимеров и их
механическим свойствам,
кинетики газофазных и жид-
кофазиых реакций (цепные
процессы), гетерогенного и
гомогенного катализа
(методы испытания,
приготовления и исследования
катализаторов, вопросы механизма
каталитических процессов),
фотосинтеза и биоантиоксидан-
там, различным
спектроскопическим методам
исследования.
Консультации проводятся
для сотрудников НИИ, вузов,
заводов и т. д.
Заявки на консультации с
указанием интересующих
вопросов следует направлять по
адресу: 117977. Москва,
В-334, ГСП-1, Воробьевское
шоссе, 26, ИХФ АН СССР,
секретарю
консультационного бюро О. В. Исаеву.
Справки по телефону: 139-75-46.
НОВОЕ НАУЧНОЕ
УЧРЕЖДЕНИЕ
Региональное отделение
Всесоюзного териологического
общества создано в
Ленинграде при Зоологическом
институте АН СССР.
Председатель отделения — доктор био- I
логических наук И. М. ГРО- I
MOB, ученый секретарь — I
кандидат биологических на- I
ук А. Д. МИРОНОВ.
Отделение ставит своей задачей раз- I
витие и координацию работ I
по изучению и охране диких \
млекопитающих на северо-
западе СССР.
Более подробную
информацию о деятельности
Ленинградского
регионального отделения Всесоюзного
териологического общества
можно получить по адресу:
199164 Ленинград,
Университетская наб., I,
Зоологический институт АН СССР,
лаборатория мпекопитающих.
КНИГИ
В 1981 году издательство
«Наука» выпускает в свет
книгу «Химия нашими
глазами». (Ответственный редак-
тоР — член-корреспондент
АН СССР Я. И. Герасимов,
редколлегия — А. Ф. Бочков,
И. ф. Долманова, Е. 3. За-
сорин, П. М. Зоркий, Е. П.
Калягин, Н. В. Перцов, Э. П.
Серебряков.) 33 л. 4 р.
Авторы книги
рассказывают на профессиональном
уровне, но доступным
языком о современном
состоянии различных разделов
науки о веществах и их
превращениях. Самим авторам
было сравнительно легко
понимать друг друга, так
как все они без
исключения — однокурсники,
выпускники химического
факультета МГУ 1957 года.
Сейчас авторы — признанные
специалисты в тех областях
химии, о которых они пишут.
Книга «Химия нашими
глазами» не учебник, но и не
сборник разрозненных
обзоров разного уровня
сложности и разного объема.
Скорей это коллективная
монография, отдельные главы
которой написаны в рамках
единой концепции,
позволяющей связать воедино весьма
удаленные друг от друга
разделы химической науки.
Предварительные заказы иа
книгу принимают магазины
«Академкнига» и «Книга —
почтой». Адреса магазинов
«Книга почтой»:
117464 Москва,
Мичуринский проспект, 12;
197110 Ленинград,
Петрозаводская, 7;
252030 Киев, ул. Пирого-
ва, 4:
630090 Новосибирск,
Морской проспект, 22.
В ОКТЯБРЕ ВЫХОДИТ ИЗ ПЕЧАТИ
«ЖУРНАЛ ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО
ОБЩЕСТВА им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА», № 5,
посвященный перспективам рвзвития
химической промышленности
и химической науки
Статьи этого номера, написанные крупнейшими
советскими специалистами на основании «Комплексной
программы научно-технического прогресса и его
социально-экономических последствий до 2000 года»,
показывают особенности развития химической
промышленности в условиях увеличения масштабов
производства при необходимости экономии
углеводородного сырья и энергии, а также характеризуют
наиболее важные и быстро развивающиеся отрасли
химической промышленности.
Цена номера 2 руб.
Журнал распространяется только по подписке и по
заказам. Чтобы заказать отдельный номер, следует
выслать в редакцию денежным почтовым (но не
телеграфным!) переводом стоимость журнала или сдать
деньги в редакцию лично. Наложенным платежом
журналы не высылаются. Организациям, при условии
заказа не менее 10 экземпляров, может быть выслан
счет для предварительной оплаты по письму,
подписанному руководителем и бухгалтером.
Заказы на «Журнал ВХО», № 5, принимаются до
10 сентября 1980 г.
Адрес редакции: 101000 Москва,
Кривоколенный пер., 12.
Телефон: 221-54-72.
Рвсчетный счет № 608211 в Баумвнском отд.
Госбанка.
71
КЛУБ
ЮНЫЙ
ХИМИК
Обыкновенные
небесные
алмазы
Операция
«Экосистема»
6
*
ЭКА НЕВИДАЛЬ.
Обыкновенные
небесные
алмазы
Заурядные камешки,
изображенные на этой странице,
точнее, даже не камешки, а
песчинки, увеличенные в 40
раз,— результат
семидесятилетних поисков. Думают,
что это не что иное, как
остатки знаменитого
тунгусского метеорита.
Чего только о нем ни
писали... Числился он и
инопланетным кораблем, и
телом, состоящим из
антивещества. А поскольку
долгое время никаких
материальных остатков великого
метеорита никто найти не
мог, последняя
фантастическая версия казалась
особенно удобной: что же
может остаться от
антивещества!
И все же остатки вроде
бы нашлись. В 1978 году в
торфе одного из болот в
районе падения метеорита
нашли микроскопические
остроугольные зернышки,
содержащие прозаическое
железо, а также кобальт,
никель, серу, кремний,
углерод и другие элементы в
соотношениях, обычных для
любого метеоритного
вещества. Единственным
утешением сторонникам
романтических версий могло бы
служить то обстоятельство,
что часть углерода
содержалась в форме крошечных
алмазиков, видных на
с. 73 (увеличение— 19
тысяч раз). Но и в этом нет
72
Клуб Юный химик
ничего необычного: алма-
зики находили в обломках
и других крупных
метеоритов. Их наличие говорит
лишь о том, что в момент
столкновения массивного
тела с поверхностью Земли
развилось весьма высокое
давление. При таких
условиях тело, массой в тысячи
тонн, летящее со
скоростью свыше 12 км/с,
может взорваться с
выделением 10■ 7—10 2 3 джоулей —
энергии не меньшей, чем
та, что выделяется при
взрыве водородной бомбы.
Поэтому не удивительно, что
тунгусский метеорит
возвестил о своем появлении и
грохотом, слышным на
сотни километров, и
буреломом, сопровождавшимся
грандиозным пожаром.
Не был, значит,
знаменитый метеорит космическим
кораблем. Скромные
камешки,
сфотографированные семь десятилетий
спустя, свидетельствуют: 30
июня 1908 года в районе Под-
каменной Тунгуски на
Землю грохнулась обычная
глыба, состоявшая из самого
обычного вещества. Только
очень большая —
диаметром в десятки, а то и сотни
метров.
В. Н. К8АСНИЦА,
Н. Н. НОВАЛЮХ
w<f
Y2S>*
Операция
«Экосистема»
Слово «экосистема» вам,
видимо, доводилось
слышать не раз. Но некоторые,
возможно, не совсем точно
представляют себе, что оно
значит, и уж наверняка
многие не знают, что
маленькую, но свою
экосистему может завести каждый
Кпуб Юный химик
хотя бы на подоконнике.
О том, как это сделать,
рассказывает биопог Т. Н. Мои-
Близится к концу лето.
Многие из вас ходили в походы,
гуляли по лесу, а то и все
каникулы проводили в
деревне. И вы, наверное,
замечали, что сосновый лес
отличается, например, от
березняка не только
деревьями, но и травой,
подлеском (которого в сосняке
обычно нет), живностью.
Так, в сосновом лесу не
найдешь бузины и не
нарежешь трубочек, из которых
можно так весело
пострелять. И не встретишь в нем
дикого голубя-клинтуха,
который иногда будит по
утрам туристов в
смешанном лесу своим
хрипловатым урчанием. Зато на
73
опушке сосняка можно
углядеть гнездо
ястреба-перепелятника. И почва в
сосняке своя: сухая, песчаная.
Вот мы и разобрали кое-
какие признаки лесных
экосистем. Можно определить
это слово и более точно.
Экосистема — это место с
определенной почвой и
климатом, где обитают вместе
растения и животные
определенных видов. Главное
свойство экосистемы в том,
что она живет, дышит и
развивается. Это союз живых
существ — растений,
животных и микроорганизмов,
которые не могу т с у ществ о-
вать друг без друга.
Различные типы экосистем
изучает наука экология. Она
выясняет, как зависят живые
существа друг от друга и от
того окружения, в среде
которого они обитают — от
воздуха, почвы и воды.
Леса различных типов с
характерными для них
обитателями; пруд со всей
живностью; болото;
аквариум с рыбками; горшок с
одиночным цветком — как
непохожи эти экосистемы
друг на друга! И уж совсем
чужим в этом списке
кажется огромный город. Тем не
менее и его некоторые
ученые считают экосистемой,
правда, совсем особой.
Еще одно важное свойство
экосистем — у них всегда
есть границы; механизмы
жизни исправно работают в
пределах определенного
пространства. И ок
взывается, что, наладив эти
механизмы и обеспечив
бесперебойную работу всех звеньев
системы, вы можете
повторить живую природу прямо
у себя дома.
Роль замкнутого
пространства может исполнять
старое корыто, таз или
лучше всего аквариум — через
стеклянные стенки
наблюдать удобнее. В аквариум
слоем 10—15 см надо
положить землю, собранную за
городом или купленную в
зоомагазине. Городская
земля, как правило, не
годится. Слишком она бедна
корнями растений и
засорена разными отходами
городской жизни.
Помимо аквариума с
почвой для создания
экосистемы вам потребуется:
пластмассовая миска
глубиной не меньше 8—10 см;
она будет заменять пруд
или озеро;
пригоршня семян травы —
их можно купить в
магазине «Семена»;
пять-шесть растений
(выкопайте подорожник,
мятлик, «птичью гречишку»;
годится и бегония или
фуксия);
10—12 дождевых червей;
десяток жужелиц, божьих
коровок или черных жуков-
бегунов; насекомых можно
наловить в любом парке;
кузнечики не годятся, они
поедят всю траву;
лягушка или ящерица;
плодовые мушки или
комнатные мухи;
несколько камешков;
лампа — укрепите ее над
аквариумом;
решетчатая крышка. Она
нужна, чтобы не
разлетелись мухи и жуки. Крышку
74
Hnyh Юнми химик
можно сделать, например,
из прозрачной пластмассы,
проколов в ней побольше
мелких дырочек.
Поставьте пластмассовую
миску в угол аквариума.
Почву разровняйте по дну
и наметьте места, где
будете высаживать растения.
Следите за тем, чтобы
корням не было тесно. Посадите
растения, присыпьте землей.
Разбросайте семена травы.
Обильно полейте из лейки,
пока влага не выступит на
поверхности почвы.
Подождите неделю —
пусть появятся всходы.
Насекомых и прочую живность
можно вселять только после
этого. Накройте их новое
жилье крышкой и включите
лампу. Она будет давать
обитателям экосистемы свет
и тепло. Наполняйте «пруд»
каждый день, подливая воду
через воронку, вставленную
в одно из отверстий
крышки; вода всегда должна быть
свежей. Увлажняйте почву
из лейки.
Следите, чтобы вашим
питомцам хватало пищи.
Лягушки и ящерицы —
существа с холодной кровью.
Они будут плохо есть, пока
температура не достигнет
18—2СРС. Если для этого
одной лампочки окажется
мало, поставьте вторую.
Вот чем питаются ваши
подопечные:
плодовые мушки едят
перес пел ые, под гн ив ш ие
фрукты;
домашние мухи всеядны;
жужелицы, божьи
коровки, жуки — тлей, мелких
насекомых, какие водятся в
почве, растительные
остатки;
лягушки, ящерицы —
червей, мух.
Итак, все звенья в вашей
экосистеме увязаны.
Растения получают питание из
почвы и воды, которой вы
их обильно поливаете.
Насекомые питаются
растительными остатками в почве
и другими насекомыми,
помельче. Лягушки и ящерицы
живут за счет жуков,
жужелиц. Экосистема задвигалась,
заработала, задышала...
Обязательно ведите
дневник. Вот как выглядел
дневник одного мальчика
(см. таблицу внизу).
Возможно, вам
посчастливится наблюдать события
еще более важные и
интересные. Записывайте их!
Дневник экосистемы
Дата
Поведение животных
(несено мы к)
Что происходит
с растениями
3 сентября Сверчки ели траву
Трава выросла до
высоты 4 см
Лягушонок растет,
съел одного сверчка
Бегония умирает
4 сентября В аквариум поселены
еще два сверчка. Теперь
их в экосистеме 11;
мушки чувствуют себя
хорошо
Убрана отмершая
бегония; взамен посажен
плющ.
Трава подстрижена
ножницами
5 сентября Сменена лампочка.
Новая — тоже сто ватт
Поливка.
Все растет хорошо!
Следя за тем, как
приспосабливаются обитатели
экосистемы к совместной
жизни, вы сами убедитесь в
том, что уже известно
ученым: каждый обитатель,
живя сообразно со своими
привычками, тем не менее
содействует существованию
и процветанию своих
соседей, собратьев по
экосистеме. А вы можете
управлять этим маленьким
миром.
Вы, наверное, читали
сказку А. Сент-Экзюпери
«Маленький принц» и
знаете: каждый в ответе за тех,
кого он приручил.
Помните об этом!
Клуб Юный химик
объявляет очередную операцию под
названием «ЭКОСИСТЕМА».
Ваша задача: построить
экосистему так, как здесь
описано, или по-другому,
самостоятельно;
поддерживать в ней жизнь и следить
за ее развитием. Вести
дневник наблюдений. Срок
операции — до 15 марта
1981 года: для опытов вам
потребуется несколько
месяцев.
Когда экосистема станет
устойчивой, а интересных
наблюдений наберется, на
ваш взгляд, достаточно,
просим прислать ваш дневник
или его копию в редакцию.
В письме не забудьте
указать свое имя, фамилию,
точный адрес, школу и
класс, а на конверте сделать
пометку: операция
«Экосистема».
На изучение ваших
наблюдений потребуется немало
времени, так что итоги
операции и имена победителей
будут названы спустя
некоторое время. Победят те,
кто проявит больше
наблюдательности и внимания к
своим питомцам.
Желаем успеха!
Кп t> ^НЫИ ХИМИК
75
Книги
Учить,
а не переучивать
М. БАТАРЦЕВ,
е. зявлов
Для человека, имеющего
дело с настоящей
современной наукой, чтение
школьного учебника по химии
всегда оказывается
сентиментальным путешествием в
прошлое. В какой-то
степени это неизбежно:
учебник вечно гоните я за
современными знаниями —
и никогда их не догоняет.
Но каковы допустимые
пределы отставания
школьного курса от уровня,
достигнутого наукой?
Двадцать лет? Тридцать?
Пятьдесят? Или все сто?
Классические гипотезы,
сформировавшиеся в
прошлом веке, обладают
соблазнительной для педагогов
наглядностью и
предметностью. Но одни из этих
гипотез безбожно устарели,
а другие попросту
отвергнуты. И тем не менее
нынешний школьный курс химии
начинается именно
ветхозаветной классикой.
Увы, пренебрежение
истиной во имя наглядности —
дело не такое уж
безобидное. Говорят, что
геоцентрическая система
мироздания была придумана
Клавдием Птолемеем вовсе ие
потому, что он был твердо
убежден, будто Земля —
центр мира.
Александрийского ученого совратила
возможность построить
наглядную модель, с
помощью которой можно
Н С. Ахметов,
Л. М. Кузнецова.
Неорганическая кимия. Пробный
учебник дпя 7 класса. М.,
«Просвещение», 1978;
Н. С. Ахметов.
Неорганическая химия. Пробный
учебник дпя 8 класса. М.,
«Просвещение», 1979.
легко обучать молодежь
азам астрономии. А
результатом оказалась задержка
научного познания вселенной
на полторы тысячи лет.
Конечно, прегрешение
Птолемея (если предание
правдиво) — достояние
истории: в наше время
упрощение наук не доходит
до таких крайностей. И все
же ученик нынешней массовой
школы лишь к сер ед и н е
восьмого класса узнает о
том, что химическая, связь
образуется в результате
перекрывания электронных
оболочек атомов. К этому
времени ои успевает
немало узнать о кислороде,
водороде, об основных классах
неорганических
соединений, но, естественно, без
всяких электронов. И на этом
самом уровне XIX века
существенная часть химии
остается навеки в голове у
человека, если он
позднее не станет изучать
современную науку о веществах
и их превращениях в вузе
или в техникуме.
Но не только в
электронах дело. Такие важнейшие
для современной химии
категории, как
термодинамика и кинетика, в курсе
восьмилетки практически не
упоминаются, хотя, не зная
этих разделов, нынче
трудно читать даже
научно-популярные издания.
Можно надеяться, что в
скором времени положение
изменится к лучшему:
издательством «Просвещение»
выпущены новые учебники
неорганической химии для
седьмого и восьмого
классов. Порядок изложения
материала в них может
порадовать глаз
профессионального химика:
электронные представления вводятся
в седьмом классе, до
изучения каких-либо конкретных
соединений; химическому
равновесию посвящены не
три странички, как в ныне
действующем учебнике, а
целый добротный раздел.
И кинетика есть, и
термодинамика, и многие понятия, без
которых в наши дии
обойтись невозможно.
Разумеется, первый
вопрос, который приходит в
голову даже горячему
стороннику
модернизации школьного курса,— не
трудновато ли придется
ученикам и педагогам? Не
слишком ли крутой поворот
предлагается? Этот вопрос
мы наряду с другими
обсудили с одним иэ авторов
нового курса химии для
средних школ
профессором Казанского химико-
технологического
института Н. С. Ахметовым.
Что побудило Вас, лреподавате-
ля вуза, взяться за работу над
учебникамн хнмни для средней
ш кол ыУ
В институте общую и
неорганическую химию изучают
первокурсники, то есть
вчерашние школьники. А все
недостатки школьного
образования особенно заметны
именно на первом курсе:
в частности, один из
основных недостатков знаний
по химии проявляется в
том, что нам приходится не
столько учить студентов,
сколько их переучивать.
В традиционном школьном
курсе все подчинено ие
столько логике
современных знаний, сколько
истории науки. То есть сначала
то или иное понятие
вводится предельно упрощенным
или даже неверным — так,
как оно было
сформулировано лет сто назад. А
затем, когда ученик его
усвоит, ему объясняют, что в
действительности все
обстоит иначе. То есть каждый
школьник за три года
повторяет тот путь, который
химическая наука прошла
за все время своего, так
сказать, сознательного
существования. При этом,
естественно, в памяти
ученика непроизвольно
остаются многие исторические
предрассудки, мешающие
правильному усвоению
современного материала.
Вся новейшая химия
основана на квантово-механи-
ческих, структурных,
термодинамических и
кинетических представлениях. По
моему мнению, эти
фундаментальные знания
необходимо давать с самого
начала так, как они
трактуются современной наукой, и
лишь когда эти знания ус-
Н САХ МИТОе. Л.М.КУЗн£Ц0в*
ХИМИЯ
76
воены, можно пояснять их
историческую эволюцию:
ведь правильно понять
прошлое можно только с
точки зрения сегодняшнего
дня.
Такой подход к премодананию
химии противоречит. однако,
принятым методическим
канонам. Нет лн тут опасности
совершить педагогическую
ошибку?
Мы не должны приносить
науку в жертву
педагогической методике, которая
подчас оказывается весьма
рутинной. Например, почему-
то считаете я, что в ионной
форме уравнения
химических реакций могут
составлять только ученики девятых
классов. Но ведь еще в
седьмом классе в курсе
физики даются основные
понятия теории
электролитической диссоциации
Иначе говоря, дело ие в
канонах, а в том, чтобы
понятно для детей
объяснить тот или иной
химический закон. Нужно искать
слова и образы,
позволяющие излагать современные
знания в общедоступной
форме — вот в чем должен
заключаться главный
методический принцип. Это
трудно, но вполне
осуществимо.
Скажем, каждый химик
помнит, с каким трудом ему
давалось в вузе понятие
«энтропия». Но сейчас мы
успешно учим ему
школьников. Как мера
беспорядка энтропия сразу же
становится привычным понятием,
и дети, придя в школу,
обсуждают между собой,
сколь высок был утром в
троллейбусе энтропийный
фактор...
Преподавание химии н
историческом плане приучает дегей к
мьк 1и о том. что и сегодняшние
знания не абсолютны. Не
приведет ли обучение с первых шагов
основам современного знания
к тому. чт»« v школьника, a ла-
тем студента и специалиста
создастся впечатление, что
современный уровень представляет
собой абсолютную истину и не
нуждается в дальнейшем
развитии:*
Я уже говорил, что
историю — в том числе и
историю науки — можно понять
лишь с современной точки
зрения. Но давая даже
самый новый материал, то и
дело приходится
оговариваться, что сегодняшний
уровень знания тоже не
позволяет все объяснить до
конца. Скажем, та же
квантовая механика не может
объяснить всех явлений,
связанных с валентностью.
Но лучше дать школьнику
представление об атоме
как сложной и еще не
вполне понятной системе,
чем как о простой,
понятной и совершенно неверной
модели.
Школьная химия, к
сожалению, всегда была
предметом, в котором главное —
не логика, а зубрежка. Об
этом говорит хотя бы то,
что все, кто плохо учился
по химии, вспоминают
потом, что не любили этот
предмет, в то время как
все, не успевавшие,
скажем, по математике,
говорят, что не понимали ее.
Это — прямое следствие
традиционного построения
курса х имии, следствие
того, что при ее изучении
удел яется слишком мало
внимания ответам на
вопросы «как» и «почему».
ОТ РЕДАКЦИИ
Разумеется, это пока
эксперимент учебники-то
пробные. Возможно, кое-что в
них придется уточнять и
дорабатывать. В частности,
по юступности и
увлекательности изложения off и,
пожалуй, пока не
превосходят проверенный учебник
Ю. В. Хсмакова. Д." А. Эп-
игтейна и П. А. Глориозо-
ва но ведь ему
свойственны принципиальные
недостатки, о которых уже
говорилось. Поэтому
можно предполагать, что в
ближайшем будущем курс
химии без ненужных
повторов, без пересказа
архаических гипотез найдет себе
дорогу в массовую школу.
И подросткам он,
возможно, покажется более
логичным и потому даже более
легким. Не любят они
неосмысленной зубрежки,
зато ценят, когда с ними
разговаривают всерьез.
Тяжелее придется взрослым
как учителям, так и
родителям, помогающим своим
чадам одолевать
премудрость химии.
Что же, наука не стоит
на месте, и школе иной раз
приходится учить не
только детей, но и их
просвещенных родителей... И разве
это плохо?
Н.С. А • 4 М О В
t
■-+>'
ИИГиШПИКАЯ <£р
ХИМИЯ О
Как встретили школьные
преподаватели новый курс? Ведь
сами оин учились по старым
учебникам и приучены так же
учить и своих учеников.
Новый курс принят как
экспериментальный в
нескольких московских школах.
Действительно, сначала
педагоги встретили его
настороженно. Однако после
нескольких специальных
занятий эта настороженность
исчезла, и сейчас обучение
идет вполне успешно
Правда, о практических
результатах этого эксперимента
пока еще говорить рано.
77
Научней ф пи.,лор
Гидродинамика
толпы
pgz+p+p— = const.
Уравнение Бернулли
Применять матемвтику к
любым явлениям, в том числе
и ие имеющим к ней
никакого отношения, стало
признаком хорошего научного
тоиа. Подобное желание
появилось и у меня; однако,
не в пример некоторым, я
остановился на проблеме, не
терпящей отлагательств.
Каждодневное учвстие в
посадках, высадках и
пересадках с транспорта на
транспорт нввело меня на мысль
о сходстве потоков людей и
жидкости. Ознакомление с
литературой показало, что
этв мысль не новв:
«...подобно широкому и могучему
потоку неслась толпа...»
(А. Толстой), «... от этих рек
(людей.— И. Г.) отделялись
ручейки и вливались...»
(М- Булгаков). Однако
цитируемые авторы не привели
математического описания и
тем более не пы твлись
использовать свои наблюдения
в практике.
Казалось бы, движение
можно описать тривиальной
формулой s=vt. Но при этом
молчаливо предполагается,
будто vTO„nw=v4#no„Ke, а из
опыта ясно, что это не твк.
Когда людей много,
образуется новое качество, и у
этого качества должны быть
свои законы.
Приняв аналогию толпа —
жидкость, воспользуемся
законами гидродинамики.
Рассмотрим уравнение
Бернулли, которое применительно
к новым обстоятельствам
будет называться уравнением
Гончарова—Бернулли. Свою
фамилию я поставил на
первое место потому, что
уравнение в старой форме теряет
актуальность: его
использовали большей частью,
описывая движение воды в
трубах, что в настоящее время
наблюдается далеко не
всегда, особенно ив верхних
этажах.
Немало полезного можно
почерпнуть уже из
одномерного варивнта урввнеиия,
когда первый его член,
учитывающий перепад высот
(на лестницах, эскалаторах,
подножках автобусов и т. п.),
выбрасывается:
р+Ру = const.
Очевидно, что при росте
скорости давление падает
(на этом, кстати, основано
действие водоструйного
насоса). В нашем случае вывод
будет таким: при втекании
толпы в отверстие
образуются зоны всасывания. Это
подтверждено
многократными экспериментами.
Например, в метро: достаточно
выбрать правильное место нв
платформе, и вы без
всяких усилий оказываетесь в
вагоне. Порою сила всасывания
такова, что ноги отрываются
от земли. Люди же
неопытные стоят до второго,
иногда и до третьего
пришествия поезда.
Схема явления приведена
на рис. 1. Из уравнения
сплошности F,v, —F2v2 (где
F — сечение) следует, что
v2>v,, значит, р2<Рс
Разность давлений приводит к
тому, что образуются две
зоны: всасывания (А) и
застоя (В).
Если скорость
существенно возрвстет, то давление
может упасть настолько, что
нвчнется разрежение потока
и образование в нем пустот;
в гидродинамике это явление
называется кавитвцией и
обычно бывает вредным.
Кавитацию в толпе следует
считать полезным явлением.
В частности, на границе двух
противопотоков (например, в
переходах метро), где
относительная скорость велика,
а давление мало,
образуется свободное пространство,
позволяющее отдельным
индивидам развивать
значительную скорость.
Далее обратимся к
модификации уравнения
Гончарова — Бернулли, с
дополнительным слагаемым Арм.с.
означающим потери
давления на местные
сопротивления:
v2
P+Q-2"+ApMC.=const.
Совершенно ясно, что при
росте Армс. скорость, а
следовательно, и пропускная
способность человекопрово-
да уменьшается. Ради этого
у стадионов и станций метро
в часы «пик» устраивают
длинный узкий проход,
огороженный с обеих сторон
барьерами (рис. 2). Тогда
возникают потери давления
по длине: Дрмс =kL, где
к — коэффициент
пропорциональности.
Могу предложить не
менее эффективный способ:
вбить перед входом лес
столбов на расстоянии 0,5—
0,7 м (рис. 3). Или высадить
деревья с тем же
интервалом. Последнее с
эстетической точки зрения
предпочтительнее.
На первый раз
достаточно. Наблюдательный
читатель сам найдет и новые
приложения теории, и другие
примеры, подтверждающие
ее справедливость. Хочу
лишь отметить, что здесь
вскрыта то ль ко часть яв ле-
ния; для более глубокого
понимания следует решить
обобщенное
дифференциальное уравнение ... — На-
вье — Стокса (вместо точек
свою фамилию поставит
будущий автор). Что же до зна-
^ •
чения эквивалентной
плотности толпы р, то я его не
раскрою,- в противном случае
все станут ездить научно и
конкурентов не оберешься.
В заклю чение выражаю
признательность
участникам эксперимента — всем
жителям Москвы,
рискующим ездить в часы «пик».
И. ГОНЧАРОВ
консультации
КАК ОТБЕЛИТЬ
ПЧЕЛИНЫЙ ВОСК
Я давно ищу способ отбелки
пчелиного воска для
живописных и реставрационных
работ, но безуспешно. Может,
вам он известен!
Р. Зейнапов,
Баку
Прежде всего, воск должен
быть очище-н от механических
примесей. Для этого куски
воска надо поместить в
эмалированную кастрюлю, туда
же налить воду — 4 л на 1 кг
воска — и
нагреть-содержимое кастрюли до полного
расплавления воска. Затем,
когда масса остынет, воду
слейте и удалите грязь,
которая скопилась снизу
застывшего воска. Если он очень
загрязнен, всю операцию
необходимо повторить.
Подготовленный таким
способом воск следует
измельчить в стружку. Килограмм
стружки залейте 1,5 л 3%-ного
водного раствора едкого кали
и 0,5 л 30%-ного раствора
перекиси водорода (едкий натр
для отбелки применять
нельзя — воск получается желтый
и очень твердый). Смесь надо
нагреть, постоянно
помешивая, до температуры не выше
50°С; при этом масс* сильно
пенится. Когда содержимое
кастрюли приобретет белый
цвет и однородную сметано-
образную консистенцию,
подогрев прекратите и
осторожно прилейте к смеси,
помешивая ее, заранее
приготовленный водный раствор
серной кислоты A мл серной
кислоты удельного веса 1,84
на 30 мл воды). Сметанообраз-
ная масса разрушится, весь
воск соберется в комок.
Теперь воду надо слить. Комок
воска должен быть белого
цвета; если он
светло-желтый, отбелку повторяют.
Отбеленный воск надо
полностью отмыть от кислоты. Для
этого добавьте в кастрюлю
с воском трехкратное
количество воды и нагрейте,
помешивая, до полного
расплавления воска. Но долго
кипятить воду нельзя, потому что
воск может частично
разрушиться, снова пожелтеть,
теперь уже полностью отбелить
его не удастся. Когда
содержимое кастрюли остынет,
промывную воду необходимо
слить, потом снова заполнить
кастрюлю водой, нагреть до
расплавления воска и так
далее. Промывают до тех пор,
пока промывные воды не
будут иметь нейтральную
реакцию. Обычно для этого
достаточно 5—6 промывок.
Для того чтобы удалить из
воска поглощенную им воду,
его надо снова расплавить
в фарфоровой чашке (или
эмалированной миске) на
водяной бане, затем остудить и
тщательно обтереть
фильтровальной бумагой. Снова
поместите воск в чашку (сухую,
конечно), снова расплавьте,
охладите, оботрите. Не
пытайтесь ускорить застывание
воска, помещая чашку,
скажем, в холодную воду, воск
от этого получится рыхлый и
будет лучше удерживать
влагу; чтобы от нее избавиться,
потребуется больше времени.
Очищенный и осветленный
таким способом пчелиный
воск отвечает всем
требованиям, которые предъявляют
к нему художники и
реставраторы.
79
Архив
Талант
задавать вопросы
Жизнь этого человека не была богата событиями. Родился в 1844 году в
Витебской губернии. Окончил в Москве кадетский корпус. Семь лет служил на Кавказе
артиллерийским прапорщиком. Затем вышел в отставку и к 27 годам окончил
экстерном Технологический институт в Петербурге. Потом работал на железной
дороге. Начал со скромной должности мастера и постепенно дослужился до
начальника ремонтных мастерских Московско-Брестской дороги. В 1894 году был
приглашен в Петербург управлять Невским механическим и судостроительным
заводом. Скончался в 1902 году
Обычная биография толкового инженера, человека уважаемого, но за воротами
завода или мастерской мало кому известного,— вот что подумает читатель и
окажется не прав, потому что имя Ивана Осиповича Ярковского знали почти все
крупнейшие ученые мира.
В 1887 году он разослал им триста экземпляров своей книги «Всемирное
тяготение как следствие образования весомой материи внутри небесных тел.
Кинетическая гипотеза». И получил сочувственные отзывы от доброй половины
адресатов, в том числе от Менделеева, Крукса, Таммана. Это само по себе может
служить неплохой рекомендацией: ученые редко принимают всерьез сочинения о
глубинных проблемах мироздания, написанные неспециалистами. Но лишь в наше
время стало видно, сколько вопросов, актуальных по сей день, удалось поднять
в этой книге, последнее издание которой увидело свет в 1912 году.
«Нет причины полагать, что атомы единственно потому, что они чрезвычайно
малы, будут подчиняться другим каким-либо законам, отличающимся от тех, о
которых нам говорит механика»,— написано в книге Ярковского, и наивно было бы
требовать, чтобы он предугадал еще и квантовую механику. Напомню: второе
издание книги, по которому цитируются приведенные ниже отрывки, увидело свет
в 1889 году, еще не открыты были ни электроны, ни кванты. Однако
предположения о том, что атомы не обязаны быть неделимыми, как говорится, носились в
воздухе. Об этом писали и Бутлеров, и Крукс, и многие другие.
Ярковский пунктуально ссылается на своих предшественников, но тезис о
делимости атомов разрабатывает с последовательностью, какой никто из них не
достигал.
Итак, берем старый добрый ньютоновский мир, целиком подвластный законам
классической механики, и изменяем в нем только одно: допускаем делимость
атомов на более простые частицы. Из этого следует...
Человек робкого десятка, конечно, никогда не дерзнул бы высказать сразу
столько рискованных, опережающих свое время гипотез, сколько их есть в книге
Ярковского. В приведенных здесь отрывках при желании можно усмотреть описание
радиоактивного распада, ядерного оружия, нейтрино... Было бы натяжкой
утверждать, что Ярковский все это предвидел, но кто станет отрицать, что такого
рода выкладки в истории науки не раз стимулировали постановку экспериментов,
действительно приводивших к открытиям фундаментального значения. А
предположение о том, что периодичность в свойствах элементов определяется
сходством атомных структур, содержащих либо четыре, либо десять частиц, которые
так и хочется назвать элементарными? Не эта ли идея, также, вероятно, вошедшая
в арсенал «носящихся в воздухе», позднее породила гипотезу периодического
строения электронных оболочек? И все же главная гипотеза у него была одна,
а остальные—это ее следствия, выведенные автором с неумолимой логикой
инженера. Эти следствия, впрочем, касаются дел отнюдь не мелочных: Ярковский
говорит о взаимном превращении элементов, об эквивалентности материи и
энергии... Все это выводится из предположения о существовании в космосе
материального эфира, состоящего из предельно малых частиц, проникающих сквозь любую
«весомую материю».
Ярковский приписывал частицам эфира способность срастаться при достаточном
давлении в атомы обычных элементов. Он считал, что в центре Земли (и
других небесных тел) такое давление достигается — его обеспечивает эфир, со всех
сторон проникающий сквозь ее поверхность. Поэтому масса небесных тел должна
постоянно расти. В этом и состояла его «кинетическая гипотеза», связывавшая
гравитацию с непрерывным всасыванием «эфирного газа» через поверхность лю-
80
бого небесного тела. Из этого выводилась и формула закона всемирного тяготения,
которая отличалась от ньютоновской переменным значением коэффициента
пропорциональности, называемого в учебниках гравитационной постоянной.
Кроме того, в книге обсуждались оригинальные гипотезы эволюции звезд,
земного магнетизма, вулканической деятельности и — в отдельной главе—вопрос
«можно ли считать мировое пространство пустым?»
Опыт Майкельсона, опровергший существование «эфирного ветра», был
только что поставлен и не до конца осмыслен; многие отцы новейшей физики
либо еще не родились, либо ходили в коротких штанишках — а неумолимая
логика мало кому известного (до издания книги) русского инженера выдвигала
вопросы, решение которых наука ищет по сей день. Так, вопрос о свойствах
межзвездной «пустоты» обрел новое звучание лишь в этом году — вспомните обошедшие
все газеты сообщения об успешном измерении массы нейтрино. Долгим и отнюдь
не прямым оказывается путь к решению вопросов такого масштаба, и далеко
не в буквальном смысле сбываются прогнозы тех, кто размышлял о них в
прошлом. Но все же в истории науки должно находиться место не только для тех,
кто находит решения, но и для тех, кто ставит вопросы.
А. МАРКОВ
О первичной
материи
и элементах
И. О. ЯРКОВСКИЙ
Вместо того, чтобы спрашивать
доказательств сложности элементов, я
попросил бы доказательств того, что они
суть тела неразложимые.
Еще весьма недавно некоторые из
металлов (железо, платина) не поддавались
плавлению, но ведь никто на основании
этого не утверждал, что платина не
может быть получена в жидком состоянии,
понимая, что температура, которая
получается в наших печах, недостаточна.
Последствия оправдали такое
положение.
То же можно сказать о превращении
металлов в пар. Почему же, когда дело
идет об элементах, большинство
химиков считают чуть не ересью признание
их за тела сложные?
В пользу сложности элементов
имеются хоть какие-либо косвенные
доказательства, в пользу же того, что они
неразложимы, собственно говоря, не
имеется ровно никаких.
Как мы видели выше, наше первичное
вещество, состоящее из атомов*,
скрепленных между собою скрытою
напряженною энергией, распадается на
маленькие кусочки, имеющие некоторую
определенную и притом, так сказать,
кристаллическую форму.
* Имеются в виду «простейшие» атомы, из
которых состоят составные атомы
(«кристаллики «молекулы») элементов — А. М.
Один такой кристаллик может
отличаться от другого, и это различие
между ними зависит от трех переменных,
именно:
1. Количества первичных атомов,
составляющих его, то есть от его
величины — массы.
2. От той формы, в которую
сгруппировалось известное количество
атомов, и наконец:
3. От количества той скрытой энергии,
которая, так сказать, вложена в атомы,
его составляющие. Очевидно, что эти
три фактора могут обусловливать
различие между физическими и химическими
свойствами кристалликов или молекул
химических тел.
От первого условия, то есть числа
составляющих кристаллик атомов, зависит
81
его вес и все прочие свойства, которые
находятся в связи с весом, как-то:
плотность пара, теплоемкость и проч.
Понятно, однако, что одно и то же
количество первичных атомов может быть
сгруппировано в различные формы.
Форма кристаллика, то есть
группировка атомов, может обусловливать его
химические свойства, как это и признается
в настоящее время химиками, а потому,
при одинаковом весе кристаллика, от
различной группировки составляющих
его атомов могут получиться тела
различных свойств, то есть, другими
словами, могут получиться тела, имеющие
различные свойства при одинаковом *
атомном весе.
Наконец, одна и та же форма может
повторяться, различаясь только числом
входящих в ее состав атомов,
различаясь линейными размерами. Раз мы
допускаем, что различие свойств зависит
от формы кристаллика, то одинаковой
формы кристаллики должны дать тела,
обладающие если не вполне
одинаковыми, то схожими свойствами; в этом, мне
кажется, мы легко можем усмотреть
известное сходство между телами с
различным атомным весом и таким
образом найти почву для периодической
системы элементов, созданной проф.
Менделеевым.
На этом последнем пункте я считаю
необходимым несколько остановиться.
Как я имел уже случай упомянуть,
проф. Менделеев принадлежит к числу
противников единой материи. По
поводу этого вопроса он выражается так:
«Так как периодический закон,
опираясь на твердую и здоровую почву
опытных исследований, создался совершенно
помимо какого-либо представления о
природе элементов, не вытекает вовсе
из понятия об единстве их материи,
исторически с этим остатком
классических мучений мысли вовсе не ев язан,
то в периодическом законе столь же
мало видно указаний на единую
материю и на сложность наших
элементарных тел, как и в законностях Авогад-
ро — Жерара, или хотя бы в законе
теплоемкости, даже в выводах самой спект-'
рос коп ии. Их никто из адептов единой
материи не постарался объяснить на
основании мысли, взятой из той глубокой
древности, когда находили удобным
признавать много богов, но единую
материю».
Я вынужден принять на себя
странную роль — именно защищать
периодический закон от несправедливых
нападок его творца, старающегося сузить
его значение. Периодический закон не
только не противоречит единству
материи, но, мне кажется, напротив,
составляет один из самых веских аргументов
для подтверждения действительного ее
существования.
Действительно, если допустить, что
каждый из элементов существует сам по
себе, независимо друг от друга,— где
же искать причины той связи, которая
так ясно проявляется в периодической
системе проф. Менделеева и которая
так блистательно оправдалась
открытием элементов (галлия, германия и
скандия), им предсказанных? Как объяснить
возможность предсказать
существование неизвестных элементов, если между
ними нет связи, нет соотношения? Но
если это соотношение существует, то в
чем же оно может заключаться? Мне
кажется, яснее всего эта связь может
объясниться единством той материи, из
которой построены молекулы всех
элементов. И действительно, я указал уже
выше, что от формы молекулы зависят
химические свойства тела,— это
признается в настоящее время химиками. Если
вы захотите построить из атомов
первичной материи более сложные
молекулы, то вы будете иметь в вашем
распоряжении известное число форм
для определенного числа атомов. Из
4, например, атомов вы можете создать
очень немного форм, из которых будет
одна только (в виде тетраэдра)
устойчивее всех остальных. Подобной формы из
5, 6, 7, 8 и 9 атомов вы устроить не
можете; она может появиться только
при 10 атомах. Форма молекулы будет
та же, но только линейные размеры
будут другие; но так как от формы
молекулы зависят физические и химические
свойства тела, то, очевидно, тело,
составленное из десятиатомных молекул,
будет иметь схожие свойства с телом,
состоящим из четырехатомных молекул.
Разве в этом не видна причина
периодичности? Это допущение также ясно
объясняет, почему веса элементов, при
переходе от одного элемента к
другому, не представляют постепенного
перехода (подобно непрерывной функции),
а изменяются скачками. Из всего
вышесказанного, мне кажется, ясно, что
периодический закон проф. Менделеева
может служить одним из лучших
подтверждений подобного строения
молекул и таким образом доказать
возможность именно той идеи, против которой
восстает творец этого закона.
Возвращаясь к нашей первичной
материи, заметим, что каждый кристаллик
неделим, в том смысле, что если он
82
раз будет разделен, то части, на
которые он распадается, будут уже иметь
другой вес, другую форму, иное
количество потенциальной энергии, а
следовательно, будут обладать совершенно
другими свойствами, чем те, которыми
обладал первоначальный кристаллик.
Подобная неделимость не мешает ему,
однако, быть телом сложным,
способным разлагаться. Так как первичные
атомы в сложном кристаллике связаны
между собою скрытой энергией,
имеющей совершенно определенное
напряжение, то понятно, что всякий
кристаллик может быть разбит или на более
мелкие кристаллики, или же даже на
первоначальные атомы, которые одни
предполагаются нами неделимыми.
Причиною такого распадения может
быть сила удара самих кристалликов
при взаимном их столкновении. Если
форма кристаллика малоустойчива, то
достаточно удара незначительной силы
для того, чтобы кристаллик уже
распался на бо.лее мелкие составные части.
Таковы должны быть кристаллики
сложных тел, разлагающихся при низкой
температуре.
Я связываю здесь силу удара с
температурою, потому что теплота, как нам
известно, есть только проявление
движения молекул вещества. По ней мы
можем судить о скорости движения этих
молекул, об их энергии (живой силе),
а следовательно, и о силе удара.
Другие кристаллики, обладая более
устойчивой формою, для своего
распадения требуют более сильного удара,
то есть более сильной температуры.
Но в наших лабораториях, печах и пр.
мы имеем возможность достигнуть
только известных, определенных
температур; другими словами, мы можем
сообщить материальным частицам только
известную скорость. Если бы в природе
нашлись такие кристаллики, форма
которых была бы настолько устойчива, что
для его раздробления требовалась бы
живая сила, большая, чем та, которую
может дать находящаяся в нашем
распоряжении температура, то, очевидно,
таких кристалликов мы бы не имели
возможности разбить на части. Они
были бы в наших глазах неразложимы, то
есть казались бы именно такими,
каковыми мы себе представляем в
настоящее время химические элементы.
Дайте высшую температуру в наше
распоряжение — и, может быть, все
элементы или по крайней мере некоторые
из них разложатся и образуют новые,
нам не известные элементы, с меньшим
атомным весом. Спектральный анализ
солнца как будто подтверждает
справедливость этого заключения.
Некоторые из элементов там не существуют,
но на их месте мы можем допустить
существование гелия и других, которые
бесспорно имеют меньшие атомные
веса.
Как мы видим, этими допущениями
устанавливается связь между сложными
телами и элементами. Сходство
элементов со сложными радикалами
превращается в тождество. Все различие между
теми и другими заключается в том, что
сложные радикалы менее устойчивы и
наши средства достаточны для их
разложения, между тем как устойчивость
элементов гораздо больше, и для их
разложения требуются средства,
которыми мы, по крайней мере в настоящее
время, не располагаем. Если бы такие
средства имелись в нашем
распоряжении, то, по всей вероятности, многие из
элементов поддались бы разложению и
были бы низведены на степень сложных
радикалов. Что бы они дали при своем
разложении: те ли же самые элементы,
которые нам известны, или же новые,
нам не известные тела,— судить,
конечно, трудно; однако та явная
зависимость, которая существует между
атомными весами многих элементов, мне
кажется, дает нам право предполагать, что
результатом разложения были бы во
многих случаях знакомые нам тела.
Гипотеза Праута хочет создать все
элементы из одного вещества водорода; Кларк
производит их из некоторого другого
тела, имеющего половинный атомный
вес. Нет ли возможности допустить еще
иной гипотезы? Представьте, что
основных тел, из которых составились все
элементы, не одно, а несколько; это не
водород, не гелий, а оба вместе, или даже,
может, 3—4 таких тела, которые одно в
другое переходить уже не могут, то
есть из кристаллика одного из них
никаким разложением вы не можете
получить кристаллика другого тела.
Предположите, например, что кристаллик
одного тела имеет вид тетраэдра, другого —
куба и третьего — октаэдра и т. д.
Очевидно, что из тетраэдра вы не составите
куба и, обратно, куб вы не разобьете
на тетраэдры без остатка. При этих
условиях между атомными весами этих тел,
равно как и между их производными,
не может быть кратности отношений. Но
атомы этих тел могут соединиться
между собою (с себе подобными атомами);
в этом случае они дадут атомный вес,
кратный первоначальному по закону
Праута. С другой стороны, возможно
83
соединение нескольких кристалликов
одного вида с несколькими
кристалликами другого. В этом случае не будет
существовать кратности атомного веса
ни с первым основным кристалликом,
ни со вторым. Если атомный вес
первого основного элемента обозначим через
а, а второго через Ь, то атомный вес
происшедшего тела будет кратным
na+mb. Вспомним, что эта формула
послужила основанием к водворению
правильного взгляда на органическую
химию; не может ли она служить ключом
и к разгадке зависимости между
атомными весами элементов? Мысль эта
находит себе подтверждение в работах
Дюма, о которых я здесь
распространяться не буду, но на которые
следовало бы обратить большее внимание.
Высказанное предположение, что в
основе образования элементов может
находиться не одно какое-либо тело,
как водород, гелий и проч., а
несколько таких тел, из которых одно не
может перейти в другое, нисколько,
однако, не заставляет предполагать, что эти
основные кристаллики неразложимы;
напротив, кристаллики всех этих
основных тел, сколько бы их ни было,
должны быть разложимы, но их
конструкция настолько проста, что они
разлагаются уже на атомы первичной материи.
Все изложенное здесь высказано,
впрочем, мною лишь.в виде
предположения для того, чтобы показать
возможность воспроизвести все разнообразные
виды весомой материи из атомов одной
первичной, атомов, не обладающих
никакими особыми свойствами, кроме тех,
самых простых, которые признаются
всеми как действительно присущие
материи.
Гипотеза эта, казалось бы, довольно
хорошо объясняет требуемое, она
может быть признана возможной; но
всякая гипотеза может иметь значение
только тогда, когда она дает средства
произвести ее проверку. Возможность
проверить гипотезу дает ей более прочное
основание и большую вероятность.
Посмотрим, нет ли средства каким-либо
образом проверить опытным путем то,
что я здесь изложил.
Первичная материя, протил или, если
вам угодно, эфир, состоит из таких
мелких частиц, что они проникают через
поры всех тел, которые мы называем
весомою материей и которые мы
имеем в нашем распоряжении, а потому
уловить эту материю, заключить ее в
непроницаемый сосуд и
экспериментировать над нею мы очевидно не можем.
Мы навсегда должны отказаться от
мысли уловить и уплотнить ее.
Материя не исчезает, а только
переходит из одного вида в другой. Однако
этот закон обнимает только то, что мы
называем весомою материей. Если в
настоящее время при какой-либо
химической реакции вес тела увеличился или
уменьшился, то подобное явление
должно быть приписано тому
обстоятельству, что тело или поглотило часть
материи из окружающей среды, или же
выделило в эту среду часть материи, его
состав л яющей.
С другой стороны, закон неисчезае-
мости энергии не допускает
возможности исчезновения без следа этой энергии
без того, чтобы она не произвела
какой-нибудь работы, то есть без того,
чтобы она не превратилась в какое-либо
другое движение или в энергию
положения. С точки зрения моей гипотезы
эти два закона получают новое
освещение, и даже между ними появляется
некоторая связь. Вся энергия природы
заключается в энергии, которою
обладает эфир.
Все то, что мы называем весомою
материей, есть не что иное, как тот же
эфир в уплотненном виде, кинетическая
энергия которого превратилась в
скрытую. Если бы мы пожелали
суммировать всю энергию в мире, мы должны
были бы сверх всей кинетической
энергии, проявляющейся в движении масс,
в виде теплоты, света и проч., принять
еще во внимание всю весомую материю,
представляющую, по моим понятиям,
запас кинетической энергии в скрытом
состоянии.
С другой стороны, если бы мы
хотели суммировать всю материю природы,
то, кроме материи весомой, мы должны
были бы принять во внимание и весь
эфир, который хотя и не поддается
анализу наших чувств, но который
проявляется в виде света, теплоты и проч. и
который представляет совершенно
такую же материю, как и та, которую мы
называем весомою. Из этого легко
усмотреть ту связь, которая существует
между материей и энергией.
Если бы мы имели возможность
воспроизвести полное разложение
известного количества вещества, то
одновременно с этим известное количество
скрытой энергии, освободившись от
связывающих ее уз, проявилось бы в
виде кинетической энергии.
Напротив, если бы мы имели
возможность произвести уплотнение эфира до
полного предела, мы так сказать
присутствовали бы при исчезновении
известного количества осязаемой для
84
нас энергии и нарождении вещества,
не существовавшего прежде для
органов наших чувств. Отсюда очевидна
связь, существующая между веществом
и энергией.
С этой точки зрения вещество может
быть рассматриваемо как сгущенная
энергия и, обратно, энергия — как
диссоциированное вещество. Как видит
читатель, моя гипотеза расширяет понятия
двух выше приведенных законов.
В сущности вещей, составляющих
физический мир, все сводится к эфиру или
протилу, обладающему движением.
Из него должны исходить все наши
понятия как о веществе, так равно и об
энергии.
Вместо эпилога
Been ротик ающие «атомы
эфира», о свойствах
которых век назад размышлял
Иван Осипович Ярковский,
современному читателю
невольно напоминают
нейтрино. Известно, что
эти частицы, способные
участвовать только в слабых,
а также гравитационных
взаимодействиях,
полностью инертны к
взаимодействиям
электромагнитным или сильным. Поэтому
они отличаются невиданной
проникающей способностью,
спокойно проходя, скажем,
сквозь планеты, так что
зафиксировать их — не
измерить массу, а только
обнаружить — одна из
сложнейших задач
экспериментальной физики.
Детектор нейтрино —
огромная цистерна с тетрахлор-
этиленом, в котором эти
частицы иногда, с очень
малой вероятностью,
вызывают ядерную реакцию
превращения хлора в аргон.
Но для измерения массы
нейтрино такой детектор
не пригоден, да и вообще
трудно вообразить ее
прямое измерение.
Даже такой логичный
прием, как вычитание
энергии электронов,
выделяющихся при бета-распаде
трития, из общей энергии
этого процесса, * не
проходит, так как погрешность
измерений энергии не
удается Сделать меньше двух-
трех десятков электрон-
вольт. А масса нейтрино,
образующихся в этом
процессе параллельно с
электронами, как
предполагалось, лежит в тех же
пределах, если только
существует вообще.
И все же измерить ее
удалось. Оказалось, что
масса покоя у
электронного нейтрино есть, причем
с 99-процентной
вероятностью она лежит между
14 и 46 электронвольтами
(В. С. Козик, В. А.
Любимов, Е. Г. Новиков,
В. 3. Нозик, Е. Ф.
Третьяков, препринт ИТЭФ-62,
1980 г.). Их эксперимент
отличался от многих
опытов современной физики
тем, что для него не
пришлось строить
сверхгигантских ускорителей.
Сверхчувствительный
спектрометр, построенный
авторами работы, измерил форму
спектра электронов
низкой энергии, выделяющихся
при бета-распаде, с
редкостной точностью. И показал,
что зависимость между
числом электронов и их
энергией не прямолинейна,
хотя отклонения от линейности
и крайне незначительны.
А будь масса нейтрино
нулевой, зависимость была
бы строго линейной — это
вытекает из уравнений,
описывающих процесс
бета-распада.
Из этого, на посторонний
взгляд незначительного,
факта выводятся следствия
космического масштаба.
В частности — то, что
межзвездное пространство
нельзя считать пустым (а что
говорил Ярковский!).
Напротив, основная часть
массы Вселенной оказывается
сосредоточенной не в
звездах или планетах, а именно
в «пустоте», ни один
кубометр которой не свободен
от нейтрино. Это позволило
бы объяснить смущавшее
до сих пор астрофизиков
резкое несовпадение между
суммой масс небесных тел,
составляющих Галактику, и
массой самой Галактики,
измеренной независимым
путем. Заодно, возможно,
придется пересмотреть
принятую ныне модель
Вселенной. Нынешнее
расширение последней может
оказаться обратимым и
через несколько миллиардов
лет смениться сжатием. Да
и возраст Вселенной может
оказаться другим.
Вот какие последствия
может иметь этот
эксперимент, если его результат
подтвердится. Пока же
достоверность результата
все-таки не стопроцентная.
Есть, впрочем, основания
надеяться, что
опровержения не будет: «весомое»
нейтрино вносит в наш мир
своеобразную гармонию.
Становится, например,
понятно, почему цистерны-
детекторы, когда они,
наконец, «поймали»
электронные нейтрино, летящие к
нам от Солнца, показали,
что частиц вдвое меньше,
чем предсказ ывалось. Ведь
если у нейтрино есть масса,
оно — электронное
нейтрино — оказывается
способным обратимо переходить в
нейтрино другой
«породы» — мюонное. То,
которое сопровождает в
ядерных реакциях не электроны,
а мю-мезоны. Это
предсказывал еще у 1958 году
академик Б. М. Понтекорво.
Понятно, что при таких
условиях детектор зафиксирует
меньше электронных
нейтрино, чем их вылетело из
источника.
И еще один аргумент
«за», автор которого не кто
иной, как Дмитрий Иванович
Менделеев,
интересовавшийся свойствами «атомов
эфира» не меньше, чем
Ярковский. Расчет,
приводимый в менделеевских
«Основах химии» (т. 2,
с. 385, М.—Л., ГНТИ
химической литературы, 1947 г.),
показывает, что «атом
эфира» легче атома водорода
примерно в миллион раз.
А эксперимент,
поставленный в Институте
теоретической и экспериментальной
физики, показывает, что
нейтрино легче
водородного атома в тридцать
миллионов раз. Отклонение от
менделеевского прогноза
всего на один порядок.
Стоит ли считать это
совпадение случайностью?
М. ВЫСОЦКИЙ
85
Будка
для синхрониста
Доктор биологических наук
Г. ГАУЗЕ
До начала дневного заседания
симпозиума остается пятнадцать минут.
Постепенно заполняется зал. Приходят
участники, группами и поодиночке,
занимают места — кто в центре, кто сбоку.
Будка для синхронистов стоит удобно,
слева между колоннами, и до трибуны,
где будет докладчик, совсем близко.
Когда я буду сидеть в будке, мне
будут видны губы говорящего, а если
видна артикуляция, работать легче.
Радиотехники стоят около своих
УКВ-передатчиков и оживленно
разговаривают про фестиваль на Кубе,
откуда они прилетели неделю назад.
Обмениваются впечатлениями о
международной солидарности, о молодежи разных
стран, о бермудском треугольнике.
А здесь речь пойдет совсем о другом:
'о тройных спиралях, о тетраэдрических
углеродах, о соединениях, образуемых
металлами переменной валентности, о
^ хромосомах, рекомбинантных ДНК и
природе фотоэффекта. Им, радистам,
это все равно. Это уже моя забота и
моя головная боль.
Проверили ли они микрофоны?
Наверное, проверили. Без отличного
радиообеспечения синхронист в будке
глух, а раз глух, то и нем, конечно...
«Говорят, что жил-был когда-то,
давным-давно, глухонемой синхронист...»
Сказка
Но глаза работой заняты не будут, и из
будки можно рассматривать участников
симпозиума, гостей, почетных гостей,
седых и лысых ветеранов науки,
молодых людей и красивых женщин.
Я надеваю наушники и поворачиваю
ручки регулировки громкости. В ушах,
как прибой и плеск близкого моря,
возникает шум голосов в зале. Внезапно
противная неуверенность, и страх, и
ломота пробегают склизкой волной.
Налить в стакан минеральной воды,
промочить горло. Работы не так уж
много — только этот доклад и, может, быть,
дискуссия. И нас двое. Но было
утреннее заседание, и я уже успел устать.
До начала сорок секунд. Тридцать
секунд. Десять секунд. Но
организаторы всегда опаздывают. Они выждут
традиционные академические четверть
часа, а потом будут говорить, что «в связи
с нехваткой времени»...
Нет, скоро начнут. Вот уже и
председатель идет к своему месту. Шагает
степенно, соблюдая и неся в каждой
морщине лица, в каждой складке костюма
свое невероятное, подчеркнутое
достоинство, излучая это достоинство в зал.
Я слышу в наушниках его шаги и
сосредоточиваю на них свое внимание,
потому что еще несколько секунд, и он
наклонится к микрофону и скажет:
— Я прошу занять свои места.
А я отзовусь в свой микрофон:
— The audience will please come to
order.
И начиная с этой первой фразы, здесь,
в будке — небольшой
звуконепроницаемой кабине размером едва полтора на
полтора метра, в меня будет вливаться
через наушники поток речи, чтобы
через меня зазвучать на другом языке
в приемниках — там, в зале.
«...И смешаем там язык их, так чтобы
один не понимал речи другого...»
Книга Бытия
Пора начинать: он действительно
наклоняется к микрофону и говорит:
— Я прошу занять свои места.
— The audience will please come to
order.
Моя работа — слушать, слышать,
понимать, редактировать и говорить,
продолжая слушать, слышать, понимать,
редактировать...
«Синхронный переводчик выглядит как
деталь, как блок в системе синхронного
перевода, он входит в неразрывный
канал связи от оратора до участника
конференции».
Г. Чернов. Теория и практика
синхронного перевода
Председательский микрофон работает
прекрасно: никаких шумов, помех,
накладок, речь говорящего разматывается
свободно, легко.
— Дамы и господа, коллеги! На на-
86
шем симпозиуме, собравшем
крупнейших ученых из разных стран мира... Мне
доставляет огромное удовольствие
объявить следующего докладчика...
Научный вклад профессора Тэйлора в
проблему... Сегодня он расскажет...
— Ladies and gentlemen, colleagues!
At this symposium attended by eminent
scientists from several countries of the
world... It is a great pleasure and honour
for me to announce our next speaker...
Professor Taylor's scientific
contribution to the problem of... The topic of his
presentation today is...
Представляемый, седой и высокий,
слушает через свой миниатюрный
наушник все эти слова, которые я шепчу
ему из своей будки — шепчу голосом,
которому придаю бархатистость и
теплоту, не забывая в то же время, что
работы впереди много и нужно беречь
горло, работать только передней частью
рта.
Завершением длинной и витиеватой
фразы председателя, как удар
колокола, падают слова:
— Профессор Тэйлор.
— Professor Taylor,— повторяю я.
Тэйлор, которому ближе к
восьмидесяти, чем к семидесяти, но который
продолжает излучать жизненность и что-то
еще, для обозначения чего мне
приходит в голову странное слово «отвага»,
уже идет к стоящей слева от
председательского стола высокой трибуне —
маленькому Эвересту, господствующему
над прямоугольником аудитории.
Он идет, и я отдыхаю, и я слышу, как
течет время.
Он идет, и я вижу, как он волнуется.
Волнуются они всегда, только одни
скрывают это лучше, а другие хуже.
Волнуются великие и знаменитые, хотя
их жизнь уже прожита, как у того
нобелевского лауреата, который в прошлый
раз на банкете после симпозиума
обнимал Лялю и просил ее телефон.
Волнуются молодые, малоизвестные,
преисполненные надежд, но обделенные
славой. Волнуются независимо от того,
переполнен ли зал или в нем почти
пусто. Как тогда, в шестьдесят первом
году, волновался, выступая перед
двумя десятками ничего не ожидавших
людей в аудитории Московского
университета, еще никому не известный Маршалл
Ниренберг, только что прочитавший
первое слово генетического кода...
Как не волноваться одним, если
открытие еще не успело обрасти
подпорками дополнительных доказательств?
И как не волноваться другим, если надо
выступать с докладом, а сказать нечего?
Помогает былая слава, но не спасает
она от внимательной вежливости
коллег и от поздравлений учеников и
будущих диссертантов...
Тэйлор идет, и я рассматриваю его
лицо. Замечаю, как подрагивают уголки
губ, как пробегает нервный тик. Он
выйдет на трибуну — и загонит все эти
непроизвольные движения души и лица
под привычную неподвижную маску. Но
я-то услышу, как вибрирует, дрожит его
голос...
Дай бог ему здоровья во время
доклада, уж слишком много ему лет,—
приходит в голову идиотская мысль. Не
случилось бы чего от волнения.
Сердечная недостаточность, инсульт — чем не
шутит судьба!
— It is indeed a great pleasure and
honour for me
Мысль затухает в сознании, а губы
мои, управляемые долголетним опытом
синхрониста и звуками речи в
наушниках, уже послушно произносят:
— Для меня большое удовольствие и
большая честь...
Нет, все с ним будет в порядке. И со
мной тоже, и пойдет в микрофон текст,
правильный и бесстрастный:
— We shall initially consider the
cobalt atom. It has nine valency electrons
and nine orbitals suitable for the
formation of covalent bonds...
— Начнем с рассмотрения атома
кобальта. У него девять валентных
электронов и девять орбиталей, подходящих
для образования ковалентных связей...
Как назвать мою работу? Не физическая,
не умственная, не творческая...
Спасибо, сегодня есть кому меня
слушать. Есть потребители информации,
которую я превращаю в понятные им
слова. Но бывает, что это больше похоже
на учебное упражнение, не нужное
никому, кроме тебя одного.
Как это было тогда, десять лет назад...
Тогда, десять лет назад, тоже был
конгресс. Последний доклад начинался в
18.30, а авторы предпоследнего не
приехали из Швейцарии, и пришлось
объявить получасовой перерыв. Летняя
Москва была неотразима, и аудитория
быстро опустела. Остались только два
сопредседателя, секретарь и девушка —
красивая, лет двадцати пяти,— автор
последнего доклада.
Выступление на международном
конгрессе — дело не шуточное. Девушка
была в нарядном костюме, с красиво
уложенными волосами.
За несколько минут до начала ее до-
87
клада в пустом зале появились трое —
наверное, близкие друзья и коллеги,
которые пришли поболеть за
выступавшую. Один был определенно или муж,
или жених.
Председатель церемонно объявил ее
доклад, и девушка вышла на трибуну.
Она положила перед собой странички
текста и начала свое выступление.
Я смотрел сверху, из кабины
синхрониста, установленной на балконе, и
видел, что зал практически пуст.
Геометрически правильные ряды красных
кресел, и только кое-где — немногие
кляксы сидящих.
В середине доклада второй
сопредседатель пошептал что-то первому,
сложил бумажки со стола в папку и, тихо
ступая на носках своих блестящих,
лакированных ботинок, пошел к выходу.
Девушка заканчивала доклад. Вот она
прочитала краткие выводы, и
председательствующий тут же, поскорее, вскочил
со своего места и произнес:
— Есть ли у присутствующих
вопросы, хочет ли кто-нибудь выступить?
— Are there any questions? —
привычно повторил я в микрофон.
Издевкой прозвучала эта фраза,
брошенная в пустой зал, расчерченный
ровными-ровными рядами красных
плюшевых кресел.
Девушка подняла голову и, может
быть, только сейчас, когда ушло все
переполнявшее ее раньше волнение,
увидела, насколько пуст этот зал.
Стоя на трибуне, она сделала шаг
вперед, и из ее губ вырвались тихие
слова— я услышал эти слова, усиленные
стоявшими перед ней чуткими
микрофонами:
— Никто не хочет
Сегодня есть кому меня слушать: все-
таки Тэйлор! Свободных мест в зале
почти нет. Режиссер кинохроники бегает
около сцены, давая команды оператору
и делая знаки осветителям. Но недолго
киношникам бесноваться в свете ламп.
Сейчас Тэйлор скажет: «First si i de
please»,— и будет дожидаться, вежливо
улыбаясь, пока не выключат свет и на
экран не ляжет спокойным
прямоугольником синева первого слайда.
— By heterocyclicity we define any
asynchrony or variation in cyclic
rearrangements of chromosomes. .
— Термин «гетероцикличность»
означает асинхронность и различия в
циклических преобразованиях хромосом..
Он уходит к экрану. Только бы он не
забыл взять с собой переносный
микрофон, а то я перестану его слышать. Он
берет микрофон, но проклятый кабель,
наверное, плохо экранирован, и на фоне
речи Тэйлора, говорящего что-то о
валентных углах ряда Макклюра, я слышу
не менее громкий, заглушающий его
голос диктора:
— ...на Краснохолмском камвольном
комбинате почти 400 передовиков
производства обязались завершить план
первого полугодия по реализации
продукции...
— ...thirty-two membered dilacton
formed by the two structurally related...
— ...тридцати двухчленный дилактон,
образуемый двумя структурно
близкими...
— ...выступившие на собрании
единодушно отметили...
Кто поможет мне? Я должен слышать
доклад, а не «Последние известия»!
Но выхода нет — и я напрягусь и
выберу из мозаики слов, текущих мне в
уши, нужный мне связный контекст. Не
могут же наводки продолжаться вечно.
Как только он вернется к трибуне, он
возьмет другой микрофон.
— In order to achieve this, boro-
mycin was hydrolysed by cesium oxide
yielding a cesium salt...
— С этой целью боромицин был гид-
ролизован окисью цезия с
образованием цезиевой соли...
— ...западная печать сообщает о
новом обострении противоречий между
странами европейского «Общего
рынка»...
Все мое внимание уходит на то, чтобы
сфокусировать слух, чтобы
отсортировать слова Тэйлора от программы
«Маяк», ненароком попавшей в
микрофонный контур.
— ...сейчас в Москве плюс шесть
градусов, давление...
Слава богу, новости кончаются.
Сейчас будет музыка, она меня уже не
собьет.
Мои двадцать минут на исходе. Мой
напарник, Виталий, сидящий рядом со
мной, надел наушники и вживается в
доклад. Еще несколько секунд, и в тот
момент, когда я закончу очередную
фразу, он тихонько хлопнет меня по
плечу, я мгновенно заткнусь, а он
продолжит:
— Налидиксовая кислота —
синтетическое соединение со свойствами
антибиотика...
Двадцать минут — как один миг, но
сердце частит и в висках постукивает.
Зато теперь — двадцать минут
заслуженного отдыха; двадцать минут —
потому что мы с Виталием только вдвоем,
а если бы втроем, то было бы сорок.
Сорок минут— как трехмесячный от-
оо
пуск в санатории повышенного типа на
берегу спокойной степной реки, где
если и есть будки, то для собак или для
сторожей на бахче, и где, растянувшись
на жарком солнце, можно вспомнить,
как в этом же зале, но очень давно...
— Да вы что? Один доклад будут
переводить целых три синхрониста? —
громко удивлялся председатель
Оргкомитета.— Это еще зачем?
И свита его сержантов согласно
молчала.
Одно из наших правил — лучше не
спорить в таких случаях.
Как-то один из председателей одного
из оргкомитетов, только что побывавший
в шестимесячной командировке в США,
сам полез в будку для синхронистов,
чтобы показать, как все это просто. Это
было тоже здесь. А нас было двое —
я и мой друг, и мы тоже не спорили.
Через три минуты председатель вылез
из будки, весь в поту, и молча ушел.
«Время работы синхрониста не должно
превышать полутора часов в день».
Правила Международной ассоциации
переводчиков конференций
Двадцать минут — как один миг. Я уже
сменил Виталия и снова бегу по
длинному коридору речи Тэйлора, минуя
перекрестки, на каждом из которых
нужно угадать и свернуть туда, куда надо,
не ошибиться, не оказаться в словесном
тупике. Секундомер спешит. Я
экономлю силы, чтобы не расплескаться до
конца работы. И мне весело от того, что я
успеваю думать быстрее Тэйлора,
успеваю намечать разные варианты
продолжения его речи — перекрестки в
бегущих дорожках из звуков и слов.
— As it is not very likely although
theoretically possible that an internal
initiation site would be sensitive to
M-seven G-five P...
— Поскольку мало вероятно, хотя и
теоретически возможно, чтобы
внутренний сайт инициации был чувствителен
к эм-семь-же-пять-эф...
Тэйлор говорит ясно, за его мыслью
следить легко. А я, увы, так привык к
докладчикам разных стран, мастей и
званий, бесплодно блуждающим, как в
пустыне, среди специальных мелочей
своих наук...
Я слушаю Тэйлора, и он мне все
больше нравится. Я уже как будто хорошо
знаком с этим человеком, наверное,
прожившим долгую, яркую жизнь,
похожую на роман.
Нет, я уже не боюсь, что с ним что-
то случится: волнение его прошло. И мы
с ним уже прошли кульминационную
точку — доклад широким потоком
струится к финалу. Среди тетраэдрических
конфигураций, валентных углов,
энергий связей, структур активных центров
и S-аденозилметионина отчетливо
угадывается дорога к концу. И он скоро
наступит, этот взрыв аплодисментов,
который будет означать для него
окончание этого доклада, а для нас —
окончание трудного дня.
Только бы председатель не хлопал
прямо у того микрофона, который
ведет ко мне в будку, а то я оглохну!
— Four bonds of bromine atoms with
one of the rhenium atoms appear to
shield the four bonds...
— Четыре связи атомов брома с
одним из атомов рения, по-видимому,
заслоняют четыре связи...
Кончается, кончается эта самая
трудная работа — пленарная симпозиальная
лекция на специализированную тему
перед аудиторией в несколько сот
человек, да еще при таком параде.
Секундная стрелка показывает, что до берега
близко. Я отчетливо различаю сосны,
растущие на песке, и чудесную
голубизну ясного неба.
— The quaternary bond between
rhenium atoms is formed by distorted
bonds and the tetragonal ant ipr isms
possess a common square face...
— Четверная связь между атомами
рения образована изогнутыми связями,
и тетрагональные антипризмы имеют
общую квадратную грань...
И наконец, после небольшой паузы:
— Thank you for your attention.
— Благодарю за внимание.
Я даже не охрип. Теперь можно
потянуться, допить стакан воды, снять
наушники. Вокруг докладчика толпятся
академики, члены-корреспонденты,
профессора, доктора, доценты и кандидаты
наук. Виталий надевает пиджак, и мы
идем к выходу из зала.
«Наш рейс закончен — экипаж
прощается с вами и желает вам всего доброго.
Свои вещи вы получите в зале у
выхода. Не забывайте в самолете ручную
кладь, которую вы принесли с собой».
Как хорошо помолчать...
89
Мальчик, Старик и Собака
Вл. КСИОНЖЕК
Старик был совсем молодой, а Мальчик — уже старый. Они жили вдвоем в
избушке на берегу озера. Рядом проходила дорога, и к ним часто заглядывали
туристы. Старик дарил туристам деревянные ложки и угощал рыбой. Туристы
угощали Мальчика конфетами. Мальчик конфет не ел, но всегда брал и вежливо бла- г
годарил.
У Старика была седая окладистая борода, он носил расшитую рубаху навыпуск
и посконные штаны. Мальчику штанов не полагалось, их заменяла рубаха до колен.
Старик плохо соображал, поэтому основная работа ложилась на плечи
Мальчика. Он пробовал научать Старика вырезать ложки, но из этой затеи ничего не
вышло; Мальчик делал ложки сам, а когда приезжали туристы, Старик брал
кисточку и наносил на ложки желтые и красные пятна. Выходило аляповато, но зато
туристы думали, что ложки делает Старик. Единственное, что Старик умел делать
хорошо,— это плести лапти. Разумеется, лыка на всех не хватало, и дорогой
подарок получали только самые симпатичные экскурсанты, те, кому
посчастливилось приглянуться Старику и Мальчику. Счастливчики сбрасывали с ног живые,
самообновляющиеся, самоизменяющиеся сандалии и обувались в легкие, почти
невесомые лапти. Смешно было глядеть на модного элегантного туриста, обутого
на манер Иванушки-дурачка.
Устраивались и рыбалки. У низкого берега стояла парусная плоскодонная ладья
«Рогнеда», хотя выходили на ней редко, только когда приезжали туристы с
Марса. Старик испытывал к воде отвращение, и Мальчику стоило немалого труда
затащить его в лодку. Мальчик объяснял, что на Марсе нет ни озер, ни рек, надо
показать гостям, как плавают по воде. Однажды случилось несчастье. Старик упал
90
Г
в воду и потом целую неделю обсыхал, лежа на завалинке. В результате он
заработал жуткий радикулит, каждый вечер приходилось смазывать ему поясницу
постным маслом.
Как-то был у них день отдыха: не приехало ни одного человека. Никого и не
ждали. В это время на другом берегу озера начиналось грандиозное историческое
шоу, и вся любопытствующая братия собралась поглазеть на рыцарей,
дружинников, копья, латы — все в натуре.
Мальчик встал рано, пяти еще не было. Впереди был целый свободный день,
длинный-предлинный, какой бывает летом в северных широтах. Старик еще
храпел. Пожалуй, это было второе дело, которое он умел делать хорошо.
— Вставай, Недотепа,— Мальчик толкнул его в бок.— Старикам не положено
долго спать. Сходи за грибами/ Грибы надо собирать пораньше, пока на дворе
свежо.
Старик, ворча, слез с теплой печки. По утрам, пока не встало солнце, он
соображал как-то особенно туго.
Мальчик тоже вышел на прогулку. Его привлекали лекарственные травы.
Когда-то окрестные луга были живым гербарием, но сейчас уже не то. Природа
упростилась, и даже тем относительным разнообразием флоры, какое
сохранилось близ озера, люди были обязаны биохимии.
С холма открывался красивый вид на озеро и избушку, и Мальчик пожалел о
том, что сюда не проложили дорогу. Красота была всамделишная, натуральная,
не та прилизанная идилличность, которой потчевали приезжих.
Он спохватился: как там Старик? Старик был словно малый ребенок. С такими
неучами Мальчику еще не приходилось иметь дела, другой бы на его месте
отказался. Доброта — это -порок. Мальчикам не положено сентиментальничать. Но
когда подумаешь, что станет с Недотепой...
От этих мыслей его отвлек вид большой птицы, парящей в небесах. Птица
оказалась человеческой фигурой.
Это было явное нарушение. Пижон, подумал Мальчик. Не мог как следует
заэкранироваться. В небе над озером не должно быть видно никого. Ну, конечно!
Летун правил к месту побоища. Как можно пропустить такое зрелище!
Ближе к макушке холма синтетики становилось все меньше. Тут был род
заповедной зоны, где природные растения успешно состязались с искусственными.
Дважды попался чистотел, но чистотел Мальчика не интересовал. Самое слово это
у людей почему-то вызывало тошноту.
Но больше ничего замечательного не нашлось. Мальчик спустился с холма,
миновал заказную рощу и вышел на дорогу. Вообще-то разгуливать здесь
запрещалось. По дороге изредка проезжали заэкранированные машины, хотя сейчас им,
конечно, делать здесь было нечего.
Ба, вот так удача! У самого края дороги торчало несколько бледнозеленых
овальных листьев, похожих на листья свеклы. Неужто подорожник? Еще не веря
своему счастью, Мальчик опустился наземь. Принюхался: да, букет явно
неподдельный. Знаменитый, почти легендарный подорожник, его не было даже на
заповедном холме.
Мальчик сосчитал: семь листиков. Два уже пожелтели, он осторожно отделил
их от стебля и завернул в тряпицу свое богатство.
В эту минуту кто-то четвероногий, мохнатый, вислоухий показался из зарослей
и заковылял по дороге. В десяти шагах от Мальчика существо остановилось.
— Ты кто? — спросил Мальчик. Оно, это существо, молча смотрело на
Мальчика влажными грустными глазами.
— Ах, я догадываюсь: ты, наверное, собака. Но как ты сюда попала? Тебя
кто-нибудь забыл? — Собака, казалось, едва заметно пожала плечами.
— Давно ты здесь?
— Взгляни на мои впалые бока, и все поймешь,— как будто сказала она.
— Боже, какой я недогадливый. Пойдем. Мяса не обещаю, но рыбкой угостить
могу.
И они пошли вместе. Старика еще не было. Мальчик выбрал на полке самую
большую миску, извлек из чугунка жирного язя.
Собака ела неаккуратно, чавкала, возила миску по полу, наконец, вывалила
остатки рыбы из миски на пол.
— Если бы ты не была собакой, я назвал бы тебя свиньей,— строго сказал
Мальчик.— Где это ты научилась хрюкать?
Наевшись, она устроилась в углу. Всем своим видом она показывала, что отныне
и во веки веков это ее законное место.
91
Мальчик боялся, что Старик будет возражать, но тот отнесся к появлению
Собаки равнодушно. Поставил лукошко с грибами на лавку и, сопя, полез на печку.
Собака встала, подошла к лукошку, понюхала и презрительно смахнула его на пол.
Из лукошка посыпались поганки.
— Ты права,— согласился Мальчик,— наш дед начал халтурить. Помяни мое
слово, когда-нибудь он отравит туристов.
Утром следующего дня Мальчика ждал сюрприз. Вдали на озерной глади что-то
чернело. Вскоре он разглядел косматый парус. Ладья варягов! Вот какие гости
к ним пожаловали. Корабль шел прямо к избушке и пристал к берегу рядом
с «Рогнедой».
Старик, кряхтя, вылез из избушки. В его обязанности входило встречать гостей
хлебом-солью.
Варягов было человек десять. Спустив парус, они вышли на берег, закинули
за спины кожаные щиты и пошли на поживу. Рослый рыжебородый детина
подошел к Старику, бросил презрительный взгляд на его ковригу и остался недоволен.
Его недовольство выразилось в том, что он размахнулся и ударил Старика
кулаком в ухо. Старик охнул и отлетел в сторону. Не помня себя, Мальчик выскочил
из избушки, выкрикивая что-то нечленораздельное, и побежал к бандитам. В руках
у него была рогулька — нехитрое приспособление для поджаривания грибов.
Нетрудно представить, что стало бы с Мальчиком, если бы на варяга вдруг не
бросилась рычащая, хрипящая от бешенства тварь.
Гигант был совершенно беспомощен. Он катался по земле, отчаянно отбиваясь
от маленького мохнатого существа. Тем временем Мальчик помог подняться
Старику.
— Иди к роще,— сказал он.— Туда они не посмеют войти.
Старик побрел прочь. Мальчика повалили, он слышал только тяжелое дыхание
варягов, стоны укушенных и рычание Собаки. В конце концов они могли бы
раскроить ей череп мечами, но предпочли спастись бегством. Полуистерзанный пес
остался на берегу. На земле лежали три бездыханных тела.
Старик успел дойти до знаменитой рощи, когда услышал позади тяжелый
топот. К нему несся варяг с мечом. Делать было нечего. Старик остановился и всем
корпусом повернулся к врагу...
Но он был не один. В заросдях скрывались двое. Они приехали из города еще
до рассвета. Им хотелось полюбоваться экзотическим зрелищем, увидеть
высадку варягов, которые, если говорить правду, еще вчера были не варягами, а
тевтонскими рыцарями. Отец с дочкой стояли подле своей заэкранированной
машины, невидимые постороннему глазу.
Варяг-рыцарь был уже в десяти шагах от Старика. Девочка вцепилась в
отцовскую руку.
— Успокойся,— сказал отец.— Ты же знаешь, что они не настоящие.
Девочка вдруг заплакала. Старик был так беззащитен, глаза его расширились от
ужаса, он дышал часто и коротко, словно загнанный...
Старик лежал в траве. Он не был убит, хотя лежал совершенно неподвижно.
Автомобиль медленно выехал на дорогу. Отец хмурился, а девочка на заднем
сидении безмятежно улыбалась.
— Мало тебе вчерашней двойки по истории,— сказал отец.— Что мы скажем
учительнице? У тебя нет ни малейшего представления о быте древних народов.
Все кончилось. Оставшиеся в живых разбойники, подняв лохматый от старости
парус, уходили бесславным обратным курсом.
Мальчик сидел на завалинке. Вдоволь налаявшись, Собака презрительно
отвернулась от берега и направилась к Мальчику усталой походкой победителя.
Морда ее была вымазана чем-то красным, правда, это была не кровь.
Мальчик погладил Собаку.
— Если бы не ты,— сказал он,— эти дикари разломали бы нас на мелкие
кусочки. Ты молодец. Ты храброе, верное существо. Скажи, ты ведь, наверно, не
знала, что роботы не могут причинять вред живым созданиям?
К закату солнца жизнь вошла в нормальную колею. Мальчик ходил с палочкой,
в схватке ему изуродовали ногу. Старик, по обыкновению, спал, только уж не на
траве, а на печке. Казалось, все плохое позади.
Но через два дня к избушке подкатила длинная серебристая машина. Человек
в синем комбинезоне, вышедший из машины, не был похож на туриста. Лицо
озабоченное, взгляд пронзительный. Старик показался на пороге, но не произвел
на гостя никакого впечатления. Человек спросил его имя, Старик растерялся.
Внимательно с ног до головы оглядев Старика, синий человек задал несколько
коротких вопросов. Старик окончательно потерял голову и начал заикаться.
92
Не спрашивая разрешения, незнакомец вошел в дом. «Ррр!» — злобно сказала
Собака.
— Это — Собака,— объяснил Мальчик.
— Вижу. Откуда она взялась? — спросил синий.
— Сама пришла.
— Хорошая собака,— сказал человек. Он повернулся и вышел из избушки,
удостоив Мальчика беглым взглядом. Послышался звук мотора; гость уехал.
— Кто это был? — спросил Старик.
Мальчик вздохнул и ничего не ответил.
Автомобиль вернулся через каких-нибудь два часа. Синий человек на этот раз
остановился метрах в ста от дома. Из машины вылезли двое — благообразный
старец с длинной белой бородой и мальчик в белой рубахе.
Человек уехал, а эти двое остались. Старый Мальчик вышел из избушки: Он
опирался на палку, с левой стороны его поддерживал Старик.
— Привет,— сказали приезжие.— Очень жаль, но инспектор решил, что после
вчерашних событий персонал вашего объекта нужно сменить. Инспектор говорит,
что это очень важный туристический объект.
— Когда? — спросил Мальчик.
— Да хоть сейчас. Инспектор говорит, сюда едет большая экскурсия. Так что,
того, поторопитесь. Вам надлежит явиться на пункт тридцать семь бис.
— Эй!—Мальчик свистнул.
Собака подбежала к нему.
— Пошли. Мы здесь больше не нужны.
— Э, нет,— вмешался новый Мальчик.— Собака останется с нами. Инспектор
сказал: она хорошо вписалась в быт древних. Не бойся,— добавил он.— Мы
будем за ней хорошо ухаживать.
— Ладно,— сказал старый Мальчик.— Раз инспектор сказал, мы ее оставим.
Собака не отрываясь смотрела на Мальчика, стараясь понять, в чем дело.
— Идем,— сказал Мальчик Старику. И они двинулись в сторону дороги.
— Стой! Эй, ты! Куда ты? — закричали сзади. Мальчик услышал за спиной
собачье дыхание.
— Ай-яй-яй,— сказал он, поворачиваясь.— Как тебе не стыдно. Такая умная
собака, культурная собака, хорошая собака. И вдруг так поглупела. Ведь мы же
с тобой договорились. Ты слышала, что сказал инспектор? А, Собака?
Собака смотрела на него.
— Ну, вот видишь. Иди к ним. К ним. Вот твои новые хозяева.
Собака, казалось, согласилась, но стоило ему тронуться с места, как она
поплелась за ним.
— Что мне делать? — заплакал Мальчик.— Я не могу ее прогнать. Не уйдешь? —
спросил он снова.— Тогда получай!
Он стукнул Собаку палкой. Собака отбежала на несколько шагов и
остановилась, поджав хвост.
К Мальчику подошли новые хозяева. Старец сурово произнес:
— Первый параграф Кодекса. Ты поднял руку на живое существо.
Мальчик не сопротивлялся. Он сам вынул у себя из груди маленький
металлический цилиндр и молча, со странным звуком повалился в траву.
— Иди ко мне! — позвал новый Мальчик. Собака не обратила на него никакого
внимания. Подумав, она повернулась и медленно затрусила в сторону запретной
рощи.
|^ц^^| Консультации
ЧТО ТАКОЕ ХИАСТОЛИТ
Недавно я прочитала книгу
И. Ефремова «Лезвие
бритвы», в которой упоминается
минерал хиастолит. В
Большой Советской Энциклопедии
о нем ничего не сказано,
поэтому я решила
обратиться к вам с просьбой
рассказать, есть ли такой
минерал на самом деле или это
вымысел автора.
С. А. Щербакова, гор. Горловка
Минерал хиастолит
действительно существует в
природе. Его особенность —
косой черный крест в
поперечном разрезе. Именно
поэтому пластинки с черным
крестом, найденные в
Пиренеях, были у испанских
католиков желанным амулетом
во времена раннего
средневековья.
В 1807 г. минералог Бернар-
ди доказал, что это
разновидность минерала андалузита,
силиката алюминия A^Sis.
Хиастолит образуется, как
и андалузит, в
метаморфических породах при высоких
температурах и давлениях,
однако встречается только
в углистых сланцах.
Призматические кристаллы хиасто-
лита в процессе роста
захватывают черное углистое
вещество, концентрируя его
вдоль своих ребер В
результате в поперечном
разрезе черные скопления
напоминают косой "крест или
букву «X». От этой буквы,
точнее, от греческой }( — хи
и происходит название
минерала. В России в старину его
называли «крестовиком».
А вот упомянутых в
романе И. Ефремова таинственных
лучей ни при солнце, ни при
луне минерал не испускает.
Плюсы и минусы
контактных линз
Очки сейчас носят очень многие. Что
поделаешь: современный человек с ранних лет
напрягает зрение. Очки стали своеобразной
деталью туалета современных модников и
модниц, и художники-дизайнеры
проявляют немало выдумки, придавая этим, по сути
дела, глазным протезам экстравагантную
форму.
Но некоторые люди никак не могут
привыкнуть к очкам; особенно капризны
женщины, которые часто считают, что очки им
вообще не к лицу. И уж вовсе в
затруднительном положении оказываются
близорукие и дальнозоркие артисты и спортсмены,
которым очки просто мешают заниматься
своим делом.
Проблему, казалось, решили совершенно
незаметные контактные линзы, надеваемые
прямо на глазное яблоко, под веки. Со
временем было создано много разновидностей
таких линз — даже бифокальных,
приспособленных для того, чтобы хорошо видеть
и далекие, и близкие предметы.
Использовались и разные материалы — в частности,
мягкие гидрофильные пластмассы, то есть
пластмассы, насыщенные водой и поэтому
меньше раздражающие роговицу.
Однако врачи предупреждают всех, кто
обзавелся контактными линзами, что их ни
в коем случае нельзя носить постоянно. Как
показали недавние исследования,
выполненные в Уэльском университете, даже
гидрофильные полимеры все-таки раздражают
роговицу глаза, а также не пропускают к
ней воздух. В результате дыхание
роговицы нарушается, и она постепенно теряет
чувствительность.
В связи с этим исследователи
рекомендуют снимать контактные линзы на ночь,
чтобы дать глазам отдых.
А нельзя ли избавить контактные линзы
и от этого недостатка? Уже существуют
полимеры, проницаемые для газов, в том
числе и для кислорода. Остается только
получить подобный полимер, пригодный для
изготовления контактных линз.
Т. ПЕРСТЕНЕВА
Пишут, что.
Телескоп
с дутым зеркалом
...птицы видят
ультрафиолетовый свет («Science», 19B0f
т. 207, с. 7В6)...
...некоторые виды рака
связаны с алкоголизмом
(«Medical News», 19В0,
т. 12, № 2, с. 20)...
...если бы человек мог
наподобие крокодила не
заботиться о поддержании
температуры своего тела на
уровне 37°С, то ему
требовалось бы в 33 раза меньше
пищи («Scientific American»,
1980f № 1, с. 26)...
...впервые синтезирован
биологически активный гетеро-
полисахарид («Доклады
АН СССР», 1980, т. 251,
№ 1, с. 108)...
...для уничтожения
насекомых-вредителей на
рисовых плантациях наряду с
утками и лягушками можно
использовать пауков («The
Hindustan Standard»,
21 марта 19В0 г.)...
...описано несколько
случаев смерти людей от
стресса, вызванного
страхом смерти («Medical
News», 19B0, т. 12, № 10,
с. 12)...
...9 миллионов американцев
страдают серьезными
психическими заболеваниями
(«Newsweek», 1979, т. 94,
№ 20, с. 60)...
...с помощью земляных
червей бытовые отходы можно
превращать в материал,
улучшающий структуру
почвы («Science News», 1980,
т. 117, № 1, с. 13)...
Для астронома, наблюдающего небо в
оптический телескоп, земная атмосфера —
только досадная помеха. Даже если воздух
совершенно чист, все равно он поглощает
часть света, да к тому же не избежать
движения воздушных масс, перепадов
температур и прочих явлений, каждое из которых
искажает изображение. Надо выходить с
телескопом в космос.
Общий вес шестиметрового рефлектора
астрофизической обсерватории в Приэль-
брусье, на горе Пастухова, достигает
950 тонн. Такую махину в космос, конечно,
не доставить. Даже если транспортировать
по частям. Однако космос с его
невесомостью подсказывает и новые решения.
Канадский астроном Харвей Ричардсон предлагает
сооружать телескоп прямо в космосе —
и не сплошь из металла.
По проекту Ричардсона, для постройки
телескопа нужно взять на космический
корабль два резервуара: один с газом,
другой с жидкой пластмассой. И еще —: легкое
металлическое кольцо для наружной
оправы. Газ выдувает через сопло прямо в
космос немного жидкой пластмассы, которая
в невесомости образует пузырь (наподобие
мыльного, только покрепче). Этот пузырь
раздувается до тех пор, пока он не
соприкоснется с металлическим кольцом. В этот
момент полимерная пленка будет иметь
идеально сферическую форму. Затем
давление газа уменьшается, и пленка, уже
прикрепленная к кольцу, принимает форму
параболоида — что и требуется для зеркала
Если отверждение пластмассы в
космическом холоде будет идти очень медленно, то,
по-видимому, можно подобрать такой газ,
который одновременно играл бы роль от-
вердителя. А дальше остается лишь нанести
на пластмассу алюминиевое отражающее
покрытие...
Для начала, сообщает журнал «New
Scientist» A979, № 1185), предлагается
сделать в космосе зеркало диаметром
1,5 м. Однако, если затея с дутым
зеркалом не окажется дутой, так можно
изготовить и зеркало диаметром больше ста
метров. Для сравнения заметим, что
упомянутый шестиметровый телескоп-рефлектор —
пока самый большой на Земле.
Т. АДАМОВА
Jfc —■
ЙЧЙйи*
Н. Ю. БОБРИКОВУ, Полтава: К солям, растворимость
которых несколько ^уменьшается при повышении температуры,
принадлежат, например, сульфаты натрия, двухвалентного
марганца, лития и трехвалентного церия.
В. А. ШЕФЕРУ. Иваново: В фотоделе метабисульфит натрия
применяют главным образом в фиксаторах (редко в
проявителях), это вещество нестойкое, а признак его годности —
запах сернистого газа.
Б. В. ХОЛОВКСХ Ленинград: Ирана инструкция к
препарату, а не журнальная статья — «Чисюль» предназначен для
неполированного алюминия.
ЗИНЧЕНКО, Чернигов: Олово нетоксично (иначе не лудили
бы кастрюли и самовары), а вот свинца в полуде по
санитарным нормам должны быть не более /°/( .
Я- С, Дубна: Что верно, то верно — Сириус по-прежнему
в созвездии Большого Пса, а не в Орионе, как уверяет нас
автор рассказа «Старик»...
П. Р. ПРОКОПЕНКО. Запорожская обл.: Стыки между
листами асбошифера можно заделать раствором, состоящим из
100 частей портландцемента, 300 частей песка, 30 частей
воды и 40 частей клея «Бустилат».
Г. БУДНИКОВОЙ, Ленинград: За зонтиком надо ухаживать
примерно так же, как за капроновой курткой или плащом
«болонья», а именно очищать средствами,
предназначенными для синтетических тканей, а также бензином или
скипидаром.
A. ЛАПИНУ, Москва: В продаже серебряных
полуфабрикатов для народных умельцев нет и не предвидится.
B. Е. НЕЖЕНЦЕВУ, Харьков: Железные бочки решительно
не годятся для консервирования чего бы то ни было, и
никакие самодельные покрытия делу не помогут.
3. Е. БЕЙГЕЛЬМАНУ, Черновцы: Проверка по
генеральному каталогу Г >сударственной библиотеки им. В. И.
Ленина показала, что 2-я часть «Справочного руководства по
гальванотехнике» на русском языке так и не вышла; с
многотомными переводными изданиями такое иногда
случается...
А. А. К-вой, Ленинград: Птновыводитсль уСопал» на 92bj{
состоит из четыреххлористого углерода, и немудрено, что,
протирая, вопреки инструкции, стекла и мебель, вы
надышались этим, мягко говоря, малополезным веществом.
Н Г. ХРАПУНОВУ, Хабаровск: Масло шиповника
действительно существует, это аптечный препарат, о нем сказано,
в частности, в известном справочнике М. Д. Машковского
«Лекарственные средства»
П. Г. АЛЕКСАНДРОВУ, Москва: Спасибо за сообщение об
изготовленном вами бароскопе; а теперь, пожалуйста,
пришлите свой адрес — мы тоже хотим кое-что вам сообщить.
ТАНЕ Г , Одесса: Совет врача-диетолога, в отличие от
сомнительных диет и лекарств, никогда не помешает, но вообще-
то в хорошем аппетите нет ничего зазорного...
Редакционная коллегия
И. В. Петрянов-Соколов
(главный редактор),
П. Ф. Баденков,
К М. Жаворонков,
6. 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
(зав. главного редактора),
Н. Н. Семенов,
В. М. Соболев,
Б. И. Степанов,
A. С. Хохлов,
М. Б. Черненко
(зам. главного редактора),
B. А. Энгельгардт
Редакция:
М. А. Гуревич,
Ю. И. Зварич,
М. ДА. Златковский
(художественный редактор),
A. Д. Иорданский,
О. М. Либкин,
Э. И. Михлин
(зав. производством),
Д. Н. Осокина,
B. Р. Полищук,
B. В. Станцо,
C. Ф. Старикович,
Т. А. Сулаева
(зав. редакцией),
Г. М. Файбусович,
В. К. Черникова
Номер оформили
художники:
Г. Ш. Басыров,
Р. Г. Бикмухаметова,
А. Я. Гладышев,
Е. Л. Зарембо,
Е. П. Суматохин
Корректоры
Н. А. Горелова, Л. С. Зенович
Сдано в набор 12.06 1980 г.
Подписано в печать 16.07.1980 г.
Т 11067
Бумага 70 X 108 1/16.
Печать офсетная.
Усл. печ. л. 8,4. Уч.-изд. л. 11,1.
Бум. л. 3. Тираж 388000 экз.
Цена 45 коп. Заказ 1414.
АДРЕС РЕДАКЦИИ:
117333 Москва 6-333,
Ленинский проспект, 61.
Телефоны для справок:
135-90-20, 135-52-29
Чеховский полиграфический
комбинат Союэполиграфпрома
Государственного комитета СССР
по делам издательств,
полиграфии и книжной торговли
г. Чехов Московской обл.
(С) Издательство «Неука»,
«Химия и жизнь» 1980 г.
96
yU>%>.
K4 kjO
/
1 ♦ * ^' '^;
Ф
s.s
/
ч
у
ALLEGRO НА БОРЦОВСКОМ КОВРЕ
Ьсли суровым борцам сообщить, что они, подобно грациозным фигуристкам, будут
состязаться под музыку, вам не поверят, сочтут это неуместной шуткой. И буду
пожалуй, неправы. Ибо начало новому делу уже положено.
Исследование, которому поспящена статья Ю. Г. Коджаспирова в ежегоднике
«Спортивная борьба» (М., «Физкультура и спорт», 1980), было предпринято для
изучения влияния музыки на двигательную активность борцов вольного и классического
стилей. 118 атлетов, семнадцатилетние юниоры и зрелые мужи — мастера спорта,
выходили на ковер и отрабатывали популярный прием —бросок через спину захватом
руки и шеи. Поскольку повторение — мать учения, тренеры были заинтересованы,
чтобы в течение отведенных спортсменам трех минут они совершили как можно больше
бросков. После обычной, контрольной трехминутки следовал перерыв, а затем борцы
вновь выходили на ковер, чтобы бросать друг друга через спину. Но на сей раз они
аелали это под музыку.
Эстрадный оркестр негромко играл пьесу в темпе lento, а тренеры подсчитывали
^проведенные приемы. Оказалось, что медленная музыка сковывала борцов: число
бросков было на 19,2°0 меньше, чем без музыки. Но вот пластинку сменили Зазвучала
ритмичная, в темпе allegro пьеса «Тореро»-. И что же? Бросков стало почти на
40% больше. А устали атлеты, как они сами считают, при этом куда меньше, чем
""при обычной тренировке.
^тор объясняет полученный результат влиянием музыкальных ритмов на
биологические ритмы спортсменов. Темп lento не согласуется с вихрем движений борца и
потому раздражает, снижает двигательную активность. Темп allegro как бы навязы-
1ет атлету быстрые движения, уменьшает сопротивление мышц-антагонистов, сни-
ает напряжение мышечных групп, не участвующих в работе.
>оятно, спортивная медицина глубоко изучит зтот феномен всеми своими тон
методами: будут записаны электрокардиограммы и электроэнцефалограмм!
проведены анализы на катехоламины, молочную кислоту и т. д. И если результ,
подтвердится, может быть, и впрямь, что называется, положат на музыку и 6oi
борьбу, и тяжелую атлетику, и даже футбол. А вдруг футболисты наконец-то с
' __*:. с ^^
ут забивать больше голов...
I
/
Издательство
с Наука»
сХимия и жизнь» № 8
1980 г., 96 с.