Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
НАУЧНО-ПОПУЛЯРНЫЙ ЖУРНАЛ
АКАДЕМИИ НАУК СССР
7
1982
/


химия и жизнь Издается с 1965 года Ежемесячный научно-популярный журнал Академии наук СССР № 7 июль 1982 Ресурсы 60 лет СССР Экономика, производство Проблемы и методы современной науки Вещи и вещества Живые лаборатории Справочник Проблемы и методы современной науки Архив Из писем в редакцию Учитесь переводить Земля и ее обитатели Е. Н. Мишустин. АКАДЕМИЧЕСКАЯ НАУКА — АГРОПРОМЫШЛЕННОМУ КОМПЛЕКСУ М. Кривич. ЛОШАДИНАЯ СИЛА В. Станцо. ПРЕВРАЩЕНИЯ ТОРФА П. А. Баранов. ЛУГА НА ТОРФЯНИКАХ С. Серебрякова. ЛАЗЕРЫ НА АВТОЗИЛЕ А. Д. Ноздрачев, А. В. Янцев. АТФ: НЕ ТОЛЬКО ЭНЕРГИЯ И. А. Леенсон. МОЛЕКУЛЫ БЕЗ ПРИКРАС: ИОН-ЦИКЛОТРОННЫЙ РЕЗОНАНС С. Г. Чуров. ИНЖЕНЕР ОТ МЕДИЦИНЫ Л. Стрельникова. ВОЗЬМИТЕ В РУКИ КАРАНДАШ Б. Симкин. ЯСЕНЬ И. Ильин. ЗАГАР С ТОЧКИ ЗРЕНИЯ ФОТОХИМИКА ЗАГОРАЙТЕ НА ЗДОРОВЬЕ! А. В. Шеклеин. ЛУЧШИЙ РЕЦЕПТ В. Чубуков. ЧЕМ ПАХНУТ ДЕНЬГИ А. Семенов. ЧТО ТАКОЕ ПУСТОТА? Б. П. Белоусов. ПЕРИОДИЧЕСКИ ДЕЙСТВУЮЩАЯ РЕАКЦИЯ И ЕЕ МЕХАНИЗМ С. Э. Шноль, Б. Р. Смирнов, Г. И. Задонский, А. Б. Ровинский. РАВНОДУШНОЕ ПЕРО РЕЦЕНЗЕНТА А. Дмитриев. ВЕЧНЫЙ ДВИГАТЕЛЬ ОБРАЗЦА 1981 ГОДА М. И. Анохин. ТАК ДЛЯ ЧЕГО МЫ ЗЕВАЕМ? О НАУЧНОЙ ИНФОРМАЦИИ, БАРЬЕРЕ РАЗНОЯЗЫЧИЯ И ЯЗЫКЕ ЭСПЕРАНТО Б. Г. Колкер. ЭСПЕРАНТО — ДЛЯ ХИМИКОВ А. А. Тарковский. ОТ АЛИГЬЕРИ ДО СКИАПАРЕЛЛИ ВЫ ВХОДИТЕ В СВОЮ ЛАБОРАТОРИЮ, А ТАМ... Н. Аргунова. ЗАДЕРЖАВШИЙСЯ НА ЗЕМЛЕ С. Красносельский. ЕЩЕ О СТРАУСАХ 2 4 10 15 17 22 26 32 38 44 47 51 53 56 60 65 68 71 72 7В 79 В2 85 В7 92 НА ОБЛОЖКЕ — рисунок В. Любарова к статье «Вы входите в свою лабораторию, а там...». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — рисунок Б. М. Кустодиева A919 г.). выполнен свинцовым и цветными карандашами. 06 истории карандаша. его прошлом и настоящем рассказано в статье «Возьмите в руки карандаш» ФОТОИНФОРМАЦИЯ ИНФОРМАЦИЯ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ КОНСУЛЬТАЦИИ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... ПЕРЕПИСКА 20 • 25, 73 30, 36 31 50, 70 58 74 93 94 96
Академическая наука — агропромышленному комплексу Председатель Комиссии по научным основам сельского хозяйства при Президиуме АН СССР академик Е. Н. МИШУСТИН Продовольственная программа на период до 1990 года, принятая майским A982 г.) Пленумом ЦК КПСС, ставит перед академической наукой большие задачи. Каждый четвертый институт Академии наук СССР ведет исследования по проблемам, связанным с агропромышленным комплексом. Научный потенциал в области биологии, химии, физики, техники весьма высок. Если использовать в практике уже полученные на сегодня результаты, то мы ощутимо приблизились бы к полному решению проблемы. Надо признать, что внедрение в производство научных разработок по-прежнему остается узким местом, и не случайно в Продовольственной программе этому вопросу уделяется особое внимание. Химизация сельского хозяйства — один из наиболее эффективных приемов повышения урожайности. Учреждения АН СССР, в частности. Институт геологии и геофизики Сибирского отделения, ведут поиск новых месторождений сырья для фосфорных и калийных удобрений, изучают возможность освоения тех залежей, разработка которых ранее считалась нерентабельной. Наша страна производит много минеральных удобрений. Однако коэффициент их использования растениями пока неудовлетворителен. Если у калийных удобрений он довольно высок (до 70%), то у азотных не превышает 40—50%, а у фосфорных — 20—25%. Объясняется зто в значительной степени естественными химическими и биологическими процессами, протекающими в почве. Так, бактерии-денитрификаторы разрушают минеральные соединения азота — нитраты, превращая их в газообразные окислы и молекулярный азот. Проблема сугубо биологическая — как подавить деятельность этих бактерий. Препараты, селективно угнетающие микроорганизмы, которые восстанавливают нитраты, уже созданы. Что касается соединений фосфора, то они закрепляются в почве химически, становясь недоступными растению. Однако их можно перевести в раствор, стимулируя деятельность почвенной микрофлоры внесением органических удобрений. Немалая часть урожая теряется из-за болезней растений, уничтожается насекомыми-вредителями. Поиск высокоэффективных пестицидов велся до недавнего времени трудоемким способом проб и ошибок. Синтезировали тысячи химических соединений, проверяли их действие и отбирали для дальнейшей работы единицы. Теперь в Институте химической физики АН СССР создана система направленного синтеза пестицидов, которая позволяет создать химические вещества с заданной пес- тицидной активностью. Перспективны и биологические способы защиты растений, в частности, использование физиологически активных веществ, управляющих поведением и развитием насекомых. В Институте биохимии и физиологии микроорганизмов АН СССР найдены способы дешевого микробиологического синтеза некоторых феромонов — веществ, привлекающих насекомых в ловушки. Если при химическом синтезе килограмм таких веществ обходится в тысячи, то при микробиологическом — в десятки рублей. В Институте органической химии АН СССР работают над созданием стероидных соединений (ювенильных препаратов), которые влияют на цикл развития насекомых и предупреждают поражение ими растений. Предложены и микробиологические препараты, вызывающие гибель вредных насекомых. Нет нужды говорить о значении для сельского хозяйства научных исследований по генетике и селекции. При Институте химической физики организован Всесоюзный научный центр по химическому мутагенезу. Совместно со специалистами Министерства сельского хозяйства и ВАСХНИЛ в этом центре работают над комплексной программой, включающей как теоретические исследования мутационных процессов, так и создание новых высокопродуктивных сортов растений. Вообще же за последние годы в СССР районированы 25 сортов растений — химических мутантов; еще 110 сортов — на испытаниях. В Главном ботаническом саду АН СССР способом межвидовой гибридизации созданы перспективные сорта зерновых культур. Появились и принципиально новые методы хромосомного анализа (Институт молекулярной биологии АН СССР, Институт прикладной молекулярной биологии и генетики ВАСХНИЛ). Они позволяют точно определить, от скрещивания каких исходных сортов получен тот или иной сорт растений; зто очень важно для селекционной работы. Несколько слов об исследованиях в области животноводства. В Институте биологии развития АН СССР разрабатывают 2
способы клонирования животных, что, в принципе, дает возможность получать любое число генетически идентичных, в точности копирующих своих выдающихся предков, животных, хотя бы коров. Такой метод, безусловно, позволит повысить быстроту воспроизведения стада, которое будет состоять сплошь из продуктивных особей. Теперь о кормах, в первую очередь о тех, которые богаты белками. В зерновых культурах, которые сейчас идут на корм скоту, содержится, как правило, недостаточно белковых веществ (не более 12— 14%). В бобовых их втрое больше. Кроме того, эти растения способны с помощью бактерий, живущих на их корневой системе, усваивать молекулярный азот из атмосферы. Следовательно, они не только дают богатый белком корм, но и повышают плодородие почвы. Биологи активно работают над повышением продуктивности этих культур. В дальнейшем предполагается методами генной инженерии встроить различным культурам ген, отвечающий за фиксацию азота; тогда надобность в азотных удобрениях вообще отпадет. Проблема белка частично может быть решена и с помощью микробиологических способов, позволяющих получить искусственный кормовой белок. Сейчас микроорганизмы выращивают в промышленных установках на углеводородных питательных средах по методу, рекомендованному в свое время академическими институтами. В будущем, как показывают исследования, целесообразнее получать белок на более дешевом и доступном сырье, в частности, на различных гидро- лизатах и газообразных соединениях, таких как водород и метан. Упрощение и удешевление процессов микробиологического синтеза белка — актуальная задача для микробиологов. Разумеется, нельзя упускать из виду и традиционные корма. Для лучшей их сохранности создают химические консерванты, которые позволяют отказаться от сушки. Корма практически не теряют питательных свойств, а при необходимости их можно облагородить добавками, улучшающими рост и развитие животных. Химическое консервирование требует гораздо меньших затрат труда и энергии, нежели применяемые обычно брикетирование и гранулирование. Важно как можно скорее наладить производство консервантов. И вообще, борьба с потерями любой сельскохозяйственной продукции при хранении — одно из важных направлений работ академических учреждений. В этом направлении достигнуты уже некоторые успехи. Так, предложен весьма эффективный способ обеззараживания зерна от насекомых-вредителей, используемый в портах и на элеваторах; разработан совершенно безвредный химический консервант для предохранения от порчи картофеля. Одна из первейших задач — усовершенствование управления, планирования и хозяйственного механизма агропромышленного комплекса в целом и сельского хозяйства в частности. В Академии наук СССР этими проблемами занимаются многие институты. Несколько фактов для примера. До сих пор существует значительная диспропорция между долями затраченного труда и полученной прибыли в разных отраслях агропромышленного комплекса. Например, совхоз или колхоз, вырастивший сахарную свеклу, получает за нее как за сырье. В то же время завод, вырабатывающий из свеклы сахар, получает уже за готовый продукт, то есть почти в 10 раз больше. А затраты труда различаются значительно меньше. Подобная ситуация и с некоторыми другими продуктами. В результате прибыль на одного работающего в сельском хозяйстве составляет несколько тысяч, в перерабатывающей промышленности — десятки тысяч рублей в год. Эту диспропорцию необходимо устранить, точно оценив вклад каждого участника в создание конечного продукта. Предстоит большая работа по совершенствованию структуры посевных площадей. Сейчас большинство культур выращивают во всех регионах страны. Скажем, товарное зерно производят почти на всей территории СССР, где только возможно растениеводство. Однако в северных районах его производство не столь рентабельно. Похожая ситуация и с сахарной свеклой. А картофель, как известно, эффективнее выращивать на легких почвах, между тем как сейчас его сажают и на тяжелых почвах, и даже в экстремальных условиях, получая заведомо низкие урожаи картофеля плохого качества. Вот почему необходимо уже в ближайшее время научно обосновать, разработать и создать крупномасштабные специализированные зоны производства основных культур — например, по типу хлопкового пояса. В свое время хлопчатник пытались сеять не только в Средней Азии, но и в Армении, и в Краснодарском крае, однако это себя не оправдало. Жизнь заставила прийти к единственно правильному решению: выращивать культуру там, где есть наилучшие для нее природно-климатические и почвенные условия. Возвращаюсь к мысли, высказанной в начале: главное на сегодня — ускорить освоение новых методов, технологий и веществ, уже созданных и создаваемых в научных коллективах. Академическая наука и агропромышленный комплекс могут и должны найти новые точки соприкосновения. 1* 3
Ресурсы Лошадиная сила «Принять меры к увеличению мясных ресурсов за счет развития коневодства и оленеводства»,— записано в Продовольственной программе, одобренной майским A982 г.) Пленумом ЦК КПСС. Репортаж из Всесоюзного научно-исследовательского института коневодства рассказывает о том, что делается и что предстоит сделать для возрождения и развития важной отрасли сельского хозяйства страны. Речь пойдет о лошади, которая вот уже шесть тысяч лет живет бок о бок с человеком, которая пахала' и сеяла и потому звалась кормилицей, которая возила на себе великих полководцев и простых солдат, тянула пушки и обозные телеги, которая тысячелетия была для людей главным транспортным средством и главным энергетическим источником для механической работы, которая подарила нам одну из основных физических единиц — единицу мощности, которая увековечена в бронзе, чугуне и мраморе и которую ни с того ни с сего посчитали было ненужной. «Сейчас модно писать про лошадей,— сказал в самом начале нашей беседы директор ВНИИК, доктор биологических наук Анатолий Никитович Кошаров.— Ветер в гриве... Четвероногий друг... Поверьте, мы, причастные к коневодству, любим лошадей не меньше, чем о них пишущие. Только мы против того, чтобы статьи о лошадях были просто данью моде. Дело слишком серьезное. И не надо лишних эмоций...» Постараемся обойтись без эмоций. ЧТО ИМЕЕМ, НЕ ХРАНИМ Мы привыкли соотносить наши успехи и достижени я с уровнем 1913 года. По сотням важных экономических и социальных показателей, по выпуску тысяч вещей и веществ наше общество поднялось над этим уровнем, как небоскреб над одноэтажным домиком. Но есть вещи, которых делают сегодня меньше, чем в тринадцатом году, или вообще не делают — потому что нет в них больше надобности. По сравнению с тем же тринадцатым годом конское поголовье в нашей стране сократилось почти в семь раз. Как это расценивать? Как очевидный успех, показатель сплошной механизации или как-то иначе? В предреволюционные годы было в России около 38 миллионов лошадей. Первая мировая, гражданская война, бескормица унесли несметное число конских голов, и все же в 1930 году их оставалось у нас 32,6 миллиона. Потом началась коллективизация, и на смену крестьянской лошадке пришел (или стал подходить) железный конь. Так что к 1941 году поголовье упало еще — до 21,1 миллиона. Потом была война, и лошадей осталось что-то около 13 миллионов. Эта численность сохранялась до середины пятидесятых годов. А там подоспел ракетный век, и было решено, что лошадь больше не нужна или, скажем мягче, нужна не
очень. Статистическую отчетность по конскому поголовью ликвидировали, а задания по коневодству вывели из народнохозяйственных планов. А раз плана нет и отчитываться не надо, стоит ли заниматься лошадьми, когда есть куда более важные отрасли хозяйства? 1972 год — 7,4 миллиона лошадей, 1981 год — 5,6 миллиона. А что творится за рубежом? В 1930 году мировое конское поголовье составило 120 миллионов, в начале пятидесятых — около 80 миллионов, в 1970 году — чуть больше 66 миллионов. Тенденция, увы, очевидна... Но общая тенденция скрывала и продолжает скрывать важные частности. Бразилия, Мексика и некоторые другие страны не уменьшали, а увеличивали конское поголовье. И что совершенно неожиданно, за последние 10—15 лет удвоилось число лошадей в США, увеличилось в полтора раза в ФРГ. Почему же страны, как будто не испытывающие недостатка в машинах, вдруг вновь повернулись к коневодству? Это нам предстоит разобрать. А пока отметим, что в нашей стране отрасль, не избалованная до недавнего времени особым вниманием, дает годовой доход в сотни миллионов рублей. И специалисты по коневодству утверждают: эту сумму можно по меньшей мере удвоить. В любой отрасли хозяйства перед экономистами стоит задача найти оптимальные пропорции развития; здесь же, в коневодстве, требовалось сперва доказать, что отрасль вообще имеет право на существование. Просто так держать лошадь никто не станет, даже от большой любви к животным. Лошадь — не канарейка, не кошка и не собака. ЛОШАДКА, ВЕЗУЩАЯ ХВОРОСТУ ВОЗ Работа тысячелетиями оставалась главной обязанностью лошади. Но четверть века назад был вынесен окончательный приговор: конская тяга как мотор, как источник механической энергии полностью себя исчерпала. А что осталось? И откуда берется кругленькая сумма, которой one-
рируют преданные коневодству экономисты? В прошлом году газеты сообщили, что знаменитый Терский конный завод продал за миллион долларов золотистого красавца Песняра. На том же аукционе за несколько десятков и даже сотен тысяч долларов каждая ушли еще несколько отличных лошадей. Может быть, это и есть главный доход от коневодства? Нет, продажа племенных лошадей дает всего лишь 2,3% общей суммы. Так что же главное? Главное — рабочее направление, которое приносит львиную долю дохода — 89,5%. Другие направления по своему вкладу далеко позади: продуктивное — 7,2%, спортивное — 1%. Лошадка, везущая хворосту воз... Этот образ знаком всем с детства, даже тем, кто сроду не видал ни лошадки, ни воза, ни хвороста. Так вот, везущая воз лошадка до сих пор вносит основной (почти 90%!) вклад в немалые прибыли коневодства. Выходит, вынесенный на пороге ракетного века приговор рабочей лошади подлежит обжалованию. Заведующий отделом экономики ВНИИК, кандидат зкономических наук Валентин Сергеевич Ковешников приводит дополнительные, причем весьма веские доводы к пересмотру дела. Экономисты института обследовали 460 хозяйств Рязанской области — их продуктивность, энерговооруженность и, конечно же, коневооруженность. Результаты обследования — в таблице, где средние показатели отнесены к 100 га угодий. _ I Валовая Энерговооруженность. | продуКЦИЯ, п- с- тыс- руб. Число лошадей До 100 19 0,6 200 и выше 44 0,8 Простим авторам работы дроби в графе «число лошадей» — в статистических сводках это допустимо — и обратим внимание на главное: хозяйства, опередившие своих соседей на добрые пятнадцать лет, используют лошадей охотнее. В колхозах и совхозах первой группы на одного работника приходится 17 машинных лошадиных сил, во второй группе — 26. Однако более энерговооруженные хозяйства решительнее добавляют к своим мощностям и живые лошадиные силы. Эта закономерность подтвердилась при обследовании и в других областях. Напрашивается вывод: хороший хозяин не списывает лошадь со счету, а использует ее, когда это выгодно. А когда выгодно? Когда недалеко, за километр- другой надо отвезти воз того же хвороста, или навоза, или бидон молока, или обед на полевой стан. Да мало ли грузов, из-за которых грех гонять грузовик или трактор. Гляжу — поднимается медленно в гору трактор, везущий хворосту воз. И звучит нелепо, и столь же нелепо с точки зрения хозяина. Потому что тракторо- день стоит около двенадцати рублей, а коне-день не больше пятерки. Этим очевидное поле деятельности рабочей лошади не исчерпывается. Еще один (из многих) пример, где без нее не обойтись. Только в Казахстане поголовье овец предполагают в скором времени довести до 50 миллионов. А на одну отару в тысячу голов нужны минимум три верховые лошади. Выходит, всего требуется 150 тысяч — только для нужд овцеводства и только в одной республике. В поселке Дивово под Рязанью, где находится институт коневодства, мне рассказали такую историю. В одно образцовое хозяйство привезли высоких гостей, чтобы показать сплошь механизированную ферму. И в разгар показа откуда ни возьмись появилась неказистая кобылка, которая тащила телегу с кормами. А на телеге, окончательно портя картину, сидел патриархального вида дед-возница. Как ни оправдывались руководители хозяйства, как ни объясняли, что трактору в коровнике не место, им все равно основательно влетело. Раз полная механизация, так уж полная! 6
Это и есть знаменитый Песняр, который обошелся покупателю в кругленькую сумму миллион долларов НА КУМЫСНОЙ ФЕРМЕ Каждые два часа на кумысной ферме института доят былинных кобылиц. Их тридцать три, могучих, рыжих, со светлыми гривами и челками, кокетливо падающими на глаза. Они нетерпеливо топчутся, дожидаясь своей очереди, и, да простится мне антропоморфное сравнение, чем-то напоминают нас, когда мы топчемся у турникета метро в часы «пик». Я опоздал к началу дойки всего на несколько минут. Однако доярка Зинаида Васильевна Дорошина едва мне кивнула, а пожилой конюх и вовсе не ответил на приветствие, а зашикал и замахал руками. Потом они, как и все, с кем мне довелось общаться в Дивово, были радушны и предупредительны. А смутивший меня прием был связан, как оказалось, не с моим опозданием, а, как это ни странно, с физиологией лошади. У коровы большое вымя, в котором находится так называемая цистерна — пяти-, десятилитровое вместилище молока. Доярка извлекает из него все молоко, которое накопилось ко времени дойки. Кобылья цистерна маленькая — не больше литра; в ней собирается десятая часть молока, остальное — в молочных ходах. Из-за малого объема цистерны быстро заполняются молочные ходы и альвеолы, там создается избыточное давление, которое тормозит дальнейшее образование молока. Поэтому кобылиц и приходится доить часто, каждые два часа. Кобыла легко отдает цистеральное молоко, остальное можно взять, лишь пробудив рефлекс молокоотдачи. Он срабатывает, когда к вымени матери припадает жеребенок. Или же — когда выработан условный рефлекс, например на шум доильного аппарата. Лошади вообще пугливы, их реакции тонки, и кобыла хорошо доится лишь в привычной обстановке, при своих, хорошо знакомых ей людях. Всего этого я не знал и потому не очень осторожно прикрыл за собой дверь и в полный голос поприветствовал хозяев... Доярка успокаивает очередь, окликая по имени самых нетерпеливых, и открывает турникет-шлагбаум перед очередной рыжей красавицей. Кобыла заходит в огороженный деревянными жердями станок и замирает. Доярка открывает небольшую форточку в стенке, отделяющей станок, где стоит кобыла, от соседнего, к нему пристроенного. И оттуда просовывается голова с жадными ищущими губами. Это жеребенок, которого держат здесь специально для пробуждения у кобыл необходимого рефлекса. Жеребенка называют дежурным, и он оправдывает свое название: быстро и исполнительно, как подобает хорошему дежурному, припадает к вымени. Сосет он совсем недолго, ему достается всего лишь несколько глотков молока. Затем доярка бесцеремонно его выталкивает, закрывает форточку и надевает на кобылье вымя доильные стаканы. Двухрежимный доильный аппарат ДДА-2 отличается от обычных аппаратов для коров. У тех сходу забирают все молоко, у кобыл же сначала нужно бережно взять малую его толику — из цистерны, затем сделать паузу, чтобы дождаться усиленной молокоотдачи, а затем быстро — за 20—25 секунд — отобрать остальное, пока рефлекторные процессы не угасли. Так аппарат и рабо-
тает — автоматически переходит с режима на режим. Две увесистые фляги с теплым еще молоком ставят на телегу, и крупная серая лошадь (не трактор и не грузовик, заметьте) везет ее неспеша в кумысный цех, что в полукилометре от фермы. Вместе с ведущим специалистом ВНИИК по кумысу Музой Сергеевной Мироненко я иду за телегой и на ходу выслушиваю лекцию, основные тезисы которой предлагаю читателям. Кумыс — напиток с тысячелетней медицинской репутацией, вплоть до конца прошлого века чуть ли не единственное эффективное средство против туберкулеза. Теперь с этой болезнью справляются другими средствами, но кумыс, будучи великолепным антиаллергеном, остается при этом надежным подспорьем. Поэтому у нас в стране работают свыше пятидесяти кумысолечебниц. Кобылье молоко содержит комплекс поли ненасыщенных жирных кислот: ли нолевой, линоленовой, арахидоновой. У этих веществ ярко выраженное противосклеро- тическое действие, и потому кумысолечением заинтересовались геронтологи. Кобылье молоко близко по своему составу и питательной ценности к женскому и потому может служить его полноценным заменителем. Высушенное методом сублимационной сушки кобылье молоко — основа для добротного детского питания. Короче говоря, кобылье молоко и приготовленный из него кумыс показаны больным и здоровым, старикам и младенцам. Но найти этот ценный продукт в магазинах невозможно, а кумыс из коровьего молока, который изредка появляется в продаже, имеет такое же отношение к настоящему, как суррогат к натуральному кофе. Потребность в кумысе одной только медицины в полтора раза больше, чем выпускают его сегодня. Между тем, как считают в институте коневодства, выпуск кумыса можно увеличить втрое, а то и 8 вчетверо. Разработана подробная технология для крупных кумысных ферм, доказана на практике высокая молочная продуктивность кобылиц, особенно тяжеловозных пород. В этом отношении хорошая кобыла не так уж уступает корове. Зафиксирован и абсолютный рекорд — 6100 литров за год. Он принадлежит питомице кумысной фермы опытного завода ВНИИК кобыле Рябине советской тяжеловозной породы. В небольшом кумысном цехе доставленное нами молоко сразу же пошло в работу. Его профильтровали, сдобрили закваской, приготовленной на чистых культурах молочнокислой болгарской палочки и молочных дрожжей, тщательно перемешали в аппаратах с мешалкой, оставили в покое на час-полтора для вызревания, снова основательно перемешали, охладили и разлили в бутылки. Кумыс дефицитен, кумыс — редкое лекарство, кумыс — деликатес. Каждая его бутылка на учете. И все же хозяева были гостеприимны до конца. Одну бутылку открыли, и я с удовольствием выпил стакан пенного, слегка хмельного напитка. Люди, убежденные в полезности и необходимости своего дела, щедры на аргументы в его пользу. И Анатолий Никитович Кошаров, и его предшественник на директорском посту, ныне научный консультант института, доктор сельхознаук Юрий Николаевич Барминцев, и Муза Сергеевна Мироненко, перечислив все достоинства и заслуги кумыса, неизменно напоминали мне, что Лев Толстой прошел в молодые годы курс кумысолечения. И не будь кумыса, неизвестно еще, успел бы великий писатель написать все, что он написал. Считаю своим долгом довести это соображение до сведения читателей. ТАБУН ПОЛУДИКИХ ЛОШАДЕЙ Если помните, по прибыльности продуктивное коневодство занимает второе место — 7,2% всех доходов отрасли.
Так вот, эту статью доходов можно разбить на две: четверть дает молоко, остальное — мясо. Историки и иппологи утверждают, что люди стали есть конину задолго до того, как оседлали и запрягли лошадь. И для многих народов мясо лошади до сих пор остается традиционной и излюбленной пищей. Диетологи отмечают высокие диетические свойства конины: она содержит уже упоминавшиеся полиненасыщенные жирные кислоты, которые помогают выводить из организма зловредный холестерин. А пищевики-технологи уверяют, что без конского мяса изготовить деликатесные колбасы твердых сортов просто невозможно. Наконец, по оценкам экономистов, себестоимость конины при табунном содержании лошадей в полтора, а в иных местах и в два раза меньше себестоимости любого другого мяса. Почему так дешево? Да потому, что табуны круглый год на подножном корму; потому, что местные породы лошадей прекрасно приспособлены к тебеневке — зимней пастьбе — и достают себе копытом пропитание из-под полуметрового снежного покрова, превосходя в этом даже северных оленей. Потому, что для табунного коневодства не нужны капитальные помещения, а необходимые страховые запасы кормов невелики. Потому, что табун может совершить суточный переход на 25—30 километров, чтобы сменить пастбище или добраться до отдаленного водопоя. В общем, потому, что лошадь вообще удивительное животное. Кормовая база табунного коневодства — отдаленные пастбища в степи, пустыне, тайге, тундре, в горах. Табуны не конкурируют с отарами овец и стадами крупного рогатого скота и не мешают им. И потому растут табуны в Казахстане и Якутии, Хакасии и Туве, в Читинской области и на Алтае. В отдаленных восточных районах страны, в Забайкалье, на трассе БАМа огромные площади естественных пастбищ, где, вкладывая совсем немного средств, можно создавать конесовхозы на 5—10 тысяч голов лошадей. Такие хозяйства высоко рентабельны, причем не в теории, не по проектным оценкам. Лучшие конесовхозы, такие как «Витимский» в Бурятии, приносят немалые прибыли. А то, что коневодство ни в коей мере не мешает основным животноводческим направлениям, доказано опытом совхозов в Западном Казахстане, где на тысячу овец приходится сотня табунных лошадей. Благодаря лучшему использованию пастбищ выход сельскохозяйственной продукции со 100 га угодий возрастает на 10—15%. Высокорентабельное уже сейчас табунное коневодство может стать еще более эффективной отраслью. На это направлена прежде всего селекционная работа. Например, под руководством специалистов ВНИИК улучшена распространенная в Казахстане табунная лошадь джабе. Скрещивая местных лошадей с рысаками и донскими верховыми, селекционеры создали новую породу. И если средний жеребец джабе весит немногим больше 400 кг, то жеребец новой, кушумской породы, созданной на основе джабе,— 550 кг. В печальные для коневодства годы, когда лошадь посчитали ненужной, резко сократился выпуск специалистов. «Если так дело пойдет и дальше,— говорят в институте,— то мы, коневоды, вымрем, как мамонты». Между тем, для подъема отрасли, и в первую очередь ее продуктивных направлений, специалисты необходимы — не животноводы вообще, а настоящие знатоки лошади. Лошадь в хозяйстве — сила, и лошадиную силу нужно использовать по-хозяйски. Нужно, чтобы коневодство — и рабочее, и продуктивное — заняло достойное место среди других животноводческих направлений. М. КРИВИЧ, специальный корреспондент «Химии и жизни»
союз Торф — не топливо. Или, правильнее, не только топливо. Не случайно Продовольственной программой СССР на период до 1990 года предусмотрено расширить объемы работ по производству компостов с использованием торфа, а в двенадцатой пятилетке — довести добычу торфа для приготовления компостов и на подстилку не менее чем до 170 млн. тонн в год. Торфом богаты многие регионы нашей страны — Западная Сибирь в первую очередь. А из союзных республик — Белорусская ССР. В Белоруссии работает и единственный в стране академический Институт торфа, занимающийся проблемами комплексного использования самого молодого горючего ископаемого. О них — заметки нашего корреспондента. Превращения торфа Препарат был солнечно-оранжев и чуть светился, опалесцируя, сквозь полупрозрачный пластиковый флакон. А запах! В нем смешались ароматы розы и рома, хвои и чего-то притягательно сладкого — немыслимо привлекательный, ни на что не похожий аромат. В полупрозрачном флаконе был, извините за прозаизм, шампунь. Вот только отдушку химики подобрали позаковыри- стее, да еще ввели в рецептуру биологически активный экстракт. Экстракт этот — один из продуктов комплексной переработки торфа. Вот почему необычный шампунь показывали мне не где-нибудь, а в одной из лабораторий Института торфа Академии наук Белорусской ССР. А вот фабричную марку торфяного шампуня я пока не назову. Потому что выпускается он сейчас лишь опытными партиями, а спрос на него, как нетрудно догадаться, мог бы быть явно больше предложения. Это, полагаю, дело временное. Вообще же из биологически активных веществ, выделяемых при комплексной переработке торфа, уже получено несколько медицинских препаратов для терапии, дерматологии, офтальмологии, даже онкологии... Сложная органика получается из еще более сложной, а сырье — оно под ногами. ПОЗИЦИЯ Институт торфа Академии наук Белорусской ССР — единственный в стране академический институт, занимающийся только торфом или, правильнее, в основном торфом. Там создана комплексная, практически безотходная технология переработки этого горючего ископаемого. Почему именно в Белоруссии? Да потому, очевидно, что торфяники занимают в республике почти 12% территории — более 2,5 млн. га, причем 90% запасов сконцентрировано в месторождениях площадью больше 100 га. Издавна здесь добывают торф, издавна используют — как горючее и как удобрение. Но вот что характерно. Откройте любую книгу, выпущенную исследователями из Института торфа в последнее десятилетие, и вы обязательно встретите утверждения такого рода (цитирую разных авторов): ...пока, к сожалению, эффективность использования торфа невысока; ...торф в естественном состоянии следует относить к почвам, обладающим высоким потенциальным, но низким эффективным плодородием; ...к сожалению, имеют место случаи использования торфа, иногда в значительных количествах, как удобрения в чистом виде; ...становится очевидной необходимость прекращения в ближайшем будущем его использования на топливо. Во всех этих высказываниях — констатация фактов и отрицание: то-то нехорошо, того-то не следует делать. Но, как заметил по другому поводу народный артист СССР С. В. Образцов, утверждения, основанные лишь на отрицании, не очень-то убеждают (не будем играть куклами то, что люди сыграли бы лучше)... Поэтому как суммирующее, как кредо ученых Института торфа приведу еще одно высказывание — академика АН БССР И. И. Лиштва- на, возглавляющего институт: «Естественные ресурсы торфа требуют комплексного подхода при организации новых производств на базе торфяных месторождений. Использование торфа не может быть единообразным, а должно определяться условиями залегания массива, его природными особенностями, составом и свойствами сырья. Рациональное использование торфяных ресурсов, получение из торфа новых продуктов и материалов на основе малотоннажных производств, сокращение его применения в топливно-энергетических целях, бережное отношение к расходованию в сельском хозяйстве позволит значительно продлить срок службы этого уникального сырья на благо человека». 10
ТОПЛИВО ИЛИ НЕ ТОПЛИВО! ХОРОШЕЕ УДОБРЕНИЕ! Ответ на этот вопрос применительно к торфу разумнее всего дать уклончиво сказочный: смотря где и смотря когда... По определению, торф — горючее полезное ископаемое, образующееся в процессе естественного отмирания и неполного распада болотных растений. Да еще в особо оговоренных условиях: избыточного увлажнения и затрудненного доступа воздуха... Горючее? Безусловно. Многим памятно жаркое лето 1972 года, когда горели торфяники. В прошлом году в центральной части России весна и лето тоже были сухими, жаркими, но почти повсеместно беды удалось избежать. Полезное? Да, конечно, полезное, иначе не было бы смысла писать эти заметки. Ископаемое? Отчасти. Процесс тор- фообразования продолжается и сейчас: слой торфа за год нарастает примерно на миллиметр. Горючее полезное ископаемое. Всё так и всё с оговорками. Тепла, которое прежде всего требуется от горючего полезного ископаемого, торф дает значительно меньше (на килограмм, тонну или любую другую единицу массы), чем канско- ачинский бурый уголь. Да и как может быть иначе, если главных теплотворных элементов тот же бурый уголь содержит больше, чем торф? Зато бесполезными для энергетики кислородом и азотом торф — куда богаче. Было время — трудное время первых лет нашей страны,— когда торф был очень важен именно как топливо. Сейчас не то... Время не то, запросы и потребности не те. В наши дни энергетическая ценность торфа весьма незначительна. В основном его используют как органическое удобрение. Правда, чтобы получить заметный эффект, приходится вывозить его на поля тоннами. В той же Белоруссии сейчас ежегодно вывозят около 30 млн. т торфа- удобрения, жгут — впятеро меньше. Однако ученых не устраивает и эта ситуация. Ни от человека, ни от вещества не следует требовать большего, чем они могут дать. Законы сохранения энергии и материи не позволяют себя обойти. Из куска самой-самой золотоносной породы не извлечешь двух килограммов золота, если сам этот кусок весит лишь полтора. Так и с торфом. Он способен отдать лишь то, чем сам богат, но чем он богат? Калий, фосфор, азот — три главных агрохимических элемента. Калия в торфе мало @,04—0,12%), фосфора тоже @,04— 0,3%). С азотом вроде дело получше обстоит: от 1,5 до 2,5%. Часть его усваивается растениями, но только часть, притом меньшая. В лучшем случае четверть B6,3%) заключенного в торфе азота находится в аммиачной, нитратной и других легкоусвояемых формах, а остальное — в белковой и гуминовой, практически недоступных для питания растений. Выходит, что и азотом торф беден? Так что же дает полю торф? Как ни странно, довольно многое: насыщает органикой бедные песчаные и суглинистые почвы Нечерноземья, улучшает их структуру. Прибавки урожая от внесения торфа большими дозами статистически достоверны, особенно если в помощь торфу отряжали навоз и минеральные туки. Тем не менее специалисты Института торфа, проанализировав связь между свойствами торфа и эффективностью его как удобрения, пришли к неутешительным выводам: «Многие предложенные способы использования торфа в сельском хозяйстве устарели или же не имеют достаточного научного обоснования и необходимой увязки с сельскохозяйственным производством. Ряд рекомендаций по массовому применению торфа экономически не обоснован и не учитывает ограниченности его геологических запасов». Что же, выходит, что торф и не удобрение? Тогда что же? Ответ на этот вопрос приведен выше, но повторим его: уникальное сырье. Можно ска-
IpJ i'Sr^ffJprT Схема комплексной переработки торфа низкой степени разложения зать иначе: комплекс органических, и не только органических, веществ, на основе которого при комплексном же воздействии — физическом, химическом, микробиологическом — можно и нужно строить безотходное комплексное производство. Оно способно дать много безусловно полезных, безусловно эффективных продуктов и полупродуктов. ЧТОБЫ И СЛИВКИ, И ПАХТА Подход белорусских ученых к торфу можно сравнить разве что с традициями молочной промышленности, идущими из глубин веков, от крестьянской мудрости. Принцип простой: сливочки снять, но и то, что остается,— обрат поразумней использовать, на корм ли телятам либо как-то еще. Этот подход тем более рационален, что торф разных месторождений, разных пластов даже по составу отличается более широко, чем молоко с разных ферм. К тому же сливки — они всегда сливки, а что считать «сливками» торфа? Уже упоминалось, что торф торфу рознь. Их, разновидностей торфа, действительно очень много — на территории Союза более 40 видов. Но чаще торф подразделяют лишь на три типа, главным образом по условиям его формирования: низинный, переходный и верховой. В Белоруссии, как, впрочем, и во многих других местах, преобладает низинный торф. Значительны запасы и верхового торфа. Верховой торф малой степени разложения отличается сравнительно низким содержанием углерода, зато углеводов, в том числе целлюлозы, в нем заметно больше, нежели в низинном. Так, может быть, эти углеводы и есть «сливки» молодого торфа? Воздействие серной кислоты на подсушенный верховой торф приводит к образованию гидролизата — жидкого комплекса углеводов с примесью органических соединений других классов. Можно эту жидкость разделить, извлекая те или иные ценные компоненты, но и в неразделенном виде она — большая ценность, чем сам торф. Это хорошая питательная среда для микробиологического синтеза. Тонна молодого торфа способна дать центнер кормовых дрожжей, сухая масса которых, напомним, наполовину состоит из белков и, кроме того, содержит витамины, гормоны, ферменты. Получается отличная кормовая добавка для скота и птицы. Важно, что получают ее на том же оборудовании, что и кормовые дрожжи из древесины. 13
Схема комплексного использования торфа с повышенным содержанием битума, как н предыдущая, должна быть реализована на торфохимическом комбинате Если же обработку верхового мохового торфа кислотой вести в ином режиме, получается так называемый осахаренный торф, тоже пригодный в качестве кормовой добавки. Вот и получается, что «сливки», снятые с торфа, способны обернуться сливками без кавычек. Иной подход к верховому торфу высокой степени разложения. Этот торф содержит органические соединения с довольно большой молекулярной массой. Экстракция горячим бензином позволяет выделить из такого торфа совсем иные «сливки» — торфяной воск темно-бурого или черного цвета. После очистки он приобретает цвет и консистенцию пчелиного воска, однако по составу торфяной воск ближе к аналогичному продукту из бурого угля. Аналогия, впрочем, не полная, и это хорошо. В отличие от угольного, торфяной воск почти не содержит канцерогенных многоядерных ароматических структур, в частности, бензпирена. В то же время он намного богаче стеринами — биологически активными веществами, применяемыми медицинской промышленностью для синтеза гормональных и некоторых других препаратов. Вот почему именно торфяной воск стал сырьем для получения лекарственных препаратов, а также чудо-шампуня, с которого начаты эти заметки. Для неочищенного черного воска тоже нашлось дело, и не одно: препараты бытовой химии, в частности тушь для ресниц и незасыхающий эмульсионный гуталин, составы для точного литья в металлургии, антиадгезионные смазки для изготовления изделий из полиуретанов. Тонна сухого торфа дает до 60 кг воска. На территории Белоруссии зарезервировано 12 месторождений — поставщиков торфяного воска в настоящем и будущем. Торф «со снятыми сливками» предлагают использовать тремя способами: превращать в активированные угли, в пресс-порошки общетехнического назначения (наполнители для пластмасс) или в торфощелочные реагенты. Последние входят как стабилизаторы в промывочные жидкости для буровых. Потребность страны в каждом из трех этих «производных» обедненного торфа очень велика. Торф третьего типа — низинный тоже есть в Белоруссии, особенно на юге республики. Комплексная переработка предусматривает оптимальные варианты использования и этого торфа. В основном, как и сейчас, низинный торф должен идти на удобрения, но не такие, как делали раньше, а комплексные, многокомпонентные и обязательно гранулированные. Подсушенный низинный торф обрабатывают жидким аммиаком, превращая в вязкую пластичную массу, теперь уже действительно богатую азотом. Затем в нее в достаточно больших количествах вводят фосфор, калий, микроэлементы и лишь после этого сушат и гранулируют. Получается комплексное удобрение пролонгированного действия. Торфяные гранулы отдают почве азот, фосфор и калий постепенно, в течение трех лет. П отери на вымывание минимальны, потому что питательные вещества химически связаны с компонентами торфа. Этим и отличаются новые торфоминеральные комплексы от отечественных и зарубежных торфяных удобрений с добавками, которые пытались использовать в прошлом. В виде топливных брикетов низинный торф дает прибыль 6 рублей на тонну. В виде гранулированных комплексных удобрений — 122 рубля. Но дело не только в выгоде. Производство таких удобрений позволит использовать во благо людей глинисто-солевые шлемы калийных месторождений Белоруссии. Смесь их с торфом, обработанным аммиаком, хорошо формуется. Тем самым глинисто-солевые шламы будут не засорять, засаливать землю, а удобрять ее. На опытных полях с сахарной свеклой, где в почву вносили аммиачно-торфошламовые удобре- 14
ния, прибавка урожая составила 40 центнеров с гектара, да и сахаристость свеклы увеличилась. Важно, что гранулирование позволяет рационально расходовать и сам торф: вместо 20—30 т/га достаточно одной. НА МЕСТЕ БЫВШИХ ТОРФЯНИКОВ Что делать с выработанными торфяниками — вопрос не праздный. Около одного миллиарда тонн торфа уже взято за долгие годы с торфяных месторождений Белоруссии, и земли, прежде занятые ими, нужно вернуть народному хозяйству. Тут три пути, всем известные: часть бывших торфяников осушают, превращая со временем в сельскохозяйственные угодья, часть после мелиорации отводят под лесопосадки, а часть превращают в озера и водохранилища. К сожалению, последний вариант приемлем лишь в том случае, если месторождение выбрано полностью, до дна. В противном случае искусственное озеро окажется мертвым озером: весь растворенный в воде кислород будет расходоваться на окисление оставшейся органики, подводной живности нечем будет дышать. Печальный опыт сооружения таких мертвых озер, увы, есть. А вот на торфяниках, которые потом должны превратиться в лесные массивы или луга, весь торф выбирать нельзя — слишком много времени уйдет на образование нового плодородного слоя. Сейчас принято оставлять полуметровый торфяной слой и надеяться в основном на жизнестойкость природы-матушки. Посеют, скажем, семена сосны, а что вырастет — строевой лес или сорный кустарник,— это зависит от множества привходящих обстоятельств, не зависящих от мелиораторов и землеустроителей. Да и не очень их это интересует: они, как и геологи, «идут дальше»... Не всегда хорошо получается и с сельскохозяйственными угодьями. Растительность на кислых торфяных почвах развивается медленно, а нейтрализация почв не входит в задачу тех, кто занимается рекультивацией бывших торфяников. Подбор соответствующих трав и севооборотов — тем более. Да и Институт торфа АН БССР, удачно решивший многие проблемы тор- фопользования, этими вопросами почти не занимается. Биологов, почвоведов в институте практически нет. Нет и специальной лаборатории рекультивации. А проблема эта уже стала насущной. Со временем она может оказаться даже более важной, чем нынешние, связанные с комплексным использованием торфа, с торфяными комбинатами близкого будущего... Контуры первого такого комбината академик И. И. Лиштван и его сотрудники видят в ста километрах от Минска возле месторождения «Славное». Уже составлено технико-экономическое обоснование проекта, разработана и опробована технология, почти безотходная. Потому, заканчивая, позволю себе перефразировать известнейшее высказывание Д. И. Менделеева: торф — не топливо, топить можно и урановыми блоками... В. СТАНЦО, специальный корреспондент «Химии и жизни» Луга на торфяниках Академик ВАСХНИЛ П. А. БАРАНОВ Начну с известнейшего изречения — ломоносовского: «Российское могущество прирастать будет Сибирью...» Высказывание это цитируют часто, однако не в связи с земледелием. Конечно, «прирастание Сибирью» нашего сельскохозяйственного производства — процесс медленный и очень нелегкий, прежде всего из-за суровых климатических условий. Оттого и получается такое несоответств ие: Сибирь занимает около 45% территории СССР; живет в Сибири около 12% населения страны, и дальнейший прирост неизбежен; распахано лишь около 1,5% сибирских земель. И все же сельское хозяйство Сибири может давать много больше, чем сейчас. Очевидно, нужны особые формы его ведения там. Какие? Однозначного ответа на этот вопрос пока нет. Есть соображения и доводы. На физической карте Сибири взгляд прежде всего привлекает зеленое пространство Западно-Сибирской низменности, ограниченное Уралом с запада, Енисеем с востока, Карским морем с севера, степями Казахстана с юга. Это примерно 2 млн. км2. Очевидно, здесь находится основной резерв прирастания сибирского хлеба, мяса, молока, технических культур. К востоку от Енисея рельеф горист. Западная Сибирь — почти идеальная равнина, будто нарочно самой природой предназначенная для сельскохозяйственного производства. А во-вторых, и это, наверное, главное, к востоку от Енисея господствует вечная мерзлота, а здесь, даже в северном бассейне Оби, распространена мерзлота, временами оттаивающая, так называемая таликовая. К ней культурные растения, пусть не все, а некоторые, могут приспособиться. Южную часть Западно- Сибирской низменности начали распахивать давно, и пашни там немало — около 20 млн. га. Занята она почти сплошь яро- 15
выми культурами: озимые тут вымерзают даже на юге — зимы-то сибирские. Чем севернее, тем они длительнее, суровей. Но не только в этом дело: к северу скудеют и почвы — на смену черноземным и серым лесным приходят подзолистые и болотно-глеевые, куда менее плодородные. И вот тут-то начинаются сибирские торфяники. Их почти 30 млн. га — втрое больше, чем в Европейской части страны. Это огромное богатство пока используется весьма ограниченно. Естественно, как источник энергии торф не может конкурировать сегодня с сибирским газом, с сибирской нефтью. Не может и, добавим, не должен. Торф, торфяники со временем могут во многом определить сельскохозяйственный облик огромного региона. В последнем издании БСЭ (т. 9, стр. 343) указывается, что Западно-Сибирский экономический район дает 5,8% мяса, 6,9% молока, получаемых в СССР. Может много больше. Если с торфом обращаться разумно. Если мы учтем весь многолетний и многообразный опыт эксплуатации торфяников у нас и за рубежом. Как промышленное топливо торф вряд ли перспективен. Торфяная промышленность стала больше ориентироваться на сельское хозяйство. Однако сам по себе как удобрение торф дает немного. И у нас, и за рубежом довольно быстро прошло увлечение тор- фоминеральными удобрениями — смесями (ТАУ, ТМАУ и другие). Как правило, они были невыгодны: аналог ТМАУ — французское «Гумоби», например, в пересчете на гектар обходилось потребителю во столько же, сколько стоили 20 ц пшеницы. Чисто минеральные удобрения были несравненно дешевле, а прибавку урожая давали по крайней мере не меньшую... В нашей стране во многих районах добыча торфа шла по-прежнему интенсивно. Чтобы колхозы и совхозы могли использовать его хоть с какой- то выгодой, решено было все расходы на добычу и перевозки торфа отнести на счет госбюджета. По существу, хозяйства получали торф почти бесплатно. Торфа вывозили на поля много; считалось при этом, что поля получают полноценные органические удобрения. Так бы оно и было, если бы торф компостировали с навозом. В компосте, правда, сам торф действует не столько как удобрение, сколько как его носитель. Он как бы удерживает содержащийся в навозе аммоний от нерационального, быстрого улетучивания и вымывания. В таком вот сочетании торф действительно полезен. Однако чаще всего в почву он попадал сам по себе... Что же в результате? Торфяники, близкие к полям, истощены, а то и вовсе выработаны. В местах интенсивной торфодобычи он сохранился в основном там, откуда вывозить его трудно. И это еще не самое плохое. Хуже, что опустошенные торфяники нередко остаются непригодными для земледелия мертвыми зонами, бесполезными пустошами. Таких пустот в Нечерноземье наберется около миллиона гектаров. Теперь их надо рекультивировать, а это непросто. Так был ли, спрашивается, смысл изымать что-то из почвенного слоя, использовать в другом месте для улучшения почвы, а здесь исправлять содеянное, создавая почву заново? Есть полуторавековой опыт совсем другого, можно сказать, прямо противоположного использования торфяников. В Западной Европе, в бассейнах рек Луары, Гаронны, Роны, Сены, Мозеля, Эльбы, торфяные болота осушены и превращены в луга. Этот процесс был завершен к середине нашего столетия, и болота теперь там остались только в водоохранных заповедниках. На бывших торфяниках созданы культурные пастбища, где высевают люцерну, житняк, костер безостый... Тем самым решена проблема кормов для очень большого поголовья скота. Важно это еще и потому, что в современных севооборотах кормовых трав почти нет... Все в мире взаимосвязано: много кормов — много животных — много и навоза — удобрения полноценного и, не в пример торфу, дотаций не требующего. Нынешние наши способы использования торфа иногда уподобляют волу, запряженному позади плуга. В самом деле, целесообразность создания лугов на торфяниках настолько очевидна, что, казалось бы, не надо ничего доказывать. Многолетним травам не нужен глубокий корнеобитаемый слой, им хватает того, что накопили торфяники, тем более что накопленное — почти сплошь органика, и древняя, и недавняя, остатки болотных растений. Луга на бывших торфяниках всегда в достатке обеспечены влагой. Травы на них растут сочные, мощные, за сезон набирают силу (и массу), а потому сами довольно хорошо осушают почву, так что не всегда и не везде нужны предварительные работы по осушке торфяников. А если и нужны, то лишь на первом этапе, дальше природа сама справится. При этом очень важно, что называется, знать меру. Сплошное и резкое осушение может привести (и приводило уже) к неудачам: лугам влаги нужно много... Еще чаще неудача постигает тех, кто пытается торфяники распахивать, используя их под пропашные культуры. Извлеченный из благоприятных для него анаэробных условий торф быстро окисляется, «сгорает», и после считанных урожайных лет наступает бесплодие. Нередко горит он и буквально: пожары на распаханных торфяниках — дело обычное. Зачем же нам эти беды, если возможно оптимальное решение: культивировать разумно осушенные торфяники под животноводческие угодья, улучшить за их счет кормовой баланс. Вернемся теперь к торфяникам Западной Сибири. Барабинская степь, расположенная на ее юге, некогда была поставщиком знаменитого сибирского сливочного масла, вывозившегося даже в Западную Европу. Стада, дававшие это масло, паслись не только на естественных лугах, но и на превращенных в луга бывших торфяниках. Теперь в тех местах пашня. Но может быть, стоит оглянуться на опыт прошлого? Тем более, что при интенсивной распашке западносибирских торфяников под зерновые нельзя не считаться с возможным ущербом от пыльных бурь и пожаров. Они, эти бедствия, весьма вероятны при слишком активном вмешательстве в природные процессы на больших территориях. А травы хороши еще и тем, что их можно двинуть на север гораздо дальше, чем зерновые, особенно если селекционеры поработают и если им, этим травам, достанется необходимый минимум обычных минеральных удобрений. 16 I
Экономика, производство Лазеры на АвтоЗИЛе Пробег — это срок жизни автомобиля. Грузо- вики-ЗИЛы последних моделей проходят до капитального ремонта более 300 тысяч километров. Столько выдерживают двигатель и другие важнейшие агрегаты. Однако и до капремонта средний автомобиль переживает шестнадцать менее серьезных ремонтов, или, на канцелярском языке, ремонтных воздействий. Шестнадцать воздействий за 10—11 лет не так уж много, особенно если учесть, что в одном только двигателе без малого 2000 деталей. И, к великому сожалению, выходят они ■ из строя не одновременно, а многие к тому же задолго до сроков капитального ремонта. Ресурс головки блока цилиндров чуть ли не вдвое меньше ресурса самого двигателя, меньше, чем хотелось бы, служит карданная передача. Значит, изготовители этих деталей каждую вторую деталь должны направлять в запчасти. Инженеры и исследователи объединения Ав- тоЗИЛ работают над увеличением сроков службы автомобильных деталей. Эта работа ведется в содружестве с Институтом атомной энергии имени И. В. Курчатова, МГУ, Научно-исследовательским центром по технологическим лазерам АН СССР, многими академическими институтами. Входящая в объединение Центральная лаборатория электроннолучевой и лазерной обработки служит базовой лабораторией Академии наук. Ее планы и отчеты утверждают два руководителя: генеральный директор АвтоЗИЛа П. Д. Бородин и вице-президент АН СССР академик Е. П. Велихов. Дальше речь пойдет о нескольких завершенных работах лаборатории. ГОЛОВКА БЛОКА Головка блока цилиндров не доживает до капитального ремонта автомобиля из-за того, что прогорают тонкие стенки, разделяющие камеры сгорания. Заменить алюминиевый сплав, из которого отливают головки, на более прочный и жаростойкий чугун — значит более чем вдвое утяжелить четырнадцатикилограммовую деталь. Запрессовать вставки из стойкого металла — значит серьезно усложнить технологию. В лазерной лаборатории решили прибегнуть к термоупрочнению межкамерных стенок. Луч двухкиловаттно- го углекислотного лазера со скоростью около метра в минуту движется вдоль узкой D—5 мм) дорожки на границе смежных камер. В этих местах металл плавится, толщина расплавленного слоя достигает одно- Узкие дорожки на границе смежных камер головки блока цилиндров, оплавленные лазерным лучом 17
После лазерного термоупрочнення структура алюминиевого сплава резко изменяется: размеры кристаллических зерен уменьшаются в 70—80 раз U//Y/M Система зеркал направляет луч лазера на внутреннюю поверхность движущейся гильзы. Ее движение рассчитано так, чтобы лазер прочертил на металле закаленные полосы — своеобразную защитную арматуру го миллиметра. Нагрев происходит в доли секунды, столь же быстро массивная алюминиевая деталь поглощаэт тепло: оплавленная поверхность охлаждается со скоростью до 10 000 градусов в секунду, в сотни раз быстрее, чем целиком нагретая головка в специальной закалочной среде. Мгновенная плавка и охлаждение радикально изменяют структуру металла. Кристаллические зерна уменьшаются в 70— 80 раз, алюминиевый сплав становится плотнее, при этом его твердость возрастает в 1,5 раза, а стойкость к эрозионному износу — в 2—2,5 раза. Во столько же увеличивается и ресурс головки блока цилиндров. Это подтвердили стендовые испытания двигателей. Сейчас в моторном корпусе АвтоЗИЛа идет подготовка к переходу на новую технологию. ГИЛЬЗА Гильзы блока цилиндров двигателя, который установлен на автомобиле ЗИЛ-130, изготовлены из серого чугуна С4-24-44. Чтобы гильза была прочнее, в ее верхнюю часть запрессована вставка из износостойкой легированной стали. Перед лабораторией электронно-лучевой и лазерной обработки была поставлена задача изыскать возможность обойтись без дорогой вставки. А для этого нужно было радикально упрочнить чугунную гильзу. После отжига — одного из самых распространенных способов термообработки — твердость серого чугуна составляет 170— 240 кг/мм2. Этого недостаточно. После лазерной обработки с оплавлением поверхности — метода, который был использован для упрочнения головки блока,— твердость достигает 880—940 кг/мм2. Однако при этом поверхность гильзы, которая должна быть идеально чистой, изменяется. И после оплавления требуется дополнительная шлифовка и полировка. Исследователи остановились на лазерной закалке без оплавления. Луч лазера непрерывного действия («Ка- тунь» или ЛТ-1) направляется системой зеркал на внутреннюю поверхность движущейся гильзы. Нагрев должен быть мощным и в то же время деликатным — во избежание температурных деформаций детали. Движение гильзы рассчитано таким образом, чтобы нагреть на поверхности металла узкие спиралевидные полоски, причем нагреть до температуры, превышающей порог фазовых превращений, но не достигающей точки плавления чугуна. После такой обработки на внутренней, рабочей поверхности детали остаются закаленные дорожки шириной 5 мм и глубиной 0,6 мм, твердость чугуна здесь достигает 740—830 кг/мм2. Получается своеобразная защитная арматура, которая дает возможность отказаться от вставок из легированной стали. 18
Лазерное упрочнение чугунных гильз должно быть внедрено на ЗИЛе в этой пятилетке. ОТВЕРСТИЕ В КЛАПАНЕ Сейчас все больше грузовых автомобилей переводят на сжиженный газ — горючее дешевое и, что важнее всего, значительно более экологически чистое, чем бензин. Однако у автомобилей, работающих на газе, есть 0,4 мм, а диаметр его не должен превышать 0,13 мм. При отклонении на сотую долю миллиметра клапан может не сработать в аварийной ситуации. С помощью сверления, механической обработки самой высокой точности задачу решить не удавалось. Решили ее с помощью лазера. Импульсная лазерная установка «выстреливает» на поверхность металла энергию 2 джоуля, эта Вилки карданной передачи, сваренные лазерной (слева) и обычной электродуговой сваркой один недостаток: газовое топливо иногда загорается. При нарушении герметичности топливной магистрали высокого давления достаточно случайной искры, чтобы начался пожар. Чтобы исключить возгорание газа, в магистралях установлен специальный клапан. При разгерметизации создается перепад давления, и клапан отключает газовый баллон. Все было бы в порядке, если бы еще не одно техническое обстоятельство. Перепад давления (правда, небольшой) возникает не только при авариях, но и в момент пуска автомобиля. Чтобы клапан в это время не отсекал горючее, в плунжере нужно проделать отверстие, выравнивающее давление. Глубина отверстия всего энергия в течение нескольких миллисекунд концентрируется в пятне диаметром 130 мкм. Металл испаряется — остается отверстие требуемого диаметра. Решено, что Рязанский завод автоаппаратуры, который выпускает предохранительные клапаны для газовых автомобилей, будет присылать в лабораторию детали. А в лаборатории прострелят в них отверстия. Причем годовая программа завода ( по этим отверстиям) будет выполнена всего за несколько дней. КАРДАННЫЙ ВАЛ Одно из самых уязвимых мест карданной передачи — место сварки трубы с вилкой. И дело даже не в прочности сварного шва. Операция электродуговой сварки на Московском заводе карданных валов (завод входит в объединение АвтоЗИЛ) занимает не больше чем полторы минуты. Но за столь короткое время детали успевают сильно нагреться, вилка деформируется. Всего на десятые доли миллиметра, но этого достаточно, чтобы в новой карданной передаче был заложен порок, приводящий к преждевременному износу. Через 50—60 тысяч километров пробега начинается хорошо знакомое водителям биение и постукивание, кардан выходит из строя, не пройдя и трети срока до капитального ремонта автомобиля. Лазерная сварка позволит увеличить срок службы карданной передачи. Почему? Потому что более чем вдвое уменьшается площадь сварного шва, в несколько раз — время сварки. Детали не успевают нагреться, значит, и не деформируются. Да и сам лазерный шов — это хорошо видно на снимке — выглядит несравненно чище, привлекательнее, чем обычный сварной шов. Содружество объединения АвтоЗИЛ — мощного промышленного предприятия — с ведущими научными учреждениями страны оказалось весьма плодотворным. Отработанные на уникальном исследовательском оборудовании передовые технологические методы передаются производству за два-три года вместо семи-десяти лет — привычных сроков внедрения. Работы Центральной лаборатории электронно-лучевой и лазерной обработки обещают дать крупные экономические эффекты. Тем не менее, начальник лаборатории, кандидат физико-математических наук В. М. Андрия- хин считает, что лазерная технология приносит машиностроению лишь первые свои плоды. И они не такие уж зрелые. Полученные сегодня результаты могут быть значительно улучшены. Над этим лаборатория и работает. С. СЕРЕБРЯКОВА 19
постоянным читателям «Химии и жизни» знакома фамилия Ю. Л. Туманова: практически асе наши корреспонденции из Дубны иллюстрируются его снимками. Сотрудники Объединенного института ядерных исследований называют его фотолетописцем Дубны, и были даже случаи, когда мастерство фоторепортера помогало физикам установить истину. Научную истину. Фотографии, публикуемые на этих страницах, комментирует заместитель директора Лаборатории ядерных реакций доктор физико-математических наук Ю. Ц. Оганесян. На первом снимке — поперечное сечение пучка тяжелых ионов, ускоренных в изохронном циклотроне У-400. Когда запускали новый циклотрон, появилась необходимость точно определить параметры пучка, увидеть, как он движется внутри камеры. Но ведь пучок-то практически невидим. На плоскости, при взгляде сверху, его путь должен выглядеть как правильная, равномерно раскручивающаяся от источника ионов спираль, если хотите, как пружина в старинном патефоне. Допустимое отклонение пучка от заданной траектории по всей пятикилометровой трассе не должно превышать одного сантиметра. Чтобы сделать видимым невидимое, на пути ионного потока поставили необычную лесенку, изготовленную В. М. Плотко: между двумя рейками из тугоплавкого металла натянуты тончайшие вольфрамовые проволочки. Попадая на ступени этой лесенки, ионы заставляли их светиться. Свечение начиналось, естественно, лишь после того, как ионный пучок набирал необходимую силу. Фотография позволила увидеть колебания пучка — неровности по контуру «сигары».
Эти колебания характеризуют и сам пучок, и магнитные поля внутри камеры циклотрона. Нам этот снимок помог в отладке новой машины, а вот Юрию Александровичу стоил двух фотокамер. Съемка шла в сильном магнитном поле. В первый раз, когда он приблизился к смотровому окошку, один из мощных постоянных магнитов циклотрона притянул камеру, а с ней и фотографа. Второй раз, уже с другой камерой, приближаясь к окошку, Ю. А. Туманов упирался как мог. Но снимок опять не получился: затвор щелкнул и не закрылся — он же металлический и, в отличие от репортера, упираться не мог. Другой после такой неудачи отказался бы от нашей затеи — Юрий Александрович побежал за третьей камерой. Принес любительскую «Смену» с насаженным на нее 135-миллиметровым объективом. Корпус у «Смены» пластмассовый, но затвор-то металлический! Уникальный и крайне полезный нам снимок сделан с помощью крышки, как у старых фотографов: «спокойно-снимаю- спортил». Не «спор- тил». Правда, все три фотоаппарата потом пришлось размагничивать. Нижний снимок сделан раньше. Когда только запускали новый циклотрон, у нас возник спор: может ли быть пыль в вакуумной камере после откачки из нее воздуха? Некоторые сотрудники лаборатории считали, что и в этом случае незначительная часть пыли оседает на стенках, а потом, когда циклотрон работает, ионизируется и может быть причиной побочных эффектов. Поскольку явления, которые мы регистрируем, чрезвычайно редки, одна-единст- венная посторонняя пылинка способна привести к неверным оценкам и выводам. Поскольку Ю. А. Туманов снимал циклотрон на всех стадиях его освоения, попросили принести снимки, сделанные тогда в отраженном свете. На них оказались «хвостатые звезды». Выходит, правы были те, кто считал, что пыль остается. Эти снимки спасли нас от кучи бессмысленных экспериментов. Рано или поздно мы пришли бы к тому же, но лишь по совокупности многих опытов. Фотокамера же здесь выступала в качестве прибора, разрешающая способность которого точно соответствовала поставленной задаче: был получен однозначный ответ на интересовавший нас вопрос. Фотомастер и в этом случае выступил как полноправный соавтор экспериментов...
Проблемы и методы современной науки АТФ: не только энергия Доктор биологических наук А. Д. НОЗДРАЧЕВ, кандидат биологических наук А. В. ЯНЦЕВ Что скрывается за буквами АТФ, знают многие, и не только биологи или медики. АТФ — это аденозинтрифосфор- ная кислота, универсальный аккумулятор энергии во всех растительных и животных клетках. Молекула ее состоит из азотистого основания аденина, углевода рибозы и трех остатков фосфорной кислоты: N=ONH, НС C-N4 11 " ЧСН "° он он/ 'I I' / / I / / I N-C-N^-CH-C-C-CH-CH2-0-P-O-P-O-P-OH аденмм I I н н I он он I он рибоза остатки фосфорной кислоты Связи между фосфатными группировками в молекуле АТФ легко разрываются с выделением большого количества энергии — около 7 ккал/моль (при гидролизе фосфор- ноэфирных связей в других соединениях энергии выделяется гораздо меньше — обычно 2—3 ккал, моль). Аденозинтри- фосфорная кислота при этом переходит сначала в аденозиндифосфорную (АДФ), а если гидролиз продолжается, то и в аденозинмонофосфорную (АМФ). Выделяющаяся энергия используется на нужды клетки: на активный перенос химических веществ через мембраны, синтез органических соединений, сокращение мышечного волокна и т. д. Таким образом, АТФ занимает ключевую позицию в энергетическом обмене клетки. Об этом пишется и в учебниках биологии, и в солидных научных монографиях. Однако не так давно стало известно, что АТФ выполняет в организме еще одну, несколько неожиданную функцию. ОТКРЫТИЕ Сигналы, регулирующие работу всех тканей и органов, представляют собой электрические импульсы, которые распространяются по нервным волокнам. Но в месте контакта между нервной клеткой и клеткой-мишенью (например, мышечным волокном) происходит смена способа передачи информации — с электрического на химический. Дело в том, что между нервным окончанием и мембраной клетки-мишени остается промежуток — так называемая синаптическая щель шириной от 10 до 100 нм, которую электрический импульс преодолеть не может. В нервном окончании, в специальных многочисленных пузырьках — везикулах, хранятся определенные химические вещества — медиаторы. Достигнув нервного окончания, электрический импульс вызывает выделение некоторого количества медиатора из везикул. Молекулы медиатора пересекают синаптическую щель и соединяются с мембраной клетки-мишени — с находящимися на ее поверхности белковыми молекулами- рецепторами, специфично приспособленными для взаимодействия с молекулами медиатора. В результате этого взаимодействия клетка изменяет свою активность — она «приняла сигнал». Деятельность различных органов и тканей регулируют разные медиаторы: ацетилхолин, норадреналин, дофамин, гам- ма-аминомасляная кислота, глицин, серо- тонин и другие. В системе внутренних органов основные медиаторы — ацетилхолин и норадреналин. Соответственно на наружной поверхности клеточных мембран располагаются разные рецепторы: одни взаимодействуют только с молекулами норадреналина, другие — только с молекулами ацетилхолина, причем результат в обоих случаях будет различным. Ацетилхолин замедляет частоту сердечных сокращений, увеличивает двигательную активность мышц желудка и кишечника, возбуждает секрецию желудочных желез; норадреналин, а также его ближайший родственник адреналин, как правило, оказывают противоположное действие. , Картина получалась простая и понятная. Если нужно затормозить, например, деятельность гладких мышц стенки желудка, активируется группа так называемых адренергических нервных окончаний, выделяющих норадреналин; если же, наоборот, нужно вызвать сокращение этих мышц, в действие вступают холинергические окончания, выделяющие ацетилхолин. В других случаях, например для сердечной 1 мышцы, зависимость противоположная — холинергические нервы угнетают ее сокращения, а адренергические стимулируют. Но принцип остается единым: деятельность внутренних органов регулируют две системы нервных волокон, причем если одна возбуждает функцию органа, то другая тормозит. Однако на деле все оказалось сложнее. Со временем стали накапливаться сведения, что внутренние органы имеют еще какую-то, пока неизвестную собственную систему нервной регуляции. 22
Существуют, например, химические препараты, способные блокировать действие тех или иных медиаторов, которые при этом теряют способность реагировать с рецепторами и влиять на деятельность клетки-мишени. И вот в 1966 г. доктор Г. Кэмпбелл, работавший в то время в Оксфордском университете, обнаружил, что, даже если полностью заблокировать адренерги ческу ю передачу с помощью препарата орнида, подавляющего выделение норадреналина из нервных окончаний, нервная система все равно сохраняет способность тормозить сокращения мышц желудка. Отсюда был сделан вывод, что существует еще какой-то, пока неизвест- Схема синтеза, хранения, действия и ннактнвацни АТФ ный медиатор, который и вызывает такое торможение. Начались поиски этого медиатора. Попали под подозрение и были подвергнуты строгой и тщательной проверке многие соединения: серотонин, гистамин, простагландины, энкефалины, циклическая АМФ, аминокислоты, полипептиды. И оказалось, что обнаруженный эффект вызывает... давно известная АТФ. Это доказали в начале 70-х годов английский физиолог Дж. Бэрн- сток и его сотрудники, которые установили, что именно АТФ выделяется из нервных окончаний, не относящихся ни к адренер- гическим, ни к холинергическим. Подобный тип синаптической передачи, названный пуринергическим (поскольку аденин относится к числу пуриновых оснований), был обнаружен сначала в желудке и кишечнике, а потом и в других органах и тканях. ДОКАЗАТЕЛЬСТВА С уверенностью доказать, что то или иное физиологически активное вещество выполняет функцию именно медиатора,— задача нелегкая. Для этого нужно продемонстрировать, что испытуемое вещество отвечает многим совершенно определенным требованиям. Первое. Некоторые биологически активные вещества попадают в клетки, кровь, тканевую жидкость извне (пример — многие витамины). Понятно, что такие нерегулярно поступающие в организм вещества не могут выполнять функцию медиатора: он должен синтезироваться в самих клетках. Этому требованию АТФ удовлетворяет вполне: ферментативные системы для сборки молекул АТФ есть почти во всех клетках как растительного, так и животного происхождения, не исключая, разумеется, и нервных. Второе. Синтезированный в клетке медиатор должен запасаться в синаптиче- ских пузырьках — везикулах, откуда он при необходимости будет выделяться. Такие склады, где хранятся медиаторы, были обнаружены с помощью электронной мик- кроскопии в нервных окончаниях. При этом пузырьки, содержащие разные медиаторы, различаются по величине, форме и другим особенностям, так что опытный исследователь уже по внешнему виду может отличить, скажем, ацетилхолиновые везикулы от норадреналиновых. И когда в нервных окончаниях были найдены неизвестные ранее крупные (до 200 нм в диаметре, а не меньше 150 нм, как обычно) пузырьки, 23
возникло естественное предположение, что в них содержится какой-то еще неизвестные медиатор. Им и оказалась АТФ, что было доказано с помощью метода меченых атомов. Третье. Как уже говорилось, медиаторы выделяются из нервных окончаний при поступлении туда электрических сигналов. Такие сигналы можно имитировать искусственно, раздражая нервную клетку импульсным током. Если при этом во внеклеточной среде появится то или иное вещество, которого раньше там не было, то вполне вероятно, что оно и является агентом синап- тической передачи. АТФ выдерживает и этот экзамен: данные биохимического анализа свидетельствуют о том, что электрическое раздражение пуринергических волокон приводит к выделению АТФ из нервных окончаний. Четвертое. Выделяющийся при передаче информации медиатор, прореагировав со своими рецепторами, должен вовремя освобождать место для новых порций медиатора — подобно тому, как телеграфист, передающий сообщение азбукой Морзе, после каждой точки или тире должен убирать руку с ключа, размыкая цепь. Следовательно, должны существовать какие-то механизмы, ответственные за своевременное удаление медиатора с места его действия. Обычно это делают ферменты: они расщепляют молекулы медиатора, освобождая рецепторы для нового взаимодействия. Если в месте синаптического контакта есть системы ферментативного расщепления испытуемого вещества, это можно рассматривать как еще один аргумент в пользу его медиаторной функции. Ферментов, расщепляющих АТФ и промежуточные продукты ее гидролиза, во всех тканях внутренних органов достаточно. Те же ферменты ответственны и за инактивацию АТФ, выделившейся из нервных окончаний. АТФаза расщепляет АТФ до АДФ и далее до АМФ; АМФ под действием 5-нуклеотидазы превращается в аде- нозин, который большей частью всасывается обратно в нервное окончание и используется впоследствии для нового синтеза АТФ, а частично расщепляется аденозин- дезаминазой до неактивного инозина (см. схему на предыдущей странице). Пятое. Если выделить в чистом виде вещество, которое мы считаем кандидатом в медиаторы, и нанести его на мембрану клетки-мишени, то это должно вызывать те же эффекты, что и «естественная» си- наптическая передача. Например, торможение мышечных сокращений наблюдается как при электрическом раздражении холин- ергических нервов сердца, медиатором которых является ацетилхолин, так и при непосредственном нанесении ацетилхолина на мышцу. Так же действует и АТФ: эксперименты показали, что эффекты электрической стимуляции пуринергических нервов и искусственного нанесения АТФ на мышцы весьма схожи. Например, гладкие мышцы кишечника в обоих случаях расслабляются, причем и длительность, и скорость развития этой реакции хорошо совпадают. Наконец, шестое. Для каждого типа медиаторов можно подобрать соединения, специфично влияющие на эффективность синаптической передачи. Одни из них блокируют действие медиатора, на длительное время занимая рецепторы — «посадочные площадки» для его молекул; другие, напротив, облегчают его задачу, выводя из строя ферментативную систему расщепления медиатора, причем и тот и другой эффект наблюдаются как при электрическом раздражении нервных волокон, так и при искусственном нанесении медиатора. АТФ успешно прошла и эту заключительную проверку. АТФ И ЭВОЛЮЦИЯ Теперь можно считать установленным, что помимо хорошо известной роли АТФ в энергетическом обмене она выполняет и другую важную функцию — синаптического медиатора. Лучше всего пуринергические синапсы изучены на органах желудочно-кишечного тракта. Однако рецепторы, специфически чувствительные к АТФ, обнаружены и в мочевом пузыре различных животных, в легких, репродуктивных органах, кровеносных сосудах, глазных яблоках, головном и спинном мозге. Есть основания предполагать, что существуют два вида таких рецепторов: одни более чувствительны к самой АТФ, другие — к продукту ее расщепления аденозину. Химическая природа рецепторов пуринергической передачи пока неясна, но возможно, что эту роль выполняет фермент аденилатциклаза. Установлено, что пуринорецепторы высокочувствительны не только к АТФ, но и к ультрафиолетовому излучению; причина этого пока мало понятна. Нервные клетки, медиатором которых служит АТФ, располагаются в стенках внутренних органов. Они объединяются в группы, образуя нервные узлы — ганглии. Соединяясь нервными тяжами, такие ганглии образуют сплошную многоэтажную сеть — собственную нервную систему внутренних органов. В желудке и кишечнике, за исключением его самого нижнего отдела, пуринергические нейроны оказывают тормозящее действие на гладкую мускулатуру. До открытия системы пуринергической иннервации считалось, что эту функцию выполняют адренергические нейроны, теперь же им отводится лишь роль модулятора синаптической передачи, то есть системы контроля, изменяющей в зависимости от тех или иных условий эффект действия на клетки-мишени других медиаторов. 24
Каково же место АТФ в системе медиаторов? По мнению доктора Бэрн- стока, открывшего медиаторные свойства АТФ, эту функцию АТФ стала выполнять еще на начальных этапах эволюции животного мира, задолго до появления других медиаторов. Предполагается, что это происходило следующим образом. У примитивных многоклеточных организмов, не имевших еще сформированной нервной системы, активизация деятельности од- ~ной или нескольких клеток в ответ на действие каких-нибудь внешних факторов, естественно, сопровождалась повышением интенсивности обмена веществ. При этом ускорялись и распад, и синтез АТФ, служившей тогда всего лишь аккумулятором энергии. АТФ попадала в межклеточное пространство, воздействовала на соседние клетки и изменяла обмен веществ в них. Со временем среди множества белковых молекул, находящихся на поверхности клеточных мембран, появились белковые рецепторы, способные специфично взаимодействовать с АТФ: благодаря такому взаимодействию клетки получали информацию о появлении поблизости очага активности и могли на это реагировать, изменяя свой собственный обмен веществ. Другими словами, с появлением специфичных рецепторов АТФ и начала выполнять функцию медиатора — химического переносчика информации. (На каком именно этапе эволюции многоклеточных организмов это произошло, мы пока, к сожалению, не знаем.) В дальнейшем хтроение тела многоклеточных организмов усложнялось, происходили дифференцировка покровных, мышечных и нервных тканей, формирование новых органов. Такое усовершенствование организации неминуемо должно было повлечь за собой развитие нервной системы. Для контроля и регуляции все усложняющихся функций понадобились новые передатчики информации — и постепенно в нервных клетках появлялись ферментативные системы, синтезирующие не только АТФ, но и адреналин, норадреналин, дофамин, ацетилхолин и другие вещества, выполняющие сейчас функцию медиаторов. Есть, однако, и другая точка зрения на эволюцию медиаторных систем. По мнению советского физиолога Д. А. Сахарова, образование различных типов медиаторов происходило независимо в различных клеточных линиях нейронов; а значит, группируя нейроны по типу химической передачи, мы можем получить информацию о степени родственных отношений между этими группами. (Эта весьма интересная теория могла бы составить предмет отдельной статьи.) Как на самом деле происходил эволюционный процесс, мы пока не можем сказать с полной уверенностью; эта проблема еще требует дальнейших всесторонних и глубоких исследований. ЧТО ЧИТАТЬ О ПУРИНЕРГИЧЕСКОЙ ПЕРЕДАЧЕ Бэрнсток Дж., К о с т а М. Адренер- гические нейроны. Минск, 1979. Глебов Р. Н., КрыжановскийГ. Н. Функциональная биохимия синапсов. М.г 1978. Сахаров Д. А. Генеалогия нейронов. M.f 1974. Burnstock G. Pur inergic neuron s.—Pharm. Rev.f 1972, v. 24, p. 509—581. Информация f♦♦T T *T 1 HttttH I 44 4♦♦♦! Институт биохнмни АН Армянской ССР производит высокоочищенные металлсодержащие белки и ферменты для исследовательских целен: цитохром с из сердца быка (цена I г — 2000 руб.), цито- хромоксидазу из сердца F000 руб.), пластоцианин из растений C000 руб.), ферредоксин из растений C000 руб.), адреиодоксин нз надпочечников C500 руб.), каталазу из печени C00 руб.), азурии нз микроорганизмов C000 руб.), аскорбатоксидазу нз огурца E000 руб.), супероксидднсмутазу нз эритроцитов C000 руб.), церулоплазмин из плазмы человека D000 руб.). Для получения препаратов необходимо перечислить соответствующую сумму на расчетный счет № 14193 в отделении Госбанка района им. 26 Бакинских комиссаров (гор. Ереван). Заказы будут выполнены в месячный срок после оформления перечислении. Адрес института: 357044 Ереван, ул. П. Севака, 5/1. 25
Проблемы и методы современной науки Молекулы без прикрас: ион циклотронный резонанс Кандидат химических наук И. А. ЛЕЕНСОН Каким реальным событиям соответствуют записанные на бумаге уравнения химических реакций? Очевидно, столкновениям частиц, приводящим к перестройкам связей между атомами. Но химические реакции крайне редко сводятся к столкновениям совершенно свободных молекул — так сказать, молекул без прикрас: такое случается разве что в тех случаях, когда вещества находятся в газообразном состоянии и частицы движутся абсолютно независимо друг от друга. Несравненно чаще химические реакции идут в жидкой фазе, в среде того или иного растворителя, свойства которого способны порой решающим образом влиять не только на скорость, но и вообще на результат процесса. Что важнее: свойства реагентов или свойства растворителя? Этот вопрос занимает химиков уже немало лет. Ставилось множество экспериментов, каждый из которых давал более или менее определенные результаты; на основании этих результатов создавались теории, с большим или меньшим успехом объяснявшие влияние растворителя на скорость и механизм той или иной химической реакции. И все же никто так и не мог сказать, как будут вести себя реагенты, если заставить их взаимодействовать при полном отсутствии даже следов какого-то ни было растворителя. КАК ОГОЛИТЬ МОЛЕКУЛЫ Каким образом можно изучать реакции молекул в отсутствие растворителя? Существует несколько принципиально различных подходов к решению этой проблемы, и все они связаны с созданием новых экспериментальных методов исследования химических реакций. Например, можно тем или иным способом получать пучки молекул и изучить процессы, протекающие при взаимодействии разных веществ, находящихся в газообразном состоянии. Этот метод позволяет получать характеристики реакций с учетом индивидуальных энергетических состояний молекул реагентов, открывает возможность для исследования динамики химических превращений*. Принципиально другой метод, получивший образное название «финской бани», заключается в испарении одного из реагентов (обычно металла) в вакууме и конденсации его паров совместно с реагентом на поверхности, охлажденной до очень низкой температуры. Таким путем удалось получить многие важные металлокомплекс- ные соединения, несольватированные реактивы Гриньяра и многие другие вещества, которые трудно, а иногда и невозможно получить иными способами**. Несольватированные молекулы часто ведут себя совсем не по правилам, предписанным для них химическими теориями. Это даже позволило автору одной из монографий задать вполне резонный вопрос: что же изучали до сих пор химики — свойства соединений или свойства растворителей, в которых протекали реакции? Наконец, еще один способ изучения химических реакций в отсутствие растворителя, о котором и пойдет речь в этой статье, связан с созданием и развитием в последние годы метода так называемого импульсного ион-циклотронного резонанса. С помощью этого метода удалось получить важные количественные характеристики реакций с участием сложных ионных частиц и сравнить их с аналогичными реакциями в растворах. УДАР, ЕЩЕ УДАР... Многие вещества при растворении самопроизвольно распадаются на ионы — диссоциируют. Движущей силой этого процесса служит энергия сольватации, которая выделяется при образовании вокруг ионов «шубы», состоящей из молекул растворителя — так называемой сольватной оболочки. Эта же оболочка не дает ионам противоположного знака подойти близко друг к другу под действием сил кулонов- ского притяжения. Примером растворителя, способного вызывать диссоциацию многих веществ, может служить вода. Например, растворяясь в ней, хлористый водород HCI легко распадается на ионы Н+и CI . В свою очередь ионы Н" сольватируются водой (гидратируются) так сильно, что фактически в водном растворе присутствуют не ионы Н+ и даже не НэО+, а более крупные ассоциаты Н90^ . Понятно, что все это сильно усложняет понимание механизмов ионных реакций в растворах. Для получения ионов в газовой фазе нужны принципиально иные приемы. Иногда достаточно просто нагреть газ до очень См. «Химию и жизнь», 1969, № 7. См. «Химию и жизнь», 1977, № 2. 26 i
высокой температуры; однако этот способ не всегда приводит к желаемому результату. Например, при нагревании хлористого водорода его молекулы распадаются на нейтральные частицы Н-и С1\ а не на ионы Н+ и СГ, поскольку для первого процесса требуется втрое меньше энергии, чем для второго D30 и 1400 кДж/моль соответственно). Наиболее распространенный метод получения ионов в газовой фазе — это электронный удар. Электроны, испускаемые раскаленной нитью (вроде тех, что используются в качестве катодов электронных ламп), ускоряются электрическим полем и направляются на молекулы испаренного вещества. Последствия происходящих при этом столкновений частиц зависят как от природы вещества, так и от энергии электронов. Если энергия электрона больше потенциала ионизации молекулы, то из нее выбивается электрон и образуется положительно заряженный ион. Например, при облучении паров воды электронами с энергией выше 13 эВ происходит ионизация с образованием катион-радикалов Н20' + . Если же энергия электрона ниже потенциала ионизации, то может произойти так называемый диссоциативный захват электрона, когда образующийся в первый момент анион-радикал затем быстро распадается: Н20+е- *-Н.О"~ *-Н*+ОН". ЛОВУШКА ДЛЯ ИОНОВ В газовой фазе ионы движутся от одного столкновения до другого совершенно свободно со скоростями, достигающими при комнатной температуре сотен метров в секунду. Это ставит перед исследователем сложную проблему, как накопить и сохранить полученные частицы для того, чтобы можно было изучать их химические свойства. Дело в том, что если нейтральная молекула при ударе о стенку реакционной камеры, как правило, отскакивает от нее, как мячик, то для иона первая же встреча со стенкой обычно бывает и последней: ион как бы прилипает к ней, теряет заряд и в конечном счете реагирует с адсорбированными на поверхности молекулами. Поэтому для поимки ионов и предотвращения их столкновений со стенками применяют специальное устройство. Несмотря на техническую сложность, принцип его действия достаточно прост и сводится к созданию в камере сильного однородного магнитного поля и определенным образом ориентированного относительно него слабого электрического поля. Из курса физики известно, что при движении заряженной частицы в направлении, перпендикулярном магнитным силовым линиям, на нее действует сила Лоренца, перпендикулярная как силовым линиям, так и направлению движения частицы (в этом легко убедиться, поднеся магнит к экрану телевизора). Если начальное направление движения частицы строго перпендикулярно магнитному полю, то она начнет двигаться по кругу с периодом обращения, прямо пропорциональным массе и обратно пропорциональным своему заряду, а также напряженности магнитного поля. Если частица движется точно вдоль магнитного поля, то сила Лоренца на нее вообще не действует, а в промежуточных случаях траектория частицы оказывается спиральной. Электрическое поле как раз и нужно для того, чтобы заставить все заряженные частицы только вращаться в магнитном поле, не дрейфуй4 по направлению к полюсам магнита. Например, при работе с катионами на две противоположные торцевые стенки камеры подается небольшой (порядка 1 В) положительный потенциал, в результате чего катионы не могут приблизиться к этим стенкам и вынуждены совершать колебания между ними, одновременно закручиваясь вокруг силовых линий магнитного поля (рис. 1). Такая комбинированная ловушка работает настолько эффективно, что позволяет удерживать миллионы ионов в течение нескольких минут (двигаясь по прямой, ионы за это время пролетели бы около 100 км!). Вместе с тем все нейтральные частицы, которые могли образоваться при электронном ударе, не будут удерживаться ловушкой и быстро исчезнут из камеры. Естественно, пойманные ионы не должны сталкиваться с посторонними молекулами, и поэтому воздух из камеры тщательно откачивают — до остаточного давления менее 10 6 мм ртутного столба. ПОЙМАТЬ И РАСПОЗНАТЬ Когда нужные ионы накоплены, в камеру вводят рассчитанное количество газообразного реагента. Тотчас же между частицами происходит химическая реакция, в результате которой образуются новые ионы (в соответствии с законом сохранения заряда среди продуктов реакции обязательно должны присутствовать ионы того же знака, какой был и у исходных веществ). А дальше начинается самое интересное и вместе с тем самое сложное — идентификация и количественный анализ как оставшихся исходных ионов, так и ионов — продуктов реакции; при этом чувствительность анализа должна быть исключительно высокой, поскольку в камере может одновременно находиться всего около миллиона частиц. В принципе исследователи уже сталкивались с анализом малого числа ио- 27
1 Прницип работы спектрометра импульсного ион-цнклотронного резонанса. Пучок нейтральных молекул М облучается потоком электронов е-, в результате чего образуются катионы М(. Эти катионы вводятся в камеру, где под действием магнитного и электрического полей они движутся по круговым орбитам, ие касаясь стенок камеры. Когда к частицам подводится электромагнитная энергия определенной частоты, наступает резонанс — часть энергии расходуется на раскручивание катионов нов — на нем основан широко распространенный метод масс-спектрометрии, с помощью которого можно определять отношение массы иона к его заряду*. В нашем же случае дело осложняется тем, что заряженные частицы движутся не по прямым, а по спиралям. И вот здесь пригодился принцип циклотронного резонанса, который известен физикам еще с 30-х годов нашего столетия, когда был сконструирован первый ускоритель протонов и других заряженных элементарных частиц. Принцип этот заключается в том, что если заряженная частица совершает в магнитном поле круговое движение с постоянным периодом обращения, то при наложении внешнего переменного электрического поля определенной частоты возникает резонансное поглощение энергии, что приводит к увеличению как скорости, так и радиуса движения частицы. Если при электронном ударе образовались только однозарядные ионы, то в неизменном магнитном поле период их обращения будет зависеть только от их массы. Например, при напряженности поля 10 000 Э ионы СН3+ (масса 15 у. е.) совершают миллион оборотов в секунду, а ионы I (масса 127 у. е.) — только около 120 тысяч. Поэтому, плавно меняя частоту электромагнитного поля (она лежит в радиочастотном диапазоне) и фиксируя моменты, когда наступает резонанс, можно с хорошей точностью идентифицировать ионы, отличающиеся по массе: «резонирующие» ионы начинают раскручиваться все сильнее и в конце концов покидают камеру, а соответствующая потеря энергии возбуждения * См. «Химию и жизнь», 1974, № 4. регистрируется чувствительной электронной аппаратурой. Этим методом можно определять не только массу ионов, но и их относительное количество — по интенсивности резонансных пиков. А посылая возбуждающие импульсы через разные промежутки времени после введения реагента в камеру, можно определить скорость исчезновения исходных веществ и появления продуктов реакции. Подобные кинетические исследования дают важную информацию о механизме и энергетике процесса. ВМЕСТО РАСТВОРИТЕЛЯ — ВАКУУМ Одной из первых реакций, изученных с помощью импульсного ион-циклотронного резонанса, была классическая реакция органической химии — реакция нуклео- фильного бимолекулярного замещения, примером которой может служить взаимодействие иона хлора с метилброми- дом СН3Вг. В растворе механизм этой реакции изучен в деталях. £ыло установлено, что при сближении иона хлора с молекулой метилбромида сначала образуется так называемый активированный комплекс, который затем распадается на продукты реакции. Однако следует иметь в виду, что при этом одновременно происходит как образование новой связи С — О, так и разрыв старой связи С — Brf причем ион брома отщепляется со стороны, противоположной стороне, подвергнутой атаке ионом хлора: н н \ / СГ+ С -+- / \ Н Вг г н 1 1 С1~->~С—>-Вг /\ н н J - н н \ / —>- С +Вг /\ CI Н 28
То есть в ходе реакции молекула как бы выворачивается наизнанку, подобно зонтику под порывом ветра. Но было также известно, что скорость такой реакции исключительно сильно зависит от свойств растворителя. НаИример, в воде она заканчивается за несколько суток, тогда как в ацетоне длится менее одной секунды, то есть ускоряется почти в миллион раз. Более того, в воде реакционная способность разных ионов по отношению к метилбромиду возрастает в ряду F~<CI—<I тогда как в ацетоне этот порядок оказываете я проти во по ложным. Очевидно, написанное выше уравнение реакции не отражает всех тонкостей механизма, так как совершенно игнорирует роль растворителя. Но в чем может заключаться эта роль? Почему так сильно отличаются вода и ацетон, использованные в качестве растворителей? Первое и основное отличие воды от ацетона заключается в их разной полярности: диэлектрическая проницаемость воды при 25° (f = 78,3) почти вчетверо больше, чем у ацетона (*' = 20,9). Поэтому интересно было бы изучить эту реакцию в еще менее полярных средах, например в хлороформе (^=4,7), бензоле (t=2,3). И если ускорение реакции действительно вызвано снижением диэлектрической проницаемости среды, то в указанных условиях реакция должна пойти еще быстрее. К сожалению, экспериментальная проверка этого предположения невозможна из-за практической нерастворимости ионных соединений в малополярных растворителях. А вот в вакууме (*-'=1) реакцию можно изучить, использовав для этого метод импульсного ион-циклотронного резонанса. Чтобы осуществить эту реакцию в столь необычных условиях, поступили следующим образом. Пары четыреххлористого углерода подвергли бомбардировке пучком электронов низкой энергии, в результате чего образовались нужные ионы хлора, а затем в камеру со стабилизированными в магнитоэлектрической ловушке ионами С1~ ввели пары метилбромида и измеряли количество различных ионов в зависимости от времени, прошедшего после введения метилбромида. Скорость реакции оказалась действительно большей, чем в ацетоне. Поразительной была сама величина этого ускорения: в вакууме реакция шла в три миллиарда раз быстрее, чем в ацетоне, в миллион миллиардов раз быстрее, чем в воде! ЯМЫ И БАРЬЕРЫ Начнем с того, что разберемся, каким образом реагируют в вакууме «голые» частицы, вообще лишенные какой бы то ни было сольватной оболочки. При сближении иона хлора с молекулой метилбромида в последней под действием сильного электрического поля иона происходит поляризация: ее электронные оболочки деформируются и наводится дополнительный дипольный момент. В результате притяжение между ионом и поляризованной молекулой усиливается и потенциальная энергия системы в целом снижается. Этот самопроизвольный процесс продолжается до тех пор, пока частицы не сблизятся настолько, что силы отталкивания между их электронными оболочками не уравновесят силы притяжения, и образуется так называемый комплекс столкновения, который заметно стабильнее самостоятельных частиц (рис. 2): в таких случаях говорят, что система попала в потенциальную яму. А чтобы расшатать в комплексе столкновения связь С — Вг и перевести систему в состояние активированного комплекса, требуется небольшая затрата энергии для того, чтобы перевалить через активационный барьер и оказаться в следующей потенциальной яме. Особенность системы, оказавшейся в состоянии активированного комплекса, заключается в том, что теперь она уже не 2 Энергетический профиль реакции иоиов хлора с метилбромидом в вакууме (верхняя кривая) и в водном растворе (нижняя кривая). В первом случае энергия переходного состояния (активированного комплекса) меньше энергии реагентов, а во втором — значительно больше. Это и определяет различие скоростей процессов 29
может вернуться вспять и вынуждена необратимо породить продукты реакции. Поэтому дальше все происходит почти как в кинофильме, пущенном задом наперед: образуется комплекс иона брома с метил- хлоридом, который распадается на свободные частицы. Правда, далеко не все частицы, попавшие в первую потенциальную яму, преодолевают активационный барьер и превращаются в продукты реакции: удача сопутствует примерно одному столкновению из ста. Но и это исключительно много: даже в ходе цепной реакции водорода с хлором, протекающей со скоростью взрыва, удачным оказывается лишь одно столкновение реагирующих частиц из ста тысяч... А что произойдет, если реагирующие частицы перенести из вакуума в водный раствор? Оказывается, ситуация изменится самым решительным образом. Естественно, при этом произойдет сольватация (в данном случае гидратация) исходных частиц с выделением очень большой энергии, львиная доля которой приходится на энергию гидратации аниона хлора. Теперь обе частицы уже не могут свободно сблизиться, как в газовой фазе,— этому препятствуют окружающие их гидратные оболочки. И чтобы реакция произошла, эти оболочки нужно хотя бы частично разрушить, что сопряжено со значительной затратой энергии. Кроме того, энергия гидратации активированного комплекса оказывается меньшей, чем у исходной системы, и это потребует дополнительных энергетических затрат. Вместе взятое; все это и приводит к появлению на координате реакции высокого энергетического барьера, резко снижающего долю удачных столкновений. Аналогично объясняется влияние на скорость реакции и других растворителей: например, в случае ацетона абсолютная энергия сольватации, а также разница в степени сольватации исходных частиц и активированного комплекса оказывается не столь большой, как в воде, и поэтому активационный барьер процесса заметно снижается, а скорость реакции соответственно возрастает. Метод ион-циклотронного резонанса (сокращенно его называют ИЦР) позволил узнать много принципиально нового не только об особенностях давно изученных реакций, но и о свойствах давно известных веществ. Например, с его помощью впервые удалось определить истинные кислотно-основные характеристики многих соединений, то есть их склонность взаимодействовать с ионом водорода — протоном. С помощью метода ИЦР удалось выяснить некоторые важные особенности химических процессов, протекающих в межзвездной среде; этот метод позволяет глубже проникнуть и в тайны биохимических реакций. Исследователь, вооруженный методом ион-циклотронного резонанса, получает возможность объективно судить об истинных химических свойствах соединений. И это открывает новую страницу в науке о веществах и их превращениях. ЧТО ЧИТАТЬ О ИОН-ЦИКЛОТРОННОМ РЕЗОНАНСЕ И О СОЛЬВАТАЦИОННЫХ ЭФФЕКТАХ Р. С. Данбар. Ионные реакции в газовой фазе: изучение с помощью ион-циклотронного резонанса.— В кн.: Реакционная способность и пути реакции. М.г «Мир», 1977, с. 349—376. Т. А. Неман, М. М. Бёрси. Спектрометрия ионного циклотронного резонанса. М., «Мир», 1980. R. Т. Mclver Chemical Reactions Without Solvation.— Scientific American, 1980, v. 243, № 5, p. 149—157. D. K. Bohme, G. L. MacKay. Bridging the Gap Between the Gas Phase and Solution: Transition in the Kinetics of Nicleophilic Displacement Reactions.— Journal of the American Chemical Society, 1981, v. 103, № 4, p. 978—979. С. Г. Энтелис, Р. П. Тигер. Кинетика реакций в жидкой фазе. Количественный учет влияния среды. М., «Химия», 1973. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ РАДИОИОД ИЗ МИКРОТРОНА В медицинской диагностике довольно широко используют радиоактивные изотопы иода — иод-131 и в последние годы иод-123. Второй изотоп предпочтительнее, потому что радиационная доза при облучении оказывается почти в сто раз меньше. Этот изотоп получают разными способами, в частности как дочерний продукт распада ксенона- 123 или на циклотронах, бомбардируя теллур ядрами гелия. Известный радиохимик, член-корреспондент Чехословацкой академии наук И. Звара, работающий в Объединенном институте ядерных исследований в Дубне, предложил новый способ получения этого ценного изотопа. Он считает, что лучше всего получать иод-123 из ксенона, обстреливая его электронами в линейных ускорителях электронов или микротронах. Такие аппараты выпускаются промышленностью и работают во многих местах. Стоимость облучения на микротроне невысока, а выход нежелательных побочных продуктов очень мал. Тем же способом, кстати, можно получать и другие изотопы для медицинской диагностики. 30
последние известия Под светом ультрафиолета Ультрафиолетовый свет с длиной волны 115—200 нм можно использовать для фототравления полимеров типа полиметилметакрилата. Своими успехами современная электроника во многом обязана методу, заимствованному из полиграфии,— так называемой микролитографии. Обычная литография применяется для изготовления клише: она заключается в том, что с помощью процесса, сходного с фотографическим, на поверхности металла создается рельеф, контуры которого воспроизводят контуры оригинала. Разумеется, при этом изображение можно сильно уменьшить, чем и пользуются для создания сложнейших микроминиатюрных электронных схем. Достаточно сказать, что с помощью микролитографии всю электронную «начинку» цветного телевизора можно уместить на тоненькой кремниевой пластинке размером 2X2 миллиметра. Разумеется, микролитография имеет свои технические особенности: например, в ней для создания скрытого изображения используют не только видимый свет, но и рентгеновские лучи, а для травления применяют не только специальные растворители, но и пучки электронов и ионов. Каждая из этих разновидностей имеет как достоинства, так и недостатки, и поэтому исследователи ищут пути дальнейшего совершенствования метода. Об одной из таких работ недавно сообщил журнал «Письма в ЖТФ» A982, т. 8, № 1). Пленку толщиной около 500 нм, изготовленную из полиметилметакрилата (ее наносили в центрифуге на кремниевую подложку), освещали светом водородной лампы с длиной волны 115—200 нм. При этом было замечено, что под действием ультрафиолетового света пленка как бы таяла со скоростью 10 нм/мин. Как удалось установить, это происходит в результате того, что в слое облучаемого полимера толщиной 30—50 нм происходит деполимеризация и летучие продукты испаряются, в то время как глубинные слои пленки остаются без изменений. Именно поэтому явление было названо фототравлением: рельеф образуется в процессе экспозиции, никакой дополнительной обработки пленки тут не требуется. Если фототравление полиметилметакрилатной пленки производили через шаблон — так называемый ядерный фильтр с диаметром пор около 500 нм (заметим, что 500 нм — это длина волны зеленого света), на пленке возникал рельеф, состоящий из четких круглых углублений. Это показывает, что фототравление пригодно для целей микролитографии. У нового метода есть много достоинств в сравнении с известными: отпадает необходимость в дополнительной операции травления, причем контуры оказываются значительно более четкими, а глубину рельефа можно легко регулировать; источник излучения прост и доступен, процесс можно вести на воздухе и на свету... Этот же метод может быть использован и для других целей — им можно очищать поверхности изделий от полимерных загрязнений, получать тонкие металлические слои фототравлением металлополимеров, использовать фототравление для записи информации, в том числе и в гологра- фической форме. Расчеты показывают, что методом фототравления на квадратном сантиметре пленки можно записать миллиард единиц двоичной информации. Эффект фототравления полимеров только что обнаружен. Посмотрим, насколько быстро он завоюет признание у технологов... В. ХРАМОВ 31
В последние 10—15 лет появилось и быстро развивается новое направление в медицине, новый лечебный метод — гипербарическая оксигенация. Суть его состоит в том, что больного помещают в герметически закрытую барокамеру, где он дышит кислородом при повышенном давлении. При этом намного увеличивается содержание кислорода во всех тканях организма и нормализуется кислородное снабжение органов, которые по той или иной причине — будь то острая сердечная недостаточность, закупорка сосудов или большая потеря крови — не получали нужного количества кислорода. Гипербарическая оксигенация оказывает огромную помощь хирургам, позволяя им проводить трудные операции на сердце и сосудах; в барокамерах акушеры принимают роды у женщин с тяжелыми пороками сердца; баротерапия возвращает к жизни людей, отравившихся угарным газом. Гипербарическая оксигенация почти наверное спасла бы князя Андрея Болконского, у которого после ранения была, по-видимому, газовая гангрена: для ее возбудителя кислород губителен... Список заболеваний, при которых помогает гипербарическая оксигенация, быстро растет. Большинство тех, кого лечат этим методом,— это больные амбулаторные, приходящие: с поражениями печени, с язвой жепудка, с плохо заживающими ранами. Но самые поразительные результаты дает гипербарическая оксигенация в катастрофических, требующих экстренных мер ситуациях, в первую очередь при реанимации. В реанимационном отделении работает и герой публикуемого очерка — один из тех, кто обслуживает, налаживает, чинит, приводит в действие и поддерживает в готовности сложнейшую аппаратуру, позволяющую врачам творить чудеса. через полчаса, сестры вчерашней смены домывают полы, дежурный врач-реаниматор (он себя называет солиднее — реаниматологом) дописывает историю болезни. Вид у него помятый, но благодушный — значит, с больными все в порядке. Дежурный техник уже ушел, у него с половины девятого занятия в институте; ушел, а контакты замка чистить будет дядя... Дежурный терапевт гладит на столе белоснежный колпак. Инженер от медицины С. Г. ЧУРОВ Цифровой замок встречает Ивана Петровича пулеметной дробью электромагнита: залипает реле. Утренняя конференция 32
Время переодеваться и Ивану Петровичу. Облачившись в синий инженерский халат, нахлобучив колпак цвета небесной лазури, он поднимается в палату. Сегодня больных двое, оба — «неаппаратные». Его, инженера, интересует поэтому лишь немногое: подключены ли мониторы, хорошо ли пишут кардиоскопы и не залипают ли стрелки кардиотахометров. Прочая аппаратура отдыхает. Вот вчера было другое дело: привезли больного с тяжелым отравлением — ботулизмом, и уж тут Иван Петрович выполнял свои обязанности «по обеспечению безопасной эксплуатации систем» в полном объеме: следил, хорошо ли заземлен аппарат искусственной вентиляции легких; прислушивался, не шипит ли где утечка кислорода. Больной не выжил... — Девочки, нет ничего для меня? Сестры заняты выше головы, но отвечают подумавши — значит, больших неисправностей нет. Теперь — барокамеры, но по дороге еще реанимационный стол. Сетевой ларингоскоп в порядке, а лампочка батарейного — так и есть — еле горит. Ларингоскоп, по сути дела, обыкновенный электрический фонарь, но его крохотная лампочка вынесена на конец узкого желоба из нержавеющей стали длиной сантиметров двадцать. Желоб вводят в трахею больному, у которого прекратилось дыхание, а уж потом пропускают трубку для искусственной вентиляции легких. Если лампочка светит тускло или мигает, потеря секунд может обойтись дорого. Для надежности и перевели один ларингоскоп на самодельное сетевое питание, но провод и трансформатор мешают. А батарейки то и дело садятся. Иван Петрович быстро проверяет контакт микролампы, вытряхивает на ладонь батарейки. Так и есть: средняя, мягкая на ощупь, потекла. У входа в левый барозал валяется удлинитель. — Катя, кто брал? —Не знаю, я только пришла. Розетки вроде бы на каждом шагу, и все равно с места на место таскают удлинители и ломают электроарматуру. В острых ситуациях вообще бьют что ни попадя и бросают где попало. Иван Петрович расстроен. В барокамере больной — это уже медсестра успела привести из корпуса. Камера почти новая, но слишком быстро поднимает давление; представитель фирмы долго возился, однако устранить дефект не смог. Приходится начинать сеанс на ручном управлении, ежеминутно справляясь у пациента, нет ли боли в ушах. А в остальном все в порядке. У стены на зарядке стоит дефибриллятор. Прибор, который подает на умирающую сердечную мышцу мгновенный и мощный разряд электрического тока. Оживление после остановки сердца с непрямым 2 «Химия и жизнь» № 7 массажем, дефибрилляцией, а то и со вскрытием грудной клетки только в кино бывает по три раза за одну серию, а в реанимационном отделении — куда реже. Зато таких больных помнят долго... Правый барозал. Тут камера плохонькая, работать с ней — мука, электропривод замка безнадежно сломан, автоматика еле дышит, терапевты ворчат. Иван Петрович огрызается: он-де готов прекратить эксплуатацию. Все при этом понимают, что какая ни есть камера все лучше, чем никакая: очередь нуждающихся — на четыре камеры хватит. И он подает кислород, гибкий шланг, упруго распрямляясь, принимает давление, стрелка манометра стоит хорошо — редуктор в порядке. —Вера, вы натронку меняли? (Это сестре, обслуживающей барокамеры.) — А в бочке пусто, еще вчера пусто было. — Что ж не прокалили...— начинает было Иван Петрович, но тут же умолкает. Сестра работает недавно и еще не знает, что натронную известь (она нужна для поглощения углекислоты в барокамере) можно регенерировать прокаливанием. Шумит компрессор холодильника — но это как-нибудь переживем. А вот повышенный расход кислорода Ивану Петровичу очень не нравится. Где-то перепускает клапан. Дня через три, когда инженер будет задним числом заполнять «Журнал осмотров», он проставит сегодняшнюю дату и запишет: «Барокамеры исправны, допущены к эксплуатации со следующими ограничениями...» —- и отведет душу. Иван Петрович заходит в ординаторскую — пожаловаться на брошенный удлинитель и напомнить, что надо бы получить из аптеки натронную известь. В ординаторской густо пахнет кофе. Все в сборе: вчерашняя и сегодняшняя смены врачей, заведующий отделением и шеф — научный руководитель. Когда инженер открывает дверь, звучат слова: «У нас нет убедительных доказательств действия на цитолити- ческий синдром». Разговор идет о лечении болезней печени с помощью гипербарической оксигенации — любимый конек шефа. Ехидные слова об отсутствии доказательств произнес главный скептик, лучший диагност отделения. Иван Петрович терпеливо ждет, чтобы вклиниться со своей прозой. В этот момент дребезжит зуммер вызова. — Кто? — грозно вопрошает в микрофон заведующий отделением. Молчание. — Отпустите кнопку и отвечайте,— приказывает завотделением. Робкий голос осведомляется: — Это одиннадцатый корпус? — Нет, это не одиннадцатый корпус. Прямо, налево и прямо! Очередной посетитель заблудился в трех соснах, точнее, в двадцати восьми корпусах клиники и, оробев при виде грозных 33
надписей: «Реанимационное отделение ГБО», «Вход только для больных», отважился надавить на кнопку «Вызов». Вот еще одна забота инженера отделения — вечно барахлящее переговорное устройство. Между тем шеф с энтузиазмом развивает идею поголовного анкетирования по почте всех больных, когда-либо лечившихся гипербарической оксигенацией. Идея многообещающая, но... у докторов и без того хлопот полон рот, где уж тут разыскивать адреса и рассылать письма, поэтому проект погребают методом отвлечения: начинают обсуждать детали анкеты, и мало- помалу дискуссия, как река в пустыне, уходит в песок. Наконец Иван Петрович решается вставить словечко; тотчас шеф одаривает его ценным указанием — очистить пол щетками циклевочных машин. Дело в том, что барокамера весит добрых полтонны, ее колеса могут нормально двигаться только по ровному и прочному покрытию. История этого покрытия окутана мрачной тайной. Известно, что некогда пол был покрыт керамической плиткой. Это было красиво, гигиенично, современно, о'днако плитка крошилась под колесами. Отодрали плитку и настелили добытые при содействии сильных шефов стальные восьмимиллиметровые листы. Это было прочно, но негигиенично и некрасиво. Покрасили серебрянкой — но колеса быстро стирали краску, стало еще хуже. Наклеили сверху линолеум. Колеса стали вязнуть в толстом и мягком: чтобы сдвинуть цилиндр барокамеры, нужны были три богатыря. Отодрали линолеум... Теперь вид потемневших плит со следами пережитого раздражает шефа. Но инженер молчит. Он-то знает, что никакая циклевочная машина такое покрытие не возьмет; пусть шеф сам увидит и успокоится. У Ивана Петровича давно есть свое особое мнение о медицине. Врачи представляются ему едва ли не самыми отважными практиками, обреченными всю жизнь блуждать в тумане неопределенности. В самом деле, строитель кладет балку, не беспокоясь о будущем,— за ее надежность отвечает закон Гука. Химик-технолог имеет дело с факторами, каждый из которых поддается оценке, если не точному расчету. За спиной у инженера — прочные тылы апробированных теорий; в худшем случае у него остается возможность исправить брак, выполнить работу заново. Медики, особенно клиницисты, как никто ощущают неполноту и разрозненность своих теорий, вероятностность своей практики. И вместе с тем у докторов есть что-то,— одни называют это опытом, другие — клиническим мышлением, третьи — интуицией,— что наделяет их некоторым хладнокровием, внушает уверенность и указывает путь в тумане. Иван Петрович испытывает сложное чувство к коллегам-медикам. Тем временем завотделением Марк; Александрович пересчитывает ампулы с сильнодействующими, листает требования на лекарства, решает сменить больному антибиотики и тут же звонит в аптеку. Иван Петрович уже вышел, чтобы не стеснять дипломатию: идут переговоры о новых антибиотиках, а больничная аптека, как любая обеспечивающая организация, любит тонкое обхождение и понимание сложностей работы. Инженеру тоже предстоит нечто подобное — созваниваться по городскому телефону насчет редуктора. Редукторы и манометры — деликатная проблема. Проверку и ремонт кислородной арматуры и манометрии Госстандарт разрешает выполнять весьма узкому кругу организаций. И правильно — кислород под давлением взрывоопасен. «Мед- технике» ремонт и проверка не разрешены. К счастью, медикам идут навстречу, чем и намерен злоупотребить Иван Петрович, прося помочь знакомых — метрологов крупного завода. Редуктор потек, стал пропускать 150 атмосфер из баллонов напрямую в магистраль, а она рассчитана всего на 30. Натурально, сработал предохранительный клапан, изрядно напугав дежурных сестер грохотом и свистом... Вот помаленьку и утро прошло; уехал на лекцию шеф, стуча отрегулированными по знакомству клапанами; укатил на консультацию в один из неблизких корпусов заведующий Марк Александрович. Что верно, то верно: ходить по клинике пешком — ноги сотрешь. Иван Петрович спускается к себе — писать инструкцию по технике безопасности при работе с новой барокамерой. «К себе» — то есть в подвал: там мастерская. Труд предстоит немалый, ибо если техника растет в арифметической прогрессии, то объем инструкций по уходу за техникой — в геометрической. Но едва Иван Петрович собрался с мыслями, как захрипел динамик: «Иван Петрович, поднимитесь, пожалуйста, наверх!» А наверху происходят интересные события: дежурный терапевт прекратил сеанс, потому что обнаружил у больного признаки гиперкапнии — легкого отравления двуокисью углерода. Очень любопытно, ведь поглотитель только что получили и поменяли. Иван Петрович лично еще раз меняет натронную известь и лезет в камеру под восхищенными взглядами девочек. Башмаки и носки пришлось оставить снаружи, потому что никакой синтетики в кислород нельзя — возможны статические разряды. Кислородоустойчивый лак камеры местами облупился, пластик ложа где промялся, где потрескался,— вид у камеры изнутри обжитой, домашний, в иллюминатор заглядывает солнышко. Инженер лежит и скучает. Вроде есть какой-то посторонний запах, а может быть, и нет. Жаль, что читать в камере нельзя: бумага, горючий 34
материал, статические разряды, техника безопасности. Вот давление кислорода дошло до величины, якобы вызвавшей у больного одышку, но с Иваном Петровичем ничего не происходит. Ложная тревога. И ладненько. На всякий случай Иван Петрович проверяет паспорта на баллонах с кислородом. Все в порядке — кислород медицинский, ГОСТ номер 5883-68. Следующему больному объясняют, что он будет чувствовать при избытке углекислоты. Начинают сеанс, толпятся, спрашивают и переспрашивают, как он себя чувствует. На пятой минуте — одышка. Иван Петрович быстро переключает баллоны и продувает камеру. И пожалуйста — на «другом» кислороде (того же завода и той же партии) одышка проходит! Теперь врачи долго будут в уверенности, что бывает «плохой» кислород. Может быть, и бывает; но ведь на том, «плохом» кислороде до того было проведено пять сеансов, и все было нормально. Так и останется этот случай не выясненным до конца... В такой вот суете бежит время, и уже пора на обед. Столовую в сверхсовременной клинике учредить не удосужились, а ходить на фабрику-кухню далеко, поэтому обед Ивана Петровича состоит из одного блюда — чашки кофе. Впрочем, иногда, если больных мало, сестрички затевают что-нибудь солидное, например сосиски. А так — кофе с пирожком. Только сели пить кофе, как под окном скрипят тормоза — приехал Марк Александрович. Кофе он не употребляет, у него язва. Марку Александровичу заваривается персональный чай в кружке. Не успел отхлебнуть — вызов в вестибюль. — Кто? — Хмурится заведующий. — К Алексееву, жена... Закон медицины: не так тяжко с больными^ как с родственниками. Конечно, если больному лучше, встреча с родными радует, хотя во всех случаях отвлекает от дела. А если не лучше, если совсем не лучше? Если больной вторую неделю неподвижно лежит с рассеченной трахеей, и за него дышит респиратор, и это может продолжаться еще неделю — что говорить тогда родным? «Состояние крайне тяжелое, делаем все возможное, нет, ничего не надо». И какие могут быть котлеты, если он без сознания второй день и питание его — глюкоза и аминокислоты в вену? И какие могут быть свидания, если на распростертый человеко-механизм, утыканный иглами и датчиками, и Ивану Петровичу лишний раз смотреть не хочется? Что еще может сказать врач, когда он знает, что такие больные не выживают, знает — а свою личную надежду на чудо называет «поддержанием основных функций организма в расчете на изменение динамики»? Язва у Марка Александровича не от чая с бутербродами... Поэтому персонал отделения не проявляет особой нежности к родственникам. Нормальный человек не способен разделить такое количество боли. От этой лавины горя каждый защищается по-своему: заведующий отделением — сух и формален, лучший диагност— циничен, молодые медсестры — плачут в уголке. Иван Петрович старается ни к больным, ни к родственникам личного отношения не иметь. Впрочем, сегодня все не так печально, и Марк Александрович, вернувшись, бодро говорит: «Девочки, кто свободен, возьмите передачу». Три дня назад этот больной тоже едва дышал. ...Обливаясь потом, Иван Петрович выбирается из причастного оборота: «Подключающий узел компрессии, работающий в соответствии с пунктом 4.1.1 настоящей инструкции...». Иван Петрович работает с документацией. Дело это такое увлекательное, что уже через полчаса он встает и идет разбирать «Сонату» — старую, списанную систему мониторного контроля. Ночной техник уже начал разборку, и Иван Петрович аккуратно сортирует предохранители, блоки питания, микроамперметры, тумблеры — в хозяйстве пригодятся. Запаслив инженер не только от бедности — в последнее время какой-то изобретательский бес обуял врачей. Очередное предложение — вмонтировать в кислородный ингалятор отключатель, чтобы ТЭН не перегорал. Увы, в «Сонате» ничего подходящего для этого не обнаружилось. Иван Петрович задвигает выпотрошенные блоки в стеллаж и достает тетрадь, миллиметровку и карандаш. Раз у врачей появляются технические идеи, то почему бы ему не иметь медицинских? Иван Петрович давно уже хочет облагодетельствовать гипербарическую оксигенацию. Но через пять минут приходит больничный инженер по технике безопасности. Нет, не насчет инструкций. По поводу журнала проведения занятий с персоналом отделения. Ох уж эти занятия... Пока уточнили форму журнала, пока жаловались друг другу на кустарщину в обеспечении, бранили «Медтехнику», глядь — рабочий день кончился полчаса назад. Иван Петрович прощается, снимает халат, подходит к двери, нажимает кнопку. Замок разражается серией ударов. Инженер возвращается и пишет записку для ночного техника: «Виктор! Почистить контакты реле замка: обесточить, вскрыть, чистить надфилем бархатным, потом спичкой со спиртом»... Но сегодня дежурит совместитель, слесарь по специальности, он спичку не заточит и контакты погнет. Завтра Иван Петрович сам починит реле. После сегодня всегда есть завтра; все можно сделать, все успеть, было бы желание. Т 35
новости отовсюду НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЛЕД В СОЗВЕЗДИИ ТЕЛЬЦА Как сообщил журнал «New Scientist» (т. 92, № 12ВЗ), в созвездии Тельца обнаружено межзвездное облако с большим содержанием микроскопических льдинок. Об этом свидетельствуют данные спектральных измерений. Поскольку водород и кислород принадлежат к числу самых распространенных элементов Вселенной (соответственно первое и третье места), астрономы давно предполагали, что при подходящих условиях в космосе может образовываться лед. Отсюда, например, гипотеза о ледяных ядрах комет. ЗАМОРОЖЕННЫЕ ЦЕННОСТИ Для сохранения диких видов и примитивных форм культурных растений в ФРГ создан банк генов. Хранящиеся в нем семена могут быть использованы для нужд селекции. Все данные о генетической ценности тех или иных растений, находящихся под угрозой уничтожения, заложены в память ЭВМ, а сами семена заморожены по специальной программе до минус 10°С. По утверждению журнала «Agra Europe Kurzmeldungen» (т. 22, № 29), это гарантирует всхожесть после нескольких десятков лет замораживания. ОШИБКА ПЕРВОГО ОХОТНИКА Болезни, вызванные недостатком витаминов, известны давно: вспомните хотя бы цингу — извечный бич мореплавателей. Столь же вредным может быть и избыток некоторых витаминов. Правда, гипервита- минозы до сих пор считались болезнью XX века: только в наше время чересчур усердные родители получили возможность перекармливать детей витаминными таблетками. Однако последние данные заставляют сделать вывод, что человек начал страдать от избытка витаминов уже 1,6 миллиона лет назад. По крайней мере, таков возраст откопанного в Кении скелета Homo erectus, на костях которого хорошо заметны следы нарушений, вызываемых хроническим гипервитаминозом А («Nature», т. 296, № 5В54,с. 248). Откуда же могли наши . предки взять витамин А в та- I ком количестве? По-видимому, I виновато изменение их образа жизни. Во всяком случае, имен- | но в это время на стоянках I первобытного человека в Ке- I нии появляются первые камен- I ные Орудия и мости живот- I ных — вероятно, это свиде- I тельство перехода на живот- I ную пищу. А в печени живот- I ных, особенно хищных, вита- Е мина А очень много. Сейчас ни один опытный охотник не I станет есть, скажем, печень бе- I лого медведя: от этого даже I умереть можно. А первые I охотники этого не знали... I АЛМАЗЫ В УДАРНОЙ ВОЛНЕ Как сообщил журнал I «Science Digest» (т. 89. № 11), алмазы были получены из ме- I тана в камере, через которую I Проходила ударная волна. I Газ при этом нагревался до I 2000 К и подвергался дав л е- ' нию 200 000 атм. ' Этот непростой экспе- I римент поставили, желая под- I твердить возможность обра- | зования алмазов в космосе. . Камера с газом была мо- I делью недр далеких планет, I таких как Уран или Нептун. I Полагают, что под поверх- ! ностью этих планет, на глубине I в тысячи километров, на ко- I дятся сверхплотные слои ме- I тана и образование там алмазов — дело вполне реальное. ЗАДАЧКА ПОПРОЩЕ «Вьется по улице легкая I пыль. Мчится по улице автомо- I биль...» Если бы только пыль I вилась за автомобилями! Пожалуй, уже мало кого удивит | длинный перечень вредных веществ, содержащихся в выхлопе — и «Химия и жизнь» об | этом не раз писала, и другие | журналы. Между тем есть не- < обходимость и в защите систе- I мы выхлопа от негативных воз- I действий окружающей среды. I В какой-то кинокомедии ре- I 6 я та засунули свеклу в выхлоп- 1 ную трубу вертолета; в реаль- ' ные трубы реальных автомоби- I лей нередко попадают грязь и влага. Сейчас для выхлопных . труб тяжелых автомобилей и I тракторов придуманы специ- ' альные крышки на биметалли- I ческих пружинах. Пружины I реагируют на температуру: ра- I ботает двигатель, идет разо- I гретый выхлоп — пружины | 36
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ поднимают крышку. Не работает двигатель — крышка закрыта. Вновь поднялась температура — поднялась и крышка. Если бы так же просто решалась обратная задача — защита воздушной среды от вредностей выхлопа! БЕЗМОЛОЧНОЕ МОЛОКО Если смешать обработанный ферментами белково- витаминный концентрат с гид- ролизатом крахмала, растительным маслом, минеральными солями и микроэлементами, да все это растворить в теплой воде, то получится нечто весьма питательное, но не слишком вкусное. По нашим, человеческим, меркам. А, скажем, по-овечьим — очень даже неплохая пища. Во всяком случае, ягнята поглощают такой заменитель молока с большой охотой. Правда, вспоенные заменителем младенцы сначала несколько отстают в росте, но к полугодовалому возрасту уже перегоняют своих сверстников из контрольной группы почти на 3 кг. Эксперимент поставлен в Сельскохозяйственной академии им. К. А. Тимирязева на ягнятах знаменитой романовской породы. ОСТАТКИ НЕСЛАДКИ В Германской Демократической Республике введен новый порядок использования пестицидов. К прежним ограничениям добавилось еще одно: отныне любым химическим веществом можно обрабатывать продовольственные культуры только после того, как Министерство здравоохранения утвердит предельно допустимый остаток вещества в пищевых продуктах. Возможно, что некий препарат не так уж и опасен, но, пока это не измерено и не подтверждено, надо ли рисковать? Под временный запрет попали почти сорок пестицидов. Когда токсикологи определят для каждого границу опасности, запрет будет заменен строгим контролем. ИНДИВИДУАЛИСТЫ С ПЯТАЧКОМ Как лучше содержать свиней во время откорма — группами или поодиночке? Однозначного ответа на этот вопрос до последнего времени не было. В опытах, о которых сообщил недавно журнал «Свиноводство» A9В2, № 2), откармливали две группы свиней. В одной группе каждое животное держали в персональном загончике, в другой — один большой загон на четверых. Все остальные условия идентичны. Более того, родословные у свинок разных групп были одинаковы. Результаты опыта: животные из отдельных «комнат» набирали вес быстрее — на 34 грамма в сутки. 100-килограммового рубежа в итоге они достигали на четыре дня раньше, а значит, корма на один килограмм привеса потребляли меньше. ДИУРЕТИК ДЛЯ САРАНЧИ К Мухе-Цокотухе, если помните, «тараканы прибегали, все стаканы выпивали, а букашки — по три чашки с молоком и крендельком». Если К. И. Чуковский не преувеличил, то свой водный баланс насекомые в этом случае явно нарушили. Не сказочным, а вполне реальным «букашкам» такой избыток воды повредил бы куда как сильно. На самом деле насекомые обычно не потребляют лишней жидкости, а уж если случится такой грех, очень быстро от нее избавляются. Эксперименты с саранчой, проведенные английскими биологами, показали, что этот жизненно важный процесс проходит с участием особого гормона, который действует подобно диуретикам. Напомним, что диуретиками называют лекарственные препараты, способные быстро выводить воду из организма. Своеобразным диуретиком, обнаруженным у саранчи, очевидно заинтересуются специалисты сельского хозяйства. Вещество, так эффективно влияющее на водный баланс, а значит, и на жизнедеятельность насекомых-вредителей, подсказало еще один способ борьбы с ними: «по образу и подобию» гормона-диуретика можно синтезировать эффективные препараты для борьбы с саранчой. Чтобы она уже не «летела, летела и села. Сидела, сидела, все съела и вновь улетела»... 37
Ш Вещи и вещества ~*Л /II Такой обыденный предмет. Первый пишущий инструмент, который нам доверили взрослые. Он прост и уж совсем не загадочен. В самом деле? А сколько, например, ему лет? И не занимал ли вас когда-нибудь вопрос: а как же в него запихивают грифель? И что было, когда карандаша не было? Пожалуй, с этого и начнем. РОДОСЛОВНАЯ КАРАНДАША В XII веке вам бы пришлось довольствоваться свинцовым стерженьком. Он был прадедушкой нашего современного карандаша и носил другое имя — штифт. В немецком языке это имя — В lei stiff (свинцовый стержень) сохранилось и по сей день. Первый мягкий бледно-серый след свинцового штифта появился еще в древности на листах пергамента. Правда, для текста он был бледноват. Им просто размечали строки. Более темную черту оставлял штифт «из двух частей свинца и одной части прокованного молотком олова». Линия со временем под действием кислорода воздуха темнела, но легко удалялась мякишем хлеба, пемзой — ластик придумали только в XVI11 веке. В эпоху Возрождения изысканной публике и людям искусства с большим успехом служил серебряный брат свинцового штифта. Его темно-серая черта коричневела при окислении, и стереть ее мякишем или пемзой было невозможно. Поэтому рисовать такими карандашами могли себе позволить только великие мастера рисунка, не наносящие на бумагу ни одной лишней или неточной линии. Сохранились серебряные рисунки Леонардо да Винчи, Дюрера и даже один серебряный штифт, принадлежавший Луке Кранаху. Но у металлических карандашей были еще двоюродные братья, минеральные. Прежде всего это древесный уголь. Каждый при желании может изготовить для себя доброкачественный угольный карандаш. Ченнино Ченнини в «Трактате о живописи» («Trattato della pittura», 1437 г.) предлагает такой рецепт. Нужно взять 38 «ивовые палочки, сухие и тонкие, нарезать их длиной с ладонь», «обстругать и очинить с обоих концов, как у веретена» и связать в пачки. «Возьми потом новый горшок и положи их в него столько, чтобы горшок был полон. Затем возьми крышку и замажь ее глиной, чтобы сделать горшок непроницаемым для дымк Вечером пойди к булочнику, когда он окончит работу, поставь этот горшок в печь и оставь его там до утра, а утром посмотри, хорошо ли угли прожжены и достаточно ли они черны». Но стоит ли трудиться? Уголь плохо держится на бумаге. Его необходимо закреплять. В XV веке в Италии не ленились: смачивали предварительно бумагу водным раствором клея, например гуммиарабика. Затем на высохшие листы наносили рисунки
Рисунки художников всех эпох — живая иллюстрация истории карандаша. Профильный портрет вонна, выполненный Леонардо да Винчн (рисунок слева), сохранил следы серебряного карандаша. Свинцовый карандаш. Его мягкие штрихи удачно использовал Камилл Коро в рисунке «Крестьянская девочка Эме Ренуаф с ребенком». Сангина (франц. senguine, от лат. sanguineus — кроваво-красный) впервые была введена в технику рисунка Леонардо да Винчи; используется художниками по сей день. Пример такой техники — на рисунке О. А. Кипренского «Натурщик». Итальянский карандаш. Голландскому художнику Паулюсу Поттеру (XVII в.) было достаточно нескольких штрихов — и выразительный «Этюд кабана» готов. И наконец, простой карандаш. Уверенным росчерком создал Анри Матисс лирический портрет-воспомннание «Памяти Анжелы Ламот» A943 г.). 39
углем. Готовую работу подвергали действию водяного пара. При этом клеевой слой размягчался и, высыхая, прочно скреплял уголь с бумагой. Когда в том же XV веке в Пьемонте был найден «черный 'камень», «черный мел», или попросту черный глинистый сланец, проблем с внедрением нового пишущего средства не было. А сегодня становится понятным происхождение слова «карандаш»: тюркские корни «кара» — черный, «даш» — камень. Итальянский карандаш, не требовавший ночных походов к булочнику, быстро перекочевал в арсенал активных художественных средств. Месторождение в Пьемонте иссякло, его сменили залежи в Тюрингии, в Андалузии. Париж не располагал такими богатствами. Зато здесь догадались смешать белую глину с ламповой сажей. Так родился искусственный парижский карандаш, или «соус» (velourssauce, буквально — бархатный соус). Он был мягче и чернее итальянского и значительно меньше царапал бумагу. Потом Леонардо да Винчи нашел сангину. Это «красный мел» — природный каолин, окрашенный окислами железа. (Его можно приготовить также искусственным смешиванием.) Красно-коричневые оттенки сангины как будто специально созданы для рисунков человеческого тела. Леонардо много экспериментировал в технике живописи, правда, не всегда успешно. Многие из красок его изготовления вскоре осыпались с великих полотен. Так было с картиной «Тайная вечеря». Сохранить ее стоило больших трудов. Зато рисунки и портреты сангиной уцелели. Если есть черный мел и красный мел, то почему бы не сделать цветной? Так подумали во Франции в том же XV столетии и изобрели пастель — снова мел с добавками разных натуральных пигментов. Pastel — французский вариант итальянского paste Но (уменьшительное от pasta — тесто). «Художники делают эти карандаши в цилиндрической форме, окатывая их на мраморном камне, и сгущают их с примесью жира или гуммиарабика, или соков смоковницы, или сыворотки. Тем самым одни карандаши становятся мягче, другие же тверже»,— писал лионский профессор Петрус Григо- риус в своем трактате «Syntaxeon artis mi— rabilis» в 1574 году. Младшая сестра в карандашной семье, пастель была любима художникам всех эпох. НЕПРОСТОЙ ПРОСТОЙ КАРАНДАШ Только в 1790 г. появились карандаши в привычной для нас форме. Этому предшествовало открытие месторождений графита в Англии. (Подробно о графите «Химия и жизнь» писала в 1976 г., №5.) Напомним только, что графит в смеси с глиной оказался хорош для письма. И установили это независимо друг от друга француз Н. Конте и чех Й. Гартмут. В России первые графитные стержни изготовил М. В. Ломоносов. Но производство, хоть и кустарное, появилось только в 1848 году. Русские карандаши были плохого качества и не могли составить конкуренцию немецким карандашам солидной фирмы Фабера и Гартмана, наводнившим царскую Россию. После революции поступление карандашей из Германии прекратилось, а первая карандашная концессия была создана у нас по предложению американского предпринимателя Арманда Хаммера в 1926 г., тогда же открылась фабрика им. Л. Б. Красина. В 1932 году государство выкупило* концессию у Хаммера, сейчас это предприятие известно как «Московский завод пишущих принадлежностей им. Сакко и Ванцетти». Технология изготовления черно-графитных, как скажут специалисты, или «простых», карандашей с 1790 года принципиально не изменилась; об этом можно прочитать в «Химии и жизни» (№ 6 за 1973 г.). Путь от сырья до карандаша складывается из нескольких этапов. Строго говоря, он объединяет от 60 до 100 операций, но здесь мы обо всех говорить не будем. Сначала глину мешают с графитом. В зависимости от содержания глины карандаши различаются по твердости от 7Т до 6М, цифра при Т или М обозначает степень твердости или мягкости. Потом из массы выдавливают стерженьки. Не трудно вылепить грифель твердого карандаша, в котором много глины FТ—это 68% каолина). Помните самодельных глиняных зверюшек? Труднее с мягкими карандашами. Глины мало, масса не лепится. Например, стержень 6М состоит из 80% графита и 20% каолина. Приходится добавлять связующее — пектиновый клей (кстати, на этом клее держатся этикетки консервных банок). Получают его из свекольных отходов. Между прочим, в апельсиновых корках пектина тоже 50 %. Достаточно 6% пектинового клея, и масса для стержня 6М становится пластичной. Сформованные грифели сушат и выпекают в печах. И тут наш пектиновый клеи," выполнивший свою миссию, выгорает. Теперь готовый грифель нужно одеть в деревянную оболочку. Для этого в кедровой досочке величиной с ладонь нарезают шесть ложбинок. Стержни укладывают в эти пазы и накрывают сверху второй такой же дощечкой. Дощечки, разумеется, промазывают клеем и склеенные заготовки выдерживают под прессом не менее пяти часов. Когда клей высох, машина распиливает заготовку на карандаши. На фабрике их называют «белыми», потому что они голенькие и без надписи. Прежде чем карандаш попадет к нам в руки, его четыре раза покрасят нитрокраской, дважды покроют лаком и отштампуют золотую надпись бронзовой фольгой. 40
Во всякой технологии есть тонкое место. В данном случае это «выпечка». Очень важно точно выдержать температуру при нагреве, обжиге и охлаждении. От этого зависит качество стержня. Не дожжешь — грифель получится мягче, чем задано. Пережжешь — еще хуже, замучаетесь точить такой карандаш. Грифель будет постоянно ломаться. Не случайно технологию изготовления стержней называют керамической; только к карандашу, к сожалению, привыкли относиться с меньшим почтением, чем к глиняной посуде. Особенно при разгрузке, ведь на коробках нет надписи «не бросать!» «Деревяшка» должна, конечно, предохранять грифель от удара—если только стержень хорошо скреплен со своей оболочкой. Сегодня этой цели служит поливиниацетатный клей. Он долго сохнет, зато намертво схватывает древесину. Шов на деревянной рубашке карандаша не заметен даже при внимательном обследовании. Однако грифель с рубашкой этот клей скрепляет плохо. Если кто-то может предложить лучший клей, на фабрике им. Л, Б. Красина будут только рады. Есть еще одна химическая задача. Хотелось бы заменить глину в графитном стержне синтетическим наполнителем, смолой. Во-первых, упростится технология — не нужна будет «выпечка». Во-вторых, большая прочность и пластичность массы позволит стержни делать тоненькими, как в Японии, диаметром 0,5 мм, а при нынешней технологии минимальный диаметр грифеля получается 1,2 мм. И мсе-таки грех нам обижаться на наши «поостые» карандаши. В прошлом году фабрику имени Красина, изготовляющую черно-графитные стержни и карандаши, посетила делегация всемирно известной чешской фирмы «Кохинор», и наш «Конструктор» получил наивысшую оценку за полное соответствие мировым стандартам. И «Орион», и «Союз», и все остальные 25 марок — тоже, потому что отличаются они один от другого только диаметром стержня и карандаша, длиной и формой рубашки (цилиндрические и с ребрышками). Еще есть специальные карандаши — «Светокопия», «Люмограф» и «Чертежник», предназначенные для бескалькировочного черчения. Чтобы размножить чертеж, кальку обычно снимают вручную. Если же чертеж выполнен карандашом «Светокопия» или «Люмограф», то его размножит и копировальная машина. Дело в том, что в состав грифеля этих карандашей входят древесный уголь и сажа, поэтому линия получается гораздо чернее и контрастнее. Это машине и нужно. ДВЕСТИ СОРОК ЦВЕТОВ РАДУГИ Надо ли объяснять, что цветному карандашу графит не нужен. Стержень его состоит из глины, какого-нибудь красителя, клея, пропитан жиром. Производство карандашей, заложенное Хаммером, например, начиналось с шести цветов. Сырье привозили из-за рубежа: красители из Америки, можжевеловые дощечки из Европы. Сегодня мы прекрасно обходимся своими запасами (хотя и закупаем некоторые экзотические вещи, например японский воск). Каолин донецкий; тальк,— а его добавляют в стержень для лучшего скольжения по бумаге,— из Челябинской области; красители из Тамбова; жиры, саломас и стеарин тоже свои. Со связующим сложнее. Пектиновый клей для цветных грифелей не подходит, слишком темный. С традиционным трагакантом много мороки — трудно очищается от механических примесей. Трагакант — это природный клей растительного происхождения, который выделяется из дикорастущего кустарника рода астрагал, если поранить ствол, и состоит из высокомолекулярных углеводов. Лучшие сорта привозят из Ирана; и очищенный от коры и песка трагакант весьма дорог. Хорошее связующее — карбоксиметилцеллюлоза практически вся уходит в кондитерскую промышленность на мармелад и пастилу... Поэтому карандашные мастера изготовили клей по собственному рецепту: 1 весовая часть крахмала «Экстра», 3 части воды и 0,2 части соды (для придания устойчивости коллоидной системе). Он получил бесхитростное название «аппаратин». Небольшая его основность бывает несовместима с некоторыми красителями, но их не так много. Аппаратин заменил пектиновый клей в простых карандашах. Сегодня рецептур цветных стержней в нашей стране не шесть, как при Хаммере, а 240; энтузиастам карандашного производства пришлось с ними повозиться много. Например, Союз художников обратился на завод «Сакко и Ванцетти» с просьбой сделать карандаши, у которых цвет на рисунках под действием времени и света не менялся бы. Заказ выполнили, появился набор из 24 цветных карандашей «Светопрочный» на светостойких красителях. У «Живописи» история аналогична. Художники заказали пастелеобразный карандаш. Главное требование: должен ложиться на бумагу без усилий, равномерно и растушевываться. К обычной рецептуре добавили несколько процентов банного мыла, и все получилось. «Живопись» понравилась не только художникам, но и еще более требовательным женщинам — не художницам. Этот же способ использовали для карандашей «Геолог» —для полевых работ требуются очень мягкие карандаши. Кстати, черная «Живопись» — самый безвредный карандаш. Краситель здесь обычная ламповая сажа, или сажа марки 100. Теперь о вредности. Даже взрослый человек иногда ловит себя на неприличном занятии — сидит и грызет карандаш. А что 41
говорить о детях! Об этом помнят технологи и стараются отказаться от токсичных красителей. Так был изъят из обращения крон, в состав которого входит свинец (желтый свинцовый крон — PbS04 • • РЬСЮ4, оранжевый — PbO • РЬСЮ4, красный — Pb(OHJ • РЬСг04)- И все-таки карандаши лучше в рот не брать, особенно желтый и синий, содержащие несъедобные красители желтый светопрочный и голубой фталоцианиновый. Для ясности назовем их на химическом языке: 2',5'- дихлор-4'-сульфокислота 1 -фенил-3-метил- пиразолона — 5 и фталоцианин меди. Голубой фталоцианиновый используют также для окраски японского воска. Если их взять соответственно 52 и 48%, то получится карандаш-стеклограф, хорошо известный всем, кому приходится надписывать колбы. Невозможно перечислить рецептуры всех 240 цветов, тем более что многие оттенки получаются просто: чем больше TtO^, тем бледнее. Ограничимся примером: такой изысканный цвет, как оливковый, получают смешиванием трех красителей — «желтый светопрочный», «красный Ж» и сажа газовая. Есть еще и «химический» карандаш, имеющий, впрочем, к химии не большее отношение, чем все остальные. Настоящее его имя «Копировальный». Люди старшего поколения помнят то время, когда не было шариковых ручек и всю документацию под копирку полагалось заполнять только копировальными карандашами. Перьевая ручка не давала четкого следа на экземплярах-копиях, а простой карандаш для заполнения документов не надежен — легко стирается. Другое дело копировальный. Если смочить грифель или сделанную им надпись водой, она становится яркой. Причина этого фокуса — водорастворимые красители: эозин, родамин, аурамин. Или, что то же самое, тетрабромфлуоресцеин, фталеин диэтил-м-аминофенола и т. д. Стереть надпись, сделанную химическим карандашом, не удастся, потому что эти красители начинают растворяться даже от ничтожного кол ичества в лаги, содержащейс я в бумажном листе. Краска проникает между волокнами бумаги и удалить ее не так-то просто. О «химических» карандашах правильнее говорить в прошедшем времени, потому что сегодня вы их нигде не купите: не производят, заменили шариковыми ручками. Поэтому с довольно-таки грязным производством решили проститься. Тем более, что работы хватает и без того. Немного жаль: Исключительно удобная вещь для надписывания посылок. Твердость цветных карандашей лежит в интервале от 2М до 6М. Напомним, что все 15 степеней твердости умещаются между первыми двумя баллами минералогической шкалы Мооса, то есть между тальком и гипсом. Определяют твердость стержня на пластинках-эталонах из сплава металлов. Если грифель оставляет след, не царапая поверхность, твердость его соответствует эталону. Твердостью 6Т обладает сплав свинец-олово-сурьма-медь в соотношении 55:20:20:5. Сплав 80% свинца и 20% сурьмы имеет твердость ТМ, а чистый свинец—4М. «КАРАНДАШ В РЕКЛАМЕ НЕ НУЖДАЕТСЯ» Этот афоризм принадлежит директору фабрики имени Красина А. С. Аникееву. Справедливо. Карандаш, как хлеб. Его не замечают, когда он есть. А когда его нет... В первые дни Отечественной войны фабрика начала выпускать военную, более необходимую, казалось бы, продукцию — боеприпасы. И в Москве исчезли карандаши. Последовало указание правительства ни на один день не останавливать карандашное производство... Не уменьшилась потребность в карандашах и в наше время. Статистика утверждает, что человеку в год нужно 10 штук. А выпускают пока только три карандаша на душу населения. Как вы думаете, сколько предприятий в Советском Союзе заняты этим делом? Всего четыре. О двух из них мы говорили, они находятся в Москве. Остальные два в Томске и Славянске. Карандашное производство уникально. В Москве нет учебного заведения, где готовили бы для него кадры, и обучение специалистов происходит прямо в цехах. А технология тоже нуждается в улучшении: оборудование старое, велика доля ручного труда. Современные автоматические линии недавно появились только на фабрике им. Красина. Выбирая себе карандаш по вкусу, многие предпочитают кохиноровский. Чем он отличается от нашего? Принципиально ничем. Разница в сырье. Во-первых, графит для чешского карандаша привозят с острова Шри Ланка. Этот графит, содержащий до 99% углерода, один из лучших в мире. Он как будто специально создан для карандаша — настолько пластичен. Наш украинский графит не менее богат углеродом, но имеет другую структуру, а посему и не так мягок. Когда же грифель царапает бумагу (случается и такое), недобрым словом следует помянуть примеси — кварц и пирит, хотя их менее 1 %. Во-вторых, карандаш «Кохинор» делают из виргинского можжевельника. Это «карандашное дерево» не нуждается в предварительной обработке, что очень важно для производства, и хорошо чинится. И еще такая древесина привлекает нас розовым цветом и приятным запахом. Не совсем обычное изделие — японский карандаш. Внешне напоминает «Конструктор». На самом деле он весь 42
синтетический: оболочка полимерная, стержень не керамический, а на основе смолы. Так вышли из положения в Японии, не обладающей запасами древесины и графита. Карандаш можно согнуть, чуть ли не завязать узлом. Это нисколько не скажется на его пишущей способности. У нас сырья для производства обычных карандашей пока достаточно. Да и требует карандашное производство менее 1 % вырубаемой за год кедровой древесины. На худой конец можно вспомнить об арче, родственнице можжевельника из семейства кипарисовых, произрастающей в Средней Азии. Ее древесина после необходимой обработки заменяет кедр. Кстати, в начале нашего века польская фирма «Маевский и К0» вывозила с этой целью арчу из Средней, Азии и экспортировала ее в Германию. Вообще деревянные карандаши сегодня пользуются большей популярностью, чем синтетические. Так же, как и хлопок, и шерсть. Покупаем мы с вами карандаши практически по себестоимости. 1000 штук цветных в среднем обходятся производству в 15 рублей 39 копеек. Обидно, что пятую часть этой суммы мы буквально выбрасываем в мусорную корзину, исписывая карандаш не более чем на 4/5 его длины. Раньше продавались металлические колпачки и трубочки, удлиняющие карандаш, чтобы исписать его почти полностью. А теперь представим себе, что эти забытые колпачки появились в продаже. Кинутся ли покупать их современные школьники и даже их родители? Вряд ли. Не приходит в голову беречь карандаш. Он ведь так дешев и доступен... Возмите в руки карандаш. Любой. У вас в столе наверняка найдется не один. И пожалуйста, отнеситесь к нему внимательно. Л. СТРЕЛЬНИКОВА Ъ " ■ -* I у -'>
Живые лаборатории Ясень В далекие-далекие времена, говорится в литовской сказке, превратили боги добрую королеву ужей Эгле в печальную ель, дочь ее — в пугливую осину, а двух сыновей — в дуб да ясень. С той поры и стал ясень обычным деревом литовского леса, и растет он там чаще всего по соседству со своим братом — дубом. Впрочем, и в среднерусских дубравах самый высокий ярус леса занимают те же дуб с ясенем; и на Украине, где ясень составляет почти 1,5% лесного фонда, образует он вместе с дубом основу лесов, что растут по долинам узких рек, по склонам и днищам оврагов и балок. Распространился ясень по всей Евразии, Северной Америке и Северной Африке. И хоть родственные связи его с дубом можнр проследить разве что по сказочному сюжету, общих черт у них много. ЯСЕНЬ — ЯСНЫЙ Ясени — высокие и стройные деревья. И самый распространенный в наших лесах ясень обыкновенный, и житель Дальнего Востока ясень маньчжурский, и реликтовый ясень согдийский из Казахстана достигают высоты 40 м при диаметре ствола до 3 м. Но всех превзошел горный ясень, растущий в Австралии: его вершина вытягивается до стометровой высоты! Из-за того что крона у ясеня поднята высоко над землей, а листья — длинные, заостренные — сидят на ветках редко, в просветы между ними легко проникают солнечные лучи. Поэтому вся листва ясеня кажется наполненной светом, и зта прозрачность вместе с гладкой светло-серой корой рождает ощущение сияния, ясности. Отсюда и истоки слова «ясень» — оно не только в русском, но и в других славянских языках звучит почти так же. Благородная осанка и красота раскидистой листвы ясеня делают его ценным деревом для зеленого строительства. У него много декоративных разновидностей, которые разнятся и формой кроны, и расцветкой листвы. В одиночных посадках на газонах и вблизи прудов особенно красив 44 плакучий ясень — в полной мере ощутить его великолепие можно, например, в Умани, в заповедном парке «Софиевка», одном из самых богатых памятников садово-парковой архитектуры XVIII века, где собрана крупнейшая коллекция ясеней. Объявлен памятником природы и лес согдийского ясеня, растущий вдоль реки Ча- рын в Казахстане, где многим деревьям уже больше 300 лет; взята под охрану закона посадка ясеня в селении Луков на Волыни — здесь 120 деревьев, возраст которых перешагнул за два века. Несмотря на то что своего расцвета ясень достигает к 30—40 годам, он даже в преклонном возрасте сохраняет стройность и красоту, разве что кора покрывается мелкими трещинками. Но и эти морщинки его не старят, и свои декоративные функции выполняет он так же успешно, как и в молодости. Но это далеко не единственное, чем полезен ясень. Он — одна из главных пород в полезащитных насаждениях, особенно в увлажненных и низинных местах. Мощные и густые корни ясеня укрепляют и защищают почву, поэтому он всегда бывает в числе тех деревьев, которые высаживают на терриконах для озеленения. Пионером древесной растительности стал ясень и при освоении полупустынь Северного При- каспия. И все-таки самое важное у ясеня — его древесина. ЯСЕНЬ — ПАДУБ Не случайно в народных говорах называют ясень еще и падубом. Это дань не только его постоянному спутнику, но и деловым качествам дерева. Древесина ясеня по прочности, твердости и упругости мало чем уступает дубовой. А по вязкости и гибкости, по красоте и разнообразию рисунка близка она к одной из лучших древесных пород — вязу; жаль только, что против гниения она не так устойчива. Древесина ясеня твердая и пружинистая, легко обрабатывается и вручную, и на станках, мало коробится и растрескивается, незначительно меняется в объеме и весе при высыхании (что особенно уважают мебельщики) и отлично полируется. Податливость при обработке, прочность, шелковистый блеск затейливых узоров годичных колец издавна привлекали народных мастеров. И если в Древнем Риме ясень шел в основном на добротные копья и дротики, то умельцы Древней Руси делали из него и прочные, гибкие лыжи, кухонную и столовую посуду, особенно если хотели украсить ее еще и резьбой. Очень много посуды из ясеня найдено при раскопках Новгорода. Здесь, во влажной почве, без доступа воздуха, дерево хорошо сохранилось и помогло донести до нас искусство художников X—XI веков. Сейчас лучшие сорта ясеня исполь-
зуют в авто- и самолетостроении, им отделывают вагонные купе и каюты теплоходов. Ясеневая фанера используется для отделки особенно дорогих изделий — мебельных гарнитуров и музыкальных инструментов. ЯСЕНЬ — ИСТОЧНИК МАННЫ Есть ясени, соком которых непрочь полакомиться насекомые. И тогда из тех мест, куда вонзаются их хоботки, вытекает густой, слизистый, липкий и сладкий сок. Он может течь и просто из надрезов и трещин коры. На воздухе он быстро затвердевает и повисает на коре желтоватыми упругими комочками. П одобные древесные выделения, по мнению некоторых исследователей, и послужили прообразом библейской «манны небесной» — той самой, которую, свершая очередное чудо, ниспослал господь в дар скитальцам в пустыне и которой питались они сорок дней. Ясеневый сок так и называется— манна, а один из видов ясеней, дающих манну, известен под именем «ясень манный». Больше того, манна дала имя многим органическим соединениям: маннаны — целый класс полисахаридов; манноза — моносахарид из группы гексоз; есть и манноновая кислота. Манна ясеня более чем на 50% состоит из шестиатомного спирта маннита. Именно он определяет ее достоинства и заслуживает того, чтобы о нем поговорить подробнее. Встречается маннит еще и в составе других растений: в листьях жасмина и сирени, в малине и сельдерее, в некоторых грибках, водорослях. Из бурых водорослей он добывается промышленным путем. Еще 10—15 лет назад маннит находил применение в основном в микробиологии, где он служил основой питательных сред для различных микроорганизмов, да еще в производстве взрывчатых веществ, в виде эфира с азотной кислотой. Но затем его
все чаще стали использовать в диете больных диабетом как заменитель сахара. Дело в том, что, будучи сладким на вкус, маннит, как и его родственники сорбит и ксилит, не требует для своих превращений в организме инсулина, не вмешивается ни в какие биохимические процессы и через двое суток почти полностью выводится. Но основное лечебное свойство ман- нита — это резко выраженное мочегонное действие, поэтому он очень эффективен при профилактике и лечении почечной недостаточности, сопровождающейся отеками, при отравлениях. Кроме того, маннит нормализует работу всего желудочно- кишечного тракта. На основе маннита создано лекарство маннитол, обладающее хорошими мочегонными свойствами. Неудивительно, что ясеневая манна еще задолго до библейских времен считалась лечебным средством. Но врачует у ясеня не только манна. Нанайцы лечат свежие порезы и раны, прикладывая к ним сочной стороной кору ясеня маньчжурского. В наших краях точно так же поступают с корой ясеня обыкновенного. В Таджикистане кору ясеня кри- воплодного, по-местному хубака, в виде отвара часто используют как мягкое слабительное. Листьями и корой ясеня народные врачеватели лечили простуду и лихорадку, а отваром молодых ростков B0 г на стакан кипятка, три раза в день по столовой ложке) — упорный кашель. При ревматизме применяли внутрь отвары из листьев, почек и коры однолетних ростков, собранных до начала сокодвижения, а для растираний — их настойки на спирте. У большинства видов ясеня и в коре, и в листьях содержится до 5% танидов, много оксикума- ринов, есть и полифенолы; эти активные вещества, по-видимому, и определяют полезные свойства ясеня. Не обходит ясень и народный стол. В Англии не совсем поспевшие плоды его, пока они еще легко растираются между пальцами, собирают и сразу же, не давая им завянуть, маринуют. Выдержанные в уксусе с перцем и солью, они становятся пикантной приправой, которую подают к овощным и мясным блюдам. И у нас на Кавказе их тоже маринуют и употребляют как острую пряность вместо каперсов. Плоды ясеня очень питательны — в них до 12% жиров и примерно столько же протеина. Недаром их очень любят лесные звери — мыши, например, запасают в своих норах на зиму до 5 кг ясеневых семян! ЯСЕНЬ ИГГДРАСИЛЬ Маленькая литовская сказка, с которой мы начали наш рассказ,— лишь отзвук древних легенд, в которых ясень занимал видное место. И в песнях народных певцов-скальдов, и в древних северных мифах он выступал как «дерево лучшее», как «мировое древо». Никогда скальд не называл своим именем ни предметы, ни людей: по сложившейся веками традиции он стремился найти для них поэтические образы- символы — заменители слов обыденной речи. И если пелась слава воину, вождю, то скальд восхвалял «ясень битвы»; если в песне упоминался мужчина, то его называли «ясень щита», а сам щит выступал под именем «ясеня Улля» (Улль — это имя одного из скандинавских богов). Немногие деревья удостаивались чести так часто выступать в виде имен-символов. И сборник древнеисландских песен о богах и героях — «Старшая Эдда», и особенно «Младшая Эдда» — выдающийся памятник скандинавской литературы, наиболее полно отражающий мифологию германских народов,— свидетельства древней славы ясеня. «Где собираются боги?» — «У ясеня Иггдрасиль, там всякий день вершат боги свой суд... Тот ясень больше и прекрасней всех деревьев. Сучья его простерты над миром и поднимаются выше неба. Три корня поддерживают дерево, и далеко расходятся эти корни...» — «А откуда взялись люди, населяющие землю?» — «Шли сыновья Бора (Бор — отец бога О дина) берегом моря и увидели два дерева. Взяли они те деревья и сделали из них людей... Дали они им одежду и имена: женщину нарекли Ивой, а мужчину — Ясенем. И от них-то пошел род людской». Так что ясень — не только ясный, не только источник манны, не просто священный — он еще и Адам в скандинавском варианте... Б. СИМКИН 46
Загар с точки зрения фотохимика и. ильин Что ни говорите, а все же приятно вернуться из отпуска с этаким бронзовым или шоколадным загаром. Значит, на юг, навстречу солнечным лучам. Конечно, врачи предостерегают от чрезмерности, но их советы слышаны-переслышаны, отпуск такой короткий, а уроки прошлого года благопол у чно забыты. Мы лежим на пляже, созерцая голубую воду или блаженно закрыв глаза, и нисколько нас не волнует тот каскад биологических, химических и физических процессов, который в эту самую минуту идет в нашем загорающем организме. А иногда не мешало бы и задуматься. Причем чуть раньше — до того, как отправиться на пляж. КАК МЫ ЗАГОРАЕМ Примерно так: проведя в первый же день некоторое время под солнцем, мы обнаруживаем, что кожа стала розовой и горячей на ощупь. Никакого беспокойства это не причиняет. Покраснение вызвано нагревом, оно исчезает почти сразу же после окончания солнечной ванны. Но проходит несколько часов, наступает вечер, и большинство из тех, кто не проявил умеренности, впадает в беспокойство. Покраснение появляется вновь, ощущение такое, будто кожа обожжена. Могут начаться жар, озноб, тошнота. В более тяжелых случаях на коже образуются волдыри, иногда через сутки с лишним после облучения. Ни о каком дальнейшем загаре и речи быть не может, а вот медицинская помощь часто бывает необходима... Все это — печальные последствия ультрафиолетовой, или солнечной, эритемы, которая длится от десяти часов до нескольких дней. Эритема означает по- гречески «краснота». По существу, это воспалительная реакция, ожог кожи; как и термический ожог, он может быть и сильным, и еле заметным. А когда воспаление наконец проходит, то кожа темнеет, шелушится и на ней появляется загар. Все эти стадии процесса едва ли не каждый испытал на собственной шкуре — редко кому загар достается совсем безболезненно. Но обязательно ли шкура сначала должна слезть? Можно ли загореть, вовсе избежав ожога? Где тот минимум облучения, который необходим для загара? Вот на эти (и некоторые другие) вопросы автор и попробует ответить в статье. 47
УФВ повреждение клеток эпидермиса образовакке меланина меланнзацня эпндермнса УФА потемненне восстановленной формы меланнна -пнгментацня (загар] i Два пути ведут к загару: прямой, без покраснения кожи (справа), и более сложный, с участием тирозииазы (слева) ХИМИЯ ТЕМНЕЮЩЕЙ КОЖИ Прежде всего о том, что происходит в коже под действием ультрафиолетовых лучей. Защитная реакция кожи на облучение — это образование черно-коричневого пигмента меланина, строение которого в точности не установлено, а брутто-форму- ла записывается так: С77Н9вОззИ,4$. Реакция идет в особых кожных клетках — меланоцитах, которые в ходе развития организма образуются из нервных клеток и подобно им имеют множество отростков- дендритов. В самом начале процесса находится аминокислота тирозин, которая окисляется с помощью фермента тирозиназы. Дальнейшие ее превращения происходят уже без ферментов и приводят в конце концов к пигменту меланину. Связанный с молекулой белка, он .образует в коже темные зернышки размером от 0,1 до 2 мкм. Через отростки меланоциты как бы впрыскивают эти зернышки в клетки верхних слоев кожи и постепенно почти весь меланин оказывается в наружном роговом слое. У альбиносов меланин не синтезируется из-за отсутствия активной формы фермента тирозиназы; кожа у них всегда белая. В незагорелой коже тоже есть меланин. Он собирается вокруг клеточных ядер и защищает их от ультрафиолетовой радиации. Когда уровень радиации растет, кожа темнеет в результате окисления бесцветной, восстановленной формы пигмента: это так называемая непосредственная пигментация. Однако меланина может и не хватить для эффективной защиты. Тогда одновременно активируется тирозина- за, которая запускает свой, биохимический механизм. Оба возможных процесса показаны на рис. 1, разумеется, в весьма упрощенном виде. Меланин в коже (загорелой или естественно темной) — прекрасный УФ- фильтр: он задерживает более 90% излучения. Однако это не единственный способ защиты. При интенсивной радиации и загорелый человек, и даже негр, попавший на жаркое солнце после долгого перерыва, не застрахованы от солнечного ожога. С другой стороны, альбинос, совсем без меланина в коже, вырабатывает некоторую устойчивость к ультрафиолету. Есть несколько дополнительных механизмов защиты, не связанных с меланином. Самый действенный из. них — образование на поверхности кожи толстого рогового слоя из мертвых клеток. Если осторожно удалить отмершие слои, то даже слабо действующие лучи вызовут покраснение кожи, повышение температуры и прочие признаки солнечной эритемы. А вслед за тем клетки начнут усиленно делиться, увеличивая число защитных слоев; и когда облучение повторится, роговой слой станет еще толще. Загоревшая кожа всегда более грубая и шершавая, чем она была до загара. Другой защитный агент — урокановая кислота, присутствующая в наружных слоях кожи. При облучении транс-форма этого вещества переходит в цис-форму, а в темноте идет обратная реакция. Таким образом урокановая кислота превращает ультрафиолетовую радиацию в безвредную для организма теплоту. Урокановая кислота есть и в поте, который тоже защищает кожу от избыточного облучения. Видимо, этим объясняется тот факт, что в ветреную погоду загар образуется быстрее — под ветром не пропотеешь... ЗАГАР ЗАГАРУ РОЗНЬ До сих пор мы говорили об ультрафиолете вообще. Теперь поговорим в частности, поскольку это излучение неоднородно и соответственно может по-разному воздействовать на кожу. УФ-излучение разделяют условно на три области: мягкий ультрафиолет (область А), средний (область В) и жесткий (область С). Границы были в последний раз обозначены в 1963 г. Международной комиссией по освещению. Комиссия расположила мягкий ультрафиолет, или УФА, в диапазоне 315—400 нм; средний, УФВ,— от 280 до 315; жесткий, УФС,— между 100 и 280 нм. Так вот, экспериментально доказано, что чувствительность кожи существенно зависит от длины волны: это хорошо видно на рис. 2. Обратите внимание, что у кривой на рисунке два «горба» с максимумами в областях В и С. Это связано с упоминавшимся роговым слоем, который поглощает свет с длиной волны менее 300 нм. При жестком облучении существенно меньше пороговая доза, то есть минимальное излучение, которое вызывает покраснение кожи. Однако и последействие меньше — покраснение быстро появляется и быстро исчезает. 48
Итак, в области С легко получить эритему, но для чувствительного ожога нужна очень большая доза. Забегая вперед, заметим, что в средней полосе и даже на черноморском пляже жесткого ультрафиолета практически нет. Основной источник покраснения и загара — лучи из зоны В. А они как назло уже при небольшой передозировке вызывают ожог... Но почему вновь и вновь мы возвращаемся к покраснению кожи? В конце концов, наша цель — не покраснеть, а загореть, причем по возможности безболезненно. Однако пигментация прямо связана с эритемой, и в естественных условиях одно обычно следует за другим. Следует ли из этого, что для того, чтобы загореть, надо сначала обгореть? Нет, не следует. Во-первых, если очень долго принимать ультрафиолет очень понемногу, можно вовсе не довести кожу до покраснения. Во-вторых, кожа привыкает Эритемная чувствительность кожи, обозначенная буквой л, имеет два максимума — в областях жесткого и среднего ультрафиолета. При мягком ультрафиолете чувствительность на два порядка ниже, так что пришлось пристроить отдельно «окончание» графика Здесь показана пигментирующая способность ультрафиолета с различной длиной волны. Пик только один и уже в другой области. Поскольку данные приведены относительные, сравнивать первый и второй графики в цифрах не следует к радиации и, чтобы получить заданный эффект, надо все более повышать биодозу. Защитная реакция настолько велика, что время появления эритемы увеличивается от одной минуты до нескольких часов; отмечались даже случаи тысячекратного снижения чувствительности! Но есть еще одна, очень простая возможность загореть без ожога; возможность, о которой, несмотря на ее доступность, мало кто знает. Речь идет о загаре в области УФА, то есть при мягком излучении. Спектральный максимум загара в области УФА не совпадает с пиками эритем- ной чувствительности и приходится на 340 нм (рис. 3). Некоторые исследователи утверждают даже, что загар могут вызвать лучи уже в видимой области, вплоть до 450 нм. Это и есть непосредственная пигментация. В отличие от эритемной, она возникает без скрытого периода и достигает максимума уже через час после облучения. У загара от мягкого ультрафиолета несколько иной оттенок — красно- коричневый; такой загар весьма устойчив. Однако загореть в зоне УФА не так-то просто. Под действием мягкого ультрафиолета пигментные тельца в коже не образуются, а усиливается окраска уже имеющихся телец. Значит, нужна некая загарная «затравка». Хорошо, если кожа заранее хотя бы слегка загорела — тогда пигментация резко усиливается. Иначе требуется долгое интенсивное облучение. Например, чтобы получить одинаковый загар от света с длиной волны 297 нм (УФВ) и 370 нм (УФА), необходимо находиться на свету соответственно 15 секунд и 75 минут... В общем, в мягком ультрафиолете можно загореть без ожога, но для этого нужен мощный источник, излучающий в правильной области, и немалое терпение. Или — не нужно ездить на юг из средней полосы. Ведь в умеренных широтах доля мягкого солнечного ультрафиолета значительно выше, чем где-нибудь на Кавказе. Потому-то здесь редко бывают солнечные ожоги, для загара требуется долгое время, зато загар гораздо дольше держится, чем бронзовый южный. ОСТОРОЖНО С УЛЬТРАФИОЛЕТОМ! Хотя у организма есть немало защитных приспособлений, их возможности не безграничны, о чем следует помнить всем любителям пожариться на солнце. Опасными могут быть и искусственные источники излучения, причем ожог кожи не самая большая из возможных неприятностей. Давно известна канцерогенная активность ультрафиолета, в кругах неспециалистов, пожалуй, несколько преувеличенная. Свет с длиной волны 254 нм и более 334 нм вовсе не проявляет канцерогенного 49
действия: наиболее опасны лучи от 301 до 303 нм, то есть там, где самая высокая чувствительность к ожогу. Однако канцерогенная доза намного превосходит эри- темную: опухоль на коже возникает лишь при тысячекратном превышении порога. Эксперименты на животных показали: если сначала немного превысить тот уровень, при котором кожа краснеет, а потом постепенно усиливать облучение, опухоль не появляется вовсе. Есть и более реальная опасность от чрезмерного ультрафиолета, опасность, которую прежде всего надо учесть професс иональ ным химикам. Речь идет о сенсибилизации. Под действием определенных химических соединений (их называют сенсибилизаторами) может значительно возрасти чувствительность — в данном случае кожи — к ультрафиолетовому и даже видимому свету. Такие соединения попадают в кожу и при непосредственном контакте, и при приеме внутрь. Известно довольно много фотосенсибилизаторов загара; среди них различные смолы, желчь, хинин, мети- леновый синий, эозин, а также мука, вызывающая болезнь, именуемую «гречичной». Как сенсибилизаторы действуют и некоторые лекарства, например сульфаниламиды. В период лечения такими препаратами врачи советуют избегать длительного пребывания на солнце и не назначают некоторых физиотерапевтических процедур, наподобие кварцевания. Вполне умышленно синтезированы соединения с особо мощным фото сенсибилизирующим действием. Недавно в медицинскую практику был введен метод безэритемного лечебного загара, так называемая PUVA-терапия. В день облучения пациент глотает таблетку, содержащую вещества из группы фурокумаринов (берок- сан, пувален и т. п.). После этого чувствительность к свету настолько увеличивается, что необходимо в течение 6—8 часов носить темные очки, а летом защищать и лицо. Через два часа после приема таблетки кожу облучают особыми светильниками, имеющими максимум излучения в области мягкого ультрафиолета. Вскоре появляется сильный загар, который увеличивается в течение ближайших недель. В большинстве случаев никакого покраснения кожи не наблюдается вовсе. Такой способ мягкого искусственного загара в косметических целях пока не используется. Зато иногда он дает неплохие результаты при лечении псориаза. ГДЕ РАЗДОБЫТЬ УФ-ЛУЧИ! Рассказ о загаре и механизмах его образования повиснет в воздухе, если не сказать ничего об источниках излучения. Начнем с главного — с солнца. Чувствительность кожи, как вы помните (а если не помните, еще раз взгляните на рис. 2), резко падает после 300 нм. Наименьшая длина волны, зарегистрированная на уровне моря,— 286 нм. Реально в умеренных, не тропических широтах свет с длиной волны менее 295 нм никогда не достигает поверхности земли; в Москве это число еще выше — 301 нм. Иное дело в горах. Там при подъеме на каждые 100 метров интенсивность УФ-раднации возрастает на 3—4%, причем граница постепенно сдвигается в сторону жесткого излучения. Поэтому на больших высотах солнечное излучение опасно. А в Ленинграде, например, с 15 октября по 15 марта — «биологическая ночь»: лучи, способные вызывать эритему, в этот период вообще не достигают земли. Москвичи почти лишены естественного ультрафиолета два самых коротких зимних месяца. Другие диапазоны тоже для нас небезразличны. Поток солнечного света в видимой области вызывает нагрев кожи и усиливает выделение пота. Инфракрасные лучи способны проникать в кожный покров и усиливать биологическую активность клеток. Они — и это существенно — могут ослаблять воздействие ультрафиолета. Наиболее благоприятно для нас с вами комбинированное воздействие инфракрасных лучей в области около 1100 нм в сочетании с ультрафиолетовыми. В этом случае требуется вдвое большее облучение, чтобы на коже возникло покраснение. Нет ничего удивительного в том, что совместное воздействие двух видов излучения наилучшим образом воздействует на организм человека. Такое сочетание естественно, а ответ на него формировался в течение миллионов лет эволюции; было время приспособиться... Все искусственные источники света дают излучение, не очень-то похожее на солнечное. Для иллюстрации на рис. 4 показан спектральный состав излучения косметической лампы «Фотон», основной элемент которой — кварцевый шарик с капелькой ртути. Если в сети недостаточное напряжение или лампа плохо отрегулирована, она горит слабым бледно-синим светом и почти все ее излучение сосредоточено в линии ртути 254 нм. Подобный спектр и у бактерицидных увиолевых ламп, часто используемых в поликлиниках и больницах. Такие лампы неплохо обеззараживают воздух и питьевую воду, они стерилизуют различные поверхности, но совершенно непригодны для получения загара. Если повысить давление в ртутной лампе до нескольких атмосфер, то интенсивность излучения заметно увеличится, узкие ртутные линии расширятся, а между ними появится ощутимый фон (это также показано на рис. 4).- Такого рода лампы известны как «кварцевые». Надо иметь в виду, что их излучение может вызвать не 50
Спектральный состав излучения лампы € Фотон» (кривая I) н ртутной лампы высокого давления (кривая П) Прозрачность шести распространенных материалов в ультрафиолетовой области: 1 — лавсановая пленка, 0,15 мм; 2 — полнвнннлхлорндная пленка, 0,15 мм; 3 — оргстекло, 2,5 мм; 4 — оконное стекло, 1 мм; 5 — то же, 6 мм; 6 — оптический кварц, 3 мм только загар, на и сильный ожог кожи, если сразу дать большую дозу. Еще ближе к непрерывному солнечному спектру яркий белый свет ламп сверхвысокого давления, наполненных ксеноном; их применяют для освещения стадионов, аэродромов, площадей. Но, пожалуй, особый интерес представляют эритемные лампы, устроенные как обычные люминесцентные, но сделанные из стекла, прозрачного в области мягкого ультрафиолета. На внутреннюю поверхность эритем- ных ламп нанесены люминофоры, скажем, силикаты и фосфаты металлов второй группы, активированные тяжелыми металлами. У них максимум излучения в области УФА, а в жесткой области они совсем не излучают. Эритемные лампы выгодно отличаются от ртутно-кварцевых и тем, что не провоцируют образования в воздухе озона и окислов азота, не требуют защиты глаз, а для получения профилактической дозы ультрафиолета достаточно облучать открытые части лица и рук в течение рабочего дня. То есть не отрывая людей от дела. И, наверное, нет нужды говорить о том, что лампы накаливания, даже очень мощные, для загара не годятся... А какие материалы пропускают ультрафиолет, какие задерживают? Почти все вещества, непрозрачные в видимой области, непрозрачны и для ультрафиолета. Но обратное утверждение далеко не всегда верно, и совершенно прозрачный на вид материал может полностью задерживать УФ-лучи. Для наглядности на последнем, пятом рисунке показаны спектры пропускания распространенных материалов. Поглядите, как важна толщина материала. Кстати, стекло в тонком слое, около 0,1 мм, весьма прозрачно во всей УФ-об- ласти. И обычное оконное стекло толщиной 3 мм пропускает свет в области мягкого излучения. Так что теоретически можно загореть, вопреки распространенному мнению, и под стеклянной крышей. Но время, потраченное на загар, окажется настолько долгим, что, право, разумнее использовать его как-нибудь иначе... Частично пропускает ультрафиолет и легкая одежда; наиболее прозрачны ткани редкого плетения из тонких волокон, особенно типа капрона. Вообще же из полимерных материалов самый прозрачный в ультрафиолете — полиэтилен. Для удлинения сезона солнечной терапии на географическом факультете МГУ предложены обтянутые полиэтиленом кабины, несколько напоминающие парники. В них тепло, как летом, даже когда на улице всего 6—7°С. А ультрафиолетовая радиация Солнца ослабляется на каких-то 10%. Обсуждением достоинств и недостатков (с точки зрения фотохимика) различных материалов, прозрачных и непрозрачных в ультрафиолете, мы и закончим статью о загаре. Некоторые сведения практического характера — в заметках, которые напечатаны ниже. Загорайте на здоровье! Экспериментальные фак- и теоретические соображения, изложенные в статье о загаре, свидетельствуют о том, что ультрафиолет может быть использован и на благо, и во вред. В этих заметках вы найдете полезные сведения и практические рекомендации, которые, будем надеяться, помогут вам загорать исключительно на здоровье. УФ-лучи полезны, более того, необходимы для человека хотя бы потому, что витамин D образуется в организме при облучении в диапазоне 280—320 нм. Впрочем, это общеизвестно. Реже можно встретить упоминания о том, что ультрафиолет в разумных дозах помогает организму по- 51
давлять простудные, инфекционные и аллергические заболевания, усиливает обменные процессы и улучшает кроветворение. А также (химики, внимание!) повышает устойчивость ко многим вредным веществам, включая свинец, ртуть, кадмий, бензол, четы- реххлористый углерод и сероуглерод. Однако ультрафиолет полезен не всем. Он противопоказан при активных формах туберкулеза, при выраженном атеросклерозе, гипертонической болезни II и III степени, болезнях почек и некоторых других заболеваниях. Есть сомнения — советуйтесь с врачом. Прежде чем загорать, не мешает узнать отношение своего организма к ультрафиолетовой радиации. У большинства людей эритема закономерно переходит в загар, а при облучении мягким ультрафиолетом кожа сразу и непосредственно пигментируется. Таких людей примерно /4; при известной осторожности они могут загореть, не получив ожога. Другая группа (около Ю%) — люди с повышенной чувствительностью к солнечным лучам. Обычно у них бледная кожа, часто с веснушками. При прочих равных условиях для этих людей очень мало пороговое время появления эритемы. Следовательно, загорать им трудно. Наконец, к третьей группе (примерно 15%) относятся люди с сильно пигментированной грубой кожей. Они могут особенно не опасаться солнечного ожога, так как кожа у них обычно пигментируется вовсе без покраснения. Чувствительность к УФ- излучению не есть свойство, раз и навсегда, от рождения данное. В зависимости от состояния организма, тренированности, адаптации эта чувствительность может меняться. Наблюдения в Ферганской области показали, что у людей с низким артериальным давлением сильная реакция на ультрафиолет бывает в 5 раз чаще, чем у людей с нормальным давлением. А у спортсменов повышенная чувствительность не отмечалась вовсе. Защитная загарная реакция заметно меняется и в течение года. Как правило, наивысшая чувствительность к ультрафиолету бывает в апреле-мае, после выхода из зимнего «солнечного голодания», а наинизшая — в июле-августе. Биодоза — это минимальное облучение, вызывающее легкое и безболезненное покраснение кожи. Чтобы не получить ожога, надо начинать, скажем, с 1/А—'/2 биодозы, а затем постепенно увеличивать время пребывания на солнце. Определить биодозу для себя и своих близких каждый из вас может самостоятельно, сделав очень простое устройство — биодозиметр Горбачева. Это пластинка из любого непрозрачного материала с шестью отверстиями диаметром около 1 см, прикрытыми шторками. Пластинку прикладывают к не- загоревшей коже и через равные промежутки времени открывают очередную шторку. При кварцевании — каждую минуту: в таком случае участки кожи облучаются от 1 до 6 минут. Биодозе соответствует такое облучение, которое вызывает умеренное покраснение через сутки (у взрослых) или через несколько часов (у детей). Использовать биодозиметр совершенно необходимо, если вы собираетесь загорать под каким-либо искусственным облучателем. Что касается загара под солнцем, то примите к сведению, что в средней полосе в ясный безоблачный день раздетый человек лежа получает эритемную дозу примерно за один час при высоте солнца над горизонтом 54°. Сведения для других широт — в таблице. Пока кожа не загорела, не превышайте порогового времени! В первые дни старайтесь и близко не подходить к порогу. Обратите внимание на возможность загара при рассеянном излучении. Когда солнце подымается над горизонтом не выше 54°, рассеянное солнечное излучение дает больше биологически активного ультрафиолета, чем прямые лучи. Утром и вечером, весною и осенью в северных районах мы получаем полезный ультрафиолет почти исключительно благодаря рассеянному излучению небесной сферы. Если солнце находится в 20° над горизонтом, то поток ультрафиолета снижается в 21 раз для прямых лучей и лишь в 3 раза для рассеянных. Многие полагают, что в облачную погоду загорать бесполезно. Ничего подобного: облака задерживают только прямые лучи. Рассеянная радиация проходит через них почти беспрепятственно (а иногда даже немного увеличивается). Во всяком случае, весьма плотные слоистые облака задерживают не более четвертой части ультрафиолетовых лучей. Отсюда вывод: чтобы получить профилактическую дозу ультрафиолета, надо достаточное время находиться на свежем воздухе, не заботясь особенно о том, попадает на кожу солнечный свет или не попадает. Однако и для того, чтобы хорошо загореть, совсем не обязательно лезть в пекло, под прямые лучи. Напротив. Загорать в тени — в этом, согласитесь, что-то есть... Вполне достаточно, если значительная часть небесной сферы не загорожена от вас, скажем, домами или густым лесом. Идеальные условия — тень от одиноко стоящего дерева в ясный день. Или тень от большого зонта (либо маленького тента) на солнечном пляже. Загорайте на здоровье! Месяцы Географическая широта Высота солнца, градусы Пороговое время появления эритемы, минуты прямые лучи и рассеянный свет только рассеянное Июнь — 70° (Мурманск, Но- 42,5—43,8 август рильск, Амдермд, Певек) Май — 60° (Ленинград, Вологда, июнь Соликамск, Магадан) 46—57 90 65 150 135 Август 45° (Ялта, Новороссийск, 62—63 Пятигорск, Шевченко, Алма-Ата, Владивосток) 20 40 52
I I I I .*"•■' '№*•*' Лучший рецепт ■ i ■ ■ В любом фотографическом справочнике или руководстве приводится не один десяток, а иногда и сотни различных рецептов проявителей, фиксажем и других обрабатывающих растворов. От такого обилия разбегаются глаза, и возникает законный вопрос: а какой же рецепт лучший? Ответ — в старом афоризме: «Тот, которым вы пользуетесь». И все же в море рецептов есть составы, роль которых особенно велика. Это рецепты, используемые на заводах-изготовителях светочувствительных материалов для контроля и определения характеристик при выпускных испытаниях продукции, так называемые рецепты стандартной или сенситометрической обработки. Именно для них справедливы указываемая на упаковках светочувствительность, рекомендуемые в технических условиях коэффициент контрастности, фотографическая широта, разрешающая способность, гранулярность (зернистость), оптическая плотность вуали. Именно для них завод указывает точное время проявления. И если для черно-белых материалов незначительные отклонения в режиме обработки или рецепте раствора редко приводят к непоправимому браку, то в цветной фотографии любая рецептурная или режимная самодеятельность обычно чревата значительно более серьезными последствиями: неустранимым разбалансом цветов, общей вуалью, преобладанием паразитных оттенков, подчас полной порчей всего отснятого материала. Иными словами, применение только стандартной рецептуры гарантирует повторяемость результатов обработки, ее качество, соответствующее номинальным характеристикам применяемых светочувствительных материалов. Такая стабильность в профессиональной кинематографии давно уже стала законом; она не будет излишней и в практике фотолюбителей, особенно начинающих, которые еще не успели на собственных горьких ошибках подобрать любимую рецептуру. (Конечно, это не значит, что фотографы должны привязаться к сенситометрической технологии. Для решения некоторых задач, носящих обычно уже творческий характер, например для повышения эффективной чувствительности пленок или получения особенно выравненных по градации негативов в условиях контрастного освещения объекта, можно и нужно подыскивать более удобную рецептуру.) Используемые в стандартной рецептуре реактивы должны быть определенной марки. Применение более «грязных» химикатов может привести к отклонениям в работе растворов, а в некоторых случаях абсолютно недопустимо. Особенно это касается качества сульфита натрия, и в первую очередь содержания в нем соды. При высоком содержании сульфита в стандартном проявителе № 2 дополнительные количества активной щелочи — соды резко нарушат его работу. Негативы будут получаться перепроявленными и чрезмерно контрастными, проявитель потеряет свойство мелкозернистости. Поэтому для мелкозернистых проявителей необходимо использовать реактивный сульфит натрия, то есть «чистый», «химически чистый» или «чистый для анализа». Сенситометрическая обработка предполагает и определенную технологию проведения процесса. Растворы, естественно, должны быть свежими, следует поддерживать температуру 20°С с точностью 0,5°С, а время обработки выдерживать до полминуты. Чем больше раствора (желательно не меньше 400— 500 мл) в бачке, тем стабильнее обработка. Отсутствие перемешивания — достаточно частое в практике фотолюбителей «упрощение» процесса проявления — немедленно и основательно сказывается на результате: потеря мелких деталей изображения, снижение разрешающей способности, неудовлетворительная проработка теней, снижение светочувствительности, а в тяжелых случаях — различные полосы, подтеки и пятна. Сильные отклонения во времени и нарушения температурного режима — иногда даже опытные фотографы считают температуру «комнатной» в пределах 16—25°С — это второй серьезный источник нестабильности результатов. Если вы отступаете от технологии, не жалуйтесь на качество пленки. А. В. ШЕКЛЕИН 53
Фотографические показатели и стандартная обработка отечественных черно-бепых негативных фотопленок, выпускаемых по ГОСТу 5.2049-73, с государственным Знаком качества Фото-32—пленка малой светочувствительности, мелкозернистая, панхроматическая. Предназначена для съемок при хорошей освещенности объекта дневным светом. Малая зернистость, хорошая разрешающая способность. Можно получать изображения больших форматов с почти незаметной зернистостью. Фото-65 — пленка средней светочувствительности, панхроматическая. Предназначена для съемок любых объектов при естественном и искусственном освещении. Зернистость небольшая. Фото-130 — пленка высокой светочувствительности, панхроматическая. Предназначена для съемок в условиях малой освещенности, особенно при естественном свете. Фото-250 — пленка высшей светочувствительности, панхроматическая- Предназначена для съемок в условиях очень малой освещенности (при искусственном освещении). Незаменима при съемках спортивных состязаний в закрытых помещениях и в других случаях, когда при недостатке света требуются короткие экспозиции. Зернистость относительно невелика, хотя и заметнее, чем у пленок остальных марок. Повышенная чувствительность материала к красным лучам позволяет экспонировать его при свете ламп накаливания, при этом пленка становится еще более светочувствительной — до 350 ед. ГОСТа. Гарантийный срок хранения пленок Фото-32 — 2,5 года, Фото-65 и Фото-130 — 2 года, Фото-250 — 1 год. В течение гарантийного срока допускается снижение светочувствительности не более чем на 40% и увеличение оптической плотности вуали не более .чем на 50% от норм, установленных техническими условиями. Пленки шириной 61,5 мм (рольфильм) подклеивают к светозащитному бумажному ракорду и наматывают на катушки эмульсионным слоем внутрь. На внешней Стороне ракорда напечатаны цифровые обозначения, определяющие положение и номер снимка в фотоаппарате для каждого из трех размеров кадра — 6X9, 6X6 и 6X4,5 см. Хранить пленки рекомендуется в первичной упаковке в сухом помещении при температуре 14—22е С и относительной влажности воздуха 50—70%, вдали от отопительных приборов и вне досягаемости прямых солнечных лучей. Необходимо также иметь в виду, что при действии на пленку активных сред (аммиака, ацетилена, сероводорода, паров ртути и др.) она вуалирует и приходит в негодность. Плоские пленки хранят уложенными на ребро. ПОКАЗАТЕЛИ Номинальная светочувствительность, ед. ГОСТа 10691-63 Фото-32 Фото-65 Фото-130 Фото-250 32 65 130 250 Эффективная светочувствительность за светофильтром, % от общей светочувствительности ЖС-18 (не менее) ОС-14 (не менее) КС-14 (не более) 40 15 2,5 35 15 2,5 40 15 2.5 50 15 3 Оптическая плотность вуали (не более) Фотографическая широта (диапазон изменения допустимых экспозиций, не менее) Рекомендуемый коэффициент контрастности Время проявления для получения рекомендуемого коэффициента контрастности, мин Максимальный коэффициент контрастности Оптическая плотность вуали при проявлении до максимального коэффициента контрастности Разрешающая способность, линий/мм (не менее) 0,05 1.5 0,8 6—10 1,0—1,3 0,10 125 0,10 1.5 0,8 6—10 1.0—1,4 0,16 105 0,10 1,5 0,8 8—12 1.0—1,3 0,18 100 0.20 1.5 0.8 8—12 1,0—1,4 0,30 70 54
ОБРАБОТКА Проявитель № 2 стандартный (ГОСТ 10691-631 Метол (пара-метил- аминофенол сульфат, ГОСТ 5.1177-71) 8,0 г. Сульфит натрия безводный (ГОСТ 5644-66) 125,0 г Сода (натрий углекислый безводный, ГОСТ 5100-73) 5f75 г Калий бромистый (ГОСТ 4160-74) 2,5 г Вода до 1 л Фиксирующий раствор (ГОСТ 10691-631 Тиосульфат натрия (гипосульфит) кристаллический (ГОСТ 5.1189-72) 200 г Калий пиросернисто- кислый (метабисуль- фит калия) 30 г Вода до 1 л Можно пользоваться любым другим фиксажем, желательно кислым. После проявления пленка споласкивается около 0,5 минуты,- время ^исул гаиии ЕЩЕ РАЗ О СПАСЕНИИ СЛАЙДОВ У меня есть комплекты слайдов, которые я купил пет 6—8 назад. На многих из них со временем испортились краски или вообще пропало изображение. В комнате, где хранятся слайды, никаких химикатов нет. В чем же дело! В. Г. Солощенко, Киев Красители цветных изображений — негативов, диапозитивов, цветных отпечатков,— к сожалению, недостаточно стойки. Они выцветают от яр- фиксирования 10 мин; после фиксирования промывка в проточной воде 15—20 мин. Сушка при обычной температуре в непыльном помещении. От продолжительности проявления зависит светочувствительность и контрастность пленки. Для рекомендуемого коэффициента контрастности время проявления указывается на упаковке пленки при температуре проявителя 20±0,5°С. При уменьшении времени проявления эти показатели уменьшаются, при увеличении — увеличиваются (до определенного предела), но при этом растет вуаль и сокращается фотографическая широта пленки. Для достижения коэффициента контрастности 1,0— 1.4 время проявления, указанное на упаковке, необходимо увеличить для фотопленок Фо- то-32 и Фото-65 на 2—4 мин, для фотопленок Фото-130 и Фото-250 на 2— 6 мин. При этом следует иметь в виду, что светочувствительность пленок увеличивается примерно в 2— 2.5 раза. Если до конца гарантийного срока, указанного на упа- кого солнечного света, влаги, тепла, агрессивных газов и паров, которые часто есть в воздухе. Поэтому напомним, что цветные снимки лучше держать в альбомах или плотно закрытых коробках; пленочные негативы надо разрезать на куски по 5—6 кадров и завернуть в кальку (это, кстати, предохранит их от царапин), слайды — поместить в рамки, желательно с защитными стеклами. Есть и еще одна причина порчи слайдов: клей, которым склеены картонные рамки. Известно, что цветные изображения можно приклеивать только нейтральными клеями, без кислоты или щелочи. Водные клеи тоже не годятся: изображение коробится и на нем появляются пятна. Лучше всего брать нитроклей для кожи или резиновый клей. К сожалению, это правило зачастую не учитывают предприятия, где делают слайды. Агрессивные компоненты клеев и, возможно, плохая промывка и фиксирование быстро и, увы, бесповоротно губят изображение. Это означает, что гибнут сотни тысяч прекрасных кадров. Полагаем, что заводам- изготовителям слайдов сле- ковке пленок Фото-32, Фото-65, Фото-130, осталось меньше полутора лет (для пленки Фото-250 меньше, чем полгода), время проявления увеличивается на 1,5—2 мин. По истечении гарантийного срока время проявления следует увеличить на 3—4 мин. При необходимости уменьшить контрастность пленки (для получения на снимке наибольшего количества промежуточных тонов), например при съемке портретов, целесообразно проявлять пленку до меньшего коэффициента контрастности @,65). Это достигается сокращением времени проявления (на 2— 3 мин). Однако светочувствительность при этом также уменьшается против номинальной. Поэтому экспозиция должна быть увеличена на 25—40%. Экспонированную пленку следует проявить как можно быстрее. Долгое хранение, повышенная температура и особенно влажность воздуха весьма неблагоприятно влияют на скрытое изображение, разрушая его и вызывая рост вуали. дует поменять марку клея для рамок. Ну а что же делать с купленными наборами? Советуем быстро их переделать: ножом или скальпелем осторожно разделите картонные рамки, достаньте слайд и поместите его в новую рамку, промазав ее края нейтральным клеем. Клей проверьте с помощью индикаторной бумаги. Если вы знакомы с фотографией, не пожалейте времени и отфиксируйте слайды 8—10 минут в свежем нейтральном фиксаже B0%-ный раствор гипосульфита), а затем тщательно промойте 20—30 минут в проточной воде. Прежде чем обрабатывать все слайды, поэкспериментируйте на одном- двух наименее ценных. У старых пленок при размачивании может сползти эмульсионный слой, и такие диапозитивы фиксировать заново не следует. Выцветшие слайды исправить нельзя. А вот замедлить их гибель можно: освободите диапозитивы от рамок, поместите в новые и храните в герметичной упаковке в прохладном темном месте подальше от препаратов бытовой химии. 55
«Деньги не пахнут», — надменно заявил римский император Веспасиан, когда сенаторы выразили неудовольствие по поводу введенного им налога на общественные уборные. Но хотя на сенаторов его слова возымели должное действие, император был все-таки не совсем прав. Каждый, кто занимался нумизматикой или хотя бы держал в руках старинные монеты, знает, что они обладают особым, ни на что не похожим запахом. Чем же они пахнут? На протяжении многих столетий подавляющее большинство монет чеканили из золота, серебра или меди. Сами по себе эти металлы, как известно, запаха не имеют. Однако они могут вступать в реакции с разнообразными веществами, и при этом нередко образуются соединения с довольно сильным запахом. Серебро, например, под действием сероводорода (а его в воздухе бывает довольно много, особенно в вулканических областях) покрывается тонкой пленкой сульфида серебра, который, в свою очередь, взаимодействуя с более сильными, чем сероводород, кислотами или аммиаком, снова выделяет сероводород: это явление можно наблюдать при чистке домашних серебряных изделий. Кроме того, серебро легко дает комплексные соединения, в том числе с тем же аммиаком — при этом образуется комплексный ион [Ag(NH3J] 'i в котором аммиак связан сравнительно непрочно и при разрушении комплекса вновь выделяется в окружающую среду. Еще легче вступает в различные соединения медь. На воздухе она окисляется; окись меди под действием влаги переходит в гидрат, а тот, реагируя с сернистым газом, также часто присутствующим в воздухе, превращается в медный купорос CuS04 • 5Н20 — его синий налет можно заметить на монетах, которые долгое время пролежали в сырости. Под действием аммиака медный купорос превращается в CuS04 • 5NH3f а это соединение во влажном воздухе способно снова обменивать аммиак на воду, выделяя его в окружающую среду. Наконец, для меди характерно образование сложных комплексов с органическими лигандами, содержащими азот и серу; разложение этих лигандов может привести к образованию пахучих соединений. Дурно пахнущие продукты могут образоваться и при выщелачивании олова, теллура, свинца и мышьяка, обычно присутствующих в монетах из-за плохой очистки меди. Мышьяковистый водород и другие соединения мышьяка, например, обладают резким запахом чеснока. Это все запахи, присущие, так сказать, самому металлу, из которого сделана монета. Но прежде чем попасть в коллекцию, каждая монета проходит через тысячи рук, далеко не всегда чистых (и в переносном, и в самом прямом смысле). При этом на поверхности монеты остается грязь, кожное сало, пот — ведь выделение его, в том числе мелкими потовыми железами, которых очень много на кончиках пальцев, усиливается, когда человек испытывает волнение, а всевозможные денежные операции нередко связаны с теми или иными душевными переживаниями. (Для полноты картины можно добавить, что на монетах может оказаться и кровь.) Вещества, попадающие таким путем на поверхность монет, часто тоже могут придавать им разнообразные запахи. Например, мочевина, которой в поте около 0,1%, при разложении в естественных условиях дает опять-таки аммиак. Свой специфический резкий запах имеют входящие в состав пота ацетон и другие кетоны. При самопроизвольном разложении жиров — сложных эфиров глицерина и различных жирных кислот — могут выделяться муравьиная, уксусная, пропионовая, масляная кислоты, тоже обладающие крайне неприятными запахами. Резкий и тоже неприятный запах могут придавать монетам меркаптаны — продукты гниения белков. Органические вещества, скапливающиеся на поверхности монет, образуют благоприятную среду для роста микроорганизмов. Правда, тяжелые металлы, из которых состоят монеты, обладают сильным 56
V' токсическим эффектом и подавляют рост и развитие многих бактерий даже в чрезвычайно низких концентрациях: для полного подавления роста кишечной палочки достаточно всего 0,03 мг ионов серебра на литр раствора. Однако многие микробы тем или иным способом научились избегать токсического действия металлов. Известно немало примеров роста микробов в растворах солей тяжелых металлов (например, в 1%-ном растворе медного купороса) и даже прямо на поверхности медных пластинок. Даже серебро микробы умеют обезвреживать: смешанная культура золотистых стафилококков, псевдомонад и коринебак- терий прекрасно может развиваться на средах с довольно высокой его концентрацией. Поэтому, между прочим, эпидемиологи не отрицают возможности распространения некоторых патогенных микробов через денежное обращение. Поселяясь на поверхности монет, микроорганизмы усиливают процессы разложения и химической переработки как самого материала монеты, так и попавших на нее загрязнений. Некоторые микробы выделяют вещества, выщелачивающие не только серебро, но и золото... Как видите, монеты, особенно старинные, просто не могут не пахнуть. Правда, концентрации пахучих веществ на их поверхности очень малы, так что различить отдельные запахи, образующие «букет» той или иной монеты, наше обоняние неспособно. Это под силу, пожалуй, только собакам: ведь находят же они по запаху месторождения ценных руд, трещины в подземных газопроводах и тайники с наркотиками. Может быть, когда-нибудь и нумизматы приспособят четвероногих друзей для своих целей — научат их, скажем, отличать по запаху настоящие монеты от поддельных... В. ЧУБУКОВ 57
Технологи, внимание! Чистая вода С ростом городов, развитием промышленности, интенсификацией сельского* хозяйства во всем мире увеличивается потребление воды. Однако мировые запасы пресной воды, как известно, ограничены и ее источники разбросаны по Земле неравномерно. Отсюда и водный дефицит, который все чаще и чаще дает о себе знать в разных странах. Одно из кардинальных решений, позволяющих решить проблему нехватки воды,— использование сточных вод в качестве дополнительного источника водоснабжения. Сейчас перед сбросом в водоемы промышленные и бытовые стоки подвергают механической, биологической (или физико-химической) очистке и дезинфицируют. Однако и после такой обработки в воде остаются и взвешенные частицы, и органические примеси, и минеральные соли (в том числе соединения фосфора и аммония), и болезнетворные бактерии. Эту воду пить нельзя. Чтобы сделать ее питьевой, нужна дополнительная глубокая очистка, технология которой получила название «восстановление качества воды». Несколько станций для восстановления качества воды уже работают в разных городах мира. Однако получить из стоков чистую водопроводную воду пока не удается; не удается использовать очищенные стоки и для замкнутых систем, поскольку с каждым циклом очистки концентрация солей возрастает примерно на 300 мг/л. Специалисты по водоснабжению связывают большие надежды с новой технологией, которая будет использована на строящейся в американском городе Денвере станции глубокой очистки сточных вод. Денверская станция производительностью 3800 кубометров воды в сутки состоит из трех комплексов: биологического, доочистки и опреснения. По сути дела, это три станции: канализационная, водопроводная и опреснительная. После механической и биологической очистки в сточную воду будут вводить коагулянты, ускоряющие осаждение взвесей. Затем последует корректировка рН, затем — фильтрование через кварцевый песок и антрацитовую крошку. Соли аммония будут удаляться в ионообменниках, а органика — адсорбцией на активированном угле. Для повышения эффективности сорбционных процессов воду предполагают озонировать, что, кстати, должно уменьшить и бактериальную Традиционная очистка сточных вол (слева вверху) и технологическая цепочка глубокой очистки — восстановления качества воды. Глубокая очистка значительно сложнее — за чистоту приходится платить вода | сточная вод; шетнн тт: первичные г* отстойники. аэротенни А г вторичные *Ш отстойники JB хлорирование конмнтная ir очищенная вода питьевая вода w otctohknkJ^H (^нен~тралнм1И( ' (меденне CflU 4 двухслойные V фильтры / t Z * 1 ионообменные фильтры хлорирование Гчон тактик 1 емкость ^/ I ступень угольных ^ фильтров > ;-< 1 J озонирование si j jd V*TT стут угольных \ ^ * A A 58
загрязненность. После этого вода поступит на обессолива- ние (в аппаратах обратного осмоса или гиперфильтрации), на аэрирование (для удаления растворенных газов), наконец, на хлорирование. После этого, полагают, воду можно будет пить. Некоторые журналы поспешили назвать Денверскую станцию фабрикой обработки воды XXI века. Сами же ее создатели осторожнее в своих оценках. Они предусматривают пятилетний (с 1983 по 1988 г.) опытно-демонстрационный период ее работы. В это время очищенную воду будут использовать в городских фонтанах и для поливки улиц. И лишь потом решат окончательно, стоит ли ее пить. По материала/и журнала «American Water Work Association», 1981, т. 73, № 8 Кандидат технических наук С Ф. АБРАМОВИЧ Сообщения из заводских газет На химическом заводе в Березниках выпускают новый пластификатор для бетонных смесей. Испытания на местном заводе железобетонных конструкций показали, что диспер- гатор НФ (так называется препарат) обладает высокими пластифицирующими свойствами и увеличивает прочность бетона почти на 20%. При этом снижается расход цемента и воды. «Авангард» (Березниковский химический завод) В Саратовском производственном объединении «Нитрон», на Кировоканском заводе химического волокна, Калининградском судоремонтном заводе и Приднепровской ГРЭС в качестве ингибитора коррозии в водооборотных системах применяется гексамета- фосфат. Использование нового ингибитора позволило существенно уменьшить потери металла. «Саратовский химик» (Саратовское ПО «Нитрон») Масло, бывшее в употреблении Речь пойдет об отработанном машинном масле, которое после переработки может быть использовано вновь. В шестидесятые годы в США доля регенерированных масел в общем объеме смазочных материалов достигала 18%, а затем упала до 5%. На это были серьезные причины. Во-первых, обязательная надпись на банках и канистрах «бывшее в употреблении» отпугивала покупателей. Во-вторых, применяемая для регенерации масел контактная очистка (например, глиной) приводила к образованию шламов, которые приходилось обезвреживать. И наконец,— и это самое главное — считалось, что отработанное масло выгоднее использовать как топливо. Сейчас положение начало меняться. В результате совершенствования технологии очистки регенерированное масло по качеству стало не хуже свежего и пугающую потребителей надпись можно уже не делать. По оценкам американских специалистов, вторичное использование смазочных материалов позволяет экономить около 6700 м3 нефти в сутки. Новая технология очистки не имеет ничего общего с прежней — контактной. Отработанное масло подвергают разгонке в несколько приемов. Сначала после отстоя отгоняют при атмосферном давлении воду и топливную фракцию. Остаток поступает в вакуумные колонны, в которых отгоняют масла разной вязкости. После вакуумной дистилляции масляные фракции проходят окончательную очистку на фильтр- прессах с диатомитом и активной глиной. В фильтрате собирается чистое масло, в котором не больше 0,0005% металлов. Кубовые остатки из дистилляционных колонн используют в производстве асфальта. Сейчас строится установка для регенерации масла мощностью 38 тыс. м3 в год. «Chemical Engineering» 1981, т. 88, № 20, с. 92, 93 Что можно прочитать в журналах О стабильных водно- топливных эмульсиях («Химия и технология топлив и масел», 1982, № 3, с. 22, 23). О влиянии лазерной термообработки на структуру и свойства химических нитей («Химические волокна», 1982, № 1, с. 32, 33). О безотходном процессе получения хлорокиси меди («Химическая технология», 1982, № 1, с. 13—15). О влагозащитных, биозащитных и огнезащитных лакокрасочных материалах («Лакокрасочные материалы и их применение», 1981, № 6, с. 31, 32). Об устройстве для измерения поверхностного натяжения жидкостей («Заводская лаборатория», 1982, № 1, с. 28, 29). О применении шлаков ТЭС для улучшения качества бетонов («Бетон и железобетон», 1982, № 3, с. 41, 42). О влиянии оксидно-металлических покрытий на прочность стекла («Физика и химия стекла», 1982, № 1, с. 38—45). О применении отходов производства серной кислоты в качестве наполнителя для гидроизоляционных битумных мастик («Строительные материалы», 1981, № 12, с. 31, 32). Об автомобильном холодильном транспорте («Холодильная техника», 1981, № 11, с. 41—44). О предельно допустимых нормах выброса вредных веществ автомоби л ями в 1981—1985 г. («Автомобильная промышленность», 1982, № 2, с. 36, 37). Об экологических последствиях автомобилизации («Автомобильный транспорт», 1982, № 2, с. 28—30). Об орошении сельскохозяйственных культур сточными водами сахарной промышленности («Сахарная промышленность», 1982, № 1, с. 54, 55). 59
/> /\ Проблемы и методы современной науки Что такое пустота! чш А. СЕМЕНОВ 'j/ ' « ■'• д.--/! -- , >' ,/Л /if ...Надо признать, что дело физика — . /а**'* / рассмотреть вопрос о пустоте, существует она или нет, и в каком виде существует, и что она такое... АРИСТОТЕЛЬ 7///, ■': 'Г/ /;*.■'/ /,• Л/,-. Г... ■/■'/// 'У.!'--г/^1;\ ^Ф/П/г-Щ ' ■-//■УМА. -ШЙ\
В мартовском номере журнала «Успехи физических наук» за 1981 год появилась статья академика Я. Б. Зельдовича «Теория вакуума, быть может, решает загадку космологии». Название привлекает внимание даже человека, далекого от науки, по одной простой причине. Что такое вакуум, более или менее понятно всем — это «ничто», отсутствие вещества. Но, казалось бы, какая теория может быть у «ничего»? Например, в свое время король Лир, на первый взгляд совершенно справедливо, заявлял: «Из ничего не выйдет ничего». Вот это суждение мы и попытаемся оспорить. В уже упомянутой статье о вакууме* Я. Б. Зельдович рассказывает забавный случай. «Вспоминается,— пишет он,— история человека, которому поручили продавать газированную воду на благотворительном базаре. Ему велели спрашивать: «С каким сиропом вы желаете?» Когда покупатель пожелал воды без сиропа, то наш герой спросил: «Без какого сиропа? Без малинового или без вишневого?» Остается добавить, что воду разливал физикохимик, член-корреспондент, а затем почетный член Академии наук Иван Алексеевич Каблуков A857—1942), о рассеянности которого сложено много легенд...» Воспользуемся этим рассказом для дальнейших рассуждений о вакууме. Вакуум — это отсутствие частиц, и свойства частиц, казалось бы, не могут никак влиять на него, как не зависит вкус простой воды от отсутствующего сиропа. Но на самом деле все обстоит гораздо сложнее, чем кажется на первый взгляд. Кстати, важное для дальнейшего рассказа уточнение: с вакуумом мы сталкиваемся не только в далеком космосе, как можно было бы подумать, прочтя название статьи Я. Б. Зельдовича, но и на очень малых расстояниях, в атомных ядрах. В 1927 году Вернер Гейзенберг, один из создателей квантовой теории, пришел к выводу, что импульс и координата элементарной частицы, да и вообще любого предмета, не могут быть измерены одновременно со сколь угодно высокой точностью. Произведение неточностей в их измерении всегда больше некоторой величины (постоянной Планка, деленной на два). Можно попытаться представить себе наглядное воплощение этого сложнейшего физического принципа. Чтобы «увидеть» частицу, ее надо осветить: чем точнее мы хотим знать координату, тем меньше должна быть длина волны света, но с уменьшением длины волны растет энергия. Значит, чем точнее мы определим координату частицы, тем сильнее «ударим» по ней и изменим ее импульс. И наоборот, можно достаточно хорошо определить импульс, но тогда координата будет измерена с большой неточностью. Аналогичное соотношение неопределенностей связывает энергию и время. Оказалось, что закон сохранения энергии выполняется в квантовой механике лишь в среднем и вообще энергия флуктуирует вокруг своего среднего значения. Если у нас есть какая-то система частиц, то энергия ее с течением времени может чуть-чуть увеличиваться и чуть-чуть уменьшаться. Причем на совсем крошечных интервалах времени изменения могут быть соизмеримы с массой самих частиц, и на зти мгновения может появиться на свет новая частичка. Для наглядности представьте себе волнующееся море, и где-то вдалеке среди волн то появляется, то исчезает фигурка одинокого пловца — так можно вообразить рождение частиц из «ничего» на очень короткое время. Правда, куда погружается пловец, мы знаем — в море, а вот куда исчезают и откуда рождаются частицы — неясно. Такие очень коротко живущие частицы, рождающиеся из кратковременных флуктуации энергии, носят особое название — «виртуальные», от латинского virtualis — условный, могущий проявиться. Отметим еще один интересный момент: в физике бывают «суровые» и «мягкие» законы. Вот, например, закон сохранения энергии не очень суров — на короткое время его можно и нарушить, но совсем не таков закон сохранения заряда — его нельзя нарушать даже на самый маленький, какой только можно себе представить, момент времени. Заряженная частица не может появиться в одиночестве даже виртуально, так как суммарный заряд системы должен быть •V^littfc-* ЛВ -At >t W 61
неизменен. Поэтому вместе с зарядом «плюс» обязательно появляется заряд «минус». Понятно, что, чем легче частица, тем дольше сможет она жить в виртуальном состоянии. Легчайшая из заряженных частиц — электрон, ее положительный собрат называется позитроном. Из предыдущего абзаца можно сделать такой вывод: если взять вакуум, где ничего нет, то даже в этой «системе без частиц» из-за флуктуации энергии все равно будут существовать виртуальные пары электронов и позитронов. Правда, продолжительность их жизни так мала — миллиардно-мил- лиардно.... миллиардные доли секунды — что едва ли зто можно назвать «существованием» в обычном смысле этого слова. Но в мире элементарных частиц иные масштабы времен и десять в минус десятой степени секунды считается очень долгой жизнью. Самое же удивительное, что мгновенное рождение и уничтожение виртуальных пар — не только игра ума теоретиков, но и реальный факт, надежно зарегистрированный во многих опытах. В 1947 году У. Лэмб, проводя тщательные измерения уровней энергии в водородоподобных атомах, обнаружил, что положение этих уровней не совсем такое, как предсказывает теория. Но зто противоречие очень быстро разрешилось: прежние значения уровней были рассчитаны для электронов, вращающихся вокруг ядра в пустоте, иначе говоря, в вакууме, но в обыденном смысле этого слова, без учета квантовомеханических флуктуации. А ведь на самом деле электрон как бы «продирается» сквозь гущу виртуальных пар и, конечно, его орбита искажается. Расчеты этих возможных искажений блестяще согласуются с данными экспериментов. Теперь этот эффект называется лэмбовским сдвигом, он стал одним из ярких подтверждений сложной структуры вакуума. Виртуально могут рождаться и пары других элементарных частиц, но следующий за электроном по массе мю-мезон уже в двести раз тяжелее, а другие частицы и того больше. Время их существования соответственно меньше, чем у электронов и позитронов, потому что, чем больше флуктуация энергии, тем меньше срок жизни 62 частиц. Влияние мю-мезонных пар на атомную структуру тоже меньше, поэтому зарегистрировать его на опыте труднее. Однако, все увеличивая точность измерений, экспериментаторы уже сегодня видят, что теоретический лэмбовский сдвиг, учитывающий лишь виртуальные электроны и позитроны, немного меньше, чем его экспериментальное значение. Погрешность измерений пока не дает возможности утверждать что-нибудь категорично, но скорее всего этот избыток объясняется воздействием виртуальных мю-мезонных пар. Значит, все-таки удается различать «воду без малинового сиропа» и «воду без вишневого»! Лэмбовский сдвиг несомненное, но все-таки косвенное свидетельство существования виртуальных частиц. А есть ли надежда увидеть их, что говорится, воочию? Возвращаясь к морской аналогии, вообразим, что, как только пловец показывается на гребне волны, ему сбрасывают веревку, скажем с вертолета, и вытаскивают из воды. В вакууме возможно нечто похожее. Роль веревки для виртуальных частиц может сыграть любое поле. Если подействовать на вакуум электромагнитным полем, то можно «подтолкнуть» его к рождению частиц. Правда, расчеты показывают, что для такого воздействия потребуется напряженность поля в миллиарды миллиардов вольт на сантиметр. Понятно, что искусственно создать такую разность потенциалов немыслимо. Воздух, например, выдерживает «всего» тридцать тысяч вольт на сантиметр, а потом в нем происходит пробой. Однако есть надежда -наблюдать этот эффект в ближайшем будущем: при столкновении двух частиц могут возникнуть электрические поля огромной напряженности из-за того, что частицы сближаются на очень маленькие расстояния. На ускорителе тяжелых ионов «Уни- лак» в Дармштадте (ФРГ) уже идет эксперимент, где сталкиваются ядра свинца, они выбраны из-за своего большого элект-
рического заряда. Сложность работы состоит в том, что при столкновении частиц, разогнанных почти до скорости света, действуют чудовищные силы, высвобождается огромная энергия и ядра буквально рассыпаются на мелкие части. Увидеть на фоне множества осколков — а их число может достигать сотни — нужные нам электрон и позитрон, освобожденные из «виртуального плена», очень сложная задача. И все-таки через год-два надеются получить ожидаемый результат. Есть еще одна возможность возникнуть сверхсильному полю. По гипотезе теоретиков, это может случиться вблизи черных дыр, в далеком космосе. Гравитационное поле рядом с этими космическими объектами так велико, что даже луч света не может покинуть окрестность звезды, за что такие звезды и получили свое название. На некотором расстоянии от черной дыры в чудовищном поле будут рождаться пары частиц, в этом случае из виртуального состояния их «вытаскивает» сила гравитации. При рождении они получат такую колоссальную энергию, что некоторые из них даже смогут вырваться на свободу, улететь в пространство. Этот процесс называют «испарением черной дыры». Удастся ли когда-нибудь уловить, зарегистрировать такое испарение — сказать трудно. вакуума». Виртуальные пары, рождаясь вокруг заряженной частицы, пристраиваются к ней зарядом другого знака и образуют вокруг нее как бы «шубу» вирту- Подытожим кратко то, что уже рассказано о вакууме. Во-первых, даже в отсутствие вещества его нельзя назвать пустотой, потому что в нем всегда есть виртуальные частицы и их присутствие можно подтвердить экспериментально. И во-вторых, в очень сильных полях вакуум как бы перестраивается, например в нем начинают рождаться частицы, уже не виртуальные, а полностью реальные. Приходится говорить о взаимодействии полей с вакуумом, тем самым подразумевая, что вакуум — это «нечто». «Нечто» не скупится на необычные эффекты. Один из них — «поляризация альных частиц. И «поляризация», и «шуба» — термины, которыми пестрят сейчас статьи по физике элементарных частиц. И это не просто красное словцо, а отражение того факта, что в некоторых ситуациях вакуум проявляет свойства вещества, среды. Тут уж встают и совсем новые вопросы. Например, такой. Все частицы одеты в «шубу» из виртуальных пар, и получается, что мы видим и измеряем в эксперименте не истинный заряд, а заряд «шубы»... Вакуум не безразличен к гравитационным и электромагнитным полям, но есть еще поле сильного взаимодействия. О нем узнали, когда были открыты ядра атомов: положительно заряженные протоны должны бы разлетаться из-за кулоновского отталкивания, но не разлетаются, значит, между частицами в ядре есть какое-то взаимодействие, более сильное, чем электромагнитное. Так вот, в этом поле сильного взаимодействия тоже происходят и перестройка вакуума, и рождение частиц. Рождаться могут пи-мезоны — это сильно взаимодействующие частицы, которые раза в полтора тяжелее мю-мезонов. Здесь придется вспомнить об очень важной характеристике элементарных частиц — спине. У электронов и мю-мезонов спин l/2i a вот У пи-мезонов — единица. И это, казалось бы, несущественное различие диктует качественно иное поведение: частицы со спином {/7 не могут скапливаться в небольшой области пространства в значительном количестве, а для их собратьев с целыми спинами такого запрета нет. И когда начинается рождение частиц из вакуума, то электроны через некоторое время перестают «пускать» к себе новеньких, процесс останавливается. А для пи- мезонов электроны не указ, появление частиц на свет прекращается лишь тогда, когда исчерпается запас энергии в системе и величина поля уменьшится. Исследование этого эффекта было 63
начато под руководством академика А. Б. Мигдала в 1971 году. Скопление пи-мезонов назвали «пи-конденсатом», по аналогии с паром, конденсирующимся в капле жидкости. Теоретические расчеты показывают, что необходимая для пи-конденсации напряженность поля возникает в ядре с массовым числом около полутора тысяч. Такие ядра могли бы быть устойчивыми и не разваливаться. Их ищут в космических лучах, приходящих на Землю, но пока еще не нашли. Есть и другое направление поиска: в обычных ядрах, где пи-конденсат может вдруг проявить себя сверхбольшой ядерной плотностью. Такие опыты идут; новое, сверхплотное состояние вещества, рожденное вакуумом, пытаются обнаружить, но присутствие конденсата не удается пока ни подтвердить, ни опровергнуть: слишком велики погрешности в измерениях. Предложено проявления эффектов микромира поискать и в космосе. А. Б. Миг- дал высказал предположение, что с помощью пи-конденсата можно объяснить вспышки «сверхновых». Звезда с огромной массой вначале светит как солнце за счет термоядерной энергии. Потом, когда выгорает все термоядерное горючее, она сжимается. При сжатии все увеличивается плотность вещества и растет гравитационное поле. И вот когда' плотность достигает некоторого критического значения, становится энергетически выгодным рождение частиц и «пи-конденсация». Процесс идет лавинообразно, распространяется в «чреве» звезды со скоростью звука, как взрыв. За ничтожное время выделяется громадная энергия — вспыхивает новая звезда. Рассказ о вакууме без «сиропа» сильного взаимодействия мы приберегли на конец, потому что история зта только начинается. Да и сама теория сильного взаимодействия очень молода. Гипотеза о том, что протон, нейтрон и другие сильно взаимодействующие частицы состоят из еще более элементарных кварков, появилась в 1964 году, а объяснение того, как эти кварки соединяются друг с другом, или, иначе говоря, взаимодействуют, было предложено всего десять лет назад. Кварки взаимодействуют с помощью глюонов (от английского glue — клей), и хотя ни те ни другие частицы пока не обнаружены в свободном состоянии, есть множество косвенных улик их существования. Поэтому в том, что они есть на самом деле, сегодня не сомневается никто, кроме самых отъявленных скептиков. Современная физика элементарных частиц пользуется обычно квантовой теорией поля. Есть квантовая теория электромагнитного поля — квантовая электродинамика, по тем же канонам строится и ее младшая сестра — квантовая хромо- динамика, или теория сильного взаимодействия. Частицы рассматриваются как кванты полей, поэтому выражение «кварки взаимодействуют, обмениваясь глюона- ми», тождественно другому — «кварки взаимодействуют через глюонное поле». В многочисленных экспериментах физики усматривают проявление кварко- вой структуры протона и нейтрона: уже нет сомнений в том, что названные частицы из чего-то состоят. На этом основании теоретики приступили к изучению кваркового и глюонного полей, они вообще больше любят работать с полями, да и математический аппарат таких исследований лучше развит. И вот, изучая свойства этих полей, теоретики неожиданно для себя пришли к выводу, что даже при отсутствии каких бы то ни было частиц вакуумное среднее значение этих полей отличается от нуля. Помните, как оставалась улыбка Чеширского кота даже тогда, когда он сам исчезал? Так и здесь: убираем все частицы, а вакуумные средние значения полей кваркового или глюонного не исчезают. В сказке про Алису в конце концов исчезала и улыбка, а наши поля неистребимы. Вначале этот вывод был воспринят как некое несовершенство теории, а любителям экзотики дал прекрасную почву для фантазий о вакууме как неисчерпаемом источнике энергии. Но со временем стало ясно, что вакуумные средние кваркового и глюонного полей — фундаментальные величины, определяющие структуру и свойства элементарных частиц. Год назад был получен первый реальный результат: массу протона удалось выразить через вакуумное среднее. Тем же способом были выражены массы и некоторых других частиц. Сейчас теоретики пытаются через вакуумные средние выразить и другие характеристики, например магнитный момент, радиус частиц и т. п. Эти воистину удивительные достижения теории пока не осмыслены достаточно глубоко, но факт остается фактом: «вода без сиропа», то есть вакуум, определяет свойства самого сиропа, то есть элементарных частиц. г 64
Публикуемая здесь статья не принадлежит к числу научно-популярных. Это — текст первого сообщения о замечательном открытии: периодически действующей, колебательной химической реакции. Текст этот напечатан не был. Автор послал свою рукопись в 1951 году в научный журнал. Редакция отправила статью на рецензию и получила отрицательный отзыв. Основание: описанная в статье реакция невозможна... Только в 1959 году в малоизвестном сборнике был напечатан краткий реферат. Редакция «Химии и жизни» предоставляет читателю возможность познакомиться с текстом и необычной судьбой первого сообщения о большом открытии. Академик И. В. ПВТРЯИОВ Архив Периодически действующая реакция и ее механизм Б. П. БЕЛОУСОВ Как известно, медленно протекающие окислительно-восстановительные реакции можно весьма заметно ускорить, например путем введения относительно небольших количеств третьего вещества — катализатора. Последний изыскивается обычно эмпирически и является для данной реакционной системы до известной степени специфическим. Некоторую помощь в изыскании такого катализатора может оказать правило, по которому нормальный его потенциал подбирается средним между потенциалами реагирующих в системе веществ. Указанное правило хотя и упрощает выбор катализатора, однако оно еще не позволяет заранее и с уверенностью предсказывать, будет ли таким образом выбранное вещество действительно являться положительным катализатором для данной окислительно-восстановительной системы, а в случае, если и будет пригодным, то еще неизвестно, в какой мере оно проявит свое активное действие в избранной системе. Надо полагать, что так или иначе изысканный катализатор окажет действие как в своей окислительной форме, так и в восстановленной. Причем окисленная форма катализатора, очевидно, должна легко реагировать с восстановителем основной реакции, а его восстановленная форма — с окислителем. В системе бромата с цитратом ионы церия вполне отвечают указанным выше условиям, а потому, при подходящем рН раствора, могут являться хорошими катализаторами. Отметим, что в отсутствие ионов церия сам бромат практически не способен окислять цитрат, тогда как четырехвалентный церий достаточно легко это делает. Если принять во внимание способность бромата окислять Се1" в Celv, становится понятной каталитическая роль церия в такой реакции. Поставленные в этом направлении опыты подтвердили каталитическую роль церия в избранной системе, а кроме того, выявили поразительную особенность течения этой реакции. Действительно, нижеописываемая реакция замечательна тем, что при проведении ее в реакционной смеси возникает ряд скрытых, упорядоченных в определенной последовательности окислительно-восстановительных процессов, один из которых периодически выявляется отчетливым временным изменением цвета всей взятой реакционной смеси. Такое чередующееся изменение окраски, от бесцветной до желтой и наоборот, наблюдается неопределенно долго (час и больше), если составные части реакционного раствора были взяты в определенных количествах и в соответствующем общем разведении. Например, периодическое изменение окраски можно наблюдать в 10 мл водного раствора следующего состава*: лимонная кислота — 2,00 г, сульфат церия — 0,16 г, бромат калия — 0,20 г, серная кислота A:3) — 2,0 мл, воды до общего объема — 10,0 мл. Если указанный, комнатной температуры, раствор хорошо перемешан то в растворе в первый момент усматривается возникновение нескольких быстрых смен окрасок из желтого в бесцветный и наоборот, которые спустя 2—3 минуты приобретают правильный ритм. При соблюдении условий опыта продолжительность одной смены окраски имеет среднее значение, равное примерно 80 с. Однако этот интервал через некоторое время A0—15 мин) имеет тенденцию увеличиваться и с 80 с При желании изменить темп пульсации приведенная пропись состава реакционного раствора в известной мере может быть изменена. Указанные в тексте количественные соотношения ингредиентов, входящих в состав описываемой реакции, были экспериментально разработаны А. П. Сафроновым. Им же предложен для этой реакции индикатор — фенантролин / железо. За что автор весьма ему признателен. 3 «Химия и жизнь» № 7 65
постепенно доходит до 2—3 мин и более. В это же время отмечается появление в растворе тонкой белой взвеси, которая со временем частично седиментирует и выпадает на дно сосуда в виде белого осадка. Анализ его показывает образование пентабромацетона, как продукта окисления и бромирования лимонной кислоты. Увеличение концентрации ионов водорода или церия весьма ускоряет ритм реакции; при этом интервалы между импульсами (сменой окраски) становятся короче; одновременно наступает быстрое выделение значительных количеств пентабромацетона и двуокиси углерода, что влечет за собой резкое уменьшение лимонной кислоты и бромата в растворе. В таких случаях реакция заметно приближается к концу, что усматривается по вялости ритма и отсутствию четких смен окрасок. В зависимости от израсходованного продукта добавка бромата или лимонной кислоты вновь возбуждает интенсивность затухающих импульсов и заметно продлевает всю реакцию. На течение реакции большое влияние оказывает также и повышение температуры реакционной смеси, которое сильно ускоряет ритм импульсов; напротив, охлаждение затормаживает процесс. Некоторое нарушение течения реакции, а с этим и равномерности ритма, наблюдаемое спустя некоторое время от начала процесса, зависит, вероятно, от образования и накапливания твердой фазы, суспензии пентабромацетона. На самом деле, ввиду способности ацетонпентабромида сорбировать и удерживать на себе небольшую часть выделяющегося при импульсах свободного брома (см. ниже), последний, очевидно, будет частично выбывать из этого звена реакции; напротив, при очередной смене импульса, когда раствор станет бесцветным, сорбированный бром станет медленно десорбиро- ваться в раствор и неупорядоченно идти в реакцию, нарушая тем самым создавшуюся вначале общую синхронность процесса. Одна нэ первых осциллограмм периодической реакции, полученная Б. П. Белоусовым (публикуется впервые) Таким образом, чем больше накапливается взвеси пентабромацетона, тем больше наблюдаются и нарушения в длительности ритма: время между сменами окрасок раствора увеличивается, а сами смены становятся нечеткими. Сопоставление и анализ экспериментальных данных свидетельствуют, что в основе этой реакции лежит своеобразное поведение лимонной кислоты по отношению к некоторым окислителям. Если мы имеем подкисленный серной кислотой водный раствор лимонной кислоты, к которому добавлены КВг03 и соль церия, то, очевидно, в первую очередь должна протекать следующая реакция: 1) снсоон сасоон I /ОН | I СООН СН2СООН *С = О + Се3++СО, + Н20. I СН2СООН Эта реакция достаточно медленная, в ней усматривается (по исчезновению желтой окраски, свойственной ионам Се4+) постепенное накопление трехвалентного иона церия. Образующийся трехвалентный церий будет взаимодействовать с броматом: 2) Се^+ВгОг -^ Се4++Вг-. Эта реакция более медленная, чем предыдущая A), так как весь образующийся Се4+ успевает вернуться в реакцию 1 на окисление лимонной кислоты, а потому окраски (от Се4+) не наблюдается. Далее, очевидно, накапливающийся Вг— (реакция 2) будет реагировать с броматом: Н + 3) Вг~ + ВгО^ *■ ВЮ-+ВЮ-. Реакция относительно быстрая ввиду большой концентрации Н+; за ней следуют еще более быстрые процессы: а) Вг—+ВЮ > Вг 6) ЗВг- + ВЮ7 ^2Вг2.
Однако выделения свободного брома пока еще не отмечается, хотя он и образуется. Это происходит, очевидно, потому, что в реакции 2 бромид накапливается медленно; таким образом, «свободного» брома мало, и он успевает расходоваться в быстрой реакции 4 с ацетон дикарбоновой кислотой (образовавшейся в реакции 1). 4) СН.СООН СНВг I " I ' С = 0 + 5Вг, -С = 0 + 5Вг-+2СО, + 5Н + . I I СН.СООН СВг, Здесь, очевидно, окраска раствора также будет отсутствовать; причем раствор может слабо замутневать от образовавшегося малорастворимого ацетонпентабромида. Выделение газа (СО,) пока еще незаметно. Наконец, после того как накопилось достаточное количество Вг— (реакции 2 и 4), наступает момент взаимодействия бромида с броматом, теперь уже с видимым выделением некоторой порции свободного брома. Ясно, что к данному моменту ацетондикарбоновая кислота (которая до этого «блокировала» свободный бром) успеет израсходоваться вследствие малой скорости ее накопления в реакции 1. Выделение свободного брома происходит спонтанно, и это обусловливает внезапную окраску всего раствора, которая усилится, вероятно, и от одновременного возникновения желтых ионов четырехвалентного церия. Выделившийся свободный бром будет постепенно, но с хорошо заметной скоростью расходоваться на образование ионов Се4+ (потребляемых реакцией 1), а следовательно, и на реакцию 3. Возможно, бром также будет расходоваться и на взаимодействие с лимонной кислотой в присутствии Br07*i так как при этом не исключается роль возникающих побочных процессов, индуцирующих эту реакцию. После исчезновения свободного брома и ионов Се3+ в реакционном растворе, очевидно, останутся неактивный ацетон- пентабромид, взятый избыток лимонной кислоты и бромата, а также катализирующий процесс четырехвалентный церий. Не подлежит сомнению, что в этом Если в водном растворе Н SO, A:3) имеются только лишь лимонная кислота и бромат, то при слабом нагревании такого раствора C5—40 ) и прибавлении бромной воды раствор быстро становится мутным, а бром исчезает. Последующее извлечение взвеси эфиром показывает образование ацетонпентабромида. Следы солей церия очень ускоряют этот процесс при бурном выделении СО, случае вышеописанные реакции пойдут опять сызнова и будут повторяться до тех пор, пока не израсходуется один из ингредиентов взятой реакционной смеси, т. е. лимонная кислота или бромат*. Так как из имеющих место многочисленных процессов только немногие определяются визуально в виде смены окраски, то была сдалана попытка выявить скрыто протекающие реакции с помощью осциллографа. Действительно, на осциллографичес- ких снимках усматривается ряд периодических процессов, которые, очевидно, должны соответствовать видимым и скрытым реакциям (см. рисунок). Однако последние требуют еще детального анализа. В заключение отметим, что более отчетливое изменение цветности периодической реакции наблюдается с применением индикатора на окислительно-восстановительные процессы. В качестве такового наиболее удобным оказался железофенан- тролин, рекомендованный для определения перехода Се4+ в Се3+. Мы применяли на 10 мл реакционной смеси 0,1—0,2 мл реактива A,0 г о-фенантролина, 5 мл H..SO, A:3) и 0,8 г соли Мора в 50 мл воды). При этом бесцветной окраске раствора (Се3+) соответствовала красная форма индикатора, а желтой (Се4+) — синяя. Особенно ценным такой индикатор явился для демонстрационных целей. Например, эта реакция чрезвычайно эффективна при демонстрации изменения ее скорости в зависимости от температуры. Если сосуд с реакционной жидкостью, показывающей нормальное число импульсов A—2 в мин), нагреть, то наблюдается быстрое изменение в скорости чередования смены окрасок, доходящее до полного исчезновения интервалов между импульсами. При охлаждении ритм реакции вновь замедляется и перемена цветов становится опять отчетливо различимой. Другую своеобразную картину пульсирующей реакции с применением индикатора удается наблюдать, если реакционный раствор, находящийся в цилиндрическом сосуде и «настроенный» на быстрый темп, аккуратно разбавить водой (путем наслоения) с таким расчетом, чтобы концентрация реагирующих веществ постепенно убывала от дна сосуда к верхнему уровню жидкости. При таком разведении наибольшая скорость пульсации будет в более концентрированном нижнем (горизонтальном) слое, убывая от слоя к слою к поверхности уровня жидкости. Таким образом, если в каком-либо слое в какое-то время * В том случае, когда реакция остановилась в силу израсходования' одного из ингредиентов, прибавление израсходованного вещества опять возобновит периодические процессы. 3' 67
произошла смена окраски, то одновременно в выше- или нижележащем слое можно ожидать отсутствие таковой или иную окраску. Это соображение несомненно приложимо ко всем слоям пульсирующей жидкости. Если при этом учесть способность суспензии выпадающего пентабром- ацетона селективно сорбировать и длительно удерживать на себе восстановленную красную форму индикатора, то красная окраска пентабромацетона будет закреплена в слое. Она не нарушается даже при последующем изменении окислительно- восстановительного потенциала среды. В результате чего вся жидкость в сосуде через некоторое время становится пронизанной горизонтальными красного цвета слоями. Следует указать, что введение в нашу систему другой окислительно-восстановительной пары: Fe2+^?*Fe3+ — не может, конечно, не отразиться на первой. В ней при этом отмечается более быстрое выделение ацетонпентабромида и соответственно более скорое завершение всего процесса. ИТОГИ Открыта периодическая, длительно протекающая (пульсирующая) реакция. На основе наблюдения картины реакции и анализа фактического материала предложены соображения об узловых моментах механизма ее действия. 1951—1957 гг. Равнодушное перо рецензента Похвастать тем, что им доводилось читать эту статью, могут очень немногие даже среди химиков. Судьба единственной доступной всеобщему прочтению публикации Бориса Павловича Белоусова так же необычна, как судьба ее автора — лауреата Ленинской премии 1980 года. Признание заслуг этого замечательного ученого не застало его в живых — Белоусов скончался в 1970 году, в возрасте 77 лет. Говорят, что открытия революционного для науки значения могут делать только молодые — а Борис Павлович открыл первую колебательную реакцию в 57 лет. Зато открыл не по случайному стечению обстоятельств, а совершенно сознательно, пытаясь создать простую химическую модель некоторых стадий цикла Кребса*. Опытный исследователь, он сразу оценил значение своих наблюдений. Белоусов неоднократно подчеркивал, * Цикл Кребса — система ключевых биохимических превращений карбоновых кислот в клетке. что открытая им реакция имеет прямые аналогии с процессами, происходящими в живой клетке. В 1951 году, решив, что первый этап исследования завершен, Белоусов попытался опубликовать сообщение об этой реакции в одном из химических журналов. Однако статья принята не была, так как получила отрицательный отзыв рецензента. В отзыве говорилось, что публиковать ее не следует, потому что описанная в ней реакция невозможна. Знать бы этому рецензенту, что существование колебательных реакций предсказано еще в 1910 году А. Лоткой, что с тех пор существует математическая теория подобного рода периодических процессов. Да и эти премудрости знать было необязательно — рецензент-химик мог, в конце концов, взять в руки пробирку и смешать в ней нехитрые компоненты, описанные в статье. Однако обычай проверять сообщения коллег экспериментом давно забыт — так же, как (к сожалению) и обычай доверять их научной добросовестности. Бе- лоусову просто не поверили, и он был этим очень оскорблен. Рецензент писал, что сообщение о «якобы обнаруженном» явлении можно было бы опубликовать только при условии его теоретического объяснения. При этом подразумевалось, что такое объяснение невозможно. А как раз в то время к работам А. Лотки и В. Вольтерра, развившего теорию Лотки применительно к биологическим процессам (модель «хищник — жертва» с незатухающими колебаниями численностей видов), к экспериментальным и теоретическим исследованиям Д. А. Франк-Каме- нецкого A940 г.) прибавились работы И. Христиан- сена, прямо призывавшего к поиску периодических химических реакций ввиду их полной научной вероятности. Несмотря на отказ опубликовать работу, Белоусов продолжал изучать периодическую реакцию. Так появилась та часть его статьи, в которой используется шлейфовый осциллограф. Были зафиксированы изменения ЭДС системы за время реакционного цикла, были обнаружены быстрые периодические процессы, происходящие на фоне наблюдаемых простым глазом более медленных. Повторная попытка опубликовать статью об этих явлениях была предпринята в 1957 году. И снова рецензент — на этот раз другого химического журнала — статью забраковал. На этот раз равно- 68
душное перо рецензента породило следующую версию. Схема реакции, говорилось в отзыве, не подтверждена кинетическими расчетами. Публиковать можно, но только при условии сокращения до объема письма в редакцию. Оба требования были нереальны. Обоснование кинетической схемы процесса в дальнейшем потребовало десятилетних трудов многих исследователей. Сократить же статью до 1 —2 машинописных страниц означало сделать ее попросту невразумительной. Вторая рецензия привела Белоусова в мрачное настроение. Он решил вообще отказаться от публикации своего открытия. Так сложилась парадоксальная ситуация. Открытие было сделано, о нем среди московских химиков ползали туманные слухи, а, в чем оно состоит и кто его сделал, никто не знал. Одному из нас пришлось затеять «шерлок-холмсов- ский» розыск. Долгое время поиски были безрезультатны, пока на одном из научных семинаров не удалось установить, что автор разыскиваемой работы — Белоусов. Лишь после этого открылась возможность связаться с Борисом Павловичем и начать его уговаривать, чтобы он свои наблюдения в какой-либо форме опубликовал. После долгих уговоров удалось, наконец, заставить Бориса Павловича опубликовать краткую версию статьи в «Сборнике рефератов по радиационной медицине», издаваемом Институтом биофизики МЗ СССР. Статья увидела свет в 1959 году, однако малый тираж сборника и небольшая его распространенность сделали ее почти недоступной для коллег. Тем временем периодические реакции интенсивно изучались. В работу включилась кафедра биофизики физического факультета МГУ, а затем и лаборатория физической биохимии в Институте биофизики АН СССР в Пущи- но. Существенный прогресс в понимании механизма реакции начался с появлением работ А. М. Жабо- тинского. Однако то обстоятельство, что сообщение Белоусова было опубликовано в урезанной форме, до некоторой степени тормозило ход исследований. Многие детали эксперимента его последователи порой должны были открывать для себя заново. Так было, например, с индикатором — комплексом железа с фенантролином, который оставался забытым до 1968 года, а также с «волнами» окраски. А. М. Жаботинский показал, что бром в заметных количествах в колебательной реакции не образуется, установил ключевую роль бромид-иона, обеспечивающего «обратную связь» в этой системе. Им и его сотрудниками было найдено восемь различных восстановителей, способных поддерживать колебательную реакцию, а также три катализатора. Была детально изучена кинетика некоторых стадий, составляющих в сумме этот весьма сложный и в деталях по сей день неясный процесс. За прошедшие со времени открытия Б. П. Белоусова 30 лет был обнаружен обширный класс колебательных реакций окисления органических веществ броматом. В общих чертах их механизм описывается следующим образом. В ходе реакции бромат окисляет восстановитель (в качестве восстановителя Б. П. Белоусов использовал лимонную кислоту). Однако это происходит не непосредственно, а с помощью катализатора (Б. П. Белоусов использовал церий). При этом в системе происходят два основных процесса: 1) окисление восстановленной формы катализатора броматом: НВЮ3 + Сат"+ ->СаИп + 1>++...; 2) восстановление окисленной формы катализатора восстановителем: Cat<n + 1> + + Red->- —>-Catn++Br- + ... В ходе второго процесса выделяется бромид (из исходного восстановителя или из его бром- производных, образующихся в системе). Бромид является ингибитором первого процесса. Таким образом, в системе имеется обратная связь и возможность установления режима, в котором концентрация каждой из форм катализатора периодически колеблется. В настоящее время известно около десяти катализаторов и более двадцати восстановителей, способных поддерживать колебательную реакцию. Среди последних наиболее популярны малоновая и броммалоновая , кислоты. При исследовании реакции Белоусова были обнаружены сложно-периодические режимы и режимы, близкие к стохастическим. При проведении этой реакции в тонком слое без перемешивания А. Н. Заи- киным и А. М. Жаботин- ским были обнаружены автоволновые режимы с источниками типа ведущего центра и ревербератора (см. «Химия и жизнь», 1980, № 4). Достаточно полное представление достигнуто о процессе окисления катализатора броматом. Наименее ясным сейчас представляется механизм производства бромида и осуществления обратной связи. За последние годы, кроме обнаружения новых восстановителей для колебательных реакций, был открыт новый интересный класс колебательных реакций, не содержащих ионов переходных металлов в качестве катализатора. Механизм этих реакций предполагается аналогичным описанному выше. При этом считается, что в роли катализатора выступает од- 69
мо из промежуточных соединений. В этих системах также обнаружены авто- Юлновые режимы. Класс реакций Белоу- сова интересен не только тем, что он представляет собой нетривиальное химическое явление, но и тем, что он служит удобной моделью для изучения колебательных и волновых процессов в активных средах. Сюда относятся периодические процессы клеточного метаболизма; волны активности в сердечной ткани и в ткани мозга; процессы, происходящие на уровне морфогенеза и на уровне экологических систем. Число публикаций, посвященных реакциям Бе- лоусова — Жаботинского (таково ныне общепринятое название этого класса химических колебательных процессов), измеряется сотнями, притом немалую его часть составляют монографии и фундаментальные теоретические исследования. Закономерным итогом этой истории явилось присуждение Б. П. Белоусову, Г. Р. Иваницкому, В. И. Кринскому, А. М. Жабо- тинскому и А. Н. Заикину Ленинской премии. ПОРОШОК РТУТИ В книге Б. Н. Некрасова «Основы общей химии» сказано, что можно получить порошкообразную ртуть. Хотелось бы узнать о ее синтезе. Б. Л. Цветаев, Свердловск В заключение нельзя не сказать несколько слов об ответственной работе рецензентов. Никто не спорит с тем, что к сообщениям об открытии принципиально новых, ранее невиданных явлений надо относиться с осторожностью. Но можно ли в пылу «борьбы с лженаукой» впадать в другую крайность: не давая себе труда проверить необычное сообщение со всей добросовестностью, а руководствуясь лишь интуицией и предубеждением, отвергать его на корню? Не тормозит ли такая рецензентская поспешность развитие науки? Надо, видимо, с большей осторожностью и тактом реагировать на сообщения о «странных», но не опровергаемых экспериментально и теоретически явлениях. Доктор биологических наук С. Э. ШНОЛЬ, кандидат химических наук Б. Р. СМИРНОВ, кандидат физико- математических наук Г. И. ЗАДОНСКИЙ, кандидат физико- математических наук А. Б. РОВИНСКИЙ Ртуть может быть порошкообразной в том случае, если она состоит из мельчайших капелек, поверхность которых покрыта веществом, препятствующим их слипанию. Так, в учебнике Г. Реми «Курс неорганической химии» (АД., «Мир», 1974) сказано, что при сильном встряхивании ртуть превращается в черный порошок. Во влажном воздухе или в присутствии примесей ртуть уже при обычной температуре быстро покрывается пленкой окиси, которая, по всей вероятности, мешает слипанию капель. Более подробные сведения о коллоидной (порошкообразной) ртути можно почерпнуть из многотомной энциклопедии по неорганической химии Меллора. В частности, там сказано, что при встряхивании ртути с водой, эфиром, ЧТО ЧИТАТЬ О КОЛЕБАТЕЛЬНЫХ РЕАКЦИЯХ А. М. Жаботинский. Периодический ход окисления малоновой кислоты в растворе (Исследование реакции Белоу- сова). — Биофизика, 1964, т. 9, вып. 3, с 306—311. А . N. Z a i k i n , A. М. Zhabotinskii. Соп- centrational Wave Propagation in Two-Dimensional liquid-phase Self-oscillating System.— Nature, 1970, v. 225, p. 535—537. A. M. Жаботинский. Концентрационные автоколебания. M., «Наука», 1974. Г. Р. Иваницкий, B. И. К ри нск и й, Е.Е.Сель- ков . Математическая биофизика клетки. М., «Наука», 1977. R. M. No yes. Oscillations in Homogeneous Systems.— Ber. Bunsenges. Phys. Chem., 19B0, B. 84, S. 295—303. A. M. Zhabotinskii. О sc i I lati ng Bromate О xi dati ve Reactions.— Ibid. S. 303—308. скипидаром, уксусной кислотой, растворами различных солей и т. д. (вплоть до сока чеснока), а также при растирании ртути с серой, сернистой сурьмой, сахаром, жиром получается серая эмульсия, состоящая из мельчайших шариков ртути. Кроме того, порошок ртути получали и другими способами: катодным распылением, действием жидкого аммиака на сулему, восстановлением солей ртути гидразином, гидроксиламином, двухвалентным оловом, цитратом аммония, гидросульфитом натрия, формалином, пирогаллолом и другими веществами. Причина образования порошка, очевидно, та же: чем мельче капельки ртути, тем труднее им слипнуться, даже если на их поверхности есть лишь следы посторонних веществ. 70
Вечный двигатель образца 1981 года Что-то давно никто не изобретал вечного двигателя. Было такое время, когда люди, только-только приобщившиеся к верхушкам знания, десятками присылали свои проекты и модели — ив Академию наук, и в редакции журналов, и в другие заинтересованные организации. А в последние годы перестали. Наверное, нынешняя школа, как ее ни критикуют, преуспела по крайней мере в одном: закон сохранения энергии все усваивают сызмальства. И теперь малосведущим гражданам, которым не терпится 'одним махом совершить переворот в науке, остается опровергать теорию относительности, либо изобретать средства радикального излечения всех болезней, либо предлагать новые варианты Периодической системы элементов... Тем интереснее было нам узнать, что не далее как прошлой осенью был построен вечный двигатель, да к тому же действующий. И не просто построен, а демонстрировался ученой публике на протяжении целого месяца! Дело было в Англии, в городе Иорке, где на очередном годичном съезде Британской ассоциации содействия развитию науки торжественно отмечался 150-летний юбилей этой просветительной организации. Каждый такой съезд, собирающий тысячи «друзей науки», — своеобразное научное шоу, во время которого видные ученые де- Так выглядел «вечный двигатель», построенный редакцией английскою журнала « Нью-Сайентист»" лают общедоступные доклады, ведут дискуссии, устраивают демонстрации поучительных экспериментов, кинопросмотры, всевозможные парадные приемы и обеды, и все это с целью привлечь внимание общества к новейшим научным достижениям и нерешенным проблемам, популяризировать науку среди самой широкой публики. Одним из аттракционов на прошедшем съезде и был вечный двигатель — его продемонстрировала там редакция английского научно-популярного журнала «New Scientist». Надо сказать, что за полтора столетия существования Британской ассоциации ее отношения с журналистами складывались по-разному. На первых порах непривычную публику нередко отпугивали маловразумительные научные материи, обсуждавшиеся на съездах ассоциации. Обывателю было непонятно, как это можно тратить целые годы на поиски новых видов мотылька или на изучение законов нагревания тел, да еще с важным видом делать об этом доклады. Такой взгляд на науку находил отражение и в печати. Уже в 1836 г. в одном из журналов появились два издевательски-пародийных репортажа о заседаниях «Мадфогской ассоциации содействия чему угодно» — автором их был задиристый начинающий репортер по имени Чарльз Диккенс (желающие могут найти эти репортажи в первом томе его собрания сочинений). И не кто иной, как газетчики, еще в прошлом веке пустили в оборот двусмысленное сокращенное название ассоциации: «British Ass.»: для не знающих английского поясним, что слово «ass» означает, вообще говоря, «осёл», а также и еще кое-что весьма нелестное. Впрочем, все это дело прошлое. Сегодняшние сотрудники журнала «New Scientist» хоть время от времени и поругивают Британскую ассоциацию за неповоротливость, закостенелость и прочие грехи, тем не менее, по всей видимости, понимают, что ученые-популяризаторы как-никак их коллеги, и не могут не питать к ним в какой-то степени родственных чувств. Свидетельство тому — их необычный подарок к юбилею ассоциации. Вечный двигатель представляет собой хитроумное сооружение, главная часть которого, велосипедное колесо, безостановочно вращается со скоростью 14 оборотов в минуту, несмотря на видимое отсутствие какого бы то ни было источника энергии. Машина, заключенная в герметически закрытый стеклянный ящик, была выставлена в кулуарах съезда, и всем желающим было предложено угадать, почему вращается колесо. Тому, кто дает правильный ответ, 71
была обещана премия — годовая подписка на журнал и фирменная майка с его эмблемой. «Вечный двигатель» проработал целый месяц: сначала неделю в Йорке, пока шел съезд ассоциации, а потом еще три недели в Ньюкаслском университете. За это время редакция получила 119 ответов на поставленный вопрос. Однако, к стыду «друзей науки», пришлось констатировать, что среди ответов не оказалось ни одного правильного. Угадать, что приводит в движение колесо, не удалось даже тому предприимчивому студенту, который умудрился выкрасть машину вместе с ящиком, чтобы поэкспериментировать с ней в спокойной обстановке: посрамленный, он вернул ее, так и не раскрыв секрета. Один из ответов гласил, что на самом деле никакой машины не существует, а вместо нее зрителям показывают движущуюся голографическую иллюзию; в другом утверждалось, что вращается вовсе не колесо, а само помещение, где оно установлено,— там и нужно искать спрятанные моторы. А 16 участников конкурса всерьез решили, что это настоящий вечный двигатель, и даже объяснили, каждый по-своему, принцип его действия. Подводя итоги конкурса, журнал заверил читателей, что на самом деле вечного двигателя все-таки не может быть и нет и что изобретенная его сотрудниками машина работает в полном соответствии с законами физики. Однако секрета конструкции журнал так и не сообщил... А. ДМИТРИЕВ От редакции. К сожалению, «Химия и жизнь» не располагает помещением, в котором можно было бы выставить на всеобщее обозрение такую занятную машину. Иначе мы иепременно предложили бы редакции журнала «New Scientist* организовать ее демонстрацию в нашей стране (возят же по всему свету сокровища Тутаиха- мона или эрмитажные коллекции) — пусть бы над ней поломали голову н наши читатели. Может быть, такую инициативу возьмут на себя организации, имеющие для этого больше возможностей, скажем. Политехнический музей или Всесоюзное общество изобретателей и рационализаторов? Из писем в редакцию Так для чего мы зеваем! Чтобы ответить на этот вопрос (он был поднят «Химией и жизнью» в № 12 за 1980 г. и № 7 за 1981 г.), следует учитывать обстоятельство, хорошо известное из физиологии дыхания: человек должен время от времени делать глубокие вдохи — это необходимо дл я восстановлении я механических свойств легких. Еще в тридцатые годы было предсказано: поверхностные силы в легких на границе газ — кровь столь велики, что в органах дыхания должна быть поверхностно-активная пленка, снижающая натяжение, — иначе для вдоха пришлось бы прикладывать вдвое большее мышечное усилие. Эта поверхностно-активная пленка — сурфактант — открыта и изучена в пятидесятые годы. Сурфактант представляет собой фосфолипопро- теидный комплекс, секрети- руемый альвеолярными клетками, он облегчает расправление и растяжение легких, регулирует равномерность аэрации альвеол. Там, где возникает угроза спадения легких, активность сурфактанта увеличивается. Когда его не хватает, образуются спавшиеся участки — ателектазы. Врожденным дефицитом сурфактанта объясн яют плохое расправление легких и возникновение болезни гиалиновых мембран (так называемый дистресс-синдром) у недоношенных детей. Важное свойство сурфактанта — снижение его активности при монотонном ды- Пиевмограмма (сверху) и изменение плеврального давления. При монотонном дыхании амплитуды обеих кривых уменьшаются. После зевка (пики иа кривых) восстаи авл и ваются изначальные глубина дыхания и растяжимость легких глубина дыхания [пневмограмма] е давление хании, особенно если дыхание не глубокое. При этом изменяется пространственная структура липопротеидного комплекса, в результате чего поверхностное натяжение на границе воздух — кровь возрастает и легкое становится труднее растягивать. Однако стоит человеку глубоко вздохнуть, как структура сурфактанта восстанавливается, растяжимость легких приходит в норму. Известный исследователь механики дыхания Дж. Мид находит целесообразность зевоты в том, что она нормализует механические свойства легких. (Это, разумеется, никак не противоречит представлениям об эмоциональном, тонизирующем действии зевания.) При утомлении, недосыпании активируется блуждающий нерв, дыхание становится монотонным, постепенно уменьшается его глубина — ухудшаются условия газообмена. И вот что любопытно: глубина дыхания снижается из- за уменьшения активности сурфактанта и ухудшения растяжимости легких, а с другой стороны, активность сурфактанта падает из-за того, что снижена глубина дыхания. И тут порочный круг разрывает зевота. Человек делает глубокий вдох и, активируя сурфактант, восстанавливает механические свойства легких. Вот, выходит, зачем мы зеваем. Доктор медицинских наук М. И. АНОХИН 72
Информация р г L m ' 1' * t * I ^ I rv* ' I t ! t' ы ^ r^ ^TJ U МЕЖДУНАРОДНЫЕ НАУЧНЫЕ ВСТРЕЧИ B-е полугодие 1982 г.) 11 швейцарско-советский симпозиум по биологическим мембранам. Швейцария, Гвелт. Сент ябрь (АН СССР*). Международная конференция по теплообмену. ФРГ, Мюнхен. 6—10 сентября (АН СССР). VI симпозиум Международной ассоциации по ге- * В скобках указаны министерства и ведомства, представляющие СССР по организационным вопросам, связанным с проведением конференций. незису рудных месторождений. СССР, Тбилиси. 7—14 сентября (АН СССР). Международный противораковый конгресс. США, Сиэтл. 8—15 сентября (Минздрав СССР). XXIII съезд Международной минералогической ассоциации. НРБ, Варна. 19—25 сентября (АН СССР). IV Европейский ихтиологический конгресс. ФРГ, Гамбург. 20—24 сентября (АН СССР). XXXIII конгресс Международной астронавт и ческой федерации. Франция, Париж. 26 сент ября — 3 окт ябр я (АН СССР). XV коллоквиум Приду- найских стран по естественному и искусственному старению полимеров. СССР, Москва. 27 сентября — 1 октября (АН СССР). Симпозиум «Цитохром Р-450». СССР, Минск. Октябрь (АН СССР). Международный конгресс по обогащению полезных ископаемых. Канада, Торонто. 14 октября — 1 ноября (Минцветмет СССР). Европейская неделя по коррозии «ЕВРОКОРР-82». ВНР, Будапешт. 19—24 октября (ГКНТ СССР). Международная конференция «Лазеры-82». США, Нью-Орлеан. 14—20 декабря (АН СССР). СОВЕЩАНИЯ И КОНФЕРЕНЦИИ I Несмеяновские чтения. Москва. 7 сентября. Институт элементоорганических соединений им. А. Н. Несмеянова АН СССР A17813 Москва ГСП-1 В-334, ул. Вавилова, 28). IV Всесоюзное совещание по применению ускорителей заряженных частиц в народном хозяйстве. Ленинград. 28—30 сентября. НИИ электрофизической аппаратуры A88631 Ленинград, НИИЭФА). Школа - конференция молодых ученых и специалистов Урала и Западной Сибири «Микробные тест-снстемы дпя выявления и количественной оценки мутагенных факторов окружающей среды». Пермь. 30 ноября. Отдел экологии и генетики микроорганизмов Института экологии растений и животных УНЦ АН СССР F14600 Пермь ГСП, ул. Ленина, 11). IV Всесоюзный семинар по химии, технологии и применению платиновых металлов, посвященный проблеме «Реакционная способность и биологическая активность комплексов благородных металлов». Пос. Черноголовка Ногинского р-на Моск. обл. 14—17 декабря. Научный совет по неорганической химии АН СССР A42432 п/о Черноголовка Моск. обл., Отделение Института химической физики АН СССР). Результат Идут испытания Год назад в «Химии и жизни» было напечатано обращение Центрального научно-исследовательского института морского флота с просьбой оказать институту содействие в разработке экономичных способов крепления грузов на судах («Кто поможет морякам?» — 1981, № 7, с. 69). «Для крепления грузов,— говорилось в нем,— используются тросы, деревянные прокладки и другие средства... Стоимость дефицитного леса и металла, расходуемых для этих целей, превышает 2 млн. рублей в год. Ясно, что если бы удалось заменить эти материалы какими- нибудь другими, в частности производимыми химической промышленностью, это позволило бы без ущерба для безопасности плавания добиться большого народнохозяйственного эффекта». Недавно в редакцию пришло из ЦНИИ морского флота еще одно письмо: «Уважаемая редакция! Сообщаем вам, что после публикации в журнале нашего обращения мы получили около деевти предложений, представляющих интерес, в том числе от НИИ шинной промышленности, производственного объединения «Красный треугольник». Волжского шинного завода и др. В настоящее время предложенные образцы покрытий, предназначенных для замены крепежного леса, проходят сравнительные испытания в лаборатории, а также в экспериментальном рейсе на теплоходе «Сванетия», следующем в Юго-Восточную Азию с грузом чугуна в чушках. Информация о результатах испытаний будет сообщена вам дополнительно. ЦНИИ морского флота выражает блв- годарность журналу «Химия и жизнь» за помощь. А. А. ПАНТИН, заместитель директора ЦНИИ морского флота». РЕДАКЦИЯ ПРОСИТ ПРЕДПРИЯТИЯ И НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЕ УЧРЕЖДЕНИЯ, КОТОРЫЕ В СВОЕЙ РАБОТЕ ИСПОЛЬЗУЮТ СВЕДЕНИЯ, ПОЧЕРПНУТЫЕ ИЗ «ХИМИИ И ЖИЗНИ», СООБЩАТЬ ОБ ЭТОМ НАМ. ТАКИЕ СООБЩЕНИЯ БУДУТ ПУБЛИКОВАТЬСЯ ПОД РУБРИКОЙ «РЕЗУЛЬТАТ». 73
ныо /Д Приглашение к заочному экзамену В средних школах экзамены уже закончились, в вузах они только начинаются. А мы приглашаем школьников, перешедших в девятые классы, принять участие в заочном экзамене, выдержав который они получат право называться учениками биологического отделения Всесоюзной заочной математической школы Академии педагогических наук СССР при Московском государственном университете имени М. В. Ломоносова. особо трудным темам — например, по синтезу нуклеиновых кислот и белков или по генетике: Ответы школьников проверяют студенты биологического факультета МГУ; в этой работе участвуют также сотрудники Межфакультетской проблемной лаборатории биоорганической химии и молекулярной биологии имени А. Н. Белозерского. В школе занимаются ученики девятых и десятых классов. Принимаются отдельные школьники, группы ребят, занимающихся совместно, а также кружки, работающие под руководством учителей. (Школьники Москвы и Ленинграда в ВЗМШ не принимаются.) Прием в школу проводится по итогам конкурса. В выпуске: Приглашение к заочному экзамену Итоги операции «Эмблема» Алхимические проволочки Осторожней со старыми лампами! Итоги операции «Эмблема» В первом выпуске клуба Юный химик за этот год была объявлена операция «Эмблема»: всем желающим было предложено принять участие в конкурсе на лучшую эмблему клуба. Редакция получила много предложений, но ни одно из них, к сожалению, не было "удостоено приза. Сегодня мы предлагаем вам ознакомиться с эскизом, автор которого — Татьяна Столярова из города Калтан Кемеровской области. Ей 17 лет, и поэтому ее можно считать юным химиком, но химиком уже вполне профессиональным — она работает в химической лаборатории Южно-Кузбасской ГРЭС. Конкурс на лучшую эмблему продолжается. Присылайте свои эскизы.
Всесоюзная заочная математическая школа (ВЗМШ) работает уже около 20 лет. А восемь лет назад при ВЗМШ было организовано биологическое отделение; такие отделения были также открыты при Киевском и Красноярском государственных университетах. Учащимся этих отделений, как и школьникам, специализирующимся по математике, посылаются вопросы по различным разделам биологии и пособия по ВОПРОСЫ КОНКУРСНОГО ЗАДАНИЯ (для ребят, оканчивающих восьмой класс) 1. Как дышат под водой животные, не имеющие жабр? 2. Как можно узнать возраст растения? 3. Какие приспособления есть у растений для опыления насекомыми, птицами и другими животными? 4. Если возбудить одним электрическим импульсом смешанный нерв, то мышца, к которой он идет, может сократиться дважды. Как это объяснить? 5. Почему в процессе пищеварения белки расщепляются до отдельных аминокислот? Кроме конкурсной работы, школьники должны прислать ответы на вопросы следующей анкеты: 1.Фамилия, имя, отчество. 2. Год рождения. 3. Номер школы. 4. Место работы и должность родителей. 5. Полный почтовый адрес с указанием индекса и области. Ответы на вопросы конкурсного задания не возвращаются и не рецензируются, однако всем школьникам будут сообщены результаты проверки. Самые интересные ответы будут опубликованы на страницах «Химии и жизни» в разделе Клуб Юный химик. Ответы должны быть присланы до 15 сентября 1982 года по адресу: 113149 Москва, ГСП, Нахимовский проспект, дом 4, ВЗМШ, «Биология».
Операция се Алхимические проволочки» Уважаемая редакция! Пишем Вам по очень важному для нас делу. В домашней физико-химической лаборатории мы занимались электрическими взрывами проволочек. Основные характеристики взрывов: напряжение на электродах ~220 В, диаметр медной проволочки 8 • 10 см, длина 1 см. При замыкании контактов происходит взрыв, сопровождающийся яркой вспышкой и резким звуком, напоминающим удар бича. По нашим подсчетам, t (время взрыва) ~ 10с и температура Т~60000К. Если в момент взрыва к электродам поднести лист бумаги, то на ней останется след распределения паров. Через Схема прибора для взрыва проволочек с помощью 2 — держатели; 3 — автоматические предохраните 6 — изолирующая подставка От редакции. Это интересное письмо было получено редакцией весной... 1970 года. Естественно, оно вызвало серьезные сомнения и потому не было опубликовано. Но вот прошло 12 лет. Письмо бывших школьников и кусочки бумаги со следами алхимических взрывов сохранились. И случай свел, наконец, редактора с химиком-аналитиком, сделавшим анализ. И что же? Оказалось, что продукты взрывов медных проволочек действительно содержат около 10% железа! По заданию редакции сегодняшни ленинградский юный химик Илья Крыжановский разыскал одного из авторов этой работы — Александра Григорьевича Сергеева. За минувшие годы он успел окончить Ленинградский технологический институт и теперь работает в одном из научно-исследовательских учреждений. «Не может быть!» — воскликнул Алек- пектрического тока: 1 — медная проволочка 0 0,1 ми; ; 4 — выключатель; 5 — прозрачный экран; сандр Григорьевич, когда узнал результат анализа... К сожалению, к письму не были приложены образцы использовавшихся для опытов проволочек, и поэтому было невозможно установить, состояли ли они действительно из чистой меди или же содержали примесь железа. Вы можете сами проверить, откуда берется железо при электрических взрывах медных проволочек: чувствительная реакция на железо должна быть вам хорошо известна. Помните только, что надо быть очень осторожными. При этих опытах — взрывах тонких проволочек — особенно берегитесь коротких замыканий — они могут привести к пожару, особенно при плохой проводке. Берегите глаза, обязательно работайте в темных очках. Уберите горючие вещества, а лучше эти требующие особой внимательности опыты проводить в школьном кружке — в лаборатории на установке, схема которой приведена на рисунке.
некоторое время проявляется коричнево-желтая окраска, напоминающая по цвету окись железа. Это-то нас и озадачило. Ведь взрывы проводились на медных электродах. Химический анализ (обычный, то есть в пробирках на характерные реакции с веществами, и хроматографический — с помощью бумажной хроматографии) показал, что в продуктах взрыва действительно содержится железо (и довольно много). Химический же анализ исходных материалов показал отсутствие в них железа. Может быть, ядра атомов меди (при такой температуре, по литературным данным, атомы становятся совсем «голыми», без электронных оболочек) захватывают три электрона, превращаясь в железо? Взрыв проволочки сопровождается мощным магнитным полем, а в магнитном поле разноименно заряженные частицы движутся по спирали, причем результирующие векторов скорости антипарал- лельны. Поэтому в определенном месте траектории может произойти столкновение электронов с ядром. Посылаем Вам несколько «снимков» и просим проверить правильность полученных нами результатов. Если результаты верны, просим ответить на один вопрос: почему ядро меди захватывает именно три электрона? Ученики 9 класса Саша СЕРГЕЕВ и Саша ЧУГУНОВ, Ленинград ОСТОРОЖНЕЙ СО СТАРЫМИ ЛАМПАМИ! В ноябрьском выпуске клуба Юный химик за прошлый год инженер Ю. П. Пронин рекомендовал использовать в качестве трубок для опытов отработавшие свой срок люминесцентные лампы. К сожалению, в этой заметке есть одна серьезная неточность: в лампе содержатся не пары ртути, которые можно удалить резиновой грушей, а жидкая ртуть в количестве до 200 мг. Дуговой разряд при горении лампы действительно происходит в ртутных парах, но после охлаждения лампы ртуть оседает на ее внутренней поверхности мелкими капельками, которые видны невооруженным глазом. Эти капли невозможно удалить простой продувкой воздухом — тут необходима демеркуризация, химическое связывание ртути. Без этого работа со стеклянными трубками опасна для здоровья. Опасны и опыты с люминофором: он довольно активно сорбирует все ту же ртуть. Лучше использовать люминофор из старых ламп ДРЛ, используемых для освещения улиц. В заключение — информация к размышлению. Сейчас ртутные лампы выпускаются миллионами штук в год. И, разумеется, миллионами же штук выбрасываются на свалку, загрязняя почву ртутью. Вместе с тем, собирать и обезвреживать лампы с целью получения вторичного сырья невыгодно. Может быть, юные химики сумеют придумать экономичный способ переработки отслуживших газоразрядных ламп? Инженер Ю. П. БОЖЕНОВ, Москва
О научной информации, барьере разноязычия и языке эсперанто I. Из писем: ...Мы прочитали в «Химии и жизни» внушительный список из 37 языков, с которыми химики встречаются чаще всего. Если взяться за их изучение, то при неторопливой работе до конца столетия не уложиться. В число тридцати семи попал язык, принципиально отличающийся от остальных: эсперанто. Если японский можно выучить за три месяца, то эсперанто, вероятно, за три дня? На этом языке уже публикуются резюме, научные статьи и целые книги. Пропагандировать его — значит работать на приемлемую перспективу: сделать этот вспомогательный язык, предназначенный для международного общения, языком химии, да и науки вообще. Сотрудники Дальневосточного научного центра АН СССР. члены Совета молодых ученых и специалистов B9 подписей) ...Почти столетняя практика применения эсперанто позволила сделать его инструментом для адекватного выражения любой информации — от непритязательной переписки школьников до поэзии и научных публикаций. Я многократно убеждался в полной пригодности этого языка для целей науки. «Химия и жизнь» взяла бы на себя благородную задачу, напечатав экспресс- курс эсперанто. Кстати, знание эсперанто позволяет более успешно осваивать европейские языки. Член-корреспондент АН Литовской ССР И. К. ДАГИС ...В последние годы эсперанто получил широкое распространение в Болгарии, Венгрии, ГДР, Югославии, во многих других странах. На нем выходят научные журналы, в том числе «Science Revuo». «Medicina Internacia Revuo». Растет число эсперантистов и в нашей стране, в 1979 году создана Ассоциация советских эсперантистов. Журнал, заботящийся и о языковом образовании своих читателей, не должен пройти мимо эсперанто. Кандидат химических наук Б. Н. ШВАРЦ, Брест II. От редакции: Мы процитировали только три письма из многих пришедших в последнее время в редакцию и содержащих одну и ту же просьбу — напечатать курс эсперанто для химиков. Просьба будет удовлетворена. Оригинальный курс, специально для «Химии и жизни», подготовил председатель учебно-методической комиссии Ассоциации советских эсперантистов Борис Григорьевич КОЛКЕР. Курс состоит из 16 уроков. Для усвое- ни я каждого урока требуете я в среднем один час. К сожалению, все уроки невозможно напечатать в одном номере (они займут слишком много места). Если вам удобнее работать без перерывов, то дождитесь выхода всех номеров и тогда начинайте работу. Ожидаемый результат по окончании курса: умение легко читать научно-техническую и научно-популярную литературу на эсперанто, а после дополнительных самостоятельных занятий — умение писать на эсперанто. III. От автора: Информационный взрыв особенно силен в химии. Об этом говорят много. Но часто обходят молчанием, что лавина информации разноязычна. Еще Вольтер сказал: «Разноязычие — одно из величайших бедствий человечества». Как и другие бедствия, оно тормозит прогресс и поглощает большие материальные и людские ресурсы. Сколько же людей в стране занято переводами, сколько на это расходуется средств ! А результаты? Подготовка переводчиков требует многих лет, но уровень их квалификации редко бывает высоким. Да и много ли человек успеет перевести, когда перед ним океан информации на десятках языков... 78
Большие надежды возлагались на машинный перевод. Но то, что казалось простым в теории, оказалось очень трудным на практике. Видели ли вы хоть одну опубликованную статью или патентное описание с пометкой «переведено машиной»? Единый язык науки — вот заманчивая идея. ВИНИТИ редактирует научно-техническую литературу на 65 языках (попробуйте подсчитать, сколько нужно переводчиков, чтобы перевести с 65 языков на 65 языков, скажем, по сотне специальностей). Так почему бы не переводить со всех языков на один? Но какой язык? Английский? Такое решение принесло бы человечеству немало вреда — не только в, науке, но в политике, экономике, идеологии. Может быть, латынь? Вряд ли: она не менее трудна, чем живые языки. Тогда пусть будет специальный язык, который не затронет национальных чувств, язык легкий для изучения, гибкий и красивый. И не выдуманный, а основанный на существующих языках. Идея стара, но из сотен проектов лишь один, получивший название «эсперанто», стал настоящим языком. Им владеют сотни тысяч людей, на нем говорят в клубах и на конгрессах, на эсперанто печатают книги, газеты и журналы, ставят спектакли и, бывает, объясняются в любви. В эсперанто многое понятно и без предварительного изучения, его грамматика кратка и логична, не имеет исключений, не содержит балласта. Этот язык проникает в науку, но путь его тернист. Специалисты говорят, что они охотно выучили бы эсперанто, но много ли можно читать на нем по специальности? С другой стороны, есть ли смысл издавать много Эсперанто — для химиков УРОК 1 Аа а Gg Г Кк К Ss с ВЬ б Gg дьжь LI ль Ss UI АЛФАВИТ Сс ц Hh г(х) Mm м Tt т Сс ч Hh X Nn н Uu У Dd д М и Оо о Ой У краткое Ее э jj Й Рр п Vv в Ff Ф Jj ж Rr Р Zz 3 научно-технической литературы, если у нее мало читателей? Прогресс пока невелик, но он есть. Действует Международная ассоциация ученых-эсперантистов, которая издает журнал «Научное обозрение». Выходит на эсперанто журнал «Мир науки», орган Всемирной федерации научных работников. Ежегодно в Бельгии проводятся высшие университетские курсы, где крупные специалисты читают на эсперанто циклы лекций. Некоторые журналы (например, издающийся в ФРГ «Chemischreiniger-Wascher-Farber- Zeitung») печатают резюме на эсперанто. Выходят научные и научно-популярные книги и сборники статей, в частности «Научные сообщения», издающиеся в Будапеште. Некоторые известные фирмы (особенно ФИАТ) рекламируют свою продукцию и на международном языке. Создаются словари терминов, в том числе и химических. Наконец, новость не вполне обычная: Международный конгресс по кибернетике (Бельгия, 1980 г.) принял эсперанто в качестве одного из рабочих языков. Эсперанто — не панацея. Этот язык не решит проблем пестрого многоязычного мира. Но у него есть будущее. Когда в 1926 г. в Ленинграде проходил международный конгресс эсперантистов, его участников приветствовал от имени Академии наук СССР академик А. Е. Ферсман. Он сказал: «Ученые всего мира должны приветствовать эсперанто. Создание единого международного языка устранит одно из препятствий к объединению ученых и распространению знаний среди трудящихся масс». Этими словами выдающегося ученого и закончим вступительную часть. А затем, пожелав читателям успеха в быстром освоении эсперанто, возьмемся за уроки. 1. Каждая буква имеет только одно произношение, каждый звук обозначается только одной буквой. Произношение буквы не зависит ни от ее положении, ни от сочетания с другими буквами, ни от других причин. Ударение падает всегда иа предпоследний слог. 2. Произношение гласных а как русское [a]: aromo, anodo; е как русское [ъ]: ckskavatoro, betono; i как русское [и|: indikatoro, milimetro, turbino; о - как русское ударное |о[: eloktromobilo, ргоЫёто, dolaro; (нельзя произносить без ударное «о» как [a]: mot or о, clektrono); и как р>сское |у|: niim'ito, si'imo. frukto. Нел и два гласных нахочитеи ря шм, то они произносятся раздельно: aiwilo^io, Celsio, situacin. alnminio. kalcio, trilioim. materialo, dieto. 3. Произношение согласных г как русское [р|: kurso, Пппо, рого; 79
1 — мягче, чем в русском [ла], но тверже, чем в [ля]: rezulto, celulozo, metalo; с — как [ц]: cilindro, celo, konferenco; с — как [ч]: cokolado; g — как [г]: grupo, signalo; g — мягче, чем сочетание «дж» в слове «джунгли»: ingeniero; h — соответствует украинскому «г» или придыхательному звуку в русском слове «ага»: hermetika, alkoholo, formaldehido; п—как [х] (вместо него часто употребляется «к»): fiemio (kemio), harakterizo (karakterizo); j — как русское Iи], не несет на себе ударения и не влияет на ударение: jono, projekto; j4— как [ж]: jeleo. s — как русское [с]: sekundo, kongreso, sulfato, silikono; s — как [ш]: masino; v — как русское [в]: vino; z — как русское [з]: analizo, abrazio; u — напоминает русское [у] в быстро произнесенном слове «пауза»; не несет на себе ударения и ие влияет на ударение: automobile Произношение остальных согласных не представляет трудностей. 4. Правописание Заглавные буквы употребляются в тех же случаях, что и в русском языке. Перенос слова возможен в любом месте: Es-pe-ran-to, E-sper-anto. Собственные имена, взятые из языков с латинским алфавитом, сохраняют национальное написание: Diesel. 5. Основные правила грамматики Имена существительные оканчиваются на -о: akumulatoro, litro, fosfato, ketono, nitrido. Имена прилагательные оканчиваются на -a: aktiva, nova, organika, minimuma, alifatika. Производные наречия оканчиваются на -е: speciale, normale, mekanike. Окончания глагола: в неопределенной форме — i: vidi, informi, filtri, registri, koncentri, kompensi, koaguli; в настоящем времени — as: vidas — вижу, видишь, видит и т. д.: в прошедшем времени -is: vidis — видел, видели; в будущем времени -os: vidos — увижу, увидишь и т. д.; в условном наклонении — us: vidus — видел бы; в повелительном наклонении -u: informu!— информируй (те)! Другие части речи окончаний не имеют: minus, plus, tri, nul. Меняя окончания, получаем разные части речи: foto — фотография, fota — фотографический, fote — фотографически, foti — фотографировать, fotas — фотографирую, фотографируешь и т. д. Прочтите вслух, расставьте ударения, переведите: Nova metodo. Normala reakcio. Aktiva faktoro. Kvadrata kilometre Elektra sistemo. Europa konferenco. Elektrona voltmetro. Fota kamero. Atmosfera azoto. Mekanika energio. Kuba metro. Dizela motoro. Moleku- la procento. Maksimuma temperaturo. Tem- peratura maksimumo. Mebla lako. Teknika karakterizo. Nacia kulturo. Elektromagneta ampermetro. Cokolada fabriko. Sinteza minerals Asfalta bitumo. Atoma jono. Pedala masino. Kemia instituto. Kemie aktiva metalo. Registri mekanike. Aktive informi. А теперь переведите с русского на эсперанто: Органическая химия. Химический анализ. Атмосферное электричество. Электрический двигатель. Атомная энергия. Нулевая температура. Максимальная концентрация. Максимально концентрировать. Вы сделали первый шаг в изучении эсперанто. Наверное, он показался вам совсем маленьким, ибо все было легко и просто. Но на самом деле это был семимильный шаг. Вы уже знаете: алфавит, произношение, правописание, основные правила грамматики, а также 115 (сто пятнадцать!) непроизводных, то есть корневых, простых слов, выученных попутно. В последующих текстах уже известные вам слова и морфемы будут печататься жирным шрифтом. Заведите две общие тетради для словариков — русского и эсперанто. Выписывайте в них все простые, производные и сложные слова, которые будут встречаться в текстах и комментариях. Простые слова подчеркивайте. Время от времени проглядывайте словарики насквозь от начала до конца; те слова, которые вы знаете твердо, пропускайте. Теперь пора перейти к связному тексту на эсперанто. Боюсь, что для первого раза химическая тема сложновата. Давайте начнем с цитаты — с высказывания известного инженера о международном языке. УРОК 2 RUDOLF DIESEL, INVENTINTO (9) DE F) DIZEL—MOTORO A2): "Tiun D, 15) ci A5) lingvon D) mi A) traktas el A3) vidpunkto A2) de F) ingeniero, kies A4) klopodo estas B) direktita (9) al G) sparo de F) energio. La E) celo de F) Esperanto estas B) spari tempon D), energion D), laboron D), monon D), kaj (8) plirapidigi A1, 17), plisimpligi A1, 17) la E) internaciajn C,4, 13) rilatojn C, 4). El A3) tiu A5) vidpunkto A2) estas B) malfacile A0) kompreni oponojn C, 4), kiuj C, 14) ankorau A6) aperas kontrau A3) enkonduko A3) de F) la E) afero, tiel A5) utila por A3) la E) homaro A1). Mi (I) opinias enkondukon D, 13) de F) Esperanto kiel A4) necesegan D, 11) bezonon D) por A3) la E) paco kaj (8) kulturo". 80
Комментарии 1. Личные местоимения: mi — я, vi — ты, вы, li — ои, si — она, gi — он, она, оно (для неодушевленных предметов), ni — мы, ili — они: mi vidas, vi filtris, li projektos, si fotus, gi registras, ni informis, ili analizos. Притяжательные местоимения образуются прибавлением окончания -а к личным местоимениям: mia celo, via proble- mo, lia automobilo, sia cokolado, gia aromo, nia grupo, ilia institute 2. В отличие от русского языка, глагол-связка, имеющая в настоящем времени форму estas (есть, является, имеется, находился), не опускается: Lia metodo estas nova. Gi estas metalo (это металл) 3. Множественное число слов, оканчивающихся на -о .или -а, образуется добавлением окончания -j: novaj masinoj. 4. Винительный падеж слов, оканчивающихся на -о или -а, а также личных местоимений, образуется добавлением окончания -п: Gi registras temperaturon. Li fotas sin. 5. Определенный артикль la употребляется с существительным, обозначающим предмет, о котором что-либо известно. Артикль не переводится (изредка переводится словом «этот»). Отсутствие 1а равносильно неопределенному артиклю: Mi vidas automo- bilon. La automobilo estas nova. При собственных именах, количественных числительных и любых местоимениях артикль обычно не употребляется. 6. Значение родительного падежа выражается предлогом de, который обычно не переводится (иногда переводится словом «от»): Akumulatoro de atoma energio. 7. Значение дательного падежа выражается предлогом al, который обычно не переводится (иногда переводится словом «к»): Li signalas al ni. 8. Союз kaj — и, a: analizo kaj sintezo. 9. Причастия прошедшего времени образуются с помощью суффиксов -int- (действительный залог) и -it- (страдательный залог): registrinta — регистрировавший, registrita — зарегистрированный. 10. Приставка mal- придает слову противоположный смысл: malnova —- старый, malaktiva — пассивный. П. Суффиксы: -eg- означает увеличение (problemego — огромная проблема); -аг- означает совокупность однородных предметов (masinaro — совокупность машин); -ig- означает «сделать, заставить» (grupigi — группировать). 12. Сложное слово образуется сложением простых слов, причем главное слово стоит после определяющего: elektromotoro. 13. Предлоги: en — в (en la instituto); el — из (el la automobilo); inter — между, среди (inter ni); рог — для, за, с целью, для того чтобы (рог analogio, рог filtri); kontrau — против (esti kontrau la projekto). У эсперантских предлогов более узкие и конкретные значения, чем у русских: Li estas en la kongreso — он на конгрессе (а не в конгрессе). Предлоги могут употребляться в качестве приставок: interna- cia — интернациональный, международный. 14. Вопросительные слова: kiu? — кто?, который?, kiel? — как?, kies? — чей? Слово kiu может принимать окончания -j и -п: Kiu estas ingeniero? Kiel registri? Kies cokolado gi estas? 15. Указательные слова: tiu — тот, tiel — так, ties — того (принадлежащий тому). Приближение выражается частицей I ci: tiu ci — этот. Если нет противопоставления «близкое—далекое», то tiu также может употребляться в значении «этот». 16. Наречие ankorau — еще. 17. Сравнительная степень прилагательных и наречий образуется с помощью слов plL.ol — более...чем: Tiu ci masino estas pli nova, ol tiu masino. Лексика inventi — изобрехать, lingvo — язык, trakti — рассматривать, трактовать, punkto — точка, klopodi — стараться, direkti — направлять, spari — экономить, tempo — время, labori — работать, mono — деньги, rapida — быстрый, скорый, simpla — простой, rilato — отношение, facila — легкий, kompreni — понять, oponi — возражать, aperi — появляться, konduki — вести, afero — дело, utila — полезный, homo — человек, opinii — думать, полагать, считать, иметь мнение, necesa — необходимый, bezoni — иметь потребность, нуждаться, расо — мир (покой). Обратите внимание, что у большинства слов в эсперанто есть родственные слова в русском языке (direkti — директор, labori — лаборатория, utila — утилизировать и т. п.). Полезно при возможности сопоставить и с другими языками. Кстати, освоив наш курс, вы будете ориентироваться в текстах на европейских, даже незнакомых вам, языках. Вероятно, второй шаг показался вам более трудным, чем первый. Но если вы его сделали, то достигли поразительного результата: уже на втором занятии перевели совершенно нормальный текст (а не про Машу, которая ест кашу). Обещаем вам, что каждый последующий шаг будет легче предыдущего. А в конце вообще нечего будет изучать, разве что несколько новых слов. Восьмая часть курса пройдена, и конец уже виден... Б. Г. КОЛКЕР Продолжение следует 81
Старомодное противопоставление науки искусству изживает себя Об этом немало написано исследователями, изучающими современную культуру (см., например, r П. Н. Федосеев в книге «НТР и развитие * ^V художественного творчества». Л.; «Наука», 1980; М. С. Пенкин «Искусство и наука. Проблемы. Парадоксы. Поиски». М., 1978; А. В. Гулыга «Искусство в век науки», М., «Наука», 1978). Однако на страницах периодических изданий, даже популярных, наука и искусство по-прежнему, за редчайшим исключением, продолжают раздельное существование, как будто ученые могут обойтись без поэзии, а поэты — без науки. Но могут ли! Корреспондент «Химии и жизни» А. Лаврии обсудил эту проблему с поэтом А. Тарковским, а В. Полищук — с тремя известными химиками, лекторами V Всесоюзной школы по химии металлорганических соединений; собиравшейся в декабре прошлого года в Звенигороде. «От Алигьери до Скиапарелли» Арсений Александрович, в вашем стихотворении «Вещи» есть такие строки: Все меньше тех вещей, среди которых Я в детстве жил, на свете остается. Где лампы-«молнии»? Где черный порох? Где черная вода со дна колодца? Где «Остров мертвых» в декадентской раме? Где плюшевые красные диваны? Где фотографии мужчин с усами? Где тростниковые аэропланы? Действительно, на глазах одного поколения произошли грандиозные изменения в жизнн человечества. Резко возросла роль науки и техники в нашем бытии. Не умалилось ли в связи с этим значение искусства? Во все времена искусство отнимало у человечества огромные силы и средства, не принося взамен никаких материальных выгод. И тем не менее искусство всегда «Существовало и будет существовать, пока жив человек. Искусство, как и наука,— метод познания мира. Между наукой и искусством масса различий, но есть и много общего. Искусство пользуется в основном интуитивными методами, а наука — точными: опытом, анализом. В то же время искусство тоже связано с опытом и анализом, а точным наукам не чужд эстетический подход к созданию модели мира. И математики, и физики — от Пифагора до Эйнштейна — искали красоты решений, видимо, интуитивно чувствуя, что правильное решение задачи должно быть красивым... То, что в науке невозможно делать открытия только дискурсивным путем, доказывает и великая теорема Гёделя*, которая гласит: в математике в достаточно широком классе понятий существуют вопросы, ответить на которые можно, только расширив сам этот класс понятий. При этом в новом классе понятий появятся «свои» вопросы, требующие дальнейшего расширения. Этот процесс бесконечен, и поэтому абсолютно логически замкнутая система невозможна. Выйти же за ее рамки можно, только вводя новые понятия, расширяя аксиоматический базис. А аксиома, как известно,— это утверждение, принимаемое на веру, без логических доказательств. И поэт, и ученый постигают мир. Можно ли кому-нибудь из них отдать здесь предпочтение? * См. «Химия и жизнь», 1981, № 12.— Ред. 82
Немецкий iiojt и мыслитель XVIII века Но- вллис, считал, например, что интуиция нолта поспи ает природу лучше, нежели разум ученою... По ней, если не ошибаюсь, учился Ломоносов, которого Белинский назвал отцом и пестуном русской литературы. Вероятно, не лучше и не хуже, только другими способами. В этом смысле поэта и ученого нельзя противопоставлять. Новалис считал лучшим способом постижения мира поэтический, поскольку краеугольным камнем для него был чувственный опыт человека, а краеугольный камень ученого — человеческий ум. Я верю, что искусство поэзии, как и всякое другое искусство, строится на правильном сочетании чувства и разума. Хорошая поэзия — это всегда чувство, проверенное умом, и разум, проверенный чувством. В античной и средневековой литературе нередко можно встретить философские трактаты, созданные в поэтической форме. Тогда поэзия еще не расщепилась на жанры. Ученые использовали стихотворную форму для придания большей убедительности своим мыслям. Стихами писали даже учебники. В «Курсе чистой математики» Е. Войтяховского, вышедшем в 1824 году седьмым изданием, есть такая задача: Нововыезжей в Россию Французской Мала ме Вздумалось ценить свое богатство в чемодане: Новой выдумки нарядное фуро И праздничный чепец а ля фигаро; Оценщик был Русак, Сказал Мадаме так: Богатство твоего первая вещь фуро Вполчетверта дороже чепца фигаро; Вообще ж стоют не с половиною четыре алтына. Но настоящая им цена только сего половина; Спрашивается каждой вещи цена, С чем Француженка в Россию привезена. Стихами была написана известная «Арифметика» Магницкого... Да, в Ломоносове было гармоническое сочетание ученого и поэта. Поэзия и наука не вступали у него в противоречие. Стихи Ломоносова очень философичны. Вообще, русская поэзия всегда отличалась необычайно мощным стремлением постичь мир, сущность бытия. Вершины философской лирики дал XIX век. Это, прежде всего, Пушкин, Баратынский, Тютчев... У Баратынского есть стихотворение «Смерть», в котором очень мудро постигнута диалектика рождения и смерти в природе. Даешь пределы ты растенью, Чтоб не покрыл гигантский лес Земли губительною тенью... Чудесные строки о природе есть у Тютчева: Не то, что мните вы, природа: Не слепок, не бездушный лик — В ней есть душа, в ней есть свобода, В ней есть любоиь, в ней есть язык... Замечательно то, что философская линия продолжилась и в русской поэзии XX века. Это Блок, Хлебников, Волошин, Заболоцкий... У Заболоцкого вообще была тяга к естественнонаучному познанию мира. В стихах и поэмах он пытался постичь диалектику отношений человека и окружающего мира. Заболоцкий одушевлял природу, верил в единство органического мира. Вот, к примеру, строки из его стихотворения «Метаморфозы»: Как всё меняется! Что было раньше птицей, Теперь лежит написанной страницей; - ft Л vij^K Ш 1 "OftiMM е.,. ^ ^Ш1 ViV// */rk
Мысль некогда была простым цветком; Поэма шествовала медленным быком; А то, что было мною, то, быть может, Опять растет и мир растений множит. Вспоминается имя еще одного поэта — Осипа Мандельштама. Ведь он, кроме стихов, писал и научные статьи. Его перу принадлежит, например, статья «К проблеме научного стиля Дарвина». Статья послужила толчком к написанию стихотворения «Ламарк»: Был старик, застенчивый, как мальчик, Неуклюжий, робкий патриарх. Кто за честь природы фехтовальщик? Ну, конечно, пламенный Ламарк. Если все живое лишь помарка За короткий выморочный день, На подвижной лестнице Лам арка Я займу последнюю ступень. К кольчецам спущусь и к усоногим, Прошуршав средь ящериц и змей, По упругим сходням, по излогам Сокращусь, исчезну, как протей... Как вы считаете, можно отнести такие стихи к «высокой» поэзии? Безусловно, это высокая поэзия. Мандельштам не просто излагает какие-то научные теории и факты; здесь все его внимание обращено на собственную поэтическую сущность («Сокращусь, исчезну, как протей...»), и опровергнутая современной наукой теория Лам арка становится предметом лирической поэзии. Вашим стихам тоже не чужда научная тематика. Особенно выделяется в них «астрономическая» тема. Вы знаете, я люблю точные науки — математику, физику, астрономию... Мое увлечение астрономией началось с бинокля. Я очень любил рассматривать звездное небо и изучать небесную карту. Потом у меня появился небольшой домашний телескоп. Одно время я даже заведовал секцией построения любительских астрономических приборов во Всесоюзном астрономическом обществе (ВАГО). Видимо, это увлечение отразилось и в вашем стихотворении «Анжело Секки», где есть такие строки: От мерцовского экваториала Он старых рук не властен оторвать; Урания не станет, как бывало, В пустынной этой башне пировать. Анжело Секки — это итальянский астроном XIX века. Когда после долгого изгнания он вернулся перед смертью в Рим, в свою обсерваторию, то, прощаясь с любимым астрономическим прибором, экваториалом системы Мерца, говорил: «Прости, мой дорогой мерцовский экваториал!» Я написал это стихотворение оттого, что чувствовал духовное родство с Анжело Секки... В другом стихотворении у меня упоминается Скиапарелли: Вы, жившие на свете для меня, Моя броня и кровная родня От Алигьери до Скиапарелли, Спасибо вам, вы хорошо горели. Скиапарелли первым выдвинул теорию искусственного происхождения марсианских каналов. Это была вера моего детства. Когда выяснилось, что «каналы» на Марсе естественного происхождения, я испытал большое разочарование... Современному поэту недостаточно одного гуманитарного образования. Он должен иметь представление об устройстве вселенной, о ботанике, зоологии, химии, анатомии и других науках. В XX веке уже нельзя писать, как в XVIII или XIX. Время приносит новые темы, идеи, образы... Одну из таких тем вы подняли в стихотворении «Умирание ремесел»: И уже электронная лира, От своих программистов тайком, Сочиняет стихи Кантемира, Чтобы собственным кончить стихом. И впрямь — уже делаются попытки научить ЭВМ писать стихи, хотя все они пока кончаются неудачно. А как вы думаете, смогут ли в будущем машины сочинять хорошие стнхи? Боюсь, что это возможно. Возьмем, к примеру, шахматы. Они находятся на грани науки и искусства. И ЭВМ уже играют в силу мастера. Наверно, можно запрограммировать и личность машины, сочиняющей стихи, но программированием должен заниматься хороший поэт с безупречным вкусом. А если поэт-программист будет третьестепенным, такими же окажутся и машинные стихи. Но на наш век, надеюсь, хватит человеческой поэзии. Человек занимает центральную позицию относительно макро- и микромира. Техническое вооружение цивилизации дало возможность заглянуть в глубь обоих миров. Человек центроположен также и по свойству своих впечатлений: человеческий разум вмещает в своих пределах Вселенную. Такой взгляд на человека и отразился в моих стихах. Говоря словами Новалиса: с Истинный поэт всеведущ; он действительно вселенная в малом измерении». Конечно, поэту необходимо знать какие-то основы точных и естественных иаук. 84
А нужно ли, на ваш взгляд, ученому знать, понимать и любить искусство? Конечно. Вспомним знаменитое высказывание Эйнштейна о том, что Достоевский помог ему в его открытиях больше, чем любой научный мыслитель, больше, чем Гаусс. И в наше время есть много ученых, соединяющих в себе любовь к искусству и науке. Техническая культура, эпоха НТР требуют одухотворенности научного работника... Немецкий литературовед Ф. Шлегель еще в 1797 году сказал: «Искусство должно стать наукой, и наука должна стать искусством; поэзия и философия должны объединиться». Это пророческие слова. Цивилизация без искусства немыслима, это ее духовная сила. Наука и искусство открывают перед человеком необозримые горизонты, и я уверен, что они всегда будут идти рука об руку. Вы входите в свою лабораторию, а там... Представьте себе: вы входите в свою лабораторию, а там сидит младший сотрудник и читает сборник стихов. Ваша реакция? Доктор химических наук, профессор М. И. Рыбинская. Такому человеку от меня бы здорово влетело. В лаборатории посторонние книги неуместны. А если у него обед? М. И. Рыбинская. Если исследователь — даже в обеденный перерыв — читает в лаборатории художественную литературу, значит, он не любит свою работу и ему лучше заняться чем-нибудь другим. Доктор химических наук, профессор И. И. Моисеев. Если дело происходит в рабочее время, я, пожалуй, постараюсь этого не заметить из уважения к сотруднику. Ну а если в обед — смогу только восхититься и позавидовать тому, что у человека хватает времени и сил на стихи. М. И. Рыбинская. Для того, кто всерьез любит науку, она увлекательнее всего на свете. Я же не говорю, что стихи читать не надо — просто нужно этим заниматься дома. Настоящий ученый умеет 85 bta$J/..<wA
не только работать, но и отдыхать. Доктор химических наук, член-корреспондеит АН СССР М. Е. Вольпии. А я, где бы ни увидел книжку стихов, прежде всего спрошу — чьи стихи? Есть ли что-то общее в творческом мышлении химика и поэта? М. И. Рыбинская. Разумеется. Хороший химик — всегда поэт. Химику нужна поэзия. Ведь он и в веществе ищет красоту. Не только красивый цвет или форму кристаллов, но и красоту, совершенство строения, симметрию, гармонию. Не случайно самые важные, ключевые для химии вещества красивы во всех смыслах. Взять, например, ферроцен — он, как известно, произвел переворот в химии металл- органических соединений. Его кристаллы красивы, он окрашен в приятный цвет. Мало того\красива, изящна, совершенна и его структурная формула: I Fe М. Е. Вольпин. Поэзия может помочь химику в работе — но не каждому. Есть люди с исключительно развитым логическим мышлением, их творчество вряд ли сродни поэтическому. Но не менее распространены и другие, которым дороги не только сухие факты или строгие обобщения... Полагаю, что для развития науки необходимы и те,и эти. И. И. Моисеев. В любом творчестве важнейшую роль играет вдохновение. Что под ним понимать? Какое бы произведение ни создавалось — научное, инженерное или поэтическое,— всегда участвует подсознание, происходит внутренняя работа мозга, которую человек даже не осознает. И когда результат работы выливается в формулу, конструкцию, стихотворение — человек испытывает радость, высшую из доступных ему радостей. Химику, несомненно, полезно понимать поэзию, уметь чувствовать ее глубину. Много ли поэзии в вашей личной библиотеке? М. И. Рыбинская. Представьте себе, да. М. Е. Вольпин. Много. И. И. Моисеев. К сожалению, мало. Хорошие стихи купить трудно, у меня нет времени на добывание книг. Вот недавно мне обещали достать сборник Ахматовой — жду этого с нетерпением. А какие книги у вас самые затрепанные? М. Е. Вольпин. Цветаевой, Пастернака... Эти поэты очень разные, отвечают совершенно разным настроям души. Но они мне равно дороги. С годами восприятие поэзии меняется, но я сохраняю верность этим поэтам. Я знаю, что Мандельштам, например, очень большой поэт, но на его стихи как-то не откликаюсь. М. И. Рыбинская. Что касается затрепанных книг, то в моей библиотеке таких нет. Если же говорить о книгах, которые я раскрываю чаще других, то вкус в поэзии у меня свой. Я ценю поэтов, которых не всегда включают в обойму самых популярных. Очень люблю стихи Александра Яшина — его книги открываю чаще других. Могу также назвать Маргариту Алигер. В ее женском восприятии мира есть много созвучного, близкого мне. Нередко перечитываю стихи Евтушенко. И. И. Моисеев. А я чаще всего обращаюсь к Пушкину. Сколько его ни читай, каждый раз открываешь для себя что-то новое. Кроме него, высоко ценю Цветаеву, Ахматову — но Ахматову, повторяю, мне еще только обещали принести, так что ее книгу не могу назвать в числе «затрепанных». Нередко приходится слышать, что печатать стихи на страницах научно-популярных журналов ие нужно:, что они там неуместны. Вы с этим согласны? М. И. Рыбинская. Что за чепуха! Стихи — одна из форм передачи информации. Почему же эту форму, если она используется удачно, объявлять недопустимой? М. Е. Вопьпин. Разумеется, стихи уместны. Особенно если их написал постоянный автор этого журнала или неожиданно выступивший в роли поэта ученый. Короче говоря, лучше, чтобы это были не просто стихи, какие публикуются где угодно. Впрочем, если любой журнал напечатает ранее неизвестные, но великолепные стихи — кто же сможет возразить? И. И. Моисеев. Стихи допустимы, если они хотя бы косвенно связаны с тематикой журнала. Может быть, в этом сказывается формализм мышления, но мое мнение таково. Впрочем, ваш журнал называется «Химия и жизнь». А можно ли найти стихи, не относящиеся если не к химии, то к жизни? 86
Оно не знало желаний. Не слышало, не ощущало, ничто не могло его обеспокоить. Бесчувственное, не жило и не дышало, но погибло бы без свежести дыхания Земли. В нем ничего не было, кроме слитной и расплывающейся массы, и только в мутновато-прозрачной глубине ее как бы намечены обрывки шнура. Концы таяли и терялись, и самые обрывки были прозрачны и неуловимы. Но они были связью. Они связывали начала и сами являлись началом. В стеклистой пучине покоилось свое солнце, округлое и текучее. Ясное, но холодное, ненасытно вбирало оно то жар извне, то расслабляющую прохладу и существовало во тьме. Вспыхнула в солнце горячая крапина. Сгущалось вещество. Студенистое, неживое однажды передернулось странно и замерло. Крапина ширилась, всасывая зыбкое солнце, безупречный шар его искривлялся и опадал. Подрагивало в хлюпающей нагретой влаге. Под теплым воздушным шатром еле слышно вздохнула плоть. На скользкой комковатой глади, высвободясь из оболочки, проступили выпуклые глаза. Бесформенный сгусток смотрел. Еще не отделилось, всей поверхностью сросшееся с облегающим сводом, и все же — приступило: выламывалось, долбило, стихая надолго, может быть, насовсем. Сдавливало уже невыносимо, томились без света глаза, и — жить, жить, освободиться — или задохнуться. И вот из однообразно устойчивого теплого, сырого он вышел в едкую сушь, ветровые по степи шквалы, разнопогодицу. Вобравший влагу, он грузно разбух и через миг не уложился бы в оставленное вмести-
Первый день жизни лище. Без привычного колыбельного охвата оседает тело. Собственное тело давит. Он с трудом дышал. Вздох — и утоляет, тошнотно мучая, и тут же выдыхается до удушья. Тяжко уходить из этого мира и тяжко в него вступать. Не ребенок человека, но острождан- ный. Исчисленный, расслышанный. Вот лицо женщины, уставленные в точку глаза, исполинское яйцо в напряженных руках; ухо приникло к лоснистой скорлупе. Пятница, суббота, воскресенье, ночь, утро. Замкнуто, озабоченно — мимо новых домов, ресторана, толчеи гостиницы — под редкие фонари старой поселковой улицы, где мерцают низкие окна и — ни души. Проемом каменной ограды — во двор. Комната: беленые стены, осторожный переплеск инкубаторов. Еще дверь, в детскую. Вспыхнула лампа. За стеклом приподнялась головка с бугристым опущенным лбом; он был слаб, изогнутой шеей, горлом опирался о застланный пеленкой пол. Смотрел устало, с важностью. Припухлое плечо среди подсыхающего покрова, отечный сгиб ноги и странная двупалая ступня. Поспешно выключена лампа. Прикрытая бесшумно дверь, за которой остались покой, тепло, где истово оберегаемый — возлежит... 3. Он самый поздний, одиннадцатый. С небольшую курицу, на коротких ногах, голый сзади, голые живот и, под крыльями, бока. Не приманчивый пух цыпленка — жесткая колючая поросль, белые твердые волосики между буроватыми подобьями перьев, суженных в нитку, остро торчащих. Еж на ногах и с шеей. Семенит за прочими суетливый, мелкий—до половины ноги не достает он старшему. Но широкий рыжеватый лоб, складка рта и взгляд по-прежнему полны значительности: он из крупнейшего на Земле яйца. Подрастая, удивлял все больше. Долговязый, с несуразно большими ступнями и массивным телом должен бы тяжело передвигаться, а он выступал с величавой легкостью. -Наклонялся — медлительно изгибая бархатистую шею, поднимал голову с тем же пластическим извивом. Садился не по-птичьи, не по-звериному: резко откачнется назад, воссядет на согнутые в суставе длинные ноги. Высоко его голова, далеко ему видно. Прикроет веки; колышется травы, едва приметно 88
колышется столбик шеи. Поглядит зорко. Вокруг спокойно. Тогда качнется вперед, повалится на грудь, на живот — отдыхать. Даже пил чудно. Ни лакать, ни втягивать не умел — кусал, выкусывал из миски молоко или воду. Не знать бы, что он дитя африканского страуса, то и не понять, кто этот ногастый, колючий, с несуразными повадками. «Единственное детство без обаяния»,— думала я. И только в строгом лице женщины улыбчиво проступало: ребятишки. Так проступало явственно, что я оглядывалась на них — чему умиляется? 4. В тот день неожиданно стемнело, задул ветер. Их погнали к дому. Стремглав вбежали они в коридор и в комнату под названием элевеза. В элевезе свежий воздух, лампы дневного света, рассыпчатый — мне показалось, просеянный, как в песочных часах,— на полу песок, чистый и теплый: под полом топилась печка. За ними накинули крючок двери, обтянутой сеткой. Я смотрела из коридора. Они мгновенно легли, распластав по песку узенькие крылья. И началось диковинное. Крылья плавно изгибались, шеи змеились по полу, тела нежились, покачиваясь,— когорта как бы плыла, загребая и оставаясь на месте. Я взяла белый, как в больнице, табурет, вошла внутрь элевезы, быстро заперла за собой дверь и устроилась тут же, справа от двери, понезаметнее. Но самый рослый немедленно зашагал ко мне. За ним потянулись остальные. Обступили. Рослый, когда я сидела, был вровень со мной. Он уставился на замок молнии моей застегнутой доверху куртки, клюнул и рванул. «Ты!» — сказала я, отстраняя его, а он успел крепко рвануть еще раз. Я поддела его ладонью под упругий горячий живот, и он отскочил, взбрыкнув. И тут же ударил в молнию на боковом кармане. А маленький вытянулся, он, кажется, привстал на цыпочки и тюкнул в молнию сумки у меня на коленях. На куртке молний было три и одна на сумке; а еще имелась тесьма капюшона со свисающими шариками, узелки шнурков на кедах, кольцо на пальце... Компания оживленно суетилась, тянулись один из-за другого, доставали, отдирали — с серьезными физиономиями, наивными, но ухватистыми клювами, приметливые, как ястребы. — Караул,.—сказала я,— разденут! — И разденут,— подтвердила из коридора женщина. В ту же секунду другой рослый оторвал шарик капюшона, побежал, выронил, '"* Все они — дети — Что это? — спросила я, не оборачиваясь, чтобы не упустить и мига. — Красиво ? — спросила женщина. Так же дружно поднялись, успокоенные. Пили, клевали из деревянного корытца-кормушки, почесывались, колупали стену — будничные, скучноватые. — Можно к ним на минуточку? — рискнула я, не надеясь, зная, что светлая элевеза — недозволенная, оберегаемая, скрытая от глаз святая святых. — Попробуйте,— разрешила женщина; почему она сказала «попробуйте»? все кинулись ловить, склевывали, теряли, шарик катился, его преследовали. Только я вздохнула — какому-то детинушке пришло в голову пролезть между мною и стенами — я сидела в углу. Он втиснулся большим круглым телом, качнул меня с табуретом вбок, потом вперед — я чуть не упала — и так испуганно оттуда вылягнул, будто это я его туда засунула. К шарику потеряли интерес. Снова обступили. Я пригнулась, защищая непрочную матерчатую сумку, а они большими круглыми глазами вплотную, вниматель- 89
нейше разглядывали мое лицо... Младший расклевывал кеду... Под веселый смех женщины бежала я, наступая на собственные шнурки, от ее взлелеянных и обожаемых. 5. Поверьте, на целую зиму хватило мне того денька. Особенно к ночи полезно было представить разбойную ватагу — и городской выматывающий день отступал, и я засыпала на согретом песке тишайшей эле- везы. А весной я была уже там — мимолетно, на день, хоть на день. Стоял май, сирень цвела так, что по дорожкам парка шли пригибаясь, отводя грозди, из окрестной степи нагоняло в поселок еще и крепкий дух разнотравья, и даже пыль от машин пахла сладко. — А где же?.. — спросила я. — А вот, пойдемте,— живо отозвалась женщина. На задворье, куда не доходят посетители степного зоопарка, она вошла на обнесенную сеткой лужайку. Я увидела их... Это были исполины. Колоссы доисторических времен, неведомо как задержавшиеся на Земле. Одиннадцать пепельно- серых созданий, соединение мощи и женственности. Небольшая аккуратная голова птицы и грубые ноги с копытной твердости когтем на одном из двух пальцев. Громадные мускулистые голые ляжки и пуховая нежность перьев на туловищах. Окружили женщину, наклонив головы, дружелюбно разглядывали. Они были так велики — женщина доставала им до груди,— что я невольно спросила: — Не заклюют вас? — Что вы! — воскликнула она; оглаживая бока и рыхлые крылья, в которых утопала ее рука, она приговаривала напевно: — Это же дети... Они дети... Вот это ребенок... Ребенок вытащил у нее из волос гребенку. Она подняла руку, и, когда отбирала гребенку, я заметила, что клюв имеет прежнее наивное и вместе важное выражение. Пора было уходить, а я все сидела у вольеры. Теперь они смотрели на мои часы, на кольцо, на кеды. Тычась в сетку, пытались достать. Затем отвлеклись. Камень — булыжник глубоко засел в иссушенную почву, и они обкусывали его, выбивали, долбили, желая вытащить. Последнее, чему успела я подивиться, было волчье лязганье этих детских клювов. Забава птенцов исчезнувшего чудовищного эпиорниса! Молодых гигантских диатрим, живших 60 миллионов лет назад! Забавы — до нас, без нас, на благословенном просторе... 6. Я хотела знать и расспрашивала, искала научные статьи, книги, фотографии. Краткое упоминание было для меня находкой. Одна фраза уколола: «Страус, еще живущий пернатый гигант». «Еще», «еще живущий» — что за выражение, в какую глубину веков оно уводит и как безрадостно предсказует! Затем отметила,— а раньше не обращала внимания,— как в общем разговоре знакомый о ком-то сказал: «Прячет голову под крыло как страус». И прибавил: «Глуп, будто родился от страуса». Пустяковые слова, болтовня, а меня задело. При случае я спросила одного зоолога: «Как вы считаете, страус глуп?» Тот удивился: «Почему?» «Ну, так принято выражаться,— невнятно отвечала я,— может быть, потому, что у него голова маленькая». «А зачем ему большая?» — спросил зоолог. И стал объяснять, насколько невежественно и не- биологично называть животное глупым, любое животное. А страус еще и непохож на прочих птиц и оттого непонятен. Постепенно я узнавала и кое-что о повадках. Взрослый страус черный, на гнезде он сидит обычно ночами, его самка — днем, серая в тон почвы. Детей воспитывают оба. Страус смело обороняет страусиху и птенцов, его оружие — ноги, он бьет ногами со страшной силой. Случается ему и хитрить, отводя врага более внушительного, случается и обращаться в бегство. Страусиха в холмистой местности умеет затаиваться, ложась, вжимаясь и тогда не под крыло — этой бессмыслицы не бывает,— не под крыло, а в щель, под каменный козырек, в подходящее углубление прячет голову, как делаем при опасности и мы. Он приспособлен к бегу, не лёт его спасение и талант, а бег. И я вспоминала, как бежит по степи страус. С неизменяемой грацией, плавно покачиваясь и едва касаясь быстрыми ногами земли, отогнув шею, устремив вперед клюв, несется великолепная птица... Большинство зоологов полагает, что страусы когда-то летали. И теперь на рассвете, словно осталась в них смутная память о полете, они часто кружатся, воздевая крылья к восходящему солнцу. Страус недоверчив. Любопытен к необычным явлениям. Способен привязаться к человеку. Под конец я открыла старинного издания том Брема. Разыскала главу «Страу- совыя птицы». И ко множеству оставшегося в памяти: страусы пасутся в саванне среди зебр и гну; мчащийся страус, на которого всадник бросает лассо; на сбитого с ног страуса навалился человек — вот она, добыча драгоценных перьев, черных и белых, для вееров и шляпок; взнузданные страусы, страусиные гонки — людская потеха... Ко множеству представлений прибавилось еще одно. Песчаная пустыня. Медлительная вереница верблюжьих спин. Длинные голо- 90
вы, невозмутимо-надменный взгляд из-под густых щеток ресниц. И слова Брема: «По дороге в Рат, в стране Туарег, Дюверье видел ручного страуса, следовавшего за караваном». 7. Взволнованный говор в небе. Медленно перемещаются журавли, их множество; они свиваются, истаивая на повороте, возвращаются. Раскинув широкие крылья, отдельно скользит один. Знойная осень. Голубой день. Суховей. Закинув лицо, смотрю на страуса. Он, со своей высоты,— на меня, вопрошающе. Тот самый суетливый, мелкий, нескладный — вот его возмужалость. Богат черный, без блеска наряд с отделкой из перьев слепяще-белых. Рассыпчатая груда, перебираемая ветром. Крыло отставлено: жарко. Изогнулось, опахивает. Отброшено, вьется по ветру. Свисло донизу, как шаль с плеча. Прозрачно его выпуклое карее око, в нем что-то вздрагивает, стеклисто перетекая. В нем тени собственных ресниц и журавли — тот, одинокий, сейчас очерчивает верхний край ока. Далеко внизу — я, малоприметной точкой. Посередине и во весь глаз — земля. Степь. На свободе играют молодые лисицы, парит орел, там серебрится дождик из случайной тучи. В степном загоне зебры пугливо следят за новенькой, как мечется она, кровавит о непривычную ограду голову и грудь, вот уже черные с красными перемежаются на зебре полосы — и мертвую, со свисающей с телеги головой, ее вывозят вон. Треснул выстрел, пала олениха; темные фигуры перемахнули через забор, резали, торопясь. До зари поднялись из трав люди, двое; расставались, разнимая руки, расходились — девушка к ближнему хутору, парень к тому, что на горизонте. Лебедь, озираясь, горестно зовет на закатном пруду. Так год за годом. Степь бурая, вот прозелень, встают травы, выше, теснее, вот мириады цветов — и ветры вытрепывают семена; упорствуют поздние стебли; ливень со снегом гасит степь. ... Сосредоточенно сомкнут клюв. Насторожен вбирающий взгляд. Нет для него ни смерти, ни преступления, ни потайной любви. Но есть, как и во мне, слитное видение подстерегающей жизни, ее отдаленные зовы; есть переменчивые толчки сердца переменчивым днем, напряжение ночного покоя и облегчающее предчувствие восхода... Нора АРГУНОВА t^'-Г- м Еще о страусах В екатерининское время с передвижным зверинцем в Россию прибыл первый страус. В ту пору в таких зверинцах часто было по одному заморскому зверю или по одной экзотической птице. В Москве, на Тверской улице, страуса показывала жена некоего Шабер- та да Тардия. Вот что писали о сем великом диве. Привезенная из Африки птица «ост- рус, которая больше всех на свете, чрезвычайно скоро бегает, имеет особенную силу в когтях, на бегу может схватить камень и так сильно оным ударить, как бы из пистолета выстрелено было; оная птица ест сталь, железо, разного рода деньги и горящие уголья». За свидание со страусом россияне из «благородных» расплачивались по своему разумению, а с купцов «брано было по 24 коп.», «простому» же люду цену объявляли при входе. По другим сведениям, первый африканский страус по- 91
пал в Москву несколько ранее — в 1738 году. «Великая птица страус, или строфока- мил» вроде бы прибыла из Англии. Ныне Московский и другие зоопарки страны получают страусов и американских нанду из степного заповедника «Ас- кания-Нова», расположенного неподалеку от Каховки. Там на воле обитают многие виды животных из степей Африки, Азии и Австралии. Не так давно страусов ради их, бывших в превеликой моде перьев тысячами разводили на обширных фермах в Южной Африке, Северной Америке и даже во Франции. Страусов оды старались подыскать место с известковой почвой, обносили его высоченной оградой и засевали люцерной. Здесь страусы паслись, сами раздобывая себе пропитание. Если же корма им не хватало, то птиц подкармливали, примешивая в корм либо мел, либо толченые кости, чтобы у громадных пернатых созданий был нормальный обмен веществ. Довольно часто у страусов отбирали яйца и выводили птенцов в инкубаторах — такие птенцы легче и прочнее привязывались к человеку. Сперва страусоводы выдергивали перья из живых птиц. Те от этого очень страдали и часто гибли. Потом догадались стричь страусов наподобие того, как стригут овец. Эту манипуляцию проделывали раз в В месяцев. Оставшиеся в коже очины перьев вскоре выпадали, и птицы одевались в новый наряд. И страусиные стада стали быстро приумножаться. Страусоводы ликовали — пока не сошла мода, пока предложение не превысило спрос, перья стоили бешеные деньги. Да и страусиное мясо неплохое — на вкус сразу напоминает говядину и птицу. А яичнице из страусиных яиц многие гурманы пели гимны. Вкус отменный, объем — тридцать куриных! Справедливости ради надо сказать, что на земле были яйца и покрупнее. Например, яйца моа, обитавшего в Новой Зеландии всего около двухсот лет назад, и у мадагаскарского страуса эпи- орниса, живым которого, вероятно, в последний раз видели в 1658 году. Собьем яйца эпиорниса, хранящегося в музее, вшестеро больше, чем у яйца африканского страуса. Не яйцо, а ведро объемом в 9 литров! Эпиорнисы и моа на наших землях никогда не проживали, а вот так называемые африканские страусы водились на юге Украины, в Казахстане и Средней Азии. В Китае они дожили до II века нашей эры. А к югу от Аральского моря они вроде бы изредка встречались каких-нибудь сто лет назад. Местное население величало страуса «птицей-верблюдом». Почему здесь так прозвали страуса? Может, за длиннющую шею? Или за высоченные ноги? Голые красные ноги страусов уникальны — из всех птиц только у них два пальца, внутренний, более длинный палец вооружен широким когтем. И хотя пальцев мало, ноги страуса хоть куда. Ему ничего не стоит перемахнуть через полутораметровый забор или широкий ров. Африканскому страусу по плечу обогнать лучшую скаковую лошадь. И не мудрено •*— его шаг 4—5 метров! И другие его габариты внушают уважение: высота 2 метра 70 сантиметров, вес 90 килограммов (чаще 50—70 килограммов). Остальные ныне здравствующие страусы хотя и тоже великаны среди птиц, но не такие громадины. Австралийский эму «тянет» лишь 45—55 килограммов, а ростом он на метр ниже африканского собрата. Американский нанду, живущий в горных степях, и того меньше — росту в нем всего-то полтора метра. Зато в лесных зарослях Новой Гвинеи бродят казуары, которые при таком же росте весят больше нанду и больше эму — до 80 килограммов. Эти все из себя черные, блестящие толстяки носят на голове красивое роговое утолщение, именуе- емое орнитологами шлемом. Африканских страусов стали истреблять и разводить в погоне за наживой. В 1910 году только из Южной Африки было вывезено 370 000 килограммов прямо-таки невесомых страусовых перьев, шедших на шляпки и веера модниц. А ценились они «больше чем на вес золота». Восторг вызывали только перья самцов, ибо одежда самок невзрачная, а на больших, но негодных для летания крыльях самцов и на их «хвостах» растут длинные, ослепительно белые мягчайшие перья. Довольно густые черные перья покороче окутывают тело гигантов, за исключением ног и голой роговой мозоли на середине груди. Под этой мозолью очень толстая и широкая грудная кость. Крепость ее превыше всяких похвал, надежный щит, да и только. Это очень удобно для птиц, которые с размаху грудью ложатся на землю. Эта же кость при быстром беге спасает страуса от повреждений при столкновении с деревом или кустами. Грудная кость — защита. А воюет страус ногами. Именно ногами они лягают друг друга в борьбе за пернатую невесту. Поднимают страусы ногу и на человека. Бывало, что люди умирали на месте, получив страшный удар двупалой ноги в лицо или грудь. Что ж, каждый воюет как умеет... Рассерженный страус не боится ни рычащего льва, ни гудящего автомобиля, ни самого черта, если тот хотя бы на сантиметр ниже его ростом. Да, да, страус отступает только перед противником, который выше его. Пернатый драчу н, не моргнув глазом, устроит взбучку, скажем, тяжеловесу боксеру, но спасует перед малолетним ребенком, если тот встанет на ходули. И при всем при том страус отчаянный проныра. С ним все время надо быть начеку. Например, в Аскании- Нова в разгар гражданской войны страус выхватил из кармана зазевавшегося красноармейца срочный пакет и мигом проглотил его. Да и вообще неразборчивые птицы глотают невесть что, вернее, все, что пролезет в горло: тряпки, медные монеты, гвозди, кремни, бубенчики... Несмотря на то что в их меню преобладают вегетарианские блюда, страусы тут же проглотят подвернувшихся цыплят или утят. Да и насчет воды они очень охочи, хотя могут не пить несколько дней. Иногда они входят в воду и там задумчиво коротают время. А вот во время грозы страусы предпочитают не маячить в степи и тем более не стоять в воде. Они ложатся на землю, словно склоняют голову перед разбушевавшимся небом, подняться в которое не в их силах даже в полный штиль. С. КРАСНОСЕЛЬСКИЙ 92
Короткие заметки Эта вредная амброзия Древние греки, вероятно, были бы удивлены, узнав, что словом «амброзия» (в мифологии — пища богов) названо какое-то совершенно несъедобное растение. Некрасивое. Вредное. Попросту сорняк, все время стремящийся захватывать новые территории. Родина амброзии — Америка. Там насчитывается около 30 видов этого травянистого растения. В СССР разновидностей амброзии меньше, но все равно три вида — злостные сорняки. И мало того, что амброзия заглушает посевы — ее пыльца вызывает у людей аллергию. Из сельскохозяйственных культур больше всего страдает от амброзии подсолнечник. Эти растения — близкие родственники, относятся к одному семейству сложноцветных. Воюя друг с другом за место под солнцем, они даже страдают от одних и тех же болезней: белой ржавчины, ложной мучнистой росы, склеротинии, серой гнили. Так что они не только враги, но и товарищи по несчастью. Работники Кубанской опытной станции Всесоюзного института растениеводства исследовали заболевание этих растений ложной мучнистой росой, о чем сообщил журнал «Масличные культуры» A9В2, № 1, с. 38). И вот что выяснилось. Стебель амброзии со временем вырабатывает устойчивость к возбудителю болезни: обычно у нее заболевает лишь молодая верхушка. А потом... болезнь передается нежному культурному подсолнечнику, которому приходится гораздо хуже. Амброзия служит также переносчиком возбудителей склеротинии, а возможно, и других болезней. Вообще-то в природе такое случается часто. Даже содружество людей и животных имеет свою теневую сторону — вспомним, например, стригущий лишай у вполне безобидных кошечек. Но людям домашние животные все-таки нужны, а подсолнечнику амброзия и без того мешает. А может быть, среди множества болезней растений найдется одна, которая опасна только для амброзии, а для подсолнечника абсолютно безвредна? Н. ПРОШИН Короткие заметки Сыр, съеденный без остатка Согласно фольклорной традиции, домовые мыши всем прочим деликатесам предпочитают свечные огарки и сырные корки. Однако жизнь не стоит на месте, и сегодняшняя мышь, надо полагать, не очень хорошо осведомлена о вкусовых свойствах стеариновой свечки. Что же касается сырной корки, то она по-прежнему может скрасить скромную подпольную трапезу. Собственно, а куда ее, эту корку, как не в помойное ведро?.. Между прочим, корка — тот же сыр, только подсохший и затвердевший. Мыши соображают, что к чему: корка, в конце концов,— из самого что ни на есть натурального молока. Такой ценой приходится платить за долгую сохранность нежного и питательного сыра, оставшегося под жесткой оболочкой. Но почему бы в таком случае не покрыть головку сыра каким-нибудь искусственным материалом, который имитировал бы натуральную сырную корку? Тогда практически весь продукт достанется нам с вами. Пленок, подражающих скромной сырной корочке, предложено немало. Пожалуй, одно из самых удачных защитных покрытий создано в нашей стране; оно получило название «новал- лен». Сделанное на основе сополимера винил- ацетата с алкилмалеинатом, это покрытие совершенно безвредно (разрешение Минздрава имеется). Новаллен образует нелипкую прозрачную пленку, которая не покрывается плесенью благодаря добавке сорбиновой кислоты. Наконец, пленка достаточно проницаема для газов и водяных паров, то есть, как настоящая корка, не мешает созреванию сыра. О нетривиальности такого материала свидетельствует тот факт, что в его создании участвовали четыре солидные организации: Алтайский филиал ВНИИ маслоделия и сыроделия, научно-производственные объединения «Углич» и «Пластполимер», а также Институт органической химии СОАН СССР. Результат, судя по сообщению журнала «Молочная промышленность» A9В2, № 2), оправдывает надежды: в каждой головке становится на два процента больше сыра. А если в рублях, то экономия составляет 73 рубля на тонну. Вот, правда, с мышами очередная проблема: оставили их сначала без свечек, теперь без корок... Впрочем, пусть выпутываются как знают. О. ОЛЬГИН 93
Смазка на алмазной пыли По песку на лыжах? Даже пытаться не стоит. И все же... В провинциальном английском Ноттингеме живет изобретатель Дерек Рид, который взглянул на вещи иначе. И после долгих экспериментов предложил добавлять в автомобильную смазку если не песок, то такие не менее «наждачные» вещества, как нитрид или карбид бора и даже... алмазную пыль. Оказалось, что дисперсия, содержащая такой абразивный материал, обладает свойством смазки. Правда, для этого его частицы должны быть в среднем не больше двух микрометров в поперечнике и, во всяком случае, ни одна из них не должна превышать в диаметре трех микрометров. Тогда, взвешенные в обычном машинном масле, эти частицы становятся подобием отличных шариков-подшипников. А что касается цены, то бор вообще недорог, а алмазная пыль все равно образуется при обработке и использовании драгоценных камней в промышленности. По предложению Дерека Рида фирма «Таптраст» провела испытания. В 1,7 литра обычного смазочного масла добавили один карат алмазной пыли, отвечавшей требованиям изобретателя. И, к удивлению опытных инженеров, машина с такой смазкой прошла на одном литре бензина почти в полтора раза дальше, чем другая, с привычной всем смазкой. Даже когда взяли старую машину, у которой за спиной было уже более 120 тыс. км пробега, она тоже пробежала на «алмазной» смазке заметно дальше — на этот раз на 20%. Стало совершенно очевидно, что такая смазка заметно уменьшает трение движущихся частей автомобиля и может существенно уменьшать расход горючего. Британское патентное ведомство немедленно выдало изобретателю патент № 2026024, а фирма «Таптраст» купила у него права и ждет представителей компаний, производящих автомобильную смазку, чтобы начать с ними торговаться... Б. СИЛНИИ ~^ ЙЛ,- ...создано жидкое удобрение, содержащее азот и фосфор и не замерзающее при температуре до минус 18 С («Milling Feed and Fertilizer», 1982, т. 165, № 2, с. 9)... ...синтезировано соединение кремния с двойной связью — тетрамезитилдисилен («The Wall Street Journal», 29 декабря 1981 г.)... ...таяние полярных льдов уже привело к повышению уровня Мирового океана на 165 мм и замедлению суточного вращения Земли («New Scientist», 1982. т. 93. № 1294. с. 306)... ...по химическому составу пыльцы, собираемой пчелами, можно определять концентрации промышленных и бытовых загрязнений в районе расположения улья (Агентство БТА, София, 22 марта 1982 г.)... ...в космосе обнаружены молекулы С HN («New Scientist», 1982, т. 93, № 1292, с. 372)... ...К октябрю 1981 года на околоземной орбите находилось 4740 предметов искусственного происхождения («Nature», 1982, т. 295, № 5951, с. 642)... ...стресс способствует возникновению рака (Агентство «Ассошиэйтед Пресс», Эй- то-Бич, 29 марта 1982 г.)... ...выращены микроорганизмы, разрушающие ядовитые гербициды («Science Digest». 1982, т. 90, № 2, с. 19)...
Глазами женщин и мужчин Ни для кого не секрет, что мужчины и женщины часто совершенно по-разному смотрят на одни и те же вещи. Это, конечно, и хорошо, потому что плохо было бы жить на этом свете, если бы между мужчинами и женщинами не существовало никакой разницы. Но это же, увы, иногда приводит и к конфликтам. Насколько объективно различие взглядов женщин и мужчин на окружающий мир? В какой-то мере на этот вопрос отвечают результаты исследования, предпринятого психолингвистами (есть и такая специальность): группе мужчин и женщин было показано двадцать свитеров разного цвета и предложено описать их оттенки словами. Анализ этих описаний показал, что женщины не только лучше различают оттенки, но и пользуются для их описания яркими сравнениями, в то время как мужчины применяют для этого преимущественно слова, обозначающие основные цвета спектра. Так, мужчины называли свитера цвета морской волны (по женской терминологии) просто голубыми, цвета моркови — светло-красными и т. д. Выяснилось также, что если женщины особенно тонко описывают оттенки розового, желтого, красного и синего цветов, то мужчины с описаниями этих оттенков почти не справляются, но чувствуют себя довольно уверенно при описании оттенков зеленого и коричневого. При всем при том как мужчины, так и женщины одинаково успешно описывают оттенки серого цвета. У всех испытуемых с цветовым зрением было все в порядке, и поэтому психологи пришли к заключению, что несовпадение цветового лексикона мужчин и женщин не связано с объективными различиями в способности улавливать оттенки, а возникает скорее всего из-за того, что в среде мальчиков и девочек обсуждение оттенков цвета имеет неодинаковое значение: мальчикам умение разбираться в цветах, как правило, не очень нужно, в то время как для девочек оно престижно. Но если все дело только в воспитании, то, может быть, стоит воспитывать мальчиков и девочек так, чтобы они, став взрослыми, лучше понимали друг друга, несмотря на то что иногда по-разному говорят об одних и тех же вещах? Ю. ТАМБ08ЦЕВ
PSK» ^I«a**:^» A. ЧИЖОВУ, Ленинград: Яри плавлении объем уменьшается только у кремния, германия, сурьмы, галлия, висмута, воды и у некоторых сплавов, например у чугуна. Т. П. БАБУРКИНОЙ, Московская обл.: Квасцы могли изменить цвет из-за частичной потери кристаллизационной воды, однако на их свойства, в том числе дубильные, зто практически не влияет. B. ГЛАДКОВУ, Стерлитамак: Присланная вами пластинка никак не из тантала (этот металл очень тяжел, вдвое тяжелее олова); скорее похоже на высоколегированную сталь. Д. А. ЧЕВЕРДЮКУ, Киев: Зеленый малахит — минерал, основной карбонат меди, а малахитовый зеленый — органический краситель из группы трифенилметановых. В. Ф. СЕЧ КО, Бен деры: Растворитель РС-2 бензина не содержит вовсе, зто смесь ксилола с уайт-спиртом, используемая в тех случаях, когда нежелательно слишком быстрое высыхание масляной, битумной или пентафталевой краски. Ю. СМИРНОВУ, Москва: К сожалению, невозможно прямо в сигарете превратить вредный никотин в полезную никотиновую кислоту... Л. И. ГО ДУН, гор. Куйбышев: Древесно-стружечные плиты устойчивы и во влажном воздухе, так что сделанные из них шкафчики можно вешать и в кухне, и в ванной. Т. А. ШЕПЕЛЬКОВОЙ, Ташкент: У мельхиоровой посуды нет бактерицидных свойств, мойте ее, пожалуйста, как следует. Е. ПЕТРОВОЙ, Щелково Московской обл.: В шкале Реомюра, ныне не употребляемой, один градус равен J180 интервала между точками таяния и кипения воды; следовательно, градус Реомюра соответствует 1,25 градуса Цельсия. A. А. КОСТЮРИНУ, Одесса: Есть специальные препараты для восстановления автомобильных аккумуляторов, например выпускаемый Ужгородским заводом бытовой химии «Автодесульфа- тор аккумуляторных батарей». B. А. САЛЬСКОМУ, Ростовская обл.: Точное решение по поводу качества пищевых продуктов может вынести только государственная организация, располагающая квалифицированными специалистами и хорошо оснащенной лабораторией,— санэпидстанция, Госторгинспекция, в которые и следует обращаться. Е. ВЕТРОВОЙ, Краснодарский край: Совсем простой и достаточно надежный способ распознавания уксусной кислоты — по весьма и весьма специфическому запаху. Е. С, Киев: Ваше мнение о журнале очень лестно, однако, поло жа руку на сердце, должны признать, что знаем, увы, не все и в частности не знаем, как вернуть к жизни старый фломастер неизвестной зарубежной фирмы... Редакционная коллегия: И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, Н. М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, В. С. Любаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), Н. Н. Семенов, В. М. Соболев, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: М. А. Гуревич, Н. В. Ефремов, Ю. И. Зварич, А. Д. Иорданский, A. А. Лебединский (художественный редактор), О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), В. К. Черникова Номер оформили художники: Г. Ш. Басыров, Р. Г. Бикмухаметова, М. М. Златковский, М. Ю. Мелик-Пашаева, Е. П. Суматохин Корректоры Л. С. Зенович, Л. А. Котов а Сдано в набор 13.05.19В2 г. Подписано в печать 1S.06.19B2 г. Т04359. Бумага 70ХЮ8 1/16. Печать офсетная. Усл. печ. п. 8,4. Усл. кр. отт. 86В7 тыс. Уч.-изд. л. 11,6. Бум. л. 3,0. Тираж 365 000 экз. Цена 65 коп. Заказ 1177. АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Ордена Трудового Красного Знамени Чеховский полиграфический комбинат ВО «Союзполиграфпром» Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской обл. (р Издательство «Наука», «Химия и жизнь», 1982
Про огурец Представляете реакцию человека, которому в глаза заявили, будто он выглядит как бакла- жанчик? А скажи ему — как огурчик!— станет ли он оспаривать это мнение? Во всяком случае, не примет его за оскорбление личности. Но что, собственно, в огурчике привлекательного? Зеленый и в пупырышках. А может быть, и горький. Хорошо еще, когда изящный, вроде нежинского, а то скороспелый и пузатый, этакий муромский... Да и по внутреннему содержанию, поговаривают,— одна вода. Разберемся. Согласно ботаническим воззрениям, огурец, употребляемый в пищу, есть недозрелая ягода. Сравните с недозрелым крыжовником и, положа рука на сердце, скажите: в чью пользу ваш выбор? Дальше. Зрелый огурец несъедобен — он желтый, мягкий и горький. И вообще горечь — доминантный признак. Дикие огурцы в рот не возьмешь. Ах, вам попался нынче горький культурный огурец? Что ж, поблагодарите селекционеров, ухитрившихся наперекор природе сделать хотя бы часть огурцов негорькими. А где оно, средоточие горечи? Обычно — в шкурке. Которая зеленая и в пупырышках. И в ней же всякая антисанитария. Нож в руки — и ну ее, эту кожуру, с глаз долой, изо рта вон1 И летит она, бедная, в помойное ведро. А вместе с нею — почти все витаминное богатство огурца. Где зелененький хлорофилл,там и желтенький каротин, и бесцветная аскорбинка. Не поленитесь, возьмите щеточку да потрите эту незрелую ягоду под струей воды — и на стол. Со шкуркой. Теперь очередь пупырышков. Или шипов, если говорить строго. Они бывают белыми и черными. Примите к сведению, что черношипые огурцы, может быть, и душистее, зато белоши- пые лучше хранятся. В прохладе 5—7 дней, а покрытые воском или обернутые в пленку — и месяц. Но когда огурец надо солить, то о днях и речи быть не может. В бочку erol Немедленно! И чтоб шкурка была целехонька. Она-то и вбирает в себя ароматы укропа, хрена, чеснока, горького перца, дубового, чермосмородинного, вишневого листа, эстрагона, петрушки, чабера, майорана и базилика. Список не с потолка, а из учебника. Первые четыре пряности названы там как обязательные, остальные — как весьма желательные. Если огуречная ягода содержала изначально не менее двух процентов глюкозы с фруктозой, то получается хрустящий малосольный огурчик. Чтобы он не стал у вас дряблым, следите за желтыми цветочками: попадут они в засол — прощай хороший огурец. Потому что в цветочках — пектолитические ферменты; где уж клеточным стенкам против них... Значит, витамины назвали, сахара и ферменты упомянули, минеральные вещества разумеются сами собой — и это называется одна вода? Неправда, только 96% воды. Остальное — уважаемые вещества, включая бактерицидные, благодаря которым огуречный сок бьет наповал золотистого стафилококка. Но почему, почему «как огурчик», а не широко, весомо, обобщенно — «как огурец»? Растолстев вдвое и став полновесным огурцом, нежинский огурчик теряет половину витамина С. И вкус не тот, и хруст не тот, и облик... Незавидное было бы сравнение. Так не будем же забывать о неразрывной свя зи формы и содержания.
На чужом поле '<,'- V ^«к Сейчас, когда в Испании завершается чемпионат мира по футболу, внимание бо- ' <<£7 лельщиков, да и не только болельщиков, приковано к футбольным проблемам. Одна из них, ^^ чуть ли не самая острая — проблема чужого поля. Напомним вкратце ее суть: в , , * гостях, на выезде даже сильнейшие команды играют, как правило, хуже, чем дома. Есть нехитрое объяснение этого феномена: дома и стены помогают. Но, право же, стоит разобраться в вопросе глубже, и специалисты футбола этим занимаются. Результаты одного из исследований опубликованы в ежегоднике «Футбол». Психологи обследовали команды наших высшей и первой лиг, проводили анкетирование, брали интервью у футболистов. Лишь 5% опрошенных были убеждены, что в гостях они играют сильнее, 23% заявили, что им безразлично, где выступать, а остальные сетовали на трудности игры в гостях. Причем они называли эти трудности, что позволило исследователям ранжировать негативные факторы чужого поля. Вот эти факторы — в порядке их значимости: 1) действительная или мнимая необъективность судей (разумеется, в пользу хозяев); 2) психологический климат — годами сложившееся мнение, что на чужом поле добра ждать нечего; 3) непривычная игровая обстановка; 4) изменение бытовых условий, в том числе и питания; 5) поддержка, которую зрители оказывают хозяевам. Таковы субъективные оценки. И они подтверждаются объективной статистикой. В среднем результаты на чужом поле хуже, чем дома, на 34%. Средний коэффициент технического брака (доля неточных ударов, передач и других действий) в гостях достигает 0,54, а на своем поле не превышает 0,4. Так почему же на чужом поле мяч становится таким, непослушным? По эмоциональному состоянию перед матчем психологи разделяют игроков на три группы: с повышенной тревожностью, со средней тревожностью и с пониженной тревож- ft. ностью. И такое деление основано не только на поведенческих реакциях, но и на глубо- '*////, ких изменениях в человеческом организме под влиянием физических и психических нагру- / / зок. Состояние тревоги тесно связано с напряженной работой симпато-адреналовой систе- Ош А"" ''' мы' с М°ЩНЫМ выбросом катехоламинов. jU frf Так вот, перед игрой дома большинство футболистов относятся к группе средне- "''у/^. тревожных. Зато на чужом поле резко возрастает доля высокотревожных и низкотревож- <Z^ ных игроков: первые излишне нервничают, вторые вялы и апатичны. А среднетревожные v.„X мастера мяча хорошо настроены на игру, их эмоциональный подъем достаточен для ?У* обострения игровой бдительности, но не столь высок, чтобы потерять голову в необычной обстановке. Какую практическую пользу можно извлечь из этих выводов? Вот какую. Перед матчем тренеры должны успокоить высокотревожных игроков и «разбудить» апатичных, низкотревожных. И тогда, наверное, чужое поле не покажется таким страшным, как его / ' малюют... '■*■. \ У/ яф V ф ^ Издательство «Наука» Химия ■ жизнь 1962 г., М 7 1—96 стр. Индекс 71060 Цена ОБ коп.