Текст
                    ISSN 0130-5972
ХИМИЯ И ЖИЗНЬ
научно-популярный журнал
академии наук ссср
и
1980


химия и жизнь ./^П?| Иадавкв < 19*5 год* оябр 11. ИМ Ж1 )Н I I Нгд* Д. С. Орлоа, И. Н. Лозановская. БЕЛЫЙ КЛАД 2 В. Батраков. КОЛЕБАТЕЛЬНЫЙ ПОРТРЕТ МЕТАЛЛА: 7 МИКРОКОНТАКТНЫЙ СПЕКТР ФОНОНОВ БЕСЕДЫ В НИЖНЕКАМСКЕ 11 1 ■■ -- - " 'А :---., > ._. г л , . . г ^i i Н. Н. Воронцов. О СОАВТОРСТВЕ И СОАВТОРАХ И. В. Худяков. САМЫЕ БЫСТРЫЕ РЕАКЦИИ ■ 'I M. Ларин. В МИРЕ АВТОВОЛН Н. А. Платэ, Л. И. Валуев. ЧТО ПРОИСХОДИТ НА ГРАНИЦЕ Ф. А. Клепиков, В. В. Россихин. СИЗИФ И КАМЕНЬ А. В. Гудков. ПОГОНЯ ЗА ОНКОГЕНОМ Л. Мишина. ЖИЗНЬ, ВОЗВРАЩЕННАЯ В ПРОШЛОЕ А. ХолАдская. БЫСТРАЯ ВОДА — ЧИСТАЯ ВОДА г < О. Васильев. ХУРМА Г. М. Скуридин. ОБЛЕПИХОВОЕ МАСЛО А. С. Ленн. КОЛДОВСТВО СТИРКИ Б. Гржимек. КАК ПОПУГАЙ УЗНАЕТ ХОЗЯИНА? В. Р. Полищук. ПЯТЬ ФОТОГРАФИЙ ГЕНРИ МОЗЛИ ПИСЬМА Г. МОЗЛИ Р. Желязны. ОДЕРЖИМОСТЬ КОЛЛЕКЦИОНЕРА В. А. Супрычев. НЕОБЫЧНЫЕ СУВЕНИРЫ 18 23 30 34 41 44 50 54 5В 60 62 64 76 83 В6 В9 НА ОБЛОЖКЕ- рисунок А. В. Астрина к статье «В мире автоволн». НА ВТОРОЙ СТРАНИЦЕ ОБЛОЖКИ — картина самодеятельного художника П. Леонова «Цирк» A972 г.). Конечно, с животными, мы встречаемся не только в цирке или зоопарке. Порой нам приходится и общаться с ними, а в самом, казалось бы, обыкновенном общении с животными немало тайн. Завесу над одной из них приподнимает статья «Как попу* ай узнает хозяина?» ПОСЛЕДНИЕ ИЗВЕСТИЯ ТЕХНОЛОГИ, ВНИМАНИЕ! НОВОСТИ ОТОВСЮДУ КОНСУЛЬТАЦИИ ИЗ ПИСЕМ В РЕДАКЦИЮ КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК КНИГИ КОРОТКИЕ ЗАМЕТКИ ПИШУТ, ЧТО... 16 28 43, 52 61, 88 66 68 74 94 94 ПЕРЕПИСКА 96
и в последнее время улучшением их занялись самым серьезным образом. Но знают ли читатели, что тем не менее за 1971—1978 годы площадь кислых почв в РСФСР не только не уменьши- лась, а возросла—на 648 тысяч га и продолжает расти? За этой цифрой таятся еще более тревожные подробности. На Дальнем Востоке, где и так немало кислых почв, их количество увеличилось на 19,3%, в Западной Сибири— на 17,8%. Кислые почвы появляются и в Центрально-Черноземной зоне, в Поволжье, на Кубани — в богатейших житницах нашей страны, где раньше никогда и не знали, что такое кислые почвы. Происходит это в основном из- за того, что до сих пор, как ни парадоксально, многие работники сельского хозяйства плохо представляют себе механизмы формирования кислых почв, а также возможности такого древнего приема повышения почвенного плодородия, как известкование. Почвоведы МГУ много лет изучали и продолжают изучать эти процессы и ^ немало сделали для пропаганды грамотных методов возделывания пашен. Однако до недавнего времени рекомендации почвоведов явно недооценивались, да и сейчас ситуация еще мало изменилась. В этой статье мы хотим Навстречу Хл\ ■ съ j ;ду ■[! Белый клад В ближайшее время решить вопрос о достаточном производстве извести, особенно для нужд Нечерноземной зоны. Из постановления июльского A978 г.) Пленуме ЦК КПСС «О дальнейшем развитии сельского хозяйства СССР» О том, что в Нечерноземной зоне более 80% пахотных земель кислые и, значит, малоплодородные, вероятно, слышали и читали многие, как и о том, что вернуть этим землям плодородие можно с помощью известкования. Есть такие почвы и в других районах страны,
рассказать о том, как появляются кислые пэдвы, как можно и нужно предотвратить этот губительный процесс, а также и о том, почему дела с известкованием подвигаются так медленно. ОТКУДА БЕРУТСЯ КИСЛЫЕ ПОЧВЫ Ответ на этот вопрос подсказывает география. Кислых почв больше всего в странах с влажным и холодным климатом, где испарение влаги невелико, а осадки обильны. Вода, просачиваясь сквозь почву, увлекает за собой большую часть катионов кальция и магния, содержащихся в почвенных коллоидах, и вымывает катионы в грунтовые воды. Место кальция и магния в поглощающем комплексе почвы (алюмосиликаты, органические и органоминеральные соединения, участвующие в обменных реакциях) занимают ионы алюминия и водорода. Поэтому почва становится кислой. В СССР средние потери кальция из почв составляют ежегодно около 72 кг с гектара. А за рубежом еще выше: 160 кг/га в ФРГ, 80—200 кг'га в Англии, 170 кг/га во Франции и ГДР, а в Италии даже 370 кг /га. Выщелачиванию почв помогают и присутствующие в ней угольная и органические кислоты, продукты жизнедеятельности разнообразного населения почвенного слоя — от бактерий до беспозвоночных. Немалую роль в образовании почвенной кислотности играет материнская порода, то есть основа, на которой лежит почвенный слой. Например, на кислых глинах и ледниковых отложениях, как правило, встречаются подзолистые почвы, бедные кальцием и магнием, а на карбонатных породах — земли, богатые этими элементами. Растительность умеренного климата тоже вносит свой вклад в формирование кислых почв: рН водной вытяжки из хвои — примерно 4,0, а из мхов — 3,6, поэтому органические остатки хвои и мхов снижают рН почвенного раствора. Однако в наши дни, когда земледелие ведется интенсивно, одной из существенных причин образования почвенной кислотности стала сельскохозяйственная деятельность человека. С каждым урожаем с полей выносится множество элементов, в том числе кальций и магний. Обедняет ими почву и применение больших доз минеральных удобрений. Все минеральные удобрения — соли, и многие из них гидролитически кислые,, то есть при гидролизе выделяют ионы водорода. Особенно печален в этом отношении опыт применения в качестве азотного удобрения сульфата и нитрата аммония. По данным Ротамстедской сельскохозяйственной станции, старейшей в Англии, за полвека — с 1865 по 1914 год — благодаря сульфату аммония содержание кальция в пахотном слое английских почв уменьшилось с 5 до 1 %. Не лучше обстоят дела с британскими почвами и сегодня. После того
как правительство Великобритании 30 сентября 1976 года отменило государственную субсидию на известкование пашен, во многих районах страны вновь обнаружилась «известковая недостаточность». Э. Девис, эксперт службы сель- скохозяйст много развития Великобритании, ПИ1 ^дном из агрономических журналов ер меры строят стенки цистерны из *зота, фосфатов и калия высотой в 20 футов, а стенку из кальция высотой только в один фут, а затем удивляются, почему в цистерне нет воды». В СССР расходы на известкование кислых почв полностью взяло на себя государство. С каждым годом на это выделяется все больше средств: 200 миллионов рублей в восьмой пятилетке, 437 миллионов — в девятой, примерно столько же — 450 миллионов рублей — выделено только на первые три года десятой пятилетки. Тем обиднее, что далеко не всегда они используются эффективно и почвенная кислотность по-прежнему тормозит рост урожая многих культур. Величина рН почвенного раствора на большинстве кислых почв не превышает 4,4—4,8, а в наиболее кислых почвах рН опускается до значений 2,5—3,0. Лишь очень немногие культуры могут плодоносить на таких землях. При рН 4,6 слабо развиваются рожь, гречиха, картофель; для пшеницы, капусты, помидоров требуется рН от 5,1 и выше, а для люцерны, лука, редиса — не ниже 6,1—6,2. ПОЧЕМУ КИСЛЫЕ ПОЧВЫ НЕ ПО ВКУСУ РАСТЕНИЯМ Прежде всего потому, что они бедны катионами кальция. Кальций — важный элемент питания, и если его не хватает, растения голодают. Мало того, понижение рН почвенного раствора отрицательно влияет и на усвоение растениями азота, фосфора, калия и других элементов. Повышенная кислотность уменьшает растворимость соединений молибдена и делает его недоступным для растений, а молибден входит в состав ферментов, которые помогают переработке нитратов в аминокислоты и белок. Вот почему содержание белка в пшенице, выращенной в Нечерноземной зоне, существенно ниже, чем на черноземах. А марганец, алюминий, железо в кислых почвах легко переходят в почвенный раствор, и растения поглощают их в больших количествах, что вредно для многих культур. Высокая концентрация ионов водорода затрудняет рост корневой системы и обмен веществ в корнях, потому что частично нарушает химический состав плазмы клеток корней. В кислых почвах плохо живется азотфиксирующим бактериям, микроорганизмам, разрушающим фосфорорганические соединения, и другой полезной микрофлоре, а вредная— плесени, грибы — чувствует себя прекрасно и тоже угнетает растения. Оставляют желать лучшего и физические свойства кислых почв. При недостатке кальция и магния, которые образуют нерастворимые гуматы, гумусовые кислоты не могут удержаться в почве, отчего ее структура разрушается, ухудшается водный и воздушный режим. Вот почему ни благоприятный климат, ни обилие пищи для растения, ни тщательная обработка полей не помогут получить высокие урожаи, если кислотность почвы далека от оптимума. ИЗВЕСТКОВЫЕ МЕЛИОРАНТЫ Самый эффективный способ воздействия на кислые почвы — известкование, то есть внесение в нее карбоната кальция, известковых удобрений, или, как их еще называют, известковых мелиорантов. Первые сведения об известковых удобрениях встречаются у Плиния Старшего, римского писателя и ученого I века н. э. В семнадцатой книге его «Естественной истории» есть трактат о мергеле (порода, содержащая СаСОз, глину и песок). Две тысячи лет назад его применяли для обогащения почв на Британских островах, дальней северной окраине Римской империи. Ни земледельцы Англии, ни сам ученый не имели представления о природе кислотности или о шкале рН, но они прекрасно знали, что белое вещество, добывавшееся в карьерах, повышает урожаи зерна и улучшает рост пастбищных трав. Плиний описал шесть типов мергеля и упомянул, что его положительное действие сказывается в течение 80 лет. На Британских островах известковые удобрения применяли на протяжении двух тысячелетий. «Тот, кто открыл, пусть даже случайно, способ удобрения почвы известью и мергелем, оказал большее благодеяние народу, чем если бы он построил все благотворительные учреждения Англии вместе взятые», — писал английский естествоиспытатель XVII века Габриэль Платт в своей книге «Открытие неисчерпаемого клада». Однако с появлением минеральных удобрений известкование в Европе было незаслуженно забыто. И природа вскоре 4
отомстила за себя. Модные новшества— сульфат или нитрат аммония, подкисляя почву, быстро истощили запасы кальция, накопленные в ней стараниями многих поколений земледельцев. В начале XX века на полях Европы, несмотря на обильное внесение азотных и фосфорных удобрений, были обнаружены признаки голодания растений. Тогда об извести вспомнили снова. И старые как мир известковые удобрения начали новое триумфальное шествие по полям умеренного пояса. НЕЧЕРНОЗЕМЬЕ В МИНИАТЮРЕ В Московской области, недалеко от Зеленограда, находится Чашниково — опытная станция факультета почвоведения МГУ, настоящее царство почвоведов. Эти места — как бы отраженная в капле воды природа Подмосковья, да и, пожалуй, большей части Нечерноземья: здесь часты годы с дождливым прохладным летом; туманная, влажная осень. Почвы в Чашниково тяжелые, дер новоподзолистые, с повышенной кислотностью, склонные к оглеению (обогащение алюминием, потеря железа, кальция и магния). В нашей стране площадь подобных земель достигает 60 миллионов гектаров, и значительная часть их приходится на Нечерноземье. Тем не менее Чашниково — весьма рентабельное хозяйство. Урожаи здесь хорошие: 30—35 ц/га ржи, 50 ц/га озимой пшеницы, 200 ц/га картофеля и почти 40 ц/га зеленой массы кормовых трав. 160 гектаров — пашни с различными севооборотами, опытные участки, на которых изучают и применяют новые агротехнические приемы и системы удобрений, выращивают новые сорта сельскохозяйственных культур. Еще 300 гектаров опытной станции сохранены почти нетронутыми: лес с грибами и ягодами, луга, пойма, частью заболоченная, частью осушенная мелиораторами факультета. Первокурсники делают в Чашниково свои первые профессиональные шаги: собирают гербарии, проводят геодезические съемки, проходят геологическую практику. Третий курс занимается картированием, проходит практику по физике почв, в сентябре приезжает на картошку. А сотрудники факультета решают одну из самых насущных проблем: как сделать почвы Нечерноземья более плодородными и предотвратить под- кисление новых пашен. Эту работу долгие годы возглавлял академик ВАСХНИЛ Н. С. Авдонин A903—1979). СЕКРЕТ УСПЕХА До недавнего времени даже в специальной литературе по агрохимии и почвоведению содержались лишь отрывочные да к тому же противоречивые сведения о том, какие именно известковые вещества следует вносить в ту или иную почву, когда и сколько, а также как их сочетать с минеральными удобрениями. Не найдете вы четких рекомендаций на этот счет и в последнем издании учебника для сельскохозяйственных вузов «Агрохимия» (М., «Колос», 1975). Работы почвоведов МГУ свидетельствуют, что для самих почв и для растений вовсе не безразлично, когда вносятся соединения кальция. Н. С. Авдонин и его ученики впервые доказали, что для сохранения почв и получения высоких урожаев известкование обязательно должно предшествовать систематическому внесению минеральных удобрений. Только при этом условии можно рассчитывать на пользу от них и от извести тоже. Дело в том, что, если физико-химические и биологические свойства земель ухудшились под влиянием аммиачных удобрений, последующим известкованием не удается полностью восстановить почву — концентрация ионов водорода уменьшится, но временно, а разрушенный почвенный комплекс прежнюю структуру не приобретет. Поэтому лучше не доводить до беды, а предупредить разрушение. В зависимости от того, каковы почвы в хозяйстве и какие культуры на них собираются выращивать, различны и сроки предшествующего известкования— за год, за два и даже за три до начала эксплуатации участка. То же относится и к дозам извести. Например, на гектар супесчаных почв и легких суглинков необходимо вносить от 2,5 до 5 тонн извести, в зависимости от рН; средние суглинки при той же кислотности требуют больших доз C,5—6 т/га), а тяжелые суглинки даже 8 т/га. Количество же минеральных удобрений, которые будут впоследствии вноситься на поле, должно определенным образом соответствовать содержанию в нем кальция; если превысить оптимальное соотношение, почвы снова станут кислыми. Как только рН почвенного раствора повышается, начинает нормализоваться питательный режим растений, усиливается их биологическая деятельность. Ускоренным темпом идет минерализация органических остатков и фиксация атмосферного азота, то есть улучшается снабжение растений азотом и фосфором. А соединения алюминия, марган- 5
ца и железа становятся нерастворимыми; постепенно улучшается структура почвы и состав гумуса. Расходы на известкование окупаются за два года, а действуют известковые добавки много лет. Особенно они нужны при переходе на интенсивное производство пшеницы, кукурузы и сахарной свеклы. Применение минеральных удобрений после известкования повышает урожаи пшеницы на 3—5%, кукурузы — на 40—50 ц/га, а сахарной свеклы собирают с гектара на 80—100 центнеров больше. Предшествующее известкование благотворно влияет не только на количество, но и на качество сельскохозяйственной продукции. Например, в Чашни- ково, в самом сердце Нечерноземья, удается выращивать пшеницу, которая ни в чем не уступает украинской. Уже на второй год после внесения извести содержание белка в зерне возрастает с 10 до 12% от веса сухого вещества, а на третий год достигает 30%, то есть в три раза больше, чем обычно образуется в пшенице, возделываемой в наших краях. И тут же, в Чашниково, было доказано, что массовая гибель озимых зерновых культур и многолетних трав во многих районах Нечерноземной зоны связана не с суровой зимой, а с повышенной кислотностью почвы, с высоким содержанием в ней подвижных соединений алюминия. При температуре 12— 14° ниже нуля — а под снежным покровом толщиной 15—20 сантиметров редко бывает холоднее — клевер и озимая пшеница на кислых почвах погибают полностью, а на произвесткованных сохраняется 70—90% посевов. Многие годы неудачи с возделыванием озимой пшеницы в зоне дерново-подзолистых почв объясняли низкой зимостойкостью растений и не обращали внимания на то, что пшеница плохо переносит кислые почвы. Эти работы наглядно демонстрируют, какие огромные потенциальные возможности заложены в почвах Нечерноземья, если должным образом применить на них достижения агрохимии.-Что же мешает этому? ПРИЧИНЫ НЕУДАЧ «Белый клад» можно отыскать практически в любом районе страны. Мергель, мел, известняк, доломитовая мука, жженая и гашеная известь — вот далеко не полный ассортимент известковых удобрений природного происхождения. А сколько промышленных отходов можно использовать для известкования! Пыль от печей цементных заводов, отходы содового производства, сланцевую золу, металлургические шлаки и многое другое. Сложность заключается в том, что для 24 министерств и ведомств РСФСР, которые производят известковые мелиоранты, этот вид продукции не только не считается первостепенным, но и вообще не занимает сколько-нибудь заметного места на фоне их, так сказать, главной деятельности. И заниматься такими «мелочами» они упорно не хотят — невыгодно. Самый крупный поставщик известковых удобрений — Министерство промышленности строительных материалов РСФСР, но даже в его хозяйстве известковые мелиоранты составляют 1,5% от общего объема реализуемой продукции — капля в море. Для земледелия же эта капля оборачивается недоборами миллионов тонн зерна, нехваткой кормов, разрушением плодородия почв. Министерство промышленности строительных материалов РСФСР задолжало сельскому хозяйству 3,8 миллиона тонн известковых удобрений, Министерство черной металлургии СССР — 1,8 млн. т, Министерство пищевой промышленности РСФСР — 5,5 млн. т. А в будущем,— чтобы баланс кальция в почвах нашей страны стал положительным,— поставки высококачественных известковых удобрений необходимо утроить и довести до 55— 60 млн. т в год. Известкование кислых почв стало в наши дни задачей государственной важности, от ее решения во многом зависит производительность земледелия СССР, а значит, и состояние всей экономики страны. Доктор биологических наук Д. С. ОРЛОВ, кандидат химических наук И. Н. ЛОЗАНОВСКАЯ 6
Колебательный портрет металла: микроконтактный спектр фононов Предсказание различных свойств сплавов — в том числе их способности служить сверхпроводниками, проверка качества сварных швов, регистрация слабых электромагнитных излучений... Это лишь самые очевидные возможности практического применения нового метода исследования металлов, разработанного в харьковском Физико-техническом институте низких температур под руководством членов-корреспондентов АН УССР И. К. Янсона и И О. Кулика. Метод называется микроконтактной спектроскопией фононов. МЕТАЛЛ И НЕМЕТАЛЛ Чем металл отличается от неметалла? На этот вроде бы элементарный вопрос не так-то легко ответить. В химическом плане свойства металлов и неметаллов различны, но до известных пределов. Принятое когда-то перечисление обычных физических свойств тоже мало что дает, так как некоторые признаки, присущие вроде бы только типичным металлам (например, высокая электропроводность), могут встречаться и у явных неметаллов (например, у водорода под давлением более миллиона атмосфер); такой признак металла, как «металлический блеск», тоже наводит на мысль о «масляном масле»... Однозначный ответ на вопрос, что такое металл, а что — неметалл, дает лишь электронная теория. В металлическом состоянии вещество характеризуется, во-первых, тем, что имеет кристаллическую структуру, а во-вторых, тем, что валентные электроны атомов, образующих кристаллическую решетку, лишены постоянного места жительства и ведут себя подобно хаотически движущимся частицам газа. У неметаллов же электроны либо прочно связаны с определенными атомами (такие вещества называются диэлектриками), либо, как в полупроводниках, способны покидать свои насиженные места лишь при определенных условиях и путешествовать не как попало, а по вполне определенному маршруту, от одного узла кристаллической решетки к другому. Поведение электронов, образующих 7
электронный газ, описывается законами квантовой механики. Эта теория, как известно, смещает многие привычные понятия, а уж описание с ее помощью свойств металлов и вовсе оказывается парадоксальным, хотя и единственно верным. ЭЛЕКТРОНЫ И ФОНОНЫ Логично было бы предположить, что раз частицы электронного газа движутся хаотически внутри кристаллической решетки, то свойства системы (например, ее способность проводить электрический ток) должны определяться простыми столкновениями этих частиц с атомами, находящимися в узлах,— ведь число таких столкновений в секунду определит длину свободного пробега электрона, а чем она больше, тем .легче будут идти процессы переноса электрического заряда и тем меньшим будет электрическое сопротивление проводника. Такой классический подход к описанию взаимодействия электронного газа с кристаллической решеткой приводит, однако, к неверным количественным выводам. Согласно квантовым законам, электрон ведет себя не только как частица, но и как волна, и при описании поведения электронного газа следует говорить не о взаимодействии частиц (электронов и атомов), а о взаимодействии электронных волн с узлами кристаллической решетки. Однако и этого мало. Та же квантовая теория приводит к выводу, что частицы, с которыми взаимодействуют электронные волны,— это не обычные узлы кристаллической решетки, а их тепловые колебания, которые, согласно той же квантовой механике, можно представить в виде особых частиц или, точнее, квазичастиц — фононов (тепловые колебания лежат в области гиперзвуковых частот). Не правда ли, странная получается картина: чтобы верно описать свойства металла, приходится частицу представлять в виде колебаний, а колебания — в виде особой частицы, фонона, и говорить о рассеянии электронных волн фононами... ТАИНСТВЕННЫЙ ОСТОВ Поскольку электроны служат носителями электрического заряда, кажется естественным, что именно их поведение и должно определять свойства каждого конкретного металла. И действительно, на протяжении многих лет исследователи описывали теоретически и изучали экспериментально именно электронный газ, хотя он и составляет лишь ничтожную часть металла. А сам скелет металла, его кристаллический остов до недавнего времени оставался почти не исследованным. В этом повинны вполне объективные причины. Экспериментальное изучение свойств электронного газа сравнительно несложно — существующие методы позволяют получать нужную информацию сравнительно быстро и без особых затруднений. А вот исследование кристаллической решетки металла требует больших усилий: его можно выполнить, например, с помощью нейтронной спектроскопии, для чего нужен ни мало ни много атомный реактор — поставщик мощного потока сравнительно медленных «тепловых» нейтронов. Да и результаты, полученные таким способом, оказываются подчас весьма приблизительными. Вот если бы существовал доступный метод изучения кристаллической решетки металлов—тогда на его основе все наиболее характерные и наиболее важные «металлические» свойства можно было бы буквально вычислять. ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ ЗАКОН ОМА! Любой мало-мальски образованный человек ответит на этот вопрос утвердительно. Ведь все мы еще в школе учили, что I равно U, деленному на R. То есть что ток в цепи прямо пропорционален напряжению и обратно пропорционален сопротивлению. Такая зависимость называется линейной, так как графически изображается наклонной прямой линией, проходящей через начало прямоугольной системы координат, где по оси абсцисс отложено напряжение, а по оси ординат — ток (поэтому такой график называется еще и вольт-амперной характеристикой). Но вольт-амперная характеристика металлов имеет действительно вид прямой линии лишь в том случае, если с изменением напряжения сопротивление остается постоянным. В принципе можно ожидать, что при очень большой плотности тока вольт-амперная характеристика металла перестанет быть линейной: с изменением энергии электронов их взаимодействие с кристаллической решеткой должно меняться. Однако проводимость металла столь велика, что с повышением плотности тока разогревается не электронный газ, а кристаллическая решетка и возникающая нелинейность не несет никакой информации об электрон-фононном взаимодействии. Как известно, некоторые металлы при 8
очень низких температурах переходят в сверхпроводящее состояние, когда закон Ома вообще теряет смысл, поскольку сопротивление образца становится практически равным нулю (на нуль-то делить нельзя!). В этих условиях наблюдается множество удивительных эффектов, в том числе эффекты, предсказанные в 1962 году Б. Джозеф- соном и поэтому носящие его имя. Первый (так называемый стационарный) эффект Джозефсона заключается в том, что сверхпроводящий ток может идти... через пустоту, через тонкий вакуумный промежуток. Второй (нестационарный) эффект Джозефсона может проявляться в том случае, когда ток через вакуумный промежуток превышает некий критический предел: тогда сверхпроводимость исчезает, но электрическая энергия превращается не в тепло, как на обычном сопротивлении, а в микроволновое радиоизлучение. (Заметим, что второй эффект Джозефсона был впервые экспериментально обнаружен в 1964 году сотрудниками Физико-технического института низких температур И. К. Янсоном, В. М. Сви- стуновым и И. М. Дмитренко.) Однако эффектами Джозефсона не исчерпываются удивительные явления, происходящие при прохождении электрического тока черво металл. ТОЧЕЧНЫЕ КОНТАКТЫ Одно из явлений, связанных со сверхпроводимостью и родственных эффектам Джозефсона, называется эффектом Гьевера и заключается в том, что сверхпроводящий токо способен течь через тонкую A0—100А) пленку диэлектрика, то есть материала, служащего при обычных условиях подобно вакууму неодолимым препятствием для электронов проводимости. Это явление позволяло, в частности, получать информацию о распределении фононов металла по энергиям, то есть представляло собой метод изучения кристаллической решетки металла. Его недостатком служило лишь то обстоятельство, что далеко не все металлы способны становиться сверхпроводниками. В шестидесятых годах эффект Гьевера стала изучать группа Янсона. Сложность экспериментальной методики заключалась в том, что пленка диэлектрика (обычно окисла металла), разделяющего два сверхпроводника, должна быть не только необычайно тонкой (вспом- ним, что 1А равен одной стомиллионной доле сантиметра), но и идеально однородной; если при изготовлении гьеверовского перехода или при обра- Фононные спектры, полученные с помощью микроконтактов (черные линии), практически совпадают с рассчитанными функциями электрон-фононного взаимодействия (цветные линии). По оси абсцисс отложено напряжение (энергия электронов в милл и электрон- вольтах), по оси ординат — вторая производная тока по напряжению, благодаря чему изломы вольт-амперной характеристики превращаются в ясно различимые максимумы щении с ним в слое диэлектрика возникал микроскопический пробой, то есть появлялся обычный электрический контакт, образец выбрасывали и вместо него брали другой. Но однажды Янсон обратил внимание на то, что никуда вроде бы не пригодный, закороченный гьеверовский переход давал вольт-амперную характеристику, удивительно похожую на фонон- ный спектр металла, причем в области обычной проводимости. Экспериментатор не прошел мимо этого вроде бы 9
случайного наблюдения, а стал более детально изучать подмеченный эффект; Кулик же занялся теорией явления. Оказалось, что виной всему злополучные микроскопические пробои, микроконтакты, образующиеся между двумя металлическими образцами. Электроны, ускоряемые приложенным напряжением, отдают свою энергию кристаллической решетке на расстоянии, определяемом длиной свободного пробега. Но если диаметр проводящего отверстия в тонком слое диэлектрика, через которое течет ток, много меньше длины пробега, то в области микроконтакта, где плотность тока достигает фантастической величины 109 А/см2, кристаллическая решетка не нагревается и проводимость всего образца определяется только электрон-фононным взаимодействием. Энергия электронов переходит не в тепло, а в энергию неравновесных фо- нонов — отверстие микроконтакта как бы ослепительно светится этими квазичастицами, тепло же выделяется в более удаленных участках образца и уже не мешает измерениям. На возможность использования контактов малого диаметра для физических целей впервые обратил внимание член- корреспондент АН СССР Ю. В. Шарвин. В результате были исследованы эффекты фокусировки электронных пучков, инжектируемых из контактов в лл о некристаллические металлические образцы. Однако физические явления, происходящие в самих контактах, оставались прялло-таки таинственными. И. О. Кулик и И. К. Янсон поверили в будущее микроконтакта как физического прибора, поддающегося исследованию методами теоретической и экспериментальной физики. Так родилась микроконтактная спектроскопия. КАК ПРОСЛУШИВАЮТ КРИСТАЛЛ Первые микроконтактные переходы получались чисто случайно. Потом их научились делать специально. Но вот тем или иным способом микроконтактный переход получен. Его погружают в сосуд с жидким гелием, отводящим тепло, и если возникает сверхпроводимость, то ее разрушают магнитным полем. Сверхпроводимость- то тут вовсе не нужна! После этого на микроконтакт подают медленно нарастающее напряжение. Пока напряжение совсем мало, вольт- амперная характеристика следует закону Ома. Но вот энергия электронов достигает значения, соответствующего энергии одной из гиперзвуковых частот колебаний кристаллической решетки. И тотчас же наступает резонанс — энергия электронов начинает рассеиваться фононами, что проявляется на вольт- амперной характеристике в виде небольшого излома, отступления от строгой линейности. Ведь чем большая энергия рассеивается фононами, тем больше сопротивление микроконтакта и тем меньше ток. Вообще-то говоря, найти точное положение излома на вольт-амперной характеристике не очень просто, да и вообще эта линия непохожа на обычный спектр, где области резонанса обозначаются резкими максимумами кривой. Поэтому микроконтактный спектрометр снабжен устройством, записывающим вторую производную вольт- амперной характеристики, то есть скорость скорости роста тока с увеличением напряжения (первая производная от излома на прямой имеет вид ступеньки, вторая производная — вид резкого пика). А напряжение тем временем растет, и энергия электронов достигает энергии следующей частоты колебаний решетки. И снова на вольт-амперной характеристике возникает излом, а на результирующем спектре — максимум. Так, постепенно повышая напряжение и измеряя ток, можно как бы прощупать шаг за шагом весь фононный спектр, то есть получить полный портрет колебательных процессов, происходящих в кристаллической решетке любого металла. И все это очень быстро и с помощью весьма нехитрого оборудования. Метод микроконтактной спектроскопии фононов, разработанный в Физико-техническом институте низких температур, пока еще не вышел из стен лаборатории. Однако его очевидная простота, точность и быстрота открывают интересные области практического применения, о которых говорилось в начале статьи. Остановка лишь за тем, чтобы микроконтактной спектроскопией фононов заинтересовались практики — ведь задача теоретиков и экспериментаторов, открывающих и изучающих новые явления природы, заканчивается созданием метода и указаниями на области его возможного применения. В. БАТРАКОВ 10
Беседы в Нижнекамске «Как и прежде, в центре внимания партии — вопросы экономического и социального развития советского общества. Стержнем экономической стратегии является поворот всей нашей экономики в сторону интенсивного развития, повышения эффективности и качества, упора на конечные результаты хозяйственной деятельности. Этот переход был начат в семидесятые годы, продолжить и завершить его — дело годов восьмидесятых» (передовая статья «Правды», 27 июня 1980 г.). Совсем недавно пущены и дали первую продукцию предприятия нового промышленного центра — Нижнекамска. В семидесятые годы нефтехимики и шинники добились больших трудовых успехов. О задачах, которые стоят пе- 11
ред промышленностью молодого города в годах восьмидесятых, о задачах науки на производстве рассказывают первый секретарь Нижнекамского горкома КПСС И. X. САДЫКОВ и научный консультант производственного объединения «Нижнекамскнефтехим» А. Г. ЛИ- АКУМОВИЧ. «ЕСЛИ ЛЮДИ ЗАДУМАЮТСЯ — ПРОБЛЕМА БУДЕТ РЕШЕНА» Первый секретарь Нижнекамского городского комитета КПСС Ипьдус Хари- сович САДЫКОВ. Газетная или журнальная статья о самой актуальной научно-технической проблеме сама по себе проблему не решит, надеяться на это более чем наивно. Но статья помогает думать, заставляет думать. А если люди задумаются, проблема непременно будет решена. Это в полной мере относится и к нашим, нижнекамским научно-техническим проблемам, к которым не может быть безразличен ни один житель города. Главная из них — сложный комплекс экологических задач, какого, убежден, не было еще в мировой практике. Наши главные предприятия — шинное и нефтехимическое объединения — непрерывно развиваются, растут, вводят новые заводы. Все это многосторонне и пока непредсказуемо влияет на окружающую среду. Посмотрите, какой у нас букет возможных и уже вполне реальных выбросов. Скоро на «Нижнекамскнефтехиме» появится производство окиси этилена, затем окиси пропилена. Затем появятся другие продукты — мы и к их названиям как следует еще не привыкли, с трудом их выговариваем, да и то заглядывая в шпаргалки. Разумеется, запроектированы и строятся самые совершенные очистные сооружения. Разумеется, мы поднимаем повыше трубы (скажем, трубу для ТЭЦ раньше построили двухсотметровую, а сейчас четвертькилометро- вой высоты). И все-таки опасения остаются. Мы намерены строить многотоннажное производство поверхностно-активных веществ для нефтяной промышленности, для выпуска синтетических моющих средств. Неизбежно появятся новые стоки, новые выбросы, содержащие ПАВ. Как эти ПАВ разлагать? А вот проблема, казалось бы, попроще. Факелы заводов нефтехимического объединения под строгим контролем. И все же выбросы углеводородов в атмосферу нас тревожат. Где-то пробита прокладка, где-то углеводородное сырье или полупродукт сочится через невидимую трещину, где-то что-то испаряется. Как уследить за этим? В одной из первых публикаций «Химии и жизни» о нашем городе говорилось об удачном расположении нижнекамской промзоны относительно жилых районов. Это верно, «роза ветров» нам благоприятствует. Анализы городского воздуха настраивают на благодушный лад — содержание в нем вредных веществ далеко от предельно допустимых концентраций. И все же... ПДК вырабатываются и утверждаются для индивидуальных веществ. А как поведут они себя все вместе? К сожалению, никто, насколько мне известно, не изучает комплексное воздействие производственных отходов на окружающую среду. По-видимому, ответа на этот вопрос еще нет. А он необходим и для нашего молодого города, и для старинных Тобольска и Томска, где начато строительство нефтехимических гигантов. Ставить эти вопросы, накапливать опыт должны мы, поскольку мы во многом первые. И время здесь терять нельзя — полученные результаты должны быть заложены уже в сегодняшние проекты. Еще одна проблема, тоже экологическая. В этом году нижнекамские шинники выпустят несколько миллионов автомобильных покрышек. В ближайшие годы их выпуск удвоится. Нигде, по-видимому, нет такого шинного производства. Естественно, при подобных масштабах возникают свои трудности. Вот одна из них: куда девать бракованные покрышки, которые невозможно исправить? Между прочим, это отнюдь не только нижнекамская проблема. Ежегодно автохозяйства и владельцы индивидуальных машин выбрасывают миллионы отслуживших свой век покрышек. Жечь их? Страшно подумать, какой будет смрад. Я знаю, что есть много предложений, как утилизировать старые шины, например в дорожном строительстве. Но ведутся ли в этом направлении достаточно широкие исследования? Подстать шинной проблеме у нас проблема отработавших, сваленных в шламоотвалы катализаторов. Случается, мы их сжигаем. Стараемся делать это ночью. Смешно: люди ведь по ночам тоже дышат... Наши городские научно-технические проблемы — от гигантского размаха наших производств, от масштабов нашего дела, от того, что мы во многом первые. И нужно, чтобы никто больше не столкнулся с нашими трудностями, не повторил наших ошибок. 12
«МЫ СДЕЛАЛИ — У НАС ВЗЯЛИ» На вопросы корреспондентов «Химии и жизни» отвечает научный консультант производственного объединения «Ниж- некамскнефтехим» доктор технических наук Александр Григорьевич ЛИАКУ- МОВИЧ. Что делается в «Нижнекамскнефтехиме» для охраны окружающей среды! Ведь и у вас есть еще непогашенные факелы, неиспользуемые отходы, выбросы... Вот вы заговорили о факелах. Когда они погаснут? Этот вопрос мне часто задают на лекциях, этот вопрос моден. Но тут надо иметь в виду, что факел факелу рознь. Те, что полыхают на нефтепромыслах, должны быть погашены и будут погашены... Строятся газоперерабатывающие заводы, принимаются другие необходимые меры. А вот факелы над нашими заводами совсем иное дело. Когда мы погасим наши факелы? Думаю, что никогда. Это не символ бесхозяйственности, как считают некоторые, а необходимый атрибут технологии, к тому же практически безвредный для окружающей среды: углеводороды сгорают до углекислоты и воды. Вся огромная технологическая система наполнена углеводородами. Часть их необходимо стравливать. Если факела нет, возникает опасность взрыва. Так обстоит дело с факелами. Здесь, я считаю, проблемы нет. Иное дело полная утилизация сегодняшних так называемых отходов производства. У нас многое делается в этом направлении. Достаточно сказать, что на заводах объединения полностью используются побочные продукты этиленового производства. Отработанная пиролиз- ная фракция применяется для извлечения изобутилена-ректификата в производстве бутилкаучука, а оставшаяся часть служит сырьем в производстве дивинила. Хорошим примером рационального использования отходов может служить история с пипериленом, который мы до недавнего времени не энали куда девать. Тот самый пипернлен, с которого началось наше общее дело с «Банком отходов»! \ / Тот самый. В производстве изопрена пи- перилен образуется в огромных количествах — до 12% получаемых продуктов. Мы закачивали его в скважины, ломали голову, кому отдать. И наконец нашли способ применения. Сополимер пи- перил ена со стиролом частично может заменить ценное натуральное сырье — растительное масло — в изготовлении олифы. Уже определена потребность Ленинградского объединен ия «Пигмент» в этом продукте — 2—3 тысячи тонн в год, а все лакокрасочные предприятия страны, по предварительным подсчетам, могут взять 20 тысяч тонн. В этом году начнется промышленный выпуск сополимера. Эта задача, как видите, частично решена. А сколько еще нерешенных, но вполне решаемых... Большая наука занимается технологией завтрашнего дня. Но если не совершенствовать сегодняшнюю — энергоемкую, материалоемкую, мы же разоримся. Возьмите лебедевский метод синтеза каучука. Ему больше полувека, говорят, он морально устарел. Но ведь заводы, где его используют, работают и проработают еще четверть века. Значит, «древний» процесс еще требует внимания. В нашей стране сейчас действуют четыре производства дивинила. Все заводы работают нормально, люди получают премии. А себестоимость продукта разнится в четыре раза! Разве все это не тревожные сигналы, не призывы о помощи к заводской науке? Вот вы говорите — заводская наука. Люди, часто бывающие на предприятиях, как и сами производственники, привыкли к заводским аббревиатурам: ОТК — отдел технического контроля, ОГМ — отдел главного механика, ЦЗЛ — центральная заводская лаборатория. Но на вашем предприятии и на многих других нет теперь ЦЗЛ, а есть ЦНИЛ — центральная научно-исследовательская лаборатория. Что это —просто смена вывески! Или за этим что-то иное по существу! Иное по существу. Главная задача ЦЗЛ, во всяком случае на химических и нефтехимических производствах,— аналитический контроль, химический анализ сырья, материалов, полупродуктов, продуктов. Контрольная служба, причем несравненно более надежная и совершенная, чем в прежние годы, нужна, конечно, и сегодня. Наши химики овладели самыми современными методами — хроматографией, ЯМР-спектроскопией, ИПР-спектроскопией и так далее. Но современному промышленному предприятию одной аналитики уже мало. В классической цепочке «фундаментальная наука — прикладные исследования — производство» есть очевидное недостающее звено. Фундаментальная наука изучает основные закономерности, прикладная разрабатывает технологические процессы. Но в каждом современном производстве неизбежно возни- 13
кают свои, порою достаточно сложные научно-технические проблемы. Решать их традиционными путями — пропускать по классической цепочке — слишком долго, да и не всегда возможно. Здесь нужно новое звено: заводская наука. Так что замена ЦЗЛ на ЦНИЛ — не просто смена вывесок, а появление недо- стававшего звена. Какие же свои, нижнекамские проблемы решает ЦНИЛ! Кроме отходов — о них мы уже говорили. Одна из самых сложных — это борьба с термической полимеризацией мономеров, которая происходит при их выделении и очистке. Образующиеся полимеры оседают на тарелках колонн, в кипятильниках и других аппаратах, забивают их, выводят из строя. Очистка оборудования — трудоемкая и дорогостоящая работа, плохо поддающаяся механизации. Остановки оборудования на очистку приводят к большим потерям продукции, нарушают ритмичность производства. К тому же эта проблема и социальная: на заводах объединения постоянно 60—80 человек заняты тяжелой и неприятной работой, под дождем, на морозе. И это при острой нехватке людей на производстве... Причин и источников забивок десятки: в каждом процессе, при каждом технологическом режиме — свои. Какой институт возьмется расследовать и устранять эти причины? Другая наша проблема — коксообра- зование, бич многих нефтехимических процессов, в частности дегидрирования олефинов, сырья для производства мономеров С К. Образующиеся твердые частицы оседают на поверхности катализаторов, ухудшают их активность, уменьшают межремонтные сроки пробега реакторов. Беда-то общая для нефтехимии, но бороться с этим злом приходится для каждого процесса по- своему, каждый раз подбирая специфические ингибиторы коксообразования. Еще одна проблема .— коррозия. Нефтехимия — очень водоемкая отрасль. Нам нужны десятки тысяч кубометров воды в час. Чтобы уменьшить забор воды из реки, мы почти 96% охлаждающей воды используем в системах оборотного водоснабжения. Вот гут-то и начинаются биообрастание, отложения солей, коррозия. Из-за коррозионного разрушения теплообменная аппаратура служит порою всего полтора-два года, а ее стоимость, заметьте, составляет 60—70 % стоимости всего технологического оборудования. Вы можете сказать, что эта проблема общая для отрасли. Верно. Но наша, камская вода особенно агрессивна к металлам. А на других предприятиях вода другая; скажем, в Тольятти, Куйбышеве, где используют волжскую воду, свои трудности. Тоже типичная задача для заводского звена... Но для решения таких задач нужны значительные научные силы. В Центральной научно-исследовательской лаборатории объединения работают 350 человек. Восемь кандидатов наук (девятый — генеральный директор объединения Николай Васильевич Ле- маев). Мы ставим перед собой задачу иметь в каждой лаборатории трех-четырех кандидатов. А всего лабораторий у нас 14, из них 10 — исследовательские. В лаборатории четырнадцать лаборатории; это, пожалуй, больше похоже на институт. Не в названии дело. Но по своим силам ЦНИЛ, действительно, институт, причем институт особого рода. Главная особенность — высокая оперативность исследований, мгновенный отклик на нужды производства. Возникла проблема забивок — сразу же для ее решения была создана специальная лаборатория. Стала нас беспокоить коррозия — появилась лаборатория коррозии. Лаборатории в постоянном контакте с руководителями заводов. Они ставят задачи — мы их решаем. Тематика лабораторий следует за самыми острыми потребностями производств. Поэтому, хотя у нас есть свой опытный цех, любой цех любого нашего завода может стать и при надобности становится нашим опытным производством. Руководители заводов и цехов прекрасно понимают, что, предоставляя действующее оборудование для производственных экспериментов, они идут на определенный риск. Но этот риск необходим — для их собственного производства. Между прочим, и для нас, исследователей, такие эксперименты не совсем обычны. Мы загружаем в аппарат новый ингибитор, который, например, должен предотвратить полимеризацию мономера, и вынуждены ждать результата до остановки оборудования на очередной ремонт, порою ожидание длится год. Впрочем, чем дольше проработает аппарат, тем лучше — мы вместе с производственниками радуемся такой затяжке эксперимента. Словом, и для производственников, и для исследователей условия работы достаточно необычны. Но и те и другие в равной степени заинтересованы в успешном завершении исследований. Стадии 14
внедрения в обычном смысле у нас нет: мы сделали — у нас взяли. Отсюда и результаты. Какие, например! Возьмем проблему термический полимеризации мономеров, проблему забивок. Совместно с Казанским химико-технологическим институтом и Институтом органической и физической химии имени Арбузова разработана ингибирую- щая композиция для производства диеновых мономеров. Она уже используется на трех заводах изопрена и дивинила. И сделано это без капитальных затрат, без реконструкции оборудования. Больше десятка колонн мы уже вывели таким образом на надежную и устойчивую работу. Пробег оборудования увеличился в полтора раза. Экономический эффект — два миллиона рублей в год. Другой наш ингибитор — против коксования — позволил увеличить сроки работы реакторов с 2 тысяч часов до 8 тысяч. Еще один ингибитор — против коррозии — используется в оборотных системах водоснабжения шести заводов объединения. Еще шесть миллионов рублей в год. Плюс 10—15 авторских свидетельств за год. Это тоже, согласитесь, вполне весомый результат. Достоинства заводской науки налицо. Предприятие ставит научную задачу, решает ее, использует полученный результат. Но не слишком ли все это напоминает натуральное хозяйство! Вопрос закономерен. Сегодняшняя организация заводской науки напоминает всеобщую самодеятельность. Тринадцать крупнейших предприятий нашей отрасли обзавелись мощными исследовательскими лабораториями. Хорошо! Но беда в том, что мы часто делаем одно и то же, дублируем исследования, распыляем силы. А наверное, этого можно было бы избежать, заключив, что ли, подобно сыновьям лейтенанта Шмидта, некую конвенцию. Руководители отрасли могли бы, например, принять во внимание хотя бы личные вкусы и пристрастия ведущих научных работников предприятий. Скажем, мы здесь по своим научным интересам больше тяготеем к исследованию мономеров, у нас и результаты лучше — те же ингибиторы для мономерных процессов. А на Куйбышевском заводе синтетического каучука работают отличные полимерщики. Им и карты в руки, когда дело заходит об исследовании полимеров. Личные научные интересы — вещь в науке наиважнейшая, здесь, можно сказать, роль личности в истории особенно велика. Я полагаю, мы должны усиливать те производственные научные подразделения, которые продвинулись по своим результатам дальше других. Решено, например, что у нас будет создан отраслевой научный центр по проблемам пиролиза — три новые лаборатории и корпус пилотных установок. Очевидно, это правильное решение. А базовые научные центры по другим общеотраслевым проблемам надо создавать на других нефтехимических предприятиях. Это одна сторона вопроса. Есть и другая. Заводской науке нужны высококвалифицированные научные кадры, кандидаты и доктора. Есть у нас люди с практически готовыми диссертациями. Пока они не могут их защитить, поскольку работам не хватает «бантиков» — кинетических исследований, ЯМР- и ИПР-спектрографических результатов. Между тем эти работы выполнены на высоком уровне, использованы на производстве, дали экономический эффект. Нужны ли им «бантики»? Требования, предъявляемые сегодня к диссертациям, независимо от характера работ, порою даже тормозят научный рост кадров заводского научного звена, заставляют нас в духе натурального хозяйства ставить исследования, необходимые для «классической» диссертации, но не очень нужные производству. Более того, мы вынуждены запасаться дорогостоящим оборудованием, которое более эффективно использовать в академических и отраслевых институтах. А нам нужны прежде всего автоматизированные лабораторные установки, которые в десятки раз повышают производительность труда исследователя. В общем, специфику научного труда на производстве нельзя не учитывать. Например, о продуктивности труда ученого принято судить по числу статей. А наша главная печатная продукция — все-таки не статьи, а авторские свидетельства. За каждым из них — законченная технологическая разработка, нашедшая применение на наших заводах, разрешившая одну из наших проблем, новое конструктивное решение того или иного процесса. Разумеется, когда авторское свидетельство получено, лежащий в его основе результат можно украсить упоминавшимися уже «бантиками» и положить в основу научной статьи. Но я считаю, что такая статья для дела не очень нужна; она становится самоцелью. И сам очень мало пишу в журналы, лишь изредка — чтобы друзья и коллеги знали, что я жив... 15
Кислород — один из главных врагов синтетических полимеров. Большинство полимерных материалов, которым, казалось бы, сам черт не брат, под действием обыкновенного воздуха постепенно «стареет», теряя свои неповторимые свойства. Разобраться в том, какие при этом идут реакции, не так-то просто. Ведь первичные продукты распада макромолекул — это тоже макромолекулы или макрорадикалы. И их трудно изучать привычными методами органической химии. Поэтому группе советских химиков (Н. Ф. Трофимова, В. В. Харитонов, Е. Г. Денисов, «Доклады АН СССР», 1980, т. 253, вып. 3, с. 651) пришлось сначала изучить детальный механизм окислительного распада НвПИ обычных, низкомолекулярных алканов. Оказалось, что при распаде насыщенной углеводородной цепи вначале образуются олефины с концевой двойной связью. Это неожиданное превращение пе- дит к роксидного радикала, возникающего в результате >|щенных первичной атаки молекулы кислородом, можно описать следующей схемой: Как рушатся окисп II Mf Ю ( о ^ О Ч ^Н ) I Ч' />.< \ С: / = о + сн? / = с + \ он '/\ пН Н Доказав, что такая своеобразная реакция действительно происходит в ходе окисления пентадекана, авторы сопоставили кинетику его окислительного распада с кинетикой окисления полимеров (полиэтилена и полипропилена), растворенных в хлорбензоле. Выяснилось, что поведение углеводородной цепи не меняется при ее удлинении от 15 до нескольких тысяч атомов. Изучение кинетики распада полимеров показало, что ненасыщенные продукты могут получаться только прямо из пероксидных радикалов, и притом каждый разрыв связи С—С в таком радикале сопровождается образованием двойной связи. Значит, иначе, как приведенной выше схемой, распад полимерной цепи не опишешь. Что происходит с осколками цепи дальше, понятно: олефины окисляются легче алканов, а карбонильные соединения могут не только окисляться, но и подвергаться многим другим превращениям. Однако тот факт, что вначале все-таки образуются олефины, открывает еще один путь борьбы с окислительным разрушением полимеров — применение в качестве стабилизирующих добавок не только ставших уже традиционными ловцов свободных радикалов, но и других соединений, тех, что активно реагируют с олефинами. И еще: а нельзя ли окислять полимер направленно и осторожно? Так, чтобы макроолефин образовался, а вот дальнейшая деструкция была бы неспешной. Ведь за счет кратных связей можно делать полимер «сшитым». 16 К. БУШ
последние v? ^ v Полторы триллионных секунды Группе советских физиков впервые удалось измерить гигантские скорости переноса энергии возбуждения и перемещения заряда в молекулярных комплексах фотосинтетических реакционных центров. Одно из самых загадочных свойств зеленых растений — способность системы фотосинтеза срабатывать после поглощения кванта с непостижимой быстротой. Возбуждение соответствующего пигмента и последующие окислительно-восстановительные реакции разделяет столь малый отрезок времени, что до сих пор никому не удавалось даже его измерить. Специалисты из Института спектроскопии АН СССР («Письма в ЖЭТФ», 1980, т. 32, вып. 2, с. 107) сумели это сделать лишь тогда, когда они применили лазер, излучающий импульсы, длящиеся меньше пикосекунды (Ю-12 сек). Реакционный центр фотосинтезирующей системы состоит из строго ориентированных по отношению друг к другу молекул сенсибилизаторов, восстановителей и окислителей. Обязанность первых — «сфокусировать» свет на молекулах активного хлорофилла и помочь ему использовать свет различных длин волн. Хлорофилл же, перехватив у сенсибилизаторов возбуждение, передает электрон окислителям, в результате чего начинаются процессы синтеза углеводов из углекислоты и окисления воды до кислорода. В системе, выбранной авторами, сенсибилизатор — бактерио- феофитин (БФ) — поглощал свет с длиной волны 718 нм и передавал возбуждение димеру бактерио- хлорофилла Р870г обозначаемому так потому, что максимум его поглощения лежит при 870 нм. После возбуждения Р870 передает электрон первичному акцептору, а сам превращается в катион-радикал. Трудность измерений состояла не только в том, что все эти события разыгрываются с чрезвычайной быстротой, а спектры промежуточных частиц, по появлению и исчезновению которых и измерялась кинетика превращений, чрезвычайно слабы. Сверх того, эти самые спектры накладываются на спектры устойчивых исходных молекул, так что для достоверного измерения приходилось тщательно выбирать подходящие длины волн. Результаты измерений оказались поразительными. Возбужденная форма БФ существует всего 1,5=h0,5 псек, т. е. возбуждение передается на Р870 даже быстрее, чем происходят колебания атомов. Но и возбужденный Р870 тоже на этом свете практически не жилец: электрон уходит от него к акцептору за 7± 1 псек. Эти данные позволили также оценить расстояние между молекулами БФ и Р870 в реальной клетке. Расстояние невелико — примерно 1,2 нм. Оно и понятно: за полторы триллионных секунды далеко не убежишь. Даже световая волна пробегает за такое время лишь доли миллиметра. Принято считать, что живой организм — машина сравнительно неторопливая. Куда ему, скажем, до электронных устройств! Результаты ювелирных измерений, выполненных в Институте спектроскопии, показывают: в основе медлительной (если мерить в пикосекундной шкале) жизнедеятельности организмов лежат процессы, скорость и уровень организованности которых мы еще только начинаем осознавать. В. ЗЯБЛОВ 17
.Размышл*? .я О соавторстве и соавторах Как определить, кто может быть (и кто не может быть) соавтором научного открытия, монографии, статьи? Дело в том, что в науке сейчас происходит сущее нашествие так называемых соавторов, то есть людей, которые цепляются за хвостики чужих идей и на основе авторского права в конце концов с успехом их полностью присваивают. Эта сложная проблема целиком относится к этике, и решение ее зависит от честности и порядочности членов того или иного научного коллектива... В апреле этого года во время очередной Научной школы по молекулярной биологии была устроена дискуссия о соавторстве. Затронутые там вопросы, видимо, заслуживают широкого обсуждения. Предоставляем слово одному из участников дискуссии — Николаю Николаевичу ВОРОНЦОВУ, доктору биологических наук из Института биологии развития АН СССР. Относительно недавно наука делалась ограниченным числом людей: часто профессором и его учеником или единственным лаборантом. Шли в науку из небольшого числа университетов с очень строгими традициями. Аспирантуры в нашем понимании не было, а молодого человека оставляли в университете для подготовки к профессорскому званию, и его учила вся кафедра. Это, несомненно, оказывало сильное влияние на людей науки. В качестве примера того, как решалась проблема соавторства в прошлом, я хочу напомнить историю с Дарвином и Уоллесом. В течение долгих лет Чарлз Дарвин работал над проблемой происхождения видов. Но это была теоретическая проблема, а каждые три года он выпускал по монографии, посвященной какой-либо конкретной работе: результатам экспедиции на корабле «Бигль», геологическим, палеонтологическим, ботаническим, зоологическим исследованиям. Был задуман трехтомный труд по эволюции, о чем знал определенный круг друзей. К тому, времени Дарвин был уже знаменитым ученым; многие знали также, что он интересуется проблемой происхождения видов. Поэтому неудивительно, что молодой натуралист Альфред Уоллес, тоже пришедший после экспедиции на Зондские острова к идее происхождения видов путем естественного отбора, послал свою статью на эту тему Дарвину и просил представить ее Линнеевскому научному обществу. Дарвин решил выполнить просьбу, умолчав о своем труде, и рассказал о статье знаменитому английскому геологу Чарлзу Лайелю, своему другу и учителю, и ботанику Гукеру. Однако они воспротивились решению Дарвина и заявили, что надо сообщить об обеих работах. И вот на заседании Линнеев- ского общества была зачитана представленная Дарвином статья Уоллеса и представленные Лайелем и Гукером выдержки из уже написанной книги Дарвина. А теперь представим себе тот же эпизод в современной ситуации. Дарвину присылают статью на рецензию. А) Он ее зарубает. Б) Дарвин берет Уоллеса в соавторы. В) Теория эволюции распубликована под четырьмя именами: первый — Лайель, второй — Гу- кер, третий — Дарвин и Уоллес — четвертый. Может, к ним была бы еще приписана фамилия президента Линне- евского общества... А вот как проблема соавторства решалась в других классических науках. Передо мной книга Н. М. Пржевальско- 18
го «Монголия — страна тангутов. Трехлетнее путешествие в восточные районы нагорной Азии». Научные отчеты об экспедициях путешественник писал сам, своих помощников он в соавторы не брал. Но тот же Пржевальский все свои материалы по метеорологии, ботанике, зоологии отдавал другим исследователям. Они подписывали труды своей фамилией, но называли их «Научные результаты путешествий Пржевальского». Например, академик К. Максимович обработал материалы по растительности Монголии, фауну описал член-корреспондент Е. Бихнер, а метеорологические наблюдения представил профессор А. Воейков, создатель отечественной климатологии. Существуют четкие традиции и в систематической ботанике и зоологии. В зоологии, например, есть принцип приоритета, введенный в 1756 году после работ Карла Линнея. Если коллектор, иначе — сборщик, обнаружит новый вид животного и передаст этот материал для описания другому человеку, то соавторства не возникает, а новый вид называют именем коллектора. В наше время наука стала производительной силой общества, поэтому она приобретает массовый характер: все большее число работ выполняется все большим числом соучастников. Хотя, конечно, роль каждого из них различна. Массовость науки подтверждает и то обстоятельство, что в мире сейчас очень много пишущих людей. В 1970 году, например, по данным Филадельфийского института научной информации (США), в мировой научной прессе было опубликовано 350 тысяч работ 350 тысяч авторов. А за предыдущие пять лет, с 1965 по 1969 год,— 1,5 миллиона работ 700 тысяч авторов. Должен сказать, что эти цифры далеко не полные, потому что Филадельфийский институт сканирует в основном англоязычную литературу, а, скажем, из советской наиболее удовлетворительно изучает статьи по химии и плохо — по математике и биологии. Поэтому на самом деле число ныне печатающихся авторов гораздо больше; думаю, что около трех миллионов. Однако из них примерно 90 процентов — авторы всего от одной до пяти статей, регулярно же пишущих около 300 тысяч. Этот коллектив тоже неоднороден. В нем существует некое ядро, вероятно, около 30—50 тысяч авторов, которые, собственно, и создают погоду в науке, определяют направление исследований, намечают перспективные пути, разрабатывают новые методы и, самое главное, определяют проблематику. Я взял последние номера журнала ctCurrent contents» (издается тем же Филадельфийским институтом научной информации; печатает оглавления научных журналов) и посмотрел, сколько статей публикуется в разных журналах и каково в них среднее число соавторов. В этом отношении существуют очень большие различия в традициях разных наук, разных стран и различных журналов. Соответственно в них разнится и авторский состав. Советский журнал «Экология»: у помещенных в нем статей от одного до трех соавторов и в среднем—1,52 соавтора на статью. «Зоологический журнал» (СССР): 1—5 соавторов, а на статью— 1,75. Международный журнал по акарологии — науке о клещах — от 1 до 5 соавторов, в среднем— 1,8. Как видите, похоже на наш «Зоологический журнал». А вот в зарубежных журналах по охране окружающей среды у статей от 1 до 8 соавторов и в среднем 2,74 соавтора на статью. Вроде бы близкие по тематике к советской «Экологии», но каковы отличия... Они, кстати, говорят о том, что на Западе исследования по экологии ведутся значительно большими коллективами, чем в СССР. Может, и в понятие «экология» советские и западные ученые вкладывают несколько разный смысл... Если продолжить анализ, то становится совершенно очевидно, что чем дальше мы уходим от описательных дисциплин к экспериментальным, тем выше среднее число соавторов. И еще одно интересное наблюдение. Из книги директора Филадельфийского института научной информации Ю. Гарфилда «Эссе информационного ученого» я взял сведения о числе соавторов в наиболее цитируемых статьях за разные годы. Например, в 58 по сей день чаще всего упоминаемых статьях 1896—1929 годов, так сказать, статьях-классиках, от 1 до 4 соавторов; 1,4 в среднем. В 59 наиболее цитируемых статьях 1930—1939 годов— тот же разброс, 1—4 соавтора, но в среднем—1,78. А в 52 статьях 1975 года, на которые чаще всего ссылались в том же 1975 году, от 1 до 8 соавторов и в среднем — 3,15 соавтора на одну статью. Помимо четкой тенденции к увеличению числа соавторов, оказывается, что статьи с большим их числом быстрее стареют, нежели с малым авторским составом. Мне вообще думается, что у научных статей не должно быть много авторов. Хотя, вероятно, существует и другое мнение... 19
В том, что наука стала массовой, есть, конечно, плюсы, но есть и минусы. Она потеряла свою элитарность. В науку пошел середняк, то есть обычный, рядовой человек. Причем не только у нас, но и на Западе. Потому что массовая наука не может быть наукой гениев. Да это, наверное, даже и не нужно. Ей необходимы разные люди: творцы идей и исполнители; одни—теоретики, другие— методисты; третьи обладают исключительной способностью экспериментаторов; четвертые хотя и не высказывают какие-либо позитивные идеи, зато своим критицизмом стимулируют научный дух на семинарах. Они тоже нужны. Но середняк во многих случаях — это средний человек не только по своим научным потенциям, а и по нравственным качествам. Не потому, что он плох, так сказать, от рождения, просто его не воспитали. Скажем, в студенческие годы он интересовался больше баскетболом, чем наукой (хотя в спорте тоже есть понятие порядочности); им мало занимались, он собой мало занимался. Если к тому же такой молодой человек попадает в коллектив, где ошибки воспитания исправить не могут, с этим человеком может в дальнейшем произойти всякое, в том числе и на ниве соавторства. Особенно если вскоре он выйдет в шефы. Вероятно, тем важнее в конце концов выяснить, что же дает право на соавторство в научной работе. Для ответа на такой вопрос хорошо бы прежде всего представить себе, из чего складывается научная работа. Во-первых, из некоего научного направления; оно может быть заложено в этой лаборатории, этом институте или вообще существовать в мире. Мне, например, совершенно неясно, дает ли право на соавторство создание направления. То есть может ли заведующий лабораторией, директор института или человек, не облеченный административной властью, но тоже создавший научное направление, подписывать все статьи, которые делаются в русле этого направления; иначе говоря, пожизненно стричь купоны... Это один из тех вопросов, которые надо обсуждать. Во-вторых, в научную работу входит постановка задачи в рамках того или иного направления. Думаю, что вот постановка задачи, идейная часть работы, в общем, дает право на соавторство. По крайней мере в своей лаборатории я всегда придерживался такого принципа. У меня работал мой ученик, сейчас один из ведущих советских этологов, Евгений Николаевич Панов. Нас обоих интересовали проблемы эволюции вида. Но я занимался генетическими механизмами, он — поведенческими. Я работал на млекопитающих, он — на птицах. V нас нет ни одной совместной статьи, и это совершенно естественно: Панов работал в русле основного направления нашего коллектива, но шел своей дорогой. А вот во всем, что связано с изучением генетики млекопитающих, то есть в работах, в которых я определяю не только направление исследований, но постановку задачи и объекты изучения, в этих работах я обычно соавтор. Но правильно ли я поступаю? Третья часть научной работы — сбор экспериментального или экспедиционного материала; четвертая — его обработка и, наконец, пятая — написание статьи. Я знаю, существует такая точка зрения, что участие только в одном из этих пяти разделов еще не дает право на соавторство, а в двух — достаточно. Верно ли это? Не порождает ли такой подход нередко слишком много соавторов? Правда, в одних случаях большое число соавторов хорошо характеризует тот или иной институт: значит, задачи в нем решаются комплексно. Но в других случаях статьи с обширным набором авторов выходят из сугубо провинциальных коллективов, провинциальных не по географическому положению, а по своим нравственным качествам, идейному и методическому арсеналу. Видно, что просто-напросто один или два человека сделали работу, а остальные соавторы появились по мере того, как статья проходила через инстанции, расположенные над настоящими авторами: зав. лабораторией, зав. отделом, зав. сектором, зам. директора по научной работе, директор института, а в некоторых случаях и зам. министра... Большинство из них не имеют отношения к содержанию статьи. Я, например, знаю случаи, когда директор института в течение года оказывается автором четырех новых монографий, причем одна в области электронной микроскопии, а другая—нормальной морфологии... Тут все ясно: директор приписывается. Вообще говоря, в вопросах соавторства мы имеем полный переход от абсолютного альтруизма к отъявленному, так сказать, гангстеризму. Плохо и то и другое. Обе крайности одинаково развращают молодежь: одних подавляют, других учат быть непорядочными. Кроме того, в коллективе, где процветает гангстеризм, не может развиваться 20
хорошая наука, вот в чем дело. Поскольку в этом коллективе нет критики, не в профсоюзном смысле слова, а научной критики, это больной коллектив, и он обречен на застой. От нравственного климата в лаборатории, институте зависят их научные результаты. Вот почему проблема соавторства — это не только чисто нравственная проблема. И еще один аспект: неверно выбранные принципы соавторства порождают информационный шум. Представим себе, что нас интересует какое-то научное направление, развиваемое в Швеции. Предполагается послать туда сотрудника в командировку. Существуют публикации, в которых первый автор — доктор Б. Начинаем списываться с ним. И вдруг случайно выясняется, что доктор Б к интересующему нас направлению имеет весьма косвенное отношение. Значит, мы могли послать сотрудника не к тому человеку, зря потратить деньги и время. Примерно такая же опасность возникает, когда мы хотим пригласить на устраиваемую у нас в стране международную конференцию ученого с заказным докладом. Кого приглашать: доктора Б? А потом окажется, что на самом деле в этой области работает доктор Г. Мне вообще неясно, все ли работы, выходящие из стен лаборатории, должны иметь соавтором шефа; а если шеф имеет право на совместную публикацию с сотрудником, то как высоко оно распространяется — до зав. лабораторией, зав. сектором, директора института? И на каком месте в списке соавторов должна стоять фамилия шефа? Есть шефы, которые всегда печатаются первыми. Хорошо это или плохо? Смотря по обстоятельствам. Например, довольно известный шведский цитолог профессор Касперсон всегда печатается первым. Может, это даже и справедливо. Во всяком случае, люди, которые идут к нему работать, просто знают, на что идут. Другой пример. Фамилия очень крупного американского биохимика-генетика Грегори Уитта начинается с буквы, которая в английском алфавите стоит одной из последних. И Уитт в списке соавторов всегда печатается последним. Вроде бы хороший принцип, альтруистический. Но чтобы узнать, что сегодня печатает школа Касперсона, достаточно посмотреть литературу на Касперсона. А вот если я хочу выяснить, о чем пишет школа Уитта, то сделать это невозможно, потому что первым автором статьи может быть кто угодно. У американцев есть понятия старший и младший автор. Для того чтобы получить субсидию на научную работу (грант), важно, в скольких работах просящий был старшим автором. У нас такого распределения нет, и я не знаю, нужно ли оно. Но что-то придумать необходимо. Кстати, вспомним систему медицинских публикаций, заведенную очень давно. Правда, она всегда у нас, биологов, вызывала насмешки, раздражение. Знаете, как заведено в медицинских журналах? Там у статьи есть автор — Петров, Сидоров, а в скобках указывается, на какой кафедре какого института сделана работа, а также фамилия зав. кафедрой или директора. А может, это как раз и нравственно? Руководители упомянуты, ясно, что статья вышла из их коллектива. Может, эту архаическую систему следовало бы применять и в других журналах? Известна и другая сторона этой проблемы. Скажем, у заведующего отделом нет своей лаборатории, он только руководит лабораториями отдела. Так что — он вообще не имеет права на научную работу? Смотря какой зав. отделом. Один — только администратор, а другой определяет научное направление. Вот из чего, по-моему, надо исходить. Теперь о праве директора института. Ясно, что он не имеет права просто приписывать свою фамилию к любой работе. Но надо сказать, что быть директором института очень нелегко — неблагодарная работа. И говорить о том, что он за нее получает деньги, просто несерьезно, потому что нагрузка, которую он несет, получаемая им зарплата не адекватна. На что же директор имеет права? С моей точки зрения, у директора I больше возможности для своей научной работы, чем у его подчиненных. К тому же он имеет право и должен создавать некую научную атмосферу, приятный микроклимат в своем институте. А как соавтор директор может участвовать лишь в тех работах, в которых имеет отношение к постановке задачи и написанию хотя бы части текста. Хотя, вопреки Пушкину, порой гений и злодейство совместимы, я придерживаюсь той точки зрения, что лаборатории, институты должны возглавлять гении, талантливые люди, а не так называемые организаторы науки, неспособные к научной работе. Это все проблемы «сверху», но есть они, если так можно выразиться, и «внизу». Скажем, приходит в лабораторию молодой человек — из хорошего вуза, с хорошей кафедры, и у самого голова 21
работает неплохо. Если в лаборатории хороший, нравственный климат, вся она пропитывается некими научными идеями; в большинстве случаев это идеи шефа, в некоторых — идеи коллектива лаборатории в целом. Новоприбывшему дается раздел, конкретная задача: для того-то и того-то сделать то-то, а для этого нужно выполнить такие-то эксперименты по такой-то методике, посмотреть такую-то литературу, то есть достаточно четко разработанный план. Но со временем молодому человеку может показаться, что он все придумал сам, что все это его собственные идеи, потому что никто его не ограничивает: вот до сих пор наши идеи, а дальше — твои. К тому же он сам делает измерения, сам считает. Если он не глуп, то может написать статью, изложить работу на любом международном совещании. Возникает вопрос: имеет ли право молодой научный сотрудник печатать хотя бы тезисы или препринты без шефа? Не знаю. Но вот что я знаю твердо. Скажем, бывают так называемые молодежные конференции, которые издают так называемые труды молодых ученых. С моей точки зрения, это вообще вредная вещь, противоестественная, какая- то скидка. Я противник издания трудов или тезисов молодежных конференций. Они порождают информационный шум. Труды издаются на ротапринте малым тиражом; их никто не читает. Для кого они? Для чего? Для ВАКа? Я вообще считаю, что молодому человеку нечего ходить в коротких штанишках молодого ученого и не вижу проблемы с публикацией статей молодых сотрудников. У нас есть много журналов: «Генетика», «Цитология», «Молекулярная биология», «Зоологический журнал». Пишите, бога ради. Проблема тут в другом. Есть некие коллективы, в которых молодому человеку просто невозможно выйти из-под гнета шефа. Как поступить? Я вижу несколько путей. Ну, хотя бы такой: приобретать самостоятельное имя в науке написанием научных обзоров. Существуют журналы типа «Успехов современной биологии», «Успехов химических наук», обзоры ВИНИТИ; есть «Природа», «Химия и жизнь». Пишите — это возможный и вполне нравственный путь. Существует еще несколько вопросов, которые, как мне кажется, заслуживают внимания. Следует ли делать соавторами технических сотрудников? Если кандидатская диссертация превращается в монографию, то в какой роли должен выступить шеф — редактором, первым соавтором, последним? И наконец, когда в силу сложных обстоятельств человек уходит из коллектива в другое место, как ему быть с его прежними результатами? Имеет ли он право без согласия прежнего шефа публиковать работу, сделанную под его руководством? Я сам часто ставил на статьи имена людей даже без высшего образования, которые были соисполнителями в работе,— для поощрения. Но что получается? Скажем, девушка участвовала в одной работе, второй, третьей; она становится соавтором 5—10 статей. На самом деле она работала руками, и хотя и может даже кое-что пересказать, но была пассивным участником. А потом шеф уходит из лаборатории или девушка переходит в другое место; у нее порядком публикаций, но как научный работник она совершенно несамостоятельна и не может дальше развивать тему. Так добротой мы тоже порождаем информационный шум. А вот что я думаю по поводу ухода самостоятельной личности. Если молодой человек чувствует, что ему у завлаба тесно, что его «зажимают», лучше уйти в другое место, но пожертвовав тем, что оставил, и все начинать с нуля. Это, конечно, очень трудно сделать, но необходимо. С моей точки зрения, попытка унести свои материалы и печатать их под вывеской другой лаборатории, института без согласия прежних сотрудников совершенно безнравственна. Короче говоря, я думаю, что проблемы соавторства следует широко обсуждать, они нуждаются в гласности. Причем не только на уровне таких журналов, как, скажем, «Природа», «Химия и жизнь», но и на страницах специальной научной прессы по каждой конкретной отрасли знания. Молодежь, которая сейчас делает дипломные работы или начинает кандидатские диссертации, которой сейчас, в 1980 году, 20—25 лет, будет определять нравственный климат в науке, когда ей будет 50—60 лет, то есть в 2010— 2020 годах. В значительной степени он будет зависеть от того нравственного климата, который мы создаем в наши дни, в том числе и в вопросах соавторства. А ведь от нравственного климата в науке зависит ее действенность, способность к постановке и решению больших научных задач, принятию нетривиальных решений и, значит, вообще будущее научно-технического прогресса... Записала Д. ОСОКИНА 22
быстро, за миллионные доли секунды, соединяются друг с другом, образуя стабильные молекулы: Самые быстрые реакции Кандидат химических наук И. В. ХУДЯКОВ Диапазон скоростей химических реакций необычайно велик. Сотни миллионов лет длится процесс превращения древесины в каменный уголь. Изделия из железа превращаются в бесформенную ржавчину за десятки лет. Часы и минуты нужны для завершения обычных реакций органического синтеза. Практически мгновенно протекает реакция нейтрализации щелочи кислотой. Наглядным примером весьма быстрой химической реакции может служить явление, происходящее в так называемом фотохромном стекле: прозрачное при обычном освещении, оно практически мгновенно темнеет от яркого света. Этот процесс идет настолько быстро, что очки с фотохромными стеклами способны, например, защищать глаза от ослепительной вспышки ядерного взрыва. А когда интенсивность света снижается, фотохромное стекло вновь становится прозрачным, как и прежде. ПРЕВРАЩЕНИЯ РАДИКАЛОВ Фотохромные стекла обычно делают из прозрачных полимеров, в которые добавлены особые вещества, например способные давать при освещении свободные радикалы. Свободные радикалы — это органические молекулы, в которых есть один неспаренный электрон, то есть одна свободная валентность. Обычные свободные радикалы (например, радикал метил СНз) очень ш~- сн; сн0 - °Э Такой процесс называется рекомбинацией. Но в некоторых случаях вакантные валентности двух радикалов не способны насытиться, и тогда радикал оказывается устойчивым, стабильно существующим в виде индивидуального вещества, которое можно поместить в банку и поставить на полку. Тем не менее такие радикалы иногда способны реагировать друг с другом обходным путем. Например, обратимо превращаясь в димеры: О' rf4^ tf^b О Точкой у атома кислорода обозначен неспаренный электрон: по идее исходные радикалы должны были бы соединиться друг с другом именно атомами кислорода, у которых есть свободные валентности. Но в действительности реакция идет по другому пути и приводит к образованию димера. Димер бесцветен, свободный радикал окрашен. Освещение бесцветного димера приводит к его мгновенному превращению в окрашенный свободный радикал; на слабом свету равновесие вновь смещается в прежнюю сторону и окраска исчезает. На этом и основано явление фотохромизма. Четверть века назад Н. М. Эмануэль возглавил в Институте химической физики АН СССР новое научное направление — изучение реакций свободных радикалов в жидкой фазе (прежде внимание исследователей привлекали лишь радикальные процессы, происходящие в газовой среде). Такие реакции имеют важное значение для химической технологии, поскольку свободные радикалы образуются, например, при жидкофазном окислении углеводородов нефти. В результате этих исследований сотрудниками Института химической физики было получено множество неизвестных ранее стабильных свободных 23
радикалов и обнаружено множество удивительных явлений, связанных с превращения ал и этих частиц. Например, были открыты реакции стабильных свободных радикалов с сохранением свободной валентности; было обнаружено влияние магнитных полей на с в обо д- норадикальные процессы; выяснилось, что в некоторых случаях процессы в свободнорадикальных системах сопровождаются излучением радиоволн... Но общее для химического поведения свободных радикалов заключается в том, что реакции, в которых они принимают участие, протекают с очень большими скоростями. ВСЕ ОПРЕДЕЛЯЕТ ДИФФУЗИЯ Основной закон химической кинетики гласит, что скорость реакции прямо пропорциональна концентрациям реагирующих веществ. Например, если в реакции принимают участие две частицы, которые условно обозначим А и В, то математически этот закон запишется так: V=k-CVQ, а для случая взаимодействия одинаковых частиц f V=k-C/ J Здесь СА и Ср — концентрации реагирующих веществ, имеющие размерность моль-л-1, V — скорость процесса, то есть скорость изменения концентрации реагирующих веществ, имеющая размерность моль- л - с ~\ и к —коэффициент пропорциональности, имеющий размерность л-моль ■ с"'. Величина V мало пригодна для оценки скорости взаимодействия веществ, так как она зависит от концентрации реагентов и мен яется со временем в ходе реакции. Но вот коэффициент пропорциональности к при постоянной температуре не зависит от концентрации и все время, пока идет превращение веществ, остается постоянным — поэтому он называется константой скорости химической реакции. (По сути дела, эта константа показывает, с какой скоростью идет реакция, когда концентрации реагентов равны единице.) Чем больше скорость процесса, тем больше к. Для разных реакций эта величина может изменяться в весьма широких пределах. Например, для обычных реакций органического синтеза к~10 л • моль _1« с _1, а для реакции нейтрализации (одного из самых быстрых химических процессов) к^Ю11 л-моль _1 • с "'. Соответственно константы скорости очень медленных химических реакций ничтожно малы. Но от чего зависит константа скорости? Чтобы частицы могли прореагировать одна с другой, они должны столкнуться. Обычно не каждое такое столкновение приводит к образованию продукта: эффективными будут только столкновения таких частиц, энергия которых превышает определенный порог, называемый энергией активации Еа. А если Еа ~0, то есть если любое столкновение может привести к образованию продукта, как в случае рекомбинации многих свободных радикалов? Тогда скорость процесса будет определяться лишь скоростью, с которой частицы могут приблизиться друг к другу, то есть скоростью их диффузии (рис. 1). Для обычных растворителей типа воды теоретическая константа скорости рекомбинации составляет около 109 л-моль _1-с"'. Иначе говоря, в растворителях с одной и той же вязкостью при одной и той же темпера- Прн реакции рекомбинации простейших свободных радикалов (например, атомов водорода) скорость процесса определяется только скоростью их диффузии в растворителе, приводящей к встречам, каждая из которых заканчивается образованием стабильного продукта радикалы встречаются w радикалы рекомбинируют 24
туре все реакции с Еа ~ 0 должны иметь близкие константы скорости. Но чем больше вязкость растворителя, тем меньше скорость диффузии и тем медленнее должен идти процесс. Поэтому такие реакции называются контролируемыми диффузией. КАК ВСТРЕТИТЬСЯ В ТОЛПЕ Для реакции рекомбинации простых свободных радикалов экспериментальные результаты дают хорошее совпадение с расчетными. Но в некоторых случаях были обнаружены поначалу необъяснимые аномалии. Например, оказалось, что так называемые фенок- сильные радикалы типа рекомбинируют с подозрительно низкой скоростью, константа которой составляет около 107 л-моль-с, то есть в сотни раз меньше теоретической. Из этого можно было бы сделать поспешный вывод о том, что исследователи имеют дело с обычной медленной реакцией. Однако зависимость константы скорости рекомбинации феноксиль- ных радикалов от вязкости растворителя оказалась такой же, как и для обычных диффузионно-контролируемых процессов (рис. 2). В чем тут дело? Прежде всего попробуем наглядно пояснить, как протекает диффузионТю- контролируемая реакция и каков смысл константы ее скорости. Представим себе школьный двор, на который на перемену высыпали все ученики. Все носятся в разных направлениях, постоянно сталкиваются друг с другом, вертятся и не обращают друг на друга никакого внимания — каждому школьнику все остальные только мешают бегать. Особенно усердствуют школьники младших классов — они носятся с наибольшей скоростью. Школьники постарше бегают медленнее; старшеклассники же, сообразно возрасту, просто прогуливаются, а встретившись, начинают мирно беседовать и уходят парами со двора. -^ вязкость растворителя Теоретически вычисленная константа скорости реакции рекомбинации, контролируемой диффузией, уменьшается с увеличением вязкости растворителя (а); экспериментально определенная константа скорости рекомбинации феноксильных радикалов, несущих группы С(СН3|3 по соседству с атомом кислорода, на котором локализован неспаренный электрон, подчиняется той же закономерности, но оказывается значительно более медленной, чем это должно было быть согласно теории (б| Вот встречи старшеклассников, которым мешает бегающая мелюзга, нас и интересуют прежде всего — они моделируют процесс рекомбинации, который происходит между сравнительно крупными малоподвижными частицами на фоне хаотического теплового движения небольших молекул растворителя. Будем подсчитывать число таких встреч в единицу времени; естественно, эта величина будет постепенно уменьшаться. Но если каждый раз делить число встреч старшеклассников в единицу времени на квадрат числа всех старшеклассников, находящихся в этот момент на дворе, то мы увидим, что результат этой операции всегда будет постоянным — подобно константе скорости диффузионно-контролируемой реакции. Расчеты, позволившие вычислить теоретические значения констант скорости диффузионно-контролируемых реакций в растворителях с разной вязкостью, основаны на предположении, что частицы реагируют при каждой встрече. Но что если рекомбинация происходит только в том случае, когда частицы могут реагировать, лишь 25
радикалы встречаются ^^ да* ив VI **#* $ЗФ ЛЙЙ *& радикалы рекомбинируют радикалы переориентируются радикалы расходятся Аномальное уменьшение скорости рекомбинации феноксильных радикалов связано с тем, что лишь очень малая доля встреч частиц оказывается успешной. Пока частицы находятся поблизости друг от друга, они могут переориентироваться и рекомбинировать, но вероятность этого процесса мала столкнувшись определенными участками, например местами локализации не- спаренного электрона? Естественно, это должно привести к тому, что за время встречи заметная доля столкновений не приведет к образованию продукта и скорость реакции уменьшится. Так уменьшится отношение числа образующихся пар старшеклассников к квадрату их общего числа на дворе, если к образованию устойчивой пары будут приводить лишь столкновения «лоб в лоб» (рис. 3). Обычно свободные радикалы не дают такого эффекта, так как в них неспаренный электрон делокализован, с равной вероятностью может находиться на нескольких атомах свободного радикала, каждый из которых доступен для атаки: о*' о о о 6-СмХ) (Обоюдоострыми стрелками обозначены не химические превращения, а суперпозиция различных резонансных структур*.) Такие радикалы действительно рекомбинируют почти при каж- ¥См. «Химию и жизнь», 1979, № 9. дой встрече. Но у радикалов с объемистыми заместителями С(СН 3K по соседству с атомом кислорода электрон становится сильно экранированным. Еще одна причина снижения скорости рекомбинации почти всех свободных радикалов состоит в том, что собственный момент количества движения не- спаренного электрона (так называемый спин) может быть по-разному ориентирован в пространстве, в то время как к образованию устойчивой молекулы приводят лишь столкновения тех частиц, спины которых противоположны. Совокупное действие обоих факторов и приводит к сильному снижению скорости процесса. ОБМАНЧИВО ЛЕГКИЙ БИЛЕТ Каждый студент, сдающий экзамены, стремится вытянуть билет полегче. Какой самый легкий билет можно вытянуть на экзамене по органической химии? Уж не «реакции между свободными радикалами»? В самом деле, если неспаренный электрон — это свободная валентность, то, чтобы написать формулу продукта реакции, достаточно, казалось бы, лишь соединить черточкой-связью атомы, на которых находится неспаренный электрон (подобно тому, как мы это делали, записывая реакцию рекомбинации свободного радикала метила). Но мы уже видели, что быстрые реакции свободных радикалов не сводятся к одной только простой рекомбинации, да и сама рекомбинация может протекать весьма причудливо, давая множество продуктов. Например, вот какие вещества могут возникать при окислении фенола из-за того, что промежуточно образующийся феноксильный радикал имеет делока- лизованный неспаренный электрон: 26
он он о* 4hoQ-o-Q А если просто провести черточку между атомами кислорода феноксильного радикала, то это будет ошибкой. Соединение не существует, так как энергия связи —О—О—в нем равна нулю. Рекомбинация — не единственная реакция, способная протекать между радикалами с ликвидацией свободной валентности. Радикалы нередко избавляются от нее путем перебрасывания атома водорода. Такая реакция называется диспропорционированием: .*<* *в* Реакция между радикалами может протекать и путем переноса одного электрона. Действительно, часто радикалы охотно отдают или принимают один электрон, превращаясь в катион или анион соответственно. Некоторые радикалы способны, по-видимому, и отдавать, и принимать электрон с одинаковой легкостью; тогда реакция между одинаковыми радикалами будет представлять собой простой перенос электрона: R ми + R R+ + 3 Образовавшиеся катион и анион могут реагировать с растворителем (например, с водой) с образованием конечных продуктов: — ROH+H+^ RH+O ш Таким образом, в общем случае реакция между радикалами может представлять собой результат конкуренции реакций рекомбинации, диспропорцио- нирования и переноса электрона. И в каждом конкретном случае, чтобы выяснить истинный ход процесса, нужно разбираться во всех тонкостях превращений свободных радикалов. Так что не стоит особенно радоваться, вытянув на экзамене билет с «легким» вопросом... Свыше трети продукции мировой химии получается с помощью реакций свободных радикалов. Для быстрых реакций наиболее существенно влияет на скорость элементарного процесса вязкость. Поэтому, изменяя вязкость растворителя, можно выяснить, какое явление определяет ход процесса — скорость ли физического процесса, диффузии или скорость собственно химического превращения. Отсюда вытекает возможность предсказывать поведение системы в различных условиях и оказывать на нее целенаправленное воздействие. Отметим, что вязкость можно изменять не только в лабораторных условиях. Например, при производстве полимеров по мере протекания реакции полимеризации среда неизбежно становится все более вязкой, и это сказывается на ходе процесса и качестве продукта. Кстати, о полимерах. Полимерные стекла, содержащие фотохромные добавки, представляют собой очень вязкую среду, и происходящие в них процессы обратимой рекомбинации как раз и контролируются диффузией. Поэтому для того, чтобы создать фото- хромный материал с заданными свойствами, необходимо знать закономерности влияния на константу скорости одной из самых быстрых реакций всех факторов, управляющих поведением свободных радикалов. ЧТО ЧИТАТЬ О РЕАКЦИЯХ СВОБОДНЫХ РАДИКАЛОВ 1. Н. М. Эмануэль, Курс химической кинетики. лд», 1974. 2 А. И. Б у р ш т е й н. 1978, т. 47, с. 212. 3. И. В. Худяков, В «Успехи химии», 1975, т. 44, 4. И. В. Худяков, В Успехи химии», 1978, т. 47, д. м с с с. г. к н о ., «Высшая Успехи А. К у . 1748. А. К у 39. р р е. ШКОхимии», 3 Ь 3 Ь ЛА И Н. МИН. 27
Мяч, близкий к идеалу Каждый мальчишка знает, как устроен футбольный мяч: кожаная покрышка да резиновая камера. И каждый футболист знает, сколь несовершенно это устройство, особенно если приходится играть на мокром поле. Вода проникает сквозь швы, пропитывает кожу изнутри и снаружи. Кожа набухает, становится скользкой, покрышка тяжелеет и теряет форму. Популярный спортивный снаряд становится неуправляемым. И даже лучший мяч сохраняет свои первоначальные свойства всего 60—ВО игровых часов, не больше... Говорят, что всех этих недостатков лишен футбольный мяч новой конструкции, которую разработала французская фирма «Сотрак» (Клермон-Ферран). Он не боится луж и ливней, в любых условиях сохраняет вес и основные размеры, официально утвержденные Международной федерацией футбола (ФИФА): вес — от 396 до 453 г, длина окружности — от 680 до 710 мм, диаметр — от 216,5 до 226 мм. Никакой камеры у этого мяча вообще нет — он целиком отформован из полиэфирного пластика. Само по себе это не ахти какая новость: цельнолитые мячи, резиновые или пластиковые, На схеме — устройство бескамерного мяча. На фото: вверху — пластиковая основа, полуфабрикат; внизу — готовый мяч выпускаются давно, они лежат в магазинах игрушек. Но для большого футбола они абсолютно непригодны: ни один уважающий себя футболист не станет играть мячом, не одетым в кожу. Поверхность нового мяча сохранила традиционный вид, а главное, необходимые свойства. Для этого пластиковую основу оклеивают fcfcj^i* V кусочками кожи привычной футболистам и зрителям пятиугольной формы. Чтобы сшить обычную кожаную покрышку (а шьют их до сих пор вручную — иначе добротный мяч не сделать), требуется 5—6 часов. На производство нового мяча затрачивается всего 32 минуты. А эксплуатационные качества его должны удовлетворить любого футболиста экстракласса: идеально круглая форма, полная влагонепроницаемое ть, срок службы — до 150 часов. А. ДМИТРИЕВ Отцвели уж давно хризантемы Отцвели уж давно хризантемы в саду... Причем нередко это происходит значительно раньше положенного срока, ибо прекрасные осенние цветы беззащитны перед натиском одного из самых жизнеспособных насекомых-вредителей — персиковой тли Myzus persical. До последнего времени эффективных средств против этого вредителя, опустошавшего оранжереи, не было. Недавно, однак о, и на перси кову ю тлю нашлась управа. Английские специалисты вырастили в лабораторных условиях тропический гриб Verticil- lium lecanii и опрыскали раствором, содержащим споры этого гриба, оранжерейные хризантемы. Вредители погибли. «New Scientist», 1980, № 1198 Крахмал в новой роли В США испытан новый препарат амихлораль (хлорированный крахмал). Это вещество избирательно действует на микрофлору в желудках жвачных животных. Как известно, не все обитающие в желудке микроорганизмы полезны его 28
хозяину. Среди них, в частности, есть такие, которые впустую переводят корма, поступающие в организм животного, — превращают их в метан, бесполезный для коровы или овцы. Так вот, амихлораль губит микрофлору, вырабатывающую метан, и тем самым на 7—9% улучшает использование кормов. Кроме того, введение этого препарата в рационы жвачных животных делает более эффективными и всевозможные кормовые добавки, в том числе антибиотики. «Международный сельскохозяйственный журнал», 1980, № 2 Ковер для коровника В Голландии специально для коровников создан особый трехслойный ковер. Верхний слой, из нетканого полиэфира, упругий и мягкий, средний, поливинилхло- ридный, прочен на износ, нижний — полиамидная сетка, она служит основой. На синтетической подстилке коровы значительно реже, чем на соломе и опилках, получают повреждения ног и копыт. А фермерам легче убирать навоз. «Farmers Weekly», 1980, № 17 Опасность — слева В большинстве стран уличное движение правостороннее. Естественно, в авариях больше страдает левая сторона автомобиля; это подтверждает и статистика дорожных происшествий. Поэтому известная автомобильная фирма « Даймлер- Бен ц» не намерена тратиться на упрочнение всего автомобиля, будут укреплены лишь самые его опасные места: слева в передний бампер можно встроить амортизатор, все пустоты в левой передней части кузова — заполнить пенопластом. «New Scientist», 1980, № 1191 Не бак, а губка Топливные баки гоночных автомобилей и других машин, которые работают на легко испаряющемся горючем, часто заполняются пенопластом, чтобы топливо в случае аварии не воспламенилось. Одна американская фирма начала выпускать легкий пенополиуретан, скелетная структура которого образована тончайшими нитями. Топливо заполняет 97% объема этого материала. По сути дела, бак, изготовленный из пенополиуретана, представляет собой большую губку. «Newsweek», 1980, № 8 Высокая очистка На ВДНХ СССР демонстрируется электролитический очиститель диэлектрических жидкостей — моторного масла, дизельного топлива, керосина и т. д. У прибора незначительное гидравлическое сопротивление, поэтому его можно устанавливать на всасывающих трубопроводах, защищать им насосы. Стоимость электроэнергии для очистки 1000 куб. метров керосина не более 60 копеек. Техническую документацию можно запросить по адресу: 252601, Киев-58, проспект Космонавта Комарова, 1, Киевский институт инженеров гражданской авиации. «8ДНХ СССР», 1980, №6 Что можно прочитать в свежих журналах Об использовании синтетических сверхтвердых материалов в инструментальном производстве («Алмазы», 1980, № 4, с. 3—4). О разработанном в ГДР методе ускоренного испытания эмалей с помощью специального прибора с программным управлением («Стекло и керамика», 1980, № 3, с. 27—29). Об эффективном применении стеклянных трубопроводов («Стекло и керамика», 1980, № 4, с. 6). На ВДНХ СССР демонстрируется новый нетканый упругий материал из .стекловолокна для воздушных фильтров («ВДНХ СССР», 1980, № 4, с. 21). Отход глиноземных заводов — рядовой нефелиновый шлам пригоден для приготовления монолитных дорожных оснований («Автомобильные дороги», 1980, № 5, с. 23—24). Абсорбционная очистка с помощью цеолитов оренбургского природного газа от меркаптанов дает наилучшие технико-экономические показатели («Газовая промышленность», 1980, № 5, с. 49—52) Шарики из вспененного полистирола служат заполнителем пустотелых строительных блоков («The Financial Times», 1980, № 28103, с. 12). О работе паровых котлов на древесных отходах («New Scientist», 1980, № 1200, с. 1012). Сконструирован простой и эффективный прибор для выявления мастита у дойных коров («Farmers Weekly», 1980, № 17f с. 21) О системе впрыска воды в автомобильный двигатель, позволяющей снизить расход бензина и улучшить динамические характеристики автомобиля («Popular Science», 1980, № 1, с. 112). О недорогом стойком к коррозии сплаве для искусственных зубов («Chemical and Engineering News», 1980, № 4, с. 32). 29
rOB"*"?w M. hi i В мире автоволн ПУТЬ К ПРИЗНАНИЮ В начале пятидесятых годов сотрудник Института биофизики Минздрава СССР Борис Павлович Белоусов сделал поразительное наблюдение. Смешав водные растворы бромноватой и лимонной кислот и добавив в качестве катализатора немного соли церия, он обнаружил, что ожидаемая реакция окисления лимонной кислоты протекала совершенно фантастическим образом: раствор периодически, как часы, сменял окраску — становился то желтым, то бесцветным. Белоусов описал свое наблюдение и послал статью в химический журнал. Послал — и получил отказ в публикации. «Такого не может быть»,— безапел- ляционно заявил безымянный рецензент. Точно так же ответил и рецензент другого химического журнала, в который Белоусов послал статью после первой неудачи. «Не может быть» — убийственный довод. И обидный к тому же, так как проверить сообщение не составляло никакого труда: нужны были лишь крохи вполне доступных реактивов, простейшая химическая посуда (в крайнем случае ее мог бы заменить обычный стакан) и минут двадцать свободного времени. И еще, конечно, было необходимо желание увидеть все собственными глазами. Белоусов не пал духом. Он понимал важность своего наблюдения и не прекращал попыток опубликовать работу. Его поддержал коллега — молодой биохимик С. Э. Шноль, и в 1959 году статья Белоусова все же увидела свет. Но она была опубликована не в химическом, а... в медицинском издании. Медикам периодическая химическая реакция была еще менее понятна и интересна, чем химикам. Возможно, кто либо из химиков все же мог бы заинтересоваться наблюдением Белоусова, но медицинскую литературу читают по преимуществу медики. Так что наблюдению Белоусова, несмотря на публикацию в научном журнале, было обеспечено надежное забвение. Но все тот же Шноль (кстати, не поленившийся проверить наблюдение коллеги) заинтересовал периодической реакцией молодого физика А. М. Жаботинского, который тщательнейшим образом изучил этот опыт и обосновал его теоретически. Реакция идет так. Сначала бромат окисляет ионы Се+3 до Се+4, а сам превращается в гипобромит; гипобро- мит бромирует лимонную кислоту, а бромпроизводное восстанавливает Се 4 в Се + 3, давая бромид-ион, способный тормозить реакцию ионов Се+3 с броматом. Попеременное изменение степени окисления церия и проявляется в периодическом изменении окраски раствора (бесцветный — желтый)* Вскоре в научном мире заговорили о реакции Белоусова — Жаботинского, а теория колебательных химических реакций стала привлекать внимание все большего и большего числа ученых. И вот итог двадцатилетних исследований: в 1980 году авторы цикла работ «Обнаружение нового класса автоволновых процессов и исследование их роли в нарушении устойчивости распределенных возбудимых систем» член- корреспондент АН СССР Г. Р. Иваниц,- кий, кандидат физико-математических наук А. Н. Заикин, доктора физико- математических наук А. М. Жаботин- ский и В. И. Кринский, а также (посмертно) химик-аналитик Б. П. Белоусов были удостоены высшей научной награды Родины — Ленинской премии в области науки и техники. ЭНЕРГИЯ В ПРОСТРАНСТВЕ Химическая система, обнаруженная Белоусовым, представляет собой лишь один пример обширнейшего класса распределенных возбудимых систем. Возбудимых и распределенных, потому что раствор, содержащий смесь способных реагировать между собой веществ, обладает запасом свободной энергии, равномерно распределенной в пространстве и способной высвобождаться в любой точке этого пространства, причем сигналом к высвобождению энергии служит реакция в соседней 'Подробнее см. «Химию и жизнь», 1973, № 7. зо
Борис Павлович Белоусов A893—1970). Химическое образование получил в Высшей технической школе (Цюрих, Швейцария). В первые годы Советской власти работал на химических курсах РККА (впоследствии — Химической академии РККА). В 1939 году вышел в отставку в звании комбрига (генерал-майора) и затем заведовал лабораторией Института биофизики Министерства здравоохранения СССР точке (отсюда и возбудимость). Подобные активные среды существенно отличаются от сред, играющих лишь пассивную роль: в этом случае свободная энергия поступает в объем только извне, собственных запасов энергии в пассивной среде нет. Когда в воздухе распространяется звуковая волна—это пример процесса, происходящего в пассивной среде. Колебания воздуха, возбужденные в одной точке, распространяются в этом случае во все стороны и неизбежно затухают — и просто потому, что по мере распространения волны вширь первоначальная энергия приходится на все возрастающий объем, и потому, что среда обладает вязкостью, в результате чего энергия колебаний постепенно, но неуклонно переходит в тепло. Сами собой, вследствие неизбежного рассеяния энергии, затухают электромагнитные колебания в колебательном контуре. Но с помощью простого устройства, постоянно подводящего к контуру энергию, колебания можно сделать самоподдерживающимися, как в генераторе обычного радиопередатчика. Такие самоподдерживающиеся колебания, протекающие в сосредоточенной системе, называются автоколебаниями. А в распределенных возбу д имых системах могут возникать и автоволны, то есть волны, которые сами поддерживают свое существование и не затухают по мере продвижения вперед. Давно известный пример такого автоволнового процесса — распространение нервного импульса. Нерв, будучи раздраженным в одной точке, посылает сигнал, который не затухает: волна возбуждения, попав в соседнюю точку, вызывает в ней ответную реакцию, которая вызывает раздражение следующих участков нервного волокна. ХИМИЧЕСКИЕ НЕРВЫ Вот что рассказал один из лауреатов 1980 года Альберт Николаевич Заикин о том, как были обнаружены химические автоволны. «В конце пятидесятых годов активно обсуждался вопрос о возможности создания так называемого нейристора — устройства, моделирующего нервное волокно. Идея эта была привлекательна тем, что такие элементы способны выполнять все необходимые логические операции, а соединяя нейристоры между собой различными способами, можно было бы создавать вычислительные машины любой сложности. Однако в то время речь могла идти только о создании какого-то технического устройства, моделирующего прохождения нервного импульса. Например, мы пытались сделать модель на основе радиоламп. Но ничего интересного не получилось, так как даже небольших различий в характеристиках обычных электровакуумных приборов было достаточно для того, чтобы составленная из них активная линия не работала. Еще хуже дело было с полупроводниковыми устройствами — разброс их характеристик был настолько велик, что нечего было и думать о том, чтобы получить с их помощью какую-либо действующую схему. Но тут появились работы Жаботинско- го, и мне подумалось: а не эта ли система представляет собой идеальную активную среду, в которой может не быть никаких неоднородностей? Так *1
нельзя ли именно в ней и запустить автоволны? Этой идеей я загорелся, мы встретились с Жаботинским и вместе попробовали сделать простейший эксперимент. Мы взяли большую круглую коробку от кинопленки, залили ее дно воском, сделали в нем кольцевую канавку, наполнили ее раствором и стали смотреть — что получится. Не получилось... Уже значительно позже мы узнали причину первой неудачи: просто в той химической системе, которой мы пользовались (это была классическая система Белоусова, содержащая ионы церия), возникают слишком длинные волны и в канале сравнительно небольшой длины их нельзя было увидеть. Кроме того, система с ионами церия дает не очень заметные цветовые переходы. Успех пришел лишь спустя три года, когда была использована система, в которой катализатором служит не церий, а железо, вернее, его комплекс с фенантролином, так называемый фер- роин. Но и тут не все сразу получилось. Комплекс железа с фенантролином был взят потому, что его окисленная и восстановленная формы имеют очень контрастные окраски — красную и синюю. Но когда был приготовлен раствор, никаких колебаний, как в случае церия, сначала не удалось заметить. Только когда мы стали измерять в разных точках объема окислительно-восстановительный потенциал, то обнаружили, что он колеблется, но только колебания в разных точках не совпадают по фазе; к тому же в ходе реакции из раствора выделяются газовые пузырьки, которые перемешивают жидкость. Все это делает эффект колебаний незаметным. Но когда мы налили на дно плоской чашки тонкий слой того же раствора, то побежали автоволны. Ведь в тонком слое перемешивания уже не происходит, а несовпадение колебаний по фазе проявляется замечательным образом — в виде кольцевых и спиральных волн. Вот с этого опыта все и пошло на лад». КРУГИ И СПИРАЛИ Представим себе степь, покрытую сухой травой. Если в одном месте бросить горящую спичку, то во все стороны побежит волна пожара, за которой останется выжженная земля, где гореть уже нечему. Пройдет время, трава вновь вырастет и высохнет, и вновь, бросив на том же месте горящую спичку, можно вызвать новую волну огня. Если горящие спички регулярно бросать в одно и то же место, мы будем наблюдать, как из одной точки распространяется серия кольцевых волн. Точку, или малую область пространства, в которой зарождается каждое из огненных колец,— источник кольцевых волн,— можно называть ведущим центром. Замечательное свойство активных сред заключается в том, что они не только поддерживают постоянными амплитуду и скорость волн, но и способны содержать на своем энергетическом балансе сам источник этих волн. Иначе говоря, можно подобрать такие условия, когда источник волн работает автоматически, регулярно посылает импульсы. Волны, распространяющиеся в активных средах, обладают отличными от обычных волн свойствами. Например, если волны звука или света, пересекаясь, не мешают друг другу, а интерферируют, ослабляясь и усиливаясь, то автоволны друг друга только гасят (известный способ борьбы со степными пожарами — это «встречный пал», когда огонь гасят встречной волной огня); если же активная среда содержит несколько ведущих центров, то они вступают друг с другом в конкуренцию, в результате которой один наиболее высокочастотный центр оказывается победителем. Но чисто концентрические волны наблюдаются только тогда, когда активная среда идеально однородна. Если же на пути автоволны встречается какая- нибудь неоднородность, фронт волны разрывается и возникает спиральная волна (иногда источник спиральных волн называют ревербератором). Как возникает спиральная волна? Обратимся еще раз к аналогии со степным пожаром. Если сплошной фронт волны огня разорвать (например, поставить на время достаточно высокую огнеупорную перегородку, а потом ее убрать), то часть волны, которая пойдет дальше, будет иметь не только фронт, но и фланг. Двигаясь вперед и вбок, волна все больше и больше будет заходить себе в тыл, пока не закрутится спиралью. Вот такой эффект и наблюдается в любых активных средах, в том числе и в колебательных химических системах. Ревербераторы, как и ведущие центры, взаимодействуют друг с другом по тем же своеобразным законам химической конкуренции. Причем источником новых волн могут служить и разрывы, образующиеся в результате столкнове- 32
ни я автоволн. Поэтому если среда содержит много неоднородностей, число их катастрофически растет и автоволны начинают хаотически заполнять все пространство — возникает картина типичной турбулентности. Так, в реальной степи, где поверхность далека от идеальной плоскости, огонь часто начинает метаться во все стороны — это самая опасная разновидность степного пожара, потому что неизвестно, куда бежать от огня. ВОЛНЫ, ВСЮДУ ВОЛНЫ Нейристоры — химические нервы — еще не удалось создать по чисто техническим причинам. Впрочем, сейчас эта проблема уже перестала быть очень актуальной из-за успехов микроэлектроники. Однако теоретические и экспериментальные исследования автоволновых процессов с каждым годом становятся все важнее и приобретают не только научное, но и прикладное значение. Вот, например, важная ветвь исследований, выполненных под руководством Иваницкого и Кринского. Сердечная мышца—это типичная активная среда, а сокращение сердца — типичный автоволновой процесс. Чтобы сердце успешно выполняло свою функцию, оно должно сокращаться слаженно, и эту слаженность как раз и обеспечивают автоволны, распространяющиеся по сердечной мышце. Однако иногда в деятельности сердца наступает сбой. Например, иногда наступает фибрилляция — ритмические сокращения сердечной мышцы неожиданно сменяются беспорядочной дрожью. А иногда частота сердечных сокращений вдруг резко, в несколько раз, увеличивается — это так называемая пароксизмальная тахикардия. Причина этих опасных нарушений деятельности сердца долгое время оставалась непонятной. Теория автоволновых процессов смогла их объяснить: эти явления происходят, когда вместо одной нормальной автоволны возбуждения возникают многочисленные центры спиральных волн, быстро приводящие к возникновению беспорядочных сокращений (фибрилляция), или же образуется одна мощная спиральная волна, также нарушающая нормальный ритм сердечных сокращений (тахикар- дия). Та же теория дала возможность фармакологам целенаправленно искать противоаритмические лекарственные препараты, изучая их способность гасить беспорядочные автоволны в сердечной мышце. Но сердце — лишь один орган человеческого тела, в котором наблюдаются автоволны. Такие волны поддерживают капиллярный кровоток, обеспечивают продвижение пищи по желудочно-кишечному тракту; уже говорилось о роли автоволн в передаче нервных импульсов, но те же автоволны обеспечивают и деятельность головного мозга, принимая участие в возникновении и развитии процессов возбуждения и торможения. Дальнейшее исследование разнообразных автоволновых процессов, происходящих в живых организмах, бесспорно поможет в борьбе с разнообразными расстройствами здоровья. Автоволновые процессы способны объяснить и сложное поведение экологических систем — например, периодические нашествия вредителей, периодические эпидемии. Более того, многие социальные явления подчиняются закономерностям, присущим автоволнам; наиболее неожиданный пример такого рода известен всем модницам, вынужденным периодически обновлять туалеты, следуя капризно, но закономерно меняющимся веяниям... Знание закономерностей автоволновых процессов способно оказывать услуги и в производственной сфере, прежде всего в области химической переработки веществ. С одной стороны, становятся ясными причины некоторых видов неустойчивости работы химических реакторов и появляется возможность сознательно бороться с этим нежелательным явлением. С другой стороны, автоволновые режимы иногда позволяют резко интенсифицировать процессы. Исследования закономерностей процессов, протекающих в активных средах, привели к возникновению новых разделов биофизики, физической химии, теории волновых процессов и даже послужили в качестве одной из основ новой науки, так называемой синергетики, изучающей процессы, протекающие в любых активных средах — будь то химическая или физическая система, живая клетка или организм, популяция или общество. Заслуги ученых, недавно удостоенных высокой награды, признаны мировой научной общественностью. А ведь всего двадцать лет назад вся эта работа висела на волоске отрицательной рецензии... М. ЛАР^Н 2 «Химия и жизнь» № 11 33
Что происходит на границе Член-корреспондент АН СССР Н. А. ПЛАТЭ, кандидат химических наук Л. И. ВАЛУЕВ В этом рассказе не будет ни выстрелов, ни острых приключений. Речь пойдет о границе весьма своеобразной — границе между искусственным твердым телом (полимером) и такой специфической жидкостью, как кровь. Этому, преимущественно химическому, рассказу необходимо предпослать медико-биологическое вступление. МЕДИЦИНСКОЕ ПРЕДПИСАНИЕ С точки зрения медицины наш век справедливо было бы назвать веком сердечно-сосудистых заболеваний. Вероятно, нет необходимости объяснять читателям такие термины, как инфаркт, инсульт, эмболия, тромбофлебит и т. д. Из популярной литературы все наверняка знают, что эти заболевания так или иначе связаны с образованием в кровеносных сосудах сгустков, известных под названием тромбов. Тромбы слагаются из эритроцитов, лейкоцитов и тромбоцитов, застрявших в нерастворимых переплетенных между собой нитях природного высокомолекулярного соединения — белка фибрина. Образование фибрина — одна из защитных реакций организма. Кровь при порезах и ранах свертывается именно благодаря инициированному ферментами превращению растворимого белка фибриногена в фибрин. Но при заболеваниях фибрин, а следовательно, и тромбы образуются в результате патологических изменений самой крови или стенок кровеносных сосудов. Образование таких сгустков затрудняет, а то и полностью прекращает ток крови, со всеми вытекающими отсюда последствиями. Свертывание крови — естественная реакция организма и на контакт с инородным телом. Теперь представим себе распространенную ситуацию, когда вследствие болезни, которая зашла слишком далеко, или травмы, когда неизбежно хирургическое вмешательство, требуется замена участка кровеносного сосуда или даже целого органа (например, сердца) по жизненным показаниям, как говорят медики. Такие операции известны: «запасные части» берутся у животных или у умерших людей. Однако из-за тканевой несовместимости пересаженные органы неизменно отторгаются организмом. Искусственные органы, сделанные из полимерных материалов, казалось, быстрее помогут решить эту проблему. Орган изм отторгает инородны й белок — синтетические полимеры построены иначе, чем белки, в этом случае не возникает белковой несовместимости. Среди полимеров есть химически инертные и обладающие притом прекрасными физико-механическими свойствами. Казалось бы, широкое применение полимерных материалов для протезирования практически любых органов и тканей, в том числе и контактирующих с кровью,— прямая дорога восстановительной хирургии. Но... Уже в первые часы, а то и минуты, на поверхности полимерного изделия, имплантата, находящегося в контакте с кровью, неизменно происходило интенсивное тромбообразование. В лучшем случае результатом был выход из строя вживленного полимерного протеза. А бывало и хуже... Результаты первых же подобных экспериментов показали, что необходимо создать специальные гемосовместимые (по-гречески кровь — гематос) полимеры. Их свойства должны быть близкими к свойствам материала, из которого природа сконструировала интиму — стенку кровеносного сосуда. Выяснено, что интима содержит антикоагулянты крови, несет отрицательный заряд и имеет пористую поверхность с избирательной проницаемостью. Она способна к обратимой сорбции компонентов крови. Оттого границу между кровью и стенкой естественного кровеносного сосуда можно сравнить с чисто формальной границей между областями одной страны. При замене естественной ткани на полимер характер этой границы меняет- 34
ся: ее можно сравнить с границей соседних, отнюдь не дружественных государств. Защитные системы организма делают все возможное для устранения или по крайней мере изоляции чужеродного тела. Обычно при имплантации протеза в любой участок организма вокруг полимера образуется своеобразная капсула из соединительной ткани, которая изолирует полимер. Скорость роста такой капсулы невелика — чтобы вырос слой толщиной в несколько миллиметров, нужно несколько дней. Кровь же при контакте с поверхностью обычного полимера свертывается всего за 10—15 минут. Следовательно, нужны полимеры, при контакте с которыми время свертывания крови было бы намного больше и превосходило время образования изолирующей капсулы.. Такие вот полимеры и называют ге- мосовместимым#и, отдавая себе отчет в том, что на самом деле понятие гемо- совместимости значительно шире. Первый акт взаимодействия крови с любым полимерным имплантатом заключается в адсорбции на его поверхности белков плазмы и некоторых других веществ — так называемых контактных факторов свертывания крови. Это тоже в основном вещества белковой природы. Свойства поверхности полимера в результате адсорбции меняются. Теперь вероятность образования тромба зависит уже не столько от свойств полимера, сколько от природы и свойств адсорбированных белков. Вторая стадия взаимодействия крови с полимером — активация факторов свертывания и адгезия тромбоцитов — форменных (клеточных) элементов крови, принимающих участие в формировании тромбов. Чем больше прилипнет тромбоцитов, тем хуже. Вслед за адгезией происходит их активация и выделение в кровь содержимого внутриклеточных гранул, в основном серотонина и аде- нозиннуклеотидов, которые в свою очередь ускоряют слипание тромбоцитов. Одновременно под действием фермента тромбина* образуются полимерные нити фибрина. В них застревают кровяные тельца — образуется тромб. Что же нужно сделать для предотвращения пограничных конфликтов между полимером и кровью? Однозначного ответа на этот вопрос нет. Попытки уста- *Тромбин— это специфический фермент, который гидролизует присутствующий в крови растворимый белок фибриноген с образованием фибрин-мономера. Фибрин — продукт самопроизвольной полимеризации фибрин- мономера. новить корреляцию между гемосов- местимостью и такими параметрами полимера, как смачиваемость, величина критического поверхностного натяжения, свободная поверхностная энергия, электрохимические характеристики и т. д., не привели к решающему успеху. Они лишь показали, что в этой сложной ситуации нельзя сразу добиться всеобъемлющего урегулирования. Нужен гибкий подход, попытки снизить напряженность в каких-то отдельных областях с тем, чтобы в дальнейшем на основе уже достигнутых успехов подойти к решению проблемы в целом. Применительно к системе кровь — полимер такой подход должен заключаться в поочередном воздействии на все возможные стадии процесса тром- бообразования. Вероятно, пригодным может оказаться материал; который удовлетворяет хотя бы одному из следующих требований: отсутствие взаимодействия со всеми компонентами крови; неспособность к активации контактных факторов свертывания крови и тромбоцитов; «облагораживание» поверхности за счет адсорбции белков крови, которые не участвуют в реакции тромбообра- зования; способность к реакции гидролиза тромба с образованием растворимых продуктов. А в идеале — материал, в котором была бы смоделирована внутренняя стенка кровеносного сосуда, материал, строение и свойства которого были бы такими же, как у интимы. ДЕЛА ИНТИМНЫЕ Разберем различные варианты прекращения конфликта на границе кровь — полимер. Радикальный способ — закрыть границу, прекратить всякие контакты между полимером и кровью. Еще в начале века было замечено, что свертывание крови существенно замедляется на стеклянной поверхности, если эту поверхность покрыть слоем парафина. Применительно к полимерам эта идея была реализована при создании гидрофобных полимерных материалов с углом смачивания более 90е. Можно было ожидать, что такие полимеры не будут смачиваться кровью и реагировать с ней. Частично это предположение оправдалось: гидрофобные полимеры, в частности кремнийорга- нические, фторсодержащие и особенно покрытые слоем элементарного угле- 2* 35
Гидрофобная (А) и гидрофильная (Б| поверхности рода, значительно меньше, чем обычные полимеры, адсорбируют белки крови и тромбоциты. Так, если на поверхности полиэтилена площадью 20 000 квадратных микрометров адсорбируется больше 50 тромбоцитов, то На такой же поверхности полидиметил- силоксанового каучука — только 6—8. Кремни йорганические резины обладают такими свойствами, что их можно использовать (и используют) для изготовления катетеров, зондов, протезов клапанов сердца, деталей и магистралей аппаратов искусственного кровообращения. Весьма перспективными оказались мембраны из кремнийорга- нических полимеров для насыщения крови кислородом и удаления из нее углекислого газа. В общем, можно сказать, что такие полимеры пригодны для изготовления эластичных деталей, у которых время контакта с кровью невелико. Если же это условие не соблюдается, то даже небольшого количества адсорбированных тромбоцитов и белка бывает достаточно для инициирования тромбообразования. Лучшие результаты получены на углеродистых материалах. Такие материалы получают, например, из стеклоугле- рода или осаждая на полимерную поверхность слои чистого углерода. При взаимодействии углеродных поверхностей с кровью адсорбционные процессы все равно имеют место. Тем не менее эти материалы оказались почти гемосовместимыми. Причина — неизменность адсорбированного белка: в этом случае не активируются контактные факторы свертывания и тромбоциты. К сожалению, получать покрытые углеродом эластичные и волокнистые материалы сложно. А если углеродное покрытие разрушается, гемо- совместимость полимера резко падает. Лучше соединить углеродный слой с полимерной подложкой прочными хи- 36 мическими связями. Для этого на полимерную поверхность сначала прививают ненасыщенный мономер, например нитрил акриловой кислоты или винилиден- хлорид, затем его полимеризуют и уж потом проводят реакцию карбонизации привитого полимера, удаляя из него все элементы, за исключением углерода. Рассуждая о том, как уменьшить реакцию крови на введенный полимер, вспомнили, что интима и тромбоциты заряжены одноименно— отрицательно. Следовательно, создав на полимерной поверхности отрицательный заряд, можно ожидать взаимного отталкивания тромбоцитов и полимера. Идея была проверена в конце шестидесятых годов на так называемых электретных материалах. (Эти материалы получают индуцированием на полимерной поверхности отрицательного заряда с последующей его фиксацией.) Наведенный на изделия из политетрафторэтилена, поливини л хлорида, полиэтилена или поликарбоната отрицательный заряд несколько повышал гемосовме- стимость, но суммарный эффект оказался незначительным. ДРУГИЕ ПОДХОДЫ Рассмотрим ту же проблему с другой стороны. Что будет, если стремиться не изолировать «воюющие стороны», а как- то примирить их? Такой подход характерен для работ профессора Н. Б. Добровой (Институт Схема реакции привитой сополимеризации под действием ионизирующего излучения ^^ AAA О _.А A ,ААА й / I f ^^ - Н Y ™ Ж ^ш полимерная цепь сн-снх _¥1
сердечно - сосудистой хирургии АМН СССР), американских ученых Дж. Андраде и А. Хоффмана, а также сотрудников кафедры высокомолекулярных соединений МГУ, где работают и авторы этой статьи. Суть подхода заключается в использовании гидрогелей — полимерных материалов, состоящих из «сшитых» цепей водорастворимых полимеров. Гидрофобные материалы, по крайней мере с точки зрения взаимодействия их с водными растворами (а кровь — именно такой раствор), противоположны гидрофильным. Гидрогели, естественно, гидрофильны. Обычно их получают сополимеризацией гидрофильного мономера, например ак- риламида или N-винилпирролидона, с мономером, содержащим не меньше двух ненасыщенных связей. Физико-механические свойства гидрогелей близки к свойствам живых тканей организма. Они мягки, проницаемы для молекул низкомолекулярных соединений, а главное, сами пропитаны жидкостью. По этим причинам гидрогели обладают довольно высокой гемосов- местимостью. Кровь на их поверхности свертывается медленно, так как при этом не образуется ориентированный (а по отношению к контактным факторам свертывания крови — активированный) слой белка. Насыщенный жидкостью гидрогель не инороден крови — резкой границы нет. Наилучшие результаты в эксперименте пока получены для гидрофильных полимеров, содержащих некоторое количество гидрофоб- Схема взаимодейстзия белков крови с гидрофобной (А) и гидрофильной |В| поверхностями полимера ных участков. Можно ожидать, что гид- "рогели окажутся полезны при изготовлении протезов кровеносных сосудов, искусственной почки и других «деталей» организма. Однако еще предстоит изучить их поведение в условиях долговременной имплантации в кровоток, устойчивость к ферментам и некоторым другим факторам. Есть еще один подход к проблеме гемосовместимости. Что если разрешить контактировать с полимером только тем элементам крови, которые оказывают благоприятное воздействие на процесс свертывания? Для этого поверхность полимера покрывается слоем биоспецифического адсорбента, подобного гидрогелям, описанным выше. С этим слоем гидрогеля ковалентно связано некое вещество, способное в силу высокого биологического сродства взаимодействовать только с одним из многих десятков белков, содержащихся в крови. При контакте с кровью такой триединый материал будет Покрываться слоем того белка, с которым взаимодействует специфический адсорбент. Это самообновляющееся покрытие может функционировать чрезвычайно долго — до тех пор, пока адсорбент сохраняет свои свойства. Биоспецифические адсорбенты сывороточного альбумина уже созданы в МГУ. Мы исходили из двух известных фактов. Первый: покрытие полимеров сывороточным альбумином способствует повышению гемосовместимости. Второй: соединения, содержащие длинные алифатические радикалы, способны взаимодействовать только с одним белком крови — именно с сывороточным альбумином. Следовательно, ис- ав*о 37
биоспецифический лигакд [Ифичесний лиганд молекулы белков ^-^^ «•^^•■•гввшн^—- ' Ю(о(°Х>чэ Схема взаимодействия белков с биоспецифическим адсорбентом пользуя ' в качестве биоспецифических лигандов соединения с достаточно длинными углеводородными радикалами, можно добиться необходимого эффекта. Действительно, приготовленные адсорбенты, обработанные плазмой крови, взаимодействовали только с альбумином и его димером. Других же белков крови сорбенты словно не замечали. А адсорбированный из крови и «снятый» впоследствии с адсорбента белок оказался намного чище продажного препарата сывороточного альбумина, который получают, используя традиционные методы биохимии — фракционирование, хроматографию... Другой способ примирить непримиримых — использовать реакции про- теолиза. (Первая часть этого термина происходит от латинского названия белков — протеины, вторая — от греческого «лизис» — растворение.) Реагируя на присутствие чужеродного материала, кровь мобилизует защиту — посылает на границу белки, тромбоциты и другие форменные элементы. На этот шаг ее толкают «наиболее консервативные круги» — защитные системы крови. Они ведь не понимают, что для самой крови было бы лучше не ввязываться в конфликт, а спокойно ждать его благополучного разрешения. Они, напротив, форсируют этот процесс, не учитывая того обстоятельства, что пристеночный тромб — не защитник, не изолирующая капсула, что, распространившись по всей поверхности, он может преградить путь самой крови... Кровь работает против себя, и задача исследователей помочь ей, вопреки ее же действиям, каким-то способом разрушить тромб. " Для этой цели оказались пригодны биологические катализаторы — протео- литические и особенно фибринолитиче- ские ферменты. Первые ускоряют реакцию гидролиза (протеолиза) всех без исключения белков, вторые, как это следует из их названия, специфически гидролизуют лишь фибрин. В нашей лаборатории в МГУ мы проверили возможность и такого подхода к решению проблемы. Соответствующие ферменты (трипсин, и-химотрипсин, стрептокиназу, плазмин) сначала модифицировали, превращая в способные к полимеризации соединения. А затем действовали ионизирующим излучением на смесь такого модифицированного фермента и гидрофильного мономера, нанесенную на полимерную подложку. В результате химически привязанные к подложке протеолитические ферменты в значительной мере утрачивали способность гидролизовать большинство белков, но не фибрин. Следовательно, если модифицированные таким образом полимеры окажутся в контакте с кровью (например, заменят часть кровеносного сосуда), то растворение соединительного шва, в состав которого, естественно, входят разные белки, происходить не будет. Разрушаться будет лишь образующийся тромб — фибрин распадется на растворимые и безвредные производные. Скорость растворения сгустка крови на такой поверхности больше скорости тромбообразования. При имп-
Электрофореграммы белков плазмы (А); плазмы, обработанной адсорбентом (Б); белкой, связанных с адсорбентом (В) и продажного препарата сывороточного альбуминга |Г). СА — сывороточный альбумин; AT — антитрипсин лантации подобных полимеров в кровяное русло тромбы вообще не смогут образоваться. Это, разумеется, не означает, что создан уникальный материал, способный разом разрешить все проблемы. Нужны еще десятки экспериментов на животных, подробные биохимические и физико-химические исследования, прежде чем эти материалы можно будет рекомендовать к клиническому применению. Однако возможность решения проблемы таким путем нам кажется весьма вероятной. РАДИКАЛЬНЫЙ ПОДХОД И все же самый рациональный способ преодоления конфликтной ситуации на границе — устранение источника конфликта. Применительно к системе кровь — полимер такой подход заключается в создании материалов, поверхность которых построена максимально похоже на строение внутренних стенок кровеносных сосудов. Напомним: интима содержит антикоагулянты и имеет отрицательный заряд. Сейчас кажется естественным использовать для достижения гемосовместимости природные антикоагулянты крови, помещая их в кровоток или внедряя так или иначе в полимерную поверхность. Способность гепарина — одного из самых распространенных антикоагулянтов — повышать гемосовместимость была открыта, в общем-то, случайно. Вот как описывает историю этого открытия его автор — известный биохимик В. Готт: «Пречполагая зависимость между зарядом полимерной поверхности и гемосовместимо- стью, мы начали работу по изучению влиянии электрического заряда на совместимость полимеров с кровью. Поскольку поликарбо- интиые материалы, применяемые для этих нссле шваиий. были диэлектриками, мы предварительно покрывали их слоем электропроводящего лака, содержащего коллоидные частицы графита. Затем кольца, изготовленные из :»тп\ материалов, присоединяли к отрицательному полюсу аккумулятора, стерилизовали раствором бензалконийхлорида, промывали раствором гепарина и помещали и вену собаки на два часа.. Однажды, извлекай коль по, мы заметили, что электрический провод, соединяющий поверхность кольца (, аккумулятором, оборван. Каково же было паше удивление, когда мы увидели свободную от тромба полимерную поверхность. Мы повторили этот эксперимент уже и отсутствие электрического заряда и снова получили тот же результат. Поликарбонатные кольца, покрытые только слоем графита, графита с гепарином пли графита с бенз- алкоппйхлоридом, полностью тромбнрова- шсь за два часа. Стало очевидно, то только сочетание грех агентов: графита, бензалконийхлорида и гепарина, причем в строго определенной последовательности, есть необходимое условие получения гемосовчестимых полимеров: . Гемосовместимость гепаринсодержа- щих полимеров очень высока: в живом организме тромбы на них не образовывались в течение нескольких недель. Однако позже все же наблюдался процесс тромбообразования: гепарин вымывался с полимерной поверхности током крови. Очевидно, необходимо связывать гепарин более прочно. Такие способы были созданы. Но оказалось, что прочное связывание гепарина лишает его молекулы подвижности, и активность его как анти коагулянта крови резко уменьшается. В нашей лаборатории недавно разработан способ гепаринизации полимерных материалов, позволяющий прочно соединять между собой макромолекулы гепарина и синтетического полимера без существенного уменьшения при этом активности гепарина. Сейчас такие полимеры интенсивно изучаются, в в том числе в опытах на животных. Первые результаты экспериментов весьма обнадеживающие. У читателя, естественно, возникает вопрос: какой же из подходов лучше? 39
снон coo" so: снон гхжх^ ^м гепарин NH so3 О н-с-н CH3-NiCH3 Н-С-Н Н-6-Н СГ н-ф-н Н-С-Н н-с-н н-ф-н н-ф-н н-с-н Н-9-Н н-с-н н-с-н н-ф-н н so - J20 н-с-н CH-N*CH3 н-ф-н н-с-н н-с-н н-с-н н-с-н н-ф-н н-ф-н н-с-н н-с-н Q н-с-н СН^СНз н-6-н н-6-н н-с-н СГ Н-С-Н СГ н-с-н н-с-н й u | u бензалко- н-с-н Н-Л-Н нийшрид н-ф-н н-с-н н-с-н н-с-н н-с-н н-с-н ■ н Схематическое строение полимеров на основе графита, бензалконийхлорида и Гепарина Однозначно ответить на этот вопрос сейчас невозможно. Каждый мэ предложенных путей позволяет в какой-то мере повышать гемосовместимость, воздействуя на ту или иную стадию тромбообразования. Вместе с тем сейчас уже ясно, что кардинальное решение проблемы возможно только при комплексном воздействии, основанном на глубоком изучении всех стадий сложного многоступенчатого процесса свертывания крови и взаимодействия ее компонентов с поверхностью синтетического материала. Будущее покажет, не придется ли дополнять и этот комплекс новыми гранями. Очень уж сложные биохимические конфликты происходят на границе, о которой мы рассказывали. 40
I . u а и лекарства Сизиф и камень Профессор Ф. А. КЛЕПИКОВ, В. В. РОССИХИН Украинский институт усовершенствования врачей (Харьков) Надобно признать, что болезнь, о которой пойдет речь в этой небольшой статье, не принадлежит к числу романтических недугов. Существует так называемая театральная медицина. Страдалица Виолетта — жертва измены и, конечно, чахотки. Герой современной драмы умирает от сердечного приступа или на худой конец от лучевой болезни. Но было бы странно, если в самый напряженный момент действия у него разыгралась бы, допустим, почечная колика. В качестве оправдания можно сослаться на то, что мочекаменной болезнью страдали многие знаменитые люди — среди них Эразм Роттердамский, Мике- ланджело, Кромвель, Линней. Эта болезнь свела в могилу Ньютона. Кто-то даже утверждал, что она составляет специальную привилегию умных людей. Увы... Если бы это было так, она не была бы столь распространена. Миллионы и даже десятки миллионов больных во всем мире, один процент населения планеты. Вот о ком идет речь. ОТКУДА ОНИ БЕРУТСЯ! «Они» — это камни. Вопрос, который больной задает врачу. Можем ли мы на него ответить? И да и нет. Медики привыкли мыслить статистически. Частота недуга сопоставляется с географией, климатом, с данными о конституции и образе жизни больных, с распределением по полу и возрасту. Получается примерно следующее. Болезнь распространена не повсеместно, есть районы с относительно высокой заболеваемостью (у нас — Средняя Азия, Закавказье, отчасти Поволжье), а, например, в Скандинавии мочекаменная болезнь — исключительная редкость. И такая же редкость, как ни странно, в знойной Африке. Коллега из нашей клиники, работающий в Алжире, сообщил, что за два года он наблюдал и оперировал единственного больного с камнем в почке, да и тот оказался не местным жителем. Может быть, это связано с привычкой пить много воды. У рабочих горячих цехов камни практически не встречаются. Зато жесткость воды против всех ожиданий никакой роли не играет. Сырая вода, поданным многократных обследований, не более опасна, чем кипяченая. Нет сколько-нибудь надежных данных, касающихся диеты, хотя у любителей плотно покушать шансы заболеть уро- литиазом значительно выше, чем у постников. Каменная болезнь (это, впрочем, касается не только почек, но и желчного пузыря) гораздо реже регистрируется у худощавых и подвижных людей, чем у тяжелых на подъем толстяков. И наконец, женщины чаще болеют — по крайней мере в последние 15 лет,— чем мужчины. В общем, статистика не дает определенного ответа. Скорее она наводит на мысль, что мы имеем дело с заболеванием, у которого нет конкретной единичной причины. С уверенностью можно говорить лишь о комплексе провоцирующих факторов. Тут и переедание, и малоподвижный образ жизни, и телосложение, и местные нарушения почечного эпителия — внутренней выстилки канальцев и лоханок. КАК ЭТО ПРОИСХОДИТ! Строго говоря, никто никогда не видел, как формируется камень. Но можно достаточно правдоподобно представить себе, как это должно происходить. Четыре с половиной столетия назад Пара- цельс создал первую теорию камнеоб- разования. Он предположил, что соли, растворенные в моче, оседают на стенках мочевыводящих органов подобно тому, как инкрустации винного камня покрывают изнутри винную бочку. Довольно удачное сравнение. Весь вопрос в том, почему у одних людей соли выпадают в осадок, а у других нет. Для общей ориентировки напомним школьные сведения о составе мочи. В моче примерно 95% воды, остальное — органические продукты обмена и минеральные соли. К первым относятся соли.мочевой и щавелевой кислот, мочевина, некоторые другие вещества. Что же касается неорганических ком- 41
понентов, то это — соли, перекочевавшие из плазмы крови: поваренная соль, сульфаты, фосфаты и карбонаты калия, магния и аммония. Любопытный факт: если выпарить литр мочи, а затем произвести обратную процедуру — попытаться растворить твердый осадок в литре воды, ничего не получится. Чтобы растворить до конца этот осадок, понадобится 15 литров дистиллированной воды. Значит, моча представляет собой пересыщенный раствор, в котором содержится почти в 15 раз больше растворенного вещества, чем в нормальном растворе. Столь высокая степень пересыщения поддерживается благодаря защитным коллоидам: их в суточной моче около 1 грамма. Эффективность защиты зависит от реакции мочи: чем она кислее, тем труднее удерживать в растворенном состоянии ураты и оксалаты; в щелочной моче, напротив, легче выпадают в осадок карбонаты и фосфаты. Образование осадка — процесс необратимый: выпавшие кристаллы больше в моче не растворяются. Итак, риск вырастить у себя камень возникает в связи с тремя обстоятельствами: слишком много солей, слишком мало коллоидов, слишком резкие сдвиги реакции мочи. Чтобы риск превратился в реальность, требуется толчок. Центрами кристаллизации становятся комочки слизи или пласты слущенного эпителия. И то и другое — знак воспалительного процесса в почках. Уролитиаз, таким образом, тесно связан с другой болезнью, имя которой — пиелонефрит (воспаление лоханок и собственно почечной ткани). Штука эта, по видимости безобидная, в действительности — коварная: пиелонефрит протекает скрыто, часто начинается в детстве. Если лечение велось недостаточно энергично, у взрослого возникают камни. КАК ЭТО ВЫГЛЯДИТ! Если не на сцене, то в жизни многим случается видеть, что бывает при обострении уролитиаза. Больной корчится в невыносимых муках: боли словно стреляют из поясницы в пах. Именно такой приступ постиг в феврале 1727 года престарелого Исаака Ньютона после того, как он вернулся с заседания Лондонского королевского общества в свой загородный дом в Кенсингтоне. Кстати: не раз было замечено, что дорога, тряская езда провоцирует почечную колику. Мелкий камень сдвигается с места и закупоривает мочеточник, просвет которого не так уж велик — в самых широких местах не более полутора сантиметров. Понемногу боли стихают. Но камень — там, и рентген подтверждает это. И теперь уже сам больной принимается изгонять свой камень. Предпринимаются усилия, достойные Сизифа. Чуть ли не ведрами пациент пьет воду: жидкости выделяется больше, вероятность того, что камень проскользнет в мочевой пузырь, возрастает. Но следствием этих мер может стать и гидронефроз — резкое расширение полостей почки с неизбежной в таких случаях гибелью рабочей почечной ткани. Альтернатива? Она ясна: не пытаться протолкнуть каме+ib, не рисковать новым обострением или чем-нибудь еще хуже, а обратиться к хирургу. Операция — единственный надежный способ исцеления от мочекаменной болезни. Но кому хочется подставлять себя под нож? И вот перед взором пациента, мучимого сомнениями, выслушивающего десятки противоречивых советов, возникает сказочный призрак — чудесное лекарство, растворяющее камни. МОЖНО ЛИ ИХ РАСТВОРИТЬ! История попыток нехирургического излечения мочекаменной болезни, мнимого или действительного растворения почечных конкрементов — это история человеческого легковерия, не перестающего изумлять врачей с тех пор, как медицина узнала об этой болезни. Впрочем, средства, имеющие репутацию растворять камни, продолжают появляться на фармацевтическом рынке. Вот несколько новинок последних лет: уролит, магурлит, ниерон, цейлонская трава «пол-пала». Увы, и они не оправдывают возлагавшихся на них надежд. Означает ли это, что такого средства вообще не может быть? Из чего состоят камни? Из солей мочевой, щавелевой, фосфорной, угольной кислоты — о них мы уже упоминали. Но не только из них. В мочевых камнях, извлеченных во время операций, найдено добрых три десятка сложных кристаллических соединений, по большей части комплексных солей. Довольно часто конкремент имеет вид слоеного пирога: между солевыми напластованиями находится слой денатурированного отвердевшего белка. Сложность и непостоянство химического состава камней уже сами по себе ограничивают возможность подобрать растворитель, который, оставаясь безвредным, годился бы для всех случаев. Но дело не только в этом. Случаи, 42
когда мелкий камень тает под влиянием того или иного патентованного средства, все-таки бывают. Например, камни, состоящие из солей мочевой кислоты (ушатов), удается растворить у подавляющего большинства носителей этих камней. Для этого нужно приблизительно полгода принимать цитрат- ную смесь (комбинацию солей лимонной кислоты) или некоторые из лекарств, упомянутых выше. К сожалению, чистые уратные камни встречаются лишь у очень немногих больных. Между тем слух о том, что Сизиф избавился от своего камня при помощи такого-то новейшего препарата, доходит до других страдальцев, с великими трудами добывается заветное снадобье, и... и тут наступает осечка. Лекарство, исцелившее одного человека, оказывается не только бесполезным, но подчас вредным для других. Потому что большинство средств, предлагаемых для лечения уролитиаза, резко меняют реакцию мочи — на этом собственно и основано их действие. А мы уже знаем, что, скажем, в подкисленной моче одни соли растворяются, а другие, напротив, выпадают в осадок. И может случиться, что камень, образовавшийся в почечной лоханке, не только не исчезнет, но начнет расти... ПЕРСПЕКТИВЫ И все-таки ситуация небезнадежна. Прежде всего, огромных успехов добилась сама хирургия почек и мочеточников. Единственный, так сказать, абсолютный недостаток хирургического лечения — это тот, что операция не может гарантировать устранение причин болезни. Ведь они, как уже говорилось, связаны с обстоятельствами общего порядка — такими, как питание, образ жизни, наследственность... Но образование камня — дело долгое, и чаще всего операция устраняет болезнь навсегда. Вернемся, однако, к консервативному лечению. В последнее время предпринимаются попытки растворения камней путем непосредственного орошения. Для этого в почку вводится (через пузырь и мочеточник) тончайшая трубка специальной конструкции; растворители подбираются соответственно составу камней: это могут быть глюкуроновая, молочная, этилендиаминтетрауксусная кислоты, пиперазин, некоторые другие вещества. О составе камней судят по анализам мочи и другим данным. Разумеется, процедура требует условий высокоспециализированного стационара. Шансы на успех растворения повышаются, если поддерживать в моче необходимый уровень защитных коллоидов. К числу лекарств, которые этому способствуют, относятся хорошо известная читателю ацетилсалициловая кислота* (аспирин) и различные ферментативные препараты. Кстати, ферменты обязательно входят в состав растворителя, подводимого непосредственно к камню: они размывают белковый каркас камня. Резюме? Какое же тут может быть резюме? Мы ждем помощи от химиков. Требуется нетоксичное, высокоактивное вещество или комплекс веществ, которые растворяли бы прежде всего фосфаты и оксалаты (эти компоненты не поддаются пока ни одному из существующих лекарств). Причем в результате реакции должны получаться безвредные, легко выводимые продукты. Но чтобы заняться такими поисками, необходимо поистине неисчерпаемое терпение. Терпение, которому можно поучиться у больных. НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ НОВОСТИ OTOBCJC . ЛОВИТЕ РЫБУ В СОЛЕНОЙ ВОДЕ В Азовском НИИ рыбного хозяйства изучили динамику накопления в рыбе стронция-90 в зависимости от двух меняющихся факторов: концентрации соли в воде и загрязненности ее пестицидами. О результатах сообщает журнал «Ветеринария» {1980, N° 6). В воде, загрязнённой пестицидами, рыба содержала меньше радиоактивного изотопа, чем в чистой. Причина в том, как полагают исследователи, что еще один токсический агент — пестициды угнетает метаболизм жителей водоемов. Такие данные вряд ли кого утешат. Но вот еще одно наблюдение: стронция в рыбе тем меньше, чем больше концентрация соли в воде. Значит, морские уловы безопаснее пресноводных? Это пока неизвестно... ЗУБНАЯ ПАСТА С ЛИЗОЦИМОМ В нашей стране создана новая зубная паста с ферментом лизоцимОм, который облегчает удаление с зубов мягких отложений. Чтобы фермент дольше сохранял активность, ему нужна кислая среда, поэтому на роль абразивного вещества для пасть! выбран аэросил (рН 7,0—6,5), подкисленный борной кислотой, которая к тому еще и дезинфектант. В смесь входит также детергент. Паста безвредна, отлично чистит зубы и сохраняет свои свойства в течение года. Ее можно будет применять как профилактическое средство при парадонтозе и воспалительных процессах во рту. Остается лишь подождать, пока новинка появится в продаже. 43
V *>* 4^ Погоня за онкогеном А. В. ГУДКОВ, Онкологический центр АМН СССР В поисках решения многих научных проблем исследователи как будто продвигаются по темному ветвящемуся туннелю, оставляя уже пройденный путь позади себя ярко освещенным. На каждой развилке одни — их большинство — устремляются в направлении, сулящем быструю и легкую победу; другие — чудаки, неудачники, а подчас и великие провидцы — прокладывают малыми силами дорогу в узких, запутанных боковых ходах. Нередко после долгого пути они оказываются совсем не там, где рассчитывали; у многих уже не остается сил, чтобы вернуться и начать сначала, но некоторые, более упорные, идут обратно, пытаясь найти тот темный поворот, в который ускользнуло неуловимое решение. И иногда оказывается, что хотя искомое и не найдено, но зато обследовано такое обширное пространство, обнаружено столько ранее невиданного, что затраченные усилия остаются отнюдь не напрасными. Погоня за решением проблемы рака началась сразу по нескольким таким .туннелям, каждый из которых, казалось, ведет точно в нужном направлении. Одним казалось, что стоит посмотреть, какой процесс в опухолевой клетке протекает не так, как в нормальной, и мы сразу поймем, как исправить положение. Другим уже виделось, как далеко вперед будет освещен путь, когда станет ясно, в какую мишень в клетке бьет химический канцероген или облучение и, следовательно, какое слабое место нужно от них защищать. Третьи верили, что если выделить ин- 44
фекционное начало, переносящее рак, то станет понятно, как с ним следует бороться... Здесь мы расскажем о том, куда привел исследователей один из главных ходов этого запутанного лабиринта — туннель, у начала которого стоял указатель с надписью: «вирусный канцерогенез». У ВХОДА В ЛАБИРИНТ Самая грубая классификация делит он- когенные вирусы на две группы: ДНК- и РНК-содержащие; первые хранят и передают свою генетическую информацию в форме ДНК, вторые — в форме РНК. ДНК-содержащие вирусы в естественных условиях вряд ли причастны к появлению злокачественных опухолей. Хотя в лабораториях эти вирусы и способны вызывать опухоли, но лишь у тех животных, с которыми в природе практически никогда не сталкиваются, поскольку неспособны размножаться в их организме. Из множества ДНК-содержащих он- когенных вирусов лишь считанные единицы подозреваются сегодня в том, что могут вызывать опухоли у природных хозяев. Иное дело вирусы РНК-содержащие. Правда, подавляющее большинство их — вирусы неонкогенные или слабо- онкогенные; если они и вызывают злокачественный процесс, то лишь очень нескоро и у незначительного числа зараженных животных. Но это именно те животные, которые в естественных условиях могут служить для них хозяевами. А есть среди таких вирусов и высо- коонкогенные, то есть такие, заражение которыми приводит к бурному развитию злокачественных опухолей и быстрой гибели практически всех зараженных «животных-хозяев. Высокоонкогенные вирусы очень редки; можно с уверенностью сказать, что из десятков штаммов их, которые сейчас изучаются в лабораториях мира, ни один в естественных услови ях не встречается: убивая хозяина, они погибают сами и поэтому неспособны распространяться в природе. Долгая жизнь обеспечена таким вирусам лишь в лабораториях, где им в жертву приносятся тысячи лабораторных животных. Возникает законный вопрос: а заслуживают ли эти вирусы изучения, если они столь редки? Да, заслуживают. Во-первых, редкое и, возможно, случайное событие — появление такого вируса — может оказаться закономерным этапом канцерогенного процесса. Во-вторых, понимание того, как и почему под действием вируса возникает опухоль, может облегчить открытие общего механизма злокачественной трансформации. В-третьих, определенный тип опухоли, вызванной определенным вирусом, обеспечивает стандартность исследуемого материала — необходимое условие любой экспериментальной работы. Такие соображения привлекали и привлекают внимание исследователей к РНК-содержащим онкогенным вирусам. А теперь предлагаем читателям пройти с нами по той части лабиринта онковирусологии, которую уже разведали и осветили ярким светом первопроходцы. Скажем сразу: никто пока не знает, куда выведет этот путь, приведет ли он к решению проблемы рака или упрется в новые тупики. Мы можем лишь, дойдя до границ освещенной области, попытаться заглянуть вперед, в темноту. ПОЧЕМУ ОНКОГЕННЫЕ ВИРУСЫ ОНКОГЕННЫ! Еще двадцать лет назад многие считали, что вирус лишь включает опухолевый процесс, а дальше для его поддержания не нужен: «мавр сделал свое дело — мавр может уйти», как говорил по этому поводу знаменитый советский онковирусолог Л. А. Зильбер. Помимо других причин, эта точка зрения имела то преимущество, что помогала избегать ответа на один щекотливый вопрос. Ведь если бы вирус был нужен для поддержания опухоли, то пришлось бы объяснять, как его генетическая информация сохраняется в ряду потомков первой опухолевой клетки. Любителей теоретизировать на эту тему было мало, поскольку в то время считалось твердо установленным, что генетическая информация передается дочерним клеткам только в виде ДНК, а РНК может быть лишь посредником между ДНК и белками в процессе реализации генетической информации. И как найти в этой схеме место для состоящего из РНК генома вируса, было совсем непонятно. Однако в 1961 году американский вирусолог Говард Темин не побоялся посягнуть на этот главный постулат молекулярной биологии, предположив на основании своих экспериментов, что вирусная генетическая информация все-таки необходима для поддержания опухолевого роста и что она присутствует в клетках в виде ДНК, а значит, возможен и обратный путь передачи информации — от РНК к ДНК. Мало кто поверил Темину. Около десяти лет он почти один прокладывал путь в обнаруженном им темном ко- 45
ридоре, открывая все новые косвенные доказательства своей правоты, которые, однако, не развеивали скептически-насмешливого отношения к его работам. В конце концов хладнокровие, упорство и выдержка Темина была вознаграждены: в 1970 году ему, совместно с Ми- цутани, удалось обнаружить в составе вирусных частиц фермент, строящий ДНК на матрице вирусной РНК, этот фермент получил название «обратная транскриптаза». Одновременно и независимо такой же фермент был обнаружен и Д. Балтимором (США). Темный коридор, казавшийся тупиком, стал началом широкой дороги, по которой устремились сотни ученых, в том числе и вчерашние скептики. Исследования обратной транскрипции приняли гигантский размах*. Вскоре вскрылись многие подробности жизненного цикла РНК-содержащих онкогенных вирусов. Сразу после проникновения вируса в клетку его обратные транскриптазы строят на матрице его РНК цепи ДНК. Уже через сутки эта ДНК оказывается «вшитой» в клеточную хромосомную ДНК и с этого момента ведет себя как обычный клеточный ген, то есть передается дочерним клеткам вместе со всей остальной генетической информацией. А клетка- носительница этой ДНК становится опухолевой. Может быть, к такой трансформации клетки-носительницы приводит уже само внедрение чужих генов? Но это предположение пришлось отбросить, поскольку точно такой же цикл развития, оказывается, проходят и малоонко- генные РНК-содержащие вирусы, и даже абсолютно безвредные эндогенные вирусы, гены которых обнаруживаются в составе ДНК всех клеток организма. Ясно, что источник онкогенности следует искать среди тех черт, которыми он- когенные вирусы отличаются от своих неонкогенных сородичей. Удобным объектом для такого исследования оказался вирус саркомы кур. Его вирусные частицы бывают двух сортов: одни он- когенны, а другие — нет, хотя и- те и другие успешно размножаются в куриных клетках. Единственный признак, которым одни отличаются от других,— длина их РНК: у онкогенных РНК на 20% длиннее. В остальном же их РНК идентичны. Вполне естественно, что П. Дьюсберг и П. Фогт, впервые обна- * Подробнее об истории поиска м открытия обратной транскрипции можно прочитать в статье И. Б. Обух «После сенсации» «Химия и жизнь», 1971, № 7). ружившие различия между обоими сортами вирусных частиц, выдвинули предположение: а не содержится ли онкогенная генетическая информация — онкоген — в этом самом «лишнем» куске РНК? ОТКУДА У ВИРУСА ОНКОГЕН! Чтобы вплотную подойти к ответу на этот вопрос, пришлось сначала разобраться с остальными 80% генетической информации вируса: установить, сколько белков закодировано в его РНК, то есть сколько у вируса генов, в каком порядке они располагаются в молекуле РНК и так далее. Оказалось, что РНК неонкогенного вируса содержит три гена. Если считать с того конца молекулы РНК, откуда начинается синтез белка, то первым окажется ген, получивший название «gag». В нем закодированы белки, из которых построена сердцевина вирусной частицы. За ним идет ген обратной транскриптазы, обозначаемый «pol» (сокращение от polymerase — «полимераза»), а далее — ген «env» (envelope — «оболочка»): его белок — гликопротеид, входящий в состав наружной оболочки вируса. Точно такой же порядок генов характерен и для онкогенных — саркомных вирусов. Разница лишь в том, что вслед за геном «env» у них лежит тот самый дополнительный участок РНК, присутствие которого и превращает вирус из неонкогенного в онкогенныи,— так называемый ген «сарк» («src», от sarcome — «саркома»). , gag , pol . env src . gag , pol . env Генетические карты онкогенного (вверху) и неонкогенного (внизу) вирусов саркомы кур Установив генетическую карту вируса, исследователи вплотную подошли к изучению самого онкогена. Предстояло выяснить, откуда взялась в вирусной РНК онкогенная информация, кодирует ли она какой-либо белок, и если да, то что это за белок. Еще когда ни на один из этих вопросов не было ответа, двое ученых — А. Д. Альтштейн в СССР и П. Фогт в США — независимо друг от друга предложили гипотезу, объясняющую происхождение гена «сарк». Согласно ей, это ген не вирусного, а клеточного происхождения, случайно захваченный
вирусом. При заражении вирусом новой клетки он вносится в нее и встраивается вместе с остальными вирусными генами в клеточную ДНК. Теперь в зараженной клетке оказывается один лишний ген «сарк», причем располагается он в клеточной ДНК в несвойственном ему месте. Такая «добавка» вполне может привести к расстройству деятельности клеточного генома: в управлении работой каждого гена, в его включении и выключении большую роль играют регулирующие участки ДНК, примыкающие к участкам, кодирующим белки; когда же ген оказывается в чужом для него окружении, он перестает правильно понимать регулирующие сигналы клетки. Из клеточного происхождения гена «сарк» легко вывести весь ход канцерогенного процесса. Предположим, что в нормальной клетке этот ген включается лишь в пору ее активного деления, что он своей работой стимулирует клеточное размножение, а когда клетка созревает, «взрослеет», он выключается и деления останавливаются. Теперь представим себе, что тот же ген, внесенный в клетку вирусом, оказывается далеко от своего «выключателя» и продолжает работать независимо от стадии развития клетки. Такая клетка, естественно, будет неограниченно делиться, то есть превратится в опухолевую. И все — из-за одного лишнего гена. Гипотезы — как блуждающие огоньки в темных извилистых лабиринтах пути к истине: одни заманивают в трясину, заводят в тупик, другие выводят на большую дорогу. Каждая новая находка, подтверждающая правильность выбранного направления, ярче раздувает слабый огонек гипотезы, превращая его в мощный прожектор теории. И нет ничего удивительнее момента, когда луч этого прожектора выхватывает из темноты именно то, что уже давно предвидели самые прозорливые из искателей истины. Чтобы проверить гипотезу Альтштей- на — Фогта, нужно было сравнить вирусный онкоген — ген «сарк» — с клеточными генами. Такая работа была проделана в нескольких лабораториях мира. Оказалось, что: во-первых, в ДНК нормальной куриной клетки есть один-два участка, очень похожие по последовательности нуклео- тидов на ген «сарк» вируса саркомы кур; во-вторых, ген, сходный с вирусным геном «сарк», обнаруживается буквально у всех изученных позвоночных животных и даже у морского ежа (это означает, что предшественник гена «сарк», возникнув у далекого общего предка позвоночных и иглокожих, в процессе дальнейшей эволюции изменялся очень мало; такой эволюционной стабильностью обычно отличаются только очень важные гены, например ген гемоглобина); в-третьих, оказалось, что ген «сарк» гораздо шире распространен в природе, чем другие гены его носителя — вируса, а это говорит об их независимом происхождении и эволюции. Итак, гипотеза Альтштейна — Фогта подтвердилась: «сарк» — клеточный ген. Это открытие, казалось, сразу превращает проблему онкогенности вирусов из частной в общебиологическую. В темной глубине туннеля замаячил намек на всеобъемлющее решение проблемы рака. Что если тот же самый ген служит источником изменений клетки во всех случаях злокачественного роста? Чтобы проверить это предположение, нужно было установить, одинаково ли работает ген «сарк» в нормальной клетке, в клетке, трансформированной вирусом, и в опухолевой клетке, полученной каким-нибудь другим путем, например обработкой химическим канцерогеном. Другими словами, нужно было выяснить, сколько в таких клетках содержится считанной с этого гена матричной РНК («сарк»-мРНК) или кодируемого им белка. Когда сравнили количество «сарк»- мРНК в клетках нормальных и трансформированных саркомным вирусом, то оказалось, что в последних этой РНК в десятки раз больше. Потом сравнили работу гена в нормальной клетке и клетке, взятой из опухоли, вызванной химическим канцерогеном. Исследователи, первыми поставившие такой эксперимент, объявили, что в клетке, взятой из невирусной опухоли, концентрация «сарк»-мРНК тоже гораздо выше, чем в норме. И все шло хорошо, но, увы, другие ученые никак не могли воспроизвести эти результаты. Да и сами первооткрыватели вдруг потеряли свою находку. Последовала серия обескураживающих сообщений: интенсивность работы «сарка» в невирусных опухолях — в пределах нормы; в молодых, быстро делящихся клетках «сарк» работает точно так же, как и в старых... Надежды на близкую победу над «проблемой века» быстро растаяли, оставив после себя растерянность и недоумение. Предположение о том, что €<сарк» — это ген, заставляющий делиться молодые клетки и молчащий в старых, не подтвердилось. «Сарк» в любой клетке работает с одинаковой интенсивностью. Опять стало неясно, куда 47
же идти дальше. Истина незаметно ускользнула в какой-то темный боковой ход, а толпа исследователей по инерции пронеслась мимо и оказалась в тупике. Когда движение вперед приостановлено, ничего не остается, как подтягивать отставшие фланги. Ведь почти все, что до сих пор было рассказано, касалось вируса саркомы кур — излюбленного объекта онковирусологов. А как обстоят дела с трансформирующим геном у других саркомных вирусов? Оказалось, что Примерно так же. Во всех исследованных случаях такие вирусы содержат в своей РНК участок клеточной генетической информации. Но у разных вирусов «сарки» совсем не похожи друг на друга. Они различны как у вирусов, -вызывающих разные злокачественные заболевания, так и - в тех случаях, когда патогенный эффект одинаков. По-видимому, придавать вирусу злокачественные свойства может далеко не один фрагмент клеточной генетической информации. Новые результаты отнюдь не обещали в ближайшем будущем привести к стройному обобщению. Оптимизм, рожденный успехами изучения онкогена, сильно ослабел. Но тут произошло событие, которое вновь заставило исследователей собраться вместе, чтобы общими усилиями прокладывать новый только что найденный путь. Этим событием было открытие «сарк»-6елка. ТАИНСТВЕННЫЙ ФЕРМЕНТ До сих пор в погоне за геном «сарк» исследователей вела идея, содержавшаяся в гипотезе о его клеточном происхождении. Но вот наступил момент, когда она себя исчерпала — вернее, когда оказалось, что самое простое логическое построение, следовавшее из нее, оказалось неверным. И тогда вперед повел метод. Метод — вторая движущая сила научного поиска. Если гипотеза предлагает направление движения и пытается предсказать, что будет впереди, то метод поставляет новые факты, спрямляя извилистые коридоры, напрямик прорубая гранитные стены лабиринта. Всякий новый метод открывает новые факты — иногда соответствующие, а иногда, что еще более ценно, противоречащие старым логическим схемам. На очередном этапе исследования гена «сарк» главную роль сыграл метод выявления и виделения его белкового продукта. Американский вирусолог Р. Эриксон обнаружил в крови кроликов с опухолями, вызванными вирусом саркомы кур, наряду с антителами к белкам самого вируса антитела к белку, не входящему в состав вирусных частиц. Эти же антитела «работали» против белка, считанного в синтетической белок- синтезирующей системе с того участка вирусной РНК, который кодирует ген «сарк». Такой белок не появлялся ни в клетках, ни в синтетических системах, если использовали неонкогенный, не содержащий «сарка» вирус, либо вирус онкогенный, но "почему-нибудь утративший этот ген. Очевидно, обнаруженный белок р60 (р — protein, 60 — указание на молекулярный вес этого белка, составлявший 60 000 дальтон), действительно, продукт гена «сарк». Это открытие сразу указало направление дальнейшей работы. Следовало определить, есть ли продукт гена «сарк» в нормальных клетках (ведь ген- то там есть и его мРНК — тоже). Если он там есть, нужно было выяснить, отличается ли он чем-нибудь от вирусного. А затем нужно было попытаться установить функцию этого белка — в норме и в опухоли. Теперь Эриксон был уже не одинок, к нему присоединились все те, кто застрял в дебрях «сарк»-мРНК и «сарк»- ДНК. Натиск был такой дружный, что сведения о р60 потекли рекой. Оказалось, что продукт гена «сарк» есть и в нормальных клетках, только там его в десятки раз меньше, чем в зараженных. Сравнение первичных структур вирусного и клеточного «сарк»-6ел- ков не внесло пока ясности в проблему: они оказались почти идентичными, хотя кое-какие слабые отличия все же обнаружились. Связана ли онкогенность вирусного «сарк»-6елка с этими отличиями в его структуре, пока неизвестно. Что же делает «сарк»-6елок в клетке? Он оказался ферментом протеинкина- зой, катализирующим перенос фосфатных групп с молекулы АТФ (аденозин- трифосфорной кислоты) на белки. Про- теинкиназы — обширный класс ферментов, которые играют большую роль в управлении внутриклеточными процессами: фосфорилирование белков изменяет их свойства. Такие управляющие протеинкиназы обладают высокой специфичностью и умеют выбирать строго определенные белки. А специфична ли саркомная протеинкиназа? Ответить на этот вопрос оказалось непросто. В условиях синтетических реакционных смесей продукт гена «сарк» фосфорилировал практически любой предложенный ему белок. Но из этого еще ничего не следовало: условия работы фермента в клетке и в пробирке экспериментатора далеко не одинаковы. 48
Может быть, ответ подскажет расположение фермента в клетке? Ведь каждый клеточный белок имеет в клетке свое место, и область его деятельности пространственно ограничена. Для исследования внутриклеточной географии «сарк»-белка было использовано несколько методов, включая иммуно- электронную микроскопию. Оказалось, что €<сарк»-6елок располагается в под- мембранном пространстве. И этот не слишком, казалось бы, яркий факт очень понравился многим исследователям, потому что легко связывался с одной из особенностей опухолевой клетки. Дело в том, что форма клетки определяется цитоскелетом — строго упорядоченной системой опорных волокон, пронизывающих всю клетку насквозь. Закрепляются концы этих волокон, или микрофиламентов, как раз в подмемб- ранном пространстве — именно там, где локализован «сарк»-белок. При трансформации же клетки в злокачественную, как было замечено уже давно, ее цитоскелет нарушается: число микрофиламентов становится меньше, сеть их становится неупорядоченной. Вот и получается, что два разных факта легко образуют логическую цепочку: «сарк»-белок, активно действуя в области закрепления микрофиламентов, каким-то образом нарушает их связь с опорными участками, тем самым изменяя морфологию клетки и ее реакцию на внешние сигналы. Не значит ли это, что «сарк»-6елок — попросту разрушитель цитоскелета? Это хотя и популярная сейчас среди исследователей, но далеко не единственная версия. Приметы опухолевой клетки столь разнообразны, а сведений о саркомном белке так мало, что практически ни одна гипотеза сейчас не может быть отвергнута. Особенно наглядно слабость наших логических построений выявилась после того, как продукт гена «сарк» одного из вирусов саркомы мышей также оказался ферментом, но не протеинкиназой, а лактатдегидрогена- зой... Вот и закончилась освещенная часть нашего пути. Мы оказались в полумраке, где остается только, напрягая воображение, пытаться разглядеть в тусклом свете разрозненных огоньков последних открытий, куда же двигаться дальше. ОТ ЛОЖНОГО ЗНАНИЯ — К ИСТИННОМУ НЕЗНАНИЮ Великая сложность опухолевой клетки в очередной раз напомнила о себе, когда стало ясно, что исследование вирусного онкогена уводит из сравнительно освоенной области онковирусологии в глухие дебри клеточных процессов. Что такое рак и как онкогенные вирусы его вызывают, так и осталось пока непонятно. А не ошиблись ли те, кто потратил столько сил на изучение онкогенно- сти вирусов в надежде, что это поможет решить проблему рака? Да, многое еще остается неясным. Но эта неясность — уже не та, что была вначале. Заголовок этой последней части нашего рассказа лаконично отражает реальный ход развития науки: от устаревшей догмы — к новым, пока необъяснимым фактам, предвестникам новой теории. Почти двадцатилетний путь онковирусологии подтверждает его справедливость: сколько за эти годы было отметено авторитетных мнений, предположений, догм, очевидных выводов! А ведь каждая отброшенная гипотеза означает сужение фронта научного поиска, концентрацию усилий на главных направлениях. Посмотрите, насколько конкретнее стало наше незнание: мы уже не спрашиваем, в чем источник злокачественных изменений клетки; мы уже знаем, что источник кроется в ней самой, в неправильной работе одного ее гена или системы генов. Теперь мы хотим знать подробности. Какие из клеточных генов могут стать онкогенами? Должны ли измениться структура и функция белка — продукта гена для того, чтобы ген превратился в онкоген, или достаточно только, чтобы ген вырвался из-под клеточного контроля? Зачем нужны «сарк»- белки в нормальной и опухолевой клетке? Важно ли, что продукт онкогена — фермент? Как клеточный ген попал в вирус и стал онкогеном? Насколько вероятно такое событие? И так далее... Но значение проделанной работы, конечно же, не только в опровержении ложных идей. Теперь исследователи уже не стоят перед опухолевой клеткой безоружные, не зная, с какой стороны к ней подступиться. У них в руках — онкоген, источник ее злокачественного перерождения. Ученые крепко ухватились за него, и рано или поздно он обязательно выведет Их сначала к тому месту в клетке, где он действует, а затем — и к пониманию причины опухолевого превращения. 49
Гипотезы Жизнь, возвращенная в прошлое «Жизнь зародилась три с половиной миллиарда лет тому назад на темной и безвоздушной планете, покрытой тяжелыми густыми парами. Не было ни света, ни кислорода. В живой природе не осталось ничего, кроме еле заметных следов, от этого первого анаэробного периода ее развития. Мы можем только фантазировать, какие простейшие формы зародились в этих негостеприимных условиях и насколько они оказались выносливыми, если начали быстро развиваться, как только жизнь на планете стала сносной. Сносной она стала, когда из-за охлаждения водяные пары сконденсировались и свет начал достигать поверхности планеты. С этого момента жизнь принялась развиваться и дифференцироваться, образуя все более и более сложные структуры со все более сложными и утонченными функциями. Конечный результат этого процесса - мы...» Этот отрывок, так мало похожий на работы, публикуемые в специальных журналах,— начало статьи, появившейся в высоконаучном «Международном журнале квантовой химии» и посвященной «электронной» гипотезе происхождения раковых клеток. Историю жизни на Земле можно, но этой гипотезе, разделить на два периода. В а-периоде, в темноте и при отсутствии свободного кислорода, возникла жизнь в виде белков и нуклеиновых кислот и началось (пока нерегулируемое) размножение жизненных форм. В р-пе- риоде, на свету и с кислородом, шел уже регулируемый рост организмов, шло их развитие и усложнение. Что же при этом происходило с белками? Известно, что белки образуются из аминокислот, соединяющихся друг с другом в длинные цени. В белках, в местах соединения аминокислот, образуются группы атомов СО NH В таких системах все электронные уровни молекул заполнены, и их способность вступать в реакции с другими молекулами крайне низка. Стоит «вынуть» из такой молекулы один электрон, как она превратится в высоко- реа кт и вн ый с вободныи ра - дикал. Изъятие электрона нарушает всю сбалансированную систему. Появляется свободное место, на которое может перескочить другой электрон из той же молекулы ; в ито ге все электро ны становятся подвижными, а молекула — проводящей. Ситуация напоминает забитую автомобильную стоянку. Как только один автомобиль уезжает, все остальные получают место для маневров. Все эти изменения вызываются удалением одного- единственного электрона. Удалить этот электрон может другая молекула с низко лежащей свободной ор- биталью, которую способен занять свободный электрон. Передача электрона называется переносом заряда, молекула, отдающая электрон, называется донором, а принимающая акцептором. В а-периоде, когда свободного кислорода еще не было, атмосфера обладала свойством восстановителя, то есть в ней преобладали доноры электронов. Потом появилась жизнь, и микроорганизмы стали использовать энергию света, чтобы разделить элементы, составляющие воду, водород и кислород. Летучий водород фиксировался углеродом, восстанавливая С62 до углеводов, а кислород улетал в атмосферу. Теперь в ней появились уже не только доноры, но и акцепторы электронов. Молекулы могли, отдавая электроны, превращаться в радикалы и, реагируя с другими молекулами, образовывать, прочные структуры («создавать всю многоцветную биосферу наших дней», по определению автора гипотезы). Но прочные связи между молекулами вовсе не нужны клетке, чтобы она могла делиться. Ведь в процессе деления нужно разбирать на части множество клеточных структур. Чтобы сделать это, клетка как бы должна вновь вернуться в период а. Переход этот должен повторяться ежедневно и ежеминутно, и каждый раз клетка после деления заново строит свои внутренние структуры. Время от времени по какой-то причине клеткам не удается вернуться обратно в E-период, и они остаются в периоде а. Они умеют только размножаться и размножаться. Это и есть опу- чоль. В этом смысле опухолевая клетка - возврат к первоосновам жизни, и в ней нет ничего биологически ненормального, патологического. Беда только в том, что этот возврат, как правило, необратим. («Быть ребенком — вполне нормально. Ненормально впасть в детство в пятьдесят лет».) Проблема состоит в том, чтобы понять химический механизм этого «перехода в прошлое». Решать проблему предлагается не на молекулярном уровне (как это делает современная биология), а на субмолекулярном. Центральное событие перехода, по мысли автора гипотезы, изъятие одного электрона из молекулы белка, что обусловлено появлением акцептора электронов. Тут-то и зарыта собака! Что же это за акцептор? Это не кислород: кислород двухвалентен и старается зало- лучить электроны парами, а для переноса заряда нужен один электрон. Кислород может стать моновалентным акцептором электронов, если он будет присоединен не к другому атому кислорода, а к углероду. Но такая карбонильная группа слишком мала, чтобы принять целый электрон, и поэтому она слабый акцептор электронов. Если же связать две 50
такие молекулы вместе, то образовавшееся соединение уже способно принимать электроны. Вещество это называется глиоксаль, его формула не = о I НС-О Добавление одной метилfa- ной группы делает глиоксаль сильным акцептором ме- тилглиоксалем Н( - О I с=о I сн3 Эти вещества и могут определять переход из состояния непрерывного размножения а в стабильное состояние Мет и л глиоксаль исходный продукт для одного из самых активных процессов в клетке превращения метил- глиоксаля в D-молочную кислоту. Эта реакция известна уже более 60 лет. Направляет ее фермент глиоксаза, очень активный, он встреча- ' ется повсюду. А между тем ни глиоксаль, ни молочная кислота не играют большой роли в биосинтезе молекул. Зачем природе такое излишество? Может быть, метил - глиоксаль-и есть самый вероятный кандидат на роль акцептора электронов в клетке? При переходе электрона донор превращается в положительно заряженный радикал, а акцептор в отрицательно заряженный. Чтобы избежать побочных реакций, метнлглиоксаль включается, согласно гипотезе, в состав донора белковой молекулы. Мет ил глиоксаль действительно способен образовывать комплекс с лизином аминокислотой, присутствующей почти во всех белках. Это разрешает проблему: все переходы происходят внутри одного комплекса, и никаких случайных ре-^ акций быть не может, как не происходит и обычного образования двух радикалов при переносе заряда. Итак, недостаток метил- глиоксаля или, скорее, повышенная активность разрушающего em фермента глиоксалазы может стать причиной перерождения нормальных клеток в опухолевые. Заметим, что данных, подтверждающих это, нет. Впрочем, и автор гипотезы подчеркивает, что конкретный механизм перехода может быть и иным. С позиций электронной гипотезы, живая клетка это электрическая машина. Макромолекулярная структура лишь ее устройство, видимая часть. В опухолевой клетке корпус машины остался, но ток уже не идет.. Электронная гипотеза рака была впервые обнародована ее автором, известным биохимиком Альбертом Сент- Дьёрдьн в 1975 г. и не встретила поддержки. По мнению оппонентов, это «ряд непонятных догадок, основанных на простейших аналогиях». Критики утверждают, что нет четкого плана экспериментов для проверки теории и автор не знает, что будет делать дальше. («Но если твердо знать, что делать дальше, то и делать этого не стоит в таких случаях результат обычно известен заранее», отвечает он.) Несмотря на критику, нашлись и последователи; делаются даже попытки синтезировать лекарства, которые переводили бы клетку из а - в р-состояиие. Правда, эти лекарства пока не опробованы даже на животных. И если говорить честно, практически ни один крупный исследователь всерьез электронную теорию рака не принимает. Почему же о ней стоило рассказать? «Теорию стоит проверять, сказал один специалист, не верящий в нее,- потому что она принадлежит Сент- Дьёртьи. Он обладает непостижимой способностью находить собственные пути в областях, где исследовано, казалось бы, все. У него есть способность видеть вещи такими, какими люди меньшего ума их не видят. Сколько раз он оказывался прав, когда все считали его неправым!» Л. МИШИНА р [ L* nn 't' 'I* I ыЛ~л гт4 * x * * т 1 х * ' I т , А* Т1 Т1 ' X1 кХ 4 Т ] JJ ГОТОВИТСЯ К ПЕЧАТИ «ЖУРНАЛ ВСЕСОЮЗНОГО ХИМИЧЕСКОГО ОБЩЕСТВА им. Д. И. МЕНДЕЛЕЕВА», 1981, № 1, Информация посвященный актуальным проблемам экономики химической ———^—■ и нефтехимической промышленности. В статьях, написанных руководителями министерств и ведущими экономистами, освещаются итоги и задачи развития этих отраслей, проблемы планирования производства и научно-исследовательских работ, повышения производительности труда, оптимизации структуры химических комплексов. Журнал рассчитан на широкий круг читателей — инженеров, техников, научных работников, преподавателей и студентов вузов. Цена номера 2 руб. В розничную продажу журнал не поступает. Отдельные номере можно заказать в редакции. Для этого следует выслать деньги в адрес редакции почтовым (не телеграфным) переводом или сдать их в редакцию лично. Организациям по письму, подписанному руководителем и бухгалтером, может быть выслан счет для предварительной оплаты (не менее чем за 10 экземпляров). Заказы на № 1 принимаются до 1 января 1981 г. Адрес редакции: 101000 Москва, Кривоколенный пер.г 12. Расчетный счет 608211 в Бауманском отд. Госбанка. Телефон 221-54-72. 51
НОВОСТИ ОТОВСЮДУ ЧУЖИЕ аминокислоты О метеоритах, найденных во льдах Антарктиды и потому отлично сохранившихся, «Химия и жизнь» уже сообщала в 1978 г. (№ 8, с. 123). На ледовом материке найдено уже больше 1200 метеоритов, из них 27 — в этом году на новом метеоритном «поле». По сообщению журнала «New Scientist» A980, т. 86, № 1202), в антарктических метеоритах обнаружены следы аминокислот, отличающихся по составу от земных. НА ДНО ЗА МАРГАНЦЕМ * Как известно, значительная часть земного марганца сосредоточена в железомарган- цевых конкрециях, залегающих на дне океана, чаще всего на глубине больше километра. Полагают, что всерьез использовать марганец из конкреций металлурги начнут лишь в XXI веке. Но может быть, это произойдет и раньше. Во всяком случае, в июле должны были начаться испытав ния глубоководного японского аппарата водоизмещением больше 2000 тонн, и в первых же погружениях — в районе Гавайских островов — намеревались изучать не- что иное, как скопления железо- марганцевых конкреций. ПЛАВУЧАЯ ЭЛЕКТРОСТАНЦИЯ Есть на нашей планете месторождения, в которых газ сильно загрязнен сероводородом и окислами углерода. По этой причине его лучше сжигать поближе к месту добычи и подальше от населенных пунктов. Проект плавучей электростанции, которая будет работать на низкосортном природном газе, добываемом со дна Балтики, разрабатывают в ФРГ. Плавучую электростанцию собираются строить в 80 км от берега. Полученная там электроэнергия, как полагают, будет дороже энергии обычных тепловых станций, но дешевле атомных. ЧЕМ КОРМИТЬ Во Всесоюзном НИИ кормов проверили, какой корм из тех, что применяют сейчас в 52 НОВОСТИ ОТОВСЮДУ <^^ НОВОСТИ ОТОВСЮДУ промышленном животноводстве, позволяет получить наиболее ценное мясо — по составу питательных веществ и вкусу. В эксперименте участвовали бычки черно-пестрой породы — шесть групп (по 10 голов в каждой). Первой группе давали гранулы из ячменя молочно-восковой спелости, второй — тоже гранулы, но ячмень в них был спелым; третья и четвертая группы получали брикеты с ячменем, одна с молодым, другая со спелым; пятая группа ела сенаж из зеленого ячменя, а шестая — рассыпчатую кормовую смесь из зрелых ячменных зерен и соломы. Так вот, оказалось, что самым нежным и вкусным было мясо от бычков, питавшихся наиболее естественным кормом: смесью соломы с зерном, обязательно совершенно спелым. РАЗМЕТКА ПО-ВАРШАВСКИ Улицы и площади больших городов уже невозможно представить себе без белых полос разметки, помогающей управлять потоками транспорта. Специалисты из Варшавского института промышленной химии разработали новую термопластичную мастику для разметки магистралей. Нагретая до 170°С мастика мгновенно схватывается с асфальтом и затвердевает вс вго за полчаса. Разметка, сделанная новой мастикой, прочна, долговечна и главное — шероховата. Автомобили почти ие скользят по ней даже в дождь. ПРИСТЕГНИТЕ РЕМЕНЬ! В Швейцарии обязательное пользование привязными ремнями в легковых автомобилях введено с 1 января 1976 г.; с нарушителей взимается солидный штраф. Собранные деньги было решено израсходовать на медико-статистическое исследование эффективности ремней. Оказалось, что за три года после введения привязных ремней число аварий на дорогах не изменилось А вот число жертв резко снизилось: тяжелых травм стало меньше в пять раз, легких — втрое.
HOBOCli ..O-u. ВЗРЫВЧАТКА ИЗ АДАМАНТАНА Об удивительном углеводороде адамантанв, молекула которого построена так же, как элементарная ячейка кристаллической решетки алмаза, «Химия и жизнь» рассказывала трижды — 1966, N° 7. 1973, № 6; 1979, № 4. Впервые выделенный из нефти еще в 1933 году адаманта н С19 Н,6 до последнего времени был популярен у химиков- исследователей и практически неизвестен практикам. Однако недавно журнал «Chemica I and Engineering News» A980, т. 58, № 4) с ообщил, что управление вооружений армии США намерено провести испытания нового взрывчатого вещества — 1,3,5,7-тетранитро- адамантаиа. Сообщается, что это вещество обладает высокой стойкостью к ударным нагрузкам и в то же время по эффективности превосходит классический тол. ГЕНЫ МОЛЧАТ Доисторический птеродактиль был птицей зубастой. У современных же птиц зубы — в зачаточном состоянии. Два исследователя из Коннектикутского университета — Э. Коллор и К. Фишер — решили проверить генетическую способность эпителия птиц образовывать-таки зубы. Была взята ткань пятидневного куриного эмбриона и пересажена мышам. Из этого трансплантата выросли четыре полноценных зуба, больше, правда, похожих на зубы рептилий, чем млекопитающих,— слишком тупых для мыши. Результаты опыта исследователи объясняют так: в ходе эволюции птицы не утратили генов, ответственных за образование зубов, просто эти гены «молчат» до тех пор, пока в ходе эволюции птицам лучше обходиться без зубов. А случись что — они покажут зубки! НЕТ ХУДА БЕЗ ДОБРА Плантации индийской конопли, выращиваемой ныне в недобрых целях, возможно, пригодятся и в те времена, когда наркоманию удастся одолеть. Недавно установлено («Science News», 1980, т. 117, вып. 16, с. 248), что экстракт ,во~ .. ,.. I [ ГОВСЮДУ из этого растения эффективно снижает внутриглазное давление, повышение которого связано с заболеванием глаукомой. Испытания экстракта пока проведены на кроликах. Установлено, что наркотическое вещество, ради которого индийскую коноплю выращивают ныне, в экстракт не переходит. Впоследствии, когда удастся выделить из экстракта ту составную часть, которая и является действенным лекарственным началом, предполагаете я проверить вго действие на людях. I БОТИНКИ, I УТЕПЛЕННЫЕ СНАРУЖИ | Обычно ботинки утепляют из- I нутри, чаще всего мехом. I Правда, лыжные ботинки обыч- I но делают «холодными», что- I бы четче фиксировалась но- I га. Вот для лыжных-то боти- ' но к и предназначены специальные утеплительные чехлы 1 из пенопласта, пришитого и 1 оболочке из водонепроницаемой ткаии. Выходит, они за- I щищают не только от холода, но и от влаги. Ежвне- | дельник «Newsweek» ( 1980, I т. 95, № 4), сообщивший об I этой новинке, утверждает, I что чехлы не мешают крепле* I нию и не ограничивают дви- I жений лыжника. ЛЕСНАЯ ШУБА I Если вокруг животноводче- I ской фермы вырастить две- I три защитных лесных полосы, I то, как сообщает журнал «Мо- I л очное и мясное с к ото вод ст- I во» A980, № 4), микроклимат I в помещениях для скота и ■ вокруг них становится более I благоприятным для животных. I Зимой в таком окружении теп- I лее, потому что деревья на I 75—80% уменьшают скорость I ветра (это особенно важно I для Сибири и Казахстана с I их метельными зимами). В лет- I ние дни зеленое соседство I приносит прохладу — I в самую жару понижает тем- I пер ату р у воздуха на 2—7°С. I Повышается и его влажность, I что тоже полезно скоту. В про- I шедшем через ряды деревьев I воздухе меньше пыли и бо- I лезнетвориой микрофлоры. | В результате животные меиь- | ше болеют и лучше чувствуют J себя, чем их собратья на фер- I мах, открытых всем ветрам. I Кстати, березы, тополя и сос- I ны вокруг ферм по душе и I тем, кто работает,— живот- I новодам. 53
активированный бактерицидные лад электронагреват! дозаторы диатомита) активированного угля активиршнньЛггеАъ1 а В> -В- о>
Спорт Быстрая вода — чистая вода БЕСЕДА СО ЗНАМЕНИТЫМ ПЛОВЦОМ, ПЕРЕМЕЖАЕМАЯ НЕКОТОРЫМИ ТЕХНИЧЕСКИМИ ПОДРОБНОСТЯМИ В Москве рядом с проспектом Мира — новый плавательный бассейн, самый большой в нашей стране, один из крупнейших в мире. Под причудливой седловидной крышей — синие ванны (плавательная и тренировочная — обе 50X Х25 м, глубина 2,2 м и прыжковая — 33,33X25 м, глубина с$ м), огромный демонстрационный зал с трибунами, невиданных размеров тренировочный гидроканал, разминочные залы, раздевалки, душевые. Бассейн красив и удобен для зрителей. А как себя чувствуют в Олимпийском бассейне пловцы? Это наш первый вопрос к члену президиума Федерации плавания СССР, финалисту и призеру XVIII и XIX Олимпийских игр, заслуженному мастеру спорта СССР С. В. БЕЛИЦ-ГЕЙМАНУ. Мне приходилось выступать в десятках бассейнов, в том числе в прекрасных олимпийских бассейнах Токио и Мехико. Нигде я не встречал столь удобного Через 120 сопел в днищах двух плавательных ванн (демонстрационной, в которой соревнуются, и тренировочной), через 80 солел в днище прыжковой ванны под давлением 2 атмосферы подается водопроводная вода. Избыток сливается через край в желоба, проходящие ло периметру ванн. Затем вода попадает в сливной бак, а из него в фильтрующие установки |по две на ванну). Очищенная, продезинфицированная и подогретая вода возвращается в ванны. Система водоподготовки Олимпийского бассейна предусматривает пятикратный обмен за сутки комплекса дл*я тренировок, отдыха, восстановления, такого комфорта для зрителей, такой прекрасной воды для пловцов. Технические подробности. Важнейший элемент комфорта — кондиционированный воздух в зале. Система кондиционирования поддерживает не только строго постоянную температуру, но и влажность, что особенно важно для закрытых водных стадионов. Прыгуны в воду, ватерполисты во время соревнований подымают фонтаны брызг, во время стайерских заплывов вода спокойная, в ваннах штиль. Кондиционеры чутко реагируют на эти особенности разных видов водного спорта, поддерживая в бассейне постоянную влажность воздуха. Другая важная деталь, имеющая непосредственное отношение к проблеме комфорта — и зрителей, и спортсменов: прыжковая и плавательная ванны разделены прозрачной стеклянной стеной. Состязания по прыжкам и плаванию могут проходить одновременно, но спортсменов не отвлекают посторонние звуки — всплески воды в чужой ванне, судейские команды и сигналы, аплодисменты, адресованные соседям. А зрители, напротив, одновременно в курсе событий, происходящих как в одной ванне, так и в другой. Вы назвали воду в бассейне у проспекта Мира прекрасной. Что вы имеете в виду, на какие качества воды лловецч обращает внимание в первую очередь! У пловцов высокой квалификации есть особое чутье, я бы назвал его чувством воды. Сделаешь первые гребки — и уже знаешь, на какой результат можно рассчитывать. Ничего в этом удивительного нет: вода для нас — среда обитания. Много лет назад я очень любил тренироваться в бассейне при Тюфелевских банях в Москве. Там работал Петр Андреевич Жаринов, великий мастер своего дела. Не знаю, какими секретами он владел, но мы себя чувствовали в этом бассейне — простите за лежащий на поверхности каламбур — как рыбы в воде. Если же говорить об объективном, то вода в бассейне должна быть чистой и прозрачной. Входить в мутную воду неприятно, а плыть кролем (это мой стиль) просто невозможно: когда во время выдоха смотришь вбок, не увидишь ни поворотного щита, ни собственных рук. В общем, быстрая вода — чистая вода. Технические подробности. Обычно воду в бассейнах фильтруют через толстый 55
слой кварцевого песка. Однако зазоры между песчинками соизмеримы с размерами взвешенных в воде частиц, поэтому осветление и очистка на песчаных фильтрах не удовлетворяет полностью современным требованиям: «быстрая вода — чистая вода». В московском Олимпийском бассейне вода проходит очистку в вакуумных фильтрах. Мощные насосы засасывают воду из сливного бака и со скоростью 4 км/час прогоняют ее через фильтрующие элементы и вакуумные камеры. Фильтрующие элементы — рамки из поливинил хлорида, обтянутые полиэфирной тканью. На эту ткань намывают три слоя адсорбента: сначала диатомит E00 г на 1 м2 поверхности фильтра), затем активированный уголь G5 г/м2) и снова диатомит D00 пм2). Вакуумные фильтры (их общая поверхность 48 м2) задерживают мельчайшие коллоидные взвеси, не говоря уже о волосках и других посторонних предметах, которые могут попасть в ванну. Производительность очистки: 2 кубометра быстрой воды на каждого пловца. Насколько чувствительны пловцы к температуре среды своего обитания! В 1963 г. я участвовал в чемпионате Югославии, который проходил в городе Мостар. Мраморный бассейн, прозрачная вода, чистый горный воздух. Одна беда: все участники дрожали от холода — вода не подогревалась, не было теплого душа. Перед стартом, чтобы окончательно не остыть, я натягивал три тренировочных костюма. Неважными оказались результаты в Мостаре. Пловцы очень чувствительны к температуре воды, я, например, улавливаю пол град уса. Норма для бассейнов — 26°С в плавательной ванне, 28°С в прыжковой. Однако оптимальная для пловца температура зависит от дистанции. Спринтеры предпочитают условия бодрящие, на градус-полтора ниже нормы. Стайерам, наоборот, нужно экономно расходовать энергию, уменьшать по возможности теплоотдачу. Для тренировочных заплывов на длинные дистанции воду подогревают на 2—3 градуса выше обычной температуры. Технические подробности. В бассейне у проспекта Мира за температурой воды следит система автоматического регулирования. Диспетчер бассейна задает на пульте управления температурный режим, включая необходимое число электрических нагревателей, которые установлены перед фильтрами на пути потока. После фильтров вода омывает термодатчики, которые посылают сигналы в автоматическую систему, включающую и отключающую нагреватели. Как вы относитесь к хлорированной воде! Агитировать пловцов за дезинфекцию, конечно, не приходится. Но за свою довольно долгую спортивную жизнь я наглотался столько хлора, что, право же, могу потребовать ежедневно молоко за вредность... Технические подробности. Увы, без хлорирования пока не обойтись. Другого дешевого способа обеззараживать воду еще не придумали. Долгие годы в плавательных бассейнах пользовались чистым хлором, токсичность которого хорошо известна. Малейшая неточность в дозировке могла привести к печальным последствиям. Теперь для дезинфекции применяют раствор гипохлорита натрия (NaC IO). При его разложении образуется губительный для микроорганизмов атомарный хлор, да и сам хлорат-ион обладает высокой дезинфицирующей способностью. Наиболее благоприятное условие для диссоциации гипохлорита и хлорноватистой кислоты — нейтральная среда. Установленные за фильтрами рН-метры непрерывно измеряют водородный показатель воды. Если он подымается выше 7 автоматически включается насос- дозатор, подающий в воду слабый раствор соляной кислоты. Если без хлора пока не обходятся, хорошо бы уменьшить его концентрацию в воде, разумеется, сохраняя эффективность обеззараживания. Для этого хлорированную воду облучают ртутно- кварцевыми или аргоно-ртутными лампами. В ихо ультрафиолетовом свете B000—3000 А) образуются перекись водорода и озон — не менее активные дезинфицирующие агенты, чем хлор. В Олимпийском бассейне 30 бактерицидных излучателей. Они установлены перед фильтрами, поскольку именно слои адсорбентбв, собирающие всю грязь и муть, наиболее подвержены бактериологическому загрязнению. И еще одна подробность. Автоматика автоматикой, а дежурные химики, так сказать, вручную каждые 2 часа тщательно анализируют воду. Например, для контроля за концентрацией хлора используется знакомая со школьных лет реакция с йодистым калием. Если в литре воды 0,3—0,5 мг хлора, пловцам нечего опасаться инфекций. Да и концентрация эта не столь уж для них чувствительна, чтобы требовать у врачей молока... 56
Это почему-то волнует всех любителей спорта. Насколько сегодняшние спортсмены сильнее выдающихся атлетов прошлого! Грубо говоря, смог бы Джо Луис победить Мохам- меда Али, стал бы Джонни Вейсмюллер призером Олимпиад ы-80! О боксе судить не берусь. Что же касается плавания, то молодой Вейсмюллер (он, напомню, пятикратный олимпийский чемпион) вполне мог бы стать призером на стометровке и сейчас. Техника у него была не хуже, чем у нас, а плавал он безусловно красивее — недаром стал знаменитым Тарзаном. Думаю, что результаты в плавании, показанные на довоенных олимпиадах, ниже сегодняшних главным образом из-за разницы условий для тренировок и соревнований, из-за разной функциональной подготовки пловцов. Ведь и теперешние рекорды, считают физиологи, весьма далеки от предельных возможностей человека. Технические подробности. В Олимпийском бассейне у проспекта Мира построен специальный гидроканал для совершенствования техники плавания. Его роль и назначение уместно, пожалуй, сравнить с ролью аэродинамической трубы в авиастроении. Специальная ванна (8X3 м, глубина 2,2 м) с проточной водой. Рассекая воду мощными гребками, пловец стремится достичь бортика. Но остается на месте — мощное течение даже чуть сносит его назад. Через иллюминатор в стенке гидроканала тренер наблюдает за движениями пловца, он может ускорить или замедлить течение, иными словами, подстегнуть своего ученика или дать ему немного отдохнуть. Так спортсмен овладевает высшим искусством плавания, хотя по сути дела и не плывет. Но самолеты в аэродинамической трубе тоже не летают... Наверное, в качестве последней подробности следовало бы привести технические результаты победителей Олим- пиады-80 — минуты и секунды, показанные в Олимпийском бассейне. Но они читателю уже известны. А. ХОЛМСКАЯ ^'* 57
Живые лаборатории Хурма ПОМИДОРЫ НА ДЕРЕВЬЯХ Каждый, кто осенью попадал в Закавказье, наверняка обращал внимание на деревья, в изобилии усыпанные крупными темно-красными, желтыми или ярко- оранжевыми плодами, весьма напоминающими формой и размером помидоры. Иные приезжие поначалу диву даются: что, мол, за экзотические древовидные помидоры разводят местные жители? На самом деле это вовсе не помидоры, а субтропический фрукт — хурма. Ни в каком, даже отдаленном родстве с помидорами хурма не состоит. Тем не менее ее популярность вряд ли меньше. Слово «хурма» — персидского происхождения (его этимология до конца еще не расшифрована). Однако родина культурной хурмы — она принадлежит к виду Diospyros kaki/ или хурма восточная,— отнюдь не Персия и не Кавказ, а Китай: именно там хурму одомашнили еще в глубокой древности. Все нынешние культурные сорта — выходцы или из Китая, или из соседней Японии, где одомашниванием хурмы занялись несколько позднее. В Европе хурма стала известна, по-видимому, лишь в XVIII в. (хотя еще в середине XVII в. ее описал Д. Бойм в своей книге о китайской флоре). К нам же, в Россию, хурма попала только в конце прошлого столетия, когда она появилась в крымском саду «Си- чоп». Шесть лет спустя экспедиция ботаников А. И. Краснова и Н. Н. Клин^ гена доставила представителей нескольких превосходных сортов хурмы в Батуми — они там неплохо прижились и довольно скоро дали первый урожай, после чего интерес к этому заморскому дереву стал быстро расти. Похоже, он не идет на убыль и сейчас. ЧЕМ ХОРОША ХУРМА Хурма восточная — дерево относительно высокое для плодово-ягодной культуры, его высота порой достигает 9—1 2 м. Это довольно морозоустойчивое растение, способное выдержать морозы до —20 °С. В этом отношении хурма превосходит все наши субтропические культуры; вероятно, ее можно было бы разводить и на севере Краснодарского края, и в Ростовской области. Еще одно преимущество хурмы — ее устойчивость к грибкам и вредителям. Во всяком случае, падалиц от нее никогда не бывает. Причина этого до конца не выяснена: возможно, тут играют роль содержащиеся в плодах таниды, а может быть, какие-нибудь соедине ния с фитонцидными свойствами. Плоды хурмы отличаются и высокой лежко- стью—в домашнем холодильнике их можно хранить хоть до нового урожая. А если недозрелые плоды снять с дерева и «дозаривать» в атмосфере этилена, то их вкус и цвет нередко становятся от этого даже лучше, чем у тех, которые оставались на дереве до полной зрелости. Случай в садоводстве, можно сказать, уникальный. Первое время, пока плоды хурмы еще незрелые, они желто-зеленого цвета, и мякоть у них очень жесткая — не угрызешь. В стадии же зрелости окраска плода зависит от сорта и еще от того, был ли плод опылен. Оплодотворенные плоды (они отличаются тем, что в них есть косточки) — оранжевые или красные, а развившиеся без оплодотворения, или парте-
нокарпические, так и остаются желто-зелеными. Только что снятые с дерева плоды хурмы содержат 9—15 % Сахаров (главным образом глюкозы, фруктозы и галактозы), солидное для фруктов количество разных протеинов — до 1,5 %, много лимонной кислоты. Хурма богата соединениями железа, которые могут легко усваиваться организмом, и по этому показателю среди фруктов занимает одно из первых мест. Замечено также, что она обладает некоторым тонизирующим действием, причины которого пока неизвестны. В общем, на десерт хурма вполне годится: и вкусно, и полезно. Только один недостаток есть у плодов хурмы, да и то не у всех, а только у не- опло до творенных, партено- карпических,— это сильно вяжущий вкус, который придает им большое количество танидов и других дубильных веществ. Вообще- то это качество свойственно и оплодотворенным плодам, но у них (по крайней мере у некоторых сортов) вяжущий вкус с наступлением зрелости почти пропадает, а у неоплодотворен- ных остается на всю жизнь. Правда, от этого недостатка легко избавиться: достаточно продержать плоды в теплой C0—40 °С) воде в течение 12—15 часов; при этом тан иды из них вымываются. Можно сделать и иначе — просушить плоды на солнце: тогда таниды и прочие дубильные вещества разрушаются ферментами, содержащимися в самих плодах. Заодно плоды становятся после этого намного слаще. НЕУДОБСТВА ПАРТЕНОКАРПИИ Деревья культурной хурмы — обычно однодомные, то есть образуют либо только женские, либо только мужские цветки. У одних сортов образуются цветки только женские, у других — наоборот. Так что для успешного культивирования хурмы- приходится сажать рядом деревья таких сортов, из которых один регулярно и в изобилии образует женские цветки, а другой с такой же регулярностью— мужские. Ну и, конечно, цвести и те и другие деревья должны в одно и то же время, а то никакого проку не будет. Различаются сорта и по действию оплодотворения на цвет и вкус плода. Одни ведут себя так, будто ничего особенного не случилось: хоть семена и образуются, но никаких видимых изменений не происходит, мякоть околоплодника остается такой же жесткой и вяжущей, какой была до наступления зрелости, и со- хран яет светлую окраску. Другие сорта к оплодотворению куда чувствительнее: их мякоть темнеет, становится сладкой. Так ведет себя, в частности, самый распространенный в Краснодарском крае сорт Хиакуме (Королек). Любопытно, что если семена образуются не во всех гнездах плода, то эти изменения происходят лишь с мякотью тех секторов, которые несут семена. Как известно, во многих случаях партенокарпические сорта культурных растений, дающие плоды без семян или косточек, ценятся значительно выше «семенных» — примером могут служить, например, огурцы. С хурмой же, как видите, дело обстоит как раз наоборот: плоды их партенокар- пических сортов, хоть семян в них и нет, так и остаются малосъедобными, а ценятся плоды оплодотворенные, невзирая на косточки. Впрочем, косточку-то нетрудно и выплюнуть... НЕОБЫКНОВЕННЫЕ ДИЧКИ Помимо культурной разновидности — хурмы восточной ( D iо spy ros kak i) в бо- танике известно два ближайших родственника этого дерева — хурма кавказская (Diospyros lo+us) и хур- .ма виргинская (Diospyros virginiana). Это не что иное, как дички хурмы, как бывают дички у яблони. Кавказская хурма растет у нас в стране в горах Талы- ша и в Средней Азии — на Гиссарском и Дарвазском хребтах, а за рубежом — в Китае, Корее, Индии, Иране, Средиземноморье. Это главный прародитель культурной хурмы. Тем более удивительно, что для разведения хурмы на Кавказе саженцы ее специально везли из Японии и Китая, хотя там исходный материал для создания культурного вида встречается весьма редко и в незначительном количестве. В отличие от домашней хурмы кавказская — довольно внушительное дерево, достигающее порой тридцатиметровой высоты и полуметрового диаметра. Правда, плоды ее. помельче (все-таки дички!) — всего до 3 см в диаметре. Они хоть и съедобны, но особого удовольствия от них получить нельзя: слишком уж вяжущий вкус. После сушки, однако, этот вкус, как и у культурной хурмы, пропадает. К тому же сушеные плоды кавказской хурмы значительно слаще — до 40% Сахаров! В восточной части Северной Америки обитает в диком состоянии еще один интересный вид — хурма виргинская. Это дерево с толстым стволом и рыхлой кроной, тоже довольно высокое. Плоды ее, размером до 5 см, по уверению тех, кто их пробовал, даже вкуснее, чем у хурмы восточной. И немудрено: в них — не в сушеном, а в свежем виде!—до 30% Сахаров, а усвояемого железа и микроэлементов больше, чем в плодах хурмы восточной. И урожай с нее (дикой, заметьте!) больше: целых 300 кг с дерева. По- видимому, для селекции это более перспективный вид, чем хурма кавказская, хотя всерьез этим делом еще никто не занимался. А стоило бы. О. ВАСИЛЬЕВ 59
Полезные * ■ Облепиховое масло В редакцию часто приходят письма читателей с просьбой рассказать о пользе облепихи. Почти все письма заканчиваются вопросом, как получают облепиховое масло и нельзя ли его приготовить в домашних условиях. О целебных свойствах плодов облепихи «Химия и жизнь» рассказывала дважды A971, № 1 и 1976, № 2), поэтому здесь мы предлагаем вниманию читателей главным образом сведения о приготовлении облепихо- вого масла. Мякоть плодов облепихи содержит от 1,5 до 10% масла в зависимости от степени зрелости плодов и климатических условий, в которых росло деревце. В состав масла входят сложные эфиры глицерина с пальмитиновой, пальмитоолеиновой и линолевой кислотами. Кроме того, в нем присутствуют жирорастворимые витамины, и в первую очередь витамины А и Е, которые, кстати, защищают облепиховое масло от окисления свободным кислородом воздуха. По содержанию биологически активных веществ оно, пожалуй, не имеет себе равных среди других растительных масел; это уникальный естественный концентрат жирорастворимых витаминов. Облепиховое масло помогает при ожогах, обморожениях, пролежнях; рекомендуют его при язве желудка и двенадцатиперстной кишки. Многие считают, что аптечное облепиховое масло получают из семян. Это неверно. Хотя в семенах облепихи и содержится около 12% жирного масла, однако по составу оно отличается от масла плодовой мякоти: в нем мало каротиноидов, но помимо линолевой есть и другая полиненасыщенная жирная кислота — пиноле- новая. Облепиховое масло получают из мякоти пподов, где оно распределено в виде микроскопических капелек. Сначала из свежесобранных плодов отжимают сок, отстаивают его и всплывшие капельки жира отделяют сепарацией, примерно так же, как делают сливки из молока. Получается чистое облепиховое масло, а обезжиренный сок консервируют и готовят из него вина и сиропы. Оставшийся жмых сушат и измельчают, стараясь не повредить семена, дабы не ухудшить качество продукта. Этой массой заполняют специальные баки — диффузоры, через которые пропускают подогретое до 50—60 °С рафинированное растительное масло. Облепиховое масло начинает диффундировать из жмыха, однако после одного цикла экстракции получают растительное масло лишь с небольшой примесью об лепи- хового. Для обогащения продукта используют хорошо известный химикам принцип противотока: экстракт из первого диффузора поступает на следующий, со свежей порцией жмыха и так далее. После 20 этапов экстракции масло становится примерно наполовину обле- пиховым. Для доведения диффузионного масла до фармакопейных стандартов к нему добавляют прессовое, в результате получается именно тот препарат Oleum hip- pop heae, который используется в медицине. Если вам понадобилось облепиховое масло, а в аптеке его не оказалось, не огорчайтесь. Предлагаем вашему вниманию несколько способов получения об- пепихового масла, а вы сами решите, какой именно соответствует вашим возможностям. Для начала приготовьте полуфабрикаты. Первый — свежий плодовый сок, желательно с мякотью (чем больше будет мякоти, тем больше получится масла). Для получения сока плоды следует хорошенько измельчить в миксере, а затем отжать вручную или с помощью соковыжималки. Второй полуфабрикат — жмых, оставшийся после получения сока. Его следует высушить в духовке при температуре не выше 100°С, положив в сито или на решетку, покрытую марлей. Третий полуфабрикат, самый богатый облепихо- вым маслом,— цельные плоды, высушенные так же, как и жмых, в духовке. Присушке самое главное — обеспечить приток воздуха и постоянную температуру: плоды должны сохранить естественный цвет и аромат. Когда все будет готово, можно приступать к получению масла. Первый способ. Сушеный жмых или сушеные плоды размельчают вручную или с помощью кофемолки. Семена желательно отделить просеиванием через крупное сито. Измельченную массу помещают в стеклянный или эмалированный сосуд, заливают равным объемом рафинированного подсолнечного масла и плотно закрывают крышкой. Смесь выдерживают в темном и теплом месте E0—60 °С) в течение 2—3 дней, помешивая не реже двух раз в сутки. После этого масло следует отделить любым доступным способом. Далее процесс повторяют, заливая этим же маслом свежую порцию жмыха, а использованную массу заливают свежим подсолнечным маслом. Двойная или тройная экстракция обычно бывает достаточной для получения об- лепихового масла вполне удовлетворительного качества. Второй способ. В свежий сок добавляют равное количество воды, на каждый литр смеси — от 30 до 50 г сахара, 5—30 г закваски винных др ожже й л иб о 20—100 г закваски так называемых «диких» дрожжей и сбраживают в течение 2—3 суток. Закваску «диких» дрожжей можно получить, бросив несколько раздавленных ягод винограда или рябины в небольшое количество приготовленного для брожения 60
сока. Обычно она бывает готова через несколько дней. В результате брожения масло отделяется от плодовой мякоти и всплывает на поверхность в виде темно-красных капелек, которые надо аккуратно собрать ложкой. Побочный продукт, облепиховое вино, после полного перебражива- ния и выдержки в течение года приобретает приятный вкус и медово-ананасный аромат. Третий способ. В облепи- ховом соке с мякотью растворяют 4—6% сахара и отстаивают до тех пор, пока не всплывет мякоть, содер- 1м Ш1,^И Консультации ЧТО ЗА КРАСИТЕЛЬ ТУРНЕСОЛЬ В каких-то старых-престарых косметических рецептах среди красителей упоминался «турнесоль». По-французски это вроде бы подсолнечник. Интересно, как его употребляли — не в виде же подсолнечного масла... С. Никольская, Рига Tournesol по-французски действительно подсолнечник, однако «турнесоль» из старого рецепта скорее всего не имеет отношения ни к общеизвестному растению, ни к полученному из него маслу. Дело в том, что еще в конце прошлого века в Европе имело хождение красящее вещество под тем же названием. Но источником его был не подсолнечник, а сок растения Croton tinctorium из семейства молочайных; оно встречается на юге Франции. Как свидетельствует изданная в Петербурге в 1901 г. «Коммерческая энциклопедия», раздел «Товароведение», такой краситель «в прежнее время был в большом употреблении в качестве румян». Надо полагать, в косметическом рецепте речь шла именно об этом веществе, ныне, увы, вряд ли доступном. жащая масло. Дело пойдет быстрее, если сок предварительно прогреть в кипящей водяной бане в течение 5— 15 мин. Осветленный сок сливают через сифон, а пастообразную массу аккуратно собирают и смешивают с половинным объемом масла, осторожно взбалтывая массу, дабы избежать образования эмульсии. Далее поступают так же, как сказано в рекомендациях первого способа получения масла. Однако смесь надо периодически помешивать с помощью миксера или вручную. Отделить готовое масло от мякоти в данном Однако еще чаще, чем в косметике, турнесоль применяли, как ни странно, в сыроделии. Голландские сыровары окрашивали им головки сыра в привычный покупателю красный цвет. Но голландцы использовали не сам краситель (в чистом виде, вероятно, нестойкий), а окрашенные им полотняные и шерстяные тряпки, привезенные с берегов Средиземного моря. Под действием аммиака тряпки становились темно-красными, а вступившая с ними в кон- так т к о р ка э да мс кого, или гол л а нд с ко го, с ыр а — ум е - ренно красной. Она такого же цвета и теперь, но другие времена — другие красители... ВОСКОВЫЕ КАРАНДАШИ Я работаю в лаборатории, где мне часто приходится надписывать колбы с растворами. Одно время я пользовалась специальными восковыми карандашами, а сейчас они кончились, и в магазине их случае затруднительно, поэтому массе либо надо дать отстояться в течение суток при температуре 50—70°С, либо прибегнуть к помощи центрифуги. Полученный продукт имеет ярко-оранжевый цвет и приятно пахнет плодами облепихи. Кстати, даже совершенно здоровому человеку облепиховое масло не противопоказано. Пить его не особенно приятно, лучше заправить им салат или винегрет — и вкусно, и полезно. Г. М. СКУРИ ДИН нет. Можно пи сделать такие карандаши самой! Т. Калинина, Киев Предлагем несколько составов восковых карандашей. В зависимости от компонентов, которые у вас есть под рукой, выберите наиболее подходящий рецепт. (См. табл.) Сначала заготовьте бумажные трубочки. Круглый карандаш* оберните два раза плотной бумагой и заклейте ее. Затем карандаш выньте, а один конец трубки закройте пробкой. Далее растопите плавкие компоненты: воск, сало, спермацет, стеарин,— тщательно их перемешайте и, продолжая помешивать, понемногу добавьте красящий пигмент. Поставьте трубочку вертикально и залейте ее еще горячей смесью. Через некоторое время разрежьте трубочку на карандаши нужной Длины, с одного конца карандаша снимите полоску бумаги и слегка заточите застывшую массу. Воск пчелиный Сало говяжье Спермацет Стеарин Сажа ламповая Окись цинка Сурик Поташ Берлинская лазурь Черный 20 30 40 — 60 — — — 40 10 — — 10 — — Белый 20 30 — — 50 — — Красный 25 15 100 — — 100 — 20 30 — 40 — 60 40 Голубой 20 10 — — — — — 10 20 30 40 — — — — 60 61
Колдовство стирки Анна С. ЛЕНН Величественная парча Ренессанса наведет вас, быть может, на мысль о божественном Леонардо, Лоренцо Великолепном и о гнусных убийцах Борджиа; а щеголи в напудренных париках, держащие под руку красавиц в бархате цвета незрелого яблока,— о временах последних Людовиков в канун Великой революции... Вас — может быть, но не меня. Как хозяйка, я прежде всего думаю о том, каким образом прекрасная дама Умудрялась не стать замарашкой. Чем же они убирали с плащей пятна кабаньей крови после охоты и капли соуса после пира? А жирное пятно с корсажа прекрасной Медичи? А следы шоколада, этого новомодного лакомства, с жилета Людовика Пятнадцатого? Я вижу, как волочится край платья из шуршащей тафты по следам вчерашнего пиршества, как сатиновые баш- | маки венецианок вязнут в грязи мостовых... Господи, как же они жили без хими- ^ ческой чистки? Конечно, они не были такими уж чистюлями, и аромат духов лишь отбивал на время запах немытого тела. Но можно ли вообразить герцогиню Изабеллу Д'Эсте, явившуюся на бал в платье с грязным пятном? А когда сэр Уолтер Рэлей в проливной дождь постелил свою мантию под ноги королевы Елизаветы !,— уж не думаете ли вы, что он выбросил испачканную мантию в крапиву? Да ни в коем случае. Одежды стоили дорого — ведь до конца XVIII века все ткацкие и портняжные работы были ручными, и, чтобы изготовить приличную одежду, нужны были недели, иногда месяцы. У Лукреции Борджиа было платье ценой в пятнадцать, тысяч дукатов. Нет, такую одежду не бросали, словно бумажные салфетки, и приличное платье нередко переходило от родителей к детям. Стало быть, какие-то средства для удаления пятен и грязи все-таки были. Какие же? Первые открытия я сделала в книгах, где рецепты пирогов начинаются словами «возьмите дюжину яиц...», а вслед за тем даются советы, как покрасить бабушкину шаль. Затем обратилась в библиотеку Сатро в Сан- Франциско — там есть большая коллекция старинных книг и генеалогических документов. Похоже, что библиотекарям впервые задали такие вопросы — и они бросились в погоню за сведениями, как ищейки по следу. Один из них и обнаружил неоценимый сборник «Рецепты для удаления пятен и грязи, полезные красильщику тканей», перевод с голландского на английский Л. Маскаля, 1583 год. В конце концов в руках у меня оказался перечень моющих средств от времен фараонов до Викторианской эпохи. Можно подумать, что это список колдовских зелий; если в нем и не фигурируют глаза саламандр и лягушачьи лапки, то есть сколько угодно бычьей желчи и мозговых костей, разложившейся мочи, свиного и овечьего помета, яичных желтков, кипящего молока, ключевой воды, теплых отрубей, селитры, гуммиарабика, меда, опилок, золы, бобовой муки, пивных дрожжей и прочего... Когда жена Цезаря видела, что тога царственного супруга недостаточно свежа, чтобы идти в ней на форум, она отсылала ее к сукновалам, предшественникам наших красильных дел мастеров. Они топтали тогу ногами в чанах, добавляя к воде щелочь; нередко это была разложившаяся моча животных, содержащая аммиак и заставлявшая воду пениться. Такое средство можно обнаружить в руководствах по красильному делу вплоть до конца XVIII века. Сукновалы издавна использовали глины тех. сортов, которые способны cod-
биррвать грязь и пыль с одежды — это и есть сукновальная глина. Плиний рекомендует сукновальную глину из Сардинии, греки же предпочитали глины с Хиоса и Симолоса. В античные времена одежду после такой чистки часто прочесывали шкурой ежа. В более позднюю эпоху самым крупным поставщиком сукновальных глин была Англия... Задолго до изобретения стиральной машины люди умели мыть без мыла. В Древнем Египте и в Южной Америке времен инков, в Китае и в Европе находили растения типа мыльнянки. Корни ли, кора или плоды этих растений выделяют жидкость, которая пенится при контакте с водой. Отвары мыльнянки неплохо снимали пятна с шелков, не разрушая ткань и не снимая красок. Египтяне знали мыльный корень Gypsophylia stratbium; в Испании росло то, что, естественно, называли испанской мыльнянкой; а на Антильских островах до сих пор применяют для стирки кору белого орехового дерева. Обычная же мыльнянка (Sapona г ia off ic i na- lis) растет в диком виде в низинах, канавах и вдоль ручьев и рек почти по всей Европе. Листья и корни этой травы использовали, чтобы отмывать хлопчатобумажные и льняные ткани; в усадьбах и дворцах тем же средством снимали пятна с более дорогих тканей. Когда одежды стали сложными, то разумная хозяйка полностью распарывала их перед тем, как погрузить в пену. Каждую часть стирали отдельно и пришпиливали к доске, чтобы при сушке ткань не деформировалась. Для ускорения дела ткань протирали чистыми тряпками, а потом одежду снова сшивали, разумеется, вручную (первая швейная машина появилась только в 1В41 году). Бычьей желчью, вернее, ее раствором в кипятке тоже не пренебрегали; это было ходовое средство против уличной грязи (а ее вполне хватало). Одежду погружали в горячий раствор, а затем промывали в ключевой воде. А когда ткань высыхала,, на нее насыпали тончайший песок, били палкой и терли щеткой. Наконец, проводили по ткани мягкой щеткой, смоченной двумя-тремя каплями оливкового масла, чтобы вернуть ткани первоначальный лоск. Вот еще один признанный рецепт: древесные опилки размешивали в воде и добавляли гуммиарабик — он играл роль крахмала. Затем ткань сушили в тени и расчесывали. А для очистки меха долгое время служили теплые отруби, неплохо абсорбирующие грязь. Что же до свежего помета, то его применяли в качестве детергента вплоть до XIX века. Ну и конечно, были поташ и сода... А как же мыло? Плиний, который знает все, рассказывает нам о его происхождении: мыло изобрели галлы. В растопленный козий жир клали золу определенных пород деревьев (она содержит соли калия). Впрочем, во времена Плиния мыло использовали как помаду для волос или как лечебное снадобье. И долгое время спустя оно все еще оставалось предметом роскоши, не моющим, а скорее косметическим средством. И только с XVI века мыло стали использовать для стирки, особенно с той поры, как научились делать его твердым, добавляя в конце варки поваренную соль. Однако им избегали стирать дорогие ткани — шелк, парчу, тафту, бархат. Говорят, что сухая чистка, не в воде, а в растворителях, была открыта, как это бывает, совершенно случайно: неловкая горничная опрокинула лампу со скипидаром на скатерть и к своему удивлению обнаружила, что некоторое время спустя скатерть стала белоснежной. Первое заведение, использующее способ сухой чистки, было основано неким Жолли Беллоном во Франции. Случайное открытие, как мы знаем, имело столь широкие следствия, что, похоже, опровергается известный афоризм: уровень цивилизации измеряется количеством употребляемого мыла. Вместо слова «мыло» пора говорить «растворители для химической чистки». Перевел с французского К. ВАЛЕРИ
Земля и с» -с Как попугай узнает хозяина? Б. ГРЖИМЕК Скорый поезд из Штутгарта мчался сквозь ночь. В одном из вагонов на месте номер 15 спал адвокат, которому утром, может быть, предстояло вести важный процесс. Над ним, на полке номер 16 лежал другой пассажир и никак не мог уснуть из-за того, что злился и недоумевал: ну и попутчика бог послал! Что за свинство такое? Ужасно неприятно вот так лежать, сознавая беспомощность перед субъектом, который вечером невнятно пробурчал свое имя, а сейчас спит и то и дело издает звуки, считающиеся неделикатными... Пассажир № 16 (им был я) всю ночь возмущался беспардонным поведением попутчика, а наутро от души смеялся, поняв, что неделикатные звуки искусно имитировал серый попугай, которого адвокат вез кому-то в подарок. Оказывается, Агата (так звали попугая) прожила у адвоката всего несколько дней. Агату поместили в общую клетку с другим попугаем. Это и было роковой ошибкой: каждый раз, когда хозяин хотел погладить одного из попугаев, другой больно клевал его в руку. Адвокат предъявил мне глубокие красные рубцы — свидетельства сварливого характера Агаты. Поэтому я не удивился, когда попутчик легко согласился отдать ее мне. Сбылась мечта — я стал обладателем большого попугая. На другой день, придя вечером с работы, я осторожно засунул в клетку Агаты правую руку, одетую в кожаную перчатку. Она тут же вцепилась в нее клювом. Тогда я протянул ей деревянную поварешку. Агата - подняла свою серебристо-серую лапу, ухватилась за поварешку и, после некоторого колебания, решилась на нее взобраться. А затем случилось то, о чем я не подумал: попугай, быстро перебирая лапами по поварешке, боком подскочил к дверце и перебрался на мою руку, а по ней — на плечо. Я здорово струхнул, припомнив продырявленную ладонь адвоката. Но Агата, усевшись поудобней, принялась нежно пощипывать клювом меня за ухо. Прерывающимся от волнения голосом я начал противно-подхалимским тоном всячески ее нахваливать и — смотрите- ка — она распушила перья и склонила серебристую голову, чтобы ее почесали: дружба была установлена. На следующий день я уже без страха протянул ей палец — она больше не кусалась. За столом она пожелала сидеть только рядом со мной. Сидит аккуратно на листе бумаги и угощается маленькими ломтиками, которые ей дают. Любимое ее блюдо — картошка. Нравится ей и кекс, если его обмакнуть в молоко или чай. От мяса и колбасы тоже не отказывается. Стоит мне выйти из комнаты, она начинает свистеть. Я свищу ей в ответ, и так мы пересвистываемся через весь дом. Похоже, что кто-то из ее прежних владельцев был мастером художественного свиста, потому что научил ее замысловатым трелям. Однажды к нам в гости пришли дедушка с бабушкой. Мы втроем подошли к клетке, и Агата явно начала волноваться. Внезапно она хватает меня за палец, не слишком больно, но все-таки. За ужином она хоть и сидит на столе, но подавлена и смущена. В виде особого одолжения она идет на зов дедушки взять у него кусочек колбаски. А когда я вышел из комнаты, она тюкнула деда в ладонь, нанеся ему глубокую кровоточащую ранку. Бабушке сделалось дурно. Вскоре к нам пришли в гости два кинооператора. Они рассказали, что в Южной Америке им частенько приходилось иметь дело с попугаями, и пусть мы не беспокоимся, они с ней поладят. Агата вцепилась в их руки, в одного из них прямо мертвой хваткой — едва удалось ее отодрать. Несмотря на то что все с ней приветливы, Агата всех игнорирует. Еще и сегодня, по прошествии многих месяцев, она старается укусить каждого, кроме меня. Вероятно, такая упорная верность одной определенной персоне свойственна только моногамным животным, заключающим единственный брачный союз на всю жизнь. Агата безусловно решила, что я ее партнер. А я даже не знаю, какого она пола — женского или мужского, ибо у попугаев оба пола носят одинаковое оперение. 64
С некоторых пор Агата стала кричать «мяу», очень естественно и похоже, хотя в доме нет ни одной кошки. Потом она начала издавать громкое «ха-ха-ха» каждый раз, когда какая-нибудь из наших собак подходила к ее клетке. Когда я пересаживал ее со стола в клетку, она неизменно произносила — «гобо». Скажи она это слово в самом начале своего появления в нашем доме, я наверняка окрестил бы ее «Гобо» и считал бы, что это «он», а не «она». День она проводит в клетке на балконе и развлекается тем, что пугает прохожих. Люди нервно оборачиваются, потому что их кто-то освистывает. Только немногие догадываются, что это проделки попугая. Потом она выступает в роли звонка. Мое семейство, у которого от этого звонка закладывает уши, утверждает: «Специально, чтобы нас позлить!» Когда я кладу руку на ее клетку, Агата делается совсем другой птицей: блаженно полураскрыв крылья, нежно касается подклювьем моего указательного пальца. Время от времени она осторожно засовывает клюв меж моих пальцев. Мне еще ни разу не приходилось видеть парочку флиртующих серых попугаев, но я не сомневаюсь, что Агата исполняет брачный танец. Агата явно кокетничает: даже от протянутой вишни, ее любимой ягоды, она отворачивается. По каким же признакам Агата, которая так злобно отвергает других людей и даже кусает их, узнает меня? По голосу? По лицу? По одежде? По запаху? Некий орнитолог не так давно вырастил у себя в квартире самку дрофы. Когда эта огромная птица гуляла по ларку с хозяином, она каждый раз почему-то пугалась, когда тот надевал шляпу. Дрофа охотно бежала за ним, если он шел с непокрытой головой, и убегала, едва хозяин надевал головной убор. Попеременным надеванием и сниманием шляпы можно было ее заставить бегать взад и вперед. Кстати, прирученный самец того же вида быстро привык к шляпе хозяина и не обращал на нее внимания. Большинство мелких певчих птиц пугаются, если их хозяева вдруг предстают перед ними в новом ярком костюме, в пальто или голышом. Некоторые смышленые птицы тем не менее догадываются (когда ухаживающие за ними люди часто переодеваются), что лицо остается неизменным в меняющемся облике человека. Например, выпущенные на волю ручные вороны зоолога О. Хэйнрота узнавали его жену независимо от того, куталась ли та в большой меховой воротник или же на ней была легкая кофточка; его — в металлическом шлеме, длинном офицерском плаще и в обычном костюме. Подлетая к ним на улице сзади, вороны часто не узнавали их, но перегнав и повернув в полете голову, возвращались и садились на руки. Как поведет себя Агата в аналогичных обстоятельствах? Когда я подошел к клетке в тренировочных штанах и майке, она без колебаний перебралась ко мне на руку. В другой раз я надел устрашающую маску и к тому же напялил шляпу. Разговаривая с ней в таком наряде, я все же убеждаю Агату подойти ко мне. Неуверенно она ставит лалу на мою руку, водит клювом по пальцам и, наконец, решается залезть на руку; я вынимаю ее из клетки. Переодевание продолжается. На сей раз я, помимо маски, надеваю женскую косынку на голову, наряжаюсь в цветастый женский халат и пробую выступать в образе дамы. При этом я еще и молчу. Агата не узнает меня, а заигрывание отвергает — сильно кусает за палец, слава богу, не до крови. Я ухожу и через некоторое время возвращаюсь: Агата неумолима. На третий раз я начинаю с ней разговаривать, и, смотрите-ка, моя Агата разрешает себя почесать. Но на руки не идет. Даже когда я снимаю маску, но остаюсь в халате и косынке, Агата, несмотря на все мои уговоры, не решается залезть на руку. Сбита ли она с толку маскарадом? Я сбрасываю дамский капот — и Агата в тот же миг кидается ко мне. Когда я снова превращаюсь в даму (правда, без маски), Агата, после долгих уговоров, решается залезть ко мне на руку. Как видите, обучается она быстро. Потом экспериментирую с ней, так сказать, в обратном порядке. Несмотря на теплый летний вечер, надеваю зимний костюм: Агата безо всякого идет на руки — и почему бы ей этого не делать? Когда я в придачу закрываю лицо маской и надеваю кожаную перчатку, ее это тоже не смущает. Так... Теперь быстренько снять костюм и засунуть в него пришедшую к нам гостью. Ей надевают на лицо маску, напяливают на голову шляпу, а на руки — перчатки. Когда гостья с чужим бумажным лицом просовывает руку в клетку, Агата взбирается по ней, словно это в порядке вещей! Ну, так долой маску! Но Агата доверяет моей одежде: она снова без стеснения залезает на чужую руку в перчатке. Гостья заговаривает с попугаем, но и чужой голос не производит на 3 «Химия и жизнь» №11 65
Агату никакого впечатления: она спокойно разрешает вынуть себя из клетки. Неужели Агата обмишурилась? Или задумала нарушить верность мне, своему господину? Чтобы это проверить, гостья, уже в собственном летнем платье, но в перчатках, проделывает тот же опыт. Агата хоть и залезает на ее руку, тем не менее не разрешает вынуть себя из клетки. Когда же подхожу я, она тут же радостно на это соглашается. Итак, Агата поначалу меньше внимания обращала на лицо, она в основном ориентировалась по одежде и общему виду. Когда Агата семь месяцев спустя увидела меня в непривычном одеянии, она ни минуты не сомневалась, что это я. Профессор Кёлер, прочтя сообщение об этих опытах, решил проделать то же самое со своим великовозрастным серым попугаем Гайером. Но того не обманул даже самый невероятный маскарад — попугай слишком хорошо знал профессора, его жену и служанку. Он распознавал их, даже если они высовывали из-за портьеры лишь руки, а сами оставались невидимыми. Более того, если руки были в перчатках, он все равно узнавал хозяев: по-видимому, одному ему заметные характерные движения рук имели для попугая решающее значение. Пока я пишу эти строки, Агата сидит у меня на коленях в блаженном состоянии. Она распушила перья и дышит так, будто постанывает от удовольствия. Я поглаживаю ее головку — провожу пальцами от самого клюва к макушке. Там, куда скользит палец, серебристые перышки заранее распластываются, прижимаются к телу. Стоит мне в задумчивости перестать ее гладить, как Агата издает громкий, напоминающий воркование звук и, едва моя рука начинает приближаться, она уже подсовывает под нее головку. Но другие части тела Агата гладить не разрешает. Когда я, например, залезаю рукой ей> под крыло, она вытаскивает руку своим крепким клювом. Особенно чувствителен ее красный хвост: если за него легонько подергать, она вертится по кругу, словно девица, которой озорные ребята хотят наступить на длинный шлейф. В том, что Агата любит одного, а других людей щиплет и кусает, оригинальности нет. Например, Зеппель, синело- бый амазонский попугай, привезенный в Европу много лет назад, ведет себя так же. Но там предпочтение отдано хозяйке, а не хозяину. В Штутгарте одной почтенной бабушке приходится откликаться на кличку «Миу», потому что так ее окрестил попугай Коко. Взрослую дочь этой старой дамы Коко ненавидит и преследует. Но стоит «Миу» уехать, как Коко сразу становится любезным с ее дочерью. Однако боже упаси, если та вздумает и после возвращения «Миу» пофамильярничать с Коко! Он сразу же превратится в кусачего и драчливого беса. Когда я уезжаю, Агата тоже меняет гнев на милость и соглашается залезть на поварешку, протянутую ей хозяйкой. Наученная горьким опытом, моя жена сначала берет Агату, только надев толстые кожаные перчатки, но уже через пару дней пишет мне торжествуя, что Агата сидит у нее на плече и любовно покусывает за ушко! После моего возвращения она гордо демонстрирует дружбу с Агатой: просовывает руку в клетку и несет попугая к столу. «Ай! Ах ты, чертова бестия!» — так заканчивается сцена, и Агата совершает отнюдь не мягкую посадку на пол. Хозяйка тут же впала в немилость, едва настоящий господин маленького птичьего сердца появился на горизонте. Сокращенный перевод с немецкого Б. А. ГЕЕВСКОЙ Из писем d редакцию И все-таки практически безвреден! В шестом номере «Химии и жизни» за ф1980 г. опубликовано письмо кандидата медицинских наук Ю. С. Ротен- берга «Отнюдь не безвредный!». Автор пис ьма, используя цитаты из справочника «Вредные вещества в промышленности», пытается показать, что представление о безвредности марганцевого антидетонатора ЦТМ и его преимуществах перед тетра- этил с винцом (ТЭС) ошибочно. Он задает риторический вопрос: «Интересно узнать, Откуда возникла и пошла кочевать по страницам различных журналов эта мифическая информация о «безвредности» антидетонаторов, содержащих марганец?». Попытаемся на этот вопрос ответить. Проблема токсичности антидетонаторов складывается из трех частей. Первая — вредность производ- 66
ства Вторая — токсичность бензинов с антидетонацион- ными присадками. Наконец, третья — вредность продуктов сгорания, которые кроме известных компонентов содержат окислы металла и другие соединения. Прежде чем рассматривать все аспекты проблемы, процитируем справочник, которым пользовался Ю. С. Ротенберг. В нем есть любопытные и прямо относящиеся к делу сведения, характеризующие общее воздействие на человеческий организм соединений марганца и свинца. «Марганец как би о элемент принимает участие в окислительно- восстановительных процессах. Участвует в синтезе витаминов С и В'. Усиливает обмен веществ...». «Свинец — яд, действующий на все живое. В организме человека аккумулируете я. Особенно чувствительны к нему дети». Перейдем к оценке токсичности антидетонаторов. Предельно допустимые концентрации для ЦТМ — 0,1 мг/м3, для его разновидности МЦТМ — 0,2 мг/м3, для ТЭС — 0,005 мг/м3 (с 1977 г. 0,003 мг/м3). Следовательно, свинцовый антидетонатор по меньшей мере в десятки раз токсичнее марганцевого. В ' непосредственном контакте с этими веществами могут находиться всего несколько сот человек, причем в производстве ЦТМ должно быть занято вдвое меньше работников, чем в производстве ТЭС примерно такой же мощности. Таким образом, по части вредности производства преимущества ЦТМ очевидны. Оценим токеичность бензинов с обеими присадками. Уже в-> самом начале работ по ЦТМ были выполнены исследования токсичности бензина с марганцевым антидетонатором. Согласно официальному заключению московского НИИ санитарии и гигиены имени Эрисмана, «добавка ЦТМ ие увеличивает, токсичность бензина; при изучении действия паров бензина, содержащего ЦТМ в количестве 1 г/кг, получены те же результаты, что и для чистого бензина». Это подтверждено в работе В. Г. Лаппо и Н. М. Степановой («К токсикологии ЦТМ». Сб. Новый антидетонатор для бензинов. М., 1963, с. 74). О том же ч етко с казан о в справке «Антидетонатор марганцевый 2-Ц8», утвержденной объединением «Союзоргсинтез» Министерства химической промышленности СССР и Главным санитарно-эпидемиологическим управлением Минздрава СССР. Наконец, к такому же выводу пришли академик А. Н. Несмеянов в монографии «Марганцевые ант и дето* наторы» (М., «Наука», 1971), М О. Лернер в книге «Химические регуляторы горения» (М., «Химия», 1978) и другие весьма компетентные авторы. Вот откуда «возникла и пошла кочевать... эта ми- фи ч е с ка я и нфо рма ц и я ». Теперь о токсичности отработавших газов. ПДК для марганца и его окислов — 0,3 мг/м3 («Вредные вещества в промышленности», 1971, с. 504), а не 0,05, как указывает Ю. С. Ротенберг. Для свинца и его соединений — 0,007 мг'м3 (любопытно, что на территории ПНР норма еще в семь раз жестче). Как ни считай, соединения марганца несравненно менее токсичны, чем свинцовые соединения: в десятки, а то и сотни раз. В 1972—1973 годах под руководством Научно-технической комиссии Госкомитета по науке и технике, специально созданной для изучения марганцевого антидетонатора, был проведен обширный эксплуатационный эксперимент по переводу крупнейших, автохозяйств города Орла на бензин с ЦТМ. Проведенный при этом анализ воздуха в местах скопления автомобилей, например на выезде из автохозяйств в начале смены, зарегистрировал максимальную концентрацию соединений марганца 0,75 мкг/м3 (при среднем значении 0.39 мкг/м3). Таковы экспериментальные результаты. Но были сделаны и расчеты: если все автомобили США перевести на бензин с марганцевым антидетонатором, концентрация окислов марганца в воздухе больших городов не превысит 1 мкг/м3. При этом человек будет поглощать ежедневно с воздухом 3 мкг марганца. А с пищей он получает около 2400 мкг. Очевидно, сказанного вполне достаточно, чтобы снять с ЦТМ обвинения, выдвинутые Ю. С. Р о те нб ер го м, и признать марганцевый антидетонатор практически безвредным. Конечно, полный запрет на использование ядовитого тетра этиле винца и замена его несравненно менее токсичным циклопентадиенилтри- карбонилмар ганцем — всего лишь одно из направлений в борьбе за чистоту воздуха. Но такая замена, несомненно, дело важное и нужное. Доктор технических наук И. Л. ВАРШАВСКИЙ, кандидат технических наук В. В. ГОНЧАРОВ Автомобильные бензины В седьмом номере «Химии и жизни» за этот год. в ответе читателю В. Альтерготту о цвете этилированных бензинов, допущена неточно сть. Действительно, раньше бензины окрашивали так, как сказано в ^Переписке», однако с 1 января 1979 года вв^-цен новый ГОСТ 2084-77, согласно которому бензин марки А—76 окрашивают в желтый цвет, АИ—93 — в оранжево-красный, АИ—98 — в синий цвет. Кроме того, бензины А—66 и А—72. выпускаемые по техническим условиям, окрашивают соответственно в зеленый и розовый цвета. В. А. ЧАЛОВ Горо ховец, Владимирская обл Для сыпучих веществ В лабораторной практике бывают необходимы небольшие пакетики для малых количеств сыпучих веществ. Пакетик можно, конечно, свернуть, даже склеить конвертик — невелик труд. А можно использовать торцевые части картонных коробок из-под кофе или, скажем, молочной смеси «Здоровье», отрезанные вот так: тонкая внутренняя упаковка Инженер В. Г. ТЕРЕНТЬЕВ, Фергана 3* 67
КЛУБ ЮНЫЙ ХИМИК То, чего не бывает Обыкновенные растворы Операция «Прибор» Метод стеклянных палочек ПАРАДОКСЫ То, чего не бывает Что такое парадокс? Это то, что на первый взгляд противоречит здравому смыслу. А что такое здравый смысл применительно к химии? Это общепринятые теории, правила, которые выполняются в подавляющем большинстве случаев. Но нет правил без исключения. Так, некоторые вещества в определенных условиях могут не вступать в характерные для них реакции или, наоборот, реагировать совсем не так, как мы привыкли. Так возникают химические парадоксы, реакции, которых «не бывает». Парадокс 1. При добавлении соляной кислоты к соли металла выпадает осадок его гидроксида. На первый взгляд такая реакция кажется совершенно невозможной. Однако все становится на свои места, если вспомнить, что гидроксиды металлов могут быть соединениями амфотерными, растворимыми в избытке щелочи. При этом образуются соответствующие соли — станнаты, алюминаты и другие. Не удивительно, что осторожное подкисление такого раствора приводит к нейтрализации избытка щелочи и выпадению осадка гидроксида. Например, K,Zn02 + 2HCI-^ —Zr.(OHJJ + 2KCI. А в начале-то каким это казалось фантастичным: соль плюс кислота — гидроксид! Парадокс 2. Медь растворяется в кислоте с выделением водорода. Общеизвестно, что медь растворяется в кислотах, имеющих свойства окислителей. Например, в азотной кислоте. Однако водород в таких случаях не выделяется. Из кислот же неокислителей медь водорода не вытесняет, так как она стоит в ряду напряжений правее водорода. Однако реакция все же пойдет, если в результате ее образуются комплексы, полностью выводящие ионы меди из^эаст- вора. Например, с броми- стоводородной кислотой медь реагирует: 2Cu+4HBr-^ —*2H[CuBr2| + H2j. Если же комплексообра- зователь очень силен, то медь может вытеснять водород даже из воды! Это происходит, например, в водных растворах цианистого калия: 2Cu + 4KCN+2H20-> -> 2K[Cu(CNJ]+2KOH + H2T. Но можно, оказывается, вытеснить медью водород и из обычной соляной кислоты. Для этого нужно всего-навсегоч поместить этот металл в ряду напряжений левее водорода. А в этом, оказывается; нет ничего невероятного. Ведь положение в этом ряду зависит не только от природы самого металла, но и от растворителя. А обычный ряд напряжений измерен для водной среды. Если же воду заменить ацето- нитрилом CH3CN, to стандартный потенциал меди окажется равным не +0,34, а —0,2В в. И в этом растворителе должна спокойно пойти немыслимая 68 Клуб Юиый химик
реакция 2Cu + 2HCI-^ ->2СиС1 + НД. Парадокс Э. Гидролиз хлористого натрия идет до конца. Во всех учебниках написано, что соли, образованные сильными кислотами и сильными же основаниями, гидролизу не подвергаются. Иными словами, равновесие NaCI + H20^- I^NaOH + HCI практически полностью смещено влево. Но это в обычных условиях. А в необычных, когда удается выводить из равновесия нечто, фигурирующее в правой части уравнения? Всякий скажет, что при этом гидролиз может пойти. Но как это осуществить? Оказывается, что и в этом ничего невозможного нет. Если на твердую поваренную соль подействовать перегретым паром при температуре 500°С и давлении миллион Паскалей, хлористый водород начинает удаляться с паром и парадоксальный гидролиз действительно происходит. Парадокс 4. Слабая кислота вытесняет сильную щелочь из ее соли. Это звучит уж и вовсе неправдоподобно — и тем не менее известна реакция между борной кислотой и фторидами щелочных металлов, которая соответствует этому парадоксальному описанию: B(OHK+3KF-^ -^BF3+3KOH. Дело в том, что борная кислота — соединение амфотерное, в качестве основания еще более слабое, чем в качестве кислоты. А сильное основание КОН она вытесняет из фторида потому, что продукт реакции обраэует очень прочный комплекс с избытком соли: BF3 + KF-*KBF4. Суммарная ~ же реакция выглядит так: B(OHK+4KF-^ _-*KBF4 + 3KOH. Причиной парадокса и в этом случае оказывается связывание одного из продуктов реакции в комплексное соединение. И. ИЛЬИН ЗАДАЧИ обыкновенные растворы Самый обыденный предмет нередко задает нам вопросы, на первый взгляд неразрешимые. Ну что может быть проще, чем растворы кислот или оснований — решать задачи о простых кислотно-основных превращениях умеет каждый школьни к. И все же при первом взгляде на предлагаемые здесь задачи, может сложиться впечатление, что решить их невозможно. Однако они решаются. И никаких знаний, выходящих за пределы школьного курса, при этом, не требуется. Клуб Юный химик 69
Задача 1. В лаборатории понадобилось приготовить 100 см3 кислого 0,1 М раствора хлорида железа (II). Для этого в 100 см3 крепкой соляной кислоты растворили железный порошок. Для ускорения реакции порошок взяли в большом избытке. Как, не пользуясь химическим анализом, определить, что концентрация хлорида железа (II) достигла 0,1 М и раствор пора сливать с остатков железного порошка? Задача 2. При смешении растворов соляной кислоты и бикарбоната натрия выделился газ, объем которого вдвое превысил объем полученного раствора (условия нормальные, растворимостью газа пренебречь). Какова концентрация поваренной соли в полученном растворе? Задача Э. При проведении лабораторной работы потребовалось определить плотность раствора серной кислоты, концентрация которой равна а%. Однако под рукой не оказалось ни справочных таблиц, ни ареометра. Зато была бюретка с раствором едкого натра (его концентрация — Ь моль/л). Можно ли определить плотность раствора серной кислоты с помощью титрования? (Решения на стр. 73) Операция «Прибор» Юные химики проявили немалый интерес к операции «Прибор», объявленной во втором номере журнала за этот год. Письма с критикой изображенного на рисунке 1 прибора для перегонки с паром эфирного масла гвоздики пришли из многих городов. Участие в операции приняли школьники от 6-го до 10-го класса, одно письмо пришло даже от второклассника. Далеко не все участники справились с заданием: многие наряду с правильными замечаниями высказывали совершенно ошибочные предложения. Наиболее подробно и обоснованно разругали рисунок Владимир КРОТОВ (Рузская средняя школа им. В. И. Ленина, 8-й класс) и Алеша АЮЯН (Волгоград, школа № 57, 2-й класс). Приводим письмо Володи с некоторыми сокращениями. «Предохранительная трубка 2 очень коротка. Если сделать, как нарисовано, то при повышении давлен и я паров воды в колбе 1 кипящую воду может выбросить из кол- 1 П \ 1 V ■ **>•*■ Рис. 1. Схема заведомо неправильного прибора для получения гвоздичного масла перегонкой с паром. Цифрами обозначены: 1 — колба @,5 л) с водой; 2 — предохранительная трубка; ."S - термометры; 4, 5 — соединительные трубки; 6— колба @,5 л) с водой и гвоздикой; 7 — холодильник; 8—капельная воронка; 9 — спиртовка 70 Клуб Юный химик
бы. А если давление паров воды будет нормальным, то вскоре вода выкипит до конца трубки и после этого пар будет идти не через прибор, а сразу уходить через трубку 2 наружу. Предохранительную трубку надо опустить до дна колбы, и наверху она должна быть достаточно длинной, чтобы при изменении давления вода поднималась по ней постепенно, без резкого выброса. А чтобы кипение воды было равномерным, нужно в колбу" положить несколько ку- 2 > I 10 сочков пористой керамики («кипелок»). Термометры в приборе не нужны, так как температура кипения воды известна — 100°С. Для удобства работы прибора можно разъединить трубку 4 между кол- 'бами 1 и 6, вставив тройник, к свободному концу которого надо присоединить кусочек резиновой трубки с зажимом. Это поможет быстро соединить или разъединить обе колбы во время опыта. Трубку 4 надо опустить до дна колбы 6; если она будет выше уровня жидкости, то пар не сможет «захватить» эфирное масло. *?<г. >v Колбу 6 надо подогревать, чтобы объем воды в ней не слишком увеличивался в результате конденсации пара. Для нагревания колбы можно использовать песочную баню. Шариковый холодильник в''таком приборе применять нельзя, и потом он вообще нарисован неправильно, ведь отверстия для ввода и вывода воды должны находиться на небольшом расстоянии от концов холодильника, чтобы поступающая вода смогла охлаждать всю его поверхность. Холодильник надо взять прямой (Либиха), и вода в него должна поступать не сверху (как на рисунке), а снизу, иначе охлаждения не будет». Л ^ * V »- 12 Рис. 2. Схема правильно] i прибора. Штаги1 подставки и проч. не показаны, как и на рис. 1. Цифрами обозначены: 1 — колба B л) с водой; 2 — предохранительная трубка; 3 — « кипел ки»; 4,Г> - соединительные трубки: 6 - колба @.5 л) с водой и истолченной гвоздикой: 7 — холодильник: 8 — ал он ж; 9 — колба-приемник: 10 — тройник с зажимом; II — песочные бани; 12 — гор ел к и Очевидно, что это письмо написано человеком, которому доводилось своими руками делать перегонку с паром. Алеша отметил те же ошибки, что и Володя, только разобрал их не Клуб Юный жимик 71
столь подробно. Зато он правильно предлагает увеличить объем колбы 1 до двух литров: чтобы полностью выгнать с паром малолетучее соединение, обычно приходится перевести в пар немало воды. Справедливость требует сказать, что ни Володя, ни Алеша не обратил и внимания на одну грубую ошибку: колбу нельзя греть голым огнем. Следует воспользоваться асбестовой сеткой или, еще лучше, песочной баней. К сожалению, ошибками грешат многие письма. Так, некоторые юные химики не понимают назначения предохранительной трубки и даже предлагают обойтись без нее. Другие участники операции настаивают на том, что термометры в приборе нужны, причем помещают их в самые неожиданные места. Особенно Метод стеклянных палочек Касательные к кривым приходится строить не только геометрам. Умение быстро и точно провести касательную может пригодиться и химикам. Не так уж редко им доводится чертить схемы приборов или аппаратов, а также работать с всевозможными графиками. Итак, вам нужно построить касательную к произвольной кривой в произвольной точке. Начинать придется с построения перпендикуляра к касательной. А уж перпендикуляр к нему, то есть искомую касательную, сумеет пристроить и второклассник. Предлагаемый способ основан на преломлении света обыкновенной круглой стеклянной палоч- это относилось к термометру в колбе 6. А ведь он там совсем ни к чему — экспериментатор должен лишь следить за тем, чтобы пар равномерно проходил через слой воды с гвоздикой и не слишком сильно там конденсировался. Кстати, о гвоздике. Почти никто не заметил, что она загружена в колбу цельными зернышками. А ведь для быстрого и полного извлечения эфирного масла их следовало бы растолочь. Это, пожалуй, последнее уточнение, после которого прибор будет работать правильно (рис. 2). Подводя итоги операции, надо сказать, что не все юные химики внимательно относятся к технике, нужной для опытов, не очень-то четко понимают работу даже таких распространенных приборов, как холодильники или воронки. А ведь неправильно подобранные или необдуманно соединенные детали прибора могут свести на нет даже самый блестящий замысел. Более того, плохо собранный прибор может быть причиной аварии и даже травмы. Поэтому мы советуем всем нашим читателям — как тем, кто занимается химией в кружках, так и домашним экспериментаторам (в особенности последним) — изучать не только теорию, но и уделять побольше внимания химической «кухне». Вот Алеша Аюян в конце письма написал, что найти на рисунке ошибки ему помогла книга П. И. Воскресенского «Техника лабораторных работ». Очень хорошо делают те, кто заглядывает в эту книгу, — советуем всем юным химикам следовать их примеру. 72 Клуб Юнык химик
кой. Стеклодувы называют такие палочки штабиками. Наложим палочку на кривую линию. Кривая прервет свой монотонный бег, а в месте пересечения со шта- биком как бы перечеркнет сама себя. Если наложить на линию сразу две палочки, то в месте пересечения получатся два «кошачьих зрачка». Вращая палочки вокруг этой точки, увидим, что при определенном их положении «зрачки» вытягиваются в одну линию (см. фото). Осторожно откатим один штабик, а вдоль другого проведем прямую. Это и будет перпендикуляр к касательной. Этот способ не только прост, но и точен. При некоторой сноровке он позволяет строить касательные с отклонением не более 7 угловых минут. А. ГРЕФ Решения задач (Условия на стр. 70) Задача 1 Прежде всего запишем уравнение реакции: Fe + 2HCI = FeCl2+H2t. Образование хлорида железа (II) сопровождается выделением водорода, причем, как это следует из уравнения, число молей соли, образовавшейся в растворе, равно числу молей выделившегося водорода. В 100 мл 0,1 М раствора хлорида железа (II) содержится 0,01 моль соли. Значит, водорода выделится столько, что при нормальных условиях он займет объем 22400 • 0,01=224 см. И если собирать водород в мерную бюретку, то раствор придется слить с железного порошка в тот момент, когда объем газа достигнет 224 см3. При этом, правда, следует учесть, что измерять его нужно при нормальных условиях (температура — 293°К, давление — 1013 гПа). Если же условия отличаются от нормальных,t то измеренный объем нужно привести к нормальным условиям, пользуясь уравнением Менделеева — Клапейрона. Строгости ради следует отметить, что в результате частичной замены соляной кислоты на хлористое железо конечный объем раствора не будет в точности равен 100 см , и точность измерения из-за этого несколько снизится. Задача 2. На первый взгляд данных для решения здесь недостаточно: нет ни объема растворов, ни концентраций. Тем не менее решение возможно. Ключ к нему, как и в прошлый раз, можно найти в уравнении реакции: NaHC03 + HCI = NaCI + H20+CO,,t. Снова оказывается, что газа выделяется столько же молей, сколько образуется соли. Молярность полученного раствора по хлориду натрия обозначим буквой т, а объем этого раствора — буквой V. Тогда mV — это число молей хлорида натрия в растворе. А объем выделившегося газа, в соответствии с условием, равен 2V, что соответствует при нор- 2V мальных условиях моль угле- 22 400 кислого газа. Приравнивая числа молей, получаем уравнение w 2V 22 400 А отсюда следует, что при сливании неизвестных количеств растворов, содержащих неизвестные концентрации кислоты и бикарбоната, получается раствор, содержащий 2 m = ^-^s = 0,00009 моль/см'= 22 400 = 0,09 моль/л NaCI. Задача 3. Запишем уравнение реакции нейтрализации: 2NaOH+H2S04 = Na2S04 + 2H20. Если для титрования взято V см3 раствора серной кислоты, имеющего плотность |), то масса этого раствора — (»V г. Чистой серной кислоты в нем содержится pV • F, что соответст- V -а вует f» 100 • 9В.0В молям. Если объем раствора щелочи, пошедшего на титрование, V, то количество молей щелочи составит 1000 Теперь остается учесть то обстоятельство, что для нейтрализации моля серной кислоты нужны два моля щелочи: Ь- V = 2 |1- V • а 1000 " 100-98,08 Отсюда легко выводится выражение для плотности раствора H2S04, в которое не входят никакие величины, кроме данных в условии концентраций растворов и измеряемых опытным путем их объемов: Ь- V р=4,904 а - V Б. ДАВЫДОВ Клуб Юный химик 73
Книги Удивительные углеводы Бочков А. Ф., Афанасьев 8. А., 3 а и к о в Г. Е. Углеводы, м., «Наука», 1980. Среди главных разделов органической химии не последнее место занимает химия углеводов. Правда, на фоне блестящих успехов классического органического синтеза, увенчавшихся в последние годы воссозданием немыслимо сложных молекулярных конструкций вроде хлорофилла и витамина В12 , достижения химии углеводов могут показаться скромными. Действительно, иа первый взгляд структура углеводов лред- ставляетс я уиыло однообразной, и это не вызывает у большинства химиков особого энтузиазма. В последние годы, однако, многое изменилось. Химия углеводов ожила. Сейчас становится все более очевидным, что в живых организмах углеводы не только выполняют роль топлива и структурного материала, но и служат носителями информации. Если из четырех природных нуклеотидов можно составить всего 64 триплет- ных «слова» генетического кода, то из восьми природных углеводных остатков может получиться 1 645 056 три- плетных «слов». Трудно допустить, чтобы природа не воспользовалась таким богатством. Соображения об информационной роли углеводов носят не просто умозрительный характер. Доказано, что углеводы играют основную роль в выработке иммунитета, что именно благодаря углеводам клетки многоклеточных организмов приобретают способность опознавать друг друга и слаженно развиваться. Нарушение этой функции клеток ведет к автономному опухолевому росту. Все эти многообещающие открытия не удалось пока еще связать в единую концепцию. Что же мешает дальнейшему прояснению истинной биологической роли углеводов? То, о чем мы только что сказали,— особенности их строения, которые делают углеводы малопривлекательным объектом исследований для большинства химикОв-ор- гаников классического направления. Однотипность построения углеводов невероятно затрудняет их выделение, установление структуры и синтез, требуя от специалисте высочайшего артистизма, порой граничащего с колдовством. Понятие «чистого вещества» в химии углеводов подчас теряет привычный смысл: подсчитано, например, что образец полимерного углевода, который по всем обычным критериям следует считать индивидуальным веществом, может ие содержать даже двух совершенно одинаковых молекул. Об этих подводных камнях рассказано в книге «Углеводы», которую выпустила в этом году редакция химической литературы издательства «Наука». Авторы не просто знакомят читателей со структурой, синтезом и биологическими функциями этих во многом удивительных соединений, но, что гораздо важней, обсуждают проблемы, еще ожидающие решения. Авторы называют свою книгу популярной. Пожалуй, это не совсем так: в ней все-таки отсутствуют традиционные приемы этого жанра. Но это и не академическая монография, доступная только тесному кругу специалистов. Усвоить ее материал вполне способен любой студент, Одолевший курс органической химии Лишь иногда авторам изменяет чувство меры, по крайней мере когда они касаются особенно близких им вопросов. Например, слишком специально изложены основы физических методов исследования. Нередко без пояснений используются п р ивыч и ые для самих авто- ров, но вряд ли понятные «широкому» читателю термины, без которых можно было бы обойтись. Но эти издержки простительны, ибо, как уже сказано, книга оказывается где-то посредине между двумя жанрами — ученым и популярным. Б наше время такие гибриды, облегчающие взаимопонимание между учеными разных специальностей, не только возможны, но прямо необходимы. 3. СТЕРЛИНГ Время жить Н. К. Серов. Время и мы. Л., Лениздат, 1980. Весной 1973 года умер знаменитый художник Пабло Ру- ис-и-Пикассо. Чуть ли не до последнего дн я он не выпускал из рук кисти. Специальная комиссия занялась количественной Оценкой его наследия. Подсчеты длились три года. Оказалось, что за девяносто один год жизни мастер создал 1185 картин и 7089 р исунков. Кроме того, он оставил 1128 скульптур, свыше 3200 художественных изделий из керамики, 18 тыс яч гравюр и 7 тысяч литографий; к этому надо еще добавить 11 гобеленов и 8 ковров, выполненных по его рисункам. Итого — 38 тысяч произведений. Все это сделала одна пара человеческих рук. И один мозг. В старой книге говорите я: «Время рождаться и время умирать, время насаждать и время вырывать посаженное. ..». Между двумя мгновениями, как тире между двумя датами,— наша жизнь. Жить — это значит расходовать время. Как распорядиться этим невесомым богатством? Пикассо не рассчитывал наперед свои дни, но жил так, словно не сводил глаз с часовых стрелок. Время можно сжимать — вот в чем штука. Подобно веществу, время может быть газообразным, жидким и твердым. Можно расплескивать его ведрами, а можно отколупывать по крупинкам. Наш соотечественник Александр Александрович Люби- щев вел скрупулезный учет времени. Его КПВ — «коэффициент полезного времени» — достигал 20 процентов. Лю- бищев писал: «Часто люди говорят, что они работают по 14—15 часов. Может быть, такие люди и существуют, но мне не удавалось столько проработать с учетом времени нетто. Рекорд продолжительности моей работы — 11 часов 30 минут». Результат, спору нет, высокий. Но бывали и повыше. Лейбниц просиживал за рабочим столом, не вставая, несколько суток. Время от времени он задремывал, потом поднимал голову и, как ни в чем не бывало, продолжал писать. В итоге своей не очень долгой жизни он оставил гигантское научное и философское наследие — десятки увесистых томов, около 15 тысяч писем, многие из кото- 74
рых — это пространные трактаты... Вот чем может быть черточка между двумя датами. Но не только по нашей воле меняете я плотность времени, нам отпущенного. Существуют биологические ритмы работоспособности, более или менее общие для всех. В начале двадцатых годов в Петрограде жил и трудился талантливый физиолог, ученик Н. Е. Введенского Николай Яковлевич Пэрна. Люди, которые его помнят, рассказывают о нем удивительные вещи. Ему понадобилось овладеть навыками фортепьянной игры. Достать инструмент ие было возможности. Пэрна нарисовал иа деревянной доске клавиатуру и упражнялся несколько месяцев. Потом сел за настоящее пианино — и заиграл. Много лет подряд Пэрна вел дневник. Это б ыл и записи научных наблюдений над собственным организмом. Свой материал Пэрна сопоставил с данными о «физиологической жизни» выдающихся людей — ученых, художников, композиторов. Итогом этих исследований был трактат «Ритмы жизни и творчества», любопытнейшая книга, вышедшая в 1926 году, после смерти автора. Ои был одним из первых, кто открыл существование биологически обусловленных циклов творческой активности человека. Вот несколько мыслей и параллелей, на которые наводит чтение небольшой, изящно написанной и насыщенной многими малоизвестными фактами книжки ленинградского философа Никиты Серова «Время и мы». Прочтите ее, любознательный читатель. Г. МОИСЕЕВ Что нам Гекуба? В. Л. Рабинович. Алхимия как феномен средневековой культуры. М., «Наука», 1979. «Какой результат от алхимии, кроме дыма, пепла, плача, вздохов, слов, скорби, бесчестия?.. Бедному она ни разу не принесла богатства, а богатого привела к бедности; сколько раз мы это видели'». Этой цитатой из Петрарки заканчивается книга, которая лежит сейчас перед нами. В самом деле, что осталось от средневековой алхимии? Как объект историко-науч- ного исследования алхимия получила двоякую оценку. Одни считают ее классическим образцом псевдонауки. Ложное знание, обманувшее своих приверженцев и сделавшее их в свою очередь обманщиками; пустоцвет, фикция под покровом цветистых фраз; многовековая погоня за призраками при весьма скромных практических достижениях. С этой точки зрения химия сформировалась как отрицание алхимии, химическая наука была победой иад алхимическим суеверием. Памятник этой победы — «Химик-скептик» Роберта Бойля A661 г.). Но есть и другой взгляд. Взгляд, по которому алхимия — это мать химии. Пускай, говорят нам, «исцеление больного золота», камень мудрецов и эликсир жизни — сказки; гоняясь за синей птицей, алхимики поймали нечто реальное. Причудливо обставленная алхимическая лаборатория — это колыбель экспериментальной химии. Алх им ич ее кие знаки — первоэлементы химического языка. Вправе ли мы забыть о том, что алхимия выработала основные представления о превращениях веществ, что в текстах легендарного Джафара (Гебера) описаны многочисленные химические соединения и реакции, что созданная Па- рацельсом ятрохимия была прообразом научной фармакологии? Заметим, однако, что и та и другая точки зрения страдают общим недостатком. Обе они оценивают роль и значение алхимии ретроспективно— оглядываясь на иее с вершин сегодняшней науки. Адекватная оценка культурно- исторического феномена, называемого алхимией, должна быть произведена в контексте его эпохи, внутри самого этого феномена, а не вне его. И тут мы, кажется, приближаемся к сути оригинального, не похожего ни на одну из существующих книг об алхимии — а их многие сотни — труда, обсуждаемого здесь. «Видеть сны и толковать сны — суть разные вещи»,— говорит один из персонажей Томаса Манна, писателя, внесшего свой особый вклад в понимание алхимического мифа. Автор книги «Алхимия как феномен средневековой культуры» не только «толкует сны» — комментирует и разъясняет алхимические тексты (отметим попутно, что книга написана блистательным знатоком первоисточников — ничто здесь не заимствовано из вторых рук), но и старается как бы снова их увидеть. В книге предпринята смелая попытка реконструировать алхимическую вселенную в том виде, в каком она существовала в умах самих адептов,— этим объясняется и ее в высшей степени нетривиальное построение, и ее своеобразный язык. Но этого мало. Ведь две точки зрения, упомянутые выше, не исчерпывают возможностей оценки алхимии. Алхимия — не только предок науки. Алхимия есть явление культуры. Выражение «алхимический миф» придумано не сегодня. Его широко использовал, например, Карл Юнг, предложивший свою интерпретацию алхимических символов и рецептов с позиций аналитической психологии и учения об архетипах... Впрочем, не будем портить читателю удовольствие от чтения книги, перебирая все ее ходы. Скажем лишь кратко, что одн1а^ из сквозных идей книги Вадима Рабиновича состоит в том, что средневековая алхимия, будучи составной частью средневековой культуры, играла в ней особую роль: она пародировала официальную — христианскую культуру. Алхимический миф, по мнению автора, был своеобразным перепевом христианского мифа, отчасти даже еретическим. Новый — и новаторский — труд об алхимии, выпущенный издательством «Наука»,— настоящий подарок и тем, кто любит умную книгу, и тем, кто умеет ценить книгу красивую, изданную со вкусом Жаль только, что тираж маловат — всего 10 тысяч: не успела книжка появиться на прилавках, как уже стала редкостью. Г. ШИНГАРЕВ
Портреты Пять фотографий Генри Мозли 1. Этой фотографии шестьдесят пять лет. Сделанная с какой-то высокой точки,— видимо, с капитанского мостика,— она изображает палубу корабля, усеянную металлическими полушариями с ободками. Полушария, по замыслу изобретателей, должны защищать солдатские головы, которых под ними почти не видно. Подпись: высадка английского десанта на Галлиполи в августе 1915 года. Помогали полушария плохо. Большинство голов, упрятанных под ними, очень скоро было сложено на этом глухом полуострове в ходе одной из самых абсурдных операций первой мировой войны. Кто знает, сколько томов можно было бы написать о каждом из этих совершенно одинаковых, если смотреть с капитанского мостика, людей. Я пишу здесь только об одном из них. Неизвестно, на этом судне он плыл или на другом, но точно известно, что погиб он в сражении при Галлиполи десятого августа 1915 года и что был он надеждой нарождавшейся тогда новейшей физики. В свои 27 лет офицер связи 38-й пехотной бригады, второй лейтенант Генри Гвин Джефрис Мозли успел стать автором закона Мозли, успел экспериментально подтвердить боровскую модель строения атома и дать физическое обоснование Периодического закона Менделеева. 2. Парадоксы в Англии — дело привычное. Эта страна древних и редко от-, меняемых законов живет, однако же, не законом, а традицией; в старинных ее университетах науки далеко не самое главное. В наши дни, конечно, многое переменилось в этих университетах, но в начале века только один из ста выпускников Кембриджа или Оксфорда становился ученым. Основное же назначение этих почтенных заведений состояло тогда в том, чтобы выращивать джентльменов. Неважно, кем становился питомец университета,— он мог выйти и в генералы, и в епископы; мог стать и просто светским денди. «Быть слишком умным — это не по- британски»,— говаривал мистер Уэйрр, директор знаменитого, с XV века известного колледжа в Итоне, выпускники которого чаще всего поступали в Оксфорд или в Кембридж. Истинный итонец обязан был быть, во-первых, спортсменом, во-вторых, добрым христианином, в-третьих, патриотом и лишь, в-четвертых, если удастся, отличником. Чисто английский парадокс короткой биографии Мозли состоит в том, что именно после Итона и Оксфорда он немедленно стал блестящим ученым, непревзойденным в деле наименее аристократическом — в постановке экспериментов. Вот первая его фотография. Чистенький мальчик в коротких штанишках. Он рано осиротел, но ничем в жизни обделен не был. Да и как можно было жить плохо в конце благословенной викторианской эпохи! — вздыхают его биографы. Семья Мозли с годовым доходом всего полторы тысячи фунтов процветала. Годовое жалованье няньки составляло всего двадцать фунтов, а экономки — пятьдесят. Тонна угля, которой хороший хозяин мог отапливать свой дом несколько месяцев, стоила всего фунт. Но разве оттого человек становится ученым, что в доме хватает угля? Нет, не в дешевизне было дело и не в няньке с экономкой, а в матери. Амабель Мозли после смерти мужа, известного зоолога, всю свою жизнь посвятила детям и их образованию. И глав- 76
ной ее надеждой был Генри — дома его звали Гарри — тот самый ясноглазый мальчуган в коротких штанишках. Гарри оказался благодарным сыном. Никого в жизни он не любил, не успел полюбить так, как мать. И обо всех своих успехах, неудачах, переживаниях и замыслах сообщал в письмах домашним, не избегая и описания своих опытов. Мать, впрочем, письмами удовлетворяться никак не хотела и делала все, чтобы сын жил поближе к ней. Добиться этого ей удалось не скоро и не надолго. Тягостные разлуки начались с восьми лет — Генри определили сначала в лучшую частную школу, а в тринадцать будущий физик сдал вступительные испытания по древним языкам, истории и прочим почтенным гуманитарным наукам настолько блестяще, что был не просто принят в Итон, а принят в качестве королевского стипендиата. Самым важным здесь считался футбол. На дворе стоял XX век, а итонцы продолжали горячо обсуждать великий гол, забитый кем-то в 1858 году. Как раз в футболе складный, но малорослый и не очень-то дюжий Генри был не силен. Его подводила задумчивость. После футбола шли гребля и крикет. И греб, и мяч гонял битой Генри достаточно ловко, но в чемпионах не ходил. Так что итонец из него получился не из первых, хотя по части латыни и греческого равных ему не было, а в математике он делил призовые места с теми, для кого позднее она стала профессией. Естественные науки в Итоне преподавали всего четверо из шестидесяти двух преподавателей. Самым выдающимся из них был химик Р. Портер. Он-то и открыл в Мозли экспериментатора. Демонстрационный опыт, который Генри показывал своим товарищам, запомнился им надолго. Уже тогда он был поставлен с характерной для будущего мастера четкостью. Пузырьки газа из газометра регулярно, по секундам, пробулькивали через жидкость в склянке и, едва выйдя на воздух, вспыхивали, распространяя белый дым и характерный, довольно противный запах. Это был фосфин, газ не очень-то доступный и в обращении весьма опасный. Генри приготовил его под надзором Портера, а затем отрегулировал свой прибор так, что самовоспламенение фосфина демонстрировалось зрелищно, интересно, но без всякого риска. Были, стало быть, в Итоне и свои радости. А тон был принят истинно джентльменский — легкий, иронический, кокетливо изощренный, в стиле модных тогда Шоу и Честертона. Образец его сохранился в письме, перевод которого среди прочих прилагается к этой статье. В письме Генри с грубоватой изысканностью извиняется перед матерью в том, что забыл своевременно поздравить ее с днем рождения. И все же, когда в 1906 году пришла пора с Итоном расставаться, Генри переживал это куда меньше, чем многие его друзья. То ли был он мало сентиментален, то ли мало привязан к этой оранжерее для добрых христиан, преданных футболу. Поступление в оксфордский Колледж святой троицы — знаменитый Тринити- колледж — далось ему без особых усилий. Здесь царствовал уже не футбол, а гребля, но естественные науки преподавали более капитально. Были в Оксфорде и ученые клубы для студентов, тяготевших не к традиционным для этого университета древним языкам или богословию, а к физике и химии. Один из этих клубов назывался «Алембик». И Генри, хрть он и выбрал уже своей специальностью физику, снова показал, что химия ему далеко не чужда, прочтя для членов «Алембика» доклад о стереохимии пятивалентного азота. По воспоминаниям .очевидцев, вначале он припугнул аудиторию, показав толстенный том какого-то журнала и объявив, что это — только список статей, которые он собирается обозревать, но потом, когда шутку оценили по достоинству, прочел доклад краткий и блестящий. 77
В другом клубе под названием «Ученый Юниор» Мозли к концу ученья стал даже президентом. Честь, которой в Оксфорде редко удостаивались те, кто еще не- имел диплома. Темы докладов, читавшихся членами «Ученого Юниора», весьма красноречивы: «Эволюция элементов», «Электронная теория», «Электронные теории и спектры». Это были дискуссии о горячих точках физики, будто нарочно предназначенные для подготовки Мозли к его будущим опытам. Но подготовки в основном теоретической. Лабораторные занятия по традиционным оксфордским методикам, хотя Мозли и был в них весьма усерден, оказались не очень-то результативными. Позднее Резерфорд говорил, что его это не удивляет и что он не завидует лабораторным наставникам Мозли. Этот юный джентльмен откуда-то умел делать все на свете, но делать только по- своему. Откуда же? А откуда Пушкин умел писать стихи, а Моцарт музыку? Не с неба, конечно, падает та сказочная, детская простота, с какой счастливые таланты достигают вершин в своем деле. Она — результат непрерывной, часто даже не осознаваемой работы, которой они заняты, может быть, с самого младенчества. И диктует эта не видная окружающим работа свои законы и толкает порой на поступки, которые кажутся необъяснимыми. За год до диплома, в 1909 году, Генри совершил паломничество в Манчестер. Просьба, с которой он приехал, была совершенно необычной для окс- фордца. Всему свету было известно, что Манчестерский университет против Оксфорда — плебейский и провинциальный. А Генри, понимая недостаточность экспериментальной подготовки в своей прославленной alma mater, просил профессора Резерфорда руководить им в самостоятельных исследованиях радиоактивности, которым он надеялся посвятить последний оксфордский год. Ничего из этого не вышло — год был настолько перегружен изучением разных более или менее нужных толстенных книг, что, как острил Генри, у него мозги заросли паутиной. Но как бы то ни было, а знакомство с Резерфордом состоялось. После диплома, когда перед Мозли встал обычный вопрос, куда пойти работать, на глаза ему попалось объявление в журнале «Nature». Профессор Резерфорд приглашал дипломированного физика на должность демонстратора лекционных опытов. Кое-кто из друзей отговаривал Генри, напоминая о малости предлагаемого жалованья и большой нагрузке демонстратора, которая вряд ли оставит время для своих личных опытов; и Амабель, перебравшаяся к тому времени в Оксфорд, просила сына не уезжать. Но резерфордовское обаяние одолело все. Мозли кратко и честно написал в Манчестер, что не читал о радиоактивности ничего, кроме нескольких статей Резерфорда, но работать согласен. Написал — и был принят. 3. Друзья оказались во многом правы. Ассистентская служба при Резерфорде меньше всего напоминала синекуру. Тем не менее Мозли ухитрялся поспевать и со своими бесчисленными преподавательскими обязанностями, и с экспериментами, до которых он наконец дорвался. «...Я сам себе начинаю напоминать фокусника»,— писал он сестре. Чтобы все успевать, приходилось поворачиваться побыстрее. Генри не жаловался, о нет! Он был счастлив. За первые два манчестерских года он успел закончить целых три исследования. Переворота в физике эти работы не совершили, но после них никто уж не смог бы утверждать, что при распаде атома «радия-В» или «радия-С» выделяется более одной альфа-частицы. И все же это были ученические успехи, а Генри чувствовал, что может замахнуться на большее. Тут, кстати, стало у него посвободнее со временем — от хлопотной должности ассистента удалось избавиться. И Мозли в конце 1912 года стал присматриваться к новым работам по изучению «икс-лучей». В Манчестере никто не имел опыта работы с рентгеновскими трубками, и Резерфорд поначалу" не слишком благосклонно отнесся к затее Мозли. Но уже тогда было в этом ничем пока не прославленном экспериментаторе что-то такое, из-за чего норовистый профессор слушал его внимательнее, чем кого бы то ни было. Видимо, по этой причине Мозли очень скоро оказался в Лидсе — профессор тамошнего университета Уильям Брэгг-старший разбирался в «икс-лучах» лучше всех в Англии. А в конце ноября 1912 года Мозли уже монтировал первую в Манчестере рентгеновскую трубку. Вот фотография, на которой он держит эту первую трубку в руках. С этого момента счет времени в его научной биографии ведут не на годы и даже не на месяцы, а на недели. И недель-то ему было отпущено не много. Словно чувствуя это, Мозли работал с отдачей, поражавшей даже видавших 76
\ — •••- ' .„•■.;* виды манчестерцев. Вооружившись принципом не выключать прибор, пока опыт идет гладко, он нередко просиживал за ним по пятнадцати часов. Рассказывают даже, что целомудренный трезвенник Генри стал лучшим в лаборатории знатоком ночных трактиров Манчестера: там можно было перекусить и в три часа ночи. Но ни трудолюбием, ни зрелым уже мастерством тех чудес, что последовали вскоре, до конца не объяснить. Надо их помножить на удачу и еще на одну важнейшую величину: острейшее чувство нового. Несколькими месяцами ранее сын Брэгга — Уильям Брэгг-младший, в ту пору кембриджский студент, и одновременно с ним русский физик Г. В. Вульф нашли простое объяснение дифракционным картинам, появляющимся на фотопленках после пропускания рентгеновских лучей через кристаллы. Эти картины доказывали — ни много ни мало — реальность существования атомов. Споры об атомах тянулись уже два тысячелетия, но никогда еще сомнения в их существовании не были так разрушительны, как в начале нашего века. После открытия дифракции рентгеновских лучей они потеряли смысл. Но требовалось острейшее физическое (и химическое) чутье, чтобы угадать: возможности «икс-лучей» этим великим открытием далеко не исчерпаны. Начал он с измерений довольно обыденных, повторяя опыты Брэгга-млад- шего. В рентгеновских трубках «икс-лучи» возникают в результате удара «катодных лучей» — потока электронов — о металлическую мишень. И катод, и мишень в этой первой трубке были платиновыми. Изучая интенсивность потока пропущенных через кристалл селенита «икс-лучей» в зависимости от угла между мишенью, кристаллом и ионизационной камерой, Мозли заметил, что при некоторых углах камера фиксирует резкие скачки интенсивности. Объяснить это оказалось несложно даже тогда, в начале 1913 года. Было уже известно, что частота «икс-лучей» бывает как-то связана с атомной массой металла, из которого сделана мишень. И скачки хорошо объяснялись интерференцией излучения, характерного для платины. Но как раз в январе 1913 года удивительно кстати была высказана гипотеза, придававшая этим наблюдениям особый-смысл. Ее автор, голландский юрист и физик-любитель Ван-ден-Брук утверждал, что и это самое излучение, и вообще все физические, а равно и химические свойства элементов определяет не их атомная масса, а номер в Периодической таблице Менделеева. Еще одно счастливое совпадение: в июне в Манчестер приехал молодой 79
датчанин Нильс Бор, который привез Резерфорду статью о только что разработанной им теории строения атома. С Бором вообще-то не очень говорливый Мозли беседовал несколько часов. Бор независимо от Брука додумался до гипотезы атомного номера — и продвинулся в ее разработке куда дальше. Атомный номер — это и есть положительный заряд ядра, говорил Бор. И этот заряд должен быть связан с частотой рентгеновского излучения элемента простой зависимостью. Ведь кванты «икс-лучей», согласно новой теории, выделяются при перескоке электронов с возбужденных уровней на обычные, стационарные. Пока еще было неясно, в каких случаях излучаются самые жесткие, коротковолновые лучи так называемой К-серии, а в каких — более мягкая L-серия. Но принцип был предложен и нуждался в проверке. Что говорилось между ними, никто в точности не знает, но, как вспоминал Бор, выслушав его до конца, Мозли коротко бросил: «Олл раит! Посмотрим, так ли это»... Больше всего времени ушло на то, чтобы убедиться в непригодности привычной ионизационной камеры. Переделать трубку так, чтобы в ней можно было легко менять мишени, Мозли удалось за несколько дней. А когда он, наконец, заменил камеру фотопластинкой, дело пошло с феерической быстротой. Уже через две недели, 16 ноября 1913 года, в Копенгаген было отправлено письмо, в котором он сообщал, что частота характеристического К-излучения десяти элементов от кальция до цинка (за исключением редкого тогда скандия — Мозли, вероятно, не смог его раздобыть) строго пропорциональна квадрату атомного номера, уменьшенного на единицу. Трудно даже подсчитать, сколько тут гордиевых узлов разрубалось одним махом. Во-первых, получала прочное экспериментальное обоснование гипотеза атомного номера, переходившая таким образом в разряд законов. Во-вторых, подтверждалась только что разработанная Бором, пока еще несовершенная планетарная модель атома: зависимость частоты рентгеновского излучения от атомного номера получалась простой и близкой к той, что предсказывалась. Значит, атомный номер — это и есть заряд ядра! В-третьих, подтверждалась правота Менделеева, поставившего в своей таблице кобальт впереди более тяжелого никеля. И сверх того, намечались реальные перспективы объективной проверки других трудных для истолкования мест Периодической таблицы, а также создания универсального метода элементного анализа, свободного от пристрастий, которых далеко не чужды трудоемкие химические методы. Не стоит поэтому удивляться, что Ре- зерфорд немедленно зарезервировал в декабрьском номере журнала «Philosophical Magazine», где он был главным редактором, место для статьи, которую Мозли еще даже не начинал сочинять. Такие результаты и в Манчестере получались не каждый день. 4. Этот журнал еще не вышел — а Мозли уже перебрался в Оксфорд. Вернулся, наконец, в дом матери. И это было чудесно. А скверно, хуже не придумаешь, было то, что при переезде разбилась его бесценная рентгеновская трубка. Оксфорд — это вам не Манчестер; мастеров, способных создать такую трубку, здесь не водилось. Да и с другими приборами было тут беднова- то, а требовать ничего было нельзя. Никакого официального статуса Мозли здесь не имел, жалованья не получал, а просто работал в лаборатории Трини- ти-колледжа по старой памяти. Строение же атома никого тут не волновало. Досадные помехи в конце концов удалось утрясти — ушло на это несколько драгоценных недель. Но уже в январе Мозли начал выдавать результаты с прежней быстротой. Теперь в ход пошло не только самое жесткое К-излучение, но и линии L-серии. И элементы более тяжелые — вплоть до золота. И снова получалась очень простая формула, отличавшаяся от первой только числовыми коэффициентами. Формула закона Мозли. И случилась тут очень характерная путаница. Ошибившись при расчете частот жесткого излучения в ряду элементов от алюминия до палладия, Мозли увидел, что все они становятся в таблицу Менделеева со сдвигом на одну клетку. Бром въехал в группу инертных газов, а криптон — в щелочные металлы. Мозли написал об этом Резерфорду, который воспринял сообщение с абсог от- ным хладнокровием: он никогда не был высокого мнения'о химиках и о точности их наблюдений. Ему ничего не стоило одним царственным жестом перекроить всю периодическую таблицу. Мозли, однако, не был так далек от химической почвы, как его шеф. Расчеты свои он проверил, ошибку нашел — и в журнальной публикации все элементы стояли на своих законных местах.
Периодический закон торжествовал. Торжествовал потому, что был наконец выявлен и доказан глубочайший смысл номеров, которые блестящая интуиция Менделеева приписала каждому элементу. Торжествовал и в том, что закрывались выдуманные элементы, которыми некоторые химики пытались, например, заполнить «брешь» между водородом и гелием. В менделеевском архиве сохранился лист с фотографиями тех, кто открыл предсказанные им элементы — скандий, германий, галлий. Было на нем менделеевской рукой написано «Укрепители закона». Если бы великий русский химик дожил до 1914 года, наверняка завел бы еще один лист — для Утверди- теля. И красовалась бы на нем фотография нашего героя. Генри тем временем решился приступить к самой больной точке периодической таблицы — к той самой клеточке, в которой одиноко стоял символ лантана. Никто не мог даже точно сказать, сколько есть и сколько должно быть элементов в этой клеточке. Редкоземельных металлов в разное время было открыто чуть ли не сто, но потом большинство из них благополучно закрыли. Продолжали бы их открывать и по сей день, если бы не Мозли. Определив атомный номер тантала — элемента, идущего сразу после редкоземельных и не открытого тогда еще гафния, он незыблемо установил, что между лантаном и танталом должно быть ровно пятнадцать элементов. А не тринадцать, как говорили одни химики. И не двадцать три, как полагали другие. Этим, кстати, сразу уточнялись истинные атомные номера элементов, следующих за танталом. После этого, раздобыв надежные образцы восьми редкоземельных металлов, Мозли расставил по местам и их. А в апреле в Оксфорд прибыл французский химик Жорж Урбен с образцом выделенного им металла кельтия, который Урбен считал новым лантаноидом. Каждый редкоземельный элемент — истинный или ложный — стоил химикам долгих лет труда. Урбен, открывший в 1907 году металл, названный им по латинскому имени Парижа лютецием, проделал для этого десятки тысяч дробных кристаллизации. И лютеций до сих пор стоит в таблице Менделеева. Кельтий достался Урбену ничуть не легче. Мозли понадобилось несколько минут, чтобы убедиться, что ни одной новой линии в спектре кельтия нет — в результате многолетних мучений Урбен выделил смесь уже известных лантаноидов. Поверить в мгновенное закрытие кельтия ошарашенный француз отказался. Еще десяток лет продолжал он изучать этот «элемент», добиваться его признания. И можно ли его строго судить за это? Летом Мозли отправился на сессию британской Ассоциации содействия науке, которая собралась в тот раз в Австралии. Ему было о чем рассказать ученому собранию. За полгода Генри изучил рентгеновские спектры тридцати семи элементов и навел в запутанном химическом хозяйстве порядок, какого не наводил никто после Менделеева. Нельзя сказать, что его доклад был принят с единодушным восторгом. Были и резонные вопросы, касавшиеся не объясненных еще деталей его закона. Раздавались и голоса обиженных химиков, которых шокировала легкость, с какой юный физик решает непонятными им способами проблемы, мучившие лучшие химические умы десятилетиями. Были и яростные, но, как пишут в отчетах, плодотворные дискуссии в кулуарах. Но были эти дискуссии прерваны телеграммой из Европы. И сообщалось в этой телеграмме, что началась война. 5. Начиная с августа 1914 года Мозли делал решительно все, чтобы не миновать Галлиполи. Первым же пароходом он отплыл из Сиднея в Америку. С предельной быстротой пересек ее от Сан-Франциско до Нью-Йорка и как раз поспел к отплы- 81
тию «Лузитании». Это огромное судно еще совершало регулярные рейсы (год спустя его потопила немецкая субмарина). Добравшись до Англии, Мозли постарался как можно скорее попасть на действительную службу. У итонцев это считалось делом чести — джентльмену не подобало дожидаться призывной повестки. Так было не только в Англии. Поколение, .которое после войны назовет себя потерянным, вступало в великую бойню с безоглядным энтузиазмом. А пока Мозли хлопотал о зачислении в Королевские инженеры, проходил ускоренную подготовку и тренировал вверенный ему взвод связистов, начала разыгрываться невеселая эпопея Галли- поли. Еще осенью 1914 года первый лорд Адмиралтейства Черчилль предложил одним лихим ударом вывести из войны Турцию. Предполагалось, что могучий союзный флот, внезапно ворвавшись в Дарданеллы, легко опрокинет никудышную оборону турок и тараном ударит по Стамбулу. Это красиво изображалось стрелочками на штабных картах, но куда как скверно вышло на деле. Англо-французская флотилия встретила у Дарданелл не паникующих туземцев, а прочную береговую оборону, руководимую матерыми немецкими генералами. Потеряв несколько новейших кораблей, решили план операции изменить и высадить десант, который сокрушил бы эту проклятую оборону с суши. Высадить его удалось в апреле, но этим успех и ограничился. Десант, состоявший из лучших вояк необъятной империи — азартных австралийцев и новозеландцев, вместе с союзными французами и греческими добровольцами только и сумел, что закрепиться на пустынном полуострове Галлиполи. Продвинуться дальше, несмотря на невиданные для британской армии потери, не удавалось ни на метр. Эта затея, которая стоила Черчиллю поста первого лорда, продолжалась и после его отставки. Не мог же королевский десант уплыть восвояси, так и не одержав хотя бы символической победы! Мозли тем временем предполагал, что его 38-я бригада попадет во Францию — как раз в апреле он писал об этом Резерфорду. К тому же времени, видимо, относится и эта — последняя его фотография. В военной форме, в кепи, сидящем на нем аккуратно, но, однако же, без особенной лихости. «...Я окончательно выбыл из игры»,— фраза из этого письма звучит скорбно и, задним числом, пророчески. Но вообще оно не такое уж печальное. Мозли пишет, что очень занят и потому «выбыл из игры» как физик, поскольку даже не имеет времени отослать в журнал очень важные последние результаты, касающиеся редкоземельных элементов. Несмотря на всю свою аккуратность, Мозли так их и не отослал (это была бы его одиннадцатая публикация). В конце апреля 38-ю бригаду погрузили на суда и повезли не во Францию, а на Ближний Восток. Из-за этого хлопоты Резер- форда, решившего все же, вопреки желанию Мозли, освободить его от фронта, оказались запоздалыми. До Александрии экспедиционные силы добрались лишь к концу июня и пробыли там неделю. Мозли успел только написать завещание, в котором все свое состояние оставлял Королевскому обществу для поощрения экспериментальных исследований. Оно было не великим, это состояние,— чуть больше двух тысяч фунтов, да и завещание казалось пустой формальностью, которую выполняли все отбывающие на фронт. Но уже через неделю фронт стал бытом — пополнение перебросили на ближние к Дарданеллам острова, чтобы потренировать в боевых условиях. А в первую неделю августа началась высадка второй волны галлиполийского десанта. Ей было велено поддержать сильно поредевших австралийцев и раз- 82
вить наконец победоносное наступле- Офицер связи Мозли был убит в са- ние. И снова никакой победы не получи- мом начале контратаки. Пуля пробила лось. Два дня — восьмого и девятого — ему голову, когда он наклонился к те- 38-я бригада безуспешно штурмовала лефону. Кроме него в бессмысленной какие-то холмы. А когда атаки выдох- галлиполийской авантюре, которая вско- лись, то утром десятого тридцать тысяч ре и завершилась эвакуацией остатков свежего турецкого резерва, о которых десанта, полегло 119 728 англичан, английское начальство знать не знало, 26 506 их союзников и около 186 тысяч кинулись в отчаянную рукопашную, в турок. Турок при султане никто с боль- ходе которой и полегла почти вся шей точностью не считал. 38-я вместе со своим командиром, генералом Болдуином. В. Р. ПОЛИЩУК Архив Письма Г. Мозли1 Итон, начало мая I9U6 Дражайшая матушка, Какая черная неблагодарность столько раз угощаться тортом по случаю Вашего дня рождения — и потом этот день забыть. Мне кажется, однако, что когда человек достиг тридцати пяти * , дни рождения волнуют его меньше, чем в детстве. \ моя скромная фантазия, боюсь, не изобрела бы лучшего подарка, чем букет увядших тюльпанов. Надеюсь, Вы простите кающегося грешника, который обязуется в будущем быть более внимательным. Уже недалеко то время, когда нужды в письмах не будет; я перемещусь в Оксфорд, и жизнь пойдет без всякой нервотрепки, так как едва я чихну, гонеи понесется сломя голову, чтобы доставить матушку и горчичник. Ваш 50-й день рождения лучше всего отмечать в Японии; можно будет устроить так, чтобы его не было вовсе. Остерегайтесь переплывать океан из Иокогамы во Фриско в первую неделю мая — есть шанс, что в таком случае никто Вам этот день уже не вернет, но зато, может быть, будет прелестно остаться 39-летней на целых два года. И если к 80-летию Вам откажутся продлить вид на жительство, мыс негодованием эмигрируем в Новую Зеландию, где будет предостаточно комнат для отставников и где Вы найдете ту самую милую дурашливую старость, о которой мечтали. Однако ждать этого осталось так долго, что до тех пор Вы успеете стать Чемпионкой Крокета3, а я успею жениться. И важность игр в английской жизни к тому времени станет настолько общепризнанной, что Вам будет позволено жить в почетной отставке сколько угодно. Я оправдываюсь в этом сумбурном письме, но ничего нового в нем на самом деле нет. Любящий Г. М. Манчестер Четверг, 7 декабря 1911 Моя дорогая Марджори4, Питу в лаборатории. Топят у нас так отчаянно, что я с трудом выношу это, сидя без пиджака. Сижу и жду, пока закончится опыт. Завтра кончается семестр, но у меня еще полно всяких преподавательских дел, которые затянутся и после этого. На следующей неделе предстоит экзаменовать более сотни студентов и сделать многое другое. Нынешние опыты с р-лучами нужно закончить, пока не иссяк мой запас эманации — и в то же время необходимо закончить расчеты и 'Перевод и комментарии В. Полищука. 2 На самом деле Амабель Мозли исполнялось 45 лет 3 Крокет и крикет упоминаемый в биографии Мозли,— игры разные. В крокет играли деревянными шарами и молотками, а в крикет — мячами и битами. 4Сестра Мозли. 83
графики для статьи, которую надо отослать тоже на следующей неделе. Я сделал ее вместе с Маковером (здешний старший демонстратор). Статья описывает найденный нами новый вид у-лучей. Эта работа была порой скучной и скорее арифметической, чем экспериментальной, так что сделали мы ее очень быстро. Десять дней опытов и две недели арифметики в свободную мин>т\. Еще мне угрожает лекция для I азовых Инженеров по проблемам высокой техники, касающимся газового освещения. Ье предстоит прочесть в начале следующего семестра, и мне придется с отвращением шарить по справочникам, касающимся предметов, в которых я ничего не смыслю, чтобы потом важно разглагольствовать о них перед специалистами. <...> Эксперимент, к сожалению, начал требовать внимания, и я должен бежать к прибору. Мне приходится делать столько дел одновременно, что я сам себе начинаю напоминать фокусника. Эксперимент начинается в мансарде и продолжается в моей комнате на первом этаже, так что мне приходится пробегать три пролета лестницы, как на скачках с барьерами, что немало изчмляет встречных студентов. Любяший Вас I . Мозли Передайте наилучшие пожелания поросятам и Генри' Университет Манчестер ю _ lb ноября 1913 Дорогой Бор, За последнюю пару недель у меня получились результаты, которые могут Вас : заинтересовать. После уймы злоключений с ионизационными методами я вернулся i к фотографии, и работа сразу стала настолько легкой, что я надеюсь разобраться с i главными спектральными линиями большинства элементов в разумно короткий срок. I По крайней мере с К-серией от кальция до пипка (исключая скандий) я уже I разделался. Результаты простые и в основном те самые, которых Вы могли бы > ожидать. Каждый элемент даст две основные линии, и и р, причем и примерно 1 в 5 раз сильнее. Частота линии р выше примерно на 10%, причем соотношение 1 приблизительно (хотя и не точно) постоянно. vu = vo • (I/I2 1/2^1 К2 тгде К = N I очень точно, а N атомный помер элемента, v0 спектроскопическая нчастота Ридберга в вакууме. Са . Sc Ti V Cr Mn Fe Co Ni »Cu Zn N — по-видимому 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 к 19,00 — 20,99 21.96 22.98 23f99 24f99 26,00 27,04 28,01 29,01 V v„ 1,089 — 1,093 1.097 1,100 1,101 1,103 1f104 1,104 1,105 1,106 { Муж Марджори.
<...> На паре самых ярких фотографий обнаружились третьи линии, которые, кажется, суть v0 • К2< I/12—1/32), но в этом я еще не уверен. Во всех случаях я фотографировал с выдержкой пять минут. А теперь попробую долгие выдержки в несколько часов, чтобы увидеть, не выявятся ли дальнейшие серии. Как Вы, наверное, заметили, порядок he — Со — f\i — химический, а не порядок атомных весов. Тот факт, что Vp'+i— Vp2 = const, доказывает Ваше условие постоянства углового момента. <...> Я публикую эти предварительные результаты в декабрьском «Phil. Mag.». Статья еще не написана, так что придется поторопиться. Буду чрезвычайно рад, если у Вас появится желание прислать какие-нибудь соображения, касающиеся объяснения этих результатов. Я озадачен их кажущейся простотой и тем, что а подчиняется удивительно примитивной формуле. Конечно, это значит, что следует испытать таким образом каждый элемент, а пока это не сделано, я не вижу ясного объяснения. Тем не менее я чувствую, что эти данные существенно подкрепляют общие принципы, которые Вы разрабатываете, и меня радует то, что Ваша теория становится все более плодотворной для Физики. Я верю, что когда мы в самом деле поймем, что такое атом — а это должно случиться в ближайшие годы,— Ваша теория, даже если она окажется неверной в деталях, будет пользоваться всеобщим признанием. Передайте, пожалуйста, добрые пожелания миссис Бор. Искренне Ваш Г. Мозли Серрей 4 апреля 1915 Дорогой сэр1 Эрнест, Чрезвычайно благодарен за Ваше письмо, на которое никак не мог ответить раньше. Я очень занят, а так как сейчас мы живем в палатках, целый день на ногах или в седле, то здоровье мое превосходно. Моя работа маленькая, но интересная, так как. я отвечаю за связь 38-й бригады, и когда попаду на фронт, буду с 26 моими людьми совершенно самостоятелен. Я еще изредка просматриваю «Phil. Mag.», но в остальном окончательно выбыл из игры. Ожидается, что мы будем во Франции еще до конца месяца, так что в моих делах царит полная ясность, если не считать множества амуниции, разного оборудования и прочего добра, нужного для моего подразделения. Мою совесть отягощает одно — я так и не опубликовал мой сиднейский доклад. До отъезда я должен выкроить время и подготовить хотя бы реферат для «Phil. Mag.»: истинный порядок редкоземельных элементов важен как для выяснения реальности, так и для химиков. С наилучшими пожеланиями леди Резерфорд и Вам Искренне преданный I . Мозли Александрия 27 июня 1915 Это есть последняя воля и завещание нижеподписавшегося Генри Гвина Джефриса Мозли, Второго Лейтенанта Королевских Инженеров, ныне находящегося на действительной службе с Британскими Средиземноморскими Экспедиционными Силами. Я отдаю и завещаю все мое движимое и недвижимое имущество, включая причитающиеся мне прибыли, Королевскому обществу в Лондоне с тем, чтобы оно было обращено на содействие экспериментальным исследованиям в области Патологии, Физики, Физиологии, Химии и других отраслей науки, но не чистой математики, астрономии2 или других отраслей науки, которые нацелены только на описание, каталогизирование или систематизацию. Подписано в двадцать седьмой день июня 1915 года Генри I . Д. Мозли 1 Годом ранее Резерфорд был возведен в рыцарское достоинство. в 2 В переводе сохранена орфография подлинника: одни науки пишутся с прописной, а другие — со строчной буквы. 85
Сказка Одержимость коллекционера Роджер ЖЕЛЯЗНЫ
— Что ты здесь делаешь, человек? — Это длинная история. — Прекрасно, я люблю длинные истории. Садись и рассказывай. Нет, только не на меня! — Извини. Так вот, я здесь из-за моего дядюшки, он сказочно богатый... — Подожди. Что значит «богатый»? — Ну, очень состоятельный. — А что такое «состоятельный»? — Хм. У него куча денег. — Что такое «деньги»? — Ты, кажется, хотел услышать мою историю? — Да, но я хотел бы понимать, что ты говоришь. — Извини, Булыжник, но я и сам тут не все понимаю. — Меня зовут Камень. — Ладно, пускай Камень. Предполагалось, что мой дядюшка, человек с весом, пошлет меня учиться в Космическую академию, но он этого не сделал. Ему больше по вкусу гуманитарное образование. И он отправил меня в университет, в эту допотопную скукотищу, изучать негуманоидные цивилизации. Улавливаешь мою мысль? — Не совсем, но, чтобы оценить, не обязательно понимать. — Вот и я то же говорю. Мне вовек не понять дядю Сиднея, но я вполне оценил его возмутительные вкусы, сорочьи наклонности и страсть вечно путаться в чужие дела. До того оценил, что даже тошнит. А больше мне ничего не остается. Дядюшка — плотоядный идол всего нашего семейства и обожает ставить на своем. К несчастью, он у нас еще и единственный денежный мешок, а отсюда следует так же неукоснительно, как ИКССТ за ЗЗЕНТОМ, что он ставит на своем всегда, во всех случаях без исключения. — Эти ваши деньги, как видно, очень важное вещество. — Настолько важное, что загнало меня за десять тысяч световых лет на безымянную планету... кстати, я как раз подобрал для нее имя: Сквернида. — ДЗАТТ невысокого полета — жадина из жадин, потому у него и полет невысок... — Да, я заметил. Хотя ведь ДЗАТТ—это мох, так? — Так. — Отлично, значит, с упаковкой будет проще. — Что такое «упаковка»? — Это когда кладут что-нибудь в ящик, чтобы переправить куда-нибудь в другое место. — То есть передвинуть? — Примерно. — А что ты собираешься упаковать? — Тебя, Камень. — Но я не из тех, которые скользят... — Послушай, мой дядюшка коллекционирует камни, понял? А вы тут—разумные минералы, единственные на всю галактику. И притом ты самый большой, другого такого крупного я еще не встречал. Улавливаешь мою мысль? — Да, но я никуда не хочу двигаться. — А почему? Ты будешь самый главный во всей дядюшкиной коллекции. Вроде как в стране слепых и кривой — король, да простится мне такое вольное сравнение. — Пожалуйста, не надо сравнений. Не знаю, что это означает, но звучит отвратительно. А откуда твой дядюшка узнал про нашу планету? — Один мой наставник вычитал про нее в бортовом журнале старинного космического корабля. Наставник, видишь ли, собирал коллекцию старых бортовых журналов. А журнал этот вел некий капитан Красогор, он совершил тут у вас посадку несколько веков назад и подолгу беседовал с вашим братом. — Как же, как же, славный старый ворчун Красогор! Что-то он поделывает? Передай ему привет и... — Он умер. — Что ты сказал? — Красогор умер. Кончился. Загнулся. Отдал концы. Вздиблился. — Да неужели! Когда же это случилось? Я уверен, это было прекрасное зрелище, просто великолепное... — Право, не знаю. Но я сообщил о вашей планете дядюшке, и он решил, что ты ему необходим. Потому я и прилетел, он послал меня за тобой.
— Это очень лестно, но я никак не могу с тобой лететь. Мне уже скоро пора диблиться... — Знаю, я все прочитал про дибленье в журнале капитана Красогора, только дяде Сиднею не показал. Загодя выдрал эти страницы. Пускай он будет поблизости, когда ты вздиблишься. Тогда я получу в наследство его деньги и уж сумею щедро вознаградить себя за то, что не попал в Космическую академию. Во- первых, заделаюсь горьким пьяницей, во-вторых, стану распутничать вовсю... а может, в обратном порядке... — Но я хочу диблиться здесь, среди всего, с чем я сросся нераздельно! — Вот лом. Я тебя от всего этого отделю. — Только попробуй, я сию же минуту вздиблюсь. — Ну, нет. Прежде чем завести этот разговор, я высчитал твою массу. В земных условиях пройдет по меньшей мере восемь месяцев, пока ты достигнешь нужной величины. — Да, верно, я хотел тебя обмануть. Но неужели ты не знаешь жалости? Я провел здесь столько веков, с тех пор как был совсем маленьким камешком. Здесь жили мои предки. Я так старательно собирал мою коллекцию атомов, ни у кого в окрестности нет лучшей молекулярной структуры. И вдруг... вырвать меня отсюда, когда вот-вот настанет время диблиться... с твоей стороны это просто бескаменно! — Не горюй, все не так страшно. Уверяю тебя, на Земле ты сможешь пополнить свою коллекцию самыми прекрасными атомами. И ты увидишь такие места, где еще не бывал ни один камень с твоей планеты. — Слабое утешение. Я хочу, чтобы мои друзья видели, как я диблюсь. — Боюсь, что об этом не может быть и речи. — Ты очень жестокий, человек. Надеюсь, ты будешь поблизости, когда я вздиблюсь. — Когда настанет час этого события, я уж постараюсь оказаться подальше, ведь у меня впереди шикарные кутежи. На Скверниде сила тяжести гораздо меньше земной, так что Камень без труда удалось подкатить к планетоходу, упаковать и с помощью лебедки водворить внутрь, по соседству с атомным двигателем. Но планетолет был легкий, спортивный; чтобы приспособить его для скоростных пробегов, владелец снял часть защитной брони; вот почему Камень вдруг ощутил жар вулканического опьянения, почти мгновенно прибавил к своей коллекции самые что ни на есть отборные образчики — и тут же вздиблился. Огромным грибом он взметнулся ввысь, потом мощными волнами разнесся над равнинами Скверниды. Несколько юных Камней низринулись с пыльных не- > бес, отчаянным воплем на общей всем в этих краях волне возвещая о муках i своего рождения. — Взорвался,— сквозь треск разрядов промолвил один из дальних соседей.— I И раньше, чем я думал. А каким жаром обдает, одно удовольствие! — Да, великолепно вздиблился,— подтвердил другой.— Что ж, если ты хороший i коллекционер, твои труды всегда увенчаются успехом. Перевепа с английского Нора ГАЛЬ и. Н КРАШЕНЫЙ АГАТ 8 В «Переписке» четвертого но- м мера «Химии и жизни» за гс этот год было сказано, что iq рисунок агата станет более >н контрастным, если камень о сначала сварить в меду, а затем окунуть в серную кислоту. У меня есть полосатый светлый агат; нельзя ли его выкрасить в темный цвет! В. Михайлов, Магнитогорск Естественный агат, полосы которого окрашены попеременно в светло-серые и темно- серые тона, можно превратить в черно-бурый следующим образом. Готовое полированное изделие из агата (пластинки- кабошоны) опускают в сахарный сироп или жидкий мед и держат 8—Ю дней Затем камень промывают, насухо вытирают и н'а 3 часа помещают в фарфоровую чашечку с концентрированной серной кислотой. После этого, соблюдая необходимую осторожность, чашечку нагревают под тягой до 200°С и дают ей остыть. Изделие промывают водой и сушат. С помощью некоторых реактивов агат можно окрас ить и в другие цвета. Например, камень станет синим или зеленовато-синим, если его подержать в горячем растворе желтой или красной кровяной соли, а затем в растворе азотнокислого железа. Следует заметить, что окрас ить можно только агат с достаточно пористой структурой. \В 88
Необычные сувениры Недавно многие штаты США поместили изображение минерала либо ископаемого организма на свои официальные эмблемы. Может, американцам не давала покоя зависть к английским традициям? Красуется же на гербе английского города Дадли трилобит — вымершее морское животное типа членистоногих, а в эмблему города Сканторпа входят «когти дьявола» — раковины гри- феи, дальнего предка нынешних устриц и мидий. Есть в Англии и город, считающий своей эмблемой окаменевшую спиральную раковину аммонита. На нынешних эмблемах могут соседствовать изображения ископаемых существ и минералов. В самом деле, так ли уж непроходима пропасть между миром живых существ и царством минералов? Минералами богата не только литосфера или мантия Земли, есть они и в живых организмах. Это и всем известный жемчуг, и скорлупа птичьих яиц, Кит, хозяин этого позвонка, 10—15 миллионов лет назад плавал в водах Сарматского моря и конкременты — почечные, желчные и другие камни... Зубная эмаль по составу и кристаллическому строению соответствует апатиту —г важнейшему фосфоросодержащему минералу. В междоузлиях бамбука, растущего в Индии, образуются небольшие стяжения (профессиональный термин) самоцветного халцедона или опала, известные на Востоке под названием «табашир». Из него издавна выделывали бусины для ожерелий. В кокосовых орехах иногда встречается молочно-белый, размером с вишню кокосовый жемчуг, сложенный углекислой известью. В телах живых существ найдены кальцит, арагонит, гипс, апатит, барит и другие минералы. Кроме того, в ископаемых животных и растительных остатках обнаружено еще около сотни минералов. А кто не видел или не читал про драгоценную мамонтовую кость и янтарь, черный смолистый гагат или окаменелую древесину? Останки древних существ и прочие органо-минеральные продукты окутала молва поверий, ими интересовались ювелиры и промышленники. Теперь они вошли в моду. На Западе модные салоны и квартиры 89
Чертовы пальцы — белемниты попроще украшают срезы горных пород с отпечатками рыб, кораллов и растений, возраст которых миллионы лет. На атлантическом побережье Европы, где много осадочных пород с остатками древних существ, модное влечение породило палеонтологическую лихорадку. Десятки «ателье» распиливают на сувениры крупные глыбы, маклеры продают даже скалы! Ископаемые морские ежи и крабы, кораллы и лилии, «чертовы пальцы» белемнитов, аммониты с радужными переливами перламутра встречаются в осадочных породах разных районов нашей страны. Они могут украсить не только коллекцию ученого, но и послужить на пользу ювелирному и сувенирному производству. Кому не хочется взять в руки окаменелое животное и прикоснуться к вечности? ЧЕРТОВЫ ПАЛЬЦЫ И ГРОМОВЫЕ КАМНИ Окаменевшие конусы морских организмов, вымерших миллионы лет назад, когда-то вызывали удивление и страх. Во всяком случае в языческие времена им поклонялись, как идолам. В более практичные средние века полагали, что «чертовы пальцы» (конусовидные ростры десятируких головоногих моллюсков — белемнитов; по-гречески «беле- мнион» — стрела) появились от удара молнии в землю. Их собирали и считали талисманами, оберегающими от дурно- Аммонит, найденный в Крыму. Возраст окаменелости — 135 миллионов лет 90
го глаза: дурной взгляд должен наткнуться на что-то острое, чтобы потерять зловещую силу. Считали также, что такие камни предохраняют дом от удара молнии и оберегают его владельца не только от молнии, но и от колдовства. Но и это не все: 150—200 лет назад в аптеках продавали ростры белемнитов, которые будто бы могли помочь при прострелах (радикулитах). К родословной чертовых пальцев молния не имеет отношения, но все-таки есть самые настоящие «громовые камни». В геологии их именуют фульгуритами (от латинского «фульгур» — молния). Эти стекловидные трубчатые ветвистые образования получаются при плавлении сухого кварцевого песка от разряда молнии. Вероятно, пальма первенства в разгадке их происхождения принадлежит англичанину Витерингу. Он в 1 790 году нашел фульгурит в песке под деревом, поврежденным молнией. Ясное дело — фульгуриты являются на свет не каждый день. А интерес к ним немалый. Когда в нескольких шагах от физика Роберта Вуда в землю ударила молния, он не бросился в укрытие, а помчался в лабораторию. Там он быстро расплавил несколько килограммов олова, которое залил в углубление в песчаной почве, куда вонзился атмосферный электрический разряд. Так был получен слепок фульгурита — автограф удара молнии. В научно-природоведческом музее АН УССР в Киеве экспонируется красивый фульгурит, похожий на высохшие стебли и корни растений. Его нашли в песках Черниговской области. Недавно фульгуриты нашли и в Хибинах, где их поначалу приняли за тектиты — стекла метеоритно-ударного происхождения. РОГА АММОНА, АКУЛЬИ ЗУБЫ И ОТБРОСЫ ДИНОЗАВРОВ Об аммонитах, «рогах Аммона», скрученных в тугую спираль громадных раковинах древних моллюсков, наряду с лучезарными самоцветами упоминает Гюстав Флобер в повести «Саламбо», описывая сокровища карфагенского полководца Гамилькара Барки. «Отдельно лежали вдоль стен самородки. Среди камней были калаисы, извлеченные из недр горы с помощью пращей, карбункулы, образовавшиеся из мочи рыси, глоссопетры, упавшие с Луны, тианы, алмазы, сандастры, бериллы, три рода рубинов, четыре породы сапфиров и двенадцать разновидностей изумруда* Позвонки ископаемых акул похожи на стаканчики Камни сверкали подобно брызгам молока, синим льдинкам, серебряной пыли и отбрасывали огни в виде полос, лучей, звезд. Нефриты, порожденные громом, сверкали рядом с халцедонами, исцеляющими от яда. Были там еще топазы с горы Забарки для предотвращения ужасов, бактрианские опалы, спасавшие от выкидышей, и рога Аммона, которые кладут под кровать, чтобы вызвать сны». Ныне рога Аммона не прячут под кроватью, а помещают на самое видное место и в музее, и в частной коллекции. В Канаде из ископаемых аммонитов добывают перламутр с радужными переливами и изготовляют из него великолепные украшения. В США, несмотря на высокую цену, пользуются спросом окаменелые трилобиты и останки других древних морских животных. Недавно вспыхнул спрос и на нынешних морских обитателей — на сувениры из известковых панцирей плоских морских ежей, которых в США из-за округлой формы называют песчаными долларами. На океанском мелководье вылавливают тысячи и тысячи этих медлительных иглокожих. Их панцири, очищенные от колючек и внутренностей, и продают туристам. У нас же на Камчатке берега Кроноцкого залива буквально устланы отшлифованными прибоем известковыми панцирями плоских морских ежей. Еще больший ажиотаж вокруг палеонтологических редкостей. Так, в 1965 году газеты ФРГ и Швейцарии сообщили о сенсации — неподалеку от Берна обнаружен ископаемый черный жемчуг. Но на поверку это оказался не жемчуг, а еще большая редкость. Даже большая, чем так называемый черный жемчуг из Гайаны. Каждая «жемчужина», нахо-
ЯР* Зубы ископаемых акул никак не назовешь одинаковыми димая там при промывке золотоносного песка, представляет собой стяжение глинистого вещества, покрытое концентрическими оболочками гетита и гематита. Эти отполированные шарики из гематита с бар хатисто-метал л ич ески м блеском весьма схожи с редчайшими жемчужинами. Найденные же в древних осадках возле Берна черные блестящие шарики сложены фосфатом каль- ция. В них нет и следа концентрического строения, свойственного настоящему жемчугу. Вскоре специалисты дознались, что загадочные шарики представляют собой не что иное, как копролиты ископаемых морских ежей. Кстати,,они встречаются куда реже самых шикарных жемчужин. Как это ни странно, но кости и окаменелые экскременты ископаемых животных порой принимают даже за самоцветные камни. Например, в США в качестве поделочного камня с отменными декоративными свойствами славятся окаменелые кости динозавров. А окаменелые янтареподобные экскременты ископаемых бронтозавров ювелиры по цене приравнивают к первоклассным самоцветам. В 30-х годах некий украинский геолог нашел возле Канева в древних отложениях на берегу Днепра диковинный камень. Диковина была похожа на янтарь, но отличалась от него по составу и свойствам. Исследователь решил, что у него в руках новый минерал, и послал образец в Москву, в Академию наук СССР. Геолог просил, если факт новизны минерала подтвердится, назвать камень его именем. Спустя несколько месяцев из Москвы пришло заключение, что на берегу Днепра найдены окаменелые экскременты бронтозавра и Академия наук не будет возражать, если «первооткрыватель» назовет их своим именем. Тщеславный геолог постарался поскорее забыть эту историю. А вот еще одно событие, подарившее миру необычные сувениры. Десять лет назад в Симферополе на улице Козлова рыли траншею. Строители наткнулись на бывшую «крабовую банку». Окаменелым крабам оказалось 50 миллионов лет! В то время, когда они жили, на территории областного центра плескалось мелководье теплого тропического моря. Эти животные за миллионы лет почти не претерпели эволюции и внешне похожи на нынешних крабов коралловых рифов Океании. Ясно, что сувенир из ископаемого краба вне конкуренции с высушенными крабами, которых продают отдыхающим и туристам на черноморском побережье. В железных рудах Керченского полуострова довольно часто попадаются ребра, позвонки и другие останки небольших ископаемых китов-цетотериумов, тюленей и древних дельфинов. Позвонки китов очень красивы — они покрыты блестящей коричневой патиной. 92
Ну а теперь давайте поговорим об акульих зубах. Начнем с того, что датский натуралист Н. Стенон в 1669 году опубликовал трактат «О твердом, естественно содержащемся в твердом». Историки науки считают, что с этого труда ведет свое начало не только кристаллография, но и стратиграфия и палеонтология. Стенон был первым, кто доказал, что странные треугольные камни, называемые в народе каменными языками,— это всего лишь зубы ископаемых акул. Датчанину вторил русский академик-минералог Василий Севергин. В «Подробном минералогическом словаре», изданном в 1807 году, он упоминает «жабной камень (жабовик)», представляющий собой «окаменелый зуб рыбий, о коем по народному предразсуд- ку мнят, якобы оный есть камень, образовавшийся в голове жабы». Нынешние туристы, роясь в слое глины в окрестностях крымского города Бе- логорска, запасаются сувенирами — собирают зубы ископаемых акул. Пятисантиметровые острые конусовидные зубы, покрытые блестящей коричневой эмалью, имеют почтенный возраст — свыше 20 миллионов лет! Конечно, такие находки в почете и в других уголках земного шара. ЖИВЫЕ УКРАШЕНИЯ Женщины всех народов и эпох шли на немалые ухищрения ради красоты и моды. Например, среди европейских ювелирных украшений недавнего прошлого встречаются засушенные бразильские жуки. А в конце прошлого века у парижских дам были в- моде светящиеся темно-шоколадные жуки кукухо, привозимые из Мексики. Этих жуков растили, кормили, холили и лелеяли, а потом живых заворачивали в прозрачный тюль и прикрепляли к наряду вместо лучезарных бриллиантов. В наши дни в Коста-Рике местные модницы по вечерам щеголяют в полых стеклянных украшениях, внутрь которых кладут ярко светящегося жука ка- куюса. Мода не забыла и бабочек. «Это поистине порхающий цветок, или расписанный чудными, яркими красками, блестящий золотом, серебром и перламутром, или испещренный неопределенными цветами и узорами» (С. Т. Аксаков). Даже в наши дни причудливые крылья тропических бабочек используют в инкрустациях. Вот только один пример. Несколько лет назад во время крупного шахматного турнира в Бразилии витрины магазинов ломились от всевозможных шахматных сувениров. Одна витрина вызывала особое восхищение — шахматная доска была инкрустирована крыльями местных бабочек. Конечно, семенам, ягодам и плодовым косточкам трудно конкурировать с бабочками. Но, например, туркмены любят ожерелья из ярко-красных ягод гармалы, которые нанизывают на тоненькие проволочки. А венгерские ювелиры делают изящные бусы из косточек слив и абрикосов. Во многих местах для выделки украшений используют грецкий и маньчжурский орехи. Грецкий орех человек может вырастить, а вот с бабочками беда. Да и далеко не все растения могут выдержать натиск человека — исчезают орхидеи, лотосы... И как тут не похвалить инициативу датской фирмы «Флора Даника», которая делает как бы нетленным и ландыш, и лотос. Еще в 1930 году О. Эггер предложил консервировать цветы с помощью гальваники, когда на свежие листья или бутон осаждается тончайший слой серебра или золота. Этим способом в Дании выпускают более ста видов ювелирных изделий: цветов, листочков, веточек, превращенных в заколки, броши или медальоны. Любимое украшение датчан — позолоченный листик обыкновенной петрушки или маленькая булавка из цветка ландыша... Украшением может стать и бутон розы, и дубовая веточка с желудями, и засушенный морской конек. Но надо сделать так, чтобы дань моде не отражалась на судьбах живой природы, чтобы не скудели палеонтологические кладовые планеты. Кандидат геолого-минералогических наук В. А. СУПРЫЧЕВ 93
Драгоценные волокна Некогда писатели-фантасты предсказывали, что люди будущего станут питаться компактными и безвкусными таблетками — своеобразными пилюлями от голода. Сейчас об этом уже никто не помышляет: сейчас всем ясно, что полноценная пища должна не только содержать в необходимом количестве все питательные вещества, но и обладать привлекательными вкусом и запахом, а также иметь привычную консистенцию. Как сообщает журнал «Физиология человека» A980, т. 6, № 3), в последнее время специалисты-диетологи начинают придавать особое значение и той части пищи, которая вообще почти не усваивается человеческим организмом, например волокнам целлюлозы, пектинам. Считалось, что эти вещества выполняют лишь роль механического балласта, увеличивая объем пищи и ускоряя ее прохождение по пищеварительному тракту. Например, замечено, что у жителей Африки, потребляющих много волокнистой пищи, процесс пищеварения завершается в полтора раза быстрее, чем у европейцев. Но оказалось, что инертные волокна выполняют еще и важную регуляторную роль. Например, волокна целлюлозы способствуют ослаблению ли пи дно го обмена, в результате чего снижается заболеваемость атеросклерозом и ишемической болезнью сердца; пектины связывают желчные кислоты — исходный материал для образования желчных камней. Вместе с тем недостаток волокон в пище способствует развитию кариеса, а также повышенному усвоению глюкозы, что может вызвать заболевание диабетом у лиц, предрасположенных к этому недугу. Наличие в пище достаточного количества волокон благоприятно влияет на микрофлору кишечника, предупреждая развитие микроорганизмов, вырабатывающих токсины. Как можно обогатить пищу столь необходимыми волокнами и пектинами? Эти вещества содержатся в больших количествах в овощах и фруктах — капусте, моркови, яблоках. Но всего эффективнее отруби, и поэтому некоторые специалисты советуют всем людям, в рационе которых недостаточно волокнистых компонентов, добавлять в пищу от одной до четырех десертных ложек отрубей в день. М. БАТАРЦЕВ Пишут, что. ...добавка в корм сельскохозяйственных животных 5% минерального масла в 10 раз ускоряет выведение из их организма хлорированных углеводородов, применяемых для борьбы с вредителями («Science News», 1980, с. 117, № 12, с. 188)... ...с помощью пучков нейтронов удалось получить го- лографические изображения («New Scientist», 1980, т. 85, № 1195, с. 564)... ...горные породы обладают свойствами электретов («Доклады АН СССР», 1980, т. 252, № 4, с. 838)... ...совместное действие сильного шума и некоторых лекарств может вызывать глухоту («Medical Tribune and Medical News», 1980, т. 21, № 10, с. 4)... ...мыши загрязняют в 10 раз больше зерна, чем его съедают («Feedstuffs», 1980, т. 52, № 11, с. 12)... ...кариесом страдают 25% взрослых американцев («Chemical and Engineering News», 1980, т. 58, № 8, с. 3)... ...аномальное поведение животных перед землетрясением представляет собой реальное явление природы («Физика Земли», 1980, № 8, с. 108)... ...Северный магнитный полюс удален от Северного географического полюса на 1400 км («Science News», 1980, т. 117, № 12, с. 186)...
Пишут, что. ...гравитационные волны мо- гуть иметь частоту, соответствующую частотам рентгеновского и гамма-излучений («Вестник Московского университета», 1980, сер. 3, т. 21, № 1, с. 102)... ...у женщин, получающих удовольствие от еды, в крови содержится повышенное количество питательных веществ («Science News», 1980, № 117, № 12, с. 182)... ...грибки - суперпаразиты можно использовать для борьбы с другими грибковыми заболеваниями овощных культур («Agricultural Research», 1980, т. 28, № 10, с. 13)... ...создан проект завода, на котором из морской воды будет выделяться 10 кг урана в час («Nuclear Engineering International», 1980f т. 25, № 300, с. 32)... ...методом акустической голографии удается получать изображения подземных объектов («Письма в ЖТФ», ?980, т. 6, вып. 13, с. 783)... ...недомогание, которое испытывают авиапассажиры при дальних перелетах, вызывается не изменением поясного времени,а неправильным питанием во время полета («Medical Tribune and Medical News», 1980, т. 21, № 11, с. 2)... ...земляных червей можно использовать в качестве белкового корма для птицы («Feedstuff s». 1980, т. 52, № 16, с. 20)... Когда Земля была подобна Сатурну 34 миллиона лет назад на Земле произошло резкое и загадочное изменение климата: зимы вдруг стали заметно более суровыми, в то время как средняя температура летних месяцев осталась неизменной. Последствия этого события были катастрофическими для многих живых существ, населявших в ту далекую пору нашу планету. Пытаясь объяснять это явление, ученые выдвигали различные гипотезы; например, согласно одной из них столь своеобразное изменение климата было вызвано изменением орбиты Земли. Однако в недавно опубликованной работе («Nature», 1980, т. 285, № 5763) предлагается более простое, хотя тоже достаточно необычное объяснение. Дело в том, что примерно в ту же эпоху на Землю из Космоса выпало огромное количество так называемых тектитов — микроскопических стеклянных шариков, общая масса которых достигала нескольких миллиардов тонн. Тектиты разбросаны по поверхности нашей планеты не как попало, а образуют отчетливо очерченные продолговатые зоны. А значительная часть тектитов (по расчетам — около 25 миллиардов тонн) могла, не достигнув поверхности Земли, остаться на околоземной орбите, сформировав кольцо, подобное тому, что сейчас есть у Сатурна. Такое кольцо должно было бросать на Землю достаточно обширную и густую тень и, естественно, в затененной зоне становилось заметно холоднее. Тень от кольца покрывала не всю землю, а лишь то ее полушарие, где царила зима; летом же Солнце светило, как обычно. Вот и получалось, что в ту далекую пору лето продолжало оставаться таким, как обычно, а зима была значительно более суровой. Чем же все это кончилось? Просуществовав несколько миллионов лет, кольцо рассеялось. Но о своем существовании оно оставило память в виде многочисленных останков живых существ, не выдержавших неожиданного изменения климата. В. ХРАМОВ
Н. М. ЧЕРНУХЕ. Крымская обл.: Синтез гидрохинона в домашних условиях вряд ли разумен, так как исходные вещества еще менее доступны, чем сам гидрохинон. А. Ю., гор. Львов: У присланных вцми опытов есть только один недостаток — еще раньше они были напечатаны в «Науке и жизни». Т. Е. ПИВИНСКОЙ, Одесса: Чтобы подкрасить бирюзу, чисто вымытые и обезжиренные ацетоном камни положите в насыщенный раствор медного купороса примерно на сутки, время от времени проверяя их цвет. С. В. ДЕМЬЯНЕНКО, Запорожье: Для тонирования гипса под древесину вполне годится пековый лак, продающийся в хозяйственных магазинах. М. ПРИСЛОНОВОЙ, Дубна Московской обл.: Тут какое-то недоразумение — «Химия и жизнь» не печатала статей о «гомеопатическом лечении микроэлементами». С. КАЛАЧЕВУ, Краснодарский край: Горячий хлеб, уложенный в термос с широким горлом, действительно не теряет свежести, и довольно долго. А. И. ЗАХАРОВУ, Белая Церковь: У сока из редьки, моркови и других корнеплодов очень низкая кислотность, консервировать такой сок дома опасно, и недаром в книгах по домашнему консервированию нет такого рода рецептов. A. В-вой, Москва: Настоящее золото - одно, фальшивых позолот — множество... B. Г. НИКОЛАЕВУ, Новочеркасск: Избыток полиненасыщенных жирных кислот, как показали исследования, пользь. не приносит, сейчас диетологи рекомендуют от 20 до 25 г растительного масла в сутки; и тут, как видите, нужна умеренность. И. П-ву, Москва: «Будучи вступленным», по вашему выражению, в Клуб Юный химик, никаких льгот по части покупки реактивов получить нельзя. A. ПЕТРЕНКО, Киев: На рисунке в № 4 на стр. 65 гном внутри лампочки, надо полагать, уже оборвал для опытов тонкие молибденовые держатели и принялся за более толстые вводы из сплава железа с никелем, введя тем самым читателей в заблуждение... B. Н. ЛЕБЕДЕВУ, Новосибирск: Приставка «апо...» в словах греческого происхождения означает обычно отделение или отсутствие чего-либо. А. И. Г-вой, Москва: Если вы подозреваете, что раствор этилового спирта содержит ядовитые примеси, то вернее всего будет, следуя доброй химической традиции, вылить подозрительный раствор... Редакционная коллегия И. В. Петрянов-Соколов (главный редактор), П. Ф. Баденков, К М. Жаворонков, В. Е. Жвирблис (зав. отделом хим. наук), М. Н. Колосов, Л. А. Костандов, 8. С. Любаров (главный художник), Л. И. Мазур, В. И. Рабинович (ответственный секретарь), М. И. Рохлин (зам. главного редактора), К Н. Семенов, В. М. Соболев, Б. И. Степанов, A. С. Хохлов, М. Б. Черненко (зам. главного редактора), B. А. Энгельгардт Редакция: М. А. Гуревич, Ю.. И. Зварич, М. М. Златковский (художественный редактор), A. Д. Иорданский, О. М. Либкин, Э. И. Михлин (зав. производством), Д. Н. Осокина, B. Р. Полищук, B. В. Станцо, C. Ф. Старикович, Т. А. Сулаева (зав. редакцией), Г. М. Файбусович, В. К. Черникова Номер оформили художники: А. В. Астрин, Г.- LU. Басыров. Е. П. Суматохин, А. В. Казак Корректоры Н. А. Горелова, Л. С Зенович Сдано в набор 11.09.1980 Подписано в печать 15.10 1980 г. Т16453 Бумага 70ХЮ8 1 16. Печать офсетная. Усл. печ. л. 8,4. Уч.-изд. л. 11,5. Бум. л. 3. Тираж 388 000 экз. Цена 45 коп. Заказ 2248. АДРЕС РЕДАКЦИИ: 117333 Москва В-333, Ленинский проспект, 61. Телефоны для справок: 135-90-20, 135-52-29 Чеховский полиграфический комбинат Союэполиграфпрома Государственного комитета СССР по делам издательств, полиграфии и книжной торговли г. Чехов Московской обл. (С) Издательство «Наука». «Химия и "жизнь». 1980 г.
ГАДАНЬЕ ПО РУКЕ У 256 людей взяли дактилоскопические отпечатки. Это не завязка детектива: девочки и мальчики от 1 1 до 13 лет не совершили ничего предосудительного и ни в чем не подозревались, кроме естественной для их возраста способности быстро бегать и далеко прыгать. Они пробегали тридцатиметровую дистанцию и прыгали в длину с места. Результаты тщательно измерялись, а потом их сопоставляли с отпечатками ладоней и паль цев. Мальчики, которые бегали быстрее и прыгали дальше других, имели характерные дерматоглифические признаки. Проще говоря, на их ладонях и пальцах чаще обнаруживались вполне определенные узоры. Например, так называемые ульнарные петли на правой руке быстрых бегунов встречались в 70% случаев, а на левой — в 76,7%. А у тех, кто показывал средние результаты,— соответственно в 55,2 и 48,2%. Различие более чем достоверное. Впрочем, справедливости ради следует сказать, что у девочек столь четкой зависимости между отпечатками пальцев и спортивными способностями обнаружить не удалось. И все же, быть может, со временем гадание по руке поможет выискивать перспективных атлетов. Хотя бы среди мальчиков. В прошлом году в «Химии и жизни» была напечатана апрельская шутка о чудесах дактилоскопии: утверждалось, что по отпечаткам пальцев можно узнать день рождения человека и даже его домашний телефон. На сей раз все абсолютно серьезно. Результаты, о которых здесь идет речь, были доложены московскими исследователями В. И. Филипповым и Б. А. Ники- тюком на Всемирном научном конгрессе «Спорт в современном обществе» в июле этого года. Издательство «Наука» «Химия и жизнь» № II 1980 г., 96 с. Индекс 71050 Цена 45 коп. Ш